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＊本篇文章與元利儀器合作刊載＊
「喀嚓」一聲，攝影師透過相機快門留下了現實世界上的美景，但那些肉眼看不見的世界又能以什麼方式寫下紀錄呢？
 
16世紀時，藉著荷蘭眼鏡製造商楊森（Zacharias Janssen）與李普希（Hans Lippershey）之手，歷史記載中的第一臺複式顯微鏡誕生了。隨著科技的發展，電子顯微鏡（electron microscope）、原子力顯微鏡（atomic force microscope）、共軛焦顯微鏡（confocal microscope）、層光螢光顯微鏡（light sheet microscope）、超解析顯微術（super-resolution microscopy）等眾多更加精密且能看得更深、更清晰的顯微鏡也陸續被研發。顯微鏡是進行科學研究時的重要工具，但也有許多科學家們不滿足於理性研究與獨自欣賞，更希望能與社會大眾分享顯微鏡下的美，讓人們知道肉眼看不到的世界比想像還要精彩。
 
日本知名光學與成像公司Olympus從2017年開始舉行顯微攝影的年度影像大賽（Olympus Image of the Year Award），來自世界各國的科學家也在競賽中展現了鏡頭下千變萬化的微觀世界。在2021年，Olympus代理商元利儀器在臺灣舉辦了「Taiwan顯微攝影競賽」，期望能向臺灣民眾展示科學家在研究過程中所探索到令人驚艷的顯微視野。透過這場競賽，他們希望能夠讓大眾深入了解科學影像，並提高對科學研究的認知。

不同面貌的果蠅顯微影像

Taiwan顯微攝影競賽在今（2023）年邁入第三屆，金獎與銀獎分別由中央研究院細胞與個體生物學研究所博士生林祺洪，以及清華大學腦科學中心博士生劉柏亨獲得。優選獎則分別頒給陳樂融、林亞慧、簡宏任、劉昱秀、庫馬爾（Uday Kumar）、德萊昂（Marco Pomida De Leon）、温榮崑、劉宇桁等八名參賽選手。
 
林祺洪的作品〈初露端倪的美麗：擁抱開展的旅程〉（Budding Beauty: Embracing the Unfolding Journey），以母果蠅的卵巢為題材，透過精妙的染色技術展示卵巢內的生殖幹細胞。果蠅的卵巢中包含16∼20個生殖腺（germarium），而在生殖腺裡頭則充滿了生殖幹細胞。畫面中卵巢前端的生殖腺如同植物花苞一般含苞待放，組織中細胞核、細胞骨架、粒線體也清晰可見，以充滿生命力的構圖展示了生命的驚奇與生機。
 
而同樣以果蠅作為拍攝對象，劉柏亨則展現出了截然不同的角度與面貌。相較於人類約100億顆的神經細胞，果蠅腦中的神經細胞僅有約十萬顆，但仍能讓牠們擁有學習、記憶等極複雜的行為，也因此成為近年來神經科學研究中的絕佳材料。劉柏亨的作品〈連接大腦〉（wiring Brain）使用了擴展顯微術（expansion microscopy），藉以跨越光學顯微鏡的繞射極限，使得神經細胞間細節的連結體能透過影像被清晰地記錄，充分展現出神經細胞內精緻的突觸結構特徵。

樣品製備、顯微鏡挑選拍攝意境的重要性

在競賽之外，我們也特別訪問了幾位參與本屆作品評選的評審，希望能從評審的角度分享他們對於顯微攝影的看法。
 
「顯微攝影是有科學的意義在背後的，」曾參與過去幾屆評選的清華大學生醫工程與環境科學系助理教授朱麗安說道，「為什麼我們要開發雷射、螢光顯微技術？其實都跟科學研究有關 。」不同於一般的手機、相機攝影是為了留下親友的笑顏、壯闊的美景等，顯微攝影的拍攝初衷在於科學。除了初衷不同之外，顯微攝影與一般攝影在拍攝時的「主動性」也不太一樣，陽明交通大學生醫光電研究所教授高甫仁提到：「一般的攝影你是去捕捉或等待適合的機會，但顯微攝影的物件都是自己主動尋找的。先從準備樣品開始，再把樣品製備成希望的樣子。」若要拍攝出一幅好的顯微攝影作品，找到好的樣品還不夠，樣品進到顯微拍攝之前的製備、處理，還有細心搭配顯微鏡與樣品的特性也同樣重要，這對於顯微攝影成像的影響甚至占了一半以上。朱麗安強調，參賽者在準備比賽時應該深入思考自己的研究目標，提出問題：「你要更深入地想，我到底要看什麼、要怎麼做，然後再思考樣品與顯微鏡之間的最佳組合方式。」她進一步提醒，唯有在細心思考的基礎上，才能拍攝出一幅令人驚艷的作品。
 
在樣品製備完成、找出適合的顯微鏡之後，可以再思考下一步——拍攝。「顯微鏡的微觀下是一個無重力的環境。」高甫仁認為，在顯微鏡載物臺上極為狹小的微觀環境中，重力造成的影響幾乎可以被忽略，因此樣品的結構與它在微觀世界裡的線條、構圖，以及作者想呈現出的意象就會與肉眼的世界的常規有巨大的差異，因此「想像力」就顯得格外重要。「不見得需要很高檔的顯微鏡來紀錄一個美麗的瞬間。」成功大學生物醫學工程學系教授邱文泰也不約而同提出了相似的想法，他以今年獲得優選的其中一幅拍攝斑馬魚鱗片紋路的作品為例，說明顯微攝影並不一定需要使用很大型或昂貴的儀器，取材的巧思和拍攝的意境反而才是特色。「顯微影像本身就具有魔幻意象，你拍到的影像要自帶詩意。」
 
來自中國醫藥大學生物醫學工程碩士學位學程助理教授劉彥良，在構圖、色彩之外還會特別注重作者對於自身作品的詮釋。他提到，在評選過程中他發現有些作者為作品下了一個非常好的註解，除了符合該幅作品的意境外，也能讓觀者更深刻體會到作品中的意涵。每一幅顯微影像藉由作者切合主題的闡述，更加能夠將科學研究成果以不同的姿態呈現、推廣給社會大眾，使得科學不再是書上冷冰冰、硬邦邦的知識，也期待這些努力能對下一代的科學教育帶來更好的啟發。

多元、多維度的顯微影像

「今年的參賽作品在物種和題目上更多元了。」朱麗安說道，在過往印象中顯微攝影競賽的作品會比較集中在幾個當今較熱門的研究主題上，但其實有時候更好的顯微影像往往存在於更複雜的系統中，不過這些研究可能較為冷門，因此研究它們的實驗室也偏少。「希望未來也有機會有一個『材料』的類別。」她提到許多材料在微觀世界中亂度很大，許多晶格排列整齊的影像也非常引人注目，期待往後的顯微攝影競賽可以不只有生物領域的研究者參與，還能夠有不同的切入點讓領域相異的研究者可以交流、觀摩，激發彼此對於研究的熱忱。
 
「從評審的角度來看，現在的參賽者和未來的參賽者彼此的鼓勵跟砥礪可能更為重要。」高甫仁認為，顯微攝影競賽在某種意義上來說就像是軍備競賽一般，好的作品會刺激下一代研究者參賽的動力與水準，因此雙方的互動就顯得格外重要。他也期許未來能增加像是影片、實體工作坊等不同形式的分享活動，除了將前人的顯微攝影技術、經驗傳承之外，還能鼓勵未來的參賽者，共同促進科學界的進展。
 
至於首度擔任評審的劉彥良、邱文泰，則驚豔於參賽作品中的多細胞組織影像。劉彥良提到，他原先預想的參賽作品可能會以螢光單細胞影像為主，但在實際看了作品後卻發現，大部分作品都是多細胞組織影像，例如斑馬魚、果蠅大腦等多維影像或組織切片。隨著現代顯微技術的高度發展，拍攝多細胞組織影像其實已經不需要像以前一般花費大量的時間、精力，且這些影像也可以展現更多維度的美，更像是一幅比較完整的作品。「我一直覺得大自然就是最好的創作者。」邱文泰說，這次許多得獎作品是一整個組織、器官，甚至是整個胚胎、個體，呈現出多種不同細胞型態的排列組合。而茫茫作品海之中，之所以有特定幾幅作品能吸引到他的目光，其實就是來自於每一位參賽者用了多種不同、特定的染色方式，將平時肉眼看不到的世界呈現出來。他也提到，這些影像若能以3D、影片等多元的媒體方式呈現，或許能讓參賽者、觀者以不一樣的角度體會到科學研究的精妙之處。

一沙一世界，一花一天堂

微觀世界的神祕與絢爛吸引著科學家前去探索，觀看這篇文章的你或許會覺得科學距離自己相當遙遠，但其實現在也有許多簡單的手機顯微鏡頭等工具，能將微觀世界帶到我們的眼前。即便解析度不如光學顯微鏡，也不像螢光顯微鏡一樣能呈現亮眼的色彩，不過重要的是踏上了觀察未知領域的第一步。
 
你也對於肉眼看不見的世界感到好奇嗎？期待有更多人能踏上顯微攝影的旅途，讓科學、美學融入你我的生活。

顯微攝影競賽評審（中二起由左至右）曹存慧、劉彥良、高甫仁與元利儀器總經理（右一）、協理（左一）合照。（高啟航拍攝）