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公果蠅追女友竟被她狠心阻止! 朱麗安的雷射追蹤系統——拜見科學界女力(二)

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留著一頭長髮,黑色粗框眼鏡,她,是清大生技所博士班學生朱麗安,年紀輕輕已經是第九屆(2016 年)台灣女科學家「孟粹珠獎學金」得主。

初次見面,她與我想像中的「科學家」有段距離。

朱麗安上

台灣女科學家「孟粹珠獎學金」得主朱麗安。圖/吳健雄學術基金會提供

或許因為是學生身分,反而讓提問不再那麼有心理負擔,畢竟每回要在各專家學者前提出笨問題,內心總會先經過一番不小的掙扎(科學領域太高深莫測,不是那個領域專家真的很難搞懂啊)。

所以,故事要從腐敗水果上飛舞的小小果蠅開始。你沒看錯,朱麗安的研究主題就是果蠅。

或許你內心跟我有一樣的疑惑:在外人眼中,飛來飛去的果蠅能有什麼大學問?對朱麗安來說,這隻小生物的行為和人腦一樣有趣。「其實果蠅分工很精細,這麼小的腦,卻已經有學習跟記憶的功能」。

小小果蠅 大大學問:研究人腦的前驅模式動物

民眾眼裡沒什麼用的果蠅,是科學家研究人腦的重要基礎。

身長只有 2.5 毫米的母果蠅(公果蠅更小),腦內已經有 13 5000 個神經元,雖然與人類超過 1000 億個神經元相比還是小巫見大巫,卻能讓科學家藉此推估人腦的運作方式。到目前為止,科學家已經能透過操控果蠅特定的神經元或基因,來了解這些構造在訊息傳遞過程中如何在果蠅大腦裡運作。此外,果蠅培養成本低,生命週期短(約 60 天左右),對於需要大量數據搜集的實驗類型非常有幫助,並能與目前許多大數據分析做配合運用;目前科學家已經發現,有超過 60% 的人類疾病,能在果蠅基因體上找到同源基因。最重要的,由於果蠅基因容易操控,人類許多遺傳性疾病(如阿茲海默症、帕金森氏症)都可以轉植到果蠅上研究,對於無法直接進行人體實驗的遺傳性疾病來說,是一個很大的進步。

3D 模擬果蠅嗅覺訊息處理過程

「現在我們用果蠅來做實驗的行為主要有求偶跟學習與記憶。」,朱麗安所屬的實驗室是全台灣數一數二、專做果蠅的實驗室。她的指導老師江安世 2007 年發表在知名期刊《細胞》的「果蠅腦內嗅覺神經網路地圖」,把果蠅處理嗅覺訊息過程的最後一個階段——果蠅腦內神經元如何接受訊息、分析解碼各種味道——用 3D 立體影像呈現,研究發表當下在學術界引起不小震撼。

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江安世實驗團隊所建立的果蠅腦內嗅覺神經網路地圖。圖 /取自科技大觀園

清大生物科技研究所教授江世安在研究中發現,小小果蠅光是嗅覺處理就有三道關卡——鼻子嗅覺細胞接觸到氣味分子、腦神經把嗅覺傳到位在鼻子後方的嗅小球、嗅小球再經由軸突投射到蕈狀體的接收區域,由蕈狀體進行分析。

設計雷射追蹤系統 解密果蠅記憶形成

不知道你是不是和我一樣,對於果蠅能如此細緻處理氣味的過程感到驚豔,如果是的話那你可能有所不知,其實果蠅和人類一樣,還可以記住一些事情,特別是怎麼「找對象」。

果蠅求偶有很多個階段,有時會以環繞或追逐等行為接近母果蠅,距離較遠時公果蠅會以振翅發出聲音吸引異性,接近母果蠅後改成單翅(就像是舉手跳舞希望女生看見那樣啦~),更靠近則會以嗅覺或味覺來偵測母果蠅是不是已經交配過。「果蠅的行為其實很精細,不同的神經有不同的行為。」2008 年開始,朱麗安利用自己過去念機械的專長,與動機系博士班學生吳明親、光電所研究員林彥穎,共同開發「雷射追蹤果蠅系統」。這個結合生科、工程、電機的系統,可以讓科學家在自然環境中觀察腦神經如何操控公果蠅行為。

自動追蹤雷射系統(ALTOMS)示意圖

ALTOMS 示意圖。此系統的組成有果蠅競技場、影像捕捉模組、智慧中央控制模組和雷射掃描模組。

看不懂嗎?馬上翻成白話文給你看。

2016年台灣女科學家獎「孟粹珠獎學金」得主朱麗安。圖/吳健雄學術基金會提供

實驗是這樣設計的:「我們以母果蠅為中心,向外畫 3.5 毫米的圓圈,只要公果蠅進入這個範圍,就用雷射打公果蠅直到他離開為止。」這個「阻止公果蠅找女友」的實驗,雖然聽起來有點殘酷,最後卻獲得不小成果。由於求偶行為屬於果蠅的主動式學習,朱麗安和她的研究團隊發現,用這種方式打果蠅,很快就能形成長期記憶、效果也比較持久(打一小時雷射、隔天還會記得),公果蠅很快就能學會不能太靠近母果蠅,否則會被打;相較於被動式學習(電擊配合味道,訓練果蠅討厭特定氣味)三小時訓練只能維持 24 小時,差異其實很大。經過 6 年的努力,加上實驗室新進成員蕭伯彥的幫忙,這個研究成果最後登上《美國國家科學院院刊》(PNAS)。

結合不同領域專長 開發實驗新工具

但這其實不是朱麗安第一次開發新工具,早在 2011 年,朱麗安還是清大生科研究所博士班二年級時,就曾與另一組動力機械系學生一同研發處女果蠅自動搜集器,顧名思義就是能自動篩選處女果蠅的機器,並獲得國家新創獎以及國際科技儀器新創獎首獎的肯定。

「我發現我的興趣是結合不同領域的專長,利用新技術開發新工具,希望能在生物研究上,創造新的突破。」目前還是博士班七年級學生的朱麗安,近期正和中研院合作開發超解析顯微鏡,希望能看見果蠅腦中更精細的結構。

旁敲側擊 間接回應社會需求

身為女性在生涯選擇上,難免面臨來自家庭的壓力。「我還是希望自己的研究跟人類生活有關聯」,深奧難懂大概是多數人談起科學的第一印象,大學念機械的朱麗安,半路才「出家」鑽研果蠅,在她眼裡的生物學比較直觀。「科學家透過模式生物了解神經控制行為的機制,過程中也會開發很多新工具,未來有機會可以應用到人類身上」。當然,模式生物離臨床的人體實驗還很遙遠,但科學上每一小步的前進,都是科學家千錘百鍊實驗的結果,有了模式生物,我們要理解複雜的人腦或許就不再是天方夜譚。

下回在家中看見小小果蠅,可別再只是覺得它惱人了!

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牛奶殘酷真相? 殘酷的真相不是牛奶,是謠言

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一則好的謠言需要有真有假,混合多種不清不楚的資料來源,然後用含糊的結論來規避責任。這則 TVBS 關於牛奶的報導就是完美的示範,值得每一位職業是製造謠言的朋友多學習仿效。

以下是我們的分段品評:

1. 影片開頭的女性以及綠色帝國基金會?

基本上綠色帝國基金會並不存在,這段影片是取自一個 Youtube 帳號「Green Empire」在 2014 年上傳的影片

大家可以看一下這個 Youtube 帳號的其他影片,也可上他們的網站看一下,如果你認為這樣的網站可信,那我也沒有意見,但我個人是覺得問題很大,必須嚴格檢視。

2. 牛奶營養價值低?

TVBS 說:「有越來越多的食品科學研究指出,牛奶的營養價值可能比想像中的低,對人體也有可能是弊大於利。」

喔?證據呢?

3.  7.5 億個膿細胞!!!

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綠色帝國基金會說:每公升牛奶有兩千萬的活躍細菌跟 7.5 億個膿細胞。

喔?證據呢?牛乳要上市本來就會經過殺菌。(延伸閱讀:為什麼台灣的牛奶比國外的還濃醇香?

而所謂的膿細胞其實並不存在,膿是指死掉的白血球。其實真的要注意的是體細胞(Somatic Cell),如果體細胞數過高,就有可能是牛乳乳腺發炎。而如果體細胞過高,是不會通過檢驗的。(資料來源:農委會農業知識入口網〈體細胞數(SCC)與牛奶品質〉)

4. 烏普薩拉大學 6.1 萬名男女的研究?

影片中有提到瑞典的烏普薩拉大學的研究針對 6.1 萬名男女的飲食,進行長達 20 年的研究。

的確有這個研究

不過是兩個世代研究,一個只針對女性(61,433人),另一個只針對男性(45,339人)。研究的結論:「High milk intake was associated with higher mortality in one cohort of women and in another cohort of men, and with higher fracture incidence in women. Given the observational study designs with the inherent possibility of residual confounding and reverse causation phenomena, a cautious interpretation of the results is recommended.」

研究的確發現每天喝較多牛奶的男女有比較早過世的相關性,也與女性的骨折有較高的相關性,但也強調這中間可能有混擾因子跟倒反因果的現象,詮釋結論時要非常小心。不過當然 TVBS 這麼優質的謠言生產單位是不會在乎的。

牛乳過量飲用的上限在那裡,副作用是什麼,目前是缺乏足夠理解的。有趣的是,論文中提到發酵乳品與鮮乳不同,可以降低骨折與總體死亡率。大體來說,論文作者傾向認為乳糖、半乳糖是主要副作用影響來源。

TVBS 同時上字幕:「生長激素恐殘留 專家:多喝牛奶或易早死」基本上這個字幕跟瑞典的研究毫無關係,但上在同時間,這手法之精妙實在厲害。

5. 新聞中的男性「作者基昂」是誰?

其實他是 Joseph Keon,是 Whitewash: The Disturbing Truth About Cow’s Milk and Your Health 一書的作者。

這本書我沒看過,不予置評,但 Vegan 素食社群非常推薦。基昂先生的完整受訪影片在 Youtube 上,但並沒有提出相關證據佐證其說法,或許只是打書用的影片

6. 沒有時間等小牛長大了?

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圖/By Uberprutser – Own work, CC BY-SA 3.0, wikipedia.

TVBS:「現在的牛奶製造過程不同於以前,為了滿足全世界各地龐大的乳製品需求,已經沒有時間等小牛慢慢長大。」

嗯?證據呢?TVBS 並沒有提出。

然後又插入一段綠色帝國金髮女性講牛奶都是膿的段落。這種蒙太奇式的剪接手法高超啊。

7. 又在講牛打生長激素…

TVBS:「像是在澳洲維多利亞省的這座畜牧場裡,有些小牛出生五天之後就被送往屠宰場,而乳牛則是被施打了牛的生長激素,延續泌乳期,才能持續產乳。」

然後又插入作者基昂講說生長賀爾蒙提高我們罹患其他疾病的風險。這個萬年謠言已經被破解萬次了,但大家還是很喜歡相信,就跟雞都是打生長激素才長那麼快一樣。(延伸閱讀:乳牛靠打激素來產奶嗎?牛奶的事實與被抹黑

8. 印度全國有八成牛奶造假?

新聞的確在 2012 年有報導。但過了四年,TVBS 還引用得很高興的原因是?而且,刻意在食物中造假跟牛奶本身的問題若混為一談,那也真是獨步全球的台灣媒體邏輯。

9. 最後撇得一乾二淨才專業

前面胡扯那麼長,最後當然要把責任撇得一乾二淨,這才是職業謠言製造商的職業水準。

TVBS:「不過對於牛奶的好壞,研究數據百百種,該不該喝,敢不敢喝,恐怕還是因人而異。TVBS 新聞綜合報導」

最後,我也不想把「功勞」都歸給 TVBS 。我想台灣閱聽人對於糟糕報導的縱容是需要自我檢討的,看到 TVBS 那則報導下面那麼多人全盤相信,毫無科學質疑的意識,也是 PanSci 泛科學的責任。我們做的還是太少。

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搶在還來得及以前 張玉玲發展工具找出失智症高危險群——拜見科學界女力(三)

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圖/vishvanavanjana @ pixabay

「下流老人」是近幾年日本出現的最新名詞,指的是那些沒有子女(或子女沒辦法供養父母),沒錢進安養院、也請不起看護來照顧自己的獨居老人,又老又窮又孤獨。你或許無法想像自己老了之後會是這般光景,「老了」也許離現在的你還有一段距離,但在台灣即將邁入高齡社會的此刻,我們對「老化」這件事有多少認知?

根據內政部 102 年底的人口資料推估,台灣 200 多萬的老人當中,有 217,855 人罹患失智症,佔老年人口的 8.09%。這個好發率隨著年齡增加而提高的疾病,目前還沒有根治的方法。沒辦法事後補救,有沒有辦法事前預防?「大家現在的想法是,不要等到疾病發生再來處理,而是要在還沒發生之前,先找出來哪些人未來有可能發病」,她是獲得今年(2016)吳健雄傑出女科學家新秀獎的台大心理系助理教授張玉玲,國內臨床神經心理學少數從事老年臨床研究的老師,主要針對未來極有可能罹患失智症的高風險群,例如輕度知能障礙(Mild Cognitive Impairment, MCI)做研究。

「我想念心理系的想法很單純,就是對人很有興趣,但真的進到心理系後發現,心理系比我想像的廣泛很多」,原先和大家一樣,以為念心理就是在念情緒的張玉玲,在台大心理系的第三年遇見花茂棽老師,就此結下她和神經心理學的不解之緣。

「大腦本身其實是讓我更著迷的,它影響到我們整個人如何行為思考。」台灣研究臨床神經心理學的人本來就不多,像張玉玲這樣年輕的就更少,但看看主計處的統計資料上頭寫著,台灣社會將在 2018 年邁入老年人口比例超過 14% 以上的高齡社會,2025 年就達到 20% 以上的超高齡社會。在社會面臨轉型的同時,對高齡長者醫療需求的相對性研究,能否跟上民眾老化速度,前景其實值得憂慮。

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女科學家新秀獎得主張玉玲。圖/吳健雄學術基金會提供。

輕度認知障礙 罹患失智症的前哨站

老了其實不是問題,而是可能伴隨老化出現的種種疾病、照護所需要的醫療協助,社會福利有沒有能力即時銜接,才是老年人口日益增加的台灣面臨的最大隱憂。台灣目前有 18.74% 的人屬於輕微認知障礙(簡稱 MCI,約五萬多人),這個階段是介於正常老化到罹患失智症間的過渡地帶,可能會出現記憶力衰退、情緒反應遲緩等狀況,最後有 10~15% 比例的人會發展成失智症。為了能更早預防,張玉玲說:「很多時候我是在研究目前看起來還健康的人」。

這樣的研究方法,來自張玉玲在美國念書的經驗。她到社區中招募受測者,針對有可能罹患輕度智能障礙的長者進行簡單的心智功能診斷,企圖找出影響罹患失智症的關鍵因子。然而,這些資料蒐集都需要受訪者高度配合,畢竟要承認自己「失智」都不是那麼容易(看看電影《我想念我自己》女主角的故事),更何況是承認自己「有可能失智」,光想就覺得很有心理障礙。(延伸閱讀:認識早發性阿茲海默症)。「台灣老人跟國外不太一樣,大多時候還停留在『我沒生病,為什麼要看病』的思維裡」,挫折沒有讓張玉玲退縮,她反而因此明白自己研究的存在價值。

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失智症知多少?

你對失智症了解多少?其實它不是單一的疾病,而是一群病症的組合,大致可分為因為腦神經細胞退化或病變引起的原發性失智症(約佔 70~80%)、與心血管疾病導致的續發性失智症(約 10~20%),症狀也不只是記憶力衰退,還包含語言能力、判斷力、注意力等全面性的心智功能減退,它是一種不正常的老化,嚴重到影響日常生活。對於為什麼會發生這些疾病,目前學界還沒有定論。

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正常大腦(左)和失智症患者大腦(右)對照示意圖。圖/By derivative work: Garrondo (talk)SEVERESLICE_HIGH.JPG: ADEAR: “Alzheimer’s Disease Education and Referral Center, a service of the National Institute on Aging.", Public Domain, wikipedia.

多數人對於失智症的診斷印象,大多停留在腦部影像或抽血,不過阿茲海默症的診斷是無法單用腦影像或是抽血檢查來判斷的,抽血主要是要排除因為其他生理疾病所造成的認知功能改變,例如維他命缺乏、甲狀腺功能低下等。阿茲海默症的診斷最終還是要依靠心智功能的評估來做診斷主要依據,透過一些臨床上標準化的神經心理測驗工具,來測量病人心智功能的表現,是不是明顯超過因為正常老化而造成的功能改變程度。不過其實這些只是用來排除「非」失智症的可能因素。

這件事說來簡單,但試想,失智影響的是大腦心智能力(認知、記憶、語言、思考),在還沒嚴重到影響生活時,你如何能夠判定自己/他人可能有失智傾向?

找出可能罹患 MCI 的高危險群

在醫療系統中,要篩選失智症很容易,但若想在社區中篩選可能發展成失智症的高風險群,就相對困難許多,主要是受限於測量工具的敏感度、使用上的方便性或成本考量。「這是為什麼我想去發展一些新的工具,根據我們對大腦以及認知歷程的了解,這些新工具可以在社區進行檢測」。未來若是工具完成,透過簡便的認知測驗在社區中就可以初步篩檢出未來可能罹患輕度知能障礙 MCI 的高風險群。

同時張玉玲也提到,心血管疾病、年齡、ApoE4 基因變異,都是罹患失智症的風險因子,「基因變異讓你的大腦比較沒有本錢抵抗老年失智」。由於失智症是一種持續進行的疾病,臨床經驗顯示,從 MCI 發展成失智症只需要幾年時間,但 MCI 之前的病程怎麼進行,就不是很清楚,提前找出潛在的 MCI 病患或是失智症的高風險個體,變成科學家們和時間賽跑的關鍵因素。

如何界定失智與正常?

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圖/kkdiookekkdio0 @ pixabay

由於正常老化過程當中也會造成功能上的改變,因此界定是失智還是正常老化的標準就變得很重要,多數時候科學家透過蒐集同年齡、性別、教育程度人的資料,找出一個標準化常模(意指一群人在測驗上的普遍水平或分布狀況),藉此判定病人的病況。張玉玲強調,常模有它的限制,對於功能已經不好的病人來說很適用,但是對於功能原本就很好的人未必是敏感的一套「標準」,因此必須建立更適合或是不同的參照標準、研發新的測量工具,讓結果的判讀上,能更敏感地反映出功能上細微且是與病理有關的改變,才能達到早期偵測的目的。

即使現在離目標還有段距離,但張玉玲樂觀的說,「我知道我們已經越來越近」。

我有沒有可能罹患失智症?

有時候,最簡單卻最重要的問題,最難回答。

對於這個進行中、不可逆的疾病,當前醫學恐怕只能提供這個問題最終答案的暫時版本。回台工作五年多,張玉玲頗多感觸,她希望最終能開發出簡單低成本的失智症初步篩檢工具,讓預防能落實在家庭或社區中,而不是一定得千里迢迢跑到大醫院做檢查,最後發現已經為時已晚。

有天我們都會變老,我想起自己家中的外公,時不時會看著我卻叫出別人的名字,是不是那也是自己未來的模樣?如果有天,我們能提早預見失智症的發生風險、及早治療,這一切或許可以變得不太一樣。

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我們畫出了希格斯粒子,卻從未真的看到它——《科學月刊》

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圖/CERN

文/葉致微|曾經只為學測唸物理,現在卻為瞭解物理學家發憤自習;把粒子物理當文化觀察,以社會學理解知識的生產與傳播。現就讀於英國愛丁堡大學。

2013 年是物理學界風光的一年,位於瑞士日內瓦的歐洲核子研究組織(CERN)正式對外宣布,實驗物理學家在大型強子對撞機(Large Hadron Collider, LHC)的實驗中,發現了希格斯粒子。別稱「上帝粒子」的「希格斯粒子(Higgs boson)」,在主流的粒子物理理論「標準模型(Standard Model)」中,扮演著關鍵角色:它負責給予基本粒子(fundamental particles)質量。自 1964 年被希格斯(Peter Higgs)與恩格勒(François Englert)等數名理論物理學家提為假說後,物理學界便殷殷期盼著高能物理實驗能夠證實此粒子的存在及作用。50 年後,期待成真,高齡 84 歲的希格斯與高齡 81 歲的恩格勒,也於同年獲頒諾貝爾物理學獎。大型強子對撞機因此得以順利閉關升級,兩年之後,撞擊能量翻倍成長,來到 13 TeV(13×1012 電子伏特),新任務是在 2020 年之前,更瞭解希格斯粒子的運作機制,以及探索任何超越標準模型、超越對稱性的物理發現。

希格斯粒子的發現引發了媒體爭相報導,一時間成為科學新聞的熱門話題。為了模擬宇宙大霹靂爆炸瞬間的高能量撞擊,建造號稱人類史上最大型實驗儀器的大型強子對撞機,必須鑿開深 175 公尺,長 27 公里的地底隧道,期間耗費無數時間、金錢、人力。因此,自 21 世紀初開始建造後,即成為媒體及社會大眾關注的焦點。在對撞機正式運轉之前,媒體論述關注於對撞機的實驗風險,擔憂如此高能量的軌道撞擊,恐在地球表面引發類似黑洞的效應:以龐大的引力吞噬地球上的物質。歐洲核子研究組織認真看待媒體及社會大眾對對撞機的觀感,所以,為排除此風險疑慮,成立了一個由獨立科學家組成的安全評估小組,監督對撞機的實驗安全性。2008 年之後,對撞機開始運轉,全球金融海嘯卻延燒各國經濟;緊縮的資源,使得歐洲對純科學、探索未知的資助,在媒體及輿論的關注下,備受爭議,歐洲核子研究組織甚至面臨預算被刪減。於是,延續著十餘年來社會對歐洲核子研究組織、大型強子對撞機的關注、猜疑,希格斯粒子的發現,不僅對物理學家意義非凡,對媒體、公眾來說,也終於有線索可以嘗試理解高能粒子物理的研究貢獻與價值。

在媒體報導希格斯粒子的熱潮中,除了文字說明之外,一批色彩豔麗、線條清晰的數位影像被大量使用(例如首圖及下圖);它們像是照片,似乎捕捉了希格斯粒子在對撞機內被發現的瞬間。然而,我們真的能夠以肉眼見證比原子還小的粒子嗎?如果答案是否定的話,這些數位影像呈現出了什麼樣的事實?身為一個觀看者,這些問題縈繞在我心中,久久不去。

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圖/CERN

希格斯教授獲頒諾貝爾物理學獎的當下,我恰巧在他任教的學校:英國愛丁堡大學,開始了科技與社會研究(Science and Technology Studies)的學業。著迷於科學溝通的我,參與了多場於愛丁堡(蘇格蘭首都)及倫敦(英格蘭首都)舉行,向社會大眾溝通希格斯粒子的推廣活動。因此,在一場位於蘇格蘭國立博物館舉行的科學講座,我旁聽到一段非常有趣,與這些數位影像有關的,物理學家與社會大眾的對話:

“請問,在這些影像當中,希格斯粒子在哪裡?”──社會大眾

“其實,影像裡並沒有希格斯粒子,我們只能看見它的行經軌跡。” ──物理學家

這段對話間接回答了縈繞在我心中的疑問:我們的確無法以肉眼見證希格斯粒子的存在。但是,在圖文並茂的媒體報導、溝通推廣情境之中,觀眾似乎以為他們能夠透過影像看到希格斯粒子;不過,溝通者卻明知事實並非如此。那麼,這些影像究竟意圖呈現什麼?我想要瞭解科學溝通者使用這些影像的用意。

我訪問了上述對話中的物理學家安潔莉卡(化名)。安潔莉卡曾是希格斯的學生,目前在愛丁堡大學物理系任教,同時也參與了大型強子對撞機的實驗。因此,她十分瞭解希格斯粒子研究,也有豐富的公眾溝通、科普教育經驗。她告訴我,這些影像是在實驗結束,以實驗數據重建而出的模型。她在蘇格蘭國立博物館的講座所使用的影像,由和她一起在對撞機進行實驗研究的博士班學生設計。歐洲核子研究組織自行開發了一套數位影像製作軟體,提供給成員使用,當有人需要圖像輔助說明,特別是在公眾場合解釋希格斯粒子研究時,這些學生便將對撞機所記錄下來的實驗數據輸入影像製作軟體,篩選出畫面最清晰、線條最乾淨的資料視覺化(data visualization)結果,再輔以更生動的 3D 圖像設計、更鮮豔的色彩配置,完成一張張美觀的數位影像。這些影像在對外流通之前,需要經過內部審核;它們要被上傳到組織內的共同檔案空間,沒有成員提出任何疑慮或異議之後,才能開放使用。也就是說,這些影像並不是物理學家們拿來觀察、分析、判斷希格斯粒子是否存在的第一手實驗證據;它們是為了方便展示實驗結果,促進溝通而被創造出來的影像。

對於粒子物理學家來說,沒有人能夠親眼目睹希格斯粒子。粒子物理以量子力學為理論基礎;理論上來說,粒子具有波動性,會隨著時間移動,並產生能量與質量的轉換,所以,希格斯粒子並非具有固定形狀、位置的物質。負責給予基本粒子質量的希格斯粒子,其實是希格斯場的擾動(像是水面上的漣漪),一旦測量到擾動,便能證實希格斯場的存在。另外,對測量方法而言,對撞機每秒製造出 6 億次撞擊,裡頭的粒子以近乎光速的速度前進,撞擊後又以不到 10-22 秒的時間衰變。實驗物理學家根本來不及看到,更無法捕捉希格斯粒子,只能設計最先進的探測器,記錄衰變瞬間對撞機內的物理現象,並將之數位化。隨後,再根據衰變數據,例如:各種粒子的軌跡、動量和能量等性質,分析是否有符合理論預測的希格斯粒子衰變,間接證實希格斯粒子的存在。因此,發現希格斯粒子的過程,跟視覺上的觀察毫無直接關係,而是一連串的數據演繹;統計圖表(例如下圖),反而是粒子物理學家在社群內部經常使用的影像,它們所代表的特定數據,正好符合希格斯粒子及其衰變的物理性質。也就是說,物理學家們,其實是透過數據,「看」見了希格斯粒子。

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圖/CERN

然而,縱使安潔莉卡知道希格斯粒子無法由肉眼觀察,她仍然認為那些實驗完畢之後才設計出來的影像,對一般觀眾來說,就好比相片,逼真地呈現出希格斯粒子在對撞機裡被撞擊而出的模樣。這也是為什麼,影像中並不會顯露出實驗數據(頂多保留實驗發生時間),因為唯有如此,畫面才會像是一張張捕捉瞬間的相片,讓觀者產生身歷其境的感受。科學史學家謝平與夏佛在 1985 年出版的《利維坦與空氣泵浦》一書中,論述過「親眼見證」實驗的操作成功,對於科學能取信於人,並廣為散播,有著關鍵的作用。所以,我認為這些如相片般的生動影像,也有「親眼見證」的功能;由於親眼目睹大型強子對撞機的實驗過程,以及希格斯粒子的存在,是一件理論、實務上皆不可能的任務,因此,為了在媒體、社會大眾之間,製造「虛擬的親眼見證」的效果,粒子物理學家們運用了想像力、創造力,以及藝術天分,「具象化」了希格斯粒子的存在;而觀眾,在科學溝通、教育推廣的情境之中,除了以理智瞭解希格斯粒子的意義,更以感官、想像,去體會希格斯粒子的存在。

歐洲核子研究組織所創造出來的這些數位影像,大量的出現在科學公眾溝通的情境之中:電視、網路、報章雜誌、博物館、科學節等等。歐洲核子研究組織甚至號召藝術家,以這些影像為靈感創作,串聯出蝴蝶效應一般的親眼見證、集體共感。這種影像與觀者的互動關係,與我們的刻板印象,認為科學是理性、邏輯的;科學影像是客觀、真實的,有所不同。科學傳播的過程,在這個案例之中,是理性與感性、邏輯與美感的緊密交織。換句話說,縱使希格斯粒子並不具備可供肉眼觀察的性質,實體影像依然扮演著溝通橋樑的角色,將物理學家抽象的知識追尋「翻譯」成生動的獵捕、發現瞬間,提供社會大眾一個具象的學習媒介,領略科學的博大精深。然而,觀看者若是能反思溝通情境中,「轉譯之必須」所帶來的「失真之可能」,也許當前大舉「有圖有真相」的影像溝通文化,可以受到更多的懷疑與檢視。下次,在看到科學影像時,不妨大膽提問影像和真相、溝通者和接收者之間的交互關係究竟是什麼。

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當媒體說他15歲發現馬雅古城,你信不信?為什麼?

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位於墨西哥的馬雅遺址。圖/Connectingdots@pixabay, CC0

今(2016)年 5 月 7 日,《蒙特婁日報》(Le Journal de Montreal) 上出現一則標題寫著〈一位青少年發現馬雅古城市新聞,這一名青少年是加拿大魁北克中學十五歲的學生 William Gadoury,他在家裡發現了這個古城 。

Tech Insider 報導,這名學生利用馬雅星座及 2014 年的衛星定位影像圖相互對應,發現星象和現在已知的 117 個古遺跡的位置有相關性。同時他也注意到,有一個星座的星體沒有相對應的城市,所以他就以加拿大太空總署(Canadian Space Agency)和私人地球觀測公司 Ikonos 的衛星影像,針對這個位在猶加敦半島( Yucatan Peninsula )的地點進行研究,研究結果在這個禮拜發表。

火之口:馬雅文明最大城?

Gadoury 向《蒙特婁日報》的記者這麼說:

「我不明白為什麼馬雅人要把城市蓋在遠離河川的深山中,這一定有其他原因。因為他們崇拜星星,這個假設就忽然出現在我腦中,當我意識到星座中最亮的星星和馬雅的幾個大城市的位置相符時,我非常驚訝和興奮!」

該報導指出 Gadoury 將《馬雅抄本》裡提到的 22 個星座的位置,描繪在地圖上,意外發現這些星星的位置會對應到 117 個馬雅城市的位置。在他對照第 23 個星座的時候,卻發現沒有相對應的城市,依照他先前發現的相關性在墨西哥猶加敦半島的深山中應該還有一個遺跡,第 118 個馬雅城市。

他表示在他聯絡加拿大太空總署後,得到了 NASA 和 JAXA 的衛星影像照片,也因此發現他推估的第 118 個城市的位置附近有一個不自然的人造矩形區域。Gadoury 和他合作的地質學家 Armand LaRocque 宣稱,他們在衛星影像中發現的這個不自然的矩形區域,很有可能就是一個馬雅的古遺跡,甚至是個擁有超過 30 個建築的大城市。「(這張照片)很清楚的顯示它是一個人造建築」,地質學家 LaRocque 對 Tech Insider 記者這樣說,他強調自己還有其他可以證明道路網絡的照片。Gadoury 將這個城市取名為 K’aak Chi ,意思是火之口(Mouth of Fire),一旦確認,這將會是馬雅文明被發現的最大城市。

依據原始報導, Gadoury 提供他們目前對於這個馬雅遺跡推估的資訊:

  • 暫定命名:火之口
  • 金字塔高度: 86 公尺
  • 城市總面積:80 ~ 120 平方公里
  • 座標位置: 北緯 17 度,西經 90 度
  • 城市具有大規模的街道網絡
  • 至少有 30 個可見的建築
  • 若證實,將是目前發現第四大馬雅城市

現在最需要的其實是實地探勘,但這是一個艱鉅任務,因為火之口位在墨西哥一個難以到達的地點, Gadoury 已經和三個墨西哥考古學家聯絡,希望能參與任何後續行動。

考古學家:很有可能只是玉米田

等一下,光是比對衛星照片就可以找到古城嗎?那考古學家幹嘛這麼辛苦跋山涉水,跑到沒人的地方探勘?雖然 Gadoury 還沒實地探勘研究,但這個結果已經讓國外許多考古學家跳腳,有多名專家對這樣的想法表示懷疑。衛星影像專家 Thomas Garrison 告訴一名網路編輯 George Dvorsky 他的想法:

「我很高興這位年輕人這麼早就對古馬雅文化和遠端遙控技術有興趣,但實地驗證(ground-truthing)是遠端研究最重要的關鍵,你必須能確認從衛星影像中找到的東西。在這個案例中,不管是它的形狀或上面植被都很明顯看的出來是一塊玉米田,可能荒廢十到十五年,任何有在馬雅當地觀察過的人都會知道這件事。我希望這位年輕人能讓研究提升到大學層次,然後他的下個研究就會很有意義。」

在德州大學奧斯汀分校中南美研究中心的考古學專家 David Stuart 也在臉書上分享他的評估(雖然貼文已經移除,但螢幕快照還在):

「這整件事都是胡來,簡單來說就是一個垃圾科學(junk science)。馬雅人沒有用星座位置規劃他們的城市,這樣的觀察很有可能只是一個巧合,因為古遺跡很多、星座也很多。在地圖上看見的形狀的確是人造的,只不過它只是一個廢棄的麥田或玉米田。」

 David Stuart 說,他無意批評這位對馬雅文化充滿熱誠的聰明男孩,如果未來能進一步發展這個興趣就會很好,不過他也認為在這一系列報導中一些專家的說法很不負責任。

針對這些批明, 與 Gadoury 一起合作的地質學家 LaRocque 認為那是因為他們對的研究基礎有些根本的誤解。有些媒體(如 BBCTech Insider)刊登加拿大太空總署提供的照片(如上方截圖),被 LaRocque 指出根本不是他們提供的。他指出這張照片是位於貝里斯(Belize)的一處叢林,並非這個研究所指出的墨西哥,也因此任何從此得到的結論,都是不正確的。

台灣 Mayaman:城邦建城 聚落之間不一定有關連

經常在 PTT 上談論馬雅古文明、代號 Mayaman 的網友則從馬雅本身的聚落型態分析,他認為由於馬雅屬於城邦體制,不一定每個城市建城時都有星座位置的概念,「或許我們可以說,星象或許跟城市選址有關,但或許不是唯一、絕對的因素」,因為馬雅遺址非常多,所以研究的準確性必須要看 Gadoury 擷取的遺址範圍、時間為何,如果沒有系統性篩選規劃,可能會出現很多問題;此外他也提到,新聞應該去採訪更多考古、人類學家的說法,才可能得到更多資訊,而不是只訪問天文或衛星遙測專家。

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感染HIV還可以活多久?──《心之谷》

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醫生,請老實告訴我,我感染了HIV,還能活多久?

這是感染者最常見的問題之一,也是感染者的家人、伴侶都想知道的事情。在歷史上不同的年代問醫生,得到的答案會完全不同。

曾經的世紀絕症

1980 年代是 HIV 疫情剛萌芽的時代,那個年代還沒有證實有效的藥物能控制 HIV 病毒,所以得病幾乎就是等同宣判死刑,平均壽命只在一兩年以內,引起全球恐慌。由於大批的年輕人罹病後快速過世,無藥可治、醫生都束手無策,於是 HIV 很快獲得「世紀絕症」的封號。

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藥命俱樂部(Dallas Buyers Club)描述兩位感染 HIV 病患努力求生的故事。

2014 年榮獲奧斯卡男主角、男配角雙料小金人的電影「藥命俱樂部」,就是在講那個年代的故事。馬修麥康納飾演的德州牛仔,得知自己感染 HIV 之後,無法承受美國醫院提供給他的臨床試驗藥物,因此大膽從墨西哥走私仍屬非法的 HIV 藥物與健康食品,成立藥命俱樂部來幫助自己與其他 HIV 感染者,結果許多人因此延長了壽命,牛仔本人則在診斷 HIV 後努力活了七年,在 1992 年過世。

三十多年來,許多登上大銀幕或舞台的作品,像是湯姆漢克主演的「費城」、音樂劇及翻拍電影「吉屋出租」、HBO 電視電影「血熱之心」,都仍然在描述 1980 年代 HIV 感染者與死亡畫上等號的故事。電影的影響無遠弗屆,許多觀眾往往誤以為二十一世紀的今天 HIV 還是無藥可醫。真實的情形是,「世紀絕症」老早就不是絕症了。

1996 年何大一博士發明雞尾酒療法,把多種 HIV 藥物合併使用來治療 HIV,改變了 HIV 世紀絕症的面貌。感染者的平均壽命快速延長,活二十年、三十年都不再只是夢想,而是可以真正達成的,而且是有品質的活著,不但外觀正常,身體健康更能維持與一般人無異。

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何大一博士,1996年因其對抗愛滋病的重要研究,獲選為時代雜誌年度風雲人物。圖/wikipedia

究竟能活多久?

平均壽命幾乎跟國人一樣。」這是最近幾年的醫學研究,一致的答案。

2010 年荷蘭阿姆斯特丹大學發表的研究,推估診斷 HIV 時還沒有發病或免疫低下症狀、而且診斷半年內仍不需要服藥的 HIV 感染者,平均壽命跟一般荷蘭民眾相比,只相差 0.4 到 1.4 年。

荷蘭的研究顯示,如果你是男生,在 25 歲附近診斷出 HIV,預期可以活到 77 歲;如果你是女生,在 25 歲附近診斷出 HIV,預期可以活到 82 歲。假如你在 25 歲診斷HIV,預期只會折壽 0.4 年。假如你在 55 歲診斷HIV,預期只會折壽 1.4 年。

2013 年美國與加拿大發表的大型世代研究也有類似的發現。感染者的平均壽命預估可達 70 多歲,逼近一般國民平均壽命。男女沒有明顯差別,但是感染 HIV 的靜脈藥癮者的平均壽命比較短,推估大約 50  歲。感染 HIV 的男男間性行為者,平均壽命則較長,推估大約 89 歲。另一個影響因素是最初診斷 HIV 時的 CD4 數值,如果一開始 CD4 數值超過 350,平均壽命推估也可到 89 歲。

並非所有 HIV 感染者都可以這麼樂觀。假如已經發病,或出現免疫低下症狀(例如:口腔念珠菌感染、帶狀疱疹等),再來會發生嚴重併發症的機率比較高,這當中有一部分感染者會不幸死亡,因此拉低整體的平均壽命。發病要先過得了發病那一關才能往後看,發病後一年內危險最高,特別是前半年,通常能平安度過發病後一年的危險期、 CD4 升高到 200 以上,後面的平均壽命可能就跟其他感染者差不多了。假如只是出現免疫低下症狀,根據荷蘭的研究,對平均壽命的拉低可能在 1.8 ∼ 8 年之間,但這個誤差範圍比較大,會受各自的免疫力差異影響。

除了 HIV 之外

要強調的是,平均值只是一個參考。所謂平均,就是有人可能只活到 54 歲,有人卻活到 100 歲,平均起來是 77 歲,所以不要把數字當成魔法,如果不好好聽醫生的話接受治療,那神明顯靈也無法保佑活到七老八十。

而且,人會死亡不是只有得 HIV 一條路,該注意的保健習慣:戒菸、戒酒、多運動、注意血壓和體重等,是任何人想長壽就應該注意的。尤其國人常見的慢性病,像是心臟病、糖尿病、癌症等等,才是長期殺手,HIV 感染者跟一般人一樣都應該特別注意。

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不管有沒有感染HIV,良好的生活習慣才是延長壽命的關鍵。圖/pixabay

2014 年台灣人的平均壽命,男性是 76.7 歲,女性是 83.2 歲,與歐美接近。台灣的 HIV 治療與照顧水準不輸荷蘭,我想我們的 HIV 感染者只要不拖延到發病或免疫低下才診斷,並且好好聽醫生的話、接受治療,壽命應該與歐美的感染者相當,會活夠本啦。

我的口頭禪是:「你可能會活得比醫生更久。」台灣醫生的平均壽命似乎也比一般人短。請放心跟你的醫生比賽看看,在生存的延長賽上,誰先走一步?

 

延伸閱覽

‧《 藥命俱樂部》(Dallas Buyers Club)(電影):美國真人真事改編的劇情片,講述 1980 年代一名德州牛仔感染 HIV 之後為了求生存,與身邊伙伴想盡辦法尋求治療的艱辛歷程與感人故事。


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可以跟愛滋病患共用碗筷嗎?感染後的生活該怎麼過呢?是否應該隱藏生病的事實?羅一鈞醫師投入愛滋領域多年,在本書中,對於感染者、感染者親友以及擔心自己成為感染者的民眾,盡全力回答關於愛滋的種種問題。《心之谷》,貓頭鷹出版

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不是沒有料,只是欠烹調!圖文不符讓「資訊設計」成為內容最好的調味

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  • 本篇文章由圖文不符贊助,泛科學策畫執行。

文 / 李德庭

不管你將 Vigilante 這個英文字翻譯為私法者、義警、還是超級英雄,不可否認在大局混亂時,這樣的角色具有無比的魅力。

我們身處重要資訊不斷遭受排擠、惡性循環的時代,在互相譴責的同時,也有人決定著手改變,圖文不符就是個例子。

成立一年多來,設計團隊圖文不符經手超過 90 包懶人包、單一作品(以臉書的相簿為媒介)可以做到 12,000 則分享,觸及約 120 萬人次,是當今將新媒體顯學「資訊設計」運用得最淋漓盡致的團隊之一。

從告訴你世界上只有八種熊的懶人包《熊熊不一樣》、結合衛教觀念的《史上最完整 燒燙傷資訊圖表》、《迷糊怪 – 阿茲海默症》,到事件發生當下討論度極高的粉塵爆炸、捷運緊急防身術,以及大家較無關注的馬來西亞遊行、香港旺角示威各種議題,都是他們關注的領域。問到如何挑選題目,共同創辦人張志祺說,這些懶人包有的是合作邀約、有的是自發性,但考量都是「大家在這件事上需不需要圖文不符」。

萌萌的熊熊懶人包

熊熊不一樣

(圖片取自圖文不符《熊熊不一樣》相簿,欲看完整版請點連結唷)

把颱風擬人化之賀伯好傳神(XD)

(圖片取自圖文不符《台灣常識集》相簿)

(圖片取自圖文不符《台灣常識集》相簿)

談到挑選議題,張志祺表示:「簡單來說,可以分為本土的、沒人注意的小知識(如颱風娘、大甲媽祖),或是國際上、臺灣主流媒體沒報的大事(大型傳染病知識、各地抗爭)。當我們認為,圖文不符的介入可以扭轉一些事情時,我們就會跳出來做。例如:解釋粉塵爆炸的懶人包、完整介紹燒燙傷的資訊圖表等等,都是希望透過這些作品改變大家的思維,並藉由資訊,深化社會對特定議題的認知。」

廣泛的議題處理、多元的呈現方式、並挖掘有深度的知識,圖文不符是個縱橫軸都拉超長的團隊;而為何能消化如此多變的題材,靠的是一套自己磨出來的 SOP。

藉由資訊設計,讓大眾從「接觸」到「行動」

資訊設計並不容易,清華大學資訊系的張俊盛教授就曾在《科學論述的視覺呈現》一文中提到:「在製作教材時我發現,想表達的思緒被切割成一張張資訊密度很低的投影片,也不易彰顯資訊間的關係。」

而圖文不符最常做的是「懶人包」,藉由許多張圖文,試圖在資訊混亂的網路世代傳達正確且重要的訊息,似乎比教材設計更困難些。

這是怎麼做到的呢?

圖文不符透過大量閱讀,有時甚至直接跟專業人員合作(如研究智齒的施醫師、美國的心理諮商師等等),從廣大的資訊汪洋中找出事件的脈絡,並挑戰多種媒介,用各種方式,製作出不但能讓大家接受、看懂,還願意「傳播出去」的資訊設計作品。

從資訊的架構上來說,圖文不符會將事件拆分成主要資訊、次要資訊,再加上與大眾的「接觸點」,最後確立「行動」。

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接觸點:用來拉近讀者跟資訊間的距離,創造「啊,好有趣,來看看好了!」、「好像很重要、跟我很有關,我要趕快來看一下」的資訊塊。

主要資訊:本次資訊設計中想傳達的知識跟理念。

次要資訊:分成兩種,一種是拿來「銜結主要資訊」的資訊,避免受眾閱讀邏輯走偏;另外則是「有趣」的資訊,使受眾繼續閱讀、傳散而置入的資訊。

行動資訊:希望讀者們在閱讀完後產生的行動,通常會帶有使命感,或是點出「為何你該分享給你的朋友」,創造更大的傳散可能。

這四種資訊互相結合,就成了我們平常在圖文不符上會看到的各種作品,比如說各式各樣的「懶人包」。至於實際的執行流程與參與者,也都依據專案各有不同,以「懶人包」而言,大概是這樣:

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在懶人包中,我們把角色定位成四種:

● 資訊架構師:梳理四散在各地的資訊流,包含爬文、查文獻,並且分析它的時間脈絡,觀察事件從哪些時間點開始延伸,試著找出每個詞與詞之間的邏輯關係。

● 行銷企劃師:找到這個議題與社群的接觸點「大家為什麼需要 / 想要看這個?」,從這個點串成一塊一塊的資訊版圖,並負責寫出文案,把生硬的文字轉譯成生動的語言整理為文案。到這裡為止的過程很像綁辮子,梳理大量的訊息、編織出脈絡。

● 視覺設計師:找出在這樣的脈絡下,該做什麼樣的影像構成才好閱讀,如何展示主要資訊及點綴次要資訊。

● 插畫師:讓故事具象化,繪製的同時把畫面靈魂找出來,讓作品能夠生動呈現。

藉由改善流程自我進化

張志祺說,圖文不符現在雖維持同樣的製作流程,但未來會希望讓插畫師與視覺設計師都能在一開始就加入討論,讓大家在過程中不斷檢視,反覆問彼此「看到哪裡會斷掉」、「這樣講好懂嗎」。尤其是現在,懶人包逐漸開始氾濫、被大家看膩的時候,就必須加入更多生命、感性的訴求,讓懶人包進化。

「應該這樣說,」張志祺表示:「『懶人包的製作流程』其實是被我們定義出來的,一年半前並沒有「懶人包」這個產品,是我們在不斷地嘗試後,找出了一個 SOP。」

「但是, SOP 也有它的瓶頸:當我們把一切都流程化的分工,你只是產品線中的小螺絲釘。反覆做很多次之後,熱情就會流逝、對作品不會有感情,這樣會讓作品的品質降低,也失去了創新的可能。因此,我們的 SOP 也必須再做調整。」

「我們想將原本在流程後端的夥伴往前拉,讓大家可以在前期發想時一起 brain storming(註1)。因為不同思維的人看同件事,一定會有不一樣的想法,這些不同思維所產生的碰撞,就可以促成質量上的變化,希望藉由這樣的改動,讓我們能持續的自我突破!」

噓!圖文不符團隊正在討論六月初將上線的動畫

圖文不符的協作秘訣

圖文不符,是簡訊設計行銷有限公司旗下的社會回饋品牌,在日常接案之外仍維持著每月推出 2~3 個作品的創作頻率。

「我們跟團隊說每個月三個禮拜工作,剩下的時間可以用來製作自主專案。希望成員們能在這一個禮拜自發性組隊打怪,想做什麼議題就去試試看,做社會回饋的同時,也藉此創新跟成長。」

不論是懶人包、或六月即將推出的動畫,都需要整個團隊長時間的討論,並且讓各團隊成員密切溝通協調,才能順利完成學校或許會教技巧、教行銷,但並不會告訴你如何協作。因此,我們好奇地詢問張志祺,圖文不符有什麼特別的協作秘訣嗎?

「其實我們也還在學習中,沒有太多能分享。但我覺得『清楚團隊中各位置的成員在意什麼』可能其中一個關鍵。」

「像是企劃師,可能在意畫面都能對到資訊、不會造成誤解;設計師或許關心資訊如何表達、是否完整;插畫師可能想要東西有生命力,不只像是填鴨般的圖示;動畫師則可能在意動態節奏對不對、動態的細節有沒有經過設計等等。還有,當然的,每個人都在乎這個作品能不能讓自己有成就感、能不能讓自己能感到驕傲。」

因此,他強調,為了讓大家在討論時能更順利,確定一致的目標非常重要。

「大家都得知道,我們今天是為了什麼在討論。例如設計互動網頁時,用複雜的 SVG 做,手機上就是跑不動,使用者一點開頁面就跳出,那再漂亮的東西都變得沒有意義。這種情況下,設計就會需要更改;也好比是做動畫時,動態會去跟平面講,你現在的設計物件太多,在靜態的圖表、圖片或許可以,但放進動畫時,人無法在瞬間接受那麼多資訊,就反而變得凌亂了等等。當大家的目標都被明確擺出來的時候,溝通就會有機會變得順暢。」

「要在這個競爭的時代生存,高水準的視覺設計和插畫實力是基本,但要能在商業中生存,要怎樣創造一個穩定的協作流程就是關鍵。」

圖文不符成員圖(上圖為去年 11 月所繪,現在圖文不符已經是個 24 人的中型團隊)

圖文不符成員圖(上圖為去年 11 月所繪,現在圖文不符已經是個 24 人的中型團隊)

圖文不符的核心價值

說到圖文不符的特色,他說圖文不符會「盡量避免在作品中放入立場」這件事,應該算是其中一個吧?但是為什麼要這樣呢?

「因為圖文不符的初衷,就是希望『弭平資訊落差,並創造更多溝通的可能』。」

「如果只是為了特定立場所做的作品,由於資訊難免會偏頗,反而更容易使人提高警覺,甚至讓另一方立場的人直接拒絕接受。那就不可能弭平資訊落差,更不用說彼此溝通了。因此,既然是希望讓更多人了解這些資訊,那一開始持中立的立場是必要的,因為這樣才能用受眾能接受的方式去描述,並溫和地帶出原先與其對立的資訊。」

張志祺同時強調,圖文不符的每個作品都有「目的」,例如畫智齒的故事希望讓小孩不害怕牙醫、讓大人更了解狀況,阿茲海默症著重在教大家如何面對親友或自己的失智,「捷運緊急防身術」則不只討論了如何防身,更收集實際數據與各國因措施,希望讓人們思考隨機殺人的背後成因,進而改變社會思考。

正因為如此,儘管網路上轉載傳閱的懶人包與圖表很難有量化的數字(最多是觸及人次、分享數)評估成效,圖文不符仍可以知道每次出擊有沒有達到目標。而在發現無法達到目的,或在立場上過於偏頗時,他們也會直接決定不發布,他笑說:「其實我們有很多作品是做完沒發的。」

圖文不符的每個作品都會設定「目標」(懶人包封面取自圖文不符)

圖文不符的每個作品都會設定「目標」(懶人包封面取自圖文不符

圖文不符的「社群設計」

會如此重視作品對社群帶來的影響,是因為圖文不符希望能夠「資訊設計」出發,慢慢邁向「社會設計」,像是為臺灣而教的劉安婷推動偏鄉教育、姚彥慈為認知障礙病友設計的 Eatwell 餐具,為了解決某個社會問題而做的某項設計。但張志祺謙虛地表示圖文不符現在還還沒到社會設計的程度,最多只算是社群設計。

「對,社群很重要。我們投入了非常多資源,不可能只是把作品做出來就好。以公司的角度,我會希望作品被傳散得越廣越好,畢竟圖文不符是靠社群傳播品牌、為自己找到業主,接案養活團隊之後,再做更多社會回饋的設計。這一切,除了我們很理想化的初衷,更需要非常精密的規劃與計算」

因此,他做每件事都會想該怎麼將設計與社群連結,使設計走入社群、也仔細感受社群的回應,試圖突破原本的商業模式,做 B2B 的同時也可以發展 B2C(註2),而且不只是賣商品。

本月初,圖文不符在線上課程募資平台 Hahow 上推出一套資訊設計課程,不到兩天就吸引超過一千人資助。「我想目前能有點聲量,是因為過去累積了很多能量的關係。成立一年多以來,圖文不符從沒有用募資、或是其他方式跟我們的粉絲爭取支持;我們的核心價值一直都在這裡,但我們不會將核心價值與熱情兌現。這樣子做,社群的支持,才會隨著我們的努力而持續累積。當我們真誠而堅定地面對社群,社群就會擁抱我們。」

共同創辦人張志祺

共同創辦人張志祺

「資訊設計」的背後是系統性思考的能力

社群網路時代,「資訊」到「閱聽人」的途徑混濁紛亂,臉書「為使用者挑選露出偏好動態」的演算法更讓資訊傳播變得被動,大家無法選擇自己要接收哪些資訊,也因為這樣的緣故,很難看清事件的全貌。這樣的狀況,是圖文不符想做資訊設計教育的主因。

「資訊設計的關鍵,其實是背後的系統性思考習習相關。透過資訊梳理與分析,你可以看到更多東西,因為訊息背後的脈絡,永遠比眼前的事件更深。學習資訊設計,會讓你懂得思考事情的原因、解決的方式、以及規劃更長遠的計畫。」

「另外,具體一點來說,也會讓你習得控制與精實的能力。你可以想看看,搜集的資料一大堆,資訊那麼多,但一份懶人包的篇幅只有 12 頁、動畫更是只有一分半,360字的文案空間,你該如何傳達你想談的訊息?我們認為,這是資訊設計最近變成顯學得原因之一。」

未來計畫:跨足心理學、社會學及生態領域,創造更多溝通的可能性

張志祺說,希望能先站穩資訊圖與動態影像,做到在臺灣只要提到「資訊設計」就會想到圖文不符的品牌,而更長期而言…

「長遠規劃的話,我們還是把目標放在消弭資訊落差,並促成不同立場之間的溝通上。」

目前,圖文不符考慮從心理學、社會學或生態三塊較容易體現團隊「核心價值」的領域切入。也表示未來或許能花更長的時間規劃作品,但傳達出來的資訊能真正讓社會變得更好;每個部門也會因此都有各自的高端作品可以發展,並往更深度的社群互動前進。

「資訊設計跟圖文不符嘛,都才剛開始而已呀。」

註:

  • 1. 參與者圍在一起,隨意將腦中和研討主題有關的見解提出來,又稱腦力激盪法。
  • 2. B2B:Business to Business,企業對企業的商業模式,此指圖文不符接受其他企業的委託設計案。B2C:Business to Cosumer,企業對終端消費者的商業模式,此指直接以作品面對社群並獲利。

參考資料:

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從科學人到副總統 陳建仁怎麼看生技、教改、健保問題—《科學月刊》

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採訪、撰文/陳其暐|正努力在科學傳播領域裡掙出一道縫隙,《科學月刊》主編;蔡孟利|宜蘭大學生物機電工程學系教授,《科學月刊》總編輯;黃向文|國立臺灣海洋大學海洋事務與資源管理研究所教授兼所長,《科學月刊》副總編輯。

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2016 年,蔡英文與陳建仁當選中華民國第十四任正副總統,也代表著臺灣新局面的開始。然而,這次的副總統當選人很不一樣,在宣布參選之前,身為中央研究院院士的陳建仁,時任中央研究院副院長,是一位十足的科學人。在新任正副總統於五月即將上任之際,我們好奇一位這樣具有豐富科學資歷的副總統,對於生技產業、健保及教育有著什麼樣的看法?這些與科學密切相關的事務,新政府是否會有不一樣的做法?就請讀者和我們一同與陳建仁對談,找尋臺灣新的下一哩路。

讓科學家放眼應用與產業

科學月刊(以下簡稱科):政府早期推了不少生技相關的國家型計畫,但是一般都認為不算成功,因為沒有創造出有高市場價值的產品。新政府未來推動生技產業時,對於從基礎研究到產業的連結上,是否有別於以往的做法?

陳建仁(以下簡稱陳):首先以 1980 年代臺灣推動肝炎防治生物科技的連結說起。B型肝炎的防治需要有診斷試劑與疫苗,當時希望臺灣能自己製造試劑與疫苗供應全國使用,這樣至少就有內需市場,產業可據以發展。初始幾年確實如此,從帶原者血清做成的B型肝炎疫苗算是成功。但幾年以後,國外知名製藥公司默克公司(Merck)發展出「基因重組疫苗」,因為有些學者認為重組疫苗比較安全,要求政府改用重組疫苗。後續的追蹤研究發現臺灣因為疫苗的普遍施打,對於B型肝炎防治非常成功,大幅降低肝硬化及肝癌發生率和死亡率;但在生技產業上來說卻是失敗的,因為本土生產診斷試劑和疫苗的公司全倒了!

為什麼會倒呢?重要的原因就在於,產業的發展除了要有尖端研究外,產品開發的中間過程,包括動物模式、毒理學試驗、藥物動力學,以及之後的臨床一期、二期、三期試驗都是關鍵。但是臺灣在 2000 年之前,這些開發階段的工作,並沒有準備好。所以早期的生技類國家型計畫,就只能著重在上游的科學研究,例如找到分子標的,或頂多作到有希望的候選藥物而已。我們沒有鼓勵公、私部門將研發工作推進到臨床試驗階段,所以生技製藥計畫也好,基因體醫學計畫也好,大多數都是進行「創新發現(novel discovery)」,並沒有進入「藥物發展(drug development)」的階段!這也是為什麼在 2008 年,我們決定把基因體醫學跟生技製藥合併,變成「生技醫藥國家型計畫(National Research Program for Biopharmaceuticals, NRPB)」。

NRPB 的目標跟以往不同,著重於臨床應用潛力的開發。申請計畫的學者必須把目標放在開發出新產品,包括診斷試劑、疫苗或藥物。這中間有個重要的立法配套,就是在 2007 年所通過的「生技新藥產業發展條例」。我們要求計畫申請者,最起碼要把研發目標放在將產品推進到新藥開發的第二、第三階段才行。從那時起,有不少生技新藥研發公司開始成立。目前臺灣的生技產業雖然市值不錯,但產值仍有大幅努力的空間。目前的產值大多來自於學名藥原料藥或是醫材,很少是新藥,所以臺灣的生技產業還算是在起步階段。

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如何消彌學界與產業之間的落差,是新政府上任後的一大難題。圖/pixel

值得注意的是,臺灣目前的經濟已經進入對以效率為基礎的製造業不利的時代,我們在規劃政策的時候,會特別強調以創新為基礎的研發產業,應該培植成立的是生技醫藥創新研發中心,不是製造中心。

科:但當前的困難可能在於臺灣大多數學者並沒有實務經驗,不知從何著手?您認為該如何解決這個問題?

陳:我們在召開 NRPB 計畫說明會的時候,就跟學者們說清楚,藥物研發時程很長,是好幾棒的接力賽,我們歡迎從第一棒開始,從第二棒開始也歡迎,從第三棒開始更是歡迎。但是設定的研發方向時,必須預先規劃要向前推展二至三棒。如果只想做純科學的探索性研究,就不要申請國家型計畫,轉而申請其他的主題計畫。從 2011~2016 年到現在的 5 年推動期間,我認為最大的成就便是改變數百位臺灣學者的觀念!臺灣從事生命科學研究的科學家可能有數千人,我們已經讓數百位改變了研發的觀念,使他願意進入產品開發的嘗試。

觀念的改變很重要!在學生的教育過程中,也要想辦法培養學生的創業家精神,將創業精神融入訓練課程當中,使得將來從事研究的年輕人有新的思維與作風。政府當然應該鼓勵一些人去做很頂尖的純科學研究,但是不應該臺灣所有科學家都做純科學的研究,必須需要有適當的區隔。很尖端的研究,可以一次給足五年的經費,讓他專心探討原創而嶄新的科學課題;除此之外,也要鼓勵大家進行應用研究,改變研究的目標,思考將科學研究成果,進一步發展成生技關鍵技術或商品,來加速臺灣的生技產業發展。

以我自己的經驗來說,我以前做了很多 B 型肝炎的基礎流行病學研究,但在 2000 年就有人問我:「你這些流行病學研究,對人類健康維護有什麼貢獻?」我們的團隊就開始發展出 B 型肝炎患者的肝癌風險評估指標,利用一些病毒學與臨床學參數就可以推算病人未來產生肝癌的風險,這些指標也被採納於許多國際肝臟學會的 B 型肝炎臨床指引。我們把流行病學基礎研究的結果,變成臨床上的實用工具。我想傳達一個理念:「科學家要有智慧去追求新知,也要有慈悲去發展對人類福祉有益的貢獻或產品。」所以科學家可以在從事基礎研究時,多想想他的研究成果如何對人類帶來好處。許多重要的科學發現也許現在看不到應用層面,但未來的發展可能不可限量,所以很有創意的基礎研究絕對值得鼓勵。

基礎三成,應用七成

科:您認為基礎研究與產品導向研究的預算如何分配較恰當?

陳:基礎三成,應用七成。這裡的「基礎」指的是純科學的基礎生物學研究,而流行病學、農業跟醫學都應該算是應用研究。我希望對於純科學的研究,應該一次給予五年的經費,鼓勵探討一個全新的、艱深的、冷門的,甚至從來沒有人有勇氣去研究的難題;更不能要求執行一年就要有成果。我以前在當國科會副主委的時候,就推動過以「三年期計畫為原則、一年期計畫為例外」的補助方法。像中研院現在給年輕學者的探索研究時間是八年,八年沒有做出成果才請他走路。不要讓作純科學研究的學者,只追求「me-too study」以便多發表論文;我們要鼓勵的是困難、有風險、需要長期投入的開創性研究

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政府對於經費給予的眼光要更長遠,才能鼓勵科學家做出有挑戰性的研究。

科:大家認為臺灣生技產業會興起,所以相關系所陸續成立。但生技公司能收納的就業人口其實不多,在人才供需上可能失調,您覺得該如何處理?

陳:最近一家生技公司的總經理告訴我,他們要徵聘 250 個博士等級的人才。但是他發現臺灣的畢業生有能力進入該公司的人並不多,因為大多數都沒有產業經驗。

生科系畢業生的所學無法在產業界立即可用,就應該鼓勵就學期間的產學合作,讓學生一面在校修課,一面在業界實習。我 37 歲到了哥倫比亞大學做分子流行病學研究,需要用到冷凍切片,以進行致癌物大分子鍵結物的組織染色,因為 20 歲時我在動物系學過冷凍切片,那時跟我合作的病理學教授很好奇地說:「哇!我從來沒看過流行病學家可以做這麼好的切片。」所學與所用未必即時銜接,很多基礎課程也是很必要的。但是政府可以幫助及早開始吸收產業經驗。例如,新科博士若想進入生技產業,政府可以給好的廠商博士後研究員的名額。國家出錢的博士後研究員不一定只能留在學校或官方的研究機構。如果每年有幾百位政府出資培育的博士後研究員進入產業,學術與實務的經驗落差就可以快速彌補起來了。

教學跟產業的連結甚至可以更早進行。我最近在加州大學洛杉磯分校(UCLA) 看到的案例,學校一棟五層樓的建築,一到四樓是老師的實驗室,五樓是新創公司!因為公司就在樓上,所以學生在學期間就可以進入產業,產學之間有了更密切的連結。要這樣做,得先破除「圖利廠商」的迷思。很多官員都害怕被控圖利廠商,但實際上政府應該協助廠商的發展,以促進經濟發展、擴大就業機會。我常開玩笑說:「科技部是最大的圖利廠商者。」科技部主管的竹科、中科、南科,把科學園區的土地、道路、水電、廢棄物處理等基礎建設都整備完善了,就讓臺積電、友達等高科技廠商進駐發展。每年幫助了產值高達兩兆的廠商!這是富國利民的作為,因為科技部從來都沒有意圖要圖利「特定」廠商。

勇於投資,失敗為成功之母

科:這個公司在實驗室樓上的例子,臺灣可能推動嗎?

陳:如果有很好的創新產品,為什麼不可以呢!那層樓不是學校免費給予的,而是由該新創公司付費,就像將來南港國家生技研究園區建好以後,在園區內的育成中心就會有數十家新創公司進駐,這些公司跟中研院、臺北市各研究大學和醫學中心的研究單位都是距離很近,可以自然形成一個生技聚落。

新藥研發需時很長,如何讓業界願意先期投入,也是發展新藥很重要的關鍵。臺灣通常都等到臨床一期、二期以後,才有廠商願意承接新藥的開發。我們應該鼓勵廠商更勇敢些,去投資開發只在動物實驗成功,甚至才剛發現「標的分子」的新藥物。生技研發業跟製造業不同,不是廠房蓋好生產線一開始就能賺錢。新藥研發是一個高投資、高風險,但也是高報酬率的產業,雖然一家研發公司的新藥有九成的機率在三年之後會失敗,但如果投資了十種新藥,只要有一種新藥成功的話,所有投資的金額可能不到一年就可以全賺回了!這是和製造業不同的的投資思維,生技產業是燒錢的產業,燒錢的主因是研發容易失敗。但是所有創新研發產業,一定要容許失敗,才會成功

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藥品試驗的投資,十次可能只有一次會成功,但只要一次成功或許就可以彌補所有虧損了。

不要說民間投資者,政府本身對失敗的容忍度也很少,因為一旦補助計畫失敗了,官員就擔心會被人冠上給特定對象好處的「圖利他人」罪名。有位學者國內出身的美國新藥公司董事長告訴我,他的新藥研發計畫在臺灣申請不到任何補助,因為官員擔心風險太高。但是以色列政府卻給他150萬美金補助,即便五年後研發失敗也沒關係,以色列政府就是著眼在成功後的高產值,以及從失敗中可以得到的知識和經驗,繼續改良研發新的藥物。為什麼以色列政府敢,我們的政府不敢?關鍵就在於經濟部若把5000萬臺幣的科專經費給了這位科學家,要是研發失敗了,就會被砲轟利益輸送。

科:新政府敢容忍研究者的失敗嗎?

陳:這就是我們要改變的,一定要學習在失敗中找到新出路。以標靶藥物的治療為例,以前治療肺腺癌標靶藥物的臨床試驗之整體結果是無效的,但對於癌細胞有 EGFR 突變的病人,這藥的治療效果很好,但是對於沒有 EGFR 突變的肺癌就完全無效。這新藥失敗了嗎?整體的臨床試驗雖然失敗了,但這個藥還是得到美國的藥物許可證而上市了,專門提供給有 EGFR 突變的肺癌病人使用。我一直相信科學是在不斷的失敗中得到成功的。

以政策鼓勵疫苗研發

科:像登革熱、腸病毒,這些每年在臺灣都會上演的戲碼,防治上我們也失敗了很多年。就您的看法,我們有沒有可能終止這些每年循環的戲碼?

陳:有可能啊!去年《刺絡針》(Lancet)期刊已發表了登革熱疫苗的論文,只是目前的效力大概只有六成,和目前常用疫苗的九成以上的保護力相較仍有差距。臺灣現階段應不應該全面接種疫苗呢?我認為還要評估這個疫苗在臺灣的有效性和成本效益,因為臺灣登革熱有四型,必需有本土的臨床試驗才能有效評估可行性。

在疫苗可以普遍接種之前,防治登革熱最重要的是病媒蚊的控制,這屬於公共衛生的層次。我以前在衛生署的時候,病媒蚊的控制需要農委會、環保署加衛生署三個單位,一起鼓勵民眾配合做好孳生源清除。那時設有聯繫會報的溝通機制,這種作業方式是有效率的。公共衛生,特別是傳染病防治的工作一定要跨部會,SARS 的防治也是一樣,當時二十幾個部會通通由防疫指揮中心來統籌指揮,政府展現出很強大的執行力。但病媒蚊管控只是目前防治登革熱的做法,盼望臺灣未來在疫苗的研發上能夠順利成功,因為這是最好的防治方法。

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每年暑假席捲南台的登革熱,是否也能有完全被根絕的一天?圖/wikipedia

科:但是像腸病毒這種沒有病媒蚊的疾病該怎麼辦?

陳:最好的對策是發展疫苗,在有效疫苗問世前,避免感染和早期發現是可行的方法。目前大陸已有疫苗上市,臺灣的71型腸病毒疫苗也在發展中。為了扶植本國生醫產業,很多國家像日本、韓國,在健保給付藥物或疫苗時,都是以國產藥物為優先。生技產業界常見的抱怨是健保署核定的新藥價格,跟國外售價差了一大截。國內一家新藥公司發展出的新抗生素,健保局核定的價格只有 50~60 元臺幣,但在國外卻可以賣到 400 元,最後逼得這個新藥無法在臺灣上市。

我國如果能夠像日、韓一樣立法規範國內研發製造的產品,在品質如等同於外來藥物的條件下,應該優先採用。如果臺灣的法律規定,國產的藥物應該要回饋母國的研究補助,必須要給國人優惠的價格,這樣一來,臺灣廠商就可以對外國客戶說,在臺灣賣得比較便宜是因為法律規定的要求!澳洲的青少年接種人類乳突病毒疫苗的價錢,就是用低於國外的價格由澳洲廠商提供。

合理的健保資源分配

科:健保雖然造福很多人,但包括醫界與藥界對健保卻有非常多的反彈,請教您對健保的看法。

陳:我並不滿意臺灣的健保現狀,在很多方面都有待加強,如轉診制度。我們沒做好分級轉診,使得醫學中心門診量很大,基層醫療卻衰微的現象。在臺灣,教育跟醫療都屬於非營利事業,不應該用來獲利,很多國外的醫療機構都是慈善機構或教會捐助成立的,他們沒有要從醫院獲利。因此醫院的盈餘應該用在兩方面,一是提高醫護人員的服務素質與工作品質,第二則是用來充實醫療儀器設備,保持最佳的服務狀況。

科:這些的確是民怨所在之處,新政府有什麼具體的做法來處理嗎?

陳:健保確實需要深入檢討、逐步改進,但不宜在短時間內做大幅度變動。目前可以先用試辦的方式測試新方案,例如,新北市就以金山醫院為中心,整合當地的醫護人員,建立了社區健康照護中心,提供妥善而有效的基層照護服務,成效相當良好。未來可以擴大讓各地區的衛生所,轉變成社區健康照護中心,推動所謂的「健康社區」之基層保健、醫藥服務。我們的全民健保應該是健康保險,而不只是醫療保險。我們要繳費買健康,又不是繳費買醫療。至少有一部分健保的保費應該用來促進健康及預防疾病,避免生病甚至惡化以後,再花費更多醫療資源。

偏鄉醫療的解決之道

科:關於社區這一塊,在臺東、屏東等偏鄉地區,遇到的困境是醫師嚴重不足,醫療資源匱乏,該如何解決?

陳:這是可以解決的。無醫的偏鄉,可以給付合宜的偏鄉醫護獎勵金,讓醫護人員願意下鄉服務。或是邀請熱心的醫師進行輪流巡迴支援醫療。例如,以前阿里山沒有醫生,衛生署就請嘉義聖馬爾定醫院的醫生,每星期輪流一人住在山上,其他三個星期可以下山回家。有些偏鄉不一定非要有醫師固定駐診,這些小型社區需要有臨床經驗的護理人員。她可能是社區的一份子,可以處理一般的健康問題,無能力處理也會知道如何請求支援。我們常常說護理人員不夠,但真實狀況是很多護理人員當了媽媽以後,就無法全時任職。很多長青中心、老人關懷據點的志工都是護理師,一次可以提供 3~4 小時的服務,這就是很好的資源。讓在地的護理人員配合巡迴醫師,是目前最可能辦到的解決方法。

此外,現在的離島與偏鄉,也有自己的公費醫師養成計畫,甄試在地功課較好又有意願留鄉服務的年輕人到醫學院就讀,畢業之後返鄉服務。政府有很多積極的政策工具,但卻太保守。只要不是圖利特定對象,民意是會支持給偏遠地區的醫師比較高的薪資待遇。

將來會漲健保費嗎?

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健保的調漲與否,一到選前往往變成熱門話題。圖/wikipedia

科:未來新政府敢推動健保漲價嗎?

陳:臺灣健保費佔 GDP 的比例,是所有經濟合作暨發展組織(OECD)國家中偏低的,在 2004 年的一個審議式公民會議中,深入討論到健保要不要漲價時,二十位跟健保沒有業務關係、也沒有利益衝突的公民,參加了四週的課程,在清楚了解健保的狀況,充分討論健保收支資訊後,他們達成的結論是:如果健保能夠撙節不必要的支持黑洞,繼續維持不斷進步的醫療服務,應該可以合理調整保費。這是審議式公民會議的結論,不是民粹的說詞。健保費用不應該每次都是討價還價的調整,最好是經過審議式公民會議來好好討論。漲價與否,也應該要按照 GDP 的成長、物價的指數等作通盤考量。我們會往建立合理的費率公式去做努力。健保費率的公式,會涵蓋人事、藥物、檢驗、住院及手術等成本,以更仔細的方式去精算費率,不要讓費率變成政治上討價還價的議題。

重新重視技職教育

科:因為少子化所引起的一連串教育危機,包括大學過多的問題,該怎麼解決?

陳:十二年國教一定要實施。十二年國教是以學生為主體,而不是以老師為主體的教育。我們要訓練學生的是,能不能解決問題、懂不懂得生活,會不會關心別人,具不具備研發創新的能力,這些東西是十二年國教該給學生的,而不是去訓練只會考試的學生。在高中階段,則應該按照學生的性向分流。不是每個高中生就一定得進大學,而是可以按照性向、專長、興趣等方面,選擇先進入職場,等到有工作需要時再繼續進修。重要的是,技職院校該教授的課程、實習的內容,必須考慮職場的需要。這也牽涉到技職院校老師的聘任與升等標準,是不是一定都要發表學術論文?一位米其林三星餐廳的廚師,能不能是餐旅大學的講師或助理教授?技職院校的發展沒有解決,臺灣的國教和高教的問題就很難解決!

科:臺灣的技職教育以前的主體是五專,但現在幾乎不存在了?

陳:現在還有四十餘所專科學校,不過較具特色的,大部分是醫護專科學校。這裡有個值得深思的問題,為什麼只是醫護專校有特色呢?臺灣也可以擁有很多汽車修護、餐飲旅遊、各類服務業的特色專校啊!

我姐夫從內思高工畢業後,不斷進修、工作,然後拿到博士學位,後來回去母校當校長。那時他才發現,現在學生學習到的內容比他以前所學的更有差距!以前內思高工的老師,很多是專精實在的工業師傅,現在的老師雖有博士學位,但是不會實際操作,學生學習一堆學理之後,還是不會有用的實作。

科:這種技職體系內實務能力的消失,是大家憂心的,就像最近臺科大要跟政大合併,連技職的龍頭學校都要變成普通大學,這種趨勢要怎麼辦?

陳:我也憂心忡忡!有一位我很敬佩長輩的小孩,唸的是餐飲學校,雖然只是高工畢業卻成為米其林二星廚師,相當有名氣。我還認識兩位唸復興美工的青年朋友,他們的父母都是大學教授,但是這兩位「走自己路」的年輕人,一位成了動畫界的佼佼者,另一位是承攬米蘭手繪襯衫的藝術家。我們應該要讓年輕人有更多發展的空間,讓年輕人知道不一定要得博士、當教授。

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若思維不改,父母一昧將小孩擠進高教窄門,在技職教育無法抬頭的情況下,許多孩子的天賦將會被浪費掉。圖/flickr

技職教育很重要的是,學生一入學的時候,就要讓他知道,來這裡並不是要去考碩士班、博士班,從事高深的學術研究;而是要成為一位很優秀的專業技術人員。現在臺灣的廠商不是出不了較高的薪資,而是技職畢業生的技術沒有好到值得付給高薪。技職院校的校長應常拜訪工廠,瞭解各工廠需要什麼樣的工人,邀請工廠的師傅去學校當老師,一個禮拜教兩節或三節課?技職學校應該與地區特色整合在一起,配合社區特色、文化、產業,營造出獨特的技職院校。

我不主張強迫大學合併。應該先讓每所大學定位自己的角色,然後確實往設定的特色去努力,鼓勵這個學校的自我發展,學校評鑑也應該因校而異。政府的經費應該以補助願意轉型、願意發展特色、願意把品質做好的技職院校為優先。

到產業界找師資

科:雖然希望有實務經驗的師資,但現在的教育體系已經很難培養出這樣的師資,這要如何解決?

陳:到產業界找師資。產業界的專業人員,學校應給予尊重和禮遇,邀請他們擔任兼任老師。注重應該他們的專業技能,而不看他們的學位和論文。如果高工三年中,前兩年在學校就從這些業師身上學到基本功,第三年到工廠實習時,業師在高工已教過他們,就會很樂意讓學生來實習。這樣的實習不是去參觀,也不是去做苦勞,而能真正學習到技術。

許多觀念跟制度都必須改變,技職院校的評鑑標準一定要跟普通大學不一樣,要從應用實務的觀點著手,請業界委原來評鑑,不一定要找中研院院士或名教授作評鑑委員,而且評鑑的內容與標準要按學校特色而異。不適合用一套辦法加諸於所有院校。教師聘用與升等的辦法,也應該因校制宜。不是所有大學都要鼓勵發表高影響力的期刊論文,這是頂尖大學和中央研究院才需要的。如果沒有把學生培育成有能力的公共衛生工作者,而只會發表Impact Factor(期刊影響係數)高的論文,也不算是成功的老師!因為公衛系老師的任務不是發表高影響力的論文,更重要的,他應該讓學生了解公共衛生的實務,將來學生畢業後進入公衛體系,才有能力改善臺灣。

該退場的大學就退場

科:但現狀是學生人數無法維持 168 所大專院校,這要如何解決?

陳:如果有心要革新重整學校,不論是併校或退場,都應該讓學校按其特色去自行決定。該退場的就退場,但是退場前應考慮現有師生的權益。退場的重點有兩部分:第一是老師的就業保障,讓老師自己決定轉校或離職,學校一定要做好法律上規定遣散該有的所有補償。第二是學生的受教權,是最困難也最重要的,需要周延的提供學生選擇進入其他學校的機會。大學院校退場是很大的挑戰,也是政府要承擔的責任。

科:您認為大學數量要減到什麼程度才算合理?

陳:我沒有一定的數字。我以前問過法國高等教育與研究部的部長:法國有幾所培育廚師、服裝設計師等的學校?他大笑說在法國,我們教育部從來不管餐飲、美容、演藝等學校,教育部沒有人懂得這些具有文化或藝術的培育課程,這些學校有自己的協會組織和設置評鑑標準,他們有自己的專業評斷和師資評鑑。我們讓專業歸專業,減少政府的過度管制和局限

所以,每個行業的專業受到教育主管機構的尊重,才是最重要的!很可惜的,在臺灣的大專院學為了升格,就要拼湊學院。為什麼一個餐飲大學,不可以只有餐飲學院?一個藝術大學,為什麼不可以只有藝術學院?做一套制服給所有大學院校來穿,是值得檢討的未來四年能改變多少?

科:未來四年能改變多少?

陳:現階段我無法預測,但我們會努力往這個方向努力。最重要的還是全民都能尊重專業,讓各行各業的人士,都受到社會的重視和尊敬。如果專業學會所核發的證書,比大學頒發的文憑還要來得被社會認可,臺灣就成功了。如果沒辦法達到專業的尊重,我們就沒有辦法打破學位主義。中央研究院就嘗試要打破學位主義的枷鎖,在中研院博士級的薪水不一定比碩士級還高。各大學是否也能做得到?如果一位學士級老師很會教學,是不是可以比博士級的老師薪水還高呢?

科: 但這是現在法律的規定。

陳:是的,相關的法律和規定都是可以與時俱進啊!中央研究院就改了,學士級的專業技師的薪水也可以比博士級的研究人員高。重點就在於主事者有多少膽識。我們要看的是一個人的能力和經驗,不是看他的學位。臺灣教育很大的病源在於學位導向,而非能力導向;還有另一個病源是追求明星學校,沒有讓孩子有全人的自由發展。每一個人的天賦都不一樣,有人適合當運動家,有人適合當藝術家,也有人適合當美髮設計師,這些都是社會需要的好職業,都需要好的專業能力。我反對明星學校的設置,尤其是以考試為唯一徵選標準的明星學校!明星學生,也應該想辦法給具有特殊天賦的學生特別的教育。如果學生的天賦優秀到需要更好的專門學習環境,例如音樂天賦,那就可以進入音樂班或音樂學院。

不能說學生考試進入第一志願的學校,就叫做明星學校。十二年國教不能為了明星學校的存在而破局。我自己是建中人,建中不少優秀的同學沒有看到社會上有很多念書考試比我們差,可是在其他方面卻比我們好的人。我認為公家辦的學校,就是要讓社區裡各式各樣的年輕人有機會一起相處,讓他們知道不管考試成績好不好,大家都可以在一起變成朋友。更不是因為成績好,就可以高高在上,傲視別人。

高中社區化才是良策

科:政府會用政策解決明星高中嗎?

陳:我們不是要解決明星高中,而是要高中社區化。社區高中可以按社區居民的特性發展自己的學校特色。改革的過程一定要先溝通,取得社會共識!高中要社區化,十二年國教才能正常化。十二年國教正常化這個議題,現在民眾聽到的都是少數人在媒體上發聲。我覺得要更廣泛的溝通和瞭解,例如做民調,好好詢問家長的看法是必要的。

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高中社區化,將是未來政策推動的一大目標。圖/Tzuhsun@flickr

但重要的問題是,什麼樣的國民教育才是臺灣的孩子應該享有的?體育課的缺少或改來作考試課程之講授,因而造成學生體力、視力的衰退,是合理的嗎?在國民教育中,除了智育而外,體育、美育、群育、德育的修習不是更重要嗎?我們是否能教給孩子們獨立思考、解決問題、自主生活、保護生態、尊重生命、服務奉獻的能力呢?作為家長和老師的我們,能夠尊重孩子,鼓勵他們尋找自我的道路嗎?我兩個女兒都很有主見,大女兒從事安寧療護,去照顧垂死和哀傷的病人和家屬;二女兒學習人道救援,去照顧八個被家暴的少女。雖然她們沒有像我期望的得到博士學位,但她們可以發揮自己所長,找到奉獻自己的場域,讓作為父親的我更覺得喜樂!

提升公部門效能的大挑戰

科:最後請教您的是,前面提到的許多問題,大部分是政府效能的問題。在您進入新政府之後,怎麼樣去激勵公務員跟上時代潮流,更願意創新?

陳:要帶動公務員,有兩個重點:一是有合適的法規,讓公務員視服務為己任,努力為民謀福利。圖利罪使得公務員畏首畏尾,不敢為民服務,而是在「管理」人民。防弊重於與利的風氣,使得公務員被形容成酷吏。譬如說,醫藥品查驗中心(CDE)人力不夠,那我們就修改藥事法和CDE設置條例,讓CDE變成公法人,充實其人力和提高效率。第二,當然就是長官的企圖心以及合作協調的能力。公部門最不容易做的,往往是需要跨部會協調的工作,所以跨部會的協調,就是展現政府執行力的時機。很好的合作協調再加上很好的法規機制,就可以做很多創新的事情。

最後我想講的一句話就是,教宗方濟各所說的:「真正的權力,就是服務」。今天的政務官,是要去服務人民,而不是以權力來享受榮華富貴。


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本文選自《科學月刊》2016 年 4 月號

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天才無限家:印度天才數學家拉馬努金

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1934 年,已經 67 歲的數學大師哈代(G. H. Hardy)面對年輕數學家艾狄胥(Paul Erdős)的提問:「您自認對數學的最大貢獻是什麼?」哈代腦海中浮現的不是任何數學公式或定理,而是一張永難忘懷的面孔,於是他毫不猶豫的回答:「發現拉馬努金!」隨即再補上:「與他的合作是我人生中的一個浪漫的意外。」哈代不禁嘴角上揚,思緒已飄向從前……。

天才無限家 - 拉馬努金逝世96週年紀念日

拉馬努金天分之高,被譽為第二位牛頓。圖/電影《天才無限家》劇照

那是 1913 年 1 月,哈代收到一封來自印度的信,一個作記帳工作的印度青年自稱沒上過大學,但利用閒暇時間自學數學,得出了一些定理,請他過目指教。所附的數學定理洋洋灑灑寫滿九張信紙,多是各種無窮級數的等式,絢麗璀璨令人目眩。他從未見過這樣的數學式,宛如在他熟悉的數學森林裡突然冒出許多新品種的花朵,令人不禁懷疑是人工拼湊的偽造品。例如:

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哈代把信擱在一旁,本想置之不理,但愈想愈覺得它們不可能是假的,因為沒有人可以如此憑空想像捏造出這些式子。他約了同僚李托伍德(J. E. Littlewood)一起檢視這些定理,判定這位名不見經傳的拉馬努金根本是位具有卓越創造力的天才數學家。羅素給他女友的一封信就提到:「在餐廳裡我發現哈代與李托伍德欣喜若狂,因為他們自認發現了第二個牛頓──一個年薪 20 磅的印度職員。」

在哈代的安排下,拉馬努金於 1914 年來到劍橋。哈代相當驚訝於拉馬努金對當代數學的無知,原來他的數學知識來自 16 歲時從一本出版已超過 20 年的數學著作自學得來,裡面整理了五千多條數學定理和公式,但沒有詳細證明與說明。拉馬努金自 1904 年起開始自己衍生出新的定理,但因為沒再跟外面的世界接觸,他不知道該嚴謹地證明他所發現的定理,還自創一些數學符號,難怪他寄給哈代的數學式宛如奇花異草。

哈代教導拉馬努金如何以正統的方式表述數學,同時盡量不去阻礙他的創意。拉馬努金在 1915 年間發表了 39 篇論文,1916 年拿到博士學位,1918 年入選為英國皇家學會會士,同年十月成為第一位獲選為三一學院院士的印度人。

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拉馬努金照片。圖/public domain

天妒英才

表面看起來,拉馬努金在英國的生活似乎一帆風順,但其實他早就身心俱疲。他抵達英國那年就爆發第一次世界大戰,他因宗教信仰吃素,但戰時食物配給有限,以致營養不良。他工作過勞又不適應英國寒冷的天氣,加以思鄉心切卻因戰爭無法回印度,終於在 1917 年病倒了。在兩年的療養過程中,拉馬努金先被以為是胃潰瘍,後來被診斷為肺結核;期間換過八位醫生、五間療養院。

有一次哈代坐計程車去療養院探望他,不經意提到:「今天搭計程車的車牌號碼是 1729,這個數字沒啥意思,希望不是不祥之兆。」拉馬努金答道:「不會啊,這是個很有趣的數字,它是可以用兩種方法表達為兩立方和的數字中最小的(即 1729 = 13 + 123 = 93 + 103)。」

1919 年 2 月拉馬努金終於可以回印度,但健康狀況仍未好轉,於隔年四月過世,享年 33 歲。哈代得知後大受打擊,因為拉馬努金去世前兩個月還以愉悅的語氣寫信給他,報告他新的研究成果。哈代深感悲傷與遺憾的表示對拉馬努金虧欠許多,與他共事的五年當中,拉馬努金一直都是他創意與靈感的泉源。

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拉馬努金手稿,翻拍自其筆記本。圖/ V. Ganesan @hindu

拉馬努金留下來的筆記本中仍然藏有很多尚待挖掘的寶藏。除了對於純數學本身的貢獻,他的一些定理已廣泛地被應用在各種不同領域,包括統計力學、粒子物理、密碼學、弦論等等。每個知道他的人都不由得設想:如果拉馬努金不是如此英年早逝,他那具有神秘直覺的大腦還會為人類埋下多少超越時代的種子。

本文轉自 科科史上的今天

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瑞秋.卡森—熱愛自然的科學寫作者

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瑞秋.卡森。圖/USDA@flickr, CC BY 2.0.

瑞秋.露意絲.卡森(Rachel Louise Carson),生於 1907 年 5 月 27 日。相較於其波瀾壯闊的人生、和成為環保經典的《寂靜的春天》,我們實在很難想像,當卡森於 1934 年黯然放棄攻讀博士學位時,又是抱持著什麼樣的打算……

教育和啟蒙

卡森出生於美國賓夕法尼亞州,小鎮斯普林戴爾[1]附近的家庭農場裡。因為腹地遼闊(64 英畝,約 259000 平方公尺),她可以盡興地探索周遭的自然環境。或多或少受到母親影響,卡森在童年就已展現出對自然和寫作的喜好,十一歲時,她撰寫的飛行員故事就獲得兒童雜誌《聖.尼可拉斯》(St. Nicholas)刊載。

1925 年,卡森以優異的成績從高中畢業。一切看起來似乎都相當美好……

卡森童年時期居住的房子。現已登載於美國國家史蹟名錄(National Register of Historic Places)並被永久保存(圖片來源:維基百科)

卡森童年時期居住的房子。現已登載於美國國家史蹟名錄(National Register of Historic Places)並被永久保存[2]。圖/By Lee Paxton – self-madeTransferred from en.wikipedia, GFDL.

在賓夕法尼亞女子學院[3]就讀時,家境因素使得卡森無法參加太多社交活動,又因為個性較安靜,以至於朋友一直不多。原本想從事寫作的卡森,在生物學老師瑪麗.斯科特.史金克(Mary Scott Skinker)的啟發下,抱著可能無法成為作家的遺憾與決心,毅然將主修從英文轉換至同樣熱愛的生物學。當時,選擇研讀科學對女性來說是很不尋常的事,校長也相當不滿意卡森的決定:一來,才華洋溢的新秀作家跑去念科學無疑是個損失;再者,科學家也不是適合女性的職業。

1929 年夏天,藉由史金克的推薦,卡森獲得伍茲霍爾[4]海洋生物實驗室(Marine Biological Laboratory)的見習機會;那是個相對開放和男女平等的地方,也有機會接觸世界知名的學者。這短暫但美好的時光,開啟了卡森對海洋世界的認知,讓她更有信心走向科學之路。

循著史金克的腳步,她進入約翰.霍普金斯大學動物學系攻讀碩士[5]。為了賺取學費,她以半工半讀的方式在實驗室擔任助理,也在馬里蘭大學等地兼課。跌跌撞撞地,卡森終於在 1932 年以鯰魚的原腎(pronephros)發育為論文主題,取得動物學碩士學位。

卡森的生物學恩師瑪麗.斯科特.史金克(圖片來源)

卡森的生物學恩師瑪麗.斯科特.史金克。圖/Rachel Carson 網站

絕望和希望

原本,希望繼續攻讀海洋生物學博士的卡森,卻遇上了經濟大蕭條[6]。在缺乏金錢支援、之前學費欠款也沒還完的狀況下,不得不在 1934 年被迫放棄這個念頭(當時的環境並不允許她們家像台灣一樣炒作農地賺錢)。隔年,父親的過世更是讓原本就已窘迫的家境雪上加霜。卡森一直找不到全職工作,卻得擔起家中經濟。

天無絕人之路,此時漁業局[7]正好有份兼職工作的缺,需要有人為公眾教育廣播節目「水面下的羅曼史(Romance Under the Waters)」撰寫腳本。卡森不只得到了這份工作,也開始在地方報紙以(刻意隱去性別的)R. L. Carson之名發表文章、賺取稿費。由於表現優異,1936 年,29 歲的卡森終於得到漁業局的正式工作——擔任初階的水生生物學家[8],負責編寫跟魚類相關的政府出版品、解決民眾疑惑,以及協助分析研究數據。她事業開始穩定,生活亦逐漸步入軌道。

只可惜好景不常,姊姊在隔一年去世,她身上責任益發沉重,除了要照料年邁的母親,還有兩個年幼的外甥女要撫養,工作和家庭兩頭燒。在卡森的生命裡,悲劇和成功往往就這樣互相交織、密不可分。唏噓之餘,卻也讓我們更能窺見人生的厚度……

出書和晉升

後來,卡森嘗試將因文學價值太高而未被漁業局採用的舊文章稍做修改,投稿到權威的老牌雜誌《大西洋月刊》(Atlantic Monthly)。投稿的文章很快就接受並刊出,這對卡森來講,這不但是肯定,也是重要的轉捩點,她開始展現出獨特的才華——能夠將複雜的科學概念,以一般大眾都聽得懂的方式表達出來。

《大西洋月刊》的文章刊出後,很快地,一家出版社的編輯主動跟卡森聯絡,詢問進一步出書的可能性。於是,我們現在才能看到 1941 年出版的書籍《海風之下》(Under the Sea-Wind),它以說故事的形式,詳實描寫了岸邊及海裡的生物。不過很可惜的是,出版之後不久,日軍偷襲珍珠港、美國參戰。基於這樣的時空背景,《海風之下》雖然得到極高評價,數年之間卻賣不到兩千本。不知是否跟《海風之下》的銷路不好有關,卡森的下一本書,一直等到十年後才面世。

第一本書《海風之下》(圖片來源)。

第一本書《海風之下》。圖/By Fair use, wikipedia.

1940 年,漁業局和生物調查部(Division of Biological Survey)合併為美國魚類及野生動物管理局。卡森也逐漸晉升,最終成為局裡的生物學家和總編輯。

藉工作之故,她常和研究蟲害的生物學家接觸,也在這時候獲悉 DDT[9]的相關資訊,接收最新的研究。DDT 是當時所知最有效的除蟲劑,在第二次世界大戰期間被廣泛使用,也拯救許多人免於瘧疾等傳染病的威脅[10]。然而,關於 DDT 安全性的研究卻很少。當時,為了除蝨、除蚤、除蚊,在滿是人群的空間施藥、或者直接對著人噴 DDT,都很常見。卡森在 1945 年根據所知,寫了篇討論 DDT 危害的文章投稿到《讀者文摘》(Reader’s Digest),卻未獲刊登。如果這個議題當時即受到社會注意,歷史又會發生什麼樣的變化呢?

全面成功和對科學的執著

接下來數年,一方面為了工作、二來也是搜集下一本書的撰寫材料,她做了相當多的田野調查;跑遍大江南北,從海裡、海面、探索到空中——期間更經歷了生物學啟蒙恩師史金克的過世,以及自己乳房裡的硬塊。幸好,腫塊不是惡性的。手術切除後,卡森暫時鬆了一口氣,但卻埋下令人不安的陰影。

1951 年,卡森講述海洋學的第二本書《我們周圍的海洋》(The Sea Around Us)出版,並大獲成功,不僅得獎無數,更盤據在最佳暢銷書排行榜達 86 週。卡森亦因此得到兩個榮譽博士學位。因為書的暢銷,經濟不虞匱乏,讓早在幾年前就已經困擾於寫作和工作兩者難以兼顧的卡森,下定決心在工作上請了長假、準備離職,開始進行新的田野調查計畫,為第三本書做準備。

1955 年,《海洋的邊緣》(The Edge of the Sea)出版。這次,她聚焦於海岸和周邊的生物。在開頭,她這麼描述:

「海洋的邊緣,既美麗又神秘。在地球漫長的歷史中,它一直是個變動不歇的區域;在那兒,海浪衝擊陸地而破碎;在那兒,潮汐往前推進、覆蓋大陸,退去後又再歸來。」[11]

跟前一本書一樣,《海洋的邊緣》大受好評;甚至被拍成 1953 年的奧斯卡最佳紀錄片——但是,卡森對電影的改編相當有意見,認為當中的科學被錯誤地傳遞,並一直耿耿於懷。其實,卡森的作品,最讓人津津樂道的,莫過於藉由簡單的文字呈現出大自然的優美、同時又能正確地傳達科學知識。可以想見,她對電影曲解科學,會有多麼不滿了。

第三本書《海洋的邊緣(The Edge of the Sea)》(圖片來源)

第三本書《海洋的邊緣》(The Edge of the Sea)。圖片來源

環境議題和 DDT

1957 年,卡森的外甥女過世,遺留下五歲的小男孩。雖然從未結過婚[12],她領養了這名小孩,成為新手媽媽。

伴隨自身的成長,卡森見識到人類科技的長足進步。在她出生的三年半前,萊特兄弟剛完成首次飛行;而在當時,史上第一顆人造衛星就要升空。她看到的不只是科技的進步,更是在這進步當中被我們忽視的那一角。卡森認為,所有生物包括人類在大自然中都是緊緊相繫、環環相扣;然而,人類為了自身方便,卻逐步破壞環境。看著從小生長的家鄉,也無法倖免於污染,使得她愈來愈注重環保議題。

在此之前,卡森已寫過討論 DDT 的文章。多年下來,事情卻一點都沒有好轉。農藥和殺蟲劑被大量地使用:不管居民同不同意,政府用飛機從空中大範圍地噴灑。除此之外,還有一些大規模計畫,打算在紐約長島等地,利用 DDT 一舉將困擾人類的害蟲趕盡殺絕。環保人士因而發起對政府的訴訟,希望阻止計畫進行。約莫同時,一位經營鳥類保育園的朋友寫了求援信給報社和卡森,信中載明:儘管政府表示,用在滅蚊計畫中的 DDT 噴劑無害;但實際上,卻有許多的鳥類離奇死亡、無害的昆蟲也消失了——困擾人類的蚊子卻依舊肆虐。

在跟編輯討論過後,卡森認為,該是用文字喚起大眾注意的時候了——她要寫一本書。

為此,卡森開始大量研究殺蟲劑對環境的影響。因其聲譽,她獲得許多不同領域專家的協助,如生物學家、化學家、昆蟲學者、病理學家等。同時,她也蒐集政府官員、及一般民眾的說法和經驗。

DDT 的毒性會隨著食物鏈傳遞並持續累積。濫用殺蟲劑,不只除了害蟲,也會傷害到其他生物、甚至包括我們自己。再者,即使害蟲暫時消失,隨著抗藥性的產生,它們將捲土重來。更糟糕的是,害蟲的天敵們也因為殺蟲劑而數目銳減,再也無法幫我們對抗害蟲了。

當卡森愈發意識到事情的嚴重性,她愈不敢往下想了。在寫給朋友的書信裡,她說:

「我不會喜歡我所見到的,但忽視它卻絕非好事。」[13]

DDT當時被廣泛使用,即使是在有人出沒的環境中[14]圖片來源

至親的離去和孱弱的身體

出書計畫初期似頗上軌道。關於DDT如何導致鳥類、益蟲、野生動物的死亡,以及增加人類罹病(包括癌症)的機率,卡森蒐集到大量證據。相較之下,書寫卻不是那麼順利。

首先迎來的,是她永遠的支持者、也是最好的朋友——母親的去世。

她如此緬懷她的母親:

「…,她能奮力抵抗任何她覺得錯誤的事情,例如我們現在打的這場戰役[15]!一旦明白她會如何想這件事情,就讓我很快返回了工作,並且將它完成。」[16]

母親啟蒙了卡森對自然和寫作的愛好,即使去世了也仍是她對抗強權的心靈支柱。少了母親的陪伴,卡森現在必須獨力完成這本書了。

只不過,造化總是弄人。

1960 年,才剛走出喪母之痛的卡森,身體逐漸出現諸多不適,包括乳房囊腫。在切除乳房後,醫生並沒有為她做進一步的治療。同年十一月,卡森被確診罹患惡性腫瘤,必須接受放療(radiation therapy)和化療(chemotherapy)——這讓她變得相當虛弱,甚至必須靠輪椅代步。

出書計畫一延再延,進度還不到當初預期的一半。

寂靜的春天和環保遺產

足足花了四年的時間,卡森生前最後一本書《寂靜的春天》(Silent Spring)於 1962 年出版,敘述了地球上的生物如何環環相扣、休戚與共;DDT 和其他殺蟲劑是如何破壞了生物間的鍊結,傷害了植物、動物,污染了土壤、水源和食物;暴露在工業污染和殺蟲劑中又如何增加了我們的致病風險。

卡森認為,濫用殺蟲劑對環境造成的影響,其實正顯示了:人是無法操縱大自然的,反而只會擾亂自然生態的平衡——雖然這在現代是被接受的觀念,當時卻引發諸多爭議,亦挑戰了長久以來,人類能主宰自然的信念。她闡述著自己的理念:

「人類是自然的一部分。人類對抗自然的戰爭,無可避免就會是人類對抗自己的戰爭。」[17]

這本提醒人類要避免破壞環境、並呼籲永續發展的書,產生了莫大影響力。美國總統約翰.甘迺迪(John F. Kennedy)的科學顧問委員會(Science Advisory Committee)因此檢視了書中提及的問題,並對其中的科學論點給予肯定評價。

當然了,化學工業對此書強力譴責,懷疑數據有問題、懷疑數據的詮釋出錯、以及質疑作者的學術聲望;甚至,施壓出版社、僱用公關公司為殺蟲劑漂白,又拿性別議題攻擊她(這反而佔多數)——說她不婚又沒小孩、只是個歇斯底里的女人。

1963 年,卡森的病情已經相當嚴重。她仍在電視上現身,和化學公司的代表對質。她不疾不徐、冷靜、論理的表現,打破了敵手形容她是「歇斯底里的憤怒女人」指控[18]。經此一役,卡森增加許多支持者,也吸引更多人關注環保議題。她儼然引起一股社會的旋風,並讓殺蟲劑濫用成為民眾茶餘飯後的話題。各式演講邀請如雪片般飛來,但因身體狀況考量,大部分都被她拒絕了。

《寂靜的春天》一書讓卡森獲獎無數,包括當選美國人文與科學院(American Academy of Arts and Sciences)的院士。更難能可貴的是,一年之內,在美國的各州議會,就共有四十個規範殺蟲劑的法案待審。後來,1970 年美國國家環境保護局(Environmental Protection Agency)的成立、以及 1972 年美國聯邦政府的全面禁用 DDT。只可惜這些事件卡森來不及看到了,在《寂靜的春天》出版還不到兩年,她就因為心臟衰竭過世,享壽 56 歲。

1980 年,美國總統吉米.卡特(Jimmy Carter)追贈總統自由勳章[19]予卡森;包含美國在內的數個國家,都曾發行過她的肖像郵票作為紀念。即使卡森已經不在,她卻持續地影響著世界。她的觀點,啟發了之後蓬勃發展的環境保護運動,也改變了我們看待自然的方式。同時,不只美國,目前世界上大多數國家均已禁用DDT[20]。難怪有報紙將其形容為:

「因著她講的幾千字,全世界都轉了個彎。」[21]

美國1981年發行的紀念郵票

美國 1981 年發行的紀念郵票。

參考資料

  • Karen F. Stein (2012) 《Rachel Carson: Challenging Authors
  • Marie-Therese Miller (2013) 《Rachel Carson
  • Arlene Rodda Quaratiello (2010) 《Rachel Carson: A Biography
  • Charles Piddock (2009) 《Rachel Carson: A Voice for the Natural World
  • Lori Hile (2014) 《Rachel Carson
  • E. A. Tremblay (2003) 《Rachel Carson: Author/ecologist
  • World of Earth Science (2003) 〈Carson, Rachel (1907-1964)

註釋

  • [1] Springdale,意為春天山谷。現今有約莫三千多的人口。
  • [2] 幸好不是在台灣,所以沒有神奇的自燃現象。
  • [3] Pennsylvania College for Women,現名為查塔姆大學(Chatham University)。
  • [4] Woods Hole,位於麻薩諸塞州。一些有名的海洋研究機構均在此落腳。
  • [5] 瑪麗.史金克之前曾於約翰.霍普金斯大學(Johns Hopkins University)就讀博士班;但是在 1933 年才獲得喬治.華盛頓大學(The George Washington University)的動物學博士學位。
  • [6] Great Depression,指 1929 年至 1933 年之間全球性的經濟大衰退。
  • [7] Bureau of Fisheries,現為美國魚類及野生動物管理局(United States Fish and Wildlife Service,FWS)。
  • [8] junior aquatic biologist。卡森也是漁業局當時唯二的全職專業女性。
  • [9] 知名的殺蟲劑,學名為雙對氯苯基三氯乙烷(Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane)。瑞士化學家 Paul Hermann Müller 便因為發現 DDT 的殺蟲作用,獲得 1948 年諾貝爾生理/醫學獎。
  • [10] 事實上,DDT 的廣泛運用,在台灣瘧疾防治史上,佔著舉足輕重的地位,其功勞無法抹滅。有興趣的朋友不妨參考林宜平老師的文章
  • [11] 原文:"The edge of the sea is a strange and beautiful place. All through the long history of Earth it has been an area of unrest where waves have broken heavily against the land, where the tides have pressed forward over the continents, receded, and then returned."
  • [12] 卡森從未結婚,亦沒有生小孩;不過,她與一位女性朋友關係相當親密。世人並不清楚她們的友誼是否有任何愛情成份(即使有,在當時那也是個禁忌);她們之間的往來書信大部分都在卡森過世前被兩人銷毀。
  • [13] 原文:"I may not like what I see, but it does no good to ignore it,…."
  • [14] 對 DDT 如何被濫用有興趣的讀者,不妨參考這部影片。雖然是英文,但光看畫面也相當震撼。
  • [15] 指的是對抗殺蟲劑的濫用。
  • [16] 原文:"…, she could fight fiercely against anything she believed wrong, as in our present Crusade [against pesticide use]! Knowing how she felt about that will help me to return to it soon, and to carry it through to completion."
  • [17] 原文:"Man is a part of nature, and his war against nature is inevitably a war against himself."
  • [18] 對於卡森在電視上的表現,不妨參考這段紀錄
  • [19] President’s Medal of Freedom,美國平民的最高榮譽。
  • [20] DDT 或其他殺蟲劑的禁用和使用,總是有許多現實考量,難以一概而論。例如,有些國家不一定有比 DDT 更好的選擇。
  • [21] 原文:"A few thousand words from her, and the world took a new direction."

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種子的樂透之旅──《爬樹的女人》

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文/Margaret D.Lowman

過五關得大獎的種子之旅

雖然我們認為樹冠上的各種變化,大多數都是高高在上,但是森林地表可是生命力萌發的地方。有多少種子是經過不可思議的勝算後,才得以自地面往上長成今日的大樹。在森林的地表,隱藏著這世界上規模最大的樂透彩。每一種有樹冠層的樹種,從種子、幼苗、樹苗、幼樹、到前生樹更新的每一個階段,都會參與樂透競賽,但成功率幾乎微乎其微,只要有點數學頭腦的賭客都不會參加的。據估計,一公頃的雨林每年約有十五萬顆種子發芽,然而只有不到百分之一的幼苗能夠長成大樹。

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種子能夠好好成長,猶如中樂透一般難能可貴。圖/Sergey@flickr

我們的雨林樣區,平均每公頃有七百四十八棵大樹(及胸處的樹幹直徑超過十公分),不過有時候一季可能就有兩千多棵種子發芽。種子有沒有辦法增加自己在這個生態賭盤裡的勝算呢?如果可以的話,又是什麼因素讓贏家勝出,順利長成大樹呢?

在這場樂透中,種子首先得落到森林地表,或是土壤縫隙裡,才有機會發芽。從樹頂結實之處,一路到地面,那可是得穿過繁複的樹枝和層層樹葉,旅程非常險峻。如果種子成功到達地面,但沒有落在適合立刻發芽的環境,就得趕緊加入種子庫的行列(也就是在土壤裡保持完好無缺、未腐爛,也沒被生物吃掉),等到日後再發芽。

種子樂透跟小孩子愛玩的電玩很像,必須要經過層層關卡、過關斬將之後才可以贏得最後勝利。就像任天堂的超級瑪利歐,會不斷遇到障礙,循著不同的路徑,以躲避死亡陷阱。從樹冠頂端出發的種子們,也必須過已下這五關,才有辦法成功獲得「大獎」:

一、安全降落到森林地面。

二、成功發芽。

三、撐過幼苗(或子葉)階段,拿到前期更新的門票。

四、在樹冠的林蔭底下,繼續處於壓抑的狀態,不斷儲存能量,在冠下層發育成樹(對多數存活下來的樹木而言,這個階段已經是最終的目標了)。

五、最後,因為某個契機獲得大量的陽光,從壓抑狀態中釋放,一路長到樹冠上層,變成大樹。

長成大樹的奇蹟

能夠在林蔭底下發育成樹苗,並持續生存的樹種,稱為耐陰性樹種。根據我們的紀錄,有些耐陰樹種的種子已經在雨林生長三十五年了,卻還是只維持五吋高(約十三公分)。我認為,種子能夠在陰暗的森林地表生存,持續等待孔隙的出現,這種能力根本是植物界的奇蹟。

反過來說,沒有辦法在林蔭底下存活的樹種就稱為不耐陰性樹種,這種種子在陰暗的地表根本沒辦法發芽,但如果落在陽光充足的地點,發芽的速度便會非常地快。不耐陰性樹種常常被稱做「先驅種」或是「拓殖種」,因為它們有辦法在發生干擾後的裸露地上,耐受充足的陽光、順利發芽成長。不過,經過一段時間,耐陰種在林冠下層開始萌發後,通常先驅種就會將之取代。在樹冠層的下一代發展出新的變種,這就是所謂的演替

森林樂透的第一個階段,就是種子從樹冠頂層到達森林地表的過程。這階段看起來很簡單,不過就是種子利用地心引力,從果子結實的地方,飄落到地表準備發芽。但是這一趟旅程可說是危險重重。也因為如此,大樹們早就已經發展出各種新奇的方式,確保種子旅途安全。每個樹種的種子其大小重量、型態、播種的季節,以及吸引傳播者的方式都不同,就連保護珍貴種子落到地面所分泌的化學物質也不同。

花朵和果實幾乎都生長在活動最茂盛的樹冠層。不過,自然界總是有美妙的例外,例如有種叫做幹生花的植物,就是在樹枝和樹幹上結果的。因為幹生花對早期的探險家來說實在是太罕見了,因此一七五二年一位瑞典植物學家奧斯貝克到爪哇島時第一次發現這種無葉的寄生物時,還以為自己發現新種。他寫道:「這種不到手指長度的小型藥草植物長在樹幹上,非常稀有,之前根本沒人看過。」幹生花並不常見,比較有名的包括澳洲的蔓生金銀花、南非的可可樹、中美洲的砲彈樹等。我的學生不論大人還是小孩,都非常喜歡觀察幹生花,並討論著它們像不像長在樹幹上的花椰菜。

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幹生花會直接在樹幹上結果。圖/wikipedia

另外,「種子雨」指的就是種子從樹冠層落到地面。溫帶樹種每年都會固定開花結果,每年秋天橡樹會結滿橡果,春天楓樹則會不斷地灑下翅果,成為溫帶地區的孩子在走路上學途中,源源不絕的玩具直升機。

然而在熱帶地區就不是這麼一回事了,種子什麼時候要落下很難預測。到現在,生物學家對於許多雨林冠層樹種開花結果的季節模式,還是一知半解。研究植物物候學需要好多年的觀察,有些樹種的繁殖物候非常特別,讓科學家驚喜之餘,也進一步促進了其他樹種的保育工作。

譬如說南極山毛櫸為大年結實的樹種,每五年山毛櫸的樹冠就會開花結果,寒溫帶森林裡便下起了種子雨。而大年結實那年的氣候條件則是山毛櫸種子發芽的關鍵。也因為這種特別的模式,中間沒有結實的年份並不代表山毛櫸的數量正在減少。

我一開始在研究南極山毛櫸時,花了很多時間在澳洲高山雨林裡的山毛櫸底下尋找幼苗,卻徒勞無功。費了多年功夫在山毛櫸樹下數千平方公尺的森林地表勘察,就只找到兩株山毛櫸種苗,而且兩株都是長在倒掉的木羊齒上。木羊齒粗糙的表面,為種子提供了發芽的環境,而且倒掉的樹幹就像海綿一樣,比土壤還濕潤。一開始,我還有點擔心森林裡都沒有山毛櫸的種子,但是二、三十年沒有種子發芽,對可以活上好幾千年的樹來說,似乎並不是什麼大事情。除此之外,山毛櫸的樹幹或是倒掉的山毛櫸也會萌發枝條(或是樹芽),看來這種樹要延續下一代,根本不成問題。

為什麼山毛櫸這種樹,會演化成大年結實呢?每年都結實的話風險不是比較小嗎?答案不只是產出多少顆種子那麼簡單。生物學家發現,如果種子的生產時間沒有規律,這樣的種子比較能夠躲過捕食者的侵害。如果再以能量利用的角度來看,每年都結實的話相當耗能,如此會用掉本來可以幫助長葉或是行光合作用的能量。

三十五年的樹苗觀察記錄

就像青少年的體型有高矮胖瘦的差異,樹的種子也有各種大小不同。如果被中美洲砲彈樹的種子砸到,可能會有生命危險;但也有其他熱帶樹種,如巨大的螫人樹,種子迷你到可以靠風來傳播。種子的大小也是很複雜的屬性,母樹在製造大種子時,消耗的能量雖多,然而每顆種子的存活率卻會因此提高。相反地,生產小顆種子比較不會耗費母樹的能量,但種子掉到森林地表後,也沒有提供可以使用的儲備能量,幫助它們在森林地表上站穩腳步。

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砲彈樹也為幹生花,其果實十分堅硬。圖/wikipedia

小種子會發展出子葉(發芽後長出的第一對葉子),在森林的地表上既脆弱又迷你,它們通常是以風為傳播的媒介,因此分布既廣泛且隨機。許多樹種的小種子都會在陽光和水氣都充足的孔隙間發芽,因為種子本身沒有食物庫存,所以得等到條件都備齊了才能生根發芽。

那到底是大種子好還是小種子好呢?整體來說,並沒有所謂的好壞,因為在不同環境之下,大小種子各有自己的優勢。在澳洲雨林的地表上,黑豆樹丹絨樹的大型種子,掉在自己的母樹底下,原本的樹冠層就會逐漸被新生的樹種給取代。換句話說,即新生的同種樹,取代了自己的母樹。有些樹種,像是賽赤楠,豐滿紅豔的果實十分吸引鳥類或是小型哺乳類,因此種子就不會直接落在母樹底下,而是被這些動物帶到森林其他地方。其他更迷你的種子,則是成千上百地乘著風四處傳播。

雨林裡的果實有各種顏色,像是紫色、紅色、橘色、檸檬黃、鮮紅色、白色、黑色、紫紅色、粉紅色、緋紅色、桃紅色,還有許多深淺濃淡的色澤變化。如此鮮豔的顏色為的就是要吸引吃愛果肉的鸚鵡或是其他捕食者,被吃掉的種子進入消化道後會隨著排泄物排出,動物就成了播種者。裸眼鸝就是個很棒的例子,牠們在不同樹冠休息時,會順勢排便在樹杈間。

榕樹會在樹冠頂端發芽,根則開始向下長,直到碰到地面,和一般由下往上長的植物大相逕庭,這種生長模式被稱為「半附生」。生長的初期會以附生植物(空中植物)的形式成長,最後向下生根到達森林地表。榕樹這種由上至下的生長方式,不僅是森林中罕見的特例,我認為這也是歷經不斷演化後最成功的生存方式。如果可以的話,我真想回到十萬年前看看這片雨林!我猜,以如此聰明的方式爭奪陽光、由上至下紮根,榕樹未來一定是森林中的霸主。

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榕樹已半附生的機制,為自己在森林中掙到了一席之地。圖/Romana@flickr

榕樹不僅有自己一套特殊的生存手段,穩固自己在樹冠的一席之地,它們之所以可以繼續生長,也全都靠絞殺宿主樹的能力。一旦它們的根部向下紮進泥土裡,就會開始以攀抱、纏繞等方式,不斷壓迫宿主樹,直至宿主樹死亡、腐爛為止。許多絞殺榕的中間都是空心的,那是因為最初的宿主樹已經腐爛,徒留絞殺榕繼續攀附著空殼成長。

鉅細靡遺的調查

在森林地表研究樹苗時,有件非常累人且需不斷重複的工作,我們這群研究生態樂透的人,把這個工作叫做「匍匐前進」。不過我這個人向來比較樂觀,我把研究樹苗時頻繁地或站或坐或蹲,當作是在上有氧運動課,而且還是不用收錢的呢。

我們花了很多時間,在森林地底上爬行,就是為了尋找、辨識、標記雨林裡的樹苗。這項任務是為了測量我們樣區裡,所有樹種的種子分布狀態以及數量,並在往後數年能持續追蹤。哪些死掉了?哪些減少了?哪些種子發芽了卻無法繼續堅持下去?哪些種子努力求生存卻仍未長大?最後茁壯成樹,加入樹冠層行列的又有哪些?這項工作需要很長的作業時間,也需要很大的耐心去比對非常非常多的迷你個體。

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研究人員耗費許多心力,只為了調查一株株小幼苗的成長。圖/pixabay

我們用的是永久的鋁製生態標籤(數量已經高達六萬多個),並採用森林地表的網格系統來測繪製新樹苗的位置,並檢查編過號的舊樹苗。這項工程非常浩大,但是卻讓我們培養出堅定的革命情誼。

我們真的是以龜速在地上爬行,匍匐三十呎後,累了就停下來吃Oreo餅乾或是薄荷糖(這是澳洲人很喜歡的糖果)。因為這項工作必須聚精會神,我的同事有一次居然認真到連水蛭爬到眼睛裡都不知道。我們後來還必須帶他去醫院讓醫生把水蛭弄出來,因為那隻水蛭早就飽餐一頓,胖到爬不出他的眼球。

每年樹苗團隊都會在澳洲勘查四公頃的雨林,經過三十五年後,我們發現不論是種子雨、樹苗發芽,還是熱帶樹種的生長,差異都非常大。大年結實、每年結實,又或是由季節雨、或強光等環境條件引發的種子雨,不管是哪一種結實型態,都是相鄰樹種最成功的生產模式。

有些成年的樹種,在我們觀察的三十五年裡都不曾開花結果。譬如說合蕊林仙屬加勒比海紅木白木蘭屬等樹種,在我們的紀錄中都已經是成年的樹株,但是卻沒有結實的現象。我們猜測,這類的樹種不常開花,或許每五十年、甚至更久才開一次花;又或者,微妙的氣候導致這些樹無法育種。只有繼續耐心的觀察,森林樂透才有被摸透的一天。

自從我進行樹苗研究後,對森林的看法變完全改觀。每個樹種在這幾十年的光陰裡都有其特質。我超怕檫樹下起種子雨,因為這些幼苗成千上百、密密麻麻的。每次看到新的藤蔓,我便會起躊躇不已(因為很難辨識)如果發現罕見的貝殼杉,還有齒狀子葉非常好認的美洲山椒,我都開心得不得了。樹苗的外觀和生長模式不盡相同,但都令人驚艷,其生態習性也都十分獨特。


時報-爬樹的女人-立體書

 

 

 

瑪格麗特‧羅曼懷抱對科學研究的滿腔熱情在田野調查界打拼,不但開啟女性研究熱帶樹冠層的新里程,更被譽為樹冠生態學的拓荒者。隨著本書,我們一窺作者三十多年來投身樹冠研究的有趣經歷,一位不甘於平凡女性的故事。《爬樹的女人》,時報出版

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故事從人類開始太空冒險之前講起—NASA特展 韓國展搶先看(一)

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文/蕭俊傑(科學 X 博士)|國家實驗研究院任務科學家

如果是喜歡到各大博物館參觀的人,一定不能錯過今年暑假一個很特別的展,而這個展就要在今(2016)年 5 月底來到台灣了!

NASA – A HUMAN ADVENTURE 一場人類冒險」特展(NASA特展)將要來到台灣。這是大家都熟悉的美國國家航空暨太空總署(National Aeronautics and Space Administration,也就是 NASA 啦!)第一次在美國以外的國家舉辦的巡迴展,不只有超過 300 件真正有參與過太空任務的展示品之外,還有許多大型的火箭、太空梭、太空船等,保證可以讓愛拍照的人拍個過癮。

NASA 特展在來到台灣之前,已經從 2012 年開始巡迴西班牙、土耳其、荷蘭、日本、泰國、瑞典等國家展出過,在2015 年 12 月 5 日來到韓國首爾的國際展覽中心 KINTEX(Korea International Exhibition Center),展出到 2016 年 2 月 11 日結束後,就開始打包準備來到台灣。台灣將是這個特展全球巡迴的第八站、亞洲第四站,即將從 2016 年 5 月 28 日開始到 9 月 18 日,在台北國立科學教育館七樓、總面積超過 1000 坪的展場中展覽。這次除了來自 NASA 的各項展品之外,更有我國國家太空中心(National Space Organization,NSPO,位於新竹科學園區,也是 X 博士上班的地方)。這是 NASA 在各國巡展時,首次有當地的太空研發機構一起聯合策展。

熱愛太空科學的 X 博士,當然不會錯過這個好機會。在 2016 年 1 月,已經搶先一步到韓國首爾的特展參觀。因為這次是跟著中視、蘋果日報、自由時報等國內幾家媒體一起參觀,所以也體驗到了部份一般民眾無法體驗到的難得經驗。在台灣展開始之前,先讓大家看看韓國 NASA 特展到底有什麼精彩的地方。

韓國 NASA 特展共分有 6 個展區,一個一個來跟大家介紹:

1. 啟程(GANTRY ENTRANCE)

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Gantry Entrance 展覽入口。圖/作者攝影。

常常看太空影片的人就知道,這個入口的佈置就是讓太空人走進火箭的場景,上面寫著 LC-39A,LC 指的是Launch Complex,也就是火箭的發射設備。LC-39 就是位於佛羅里達甘迺迪太空中心的火箭發射場(Kennedy Space Center Launch Complex 39),在這有 39A、39B 與 39C。美國 1981 年第一次發射太空梭哥倫比亞號(Space Shuttle Columbia)就是在 LC-39A 發射的。這個是 LC-39A 真正的樣子。

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佛羅里達甘迺迪太空中心的火箭發射場 LC-39A。圖/NASA, public domain.

在展場中,大家可以在這個特別設計的入口,體驗太空人登上準備發射的太空船是什麼感覺。其實這一個展區短短的,走這去就沒了。(BTW 這張照片左邊走在我前面的,就是中視男型主播。)

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圖/作者攝影。

2.夢想與探索(DREAMERS)

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圖/作者攝影。

這個展區整個就是 19 世紀蒸氣龐克風格的佈置。超科幻,也超夢幻的一個展區。

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圖/作者攝影。

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圖/作者攝影。

這個展主要帶大家回到法國知名作家朱爾.凡爾納(Jules Gabriel Verne,1828年生,作品有《環遊世界八十天》、《海底兩萬里》、《地心冒險》第一集與第二集等)。他的作品《從地球到月球》(De la Terre à la Lune, 1865)裡有許多早期人們對太空探險的想像。在這個展區播放了這部具有黑白電影的精彩片段,而當時影片中許多想像的情節,與後來人類真的登陸月球之後有些相似之處。

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3. 狂熱(GO FEVER)

這個展區主要講的是早期美國和蘇聯兩大太空強國的太空競賽。冷戰的陰影充滿了緊張的戲劇性,這個展場有許多當時兩國太空發展的珍貴記錄。一走進展區,抬頭看到的就是人造衛星「史波尼克一號」。這是由蘇聯於 1957 年 10 月 4 日發射,人類史上第一顆進入地球軌道的人造衛星。

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圖/作者攝影。

在史波尼克一號發射之前,美國雖然也曾經發射過人造衛星,但很可惜的是沒有成功。史波尼克一號發射成功的意義不僅僅是蘇聯早美國一步把人造衛星送上太空,更重要的是,它代表了當時的蘇聯在火箭技術上有很大的成就,不僅僅是有能力把衛星送上太空,也代表他們有能力把具有攻擊性的彈頭裝置到火箭上,對射程內的地點進行攻擊。因此史波尼克一號的發射,對於當時的美蘇太空競賽來講是非常重要的一顆震撼彈。

大家在拍史波尼克一號時,不坊站一個合適的地方,可以讓自己的樣子被反射到衛星表面上,也算是跟史波尼克一號合照了。

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史波尼克一號彈頭,這次仍是作者跟中視型男主播一起合照。圖/作者攝影。

美國在 NASA 成立後就開始進行「水星計畫」(Project Mercury),大家一定都知道 Mercury 是太陽系中水星的意思,但它也是希臘神話中的速度之神。所以不要把水星計畫以為是美國要登陸或是探索水星的計畫,這個計畫是準備搶先蘇聯一步將人類送上太空。

1961 年 1 月, NASA 在把太空人送上太空前,先讓一隻名叫 Ham 的黑猩猩試乘火箭上太空,最後也順利成功從太空返回地球。平安回到地球的 Ham 後來還成為華盛頓國家動物園的大明星。不過牠不是人類第一隻準備送上太空的動物,第一隻是坐蘇聯史波尼克二號的太空狗 Laika,殘念的是牠在升空 7 分鐘就嚇死了……

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圖/作者攝影。

美國知名的《時代》雜誌(TIME)在 1968 年 12 月,也以 RACE FOR THE MOON 為封面,針對太空發展做報導。在當代也有許多相關商品,像是太空便當盒、太空睡衣、太空彈珠台、太空水壼等等。大家注意喔,這些以太空為名的商品都不是要給太空人用的,而是當時的廠商為了趕搭太空熱潮,在很多一般用品上都印上太空相關的圖案而已。可見當時人們對太空這個未知的領域抱有多少的熱情與憧憬。

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以 RACE FOR THE MOON 為封面故事的《時代》雜誌。圖/作者攝影。

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當時許多的商品都搶著以太空作為主題。圖/作者攝影。

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圖/作者攝影。

J 編按:人類已經獲得了前往太空探索的門票,接下來的太空探索也將越來越有趣,讓我們繼續看下去。

真品沒人看 模型搶拍照—NASA特展 韓國展搶先看(二)

太空人只能尿在尿布上?誤會比無知更危險—NASA特展 韓國展搶先看(三)

本文轉載自作者網站科學X博士

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真品沒人看 模型搶拍照—NASA特展 韓國展搶先看(二)

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文/蕭俊傑(科學 X 博士)|國家實驗研究院任務科學家

J 編按:在上一篇中介紹人類從開始幻想上太空,到真真正正開始啟動各種太空計畫,以及美蘇之間緊張刺激的太空競賽。接下來,人類前往太空已不再是夢想,我們逐漸發展出各種高科技,帶領我們探索地球之外的宇宙奧秘。

我在韓國首爾 NASA 展看到一個很有趣的現象:假的東西大家搶著看、真的東西大家不知道怎麼看

看展花錢、花時間,除非你很清楚你的目的是只是想要拍照、打卡、上傳,不然如果能在看展前對內容多一點了解,那在看展時就會更知道要看什麼門道,上傳 FB 時也可以多打幾個字,讓你的朋友們知道照片中這個東西到底有多厲害!

什麼是展場中「假的東西」,什麼又是「真的東西」。我講「假的東西」不是策展單位故意拿假的東西給你看,我舉個例子來講,像是火箭、太空船已經被射到太空中去了,怎麼可能拿出真的來給你看呢?為了讓民眾能了解它的樣子,所以需要一個「模型」來展示,讓大家從視覺上來感受這個沒有辦法出現在現場的東西。那什麼又是「真的東西」?玻璃櫃中展示的 V2 彈道飛彈的碎片,就是其中重要的真品。V2 彈道飛彈是世界上第一個長距離彈道飛彈,在二次世界大戰時出現。雖然它的外觀看起來沒有火箭模型炫,但在看一個科學特展時如果想要更深入的去欣賞一個展品的話,把感情與歷史放進去將一起來看就會有不同的感受。

接著讓我們回到 NASA 特展韓國展的現場:

 4. 探險先鋒 PIONEERS

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圖/作者攝影。

這個展區中介紹了很多重要的火箭與引擎。

在這邊可以看到農神五號火箭(SATURN V),它是史上最大的火箭,高度達到 110.6 公尺。登陸月球的阿波羅計畫就是使用農神五號火箭。這邊常常聽到一個大家對火箭名稱的誤解。SATURN V 這個名字指的並不是「這一支火箭」的火箭,而是「這一型火箭」,SATURN V 一共發射了 13 次,阿姆斯壯他們登陸月球是第 6 次。

 

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SATURN V 的 13 次發射。圖/By Maldoror – nasa.gov, Public Domain, wikipedia.

從照片中可以看出在火箭最前端的地方,有一個像是尖塔的東西,那其實是太空人的逃生裝置發射逃生系統(launch escape system, LES)。在太空人登上火箭後,如果在火箭發射過程初期發生問題,LES 會帶太空人離開火箭,等到火箭升空到一定高度後,為減輕重量 LES 會脫離火箭,而如果在那之後火箭才發生問題,那太空人就自能自求多福了。

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SATURN V的發射逃生系統。圖/作者攝影。

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從另一個方向看 SATURN V。圖/作者攝影。

除了最搶眼的 SATURN V,這裡還有泰坦一號(TITAN I)的引擎。有些火箭會分節(stage),第 1 節、第 2 節、第 3 節是從火箭下方往上算,最下面的叫第 1 節。TITAN I 是美國第一枚多節式洲際彈道飛彈,共有兩節。火箭的目的是把太空船或是衛星(這些會稱為火箭的酬載)送上太空,但火箭的重量遠遠超過酬載本身,也就是說太空船或是衛星本身重量不重,重的是把它送上太空的火箭。所以為了減輕重量,火箭把部份燃料用完之後,就會把第一節(stage 1)脫離,第二節引擎點火繼續飛向太空。但大家也不要覺得把火箭分節可以減輕重量,所以分節分越多越好。因為分節雖然有減輕重量的好處,但卻有以下壞處:

1. 脫離失敗

火箭節與節之間是用像是「栓」這樣的東西鎖在一起,脫離時是用適量的火藥把栓炸斷,如果炸栓過程不順利,就有可能脫離失敗。

2. 點火失敗

第一點火箭脫離後,第二點火箭的引擎就要接著點火。就像家中瓦斯爐的電子點火,有時第一下火沒點起來,我們可以點第二下、第三下。第一節火箭在地面上點火,如果點火失敗還可以補救;第二節以上的火箭都要在空中點火,如果點火失敗任務就玩完了。

以上兩點都要在空中進行,兩節火箭(TITAN I)要做一次空中脫離+點火、三節火箭(SATURN V)要做兩次空中脫離+點火。這些動作都是做越多次越危險。

3. 引擎太多

每增加一節,就需要增加一組引擎,引擎不但占重量,而且要花錢。所以太多節也會有引擎太多的缺點。發射前只有第一節引擎是外露的,第二節以上的引擎都是包在火箭本體裡面,所以大家在展場看 TITAN I 引擎的時候,不用看說明就知道哪一個是第一節,因為第一節的會長得比較大。

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圖/作者攝影。

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圖/作者攝影。

4. 結構變弱

一個完整的火箭,如果分太多節,想也知道整個結構強度會減低,這也是一個分節的缺點。

展示櫃中有一個很顯眼的牛仔帽,這個是火箭之父華納.馮.布朗(Wernher von Braun)的,雖然與太空科學沒有直接關係,但也算是重要的歷史文物了。旁邊皫碎片就是我前面提到的在二次世界大戰時出現,世界上第一個長距離彈道飛彈 V2 彈道飛彈的碎片。

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編號 5 是華納.馮.布朗的牛仔帽;編號 3 是世界上第一個長距離彈道飛彈 V2 彈道飛彈的碎片。圖/作者攝影。

這個展示櫃中是各種火箭與太空梭的模型,所有的比例都是 1/72。大家可以對各種火箭的大小有個比較。

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各種火箭的 1/72 模型。圖/作者攝影。

最後有一個我覺得很可愛的東西,展區入口有一塊玻璃,感覺上好像是一塊透明的黑板。這是一個拍照的好地方,大家可以站在玻璃的這一邊,假裝在跟其他人講解太空船軌道相關原理,拍照的人從玻璃的另一邊來拍照。

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展場入口的玻璃。同行的中視型男主播就跟作者在這塊玻璃前面做了訪問。影片將會在特展強力宣傳時播出。圖/作者攝影。

這片玻璃上面的公式跟圖我簡單介紹一下:大家國中時都學過 F=ma,這是牛頓第二運動定律,F 是力,m 是質量,在地球上的很多狀況就直接等於重量,a 是加速度。我用很不嚴謹的白話來講就是「讓一個東西加速需要花力氣、把一個東西減速也需要花力氣,而這個東西重量越重,這個力氣也要越大」。如果不計任何阻力(空氣阻力也不計),讓一個東西一直保持一樣快(a = 0)是不需要力氣的。我們身邊的東西常常會有速度的增加或減少,學校也會有題目叫我們算說把 100 公斤的物體從靜止加速到多少,需要花多少的力氣。大家注意一下這個題目:它告訴你把「100公斤的物體」,其實已經設定了這個物體的質量是固定的,但在太空中的太空船的質量會改變的,像是脫離、燃料減少,或是把東西放在月球上、從月球又帶了石頭回來等等的原因,都會改變太空船的質量,所以在用 F=ma 這個公式時,不止 a 會變,m 也會改變。(你在這塊玻璃前面講前面這段話,應該可以唬住一些人吧!)

我本來以為是韓國展場的裝潢而非展示品的一部份,後來經過確認這片玻璃也會在台灣展出現。

 

J 編按:這趟旅行還沒有結束,人類上太空不只靠火箭、太空船,還有很多在太空生活的必需品,食衣住行樣樣不能少阿!

太空人只能尿在尿布上?誤會比無知更危險—NASA特展 韓國展搶先看(三)

本文轉載自作者網站科學X博士

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太空人只能尿在尿布上?誤會比無知更危險—NASA特展 韓國展搶先看(三)

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文/蕭俊傑(科學 X 博士)|國家實驗研究院任務科學家

J 編按:在上一篇中,X 博士告訴我們原來看 NASA 不能只是看非常壯觀的「假」火箭、太空船,還有很多看似不起眼但超級重要的「真品」,需要大家去展覽中搜尋。接下來要帶大家看的是太空人的生活日常,各種太空必需品到底跟我們在地球用的、吃的有什麼不一樣?

5. 堅忍的耐力 ENDURANCE

原來,太空人要包尿布?!

太空探索的任務相當嚴苛,所以需要各種裝備配合太空人執行任務。首先從解決太空人生理問題的裝備開始,這個一看就知道是什麼東西吧?像是這一件白短褲其實就是「太空尿布」。當然尿布不是這個展區最重要的東西,擺放的地方也不是非常顯眼或突出,但是大家走過去時都會對它指指點點說上幾句,我聽不懂韓文,但是從語氣和表情大概可以猜到說話的人是驚奇加上好笑吧!

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太空尿布。圖/作者攝影。

其實我沒有要大家看展都像我看這麼認真,休閒的看也不錯。不過如果在過程中誤會了某些展品的意義,而讓自己在特展中吸收到錯誤的知識那就不好了。

為什麼這麼說,我回台灣時會給我朋友看我拍回來的照片,很多人看到太空尿布這張照片的反應是:「原來太空人在太空尿尿都是尿在尿布裡喔~」。我相信也有很多人知道現代的太空船裡是有廁所的。我想強調的是,如果這些人沒看到這張照片,可能根本沒有想過太空人尿尿的問題,被問到太空人怎麼尿尿時也會回答「不知道」。知道自己不知道很好啊,不知為不知,是知也。但看到尿布之後,忽然就覺得太空人應該要穿尿布,如果沒有進一步去想這個問題,那可能就真的以為太空人只能尿在尿布上。自己引用一句我在科博館「科學的態度,決定你明日的高度」演講中所講的話:「科學學習中最危險的,不是無知、而是誤會」。錯誤的知識才是最可怕的。

早期的太空任務太空人的確需要太空尿布的幫忙,但新一代的太空船就裝設了「便器」可以使用,而太空尿布就只會在發射、降落,還有進行太空船外的太空漫步時才會穿。尤其是發射過程常常會因為天侯或是其他因素延遲,但這時太空人得乖乖坐好,不能亂跑,如果發射過程延遲太久,太空人們也就只能這樣尿下去了。

最後強調一下,尿布兩個字不是我亂亂講的,我在韓國展的英文說明上真的看到它寫 diaper 這個說明,但它正式名稱應該是 Maximum Absorption Garment,翻成「高容量吸收服」好了。

那大家一定會想再問,發射、降落或太空漫步時想小便可以尿尿在尿布裡,那如果想大便怎麼辦?那……就忍著吧。

圖片中另外一個東西就是「屎袋」(這是我自己翻譯的),早期執行阿波羅任務時使用。屎袋用的時候就是貼在屁股上,便完後混入殺菌劑再包起來。因為用屎袋實在太麻煩,所以在上太空之前跟任務執行中都會吃一些消化完殘留較少,也就是比較不會變成糞便的食物。其實有些問題不一定要有人告訴你才會有答案,從常理判斷,如果明天早上就要坐飛機去美國了,今天消夜應該就會避免去吃可能會拉肚子的麻辣火鍋。

太空食物好不好吃啊?(流口水)

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太空食物。圖/作者攝影。

生活另一件大事就是吃,也就是太空食物,這個展示櫃中有各色各樣的太空食物。

太空食物指的是為了配合太空人執行任務時,不論是食用的方式也好、保存的方式也好,把原本地球上有的食物經過特殊的加工與包裝製成的食物。太空食物為了延長保存期限,大多會以真空方式做包裝,而真空包裝可以再分為袋裝、罐裝及軟管裝(就是像牙膏)。

從照片中來看,標示 1 是葡萄柚汁,標示 2 是咖啡,像這類液態的食物就適合用袋裝。洋芋泥與沙拉放袋子裡吃起來較不方便,所以就要放在像標示 5 這樣的罐子裡,威化餅這種東西容易碎掉,所以裝在 7 號這種罐子。裝在 17 這種牙膏容器的是「混合了糖的果子」,這是俄國太空食物,猜想應該像是含有果粒的果醬。延長食物保存期限有一個方法是脫水,把水果用糖去醃漬,因為水份滲透的關係將水果脫水,這就是為什麼蜜餞是水果做的,但卻比水果更不容易腐敗的原因。

看到 19 的時候真是讓我驚呆了,旁邊的說明寫的是 AMBASSADOR VODKA,VODKA 不是伏特加酒嗎?標示 17、18、19 都是蘇聯太空食物,蘇聯人愛喝伏特加酒也是很正常的事,但太空任務怎麼可能可以喝酒呢?其實這個裡面裝的是羅宋湯,只是在標籤貼上 VODKA 而已,太空人喝的羅宋湯有沒有加 VODKA 在裡面就不知道了。

最後再強調一點,既然太空人帶上太空吃的食物就可以叫做太空食物,那有些食物本來就很「耐久」,這些食物就可以包裝好之後直接帶上太空。台灣特展的現場會有賣太空食物,現場會有哪些口味還不知道,但 X 博士在其他場合已經吃過很多種了,包括太空冰淇淋、太空草莓、太空香蕉、太空章魚燒、太空麻糬、太空布丁等。要問我是在哪裡買的,有些是在日本太空中心 JAXA 的筑波中心「JAXA宇宙航空研究開發機構筑波宇宙中心」,這也是一個可以預約參觀的地方,如果是日文版網頁找「預約見学」就有。他們在參訪後出口處的賣店有販售。從東京秋葉原坐筑波Expess可以到,下車後還要轉計程車。美國偶爾可以看到的Discovery channel store、台灣的賽先生科學玩具也可以買得到。另外一個是日本九州的太空世界Space World,這裡的賣店是我看過,在同一間店有賣最最多種太空食物的地方了。

買的時候要怎麼選?大家可以想一下,如果這個食物只是把它「包起來」就可以帶上太空的話,那你吃到的可能會跟一般地球上的味道差不多。以水果類來說,其實很多健康食品店也都有賣脫水的零食水果片,太空食物的水果就吃起來差不多。但太空冰淇淋脫水後吃起來就跟平常的冰淇淋很不一樣,至於是什麼味道,冰淇淋是乳製品,乳製品在常溫下脫水,大家可以想想看生活中有哪個東西擁有這樣的特性,大概就知道了。太空食物絕對沒有地球上食物美味,但買來吃吃看一定是難得的體驗。

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作者與太空布丁。圖/作者攝影。

太空服用處多

接下來是太空服。展場中陳列的,下方圖中這件其實不是太空服,而是美國空軍(United States Air Force, USAF)用的高空壓力裝(high altitude pressure suit)。為什麼需要壓力裝?飛機飛得再快不會讓人不舒服;但飛機如果有很大的速度變化,或者是急轉彎,如果用國中理化的語言來講,就是有很大的「加速度」時,人的身體就會受到影響。

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美國空軍高空壓力裝。圖/作者攝影。

戰機在空中戰鬥時,常常需要有急轉彎、急爬升等劇烈的動作。飛行員雖然是坐在椅子上,但體內的血液是保持流動的。如果有一個急速爬升的動作,飛行員體內的血液會因為慣性的關係往下半身流,這時候如果腦內沒有足夠的血液,就會造成飛行員的暈眩,這種情形跟蹲久了忽然站起來會暈的意思一樣。要避免這種情形,飛行員的壓力裝會非常的「緊」,把血液用外力把它壓住,避免在戰機做劇烈的動作時造成飛行員的暈眩。

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太空服。圖/作者攝影。

其他後面幾件太空服也是大有來頭。包括了雙子星計畫、阿波羅計畫、水星計畫中的太空服都有展示。講到太空服,大家馬上聯想到的就是「太空中沒有空氣」,所以需要太空服提供太空人所需要的空氣。但是空氣的功能除了讓太空人可以呼吸之外,空氣也同時提供太空人與地面環境相近的空氣壓力,讓太空人的身體狀況可以維持正常運作。

除了空氣之外,它還有一些非常重要的功能。首先,地球上因為有臭氧層的保護,所以不會接收到太多從太陽來的紫外線,但太空人的活動環境在臭氧層外,所以就需要太空服來隔絕紫外線。而地球上還有由地球磁場所建立的磁層,磁層可以阻擋太陽所噴發出來的高速電漿粒子,也就是「太陽風」。極光就是由太陽風所造成的景觀。同樣的道理,身處於太空環境的太空人不像地面上可以受到磁層充足的保護,因此太空服也需要具有阻隔太陽風的功能。

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太陽風作用下的地球磁場藝術想像圖。圖/NASA, public domain, wikipedia.

這個展區除了太空人的食、衣外,還有一些維持太空生命的設備、以及執行任務所需要的器材。

J 編按:展覽中還有更多科學 X 博士沒辦法一一介紹的有趣展品,有興趣的朋友可以到 NASA 一場人類冒險台灣展中看看人類在太空探索中做的各種努力,換個方式一圓小時候那個太空夢。

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我們能說瘦肉精安全嗎?用什麼標準?

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2016 年 4 月 21 日,《聯合報》刊出當時還沒上任的農委會主委曹啟鴻專訪,針對美豬開放議題,他一句「全球化不可能永遠關起門,我們有那種能耐完全不接受嗎?」瞬間掀起巨大爭論。國民黨抓緊時機批評民進黨立場前後不一,強調 2012 年在前總統馬英九準備開放瘦肉精美牛時,民進黨立委不惜霸佔立法院主席台五天四夜,就是為了堅持零檢出標準,怎麼如今自己當家作主,卻成了那個「沒有能耐不接受」的主事者?

其實剛上任的總統蔡英文,早在去(2015)年底 12 25 日第一場電視辯論會上就曾提到,美豬瘦肉精標準「將參照飲食習慣跟台灣相近的日、韓」,雖然對於「是否有條件開放瘦肉精美豬進口」這個問題,蔡英文只保守的說「言之過早」、重點是必須「提升產業競爭力」,但開放與否的風向,或許藉此可略見端倪。

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要不要開放是政府決策問題,一時半刻很難有答案,但我們可以先討論安全問題。認真蒐集資料後發現,這個問題真的很難回答,主要是因為每個人對「安全」的定義不盡相同,接受度也不太一樣,不過從其中一種瘦肉精萊克多巴胺的審核過程中或許能找出一些蛛絲馬跡。

毒理試驗、風險評估到每日容許攝取量

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圖/By Jeffrey M. Vinocur – Own work, CC BY 2.5, wikipedia.

科學數據能告訴我們的是,在萊克多巴胺以動物用藥上市前,其實經過一連串完整的毒理試驗。曾擔任行政院食安辦公室主任的台大醫學院毒理研究所教授康照洲說,「萊克多巴胺幾乎所有(該做的)毒性(測驗)都做完了」。依據 WHO 食品添加物的資料顯示,萊克多巴胺曾做過口服單一劑量毒性試驗、體外與活體的基因毒性試驗、多種實驗動物物種,每日連續口服最長一年的重複劑量毒性試驗、二世代生殖毒性試驗、致癌性研究試驗、心血管反應的特殊毒理試驗等。

這麼多的毒理試驗,其實是為了找出「無不良反應劑量」(No Observed Effect Level, NOEL),也就是對試驗動物不會產生任何不良反應的最大劑量。之後,加上安全係數的調整,推算出人類的每日容許攝取量(Acceptable Daily Intake, ADI)。台大食品科技研究所教授孫璐西說,這是一個經過科學縝密計算、考量人種與動物間的差異後,計算出的每日容許攝取量,「是一個人每天吃這個量、吃一輩子都沒有問題的量」。

依據 WHO FOOD ADDITIVES SERIES: 53 的研究資料顯示,人體攝入萊克多巴胺後,在血漿中的平均半衰期為 3.94 小時,口服六小時後,就有約 72% 的萊克多巴胺由尿液中排泄,代謝物主要為硫酸或葡萄糖醛酸鍵結的萊克多巴胺;國衛院林嬪嬪研究員說,雖然目前沒有研究直接證明,殘留於生物體內的鍵結萊克多巴胺是否具活性,但「風險值都是以最大風險的狀態估算,因此無論是硫酸或葡萄糖酸鍵結,都會以具有活性的狀態計算在內」。

瘦肉精風險評估也要因地制宜

簡單來說,一個化學物質毒不毒,其實是要看你「如何吃」、以及「吃多少」。對科學家來說,相較於爭論萊克多巴胺到底安不安全,如何因應台灣民眾飲食習慣、制定出符合社會民情的風險評估值,可能更符合實際情況。

美加日各國依據自己不同的國情,對萊克多巴胺有不同的標準,目前 WHO 下設的風險評估單位 JECFA ( Joint Expert Committee on Food Additives,食品添加劑聯合專家委員會),對萊克多巴胺設定的 ADI 標準是一天 1 毫克/公斤體重(mg/kg),也是普遍被台灣政府拿來計算的數值。「台灣可以建立屬於自己的攝取量標準」,曾協助政府參與美國狂牛症牛肉風險評估報告、以食安立委頭銜進入立法院的民進黨立委吳焜裕強調,要求零風險基本上不太可能,重點是如何讓這樣的風險控制在可接受範圍內。

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多年前曾支持瘦肉精美牛進口的孫璐西,這回態度相對比較保留,她認為就是因為台灣民眾吃很多豬肉,「我們需要更多資料才能判斷標準量如何制定」。她提到,政府需要蒐集國人每日攝取豬肉的量,以及瘦肉精美豬各部位的萊克多巴胺殘留量,由於目前關於豬肉的最大殘留容許量,只有腎、肝、肌肉、脂肪四種部位(參考農委會),但對於豬肉「幾乎什麼都吃」的台灣人來說,需要有其他部位的肉品殘留量才能精確制定出屬於台灣人安全的風險評估值。

那些不可忽視的敏感族群

當然,你可以說通過這些試驗不代表沒問題,像是目前萊克多巴胺的主管機關行政院農委會防檢局,就在對萊克多巴胺的分析提到,「萊克多巴胺在安全性上的最大疑慮為對心血管功能的影響,在動物間結果差異大。」這句話的意思是指,在猴子連續口服一年的實驗中發現,在餵食 500 和 4000 微克/公斤體重(相當於 0.5 和 4 毫克/公斤體重)萊克多巴胺的劑量下,會引起心跳過快和心臟組織相對重量減少,在狗的試驗上也有類似的情況發生。

由於當初萊克多巴胺開發目的並不是人類用藥,現存人體試驗的資料也只有一次(參考 WHO FOOD ADDITIVES SERIES: 53),如何找出食用萊克多巴胺的敏感族群、以及可能大量食用豬內臟的族群,制定符合這些群眾食用的最大風險值,成為科學家重要挑戰。孫璐西就說,「我們需要全台民眾的攝食資料庫,才能進一步判斷它到底安不安全」。

當科學議題變成政治議題

曾經歷過三聚氰胺、塑化劑等事件的康照洲,面對敏感的萊克多巴胺議題,忍不住感嘆「食品的議題太好操作,經常被拿來當政治操作」。像是萊克多巴胺經常被抨擊人體試驗資料不足,但了解毒理學的人就會知道,以動物試驗數據推估人類的危害性是一個常用的方法。「我們不可能拿人類來做試驗啊!這樣會有倫理問題」,林嬪嬪說,會有這樣疑慮可能是因為大家對這個學門「還不是很了解」。

從科學領域來看,瘦肉精美豬的進口可以是一個很單純的「科學議題」,也就是透過風險評估、找出敏感族群、制定一個能真實反映台灣飲食習慣的標準值,看看這個數值是否超過國際標準值,最後再由政府評估決策開放與否。只不過我們都知道,真實社會不可能這麼純粹,那政府跟政黨要如何在吵吵鬧鬧中找到真實呢?這個問題,說不定他們也不是太在意。

 

參考資料

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收到地震速報簡訊後,多十秒能做什麼?

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盼了多年,今(2016)年終於盼到了地震地震速報(強震即時警報)簡訊的影子!雖然技術上我們早有地震預警(Earthquake Early Warning,指的是地震發生後提前預先警告)的能力,但這最後這一哩路我們走得真久……

在 5 月 12 日第一次發布時,各種狀況凸顯了通訊端仍然不穩定;而到 5 月 31 日北臺灣海域發生規模 7.2 地震時,仍有許多用戶沒有收到訊息。說起來系統要真正要到「好用」,這條路還沒走到明朗處。不過比起數年前只能大聲疾呼「我們並沒有做得比較差」,至少現在有機會能夠實踐。

至於為何拖了這麼久?系統問題在哪?雖然並非此文要討論的重點,但我們可以就目前已知的情報,簡單思考一些問題:

5月31日地震的簡訊,不知道為何有寫「總統提示」?

5月31日地震的簡訊,不知道為何有寫「總統提示」?圖/作者提供。

1.早期預警是利用較少的資訊、較短的時間解算地震波,準確程度一定不如之後的地震報告,若因誤差而造成防災策略錯誤,責任歸屬如何算?或是又該如何調整時效和準確度的平衡?

2.由 5 月 12 日的簡訊發布狀況可知,扣除重覆發送的狀況之外,還是有人應該收到卻沒收到簡訊、有人則是晚收到(和訊息倒數秒數)簡訊。要如何盡可能減少這樣的問題?

雖然不能因為上述問題而因噎廢食,但跨入了地震預警的新頁後,隨之而來的問題也會逐漸浮現。上面提到的問題偏向政策與技術,那面對於民眾而言,新的問題和挑戰是什麼呢?

「多那十秒有差嗎?」

「恐怕連跑出門都來不及吧?」

「上 FB 發文剛好?」

雖然這好像是些玩笑話,但不可諱言的,在「假如有 10 秒鐘讓我們因應即使到來的震波,我們該怎麼做?」的情境下,我們似乎很難給定一個 SOP,或者我們應該說真正要「可用」的 SOP,會非常複雜。舉個例子來說好了,當剩下 10 秒時,我們在浴室、辦公室、臥室、廚房等不同場所會有不同的反應,最好的臨機應變,應該是「因地制宜」。或許這句話聽起來就像句廢話,但這就像任何無法預料的災難突然降臨時,我們該做的事。

遇到預料之外的災難時,人的心理狀態和身體反應

包括我自己,很多過往撰文論述地震預警的成效時,經常提及捷運、火車、高鐵、醫院、工廠等場所,可利用自動化的方式,在收到預警的當下作出處置,像是列車減速、手術與工廠作業暫停等。然而對於大眾因應預警的策略,除了一些老生常談的概念,也少有更多的著墨。

防災必須考量人性,而人性當然就必須從心理的角度切入。John Leach 在 2004 年的一篇研究指出,針對許多災難案例分析,發現人們在遇到突發災難的當下會有幾種不同的反應,根據他的個案分析結果可以將這些反應分成三類:

1.不知所措的恐慌,伴隨如尖叫、亂逃等適得其反的行為。約佔 10~15%。

2.恐懼災害但沒有即刻辦法執行任何動作。與上述恐慌的不同點在於還具有行動力,但仍處於正在了解情況、思考解決的方式等狀態下。約佔75%上下。

3.仍然保持冷靜、並有辦法即時做下一步的處理。約佔 10~15%。

也就是遇到災難時,除了會有戰或逃(fight or flight)兩種一般認為的策略,還有「凍結」(freeze)的行為,而這種情況通常都是在思考「我該怎麼做」。假如是較簡單的狀況(可能只有一條路可逃、可能只想到一個處理方法)時,大約花上 1~2 秒鐘思考,而如果是情況較為複雜,需要花更多時間了解狀況並思考可能策略,就要花上 8~10 秒的時間。

收到地震預警時和沒收到的差異

所以我們如果把地震的情境套用在上述分類的話,當大地震發生時,除了本來就冷靜又加上有良好防震習慣的少數人之外,我們幾乎沒什麼時間可以逃生。但假如有收到預警的簡訊,多了 5~10 秒呢?如果多數的人在遇到地震時,就像上述 Leach 文章中指出的處於「凍結」狀態,那麼多出的時間,就可能幫助他多些時間可以反應。也就是說,地震預警最大的功能是在於提升這種臨災時的心理應對,若是真實遇上,理論上有時間準備一定優於毫無準備。

以日本為例,可能大家看到的都是 311 震後的實際成效,然而這也是由於 2007 年開始有緊急地震速報後,經過多年的改進、防災宣導、產業應用等措施而達到的成績。雖然還是有無法挽回的性命損失,但仍有許多人因此躲過災害,當然也減少了災後的混亂、恐慌的情況。

在反觀臺灣地震預警之前,我們先看看臺灣和日本面臨的地震威脅差異,再來討論該怎麼做才好。

地震預警技術簡介

地震預警技術簡介。圖/作者提供。

地震預警該搭配的防災思維

因為臺灣的地構造和日本還是有差異,主要都會區離多數的孕震帶都非常近,很容易出現地震預警的「盲區」,所以在相同的技術架構下,我們不若日本常有 20 秒上的預警時間,能有十幾秒就很了不起了!也就是說我們面臨的挑戰不再是時間能否再縮短,而是「時間就這麼短,該做什麼才最有效?」

2016年5月31地震過後,學生疏散情形。

2016 年 5 月 31 日地震過後,學生疏散情形。圖/作者攝影。

一樣我們再回想上述遇到災害時,人們會發生「凍結」不動的狀態,以此為出發點,所謂的防災演練、預防措施就能在此發揮功效,甚至配合如學校、百貨、捷運的廣播系統與疏散方式,都是幫助人們盡早找到應對逃生的策略。先不管學校防震演練規畫的方式好不好,這都是一件很嚴謹且重要的事,如果策略能讓我們處於「凍結」狀態的時間從 8~10 秒縮減成 1~2 秒,那麼地震預警在此就可以真正發揮效用。

有些時候的防災做為,是可以多重應用的,像是最基本的,我們本來就該了解公共空間的火災逃生動線。在主要的地震波過後或是時間夠充裕時,就能利用動線逃生,如果僅僅數秒無法逃出,反而就需要注意門窗或掉落物的位置。最近這起地震發生時筆者正在辦公室,第一時間反應的也是頭上的輕鋼架天花板,故簡訊響起後(此時也正好感受到 P 波振動)我也準備好要到桌下預備。

當然如果沒有桌子呢?總是有隨身的包包吧?或是最臨近的柱子、矮家具,甚至你的雙臂(手傷總比頭破好吧?),若能平時就將這樣的反應「輸入」腦袋,自然我們就會有多餘的時間「求生」,同樣的無論是政府或與公共相關的產業設施,也該正視臺灣面臨地震的問題,不是只有樓倒了才叫災害,樓倒屋塌最大原因還是老舊和設計問題,屬於長期的規畫,而臨震的應變,卻是一種需要先深植心中的策略。

真正該全面啟動的防災思維

以往我們很習慣的去依賴政府,而政府也常會去回應人民的需求,無論是災後重建,或是預防措施,皆挹注了大量的資源在其中,但在最後那段「深植心中」的宣導規畫,卻沒有足夠的傳播,這點不光政府,任何的媒體,乃至筆者做的都還遠遠不及?以下是一篇八八風災後針對災區居民防災觀念的調查報告:

居民在88風災災後的觀點整理節錄。摘自陳永森(2014),極端氣候影響下潛在災害區居民環境識覺、調適行為之研究-以八八水災後屏東縣林邊鄉與佳冬鄉為例。

居民在88風災災後的觀點整理節錄。摘自陳永森(2014),極端氣候影響下潛在災害區居民環境識覺、調適行為之研究-以八八水災後屏東縣林邊鄉與佳冬鄉為例。

可以看出,民眾的防災意識雖提升,知道未來仍會有災害,但民眾與政府都期待著「建設」對防災的幫助,而非主動的去學習防災作為,同樣的,多數的政策執行雖然同樣包括建設和防災宣導,但宣導的成效顯然遠遠不及興建設施。故對此筆者的看法是:我們就是講到爛掉,也非得想盡辦法去做,無論從網路、媒體、學校都得花費更多的心力投注。多說、多做、從小教、學到老…總是要殺出一條生路,求自己的生,也救別人的命。

本文同時發表於作者部落格地球故事書

 

參考文獻與延伸閱讀

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想要得到好印象?請大家喝杯熱咖啡吧!──《引誘科學》

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美國電視影集《宅男行不行》(The Big Bang Theory)裡的主角之一,患有強迫症的超級天才謝爾頓( Sheldon Cooper ),雖然他在劇中的角色並不是個很貼心的人,不過他倒是很清楚,當有人心情不好時,給他一杯熱飲就對了。

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《宅男行不行》裡的謝爾頓認為:當有人心情不好,給他一杯熱飲就對了。圖/IMDB

謝爾頓:你有給他一杯熱飲嗎?

倫納德:沒耶。

謝爾頓:社交協定說,當朋友不開心時,你該給他一杯熱飲,例如:熱茶。

霍華德:熱茶聽起來很不錯喔。

謝爾頓:你聽到了吧! 既然你要去泡茶,就順便幫我泡杯熱可可吧,因為家裡來了不速之客,我覺得不開心。

雖然和朋友「喝咖啡聊是非」看似一種再普通不過的基本禮儀,不過謝爾頓建議給心情不好的客人喝熱飲,倒是有科學根據的,有研究人員證實,光是手持一個熱的物件,就能對別人產生正面的感受

科學》雜誌上刊登的一項研究,請四十一名學生對一個虛構的人物填寫一份個人印象問卷,對此人的十種人格特質進行評分。不過在學生進教室填寫問卷之前,都會先遇見監考官,監考官手上挽著兩本教科書、一個筆記板以及一杯咖啡,他們一起搭電梯時,他還請學生幫他拿一下咖啡,最後他們一起走進教室。學生並不認識此人,而這個陌生監考官拿的咖啡有時是熱的、有些是冷的。

結果相當令人驚訝:那些拿到熱咖啡的學生,有較多人(與拿到冷咖啡的學生相較),將虛構人物評斷為一個個性溫暖的人。這個實驗還做過第二次,學生人數增至五十三人,不過這次學生拿到的不是咖啡,而是熱敷包或冰敷袋,說是要請他們做「產品評估」。填完問卷之後,學生可以選擇拿一瓶思樂寶果汁,或是一張一美元的冰淇淋兌換券,做為他們幫忙填寫問卷的謝禮。一美元的冰淇淋兌換券被設定為送給朋友的贈禮,思樂寶果汁則被設定為給自己的獎賞。

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一杯熱咖啡不只溫暖了你的手,也溫暖了你的心。圖/Marina@flickr

結果拿到冰敷袋的學生有七五%選擇思樂寶果汁,但是拿到熱敷包的學生,超過半數(五四%)選擇把禮物給朋友(一美元的冰淇淋兌換券)。近期刊登在《演化心理學期刊》(Journal of Evolutionary Psychology)上的另外一項研究,也獲得類似的結論,手持溫熱的物品會令我們萌生溫馨的感覺,使我們較樂於與人合作,並對人給予正面的關注

疼痛掩蓋其他知覺

這個故事告訴我們,觸感是一項能夠抓住人們注意力的重要感官提示線索。相較於溫馨的感受會導致正面的關注,疼痛則會令我們產生強烈的負面反應。英國巴斯大學疼痛研究中心的主任艾克斯頓(Chris Eccleston), 以及比利時根特大學的健康心理學家克倫貝茲(Geert Crombez),長年研究疼痛與注意力之間的關聯,他們透過共同設計的疼痛與注意力模型,發現疼痛是「一件逃不掉的人生真相:疼痛會凌駕於其他需要關注的事物之上(痛起來的時候什麼也顧不上了,所有的心思都集中在疼痛)。」

我們會注意疼痛的原因,就跟我們會注意鮮血、槍聲與亮黃色的標誌是一樣的,都是為了活下來。所以即便只是很短暫的疼痛,也會立刻引起我們的注意,例如:當你的舌頭被熱咖啡燙傷,原本喝咖啡聊是非的愉快心情,會頓時煙消雲散。所以慢性疼痛對於需要集中精神處理複雜問題的人會是折磨,因為愈是需要注意的任務,疼痛愈可能干擾他們的專注。

碰觸建立好感

想要利用觸感吸引注意,關鍵在於使對方產生正面的聯想,能產生正面聯想的觸感,對於跟某人建立親密、信賴及連結格外有用。亞利桑納大學的伯貢教授(Judee Burgoon)做了一項很有意思的研究, 她發現碰觸能令人產生鎮靜、親密、信任、平等以及不拘束(informality)的感覺。不過這也跟碰觸的類型有關,臉部的碰觸(例如:貼面禮)及牽手,會令彼此產生較多的親密感與親切感;握手則是最具信任感的身體接觸。另外一項研究則發現,當隨機配對的陌生男女眼神接觸與互相碰觸後,心跳會加快且欲望增加。

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握手能快速有效地建立起雙方的信任感。圖/Flazingo@flickr

碰觸固然能讓彼此產生親密感而更加注意對方,但務必要符合社交禮儀,與約會對象牽手很OK,但是隨便去牽大賣場裡陌生人的手就不恰當了。其中的道理很簡單,因為碰觸是親密的,不能強行加諸在某人身上;換言之,碰觸必須是雙方合意的(mutual)。你可以放心地利用顏色與聲音這類感官提示線索吸引別人的注意,但碰觸必須留待能與對方建立更深厚的交情與關注時才使用。所以如果你要去拜訪客戶,希望得到他的注意,記得帶杯熱咖啡給對方;如果你跟朋友聚會時,遇到某個認識的人並想跟對方打個招呼,那麼拍拍對方的肩膀是OK的。但是碰臉、牽手或拍大腿之類的觸覺提示線索,可就要非常小心謹慎了,這些動作只有在雙方都不會介意時才能做。


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為什麼我們總是比較容易受某些人吸引,而有些人總是會被視為空氣?為什麼有些產品可以持續吸引顧客,有些卻立刻被擺放在一邊?從科學的角度,分析人們注意力轉移的心態和軌跡。《引誘科學:在分心時代,如何抓住眾人注意力,讓世界聽你的、看你的,甚至願意掏錢買單?》,三采文化出版。

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《排球少年!!》在排球場中常發出啾啾的聲,到底是什麼的聲音?──《空想科學讀本》

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文/柳田理科雄

《排球少年!!》是一部看了令人熱血澎湃的作品。

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《排球少年!!》漫畫封面。圖/wikipedia

身高很矮卻有著超群的運動能力、對排球異常執著的日向翔陽,以及拜體格之賜又有著高超技術卻無法與周圍之人協調的影山飛雄,這兩位主角互相引發出彼此的能力,朝向高中排球界的頂點前進。筆者我最喜歡這類直截了當毫不拖泥帶水的運動漫畫了。

既然如此,那就單純的欣賞作品不就得了?雖然筆者我自己也如此覺得,不過有件事情無論如何都很在意。那就是這部漫畫中經常出現「啾啾」的聲音。對,那是鞋子踩在體育館地板上時所發出的聲響!這個聲音雖然在至今為止的許多運動漫畫裏都有畫出來過,但總覺得在《排球少年!!》裡出現的頻率特別高。

舉例來說,這部作品雖然是在《週刊少年 JUMP》上從 2012 年的 12 號開始連載的,但從第 1 集的第 1 頁開始,畫面上就是沿線並排著的選手的腳,然後就畫出了鞋子的聲音「啾啾」「啾啾」「啾」「啾」,一共畫出 4 聲!這一格的畫面接下來的一頁才是標題頁。

換句話說,連作品的名稱都還沒出現,「啾啾」聲就已經先冒出來啦。

與《影子籃球員》比較

在體育館裡比賽球類運動的確是會發出「啾啾」的聲音。這麼說來也應該不是只有《排球少年!!》會,其他以體育館為舞台的運動漫畫也應該同樣會發出這種聲音吧?筆者我這麼一想,就試著用《灌籃高手》和《影子籃球員》等漫畫來試著做個比較吧。

首先從各作品中挑出具代表性的比賽,再試著數一下一場比賽中究竟發出過多少次「啾」聲吧。要比較這種事,最重要的就是先訂出嚴密的規則,所以規則如下:

  1. 「啾啾」的話就算 2 次。
  2. 在球賽還在進行的情況下,只有畫出參賽選手的畫面才能算進「比賽的畫面」中。

將一場比賽裡的「啾」聲次數除以比賽的畫面格數,此定義為「啾率」。

就先從籃球漫畫的金字塔《灌籃高手》中湘北 vs 山王工業的這場比賽開始吧。這是《灌藍高手》連載時最後的一場比賽,也是高中聯賽的第 2 場比賽。其中符合第 2 條規則的畫面共有 1555 格,而發出的「啾」聲共有 61 次。在此情形下「啾率」為 3.9 %。

另一部名作籃球漫畫《影子籃球員》則選出冬季杯準決賽之成凜 vs 海常之戰。這場比賽共有901格,「啾」聲有81次,所以「啾率」為9.0%。喔,這頻率是《灌籃高手》的2倍以上。

然後在《排球少年!!》裡挑出的則是高中聯賽宮城預賽第 2 場的烏野 vs 伊達工業之戰。比賽畫面的格數還真是出乎意料的少,只有 287 格,然而「啾」聲卻出現了 88 次,是這 3 部作品中最多的,「啾率」竟然高達 30.7 %

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這太強了吧。

平均每 3.3 格就發出一聲「啾」,啾啾啾啾啾啾啾啾啾啾啾啾啾……啊!吵死人啦!!

體育館的地板光可鑑人嗎?

從科學的角度考量,這種啾啾聲是一種「自激振盪」(Self-exciting oscillation)的聲音。所謂自激振盪,是指對物體持續給予能量時所產生的振動。在我們身邊就有許多例子,例如盪鞦韆越盪越高的時候,寒風吹動電線所發出的聲音等等。

自激振盪有許多種模式,在《排球少年!!》裡所發生的,是某種具有彈性的物體在具有摩擦的平面上擦過時所產生的自激振盪。

除此之外,例如小提琴,是用馬毛製成的弓(平面)與金屬或合成纖維製成的琴弦(有彈性的物體)互相摩擦而發出聲音的。行駛中的車輛突然煞車時發出的「嘰嘰」聲,則是來自柏油路面(平面)和橡膠輪胎(具有彈性的物體)互相摩擦所發出的聲音。

用指甲刮黑板時發出的令人毛骨悚然的難聽聲音,以及用手指在洗乾淨的碗盤上搓動時發出的啾啾聲,全都是基於自激振盪所發出的。

在運動漫畫裡的「啾啾」聲,有摩擦的平面就是體育館的地板,而有彈性的物體就是球鞋鞋底。

摩擦而產生的自激振盪,經常發生於「具有彈性的物體,在具有適度摩擦力的光滑平面上擦過」的情形下。相反地,當平面被砂土或油脂弄髒時,摩擦力會減少,就無法產生自激振盪了。

換句話說,地板太髒的話就不容易發出啾啾聲

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為了讓地板發出「啾啾」聲必須有條件

意思是,《排球少年!!》裡進行比賽的體育館,比起其他運動漫畫的比賽場地的地板擦得更乾淨,不然就是這些登場的選手全都穿著光鮮亮麗的嶄新球鞋……吧?雖然從科學上來說就是這麼回事,不過真的是這樣嗎?


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《公主踢騎士》遊戲中,把士兵踢飛幾十公尺遠的飛踢公主到底多神力? 《飆速宅男》中那種傾斜了 70 度的搖擺抽車,實際上會有效嗎?那些動漫裡的「超」科學。是內容超級合乎科學,還是超越科學解釋範圍呢? 且看日本科普大師柳田理科雄最新力作《空想科學讀本:這部動漫超科學》,遠流出版

 

 

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《4=71》的星際效應,從科幻找到對科學的大愛

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「從死寂黑暗的太空回看地球,恐怕會連上面的紛紛擾擾,吵吵鬧鬧都顯得可愛了!」——電影《罪愛》

華文科幻推手葉李華博士宛如科幻情節般,親贈藏書中的一本短薄科幻小說《4 = 71》,不論原作和譯本都算是有點年歲的作品。日前,讓我重拾久違的一種「愛不釋手,津津有味」,而且是「科幻原初」讀想之趣,也馬上聯想到近年科幻界一些前輩如黃海老師擲地有聲地評判:科幻興衰將從文字閱讀走向圖像聲光?!

但如同科技、科學發展,總有一些「異數」與「經典」提醒我們:文明不是單一線性代換演進的關係,許多宇宙現象問題的核心也不是「是否存亡」,而是「如何流變」?!不但文字科幻,連「口語」科幻,甚至默示科幻、意念科幻(例如冥想),都將有再現、興盛的一天。

找回科學的初衷與感動

《4 = 71》的原作英名 Time for the Stars(另一中譯:《探星時代》),是二十世紀三大科幻小說家之一,有「科幻先生」之稱的羅伯特.海萊因(Robert A. Heinlein)於 1956 年所成。(另兩位科幻小說家是艾西莫夫與克拉克)

這是以星際探險、太空旅行與心靈感應為主題的經典之作,故事圍繞一個巨型「生存空間計畫」:他們派出十二艘太空船出去,以太陽為中心,順著十二面體的十二個軸向外飛去——但這只是大概的方向,因為太空船的任務並非搜索一大片太空,而是要在最短的時間內,盡可能多造訪幾顆太陽型恆星。

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《4=71》書籍封面。圖/作者攝影。

會說「重拾久違」之趣,是這部短薄灑脫的作品,有著輕簡卻豐富、通俗卻深刻、幽默卻縝密的文風與筆力,讓人開始抱著「輕鬆看看」的心態卻在不知不覺的情境中欲罷不能,到最後感慨萬千更沉思良久。對照近年聽聞閱歷的相關現實中,以「人」為觀察主體、參與運作、表現載體的科學、科技發展的環境與重大事件,在對現象、真相、事理的探究與叩問上,我常常在經典科幻作品更容易找到科學的原旨、科技的初衷。(但凱文.凱利、尼爾.波斯曼這一派科技思想家恐怕未必認同這點,因為在他們看來;科技史早於人類史……)

若簡單來說,科學上的現實發展當然牽涉到人情世故、結黨營派、明爭暗鬥甚至爾虞我詐的運作,科學教育上,也許為了同仇敵愾的內部激勵,我們常常在回顧科學發展的時候把「當年」「新科學」、「新科技」、「新理論」的受挫與磨難大都歸罪於迷信與宗教勢力。實際上,若能更宏觀詳盡的審視,打壓、排斥新科學、新探究的一股重大力量往往(也)來自另一群科學同儕與支持者,虎克與牛頓對「光」的解析、第谷對伽利略的地球運行主張、拉馬克學派與達爾文學派的演化論、愛迪生與特斯拉的用電之爭、重於空氣的飛機與輕於空氣的飛船的飛行科技之爭,凡特團隊和柯林斯團隊的基因解密……不勝枚舉。雖說競爭、角逐、對立原本是科學、科技非常根本甚至明智的形態,但現實中,這些競爭、角逐與對立往往演變成你死我活、贏者全拿式的打壓與傷害,甚至是對人不對事的私人恩怨。

而在更久遠「後期」回顧時,其實往往是「大部有理」、「另有蹊翹」(例如我們現在應該都可以同時接受光的粒子說與波動說、許多科學家也開始宣稱遺傳演化機制遠比推論的複雜,「拉馬克學說」部分有其適用之處……),但對人類文明的進程與某幾世代的世界福祉,其實都已造成負面的影響與衝擊。現今當世,也許資訊發達,我們見聞更多尤有甚者,每況愈下的攻訐、競逐與內耗,科學家們與科技社群爭鬥的層次甚至原本、主要就不再是理念與路線,而是權勢、名聲、錢財與私慾……。

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在電力的發展史中,我們往往只想到愛迪生,卻忘記交流電的最大推手,尼古拉.特斯拉。圖/wikipedia

那麼,很多當初真正吸引或激發一個小孩或一位大科學家的科學樂趣和科學精神的到底是什麼?整個科學演進對人類甚至世界帶來的核心價值又是什麼?是名利、功效、形式,還是解答與提問本身?汲汲營營於萬貫家財、征服現世的功成名就,在原初科學和科幻的眼中,不都是「宇宙星塵」般的微渺嗎?

在《4 = 71》一作中,並不是沒有涉及政治、商業模式、生態、人際社會、個人心理、地方文化這些議題,相反的,相對於坦白說有些讓我失望同樣取材自海萊因所作小說的電影《星艦戰將》,「科幻先生」在此作透過這麼淺少的篇幅,卻常常在各議題上都精要地觸發人們無限馳想甚至省思。

但正如日本近代著名詩人高村光太郎就曾讚賞《銀河鐵道之夜》作者,也就是有日本國民作家美譽之稱的宮澤賢治時說過:「胸懷宇宙者,無論身處多麼偏遠處,總是能超越地方性而存在。內心沒有宇宙者,無論身處多麼核心的文化之地,也只是一個地方性的存在。」。《4 = 71》中沒有一個角色是偉人、聖者,甚至絕大多數都是世俗社經、道德上平庸凡常或是個性怪異之人,但它的背景是浩瀚宇宙,探討的起點、關懷的基準是「整體人類文明命運」!

這裡談的是科學底蘊與胸懷,並不是探究的對象與形式,像是現實科學史中,孟德爾研究碗豆遺傳、法布爾觀察昆蟲天地,他們探索的事物本身都很小,但卻仍是胸懷宇宙,心繫真理。而在《4 = 71》好幾處情節中(例如小我與大我的取捨、求真與私情的面對),看到可敬又可愛的科學人原型與科學精神,這樣的表現絕非偶然,近年科幻佳作像是《地心引力》、《星際效應》、《火星任務(絕地救援)》都有異曲同工之妙,當然,也就彰顯科幻的「超越性」、「特殊性」與「真實性」(這是我對科學與科幻的內涵過於浪漫嗎?這一點讓我想起科幻名家倪匡喜歡問人:「你能否在腦海中,想像一種從未見過的顏色,或是一種從未聽過的聲音?」)。

4 = 71

透過語言、符號溝通,我常常半開玩笑地說:「1 + 1 = 2這種顯而易見的道理其實只在數學的世界中成立!」透徹地了解每一棵樹甚至每一樣生物的性質、現象,不代表就掌握了整座森林!有時我們會忽略,語言、符號甚至數字、單位其實也都是一種化約主義的表現,即便任何在探討問題上使用的正當性與有效性,還是有保留開放性與否證性的必要。

葉李華博士當初採用這樣的中文譯名,有他的匠心巧思存在!因為此作之所以「淺出深入」、「軟硬兼施(許多人習慣將科幻分為軟科幻、硬科幻)」,其實它主要引用、取材的是就算在物理學界都算高深、上位的理論與概念,包括狹義相對論、攣生子悖論、同時性,尤其當中不算複雜(卻深奧)的時間膨脹效應(公式)貫穿全文太空旅行的物理理解:

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也就是「兩個參考座標的相對速度為 v,那麼『第一個參考座標的時間間隔』等於『第二個參考座標的時間間隔』乘以『根號一減相對速度的平方除以光速的平方』。當然,這只是個特例,要在恆速之下才會成立;有加速度時就更複雜了。」此作,雙胞胎的弟弟參與星際探險行動,哥哥(及其後代)留守地球,兩人並作為整個計畫最關鍵的「通訊工具」,故事於焉開展……。

而有人說,近年一些反應熱烈的科幻電影例如《星際效應》,就是受到這部早在電腦科技都還未成熟,更別說普及的1956 年成作的小說所啟發。不論是否屬實,如此在今日看來仍屬科學前沿、毫無遜色的視野與洞見,是讓人對它倍加讚嘆的原因之一。若這類深奧的科學理論與學說,在傳達、交流上的對象是一般大眾或至少是同好小眾,且目標是至少「略懂與概知」,而非極少數專門領域的學者專家或事責相關的官僚精英,若沒有科幻的故事構成與文章鋪陳,將少了非常多的樂趣甚至理解。科幻在此發揮一種「譬喻」、「溝通」之法,也近於佛學中「應身說法」之效,對於科學上「弘法利生」的重要性可見一般。

學習本身就是目的

在目前國內外「教育政策」吵得沸沸揚揚的當世,不論是提升學歷等同提升競爭力與社經地位的舊調,或是適「好」揚才(目前社會上所謂的適「性」揚才的定義與做法其實還非常粗糙、空泛)、銜接經濟(供給產業勞力要素,例如美國的教育數十年前就必須面對這樣嚴厲的批判),在社會上做個有用的人……卻很少有政治人物或社會精英能像《4 = 71》中的人物如此宏觀、大膽地說出教育的本質(之一)。

作品中,一位叫阿福的大叔說:「阿湯,我第一次上太空的時候就發現,想要忍受太空旅途,唯一的方法就是找點東西學,而且認真去學。」「學習不見得要有目的,學習本身就是目的。看看阿福大叔吧,他快樂得像個拿到新玩具的小男孩。」其實不單是這樣看似消極的目的,若我們以結構主義的角度分析地球,將其視為一艘在宇宙漫行的特殊太空船,絕頂巨大的人類命運與整體文明發展的可能性,也取決於其上成員的學習過程、品質與成效,而非其他!小從細胞個體,大至芸芸眾生、頂尖天才,學習本身就有目的!在浩瀚造化中,科學、科技的突破與躍昇也可能存乎眾志成城甚或一念之間?!也很少現實中的人物可以像小說中的人物那樣直白坦言或是領悟:「我開始明白,太空船上的許多安排,目的只是讓我們保持健康和快樂。」綜觀整個造化(cosmos)尺度中,比人類小的遠多於比我們大的。(已知宇宙中的最大:1030厘米,人類的大小:100厘米,已知宇宙中的最小:10-33厘米),所以說,人在宇宙中的渺小與巨大是相對性的,生命與世界的關係恐怕也是得透過「學習」而「逼近」的永恆之謎!

大膽假設,小心求證

《星際效應》中,女孩墨菲:「爸,你說過科學是承認未知的事物……」

其實精彩的科幻例如《4 = 71》,未必是要機關設計、華麗無比,但它很可能除了提出一個巨大的問題,更啟迪了一個探究甚至解決方向。書中提問的是,人類就算能夠執行星際探險,但要在緊迫性殖民外星的任務時,如何做到有效的動輒以光年計超長距離通訊,而且「距離地球一百光年內的恆星,只有一千五百多顆,而其中與太陽在光譜類型上大致相同的,就只有一百六十顆左右。」

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面對浩瀚無垠的宇宙,人類真有移居其他星球的可能?圖/pixabay

這樣要探查可能適合人類居住的星球並有外星殖民的急迫性時,就必須突破「任何物質速度不能超越光速」的物理限制,海萊因巧妙地採用了「心靈感應」這種科學邊緣的事務作為科幻敘事中解決方案。即便在二十一世紀的今天,它仍不是被普遍接受的主流科學,甚至正統科學都不算,但也因為這樣,對於科學無法充分解釋與尚未完全否證的事理,以科幻的形式呈現,這樣佈局與構思的前瞻性又顯出其精妙之能事了。因為關於人或生命的探討,恐怕科學掌握的都還在幼兒園階段。近期又再次翻閱國內李嗣涔教授在他的「難以置信」系列書籍中,紀載了許多他以最嚴謹而且長期的科學方法探究人身、心、靈功能的實驗,「手指識字」、「超維次訊息場」都是被證實存在的,因此,科學是一種驗證錯誤、逼近真理的歷程與方法,不是用來鞏固學說、宣揚真理的,也因此,在探究或解答方向上一定要採取開放的態度,過程、方法上當然就要嚴謹而全面。

兵學家克勞塞維茲說過:「再多戰術上的成功,也無法彌補戰略上的失敗!」不論是從「無用之用」還是「科以載道」的立場出發,科學、科技發展的取向、定位與協調是至關重要的,而科幻作品時時提醒我們:越大越高層次(例如物質、能量、有序無序熵、心靈)的科學取向、定位、協調,越是重要。

突破既有的印象

「邏輯怎麼勝得過情感因素呢?你應該看看所羅門王分嬰兒的故事。」

我們在推動科學事業,進行科學工作時,常常會掉進「理所當然」的迷思中,各方都認為自己是正義、正確的一方,最後卻造成了最混亂慘烈的結果。就像我們冷靜時都知道在面對一個數學題目時,有時快速、拼命的解題並不該是優先著手的方向,而是該看懂題目、釐清題目,甚至決定要不要解題,但在講求效能的物質文化時代,實踐上卻常常難逃捨本逐末的窠臼。

看到《4 = 71》書中一些描述行動決策分歧、意見相左的情節語句,像是:「也許大姊夫真的是好意,但有時我會認為『好意』應該當成死罪來辦。」雖然筆調調皮、諷刺,但卻讓人感觸良多。其實很多時候,它就是在講述:「通往地獄的道路,常常是用善意所鋪成的!」這樣的亙古道理,而我們也可以將前後兩句關鍵詞,地獄改成野蠻混亂,善意改成科學科技。像現今攸關人類文明、地球生態也繫於科學發展的能源政策、教育政策,很多時候就該注意事理的成敗、對錯、優劣不單是科學科技、專業理論本身的效力、正誤問題,而是推動與實踐結構、時機、場域、方式、溝通協調、文化情感尤其推動者、主事者心中的藍圖與動機至關重要。

物理學大師戴森,也是科幻的愛好者,就曾經提出一種符合科學精神的「輸得起的發展」概念,他舉過經典的案例來說明:飛行史是一個很好的範例,可以查看科技與人類事物互動的詳細內涵,因為那恰好是兩項完全不同的科技在競爭求存―剛開始,這兩種科技稱為「重於空氣」以及「輕於空氣」。飛機和飛船不只在物理構造上有差別,在社會學也不相同。飛機衍生自個人冒險的夢想;飛船則起源自帝國的夢想。在飛機製造者心目中,原始的形象是一隻鳥。但是,在飛船製造者心目中,所供奉的形象卻是一艘大洋輪。因為一樁 R101 號飛船(計畫)必須不計一切代價,趕在 1930 年 10 月的某個日子飛航印度而墜毀燃燒的慘案後(即便同期有另一艘大致成功的 R100 案例),再也沒有乘客自願進行另一趟飛船飛行。大英帝國的飛船紀元也正式畫上句點,人類飛行交通發展從此改觀,我們也有了不一樣的天空。

R101

飛船 R101。圖/wikipedia

推動很多相關科學科技的重大政策其實本身並沒有什麼不對甚至是相對明智、優秀的方案,但是,遊戲規則一定得公平,這樣做才可以讓各種方案良性競爭,而且如果這個政策表現不佳,也應該輸得起。一旦輸得起,失誤與落敗就不會造成重大傷害。然而,由意識型態推動的科技,典型特徵就在於「輸不起」。相信愛因斯坦曾言的:「想像力比知識重要!」必定包含這一層謀定而後動、三思而後行的科幻意義。

成為偉大的一部份

「譬如三蘆,立於空地,展轉相依而得豎立。若去其一,二亦不立;若去其二,一亦不立,展轉相依而得豎立。」——雜阿含經

最後,《4 = 71》這類科幻經典提醒也勉慰我們:科學探究、科學事業與科學社群的成與敗畢竟是一種因緣和合,集力而成之事,甚至按照物理學家薛丁格的說法,科學的發現與成就有助於宗教信仰與觀念的釐清(正信,他舉了一個西方傳統信仰天堂、煉獄、地獄空間位置分布在地球科學、物理學發達後的改觀與修訂)!現實世俗上偏好差別對待、談功論過、偶像崇拜,但事實上,偉大的科學發現與成就通常關聯的因素、機遇更複雜,真正「貢獻者」其實不計其數,用「不可替代性」來評論個人的功績與表現,我想多少也是一種很便宜行事、不夠精準的做法。在《4 = 71》的探星時代遨遊星際的拓荒英雄號太空船,參與任務的船長、大廚、醫生、科學家、普通通訊員(以電磁波通訊)、怪咖通訊員(以心靈感應通訊)、工程師、軍人……甚至在地球上的夥伴與工作成員,不論最後犧牲與存活,都是這項科學偉業的貢獻者。

就像「你可以說,『小獵犬號』(包括船長費茲洛伊及其名不見經傳的船員)因為載運了達爾文這位意外的乘客而名垂不朽,連帶這趟旅行也成了科學史上最著名的旅行;但你也可以說,因為達爾文上了『小獵犬號』,這趟旅行改變了他和他的思想,進而使他改變了全世界。」縱使在時間上,小說尾聲的設定是「但是時代變了。一艘零場太空船(假設已經可以利用物理「同時性」移動的太空船)在一年內能造訪的恆星,比一艘火炬太空船在一世紀裡能碰到的還要多。」但科學是兼容創新與傳承的重要性的,如同「雖然今天橫越海洋有如跳過泥坑,我們也不能否定哥倫布的成就。」

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究竟是達爾文榮耀了小獵犬號,還是小獵犬號榮耀了達爾文?圖為小獵犬號的航海路線圖。圖/wikipedia

在現實的科學環境中,當我們看到題材選評的門戶之見、偏狹升等標準的沉重壓力、科學同儕的勾心鬥角、競爭型計畫的明爭暗奪、淪為娛樂事業的競賽活動、權勢派系的機關算盡、理盲潮流的攻訐撻伐、反智文化的無情打壓、產學利益糾葛的雜亂無章、名聞利養的私慾橫流、世智辨聰的驕矜張狂、鞏固學閥的殘酷排擠……這般的荒腔走板、烏煙瘴氣,總會記得也相信,還有人、事、物像《4 = 71》這科幻小品當中一樣在發生、在延續,選擇、參與胸懷人類生命、探索宇宙未來的科學壯舉,渺小的生命就已經是「在歡喜中」,踏上身心靈的冒險旅程,也成為「偉大的一部分」,1=∞!

 

延伸閱讀

  • 《4 = 71》
  • 《生命的尋路人:古老智慧對現代生命困境的回應》
  • 《我們都是食人族》
  • 《宇宙從我心中生起:羅伯.蘭薩的生命宇宙論》
  • 《活宇宙:我們身在何處?我們是誰?我們往哪裡去?》
  • 《難以置信 II 尋訪諸神的網站》
  • 《無用之用:醞釀之必要,徒然之必要,歡迎來到無用時代》
  • 《想像的未來:戴森再掀宇宙波瀾》
  • 《生命是什麼?薛丁格生命物理學講義》
  • 《科技恩仇錄:科技史上的十大爭端》

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拉瓦節成為化學之父,她是最大的推手

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文/唐啟軒

1771 年春天,溫暖的金色陽光灑落在純白禮堂。女孩看著大男孩,許下了關於一輩子的誓言。他是瑪麗安・皮埃爾萊特,在他面前的大男孩則是多年後奠定現代化學基礎的拉瓦節。

瑪麗安與拉瓦節結婚後,雖然拉瓦節富得跟王子一樣,但他們卻不像老派故事裡,過著「王子與公主」的那種幸福快樂日子。瑪麗安受到他的科學狂伴侶拉瓦節的影響,漸漸地對科學產生了濃厚的興趣。從小在修道院受正規教育的瑪麗安,在拉瓦節與他同事的教導下,儼然成為了一個可以獨當一面的科學家。當拉瓦節必須要執行稅務官的公務時,瑪麗安便負責打理實驗室的大小事,讓實驗室繼續運作。而熱愛實驗的兩人同時是夫妻,也是對方重要的實驗伙伴。手牽手一起吃飯、睡覺、做實驗的日子,其幸福快樂程度也不下真正的王子跟公主。

呼吸實驗圖,瑪麗安與拉瓦節一同進行呼吸實驗。圖/By Madame Lavoisier, Public Domain, wikipedia.

不過你以為瑪麗安只會她老公教他的實驗嗎?那你就錯了!精通英文的瑪麗安,閱讀大量化學文章後翻譯,並且加上批評及註腳,甚至點出文章的錯誤。拉瓦節也藉由閱讀瑪麗安的翻譯,掌握當代化學的發展現況。甚至是著名的燃素說,也是因為瑪麗安發現瑕疵後寫下的筆記,才使得拉瓦節確信燃素說的問題,開始了後續對於燃燒的研究,進而發現氧氣推翻燃素說。

每每兩人實驗結束後,瑪麗安便會將實驗內容嚴謹且詳細地記錄下來。此外,他向大名鼎鼎的賈克路易大衛拜師學習繪畫。在當年沒有攝影術的時代,繪畫是除了文字以外,最重要的紀錄工具。他精細的描繪了實驗設備以及方法,而這些資料正是拉瓦節後來出版《化學基礎論》的重要資料。

拉瓦節配圖 夫妻

這張我們熟知的拉瓦節夫婦,就是出自瑪麗安的老師——賈克路易大衛之手。圖/By Jacques-Louis David – Metropolitan Museum of Art, Public Domain, wikipedia.

值得一提的是,在大衛的作品《拉瓦節夫婦》中,除了夫妻二人自然而不造作的互動與情感流露以外,我們還可以觀察到一些有趣的安排。明亮的光線灑落在瑪麗安身上,手搭在拉瓦節的肩膀,淺淺地對著前方微笑。相較於陰影處坐著回頭深情款款望向瑪麗安的拉瓦節,前者在畫面比重明顯大於後者。從這張畫像中,作畫者對於瑪麗安能力的評價可見一斑。

可惜人無千日好,花無百日紅,為人稱羨的瑪麗安與拉瓦節幸福快樂科學家時期,就這麼在一夕之間破滅。法國大革命開始後,國內持續了相當長的一段動盪時期。到處都有人民抗爭,放火、掠奪甚至是將對立份子暴打橫死街頭的事情層出不窮。而拉瓦節也因為稅務官的身份被送上斷頭臺,倖存下來的瑪麗安也被政府沒收的所有的財產,其中更包含了拉瓦節留下的實驗手稿與器材。一無所有的瑪麗安用盡所有的方法,終於保留下了部分資料。排除萬難地整理、編輯,替拉瓦節出版他的回憶錄。內容記錄下了拉瓦節生前的研究成果,而這本回憶錄不僅影響了當代科學發展,更奠定了拉瓦節的歷史地位。

由於瑪麗安對摯愛的堅持,使得拉瓦節能在科學史的漫漫長河中繼續活著。下回如果你在哪裡看到了拉瓦節這個名字,不妨想起這個與拉瓦節同樣偉大,卻經常被歷史遺忘的人——瑪麗安・皮埃爾萊特。

本文轉載自LIS線上教學平台

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