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不管是柯林頓還是川普當選美國總統,都要上的六堂科學課(下)

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編譯 / 鄭國威

在台灣的我們雖然只是隔山觀虎鬥,但這次美國總統大選真的是史無前例大亂鬥,而且不管鬥勝的人是誰,當上總統後,勢必在全球掀起極大的海嘯,台灣也是波及的範圍,應該算是「海景第一排」。因為政治牽動著政策,而科學時常淪為犧牲品或玩物。不過在結果出來之前,我們再一起看看《科學》期刊給下一任美國總統的六堂課,如果你還沒看過上篇,請先看完再接著看這篇吧!

接下來三堂課,分別是「痴」、「智」、「直」

第四堂課:「痴」的開支

Brain lifting barbell. Mind power concept.

「大腦是個好東西,每個人都該有一個。」

我們愛說這略帶調侃意味的句子,來回應生活中那些難以溝通、理解的人事物,其實我們自己的大腦也都面臨著「淡出」與「漸弱」的風險,誰也說不準哪一天我們會否也成為電影《我想念我自己》的故事主角。

隨著電腦演算力大規模提升,光遺傳學(Optogenetics)等多種新工具加速發展,研究人員對大腦理解越來越深。大腦裡 860 億個神經元彼此之間有數以兆計的連結,控制我們如何理解、記憶、運動、跟睡眠,而我們的經驗、生活型態、受過的傷害和疾病,都在不斷重新雕塑神經元網絡。過去曾以為神經元數量在出生後就不會變了,但現在我們知道某些腦區的神經元會持續生長。現在,研究者已經能夠調控神經元並觀察他們運作的即時樣貌。

《科學》期刊指出到 2025 年,可能多達 7 百萬美國人都受阿茲海默症之擾。

《科學》期刊指出到 2025 年,可能多達 7 百萬美國人都受阿茲海默症之擾。

要是我們的大腦生病,很難避免鉅額的開支,個人與政府的負荷都很重。《科學》期刊指出到 2025 年,可能多達 7 百萬美國人都受阿茲海默症之擾,導致記憶力下降、性格改變、理智不再,受苦而終。在 2016 年,為了醫治與照料阿茲海默症與其他較罕見的失智症患者,總花費就達到 2360 億美元,其中政府的健康方案就負擔其中的三分之二。老年人這端尚且如此,幼童這端的大腦問題又是另一番挑戰,從 2002 年到 2012 年,自閉症的患病率增加了 123% ,每 68 名美國兒童中,就有 1 位有自閉症,而因此,這些家庭每年估計得花 60,000 美元來應對。

腦的問題不僅於此,例如,學校裡學生的學習障礙已經是一個大問題、無家可歸者、吸毒者、監獄的囚犯罹患精神疾病越來越普遍,運動員的腦震盪不容輕忽,從戰場上歸來的美國軍人同時面對生理上的腦創傷和心理上的創傷後遺症,這些問題都有賴更有效的診斷跟治療,帶來更大的改善。

美國總統歐巴馬所開啟的「BRAIN Initiative」計畫是否能在新總統上任後持續運作,仍有待觀察。圖/Open Knowledge@flickr

美國總統歐巴馬所開啟的「BRAIN Initiative」計畫是否能在新總統上任後持續運作,仍有待觀察。圖/Open Knowledge@flickr

下一任美國總統需要擬定計畫,提升照顧老年人腦部疾病的支出,並決定腦研究預算的優先分配。2014 年以來,美國聯邦機構花在歐巴馬政府提出的「先進創新神經科技腦研究計畫」Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative,簡稱 BRAIN Initiative)上投入了 7.5 億美元,下一任政府要決定接下來是要繼續還是改弦易轍,另一方面倡議團體也在積極運作,希望政府投入更多研究經費來解決從腦癌到阿茲海默症等各種腦的大哉問。

2016 年投入在阿茲海默症上的資金增長了大約 3.5 億美元,明年美國國會預期將支持同規模的增長,而同時,許多執法機構正在找更多資金,來支持監獄與刑事司法程序相關的精神健康計畫,這代表下一任美國總統要能在反擴增預算的氛圍下,平衡這些相互競爭資源的計畫,尤其是在諸於醫療保險計劃強制支出日益增加,可用資金受限的前提下。這動輒得咎的處境,有請下一任美國總統好好思量。

第五堂課:「智」不待人

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「那一天,人類終於回想起了,曾經一度被他們所支配的恐怖,還有被囚禁於鳥籠中的那份屈辱。」

這是《進擊的巨人》中的經典名句,也很適合用來替人工智慧時代揭幕。

日益強大的處理器,搭配上能夠從海量數據與現實世界中尋找模式的複雜演算法,讓人工智慧的許諾從科幻一步步落實在我們的生活,例如你的電話現在聽得懂你在說什麼,你的車子可以自己上路(或許還能幫你判斷對方車子板金厚度)。而今年三月,Google 的 AlphaGo 擊敗韓國圍棋棋王,跌破許多 AI 專家的護目鏡。現在 AI 更能準確識別圖像、協助作出投資決策、控制交通流量與能源系統,或者讓廣告主投放更精準的廣告等。

AlphaGo 與南韓棋士李世乭的對弈實況截圖。圖/Prachatai@flickr

AlphaGo 與南韓棋士李世乭的對弈實況截圖。圖/Prachatai@flickr

儘管專家表示,要做出能比肩人類的人工智慧還要好幾十年,但一些特定用途的 AI 應用已經對社會產生影響,例如無人自動駕駛車、醫療指導機器人等等,可以提高勞動效率、創造利潤豐厚的新市場,減少交通事故傷亡與看病時的誤診。

有令人引頸期盼的一面,也有麻煩的一面。更多的公司將採用 AI 取代員工,越低階的工作越可能被淘汰,經濟階級上的不平等可能因此加劇。另外,我們將決策權交給機器,也會帶來複雜的倫理、法律跟監管問題。無人自駕車出車禍,誰負責?軟體搞砸了投資組合,找誰賠?傳感器在錯誤的時間切換紅綠燈,誰的錯? 更別提戰場上的自主殺傷性武器了,槍砲自己開火了之後,誰扛?

下一任美國總統將做出許多關於人工智慧的決定,舉例來說,眾多企業都迫不及待想讓每條路上都跑著自駕車,每片天空都飛著無人機,因此希望美國聯邦監管機構可以趕快把規定講清楚說明白。另外,美國政府該投資多少錢在研究人工智慧上呢?目前每年投資約十億美金,夠不夠?政府也必須密切關注人工智慧對經濟、勞動、和國家安全的影響,不然一旦出大包,波及的可能是全地球。

第六堂課:對風險的「直」覺反應才危險

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專家預測風險,靠得是數據,而普通人則多半靠直覺,但兩者都可以「騙」很大。

奧瑞岡大學的風險心理學研究者保羅斯洛維克(Paul Slovic)認為兩種形式都有利,亦有弊。靠直覺的問題很顯著,例如我們會高估駭人事物出現的機率,並且低估我們已經熟悉的風險事故,例如 911 恐怖攻擊之後,恐怖份子又奪走了數百名美國人的生命,很恐怖對吧?但在同一段時間,死於汽車事故的人超過 50 萬,死於心臟病的約有 8 百萬,這些更大規模的致死原因我們倒是習以為常。

好吧,或許恐怖攻擊跟汽車肇事與心臟病無法相提並論,但你會發現,我們對於其他人道危機,如數十萬人正在經歷的飢餓、貧窮、與喪生,其實也蠻無感的。斯洛維克認為我們對這類大災難數據的反應太輕微。另外,像是氣候變遷導致的經濟問題、公共衛生衝擊,這種緩慢發展且影響的地區很廣的威脅,我們也總是低估。因此,下一任美國總統起碼要明白別靠著直覺的評估來辨識風險的程度。

另一方面,專家的風險評估有時就像披上數學外衣的謊言,因為下判斷的那刻,專家也得決定哪些數字才是要緊的,以及要用什麼方式來表達風險的程度。

舉例來說,如果有毒化學物質外洩,專家可能僅以預期死亡人數來描述風險,而這數字通常看起來很小,但換個方式,若改用罹患某種罕見癌症的機率可能會提升多少來描述風險,這數字看起來就會很大,而造成的公眾認知也會截然不同。專家自己也可能有各自的偏頗跟意圖推動的目的,從而影響了我們對風險的認知。

對一位總統來說,若對風險有錯誤的認知,將造成反應過度或反應不夠,有可能因此搞了一些只是讓人們感覺良好,但其實要花大錢又沒效率的政策,更別提可能造成禍害。

總統與公眾溝通風險的方式,就是在散播恐慌與維持社會冷靜之間做選擇。

若能預先、實事求是地做好風險溝通,而非承諾做到百分百保障,更能幫助人們做好準備,以面對無法避免的災難。總會有人要求過度的政策來應對威脅,唯有做好風險溝通,才能減少這種要求。

要做到這點,公眾得要信任這位總統,而我們都知道公眾信任難以掌握,「得之我幸,不得我命」。《科學》期刊建議準總統學學風險心理學,免得撞上民意之牆。畢竟各種已知的風險議題(恐攻、國際紛爭、國內犯罪暴力、流感與傳染病、自然災害)就已經夠累了,虎視眈眈的新科技議題(DNA 編輯、無人自駕車)又即將撲來,未來美國總統的重要任務就是正確地評估風險、與公眾溝通、提出有感的政策贏得選民、產業、以及從地方到聯邦的議員支持。

圖/By Image by VectorOpenStock.com, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=50667044

圖/By Image by VectorOpenStock.com, CC BY 3.0, wikimedia commons.

沒有完美的政治人物,這次兩位主要的美國總統候選人柯林頓與川普顯然也都離完美很遠,但像美國這等大國,其決策仍將會影響台灣以及全世界,就讓我們密切關注,期待即將出爐的新美國總統吧!

  • 《科學》也用簡單的影片來總結這六堂課,直接點擊觀看!

 

原始報導:David Malakoff & Jeffrey Mervis, Science lessons for the next president, Science, 2016.10.20.

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科學與宗教一定相互衝突嗎?—《愛因斯坦自選集》

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  • 本文第一部分於 1939 年 5 月 19 日發表於普林斯頓神學院,收錄在 1950 年《晚年文集》。

在十八世紀末葉與十九世紀,普遍認為知識和信仰之間有無法妥協的衝突。在先進之士的心中流行一派見解,主張應該是由知識逐漸取代信仰的時候了,未以知識為根據的信仰稱為「迷信」,必須加以反對。根據這派主張,教育唯一的功能是開拓思考與知識的道路,而學校是民眾受教育最主要的機關,應當專門為此而設。

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未以知識為根據的信仰稱為「迷信」,必須加以反對。根據這派主張,教育唯一的功能是開拓思考與知識的道路,而學校是民眾受教育最主要的機關。圖 / By barnyz@flickr

在這種粗糙包裝中,理性的成分幾希。因為任何明智的人,可以立刻看出這派觀點的立場過於偏頗。但是,如果要將事情本質搞清楚的話,赤裸直爽也有它的好處。

沒錯,信念最好受到經驗與清楚的思考支持。在這點上,我們應該全然同意極端的理性主義者。然而,其缺點在於對於人類的行為和判斷為關鍵必要的「信念」,無法只用這種硬邦邦的科學方式找到

因為,科學方法只能告訴我們事實之間的相互關係影響,超出之外的沒辦法。對於客觀事實的求知慾屬於人類最高層次的能力,你當然不會懷疑我想要貶低人類這方面的成就和努力。但是同樣清楚地是,知識不會指導我們「應當」怎麼做;一個人可以對於事物擁有最清楚完整的知識,但卻不能導出什麼才是人類「應當」追求的目標。客觀的知識提供我們達成目標的有力工具,但是終極目標以及實現該目標的渴望必須有另外的來源。唯有設訂目標與對應價值後,人類的生存與作為才會獲得意義,這點應該不證自明。

獲得真理真是美妙無窮,然而卻極少能作為引導,甚至不能證明我們對真理的渴望與追尋是正當且有價值的。因此,在這方面純理性概念出現根本的限制。

但是,我們也不該認定理智思考對於立定目標與道德判斷上不具作用。當我們了解到為了達成一項目的,某些手段將會有用時,手段本身也變成一種目的。理智讓我們認清楚手段和目的之間的相互關係,但是僅憑思考,無法讓我們掌握到終極與根本的目標。在我看來,讓這些基本目標與價值清楚浮現,並快速融入個人的感情裡,正是宗教對人類的社會生活提供最重要的功能。

如果有人問,為何這些基本目標具有正當性?既然無法僅憑理性來陳述證明,我們只能回答說:在一個健康的社會裡,這些基本目標是強大的傳統,它們作用在個體的行為、志向和判斷上;這些基本目標是有生命力的存在,不必為其存在尋求正當性。這些基本目標不是樣品展示般的存在,不是透過強大的人格特質為介質而彰顯。我們不該強加證明,而是簡單明確地感受它們。

我們的志向和判斷的最高原則源自於猶太/基督教傳統。這是非常崇高的目標,憑我們微薄的能力,所能達到的非常有限,但是卻為我們的目標和價值觀提供確實的基礎。若是將其目標從宗教形式中抽離出來,僅看其純粹人性的一面,或許可以表述如下:

賦予個人自由與負責任發展的空間,才能讓他自由快活地運用一己之力,服務全人類

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我們的志向和判斷的最高原則源自於猶太╱基督教傳統。圖 / By tdjgordon @ pixabay

在這裡,不容將國家或某個階級奉為神聖,更不能將個人奉為神聖。正如同用宗教的話說:我們所有人不都是天父的孩子嗎?的確,縱使將人類當成一個抽象的整體而奉為神聖,也不符合該理想的精神。只有個人才有靈魂,而個人崇高的天命是服務而非統治,或是以任何方式強迫別人信仰自己。

如果取其實質而非形式,也可以將這些話用來闡述基本的民主立場。真正的民主人士就像我們所謂真正有信仰的人士一樣,是不會崇拜國家的。

那麼,在這方面教育和學校的功能何在呢?我認為應該幫助年輕人培養一種精神,讓這些基本原則對他來說如同呼吸的空氣;僅憑教導,顯然不足。

若是仔細看待這些崇高的原則,並將其與我們這個時代的生活與精神相比較,會明顯發現現代文明人類正處於危急當中。在極權統治的國家,統治者無所不用其極,殘害這種人本精神。在情況稍輕的地方,則是民族主義當道、嚴苛不講寬容。用經濟手段壓迫個人的國家,也對這些最珍貴的傳統威脅扼殺。

不過有識之士之間,已經意識到巨大的危險正在蔓延,力求在國內與國際政治領域、立法與一般組織範疇上尋找因應之道。毫無疑問,我們極需這樣的努力。然而,我們似乎忘記古人知道的一件事,那就是

如果缺乏昂揚振奮的精神,一切方法終究不過是虛有其表的工具。如果我們心中渴望達成目標的動力夠強大,那麼就不會缺乏尋找達成目標的方法,並且化為行動。

  • 第二部分出自於「科學、哲學、宗教與民主生活方式關係會議」,1941 年由紐約出版成文集《科學、哲學和宗教研討會》。

我們所了解的「科學」是什麼,並不難達成共識。科學是我們長久以來企圖以系統化思考,努力將這個世界可感知的現象盡可能徹底連繫起來。大致說來,就是用「概念化」的過程,嘗試將事物的存在進行後驗重建(posterior reconstruction)。但是當我問自己「宗教」是什麼時,就無法輕易作答了。縱使我當下找到一個滿意的答案,我還是覺得無論如何,都無法涵蓋曾經深思過這個問題的人們所提出的各種想法。

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因此,在探討「宗教是什麼」之前,我想先問那些在我看來虔敬的信徒究竟有怎麼樣的心理特徵?

我認為,一個受到宗教啟發的人會盡最大的努力讓自己從私慾羈絆中解放出來,腦海中充滿著思想、感情和抱負,為這些超越個人的價值而奮鬥不懈。我覺得,重要的是這份超越個人內涵的力量,以及對它深遠意義的堅定信念,而不在於是否企圖將這份內涵與某個神祇結合,否則釋迦牟尼與斯賓諾莎就不算是宗教人物了。因此,一個有信仰的人士之所以虔誠,是指他深信超越個人的目標之崇高與重要,這些目標不需要、也不可能具有理性基礎,但是其存在如同個人存在般是必然與實在的。在這層意義上,宗教是人類長久以來的努力,想要清楚完整地掌握這些價值與目標,並不斷加強擴大其影響。若是根據這些定義來看待宗教與科學,那麼兩者之間似乎不會有衝突。因為,科學只能確定「是什麼」,而非「應該是什麼」。在科學的範疇之外,仍然必須對各種判斷進行評價。另一方面,宗教只涉及人類思考行為的評價,無法指明事實之間的關係。因此,過去以來大家所謂的宗教和科學衝突,應該說是對上述情況的錯誤理解。

反過來說,若宗教團體堅持《聖經》上一切記載都是絕對的真理時,就會發生衝突,因為這意謂宗教介入科學範疇,教會針對伽俐略和達爾文學說進行迫害就屬這種情況。另一方面,科學界的代表人物經常根據科學方法,針對價值與目的做出根本的判斷,這樣就與宗教發生對立,這些衝突都是源自於致命的錯誤。

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若宗教團體堅持《聖經》上一切記載都是絕對的真理時,就會發生衝突,因為這意謂宗教介入科學範疇,教會針對伽俐略和達爾文學說進行迫害就屬這種情況。伽俐略。圖 / By Justus Sustermans@Wiki

現在,縱使宗教和科學領域涇渭分明,兩者之間仍然存在牢固的依存關係。雖然宗教可以決定目標,但是從最廣義來說,宗教還是從科學中學到哪些方法可以促成目標的達成。另一方面,只有全心渴望追求真理與知識的人們才能創造科學,然而這種感覺卻是從宗教範疇湧然而生。這裡也有信仰的成分存在,即相信世間的法則是合乎理性的,也就是可以由理性來理解。我無法想像一個真正科學家不具這種深刻真摯的信仰。這種情況可以打一個比喻來形容:

科學沒有宗教是跛足的,宗教沒有科學則是盲目的

雖然我在上面斷言,宗教和科學情懷實際上不存在衝突,但是我必須在一個重要的地方加以保留,這裡涉及歷史上宗教的真實內涵。此處的保留與「上帝」的概念有關,在人類精神進化的初期,人類以自己的形象想像創造上帝,認為其意志運作會決定或影響到表象世界。人類企求改變神明的意向,藉由巫術或祈禱的方式,希望一切對自己有利。現代宗教教義中的上帝概念,就是將古老神祇的概念予以升華,例如,人類向神明祈求實現願望,就是擬人化特性的表現。

當然,想像有一個萬能、公正、仁慈與人格化的上帝存在,無疑能夠為人們帶來安慰、幫助和指引;再者,這個簡單的概念有一個好處,讓大多數智慧未開的民眾也容易接受。但是,另一方面,這種概念本身也具有關鍵弱點,而且自古以來便讓人痛苦不安,那就是如果神是無所不能的,每件事情包括每個人的行動想法與感覺抱負等,也都是神的工作,那麼在萬能的神面前,如何期待人要為自己的行為思想負責呢?因而,在施予獎賞處罰時,神多少都變成要獎懲自己,那麼這如何符合祂具有的仁慈公正呢?

今天宗教和科學領域的衝突,主要來源在於「擬人化上帝」的概念。科學目的在於建立通則,決定物體和事件在時間和空間中的相互關係。對於這些自然規則或定律,絕對普適性是必要的,儘管它不能被證明。這主要是一種計畫,嚴格來說這種計畫能否實現,目前只建立在部分成功的基礎上。但是,幾乎沒有人會否定這些部分成功的真實性,而聲稱這是自我欺騙的結果。基於這些自然法則,我們能夠精準預測一定範圍內隨時間的現象變化,縱使大眾對於這些法則的內容所知極為有限,但也深植在現代人的意識裡。只要想想看,以幾道有限的簡單法則,便能對太陽系的行星軌道預做精準的運算。同樣地,雖然沒有那麼精準,但還是可能事先算出電動馬達、傳輸系統或無線裝置的運作方式,甚至是處理更新奇的事物也一樣成功。

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今天宗教和科學領域的衝突,主要來源在於「擬人化上帝」的概念。圖 / By Cima da Conegliano@Wiki

當然,當一個複雜的現象牽涉過多的因素時,大多數時候科學就沒有辦法了。以天氣為例,縱使要提早幾天預測都不可能。然而,沒有人懷疑我們面對的是一種因果關係,且起因成分多為已知。這個領域的現象之所以超出準確預測的範圍之外,是因為各種作用因子龐雜,而不是自然缺乏秩序的緣故。

對於生物範疇的法則,我們的考察洞悉不算深入,但是仍然足以讓我們感覺到必然性的支配,例如遺傳的規律有序,以及毒物(如酒精)對有機體行為的作用。這裡欠缺的仍然是對通則關連掌握,而不是對秩序本身的認識。

一個人若越相信一切事物皆規律有序(ordered regularity),便會更加堅信這種有秩序的規律就是全部,不再有空間留給本質不同的因素作為事物的起因。對他而言,無論是人的支配或神的支配,都不是自然事件的獨立起因。當然在現實中,對於人格化上帝會干涉自然事件的教義,科學永遠無法完全駁倒,因為這種教義總是能夠躲進科學知識尚未能涉足的領域裡。

但是我相信,部分宗教人士這樣的行為不僅不值得,同時也是錯誤的。因為無法光明正大,只能躲在黑暗裡生存的教義,會對人類進步造成數不清的傷害,必定會失去對人類的影響力。為了美好的道德而奮戰,宗教導師應當有魄力放棄人格化上帝的教義,也就是放棄恐懼與企盼的源頭,雖然這在過去給予神職人員莫大的權力。他們應該努力孕育人性中的真善美。確實,這是更困難的任務,但是絕對更有價值。 在宗教導師修練與精進自身之後,他們肯定會快樂體認到:透過科學知識,真正的宗教已提升境界,變得更崇高深奧

如果宗教的目標之一,是盡力讓全人類從自私自利與害怕恐懼中解脫束縳,那麼科學知識還可以在另一方面幫助宗教。固然科學的目標在於發現通則,提供事實的關連與預測,但這並非唯一的目標。科學也要設法將發現的各種關連性,簡化成數目最少的獨立概念元素。我認為,科學在努力以理性統整事物表象中,獲得了最大的成就,但是這種企圖也讓科學面臨最大的風險,容易淪為妄想錯覺的犧牲者。不過,凡是對科學進步成功有深刻體會者,會對自然孕育彰顯的恢弘理性感到無比崇敬與感動,領悟到其深沉內蘊是凡人難及,因而心生謙卑,讓自己超脫於個人慾求束縛之外。然而,從最高的意義來說,我認為這種態度就是宗教的態度;科學不僅滌清宗教擬人化的糟粕,也讓我們對生命的認識達到宗教的精神境界。

在我看來,當人類精神越見進步時,便越能肯定會通往一條真正宗教的道路,它不是因為恐懼生命、恐懼死亡與盲目信仰造成的,而是出於對理性知識的追求。就這層意義而言,我認為教士若想對得起自己崇高的教育使命,一定要當一名導師指引眾人。


愛因斯坦自選集 正封

 

 

本文摘自《愛因斯坦自選集:對於這個世界,我這樣想》,麥田出版。

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新聞嚇死我了!這些食品究竟能不能吃?—《科學研習》

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文/李暉|國立東華大學教育與潛能開發學系副教授

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近年來食安問題頻傳,媒體傳播流於理盲而濫情,民眾基於對「化學」的恐懼和對公務機關的不信賴,往往驚恐而莫知所從。本文從科學的角度,說明食安把關的標準以及媒 體常見的濫情手法,建議一般大眾基本的理性判斷原則,以期培養判讀相關新聞之素養,不傳播不實謠言。

食安與媒體

臺灣重大食安事件從未停過。據維基百科「臺灣食品安全事件列表」顯示, 2010 年以來,排除爭議與待查證之事件, 光是有查證的著名食品安全事件就有 73 件,平均幾乎每個月都有。這些食安事件 透過新聞媒體的傳播,已經成為一般民眾生活中的夢魘,究竟什麼能吃?什麼不能吃?影響民眾的資訊幾乎全都來自媒體。

另一方面,近年來智慧型手機與社交媒體的誕生,資訊傳播網絡之廣,傳遞速度之快,更是甚於以往。每日被灌入之訊息數以百計,更別提主動瀏覽社群活動時廣告與內容農場的轟炸。這些訊息往往以聳動的標題,未經證實的內容,基於民眾對「化學」與「疾病」的恐懼,不僅誇大其詞, 甚至無中生有。在民眾恐慌之餘,遂行其廣告之實,或騙取點閱。許多民眾亦基於善意提醒,不經查證(也不知如何查證) 就全數分享,以致於相關單位或學者一再澄清,卻實效有限。

「天然的尚好」已廣為社會大眾接受。圖/擷取自廣告畫面。

「天然的尚好」已廣為社會大眾接受。圖/擷取自廣告畫面

當食安事件透過媒體一再出現,民眾惶惶終日,如何吃得安全已是重要的「生活素養」之一,應運而生的就是「天然」、 「有機」、「無毒」的食品。維護食用安全固然是值得推崇,但一昧排斥「食品添加物」和「人工(合成)」,甚而危害守法廠商,恐亦非民眾之福。今日市售的食品中多數含有「食品添加劑」,崇尚「天然的尚好」的環保人士往往視之為毒蛇猛獸,欲去之而後快。「食品添加劑」若真的如此害人,各國政府為何皆立法核准使用?若僅以官商勾結視之,肯定是過於偏頗。關於「食品添加物」,本刊《科學研習》 在 2014 年 3 月第 53-3 期中已做為專題, 歡迎參閱,此處不再贅述。

今(2016) 年 5 月, 美國國家科學院、美國國家工程院和美國國家醫學院,就曾發布《基因改造作物:期待與展望》 報告,報告中認為,目前並沒有充足證據證明基改作物會讓人生病或危害環境。 隨後 109 位諾貝爾獎得主聯名發出一封公開信,敦促國際環保非政府組織綠色和平(Greenpeace)和它的支持者停止反對基因改造農作物。這些著名科學家的身價和信譽,絕非跨國企業所能買動(端聞, 2016)。

什麼是「毒」?

什麼是「毒(物)」?據維基百科:毒物是對生物造成不適反應的物質之總稱。 在毒理學的基本觀點上,所有的物質多少都具有毒性。簡言之,是「攝取量」的問題。但一般必須攝取極大量才有危害風險者,不稱作毒物。例如:氮氣(N2)有毒嗎?當然沒有,因為我們每次呼吸除了氧氣,同時也吸進了大量氮氣。同樣地,二氧化碳(CO2)一般也不稱作是毒。但是一氧化碳(CO)就是有毒的,因為如果吸入空氣(氧氣)也伴隨吸入一氧化碳(56 ppm 以上)時,就可能有致命風險。

那麼鹽巴(NaCl)有毒嗎? 嗯∼∼應該沒有吧, 畢竟我們每天都吃啊,少了它反而容易導致電解質降低引發危險。然而 2013 年 11 月震驚社會的「毒奶案」,就是嬰兒奶粉中被摻入鹽巴餵食,導致嬰兒死亡。所以同樣是鹽巴,它可能是生命必須品,也可能是致命毒藥,毒與不毒只是一線之隔,關鍵在於「劑量」!

每一種可能接觸到,且具有危害性的化學成分,都訂有安全標準。安全標準的訂定是以動物試驗(齧齒類、非齧齒類、 靈長類等)、作用時間(急性、亞慢性、慢性毒型)、類別(基因毒性及致癌性和其他特殊毒性)訂出「無可見作用劑量(noobserved-adverse-effect level, NOEL; 每毫克/每公斤體重)」,即某物質對試驗動物不會產生任何可觀察到不良反應時的最大劑量。再加入安全係數(safety factor),通常至少是 100 以上,甚至到 500 或 1000 , 訂出「每日可容許之劑量(acceptable daily intake, ADI; 每微克/每公斤體重)」(即 NOEL 的百分之一或更低),或訂定「最大殘留量」(maximum residue limit, MRL; ppb~ppm)。因此,所謂的最大殘留量是行政上的管制點,行政處理的依據,不是會造成健康危害的臨界點。

超標 ≠ 危害

正確的態度是,鼓勵相關單位加強檢驗,遇到超標嚴格取締,但切莫驚慌,它離產生危險還有很大的距離。

關於致癌

另一方面,由於民眾對於癌症的恐懼,只要提到「致癌」或「致癌物」就容易引起恐慌,若是能夠瞭解所謂的「致癌 物」,可能有助於對食物選擇的理性判斷。 世界衛生組織(World Health Organization, WHO)將致癌物做如表 1 的分類:

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對於致癌的可能性,事實上除了第 1 類和 2A 類,其餘儘管有風險(沒有絕對的零風險),卻可能性極低,或並無發現任何案例。換言之,「致癌物」指的不是會導致癌症的物質,而是「可能導致癌症的物質」。若是以表列的實例看來,要避開「致癌物」除非煙、酒不沾,茶、咖啡不碰, 而且不用手機。即便如此,還是有無可避免的大氣污染。而且就算是有致癌的可能,也還存在前述「劑量」的限制。事實上,對於癌症形成的原因至今未有定論, 僅知癌症與生活習慣(所謂的環境因子) 或是遺傳具有高度相關性,細胞分裂數與癌症形成機率呈現高度正相關,但相關並不存在因果關係。2015 年,Science 期刊上登出一篇序文,名為〈癌症的壞運〉(The bad luck of cancer) ,說明罹患癌症純粹只是因為「運氣不好」。

媒體、科學與社會

也因為科學的專業性,媒體報導時會引用「專家」的看法。認真負責的媒體訪問專家是為了確認內容的正確性與權威性,但也有許多媒體是為了既定說法背書,所以受「採訪」的專家未必是該領域中的翹楚,而是「樂於被採訪」的「專家」。 真正的專家語多保留,卻往往被斷章取義。例如:「研究指出過量的 XX 物質與 OO 症有高度相關」(不論研究是否可信, 不論是否有因果關係),「在常見的 YY 食 物中可能含有 XX」(不論多寡,或也可能沒有)。上述分離的兩句話再由媒體剪接在一起,無怪乎民眾會解讀成是「YY 食物會導致 OO 症」。而「樂於被採訪」的「專家」總是一有新聞就率先被採訪。有些專家保守,亦有些愛誇大其詞,筆者甚至看過能將一個碳原子畫出六個共價鍵的「化學專家」。

除了「專家」,傳統平面媒體多半在標題上較為誇大,但近年來網路媒體風行,或限於時效,或限於人力,或騙取點閱,在標題上已不只是誇大,實質上已經失真或達到驚悚的地步,貼上嚇死人的標題,再加個問號卸責。隨便在網路上查詢就有如下之結果:「電子鍋內鍋煮飯有毒?婆媽崩潰:已經服毒好多年 了!」、「注意:XX 不能和 OO 一起吃! 後果嚴重!」、「驚!這樣吃水果 = 慢性自殺」、「白酒 + 啤酒 = 慢性自殺!馬上分享出去!你的朋友會感謝你」、「吃半熟的蛋會致命?」、「三明治 + 優酪乳 = 癌 症?」、⋯⋯。更不用說可能懷有其它目的。以筆者在為科學新聞解剖室撰寫「你相信電子鍋內鍋會煮出「毒飯」嗎?!」 一文時為例,首先發現這是個流傳已久的議題,雖經多次澄清卻又一再出現,何以數家媒體又不約而同報導這個並非當日發生的「新聞」?繼而看到各媒體以相同的語詞極力詆譭鐵氟龍內層塗裝,卻在文章結束之後,總是看到某廠牌不鏽鋼內鍋的廣告,其目的不言可喻。

媒體慣用聳動,有時可能未經證實的詞彙,或是斷章取義,來吸引讀者的目光。本圖擷取之新聞,科學疑點可見〈牛奶殘酷真相? 殘酷的真相不是牛奶,是謠言〉一文。圖/擷取自新聞畫面。

媒體慣用聳動,有時可能未經證實的詞彙,或是斷章取義,來吸引讀者的目光。本圖擷取之新聞,科學疑點可見〈牛奶殘酷真相? 殘酷的真相不是牛奶,是謠言〉一文。圖/擷取自新聞畫面

事實上對於科學及科技知識的傳播而言,大眾媒介的功能不僅僅媒介科學的訊息,它其實也在形塑科學的訊息 (Dimopoulos & Koulaidis, 2002; 引自黃俊儒,2010)。而且科學是一個很長的故 事,但是新聞在意的卻僅是快門的一瞬間 (黃俊儒,2014)。連認真製作的新聞媒體都存在著學門間跨領域的隔閡,更不用說是為了賺錢、騙點擊的媒體。黃俊儒教授在《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書中,以實例指出了十點科學新聞錯誤報導的類型:理論錯誤、關係錯置、 不懂保留、多重災難、忽冷忽熱、忽略過程、便宜行事、官商互通、名不符實、和戲劇效果。詳細地道出媒體、科學與社會之間的糾葛,歡迎進一步閱讀。

化學恐懼症

黃俊儒和簡妙如(2006)的研究指出, 科學新聞中之科學知識領域類型,屬於高頻次的有兩類,即「電腦/資訊/網路」 類(占 25.15%)和「醫藥/健康/食品」 類(占 22.7%)。「電腦/資訊/網路」類多係新發展之產品與使用訊息,而「醫藥 /健康/食品」類卻是由來已久的民生問題,其中的食品健康新聞又多半是一件件食安事件所累積而成。當民眾從媒體(而非教科書)中接觸到「三聚氰胺」、「順丁 烯二酸」 、「銅葉綠素」、「塑化劑」⋯⋯等詞彙時,伴隨的都是「毒害」、「污染」、「致癌」、「慢性自殺」⋯⋯。無怪乎只要談到 「化學」,一般民眾直覺產生「有毒的」、「害人的」印象,甚至「恐懼」而希望生活中不會出現任何化學品。

今年 3 月,專欄作家 David Robson 在 BBC 上發表一篇文章〈讓我們忽視真正危險的「化學恐懼症」〉,指出:「大約從 20 世紀 60 年代開始,一種古怪的恐懼氛圍開始在發達國家蔓延開來——有人認為,有一種有毒物質正在對我們構成威脅,入侵我們的身體。它不僅改變了我們食用的食物和呼吸的空氣,甚至改變了我們給孩子購買的玩具。這個『眼中釘』究竟是什麼? 『化學製品』。或者更確切地說,是人工化學製品。即便已經有大量證據證明合成物質是安全的,但還是有很多人一定要選擇天然替代物,認為天然植物提取物肯定比工廠裡生產出來的東西更加安全。科學家給這種恐懼症起了一個名字——『化學恐懼症』」。

至於一般民眾有多害怕化學品?從 DHMO 事件就可見一般:1997 年,美國愛達荷州一個 14 歲的國中學生 Nathen Zohner 發出問卷,請民眾簽署取締 DHMO 的請願書,請願書內容說明了 DHMO 的 性質:

  • 又稱為「羥基酸」,是酸雨的主要成分。
  • 會助長「溫室效應」。
  • 可能會導致嚴重的灼傷。
  • 會助長自然景觀的侵蝕。
  • 加速許多金屬的腐蝕和生鏽。
  • 可能會導致電氣設施故障和降低汽車煞車效能。
  • 在癌症末期患者切除的腫瘤中都會發現它的蹤跡。

儘管危險,DHMO 還是經常用於:

  • 供作工業溶劑和冷卻液。
  • 核電廠。
  • 生產發泡膠。
  • 作為阻燃劑。
  • 用在許多形式的殘忍動物研究。
  • 農藥的噴灑。即使清洗後,農產品仍然會沾染到這種化學物質。
  • 作為某些 「垃圾食品」 和其它食品的一種添加劑。
  • 一種在研究上和工業上的潛在危險物質。

在受訪者中有 86% 完成連署,贊成禁用 DHMO。事實上,DHMO(dihydrogen monoxide,H2O; 一氧化二氫)就是生命三要素之一的「水」,這項研究獲得 1997 年 美國愛達荷州科學展覽競賽首獎。Nathen Zohner 的題目是 “How Gullible Are We?” (我們是多麼的輕易相信?)

結語

做為一位科學教育學者,提昇國民的 科學素養一直是努力追求的目標,食安問題是其中重要的一環。專業的知識固然不是人人都能理解,但維護自己的生命安 全,不僅不要被毒死,更不要被嚇死。其實筆者更擔心的是各種媒體充斥誇大的訊息引發民眾恐慌,久而久之不再相信媒體,那天真的危害事件來臨時,引發「狼來了」的負面效應。因此,基本的科學素養與媒體素養應在生活中一一建立,透過像本刊一樣的普及刊物導正視聽。

究竟那些能吃?那些不能吃?我建議: 「量」真的很重要,只要是合法合格的商品,請放心的吃(別把自己嚇死,心理健康不亞於生理健康),重要的是不要獨沽一味,以免過量。有疑慮時查詢可靠的網站,食藥署詢答系統 、泛科學等都是不錯的網站,不妨參考。

參考資料

  1. 彭琬馨(2016)。基改作物爭議超過 20 年,誰說得有理?
  2. 端聞(2016)。109 位諾獎得主連署公開信,要求綠色和平停止反對基因改造
  3. 李暉、賴雁蓉、黃俊儒(2015)。你相信電子鍋內鍋會煮出「毒飯」嗎?!
  4. 羅布森(D. Robson)(2016)。 讓我們忽視真正危險的「化學恐懼症」
  5. Lorch, M. (2014). Five myths about the chemicals you breathe, eat and drink.

m55-10_001

 

本文摘自《科學研習》月刊第 55 卷第 10 期,2016 年 10 月號

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宣揚禱告的效能,就得跟科學過不去嗎?

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科學新聞解剖室—案件編號 18

案情

每年的 7 月到 10 月是颱風生成的頻繁季節,在這段時間裡,常見的颱風新聞內容不外乎颱風強度、路徑、影響範圍、會不會放假、災情、究責等等,光是後面幾項就可以吵翻天;但是,2016 年 10 年 19 日《基督教今日報》上一篇標題為〈禱告有大能!海馬南移了,將對台灣影響降低 請持續警醒守望〉的報導卻引起了另類的軒然大波,這篇報導內容指出:

為防颱風再次肆虐,昨日各界開始更積極發動代禱聲浪,求主挪去海馬的威脋……經氣象局觀測後宣布,海馬路徑比原先預期的稍微「偏南」,對台灣發布海上警報的機率降低,並可能對台灣影響不大,讓看到此消息的不少牧者及弟兄姊妹都紛紛說:「禱告是有用的」、「神憐憫台灣」、「主保守,阿們!」、「禱告是大有能力的」……等讚美!……

基督今日報-強颱南移

圖/基督教今日報(左:莎莉佳颱風;右:海馬颱風

這篇報導裡面有許多一眼就可以認出的科學邏輯謬誤,解剖員知道有許多科學家也是虔誠的教徒,科學和信仰之間原本就不衝突,而且認真說來,西方科學的發展也與宗教有很密切的關係。所以一個以宣揚宗教關懷作為出發點的媒體,如果發生嚴重的科學邏輯謬誤,這樣難道可以在科學歸科學,宗教歸宗教的保護傘下就逃脫應該擔負的社會責任嗎?這個出發點讓解剖員認為這一個議題有必要被抽絲剝繭地討論。

解剖

一、禱告是否有大能?

關於《基督教今日報》報導中標題劈頭就講到的「禱告有大能」,到底是什麼樣的大能?關於禱告的效能,過去曾有一篇有意思的研究報導,探討由陌生人代為禱告是否有助於患者的病情。研究團隊將 1800 名患者分成三組,告知前兩組患者可能被代為禱告,第一組實際沒有被代為禱告,第二組實際有被代為禱告,而第三組則是明確被告知有人會代為禱告。研究結果顯示,第一、二組沒有明顯差別,但是第三組患者多了 14% 的併發症,推測也許得知有人正在為自己禱告,讓患者因而擔憂,認為自己的狀況不佳,反而影響了病情。

從這個研究來看,禱告似乎對於病情沒有幫助;但是針對這樣的研究也有反對者認為,禱告對許多人而言是非常重要的心理歷程,這並不需要科學家透過科學方法來證明禱告是否有效,因為這是「有損宗教經驗」的。顯然對於禱告進行物質性的科學探討,原本就有「設定錯議題」之虞,並且顯然禱告的功能也不在於企求這種物質性的獲得。如同基督教長老教會的盧俊義牧師在《這種基督教信仰令人痛心到極點》一文中所提及的:「真正的基督教信仰不是這樣子表達的,而是應該向上帝祈求賞賜給我們有堅忍的生命力,即使是面對災難來臨,也不會懼怕,而是有更大的勇氣和智慧可以承受生命的苦難……」

所以禱告對於虔誠信徒來說,肯定有大能。只是這個大能不在於萬能地趨吉避凶或躲避風災等物質性的效果,而在於禱告者身心靈上的自持。作為一個傳送福音的宗教新聞平台,應該要瞭解這樣的道理,不該無限制地擴張禱告的效能,最終曲解了禱告的真義。

二、宗教平台不能提供科學的想像嗎?

宗教所辦理的新聞媒體,當然是以服務自己的信仰作為主要的依歸,但是卻也不免需要跟其它不同領域所發生的事情有所關連,例如在颱風新聞的發佈上,終究會碰觸到科學領域的問題。在這個過程中,如果報導者僅是一味地以強化自己的信念作為出發點,而罔顧基本的邏輯與內在一致性,不僅只是幫自己的讀者創造出更多與世隔絕的同溫層,更會陷多數的虔誠教友於不義。就像這一篇報導一經披露之後,引來了大量輿論的撻伐,該報很快地在就 19 小時之後,又刊出了一篇題為〈颱風繼續走,禱告不能停! 為菲律賓、陸港代禱〉的報導,這樣的修正其實僅停留在一個自己內部危機處理的概念,並沒有真正解決相關報導在內在邏輯上的衝突。信仰可以被堅持,但卻不必然需要把理智跟著陪葬。

在這一篇報導中,存在著許多顯而易見的邏輯錯誤,例如透過禱告讓颱風南移,然後去掃到菲律賓,那對於菲律賓的教徒而言又該作何感想呢?這麼明顯的邏輯謬誤讓解剖員不得不進一步想,在宣揚禱告大能的過程中,不能同時帶有科學的想像嗎?為了瞭解這個問題,解剖員特別請教了中正大學地球與環境科學系的鍾令和博士後研究員,他就提示了在這一個案例中,幾個可以在禱告中夾帶的科學思維內容:

(一)在禱告中融入聖嬰現象[1]的想像

例如在過去中央氣象局的相關研究資料中,就曾指出聖嬰現象會影響西北太平洋颱風的生成位置,當發生聖嬰現象時,颱風生成的位置離台灣比較遠,反聖嬰現象時則離台灣比較近[2]。當颱風生成位置離台灣較遠的時候,它在海面上行走的時間就會比較久,吸收的水氣會越來越多,形成強颱的可能性也更大,因此,在聖嬰年的時候,侵襲台灣的「強颱」可能性也會提高。因此媒體的報導中,如果能提示教徒有關聖嬰現象的情形,禱告的內容必然會更加具體。

(二)在禱告文中融入能量強度的想像

能量越大的颱風越可能造成重大的傷亡及破壞,所以能夠分散能量,就比較有機會減低傷害。例如如果颱風成形了,可以期待颱風早點脫離海面,越早登陸越好,趁能量聚集尚不足時就讓它受到陸地地形影響而瓦解、破碎;或是,期待颱風早早形成、個數增加,藉由次數來分化颱風生成區的熱量,就像頻繁地震來釋放能量一樣,以免蓄積能量後一次大爆發。所以如果報導中可以提示民眾對於能量的想像,就不會出現像這一次如此自利的禱告內容。

前述的這些說法當然僅在提供一種超展開的可能性想像,禱告原本的目的就不在於提供一種物質性的避難保證,但是在針對這種自然現象的禱告文中,適度地融入科學的思維,並不影響禱告自身的威信,卻能引導信徒更清明地看待世界,也讓禱告的內涵更加的理性踏實。

三、宗教平台不該成為理智上的化外之地

《基督教今日報》的這一篇報導其實引起了許多的質疑與討論,但是這樣的宣稱真的符合每位基督教徒的心聲嗎?盧俊義牧師在文章中指出「我必須很嚴肅的提出:這樣的祈禱對嗎?這是基督教信仰應該有的祈禱態度嗎?」,可見這樣的宣稱即便是在宗教團體的內部,都存在反對的聲音及見解。

在《基督教今日報》的粉絲專頁中有一段對於自我定位的聲明:「『基督教今日報』秉持『信、望、愛』原則,報導『純淨、活潑、正向』的新聞,建立「客觀、豐富、專業」的網路新聞平台,矢志成為一個具正面影響力的基督教網路新聞媒體…」。『客觀、豐富、專業』這是一個多麼令人懷念與景仰的媒體價值,但是從這一系列的新聞內容及處理態度中,我們看見的何等的客觀?如何的豐富?啥樣的專業?

在人類的文明中,宗教絕對有其無可抹滅的價值,只是宗教在現實世界的體現中卻也呈現出一道光譜,在光譜的最極端恐怕已有與迷信發生混淆之虞。作為一個以傳遞福音作為主要職責的宗教媒體平台,理應更需要秉持專業的原則來維護自身信仰的正道,而不是藉信仰之名將信眾讀者往更極化的端點去推移,而成為許多媒體監督的化外之地。

總結

這則來自宗教媒體的新聞內容裡,對遭受颱風的侵襲與災害的台東地區感到不捨,企求經由祈禱,別讓台東再次遭受風災的苦難,充滿對世人的關愛與祝福。解剖員雖然感同身受,但如果我們想要更理智地看待這個現象,也許理解祈禱的真義,輔以認識颱風的各項背景知識,讓信仰也能科學,應該會是更好的選擇。據此,本解剖室給這一則新聞報導評以如下評價(12顆骷髏頭):

綜合剖析評比-科學偽新聞指數(滿分五顆)

「理論錯誤」指數:☠☠☠☠☠

「關係錯置」指數:☠☠☠☠☠

「戲劇效果」指數:☠☠

參考資料:

  • [1]聖嬰現象 (ENSO),是指赤道太平洋東部海水每隔數年就會異常升溫的現象;反聖嬰現象 則是該區域海水異常變冷的情況。聖嬰現象雖然主要發生在赤道太平洋附近,但所造成的氣候異常對全球各地的氣候都會造成影響而引起災害。雖然台灣不在聖嬰事件主要影響的區域內,但仍然會受到影響,例如發生強聖嬰事件(指標超過1.5℃)時的冬天,台灣容易出現暖冬;而強反聖嬰事件(指標超過-1.5℃)時的冬天,台灣則是容易出現冷冬。中央氣象局分析過去50年來西北太平洋發生颱風的數量和侵襲台灣的颱風個數發現,雖然聖嬰和反聖嬰現象與當年颱風生成個數及襲台個數沒有明顯的相關性,但值得注意的是,聖嬰現象會影響西北太平洋颱風的生成位置。
  • [2]詳參ENSO與西北太平洋颱風

(策劃/寫作:黃俊儒、賴雁蓉;科學專家:鍾令和)

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物理學中,理性知識與經驗知識是永遠對立的嗎?—《愛因斯坦自選集》

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  • 1933 年 6 月 10 日於英國牛津大學斯賓塞講座講課,收錄於 1934 年《我的世界觀》。

若是想要找出物理學家到底使用哪些方法,我會建議嚴格遵守一項原則:莫聽其言,但觀其行。對於這個領域的發現者來說,這些想像力的產物是必然、並且自然的。他視自己這些產物為真實的存在,而非只是思維的產物,也希望別人如是看待他的理論。

這段話聽起來好像是要請大家現在就可以離開講堂。你們可能會心想,這個人是真正在做研究的物理學家,他應該將所有理論科學的結構問題,留給認識論哲學家來研究才對。

1923 年愛因斯坦演講畫面(非本文中提到 1933 年的演講)。圖/By Anders Wilhelm Karnell (1871-1934) - Gothenburg Library archive; http://carlotta.gotlib.goteborg.se/pls/carlotta/VisaObjekt?pin_objMasidn=402044, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3617527

1923 年愛因斯坦演講畫面(非本文中提到 1933 年的演講)。圖/By Anders Wilhelm Karnell, Public Domain, wikimedia commons.

針對這種批評,我原可簡單地站在個人立場上為自己辯護,向大家保證我絕非是自己要來的,而是應別人誠摯的要求,才登上這個紀念終生為統一知識而奮鬥的人所設立的講席。然而客觀上,我站在這裡是具有正當理由的:對於一位窮盡畢生精力,試圖釐清並奠定本門科學根基的人,大家去了解他如何看待自己的學門,或許是一件有意義的事情。我對於這門學科過去與現在的看法,可能受自己對於未來期許與當前目標所影響;不過,這對於思想家來說,應當是不可避免的命運。相同的情況也發生在歷史學家身上,歷史學家會下意識將實際發生的事件,根據自己對於人類社會所形成的理念來進行分類整理。

經驗知識和理性知識永遠對立?

現在,讓我們把目光放在理論系統的發展上,特別是注意理論內容和實際經驗整合之間的關係。我們關切的是,在這個研究學門裡不可分開的「經驗知識」和「理性知識」兩者之間的永恆對立

我們推崇古希臘是西方科學的搖籃。歐幾里得的幾何學首度讓世人見證邏輯系統的奇蹟,可以逐步精準推敲,每個命題都絕對無可質疑。理性推理這份令人激賞的勝利,帶給人類對理智的信心,對於日後的成就不可或缺。如果年少的你不曾對歐氏幾何癡心著迷,那麼你便不是天生的科學思考家。

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歐幾里得的幾何學首度讓世人見證邏輯系統的奇蹟。圖 / By Bcrowell @ Bcrowell, GPL, wikimedia commons.

但是,在人類成熟到可以擁有涵蓋整個真實世界的科學之前,需要第二種基本真理:經驗。一直到克卜勒和伽利略出現後,哲學家才對這一點達成共識。純粹的邏輯思考無法為我們帶來實際經驗世界的知識,一切有關真實的知識從經驗開始,從經驗結束。用純粹邏輯手段獲得的命題,對於真實世界來說完全是空洞的。伽利略看到這點,更因為將這點灌輸給科學世界,成為了現代物理學之父,同時也是現代科學之父。

那麼,如果經驗是關於真實世界知識的起點和終點,純粹理性在科學中的作用又是如何呢?

理論物理學的完整體系是由概念、符合這些概念的基本定律,以及用邏輯推理得到的結論,三者所構成。而這些結論,必須與我們各個特定的經驗相符合,在任何理論論述中,導出結論的邏輯推演幾乎占據了全部篇幅。

在歐幾里得的幾何學中,情況正是如此,除了將基本定律稱為公設,也沒有結論必須符合經驗的問題。然而,若不把歐幾里得幾何學抽象化,而將它當成是實際剛體在空間裡相對關係的學問,也就是當成一門物理科學來處理,那麼幾何學和理論物理學在邏輯上的同質性就完滿無缺了。

於是,純粹理性和經驗在理論物理學系統中的位置就很清楚了。物理系統的結構是理性的產物,而經驗內容和相互關係必須在理論的結論中表示出來。而整套體系的價值和理由,完全仰賴它是否與經驗相符,尤其是作為理論基礎的概念和基本原則必須符合經驗才行。此外,這些概念和原則都是人類智慧的自由產物,必須與實驗比較才知真偽,無法以智慧的本質或者任何先驗的方式來加以證明。

這些無法在邏輯上進一步簡化的基本概念和假設,構成理論的根本部分,這是經驗的範疇,並非理性演繹所能撼動。所有理論追求的崇高目標,在於使這些不能簡化的元素盡可能簡單,並且數目越少越好,同時不必放棄對任何經驗內容的忠實表述。

我剛才提出科學理論基礎具有純粹臆測的成分,這觀點在十八世紀和十九世紀絕非流行。但是,這種觀點目前卻持續發酵,原因是物理學家愈加簡化邏輯結構(也就是減少獨立公設的數量),就愈是增加基本觀念與可印證結論之間的鴻溝。牛頓首創一套全面的理論物理系統,他依舊相信這套系統的基本概念和法則能夠從經驗推導而出,這無疑就是他說「我不做假設」(hypotheses non fingo)的含義了

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牛頓首創一套全面的理論物理系統,他依舊相信這套系統的基本概念和法則能夠從經驗推導而出。圖 / By Sir Godfrey Kneller @ Public Domain, wikimedia commons

的確,那時候時間和空間的概念看起來是沒有問題的。質量、慣性、作用力等概念以及連結的法則,似乎也可以從經驗中直接導出。一旦接受了這個基礎,似乎就可以從經驗推導出重力表述,而且也可合理期待其他作用力也相同。

我們確實可以從牛頓對其系統的表述中看出,包含「絕對靜止」概念的絕對空間概念使他感到不安;他了解到,在經驗中似乎找不到絕對靜止這概念的實現。對於引進遠距作用力,他也感到相當不安。但是,他的學說在實際上大獲成功,他與十八世紀和十九世紀的物理學家都沒有想到,其系統基礎其實具有臆測的特性。

相反地,那時的自然哲學家大多數都抱持一種想法,認為物理學的基本概念和假設在邏輯意義上並非人類心智的自由發明,而是可以藉由把經驗「抽象化」(用邏輯方法)推導出來。只有等到廣義相對論出現,人們才清楚認識到這種見解的錯誤。

廣義相對論顯示,物理學家可以在完全不同於牛頓的基礎上,以更加完滿的方式來描述適用範圍更廣的經驗事實。但是,這例子重點在於闡明了基本原則的臆測性質,反而不在於哪項原則比較優越。因為我們用兩套在本質上不同、但是大致上都與經驗符合的原則作為理論出發點;這證明了任何嘗試從基本經驗依邏輯推導出力學概念和基礎的努力,注定會失敗。

沒有經驗撐腰的理論物理,能找到正確道路嗎?

如果理論物理學的公理基礎無法直接從經驗中抽取出來,而必須是自由發明,那麼到底有沒有希望找到正確的道路呢?難道這一切都只是我們的幻想?我們能不能找到像古典力學一般,雖追根究柢未必完全成立,但至少符合所有自然經驗?我會毫不猶疑地回答說,我認為確實有一條正確的道路存在,而且我們有能力找到。

迄今,經驗讓我們有理由相信,自然是可想見最簡單數學觀念的具體展現。我堅信,能夠用純粹數學建構的手段,發現概念與連通概念之間的法則,進而打造了解自然現象的鎖鑰。經驗可以啟發我們找到合適的數學概念,但是卻無法從經驗中推導出來。當然,經驗仍然是數學建構是否具有物理效用的唯一標準,但是這種創造的原則卻存在於數學之中,因此,某種意義上我認為純粹思維真的能掌握真實,一如古人所願。

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到底有沒有希望找到正確的道路呢?我認為確實有一條正確的道路存在,而且我們有能力找到。迄今,經驗讓我們有理由相信,自然是可想見最簡單數學觀念的具體展現。圖/By Jay Erickson @ flickr, CC BY 2.0

為了闡明這項信念,我不得不利用一項數學概念。物理世界是由四維連續體表示,若假定其中有一種黎曼度規,並尋求這種度規可以滿足哪些最簡單的定律,則我們得到的是真空中的重力相對論。如果在該空間裡,假定可以推演出一個向量場或反對稱張量場,並探求這種場能夠滿足哪些最簡單的定律,得到的是真空中的馬克士威方程式。

至此,理論仍未能描述空間中電荷密度不為零的區域。德布洛伊曾推測有一種波場的存在,可解釋物質的某些量子特性。狄拉克發現旋量是一種新的場量,它滿足的最簡單方程式能夠使人大致推導出電子的特性。隨後我與同事邁爾博士發現,這些旋量形成一種新場的特例,在數學上與四維體系相關,我們稱之為「半向量」。這種半向量可以滿足的最簡單方程式,打造了讓我們了解兩種基本粒子存在的鎖鑰,這兩種基本粒子具有不同的質量,以及等量但相反的電荷。除了一般的向量之外,這些半向量是四維度規連續體裡最簡單的數學場,似乎能以自然的方式描述帶電粒子的某些根本性質。

我們要觀察的重點在於,這些結構與相關的法則都能從尋求數學上最簡單的概念與之間的連結而得到。數學上有哪些簡單場的類型,以及之間可能存在哪些簡單的方程式,兩者數目之有限,正是理論家得以深刻掌握「真實」的希望所繫。

同時,這種場理論的重大障礙在於物質與能量的原子結構。因為,僅就這種理論使用空間的連續函數來說,基本上就是非原子的,這與古典力學相反,古典力學最重要的元素就是質點,本身就已清楚點出物質的原子結構。

在現代量子理論中,與德布洛伊、薛丁格以及狄拉克等名字相連的形式,是以連續函數為主,用一種大膽的解釋克服了這些困難。首先是由波恩提出明確的形式,根據他的解釋,方程式中出現的空間函數,並不是原子結構的數學模型。這些函數只是在特定點或某種運動狀態中進行測量時,決定找到物理態的數學機率。這種想法在邏輯上無可非議,並獲得重大的成就。不過,這讓人們不得不使用一個「連續體」,其維數不是物理學家迄今給空間的四維數,而是會隨著組成系統的粒子數目無限增加。我必須承認,我認為這項解釋只是暫時具有重要性。我仍然相信可能存在真實的模型,也就是相信有理論代表事物本身,而非只是發生的機率。

1933 年愛因斯坦。圖/By Acme - RMY Auctions, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=50776406

1933 年愛因斯坦。圖/By Acme – RMY Auctions, Public Domain, wikimedia commons.

另一方面,我認為我們必須放棄理論模型中粒子的局部性。對我來說,這似乎是海森堡測不準原理的最終結果,我完全可以想像一個名符其實的完整原子理論,不賦予粒子特定的局部位置。例如,為了說明電荷的量子特徵,場方程只需要導出以下結論:邊界處處電荷密度為零的任意三維空間區域,永遠包含整數大小的總電荷。在連續體理論中,原子特徵可由積分定律完滿表示,無須確定組成原子結構實體的位置。

等到原子結構以這種方式成功表示之後,我才會認為量子之謎算是解決了。


愛因斯坦自選集 正封

 

本文摘自《愛因斯坦自選集:對於這個世界,我這樣想》,麥田出版。

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30年老資料新發現!天王星可能還有兩顆衛星

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哈伯望遠鏡 2003 年 8 月拍到的天王星影像,包括天文星環和部分的衛星。 圖/NASA/Erich Karkoschka

哈伯望遠鏡 2003 年 8 月拍到的天王星影像,包括天文星環和部分的衛星。
圖/NASA/Erich Karkoschka

美國航太總署(NASA)航海家 2 號太空船於 30 年前飛掠天王星,但科學家迄今仍持續從當初蒐集的老資料裡獲得新發現。一項由愛達華大學(University of Idaho)Rob Chancia 和 Matt Hedman 等人的最新研究成果顯示:

在近天王星 2 個光環附近,很可能還有兩顆尚未被發現的小衛星。

想知道航海家1號、2號從1977年出發後,現在在宇宙的哪裡了嗎?可以到NASA網站中看看「航海家號在哪裡?」。圖/NASA

想知道航海家 1 號、2 號從 1977 年出發後,現在在宇宙的哪裡了嗎?可以到 NASA 網站中看看「航海家號在哪裡?」。圖/NASA

Chancia 在檢視航海家 2 號於 1986 年拍攝的天王星光環影像時,注意到其中的 Alpha 環邊緣物質量會週期性的變化。Alpha 環是數個天王星環中最亮的光環之一。同樣的,在鄰近的 Beta 環的相同位置也有類似的狀況。當沿著光環觀察不同處的物質聚集型態時,會發現其波長也不同,顯然沿著光環有某種因素不斷在改變,破壞了光環原本的對稱性。

他們兩人在行星光環物理學領域都算頗有成就,這次不僅研究 NASA 卡西尼號太空船送回的土星環觀測資料,以便瞭解光環如何形成,同時以新思維、新方式來檢視研究航海家 2 號的天王星資料。特別是航海家 2 號飛掠天王星時的電波掩星資料,就是太空船發送的無線電波訊號穿透天王星環後至地球的狀況,另一種是掩星資料,即用太空船上的儀器測量遠方恆星所發出的光穿透光環後的結果。這些測量都可以用來估算光環中的物質含量。

結果發現天王星環中的物質聚集型態類似於土星環中與衛星有關的結構,即所謂的「小衛星痕跡(moonlet wakes)」。這意味著,天王星環中很可能有以前還沒發現的小衛星。他們估計這些假設存在小衛星的直徑約為 4~14 公里左右,和土星某些已知衛星差不多大,但卻比任何已知的天王星衛星小很多。 天王星衛星的表面大多被暗色物質覆蓋,所以一般很難觀察拍攝到。Hedman 表示,我們迄今尚未觀測到這些衛星,但至少知道了:要形成這些天王星環特徵的衛星應該都很小,所以很難發現它們的蹤跡。航海家號的影像提供了絕佳的機會來尋找並觀察這些小衛星。

土星環與他的牧羊犬衛星。圖/By Kevin Gill from Nashua, NH, United States - The Rings & Shepherd Moons of Saturn, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=42599241

土星環與他的牧羊犬衛星。圖/By Kevin Gill from Nashua, CC BY-SA 2.0, wikimedia commons.

天王星環和寬闊明顯的土星環相較之下,顯得非常窄;自 1977 年開始,許多動力學家們便不斷地探究天王星環為何能保持細窄樣貌的問題。如果 Hedman 和 Chancia 等人的研究為真,那麼,這個問題便有了有利而近乎完美的解決之道。因為如果真有這些小衛星,那麼它們很可能如土星環中的「牧羊犬衛星(shepherd moons)」一樣,能維持光環,使其不至於擴散。天王星已知 27 顆衛星中的 2 顆——天衛六(Cordelia)和天衛七(Ophelia)就是維持天王星 ε 環的牧羊犬衛星。

確認這些小衛星存在與否的工作,可以透過望遠鏡或太空船所拍攝的影像來達成,不過 Chancia 和 Hedman 不打算找出這些小衛星的真身,而是將這個工作留給其他科學家來進行。他們想要做的事,是繼續研究檢視天王星環的型態和結構,看看能不能發現更多的天王星秘密。

資料來源:Uranus May Have Two Undiscovered Moons, NASA JPL, 2016.10.21, KLC

本文轉載自網路天文館

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非吃不可!食物會像毒品一樣讓人上癮嗎?—《BBC知識》

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  • 文/莉莉安‧安奈可(Lilian Anekwe)
  • 譯/王怡文
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是否有些食物具有像尼古丁、酒精或鴉片一樣的成癮性?科學家還沒有定論。圖 /《BBC 知識》國際中文版提供

你像餅乾怪獸一樣,把「吃」視為嗜好?

或是覺得自己得了「巧克力癮」、「迷上」某種汽水不喝不行?

對於每天都要進食的我們而言,食物成癮是否真有其事?

為什麼有人支持這個說法,有人卻極力反對?

我們的社會越來越肥胖了。是因為一些人對某些食物上癮嗎?2013 年美國康乃狄克學院有項研究認為,奧利奧(Oreo)「跟古柯鹼一樣有成癮性」。研究同時指出,有些過重者的行為確實有上癮徵兆,像是無法不吃某些食物,或是因壓力而攝食過量的傾向等等。但並非所有過重者都如此,「食物成癮」是否確有其事?

要回答這個問題,我們必須先了解什麼是成癮。《精神疾病診斷與統計手冊》(DSM)中,診斷物質成癮疾患的標準包括產生耐受性(tolerance)、具有戒斷症狀,以及依賴性。最新版 DSM-5 還加上「渴求,或有強烈欲望,或迫切想要攝取物質」。

大腦的運作,是診斷成癮的關鍵。成癮會影響與愉悅、酬賞以及決策相關腦區,也會影響神經傳導物質,也就是腦細胞和腦區之間溝通用的化學物質。經過一段時間,先前曾獲得酬賞(例如食物、性、酒精與藥物)的記憶會造成像是渴望的生物性反應

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糖促進多巴胺分泌,啟動腦內的酬賞迴路。圖 /《BBC 知識》國際中文版提供

耶魯食物成癮量表(YFAS)是研究者運用上述概念分析飲食的最佳工具。YFAS 是一份 25 題的問卷,由美國密西根大學臨床心理學助理教授艾胥黎 • 吉爾哈特(Ashley Gearhardt)在 2009 年所制定。她相信成癮機制確實影響著飲食問題。

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吉爾哈特的食物成癮實驗室(FAST Lab)探討受試者的飲食行為。圖 /《BBC 知識》國際中文版提供

「我的研究目標是,如何找出最有可能食物上癮的那群人?為此,我制定了耶魯食物成癮量表,不以體重判別誰可能是成癮饕客,而採取與其他成癮症一致的標準。我們能夠以此為起點,探討這群人是否有行為、認知或生物上的特徵。」

其中一項實驗,吉爾哈特先讓受試者觀看巧克力奶昔之類的「點心」圖片,再給他們實物。她發現,飲食行為「比較像」上癮的人,在接觸到「上癮提示」(點心圖片)時,腦中的酬賞及欲望相關區域,比觀看其他圖片更活躍。比起攝取其他非成癮性食物,他們喝到巧克力奶昔之後,腦部的抑制反應也較低。

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耶魯食物成癮量表的受試者,認為披薩是最具「成癮性」的食物。圖 /《BBC 知識》國際中文版提供

「表示這群人對『環境裡有這種食物』的提示很有感覺。」吉爾哈特解釋,「一旦他們開始進食,腦中那些幫忙踩煞車、讓人停止進食的迴路可能也運作得沒那麼好。」

同樣的模式也出現在「傳統型」上癮的人身上。吉爾哈特認為,這更加強化食物成癮的合理性。在另一項研究中,吉爾哈特的團隊找來 500 名受試者完成 YFAS 量表,並且寫出自己在讀特定句子時想著哪些食物。一如常理的猜測,冰淇淋、巧克力、餅乾以及甜點,果然名列前茅。吉爾哈特認為,我們的大腦對這些食物,還沒演化出好對策。

肥胖大問題

我們現今的飲食遠比過去更精製,也更多糖,而這也展現在我們的腰圍上。英國國民保健署(NHS)數據顯示,1993 年到 2013 年間的成人肥胖比例,男性從 58 % 成長到 67 %,女性則從 49 % 提高到 57 %。世界衛生組織預測這些數字還會再攀升,以英國為例,到了 2030 年男性會高達 74 %,而女性則為 64 %。

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現代飲食的含糖量比過去更高。圖 /《BBC 知識》國際中文版提供

然而,食物成癮研究多半來自動物實驗,或短暫的人類實驗。儘管有個過量進食者支持團體已擴展到英國等六個國家,擁有 6,000 名會員,但尚未有任何完善的科學研究。英國劍橋大學研究食物酬賞機制的希沙姆 • 濟奧丁博士(Hisham Ziauddeen)認為,這些使得「視食物成癮為醫學症狀」的想法,不是那麼站得住腳。

支持食物可能有成癮性、或者食物成癮確有其事的證據,其實非常薄弱。」他說,「但我不會說它絕對不存在。若從飲食異常患者所描述的廣義症狀來看,少數人異常飲食問題看起來很類似上癮,並且有著與酒精、藥物上癮者相同的感受與經驗。」

但濟奧丁博士並未信服 YFAS 對食物成癮的鑑別度,以及對他這種「懷疑者」的說服力。濟奧丁認為,「耶魯量表得分很高的人,在其他傳統的飲食異常評估也同樣獲得很高的分數。所以這個量表能夠衡量一些飲食異常患者的行為,但沒有真的掌握特別的證據。」

有些研究者甚至認為,食物成癮是具有潛在危險性的概念。英國諾丁漢大學代謝生理學教授宜安 • 麥當諾(Ian Macdonald)便是其中一位,他認為我們很難將人類維持生命的基本行為視為成癮。酒精和藥物之類的東西,基本上是一種選擇,但飲食不是。

「食物成癮」反作用

「我不認為『食物成癮』一詞有什麼幫助,也認為不應該鼓勵大家把『成癮』一詞和特定營養素(例如脂質和糖類)或食物(例如巧克力)併用。」麥當諾說,「每個人都必須進食才能生存,所以成癮會比一般飲食更加極端。灌輸大眾這些詞並沒有幫助,他們可能會把它想成類似海洛因、尼古丁或酒精上癮,但事實並非如此。」

麥當諾說他即使身為臨床醫師,也不願意使用「食物成癮」一詞。「我不認為專業人員應該用這個詞,除非他們把這些詞彙定義得非常清楚。心理學界現今認為,『飲食成癮』一詞有助於描述對於特定食物(或一般食物)渴求改變,或行為改變的現象。然而,就連這些也可能被不當使用與過度解讀。」

不難看出,成癮概念可能產生的反作用。把「食物成癮」貼上疾病標籤,可能造成或強化,我們對於過度進食無能為力的認知。如果有人告訴你巧克力有成癮性,或天生的生理機制會讓你迷上垃圾食物,那你「吃得健康」的新年願望會更加努力執行還是相反?

英國布里斯托大學研究營養、行為與腦如何控制食欲的彼德 • 羅傑斯教授(Peter Rogers)說,把食物成癮視為一種症狀,可能帶來無法預測的影響。「『食物成癮』這類標籤可不是微不足道的小事;它直接影響我們飲食、感覺飢餓,以及想吃東西的體驗。」

他發表在《食欲》(Appetite)期刊上的一項研究,探討食物成癮資訊如何影響人們的行為與偏好。此研究先讓 60 位受試者閱讀科學家證實或推翻食物成癮之存在的「報導」,然後試吃健康與不健康的食物。

「剛讀過『食物成癮真有其事』的人,很有趣地分成兩派。」羅傑斯解釋,「有些人吃很多,有些人真的吃很少。這符合一項理論:有些讀過訊息的人想,『我管不住自己』,然後投降;而有些人想,『這些食物有成癮性』,接著抗拒。這意味著大家接觸越多食物成癮資訊,越容易在面對特定食物時,產生有益或無益的成見。」

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有些人形容自己與含糖飲料(上圖)的關係,就像酗酒者與酒精(下圖)。圖 /《BBC 知識》國際中文版提供

這或許能為治療過度進食提供線索。倡導有些「問題食物」容易過量,而需迴避的觀念,也許就能仿效控制傳統成癮的完全戒除模式,處理此問題。

然而,在可能療法確立之前,必須先對食物成癮是否真有其事、以及它(若確實存在)的運作原理有共識。目前要專家達成共識,還有得等。顯然,有些人確實渴求某些食物,但我們並不完全了解背後的成因,以及吃下渴求的食物會得到什麼酬賞。有待琢磨的事還多著呢!


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本文摘自《BBC 知識國際中文版》第 63 期(2016 年 11 月號)。

 

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古埃及醫學:草藥治病、牙科,甚至還會除毛!—《醫學,為什麼是現在這個樣子?》

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歷史學家和考古學家從考古病理學證據和莎草紙研究中,得知埃及醫學的疾病模式和主要特徵。在埃及各地挖掘到的木乃伊、骷髏和黏土雕像等考古研究顯示,古埃及人罹患了不少疾病,諸如:腸道感染、肺結核和塵肺病等肺病及血管硬化、腫瘤、肥胖症、關節炎、創傷、牙科疾病、精神疾病以及侏儒症等各種遺傳疾病。此外,兒童的脛骨上出現橫向的「哈里斯線」(Harris lines),這顯示他們曾經營養不良,身體承受了天災的壓力。埃及女性通常在十二、十三歲結婚,經常因為生產而受傷,如瘻管和子宮脫垂,有時會因此而喪命。

莎草紙上的醫學文獻

莎草紙上的文字多是以象形文字僧侶體(hieratic script)寫成,文字內容也證實了考古發現。大部分的古莎草紙是十九世紀末期,在西方考古學家和人類學家所帶領和資助的探險活動中發現的,命名的原則各異,有的會以發現地為名,有的是以先發現的考古學家或古物收購商,或是根據最後收藏的博物館或圖書館來定名。

最古老的埃及醫學文獻是拉罕(Kahun)莎草紙,其年代可以追溯到大約公元前 1900 年,著重在婦科疾病和避孕上;艾德溫.史密斯(Edwin Smith)莎草紙,寫成年代約在公元前 1600 年,是依在 1862 年收購的古物商來命名,其上描述外科手術病例的特徵和治療療程;而艾伯斯(Ebers)莎草紙,大約是在公元前 1550 年編撰而成的,由德國埃及古物學家喬治.艾伯斯(Georg Ebers, 1837—98 年)在 1870 年代買下,簡述了各種疾病的治療方式。

運用僧侶體書寫的艾德溫.史密斯沙草紙文稿。圖/wiki

運用僧侶體書寫的艾德溫.史密斯沙草紙文稿。圖/Jeff Dahl @ wiki

其他的莎草紙,包括柏林(Berlin)、切斯特.比提(Chester Beatty)、赫斯特(Hearst)和倫敦莎草紙,也記載了混合醫術和魔術的治療手法,包括咒語和法術。雖然在他們對疾病的理解上,巫術和宗教扮演一定的角色,埃及醫師(sinw)和他們的病患,就跟古中國、印度和希臘人一樣,主要是以體液失衡來解釋疾病成因。比方說在肺部積累的痰濕(śtt),會導致呼吸道疾病,如支氣管炎、氣喘和感冒。

我們對埃及醫學的認識,主要限於法老王御用的菁英醫師,如主醫官、印和闐牙醫及御醫等。醫師通常是在有醫事行為的寺廟接受訓練,在那裡,患者不僅會接受治療,也會奉獻祭品給神靈,或佩戴護身符來抵禦邪靈降在身上的疾病。每一項專科都有專門的神守護,如掌管分娩的女神是哈索爾(Hathor)和圖爾特(Taurt)。這些神不僅會決定生病與否和嚴重程度,還會直接影響到醫師的處方和療程。當中的荷魯斯(Horus)對現代醫學的影響持續至今。荷魯斯之眼(Wadjet)據信具有保護和治療的能力,直到今天西方醫師開立處方箋,在提到某種治療時,還會用此象形文字的變體當作簡寫。

荷魯斯之眼。圖/bangdoll @ Flickr

荷魯斯之眼。圖/bangdoll @ Flickr

埃及豔后也會蜜蠟除毛?!

埃及人沿尼羅河畔而居,他們不是生活在大城市,就是受雇並住在金字塔和國家建物的工地,這些地方都很容易發生飢荒和洪水,難逃鼠患及傳染病的傳播。埃及的養生保健之道,包括可以同時預防和治療疾病的措施。當地所推行的衛生習慣,旨在減少高人口密度地區的疫情,包括請醫師來看顧工人的健康、提供充足的食物、固定使用肥皂來改善個人外觀和清潔。

在一項超過兩千年的化妝儀式中,最後一位埃及法老,即埃及艷后就會以熱蠟來去除多餘的體毛。普通的埃及男女則是用剃刀來刮毛,以鑷子來拔毛,並且會使用化妝品,用科爾(kohl)和孔雀石當作眼影原料。科爾是一種深色的色素,衍生自硫化鉛,最初是用來保護眼睛,避免受到陽光的傷害,但後來用作眼線或眼影原料,深受埃及女王或皇后的青睞。

埃及醫療的草藥治病

出現特定病徵時,則會採行更具體的治療方式。在出土的頭骨中,發現有一些證據顯示他們曾以下顎鑽孔處理牙齒磨損造成的牙根膿腫。外科醫師可能經常隨埃及軍隊出征,即時提供醫療諮詢、處理傷口。此外,在艾德溫.史密斯莎草紙上,明確記載了要如何治療下巴脫臼、止血和鼻樑斷掉的消腫。

埃及的醫療器材。圖/Public Domain

埃及的醫療器材。圖/Public Domain

但埃及醫療還是以草藥為主要治療方式。根據莎草紙的記載,埃及的醫師會建議他們的病患服用或吸入種類多樣的草藥:曼德拉草(mandrake)具有止痛和壯陽的功效;冷杉樹脂則能清理受感染的傷口;蘆薈則可化痰,減輕黏膜炎;肉桂有舒緩牙齦潰爛的效果,而指甲花則能延緩甚或逆轉落髮。蜂蜜和啤酒也是埃及醫藥的主要成分,有部分是用作溶劑,比方說將生長在歐洲和亞洲西部鹽沼岸邊的藥蜀葵(marshmallow plant)草根和蜂蜜混合,就能製作出當時很普遍的喉嚨痛藥。

有些埃及藥方也為其他的治療傳統,如古希臘和古羅馬或歐洲中古醫學所採納,繼續以某種形式在現代世界中的正統和另類醫學中得到延續。證據顯示,埃及醫學並不原始,算是一套相當複雜的知識系統。

解剖學得好,才能做出木乃伊啊!

埃及木乃伊中藏有許多古埃及人對於人體解剖學的先進認知。圖/By Keith Schengili-Roberts - Own Work (photo), CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1650586

埃及木乃伊中藏有許多古埃及人對於人體解剖學的先進認知。圖/By Keith Schengili-Roberts, CC BY-SA 2.5, wikimedia commons.

在古埃及文明中,除了吉薩(Giza)金字塔外,最顯著的特徵也許就是埃及人對待往生後的身體的態度。對來世抱持堅定的信念,讓埃及人大費周章地準備身體跨越生死關卡的這場旅程。主要器官,除了認為是靈魂所在的心臟之外,全都取了出來,放置在科普特罐(Coptic)或稱卡農皮克罐(Canopic)中。其上往往刻有荷魯斯的四個兒子,隨製作成木乃伊的屍體一起埋葬。這個過程顯示埃及人對解剖有相對先進的認識。即使之後防腐技術提高,不需要再摘除器官,在石棺附近依舊擺有科普特罐,將這項大約兩千年前就開始的埃及醫療宗教傳統延續下來。


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本文摘自《 醫學,為什麼是現在這個樣子?:從宗教、都市傳染病到戰地手術,探索人類社會的醫病演變史 》臉譜出版

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一輩子的科學課,不是學好科學,而是學會讀科學—《科學研習》

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文/李松濤|國立臺中教育大學科學教育與應用學系副教授

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21 世紀的學生所應具備的新素養,其具體表現就是可以在網路或是其他媒體環境中找出重要的問題或議題,尋找到需要的資訊,可以批判地評價這些資訊的用處,整合這些資訊來回答問題或是解決問題。

21 世紀的學習成果

當代 21 世紀的教育核心理念就是「素養」與「能力」的教育。

根據美國 21 世紀能力聯盟(Partnership for 21st Century Skills, 2003)所提出的報告指出,21 世紀的學生學習成果應該有二個部份,其一是「知識」的向度,包括了語言、藝術、科學和數學等核心科目以及全球意識、公民素養、健康素養和環境素養等議題能力; 其二是「技能」的向度,包括了學習與創新、資訊媒體與科技以及生活與事業的技能等,更涵蓋了創造和創新、批判思考、 解決問題和自我學習的能力,此外也納入了資訊素養和媒體素養的表現(如表 1)。

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點擊看大圖。

我國在 2004 年開始實施的九年一貫課程改革設計理念也明文規定了七大學習領域,十項基本能力以及三項課程目標,其目的就是希望透過新的課程理念,讓學生具備有可以帶著走的能力,其中「表達、 溝通與分享」、「主動探索與研究」以及「獨立思考與解決問題」等三項「自然與生活科技」學習領域當中特別重視的內容,其主要目標就在於提升學生的「科學與科技素養」。

在 2015 年國家教育研究院新公布的《國民中小學暨普通型高級中等學校自然科學領域課程綱要草案》當中,其論述也直接指出:

「我們的國民更需要具備科學素養,能了解科學的貢獻與限制、能善用科學知識與方法、能以理性積極的態度與創新的思維,面對日常生活中各種與科學有關的問題,能做出評論、判斷與行動。」

而且也將「建構基本科學素養」列為主要的自然科學課程目標之一(國家教育研究院,2015)。

國際評量的素養觀點

根據針對 15 歲學生為評量對象的「國際學生評量計畫」(Program for International Student Assessment, PISA)定義「科學素養」 是指「一個人可以運用一定的科學知識來確認問題,獲取新知,解釋科學現象,而且對於一些和科學有關的議題能夠做出以證據為依歸的結論,除此之外,他也應該知道「科學」是一種人類知識與探究的形式,也明白「科學」與「技術」是如何地在形塑我們的物質、知識以及文化環境。同時,做為一個具有反思能力的公民,他更願意運用科學領域裡的知識來參與科學相關的議題」(OECD, 2006)。

而我國新的十二年國教課程自然科學領域綱要中, 也將「科學素養」定義為「使學生具備基本科學知識、探究與實作能力,能於實際生活中有效溝通、參與公民社會議題的決策與問題解決,且對媒體所報導的科學相關內容能理解並反思,培養求真求實的精神。」由此可知,「科學素養」除了包括與科學相關的一些重要概念理解之外,也應該具備科學相關的基本語言與文字能力, 以便針對相關的議題進行批判思考,與人溝通,甚至參與辯論(Hand, Prain, & Yore, 2001)。

Yore 和 Treagust(2006)也認為,「科學素養」的提昇其實就應該包含人們在各類科學論述當中可以「閱讀與寫作」的能力,因為我們必須熟悉科學語言的使用方式,才能發揮批判思考的能力;也才能進一步了解科學的本質,科學的重要概念, 甚至理解科學、技術、社會與環境等向度之間交互作用的相關性(圖 1)。

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(圖 1)科學素養與閱讀素養的 LINK 連結(Language / Inquiry / Nature / Knowledge of Science)(圖 1) / 《科學研習》提供

根據針對小四學生為評量對象的「國際閱讀素養調查」(Progress in International Reading Literacy Study, PIRLS)計畫定義, 所謂的「閱讀素養」是指「具備可以理解與運用社會需要或是個人所重視的各類形式文字語言的能力」(IEA, 2006)。而學生「閱讀素養」的分析可以分成「閱讀理解的過程」、「閱讀目的」以及「閱讀的行為與態度」等三個向度。

在「閱讀理解的過程」 向度中包含了二種層次:第一是可以由書面文字直接取得訊息的歷程,例如「聚焦與提取明顯資訊」與「直接推論」;第二則是可以在比較不明顯的文字敘述中進行推理的歷程,例如「詮釋並整合想法和訊息」 與「檢驗和評估內容、語言以及文字元素」 等過程。而在「閱讀目的」向度中,則可以分為「獲得並運用資訊」以及「培養文學經驗」等二個範疇。

另外在 PISA 計畫中所定義的「閱讀素養」則是指「一個人有能力可以理解、運用與反思書面的文字, 以達到自己的目標,發展自己的知識與潛能以便投入社會」(OECD, 2006)。

仔細對比二項「閱讀素養」的定義後可以發現, PIRLS 計畫的目的是在評量小學生「學習閱讀」(learn to read)的層次是否已經可以轉移到「閱讀學習」 (read to learn)的能力; 而 PISA 計畫的目的則是在評量中學生是否已經具備日後成為社會公民時所必須擁有的基本語言與文字能力。

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任何書局都是可以同時展現與培養科學素養與閱讀素養的空間。圖 / By electricnude @ flickr, CC BY-SA 2.0

整體而言,這二項國際評量計畫當中所指涉的「閱讀素養」,都已經超越了傳統 「閱讀」與「寫字」的基本定義,轉而成為 了一項現代社會中與終身學習能力息息相關的工具性定義。就「科學教育」而言, 無論是小學生由「學習閱讀」轉移到「閱讀學習」的能力,或是中學生日後成為社會公民時所必須擁有的基本語言與文字能力等,都應該是關心的重點;因為語言與文字能力在科學領域中的具體表徵就是一 種「科學素養」;而科學概念與知識在閱讀領域中的應用其實也是一種「閱讀素養」。

科學新聞的閱讀

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生活中到處可見的告示牌也是表現科學素養與閱讀素養的地方。圖 / By Kenming Wang @ flickr, CC BY-SA 2.0

「閱讀」一直是人類社會中最普遍的一種學習活動,在國內、外正式的教育體制內,學校老師們常常習慣於讓學生在課前或是課後自行去閱讀一些課程的補充材料,主要還是希望學生可以主動地連結一些重要的知識資訊。由於傳播媒體的日益發達,學生們的學習管道早已不再只侷限於制式環境的學校教室,相反地,媒體傳播(包括網路、電視、新聞、報紙等) 的各種訊息已經是學生各類學習的重要管道,甚至媒體儼然已經成為一種看不見的學校,能夠提供學生學校以外的教育課程 (教育部,2002)。

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科學閱讀就如同閱讀另外一種文字一樣,學習科學就是在學習一種新的語言。圖 / By Victor Carreon @ flickr, CC BY-NC 2.0

在各類媒體的傳播訊息當中,科學新聞除了是一般學生與民眾接觸科學新知的管道之外,在文本結構上也具有特殊的屬性。例如在文體上,科學新聞就介於「敘事文」與「說明文」之間,科學教科書通常以說明文為主要體裁,一般新聞則以敘事文為主體;而科學新聞則同時需要交代科學事件的發展,也要說明事件背後的科學原理(黃俊儒,2011)。另外,科學新聞除了可以媒合生活世界與科學世界之外, 它也是一種促成「公眾覺知」的文本,其主要目的是在告知閱聽人一些科學訊息, 而不會著重在相關科技工作的正確性(黃俊儒,2011;Zimmerman, Bisanz, Bisanz, Klein, & Klein, 2001) 。

其次,科學新聞的報導與陳述也具有一些特徵,例如任何的科學新聞報導內容,都是一種選擇後的結果,所以也必然會有一些限制;而且所有的報導內容都隱含有某些價值觀或特定的觀點,若以新聞價值的判準而言,一般閱聽大眾就應該稍微留心與注意(如表 2)(McClune & Jarman, 2012)。由表 2 可以發現,在新聞價值的參考標準中,其實並沒有「正確性」的概念;正如陳憶寧(2011)的研究指出,科學家常常認為科學新聞戲劇化而且過度簡化,以致容易讓民眾產生誤解, 而且正確性對記者來說不見得重要,但正確性對科學家而言卻是最重要的原則,在這種狀況下,當科學新聞出現在媒體上的時候,閱聽大眾的閱讀態度與角度便相形重要。

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若就語言閱讀的角度而言,科學新聞在社會脈絡當中的呈現其實包含了「科學語言」與「媒體語言」二種不同表徵的內涵,閱聽大眾必須分別應用對應的「科學素養」與「媒體素養」才能真正地了解科學新聞所傳達的訊息 (黃俊儒、簡妙如, 2010)。例如在「科學素養」的運用上, 閱聽大眾可能要思考諸如「報導議題的定義範疇為何?」、「報導內容的主要論點為何?」、「報導主張論點的證據為何?」以及「報導論述的推理過程為何?」等有關科學思考的內涵;而在「媒體素養」的運用上,閱聽大眾可能也要思考諸如「誰創造了這個議題訊息?」、「這個議題訊息運用了甚麼技巧來吸引大眾注意?」、「別人對此議題訊息的理解與我會有何異同?」 以及「媒體為何要傳播這個訊息?」等有關媒體覺知的內涵。

結論

眾所周知,一般社會大眾的主要科學訊息來源都是新聞媒體,但是專業的學術發表與新聞報導的內容卻仍然有很大的差距,如果要依賴大眾傳媒來做為提升民眾科學素養的方式,其實成效相當有限。當 「科學素養」與「閱讀素養」放在媒體環境討論時,自然而然地就會與「媒體素養」的概念整合在一起,而成為學者們所提出 21 世紀的學生所應該具備的新素養概念, 其中的具體表現就是可以在網路或是其他媒體環境中找出重要的問題或議題,尋找到需要的資訊,接著可以批判地去評價這些資訊的用處,然後整合這些資訊來回答問題或是解決問題,而這些「素養」與「能力」的表現正就是當代 21 世紀的重要教育核心理念。

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透過素養的結合,才可以在科學與閱讀的學習道路上持續前進。圖 / By David McKelvey @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

參考文獻

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本文摘自《科學研習》月刊第 55 卷第 10 期,2016 年 10 月號

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變質容易保存難?對抗微生物大作戰—「PanSci TALK:食品保存技術大解密」

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

家裡的倉庫或櫥櫃除了一堆雜物,是不是也少不了一箱箱的泡麵和罐頭呢?仔細想想,這些食品放了這麼久不會壞嗎?真相只有一個,那就是……「能放這麼久,一定加了防腐劑!」先別這麼快下結論,2016 年 11 月 4 日的「PanSci TALK:保存不只靠防腐劑!?食品保存技術大解密!」,邀請到台灣大學食品科學研究所的丁俞文老師來講解那些食物沒告訴你的事。

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食物壞壞,但食物不說?

雖然人人聞防腐劑色變,但它其實也挺無辜的,它只是想要別讓食物壞掉嘛!(吶喊),所以要論罪防腐劑之前,先來了解一下食物為何這麼容易壞吧。

食品品質下降的原因大致上是受到外界因子(如溫度、pH 值等)、本身成分化學反應(如蛋白質變性、維生素損失等)、酵素因子(加速食物本身的化學反應如水解,並非造成腐敗)和微生物因子的影響。「食物會有這些反應是正常的嗎?」丁俞文表示,食物本身就是化學結構的組合,因此產生化學反應是很正常的,不需要聽到「化學反應」四個字便過度反應。

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讓食物腐敗的秘密到底是什麼?圖 / By Michael Patterson @ flickr, CC BY-ND 2.0

而微生物因子其實是導致食品劣變的最大元兇:除了會使食品腐敗外,還可能進一步引發食物中毒。那麼,有哪些因子會影響微生物生長呢?

1. 內在因子

內在因子包含 pH 值、水活性、營養成分、滲透壓、抗菌物質和生物結構等。

以 pH 值為例,不同微生物可適應的 pH 值不同,細菌適合生長的 pH 值是 6.5 ~ 7.5、黴菌則是 4.0 ~ 6.0,而 pH 值低於 4.6 以下的酸性食品會使大部分的細菌無法生長。

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常見微生物的適合生長酸鹼度。圖 / 丁俞文提供

除了酸鹼度之外,水活性也是影響微生物的重要因素,「水活性並不等於含水量」,水活性的定義為「微生物可直接利用水的程度」。水可以「自由水」和「結合水」兩種狀態存在,其中自由水具有活性可進行化學反應,且可以被微生物作為生長利用,容易使食物腐敗;而結合水則是指會與其它化學結構產生結合的水分子,較無活性,因此難以被微生物利用,食物較不容易進行化學反應而劣變。

同為生物體的微生物,其實也是需要養分才能長好長滿,例如從碳水化合物獲取碳、從蛋白質和胺基酸獲得氮,以及礦物質和維生素等。但這個與人類共有的「需求」也使得保存食物變得不易,我們無法為了保存食物而使食物流失營養成分。

最後,就是大家「常見」的滲透壓了,無論是糖漬還是鹽漬都和滲透壓脫不了關係。正常情況下,分子會從濃度高的環境流向濃度低的環境(水則會從濃度低的環境流向濃度高的環境),並在最後達到內外的平衡,因此,當外界濃度較低時,水便會試圖流進微生物體內甚至使之脹破;反之,若外界濃度夠高(如高鹽高糖),微生物便會無法獲得水分生長。

2. 外部因素

外部因素包含儲存溫度、相對溫度、空氣成分和其他微生物等。

以溫度來說,微生物最適生長溫度為 4 到 40°C,「那為何我們比較常用低溫保存食物呢?」因為高溫可能會破壞營養成分,消滅了微生物也讓食物失去營養。

除了溫度,空氣也是一個好幫手。一般而言,大氣中氮氣佔了 78 %、氧氣佔了 21 %、二氧化碳則只有 0.3 %,市面上有許多食品會調整包裝內的空氣組成,如降低氧氣比例、提高二氧化碳比例,以抑制耗氧菌的生長;更常見的還有在洋芋片包裝中充填氮氣,惰性氣體的氮氣可以讓洋芋片減緩氧化,膨脹的包裝也能減緩運輸過程中的衝擊,避免洋芋片碎掉。

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別再說是買空氣送洋芋片了,這都是為了防堵微生物啊!圖 / By Erin Stevenson O’Connor @ flickr, CC BY-SA 2.0

人跟人之間會交朋友、會結仇,微生物也是一樣的,例如乳酸菌會不斷產生酸性物質,以至於生長環境不利於腐敗菌而形成拮抗關係,也有些微生物之間會互相協作以幫忙消化營養物質,形成互利共生的關係。

3. 欄柵技術

柵欄技術(Hurdle Technology)則是結合內在因子和外部因素的集大成,將每種抑菌因子(如 pH 值、水活性、溫度等)假設成一道道的柵欄,藉由測試微生物「跨越」柵欄的情況來決定最適合的防腐方法。

有別於只以單一抑菌因子為參考的保存方法,可以更有效降低微生物跨越柵欄門檻的可能性,且保存條件設定不再需要過於極端(如極高溫或極乾燥)才能達到目的。舉例來說,假如單一抑菌因子(柵欄)為溫度,食品必須要經過冷凍處理;當我們設下多道柵欄之後,食物只需冷藏即可達到抑菌的目標,而且可以保存更長時間也不破壞風味。

微生物的二次逆襲

除了抑菌,食品保存更是防止再度被微生物汙染的關鍵,常見的方法有乾燥、高溫、低溫、化學、調氣、放射線照射和製罐保存等。

想在食物身上發現「被保存」過的痕跡並不難,就以總被誤會跟防腐劑有一腿的泡麵來說好了,麵體分為油炸類跟非油炸類(熱風乾燥),油炸面體會利用油炸過程把麵條的水分去除(低於 10%),以至於無法支持微生物生長。而讓整碗泡麵再上一層樓的料理包,可就不是這種保存方式了(你應該不希望肉塊都炸老了吧?),泡麵中的調理包其實可算是「軟式罐頭」中的一種,而常見的馬口鐵或玻璃罐裝食品則被稱作「硬式罐頭」。

罐頭的保存主要為三步驟:脫氣、密封、加熱殺菌。首先,脫氣是為了防止好氣性微生物的滋長、保持內容物和容器內壁不變化,並防止高溫殺菌食罐頭因過度膨脹而受損,而脫氣可分為加熱脫氣法、機械真空脫氣法、蒸氣脫氣法三種,差別在於置換空氣的方法不同而已;而密封則是用以隔絕罐內外的空氣和液體流通,依容器不同可分為罐頭密封、瓶裝密封和可殺菌軟袋密封法;最後,利用加熱殺菌使罐內微生物死滅或停止活動。不但不需要防腐劑的幫忙,衛福部在「食品安全衛生管理法」中「食品添加物使用範圍及限量」甚至明文規定:「罐頭一律禁止使用防腐劑。」

說到這裡,有沒有對食物的保存與劣變有了全新的看法呢?食品安全其實就像是人類與微生物的攻防戰,而打仗並不一定需要原子彈才能贏,「所以,泡麵可以放這麼久是為什麼啊?」相信你的答案一定不會再是防腐劑了。

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賞味期和保存期傻傻分不清楚?包裝上你沒讀懂的事—「PanSci TALK:食品保存技術大解密」

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

「東西過期了啦!趕快丟掉!」剛打開食品包裝,卻發現保存期限是「遙遠」的昨天嗎?到底食品保存期限是如何訂的?過了期限食物就真的不能吃了嗎?2016 年 11 月 4 日的「PanSci TALK:保存不只靠防腐劑!?食品保存技術大解密!」邀請到台灣大學農業化學系蘇南維教授,聽他揭密食物保存界的「潛規則」!

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保存期限、有效期限、賞味期限,傻傻分不清楚?

不知道大家有沒有注意過便當上總是註明:「隔餐勿食」,所以隔餐就是便當的有效期限嗎?蘇南維表示,餐飲業提供的食品一般並沒有所謂的有效期限,只有經過保存與包裝的食品才有。根據衛福部「食品安全衛生管理法」第 22 條規定,食品的容器或外包裝需要標示有效期限,因此,食品製造廠商必須遵循「市售包裝食品有效日期評估指引」來肩負評估與訂定有效期限的責任。

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便當盒上的提醒,你有注意過嗎?圖 / By Janine, CC BY 2.0, wikimedia commons

「賞味期限與有效期限的差別在哪?」一般來說,主管機關只會認定製造日期與有效期限,在沒有特別說明的情況下,會將賞味期限視為有效日期。「那保存日期也等於有效期限囉?」兩者的差別在於保存期限是一個時間區間,而有效期限則是一個時間點,因此有效期限的指標性意義較為明確。

有效期限,誰說了算?

要決定有效期限,第一件事就是找出劣變因子,第二件事就是為食品劣化列出品質評估指標。依據食物組成成分、製程和環境因素(如溫度、溼度和光線等)與時間變化的關係,可以決定出食品劣化曲線,曲線的訂定採用客觀且可數值化的指標。典型的指標分為:

1. 微生物學分析(microbiological analysis):總生菌數、大腸桿菌群等微生物生長量

2. 感官品評(sensory evaluation):氣味、顏色等

3. 物理及化學分析(physical and chemical analysis):酸鹼度、水活性等食品劣變因素

4. 成分分析(component analysis):看有效成分的殘留,又稱安定性指標

有了數據,該如何擬訂「作戰計畫」呢?

一般分為兩種方式,一種是食品被製造出來後,存放在條件控管的保存環境下,直到食品劣變可得出整體的評估;而針對有效期限較長的食品(如罐頭、調理食品和冷凍食品等),則是利用加速試驗(accelerated shelf life studies,又稱虐待試驗)來決定,通常會提高預設的儲存溫度來加速產品劣化,反推正常預設保存條件下的有效期限。(求得不同溫度下食品指標成分的降解速率常數後,再依阿瑞尼斯方程式(Arrhenius equation) ,可推得食品指標成分在一般儲藏溫度下的降解速率,進而估算食品有效日期。)

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包裝食品有效期限制訂流程圖。

食物過期還能吃嗎?

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說了這麼多,食物過了有效期限就真的不能吃了嗎?蘇南維表示,過期食物並不代表不安全,「食物並不會一過那個時間點就馬上壞掉,整個過程是很緩慢的在進行。」且廠商必須負起保存期限到期前的安全責任,「訂定有效期限這件事是兩面刃」,若保存期限訂得過短,可能讓食物在真正劣變前就下架造成浪費;若訂得過長,則可能讓消費者購買到已經劣變的食品。

「所有的食品都需要有效期限嗎?」在講座的最後,蘇南維拋出了這個疑問。

他表示,有些食品並不會壞,訂了有效期限反而限制了它的使用。國外盛行的「食物銀行」便是一個解決方案之一,提供即期品或已超過保存期限的日常食品,在免責聲明的保障下提供食品給真正有需求的人。

被問到「台灣目前也適合推行食物銀行嗎?」蘇南維笑著說,食物銀行立意或許良善,但還是要建立在社會與教育的共識之下,不然只會造成民眾無謂的恐慌和法規的混亂。無論在哪種制度下,不浪費食物絕對是首要可以做的。

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都是塑膠惹的禍?到底什麼是塑化劑?──「PanSci TALK:都是塑膠惹的禍?」

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

文/馬嘉駿 │ 自由寫手,喜歡文字喜歡歷史喜歡吃,人生只要有這三件事就滿足的簡單動物。曾經幻想成為大氣學家,覺得科學速度太快,更應該好好記錄。

生活中處處充斥塑膠用品,從早餐到消夜幾乎無法避免拿著塑膠袋、塑膠容器,就連你在看這篇文章的同時手還摸著塑膠滑鼠……究竟與塑膠的長期接觸,是否導致我們天天都在吃塑化劑?2016 年 11 月 12 日「PanSci TALK:都是塑膠惹的禍?自備餐具最安全?」講座,邀請到國立臺灣大學毒理學研究所姜至剛醫師,和大家討論令人聞之色變的塑化劑、雙酚 A,是不是真的有那麼可怕。

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帶來風暴的違法添加物:塑化劑

2011 年,食品藥物管理署楊技正檢測益生菌時發現塑化劑成分,揭開食品加工黑幕,部分廠商在合法食品添加物起雲劑中,使用廉價塑化劑作為替代品,增加產品中的口感,造成一波塑化劑風暴。

塑化劑是一種「環境荷爾蒙」,又稱內分泌干擾物,指會干擾生物體內分泌之外因性化學物質。

姜至剛醫師比喻,就好像塑化劑偽裝成荷爾蒙,促進或抑制細胞代謝反應,使內分泌器官如腦下垂體、甲狀腺、腎上腺、卵巢、睪丸異常。若長時間高劑量使用 DEHP(一種常見塑化劑),將導致男嬰生殖器發育不良、女童性早熟,以及成年男性精蟲減少等問題。

雖然將塑化劑加入「食品」中的確違法,但難保食品的「盛裝容器」中沒有塑化劑。難道,我們不能吃到任何一點塑化劑嗎?

「常見塑化劑皆屬鄰苯二甲酸酯類,可分成八種,其中 DEHP 在人體代謝快速,大部分代謝物會於 24 到 48 小時內排出體外;DINP 則是在 72 小時內由糞便或尿液排出。因此,若非大量食用,其實並沒有立即的安全問題。」姜至剛醫師解釋。

他並以近期的新聞報導「益生菌軟糖被檢測出塑化劑」事件為例,雖然軟糖的確被檢測出含有塑化劑,但之中的 DEHP 及 DINP 檢出量均符合「降低食品中塑化劑含量之企業指引」中企業監測塑化劑的指標值。

若更進一步分析,以暴露濃度推估值為 x 軸、毒性推估值為 y 軸,畫出「風險 21 矩陣」,藉由計算 MOE = 參考基準值 / 實際暴露值(紅色區域代表較危險、綠色區域代表較安全),便可看出該產品對人體的影響程度。

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以暴露濃度推估值為 x 軸、毒性推估值為 y 軸,便可看出該產品對人體的影響程度。圖 / 姜至剛醫師提供

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實際計算其中一款益生菌軟糖,可看出未超過 MOE = 1 的紅線。圖 / 姜至剛醫師提供

對照政府所訂定的塑化劑每人每日耐受量(TDI)計畫,益生菌軟糖 DEHP 含量 1.2 ppm,一位 30 公斤的兒童每日要吃超過 1 公斤才可能過量!但是,很少有人會一天吃接近 1 公斤的軟糖吧?

「從食品安全風險分析觀點來看,我認為『量』才是應該專注的焦點。」

「如果一位醫師說要開『砒霜』給病人,聽起來是不是非常恐怖?但其實砒霜是三氧化二砷,是普遍被應用於藥物中的砷化合物,重點在於劑量。」

他提醒大家,別輕易落入「有加塑化劑就絕對有問題」的二維思考,有關食品毒物的討論,更需要關心的應該是「暴露量」以及「安全風險評估」。

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不必看到塑化劑就開槍,重點是暴露量與安全風險評估。圖 / 影片

令人聞之色變的雙酚 A

講完了塑化劑,要來談另外一種常被討論的環境荷爾蒙「雙酚 A(Bisphenol A, BPA)」。雙酚 A 自 1950 年代問世,主要功能為生產塑膠聚碳酸脂(PC)產品,包含奶瓶、塑膠水壺、水杯等,被廣泛使用的程度已造成 6 歲以上的美國人 93% 尿液中都殘留雙酚 A。

那麼,雙酚 A 會對人造成什麼影響呢?

首先,影響會隨人的年紀與性別而有所不同。雙酚 A 可能會導致男性繁殖力下降或性徵發展缺陷,女性則是乳癌及子宮內膜異位的病例增加;另外,暴露在環境賀爾蒙的成年人的子女,也容易產生腦組織、中樞神經發展異常等狀況。

姜至剛醫師說,雖然「食品器具容器包裝衛生標準」法規定嬰幼兒奶瓶產品中不得添加雙酚 A,仍然有人擔心產品中有毒物殘留,針對這部分,他也提出幾個簡單的小撇步。「首先,如果你是習慣用煮沸法來消毒奶瓶的人,煮沸之後,最好用攝氏 50 度以下的溫水再沖洗一次奶瓶。另外,泡奶時水溫同樣不要超過攝氏 50 度,便可以有效降低雙酚 A 的暴露風險。」

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法規規定嬰幼兒奶瓶產品不得添加雙酚 A。圖 / By f_a_r_e_w_e_l_l @ flickr, CC BY-SA 2.0

注意安全劑量,不需過度恐慌

「我曾在一場演講中接到一位聽眾的回饋,他表示不在乎暴露量,認為有任何一點塑化劑都不行。當然,也會有這種想法的人。」姜至剛醫師笑著說,「但是,手機藍光對眼睛有害,難道就再也不使用手機、電腦?又或是空氣中存在 PM 2.5,難道就都不要呼吸嗎?不可否認的事實是,我們的生活中充滿了塑膠製品,大環境無法快速轉換,我們能做的是多注意相關資訊、了解細節,才能盡量減少有毒物質對人的影響與危害,並且不用戒慎恐懼的生活。」

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搞懂七大類塑膠使用法,才不會餐餐吃「塑」──「PanSci TALK:都是塑膠惹的禍?」

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文/馬嘉駿 │ 自由寫手,喜歡文字喜歡歷史喜歡吃,人生只要有這三件事就滿足的簡單動物。曾經幻想成為大氣學家,覺得科學速度太快,更應該好好記錄。

自從塑化劑風波後,你在使用塑膠容器時是否總會心驚驚?深怕高溫微波或是容器本身溶出塑化劑污染食物? 2016 年 11 月 12 日「PanSci TALK:都是塑膠惹的禍?自備餐具最安全?」講座邀請到輔仁大學食品科學系陳政雄教授,他將從食品包裝的起源談起,究竟塑膠容器百百種,該如何安全使用?

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生活中處處可見的塑膠

為什麼我們的生活中這麼多「塑膠」?

「其實從使用的觀點出發,塑膠確實有它存在的必要性。」陳政雄教授首先解釋食品包裝的四種基本功用:盛裝、保護、便利、資訊。

盛裝:用雙手捧水一次頂多盛裝 5~10 cc,使用容器則可攜帶 500 cc、2000 cc 甚至一加侖的水。

保護:一條蒲燒鰻魚能放多久?一個上午?若以塑膠袋真空密封、妥善保存的話,除非有人偷吃,否則可以保存五天至一個禮拜。

便利:在容器上設計把手、提環,讓人們使用起來更順手。

資訊:如瓶蓋的塑膠封膜,一旦拆開就難以裝回,幫助食品傳達「是否遭破壞、是否曾被開啟」的訊息。

那為什麼是「塑膠」呢?相較其他常見包裝材質如金屬或玻璃,塑膠既輕便又易於塑形,容易製成有把手、或是盛裝醬料常用的擠壓瓶(squeezable bottle)等方便使用的功能容器。加上塑膠容器製作所需耗費的能源較低,不若鑄鐵需要相當高的溫度(想想背後的碳排放量!)才能改變形狀,因此在食品包裝中,少不了塑膠的蹤影。所以,在無法避免使用塑膠的前提之下,我們更要將焦點關注在「安全、正確使用」上。

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塑膠是生活中常見的盛裝容器材質。圖 / By Twentyfour Students @ flickr, CC BY-SA 2.0

所以,塑膠容器到底會不會溶出有毒物?

在回答大家都很關心的這一題之前,我們要先來理解所謂的「轉移機制(migration)」。

大家應該在國中的物理課學過「擴散現象(diffusion)」:物質分子從濃度高處往濃度低處移動,直到均勻分布的現象。這個現象也會發生在食品盛裝容器上,由於長時間的直接接觸,包材(不論是金屬、玻璃、陶瓷、塑膠、橡膠或紙)中的化學成分釋放至食品上,陳政雄教授將之稱為「轉移現象」;就機制而言,「轉移」是指物質從高濃度(包材接觸層)擴散到低濃度(食品表面)。

而塑膠屬於許多小分子組成的「聚合物」,當溫度升高或是存放時間拉長,就會促使這些小分子之間愈來愈不穩定,進而發生「轉移」,使塑膠容器中的化學成分逐漸釋放至食品中。

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物質會從濃度高處往濃度低處移動。圖 / Ferrara et al, 2001

他提醒大家,所有塑膠都是「親油性」,除了高溫、長時間存放之外,也要注意盛裝的食物是否屬於油性高的類型,若食物本身與包裝成分相似,會更容易造成兩者之間的物質轉移。

不過陳政雄教授也說,轉移發生條件基本上來自「不正確的使用」,只要辨明清楚盛裝容器的耐受溫度、壽命等資訊,大家其實不必過於憂心。

七大類塑膠,你學會怎麼用了嗎?

塑膠的標號分類其實是為了回收,依據其材料特性歸納出七大類,並分類表列耐熱溫度、特色與應用,是最常見的塑膠分類與使用指南。

陳政雄教授舉例,「例如你若需要把塑膠容器拿去加熱,以五號聚丙烯(PP)最佳,它的耐熱溫度可達攝氏 140 度,市面上許多微波食品的容器就是採用此類塑膠。」

「而近年來弄得大家人心惶惶的塑化劑,則和三號聚氯乙烯(PVC)有關。PVC 本身是一種硬度很高的材質,可以用來做成硬質塑膠水管;但在添加塑化劑後,PVC 會改變原本的分子結構,概念有點類似讓分子之間的空間變大,製造出軟式水管,甚至可塑性高、透氣性佳的保鮮膜,後者也會被使用在鮮食包裝上。但要注意的是,PVC 的耐熱溫度只到攝氏 80 度,在更高溫的環境很容易使分子們開始不安定、產生轉移。比如說,吃喜酒常見的、甕口封著保鮮膜蒸煮的佛跳牆,就有塑化劑溶出的疑慮。」

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保鮮膜的材質除了 PVC,也有可能以 PE 製成,大家應多注意標示的使用方式。圖 / By Dnor, Public Domain, wikimedia commons

另一種毒性化學物質「雙酚 A」則被視為荷爾蒙干擾物(或稱環境賀爾蒙),可能影響生殖發育及長期健康問題,最常見於七號塑膠聚碳酸酯(PC)。由於 PC 常被用來製造水瓶與嬰幼兒奶瓶,因此「食品器具容器包裝衛生標準」規定,嬰幼兒奶瓶產品一律不得添加雙酚 A,其他食品盛裝容器的雙酚 A 溶出限量也必須在 0.6 ppm 以下。「另外,只要看見塑膠容器有刮傷磨損、變形,都應該考慮更換。」

陳政雄教授還介紹了一種近幾年開發的新材質——聚乳酸(Polylactic Acid,縮寫 PLA),歸類於七號塑膠。PLA 來自玉米、甘薯等澱粉類植物,可以減少對石化資源的依賴,也因為自然材質的關係,掩埋後較其他塑膠更快分解,相對降低生態負擔。「但是目前 PLA 在使用上還不普及,因此價格較高,或許未來人們使用習慣改變,價格與用量互相影響、平衡之後,PLA 能成為更常見的盛裝容器材質。」

依循包裝標示,正確使用無疑慮

面對日益升高的食安問題,法規上做出許多因應,在「食品器具容器包裝衛生標準」中,便規定包材標示要有「材質名稱」與「耐熱溫度」,讓消費者能夠擁有充足的資訊做出選擇。

在法規層面逐步把關的同時,陳政雄教授再次提醒,最重要的仍是「正確使用」塑膠容器的觀念,只要在選購、使用時都記得閱讀完整的產品資訊,就能放心使用塑膠容器!

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泡麵和罐頭其實是防腐劑絕緣體!你誤會很久的食物保存二三事

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本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

夏日颱風的好發時節,家裡絕對不能少的除了堅固的窗戶外,就是泡麵了吧?在風雨交加的夜晚,只需要一點熱水就能換來一碗方便又美味的麵,對許多人來說,這樣的情景已經是標準的「颱風夜組合」。

「方便又美味,一晚吃不夠、為何不每晚吃呢?」想必許多人腦海裡浮現的就是木乃伊故事,防腐劑的詛咒讓許多人對泡麵敬而遠之,但許多泡麵包裝上都標示「不含防腐劑」,難道是我的眼睛業障重?

泡麵不只是颱風夜的良伴,也是許多人平時正餐的選擇。圖/Elsie Hui @ flickr

泡麵不只是颱風夜的良伴,也是許多人平時正餐的選擇。圖/Elsie Hui @ flickr

別讓泡麵站上受害者的位置

撕開泡麵包裝,首先會看到麵體,而包裝上所寫的「油炸」和「非油炸」其實就是指麵體的製造方式。油炸麵體,顧名思義就是將新鮮麵條藉由油炸去除水分;而非油炸則是利用烘乾方式去除水分。一般而言,食品腐敗的常見原因是有害微生物繁殖生長,而微生物需要營養物質、水分和適當溫度與酸鹼度等條件,當其中一項因子「水分」含量降低,就能抑制微生物生長。

再往下翻,有些泡麵會附上密閉容器包裝的調理包。不同於麵體,調理包中的食品先經調理、密封於密閉容器後,再施行商業滅菌。

泡麵麵體處理方式。

(點擊看大圖)

除了泡麵,另一名「防腐劑絕緣體」大概就是罐頭食品了。

不可不知的罐頭食品長存秘辛

「怎樣才算是罐頭食品?」凡是食品封裝於密閉容器內,於封裝前或封裝後,施行商業滅菌而可於室溫下長期保存者,即為罐頭食品。例如我們最為熟悉的馬口鐵罐、鋁罐、玻璃瓶式等「硬罐頭」,及容器包裝為耐高溫塑膠或金屬積層材料殺菌軟袋的「軟罐頭」;另外如採用無菌加工及包裝系統產製的飲料製品,亦可算是罐頭食品。

常見傳統金屬或玻璃罐裝的罐頭加工方式,是將食品原料充填於容器內,經脫氣、密封、加熱殺菌等過程,其各步驟目的如下:

 1. 脫氣:為防止後續加熱殺菌時罐內氣體、內容物膨脹,使罐頭變形損壞,會將罐頭內所含的氣體排除,使容器內保持低壓狀態。

 2. 密封:可以阻隔罐內外空氣、水等流通,防止罐外微生物滲入罐內,以確保內容物不會因外界微生物侵入而造成腐敗變質。

 3. 加熱殺菌:殺滅有害活性微生物及其孢子,確保罐頭食品在正常商業貯運及無冷藏條件下,不會生長對人體健康無害的微生物。

 4. 除了傳統罐頭加工方式外,尚有採用「無菌加工及包裝系統」製成之罐頭食品。傳統罐頭加工方式是內容物充填於包材後,再一同進行商業滅菌,常見的類型有紙盒包及冷充填寶特瓶。無菌加工及包裝系統則是分別將產品與包材分開進行商業滅菌後,在於無菌環境下進行填充包裝。

罐頭封裝滅菌流程。

(點擊看大圖)

一次殺菌,多種表述

或許有人會疑惑:真空難道不是無菌嗎?事實上,在整個食品保存過程中,真空包裝只是輔助,殺菌方式才是重點。如果罐頭殺菌條件沒有確實,殘留的肉毒桿菌孢子在真空或缺氧環境下會生長更活躍,產生微量的肉毒桿菌毒素即可致病。

食品加熱殺菌的方式,除了罐頭食品所使用的商業滅菌(commercial sterilization)外,還分為巴斯德低溫殺菌(pasteurization,又稱低溫殺菌)、絕對殺菌(absolute sterilization),而差異主要在於殺菌的時間和溫度。

「絕對殺菌」顧名思義就是達到完全無菌,高溫經過長時間處理才能達到無菌,因此犧牲了食物營養價值;「巴斯德低溫殺菌」則是在溫度 61~65 ℃ 之間保持 30 分鐘下殺死病原菌和無芽孢細菌,雖然能保留營養物質,但無法滅絕所有微生物,產品保存日期較短;而「商業滅菌」注重在將病原菌、毒素產生菌及可能造成食品腐敗的微生物殺滅,雖然可能殘留耐熱性孢子,但常溫無冷藏的商業運送過程中不得有微生物繁殖。

防腐劑的好與壞,取決於你怎麼吃

簡單解析完泡麵麵體和罐頭食品的秘密,不知道大家有沒有發現,「防腐劑」遲遲沒有出現呢?原來,罐頭食品之所以可於室溫下長期保存,是因為罐頭食品有嚴謹的滅菌處理,使有害微生物不再繁殖,並且使用密閉容器包裝,使外界微生物無法入侵,因此充分滅菌並保持密封的罐頭食品無須添加防腐劑。另一方面,泡麵的麵體也不需要使用防腐劑,法規(食品添加物使用範圍及限量暨規格標準)也不准許麵體添加防腐劑。

但可別害怕防腐劑,只要依照法規規定合法添加,除防止食品腐爛變質外,還能夠防止食物中毒發生、提升食品的品質與安全,不會造成消費者健康之危害。

仔細確認產品標示、依適當方式保存

不購買來路不明的食品,且在第一眼看到食品之後,首先確認產品包裝是否完整(已膨脹的罐頭千萬不要購買),再來查看食品標示、有效日期和內容物,最後,食品開封後盡速食用完畢,或是用適當的保存溫度保存。


參考資料:

  1. 食物不壞一定是防腐劑的功勞嗎?
  2. 常吃泡麵會禿頭?揭開泡麵8大迷思
  3. 顛覆!你對罐頭與真空包裝食物的錯誤迷思
  4. 圖解食品加工學與實務
  5. 食物安全實用手冊
  6. 食品中防腐劑的毒
  7. 罐頭食品
  8. 認識罐頭食品

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「舐塑」列車:一段方便、健康與塑膠的故事

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撰文/招名威|中原大學生物科技系助理教授

塑膠製品充斥著生活,你看,右方慢跑的馬尾正妹正喝著塑膠瓶裝的礦泉水,前方買菜的阿姨用塑膠袋裝著五顏六色的水果,左方啃著炸雞排的學生正用塑膠吸管喝著紅茶,後方霍夫曼大師的療癒黃色小鴨也是塑膠製品。有了塑膠製品,行動迅速、生活方便;有了塑膠製品,擁有更多藝術素材,有了塑膠製品,也多了一些健康的擔憂。

塑膠袋是日常生活中大量使用的塑膠製品。圖/鵬智 賴 @ Flickr

塑膠製品都大量充斥在我們的日常生活中。圖/鵬智 賴 @ Flickr

針對塑膠製品,民眾最擔心塑化劑雙酚 A。然而,塑化劑是什麼?它是被使用在塑膠製品製成過程中的添加物,主要用途為增加塑膠品之柔軟度、韌性及光澤度。塑化劑種類多達上百種,其中鄰苯二甲酸酯類化合物中的二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是最廣泛被使用的塑化劑,根據美國消費品安全委員會統計,每年生產約七百萬噸的 DEHP,其中有接近 98% 是用來生產 PVC 塑膠產品1

嚴格來說,塑化劑可讓塑膠品柔軟有韌性,但若添加過量、或聚合製程控制不當,導致聚合不完整或有瑕疵情形,該等產品在使用過程中出現刮痕、磨損,或遇到高溫加熱、酸鹼、微波及接觸高溫油脂情況下,可能就容易導致塑化劑的釋出,並隨著使用過程進入人體。

美國、歐盟及台灣研究證實,已有許多塑化劑被歸類為環境賀爾蒙,雖然過量食入不至於致癌,但卻會影響孩童生殖系統發育,造成女童性早熟和男生精蟲數下降。

我們會透過所使用的塑膠產品接觸到塑化劑嗎?

塑化劑並非合法的食品添加物或食品成分,在我國及世界各國中,都不允許添加至食品中。我國於 2011 年時查獲有不肖業者將塑化劑添加到運動飲料內的事情為例,無論業者在食品中添加的塑化劑含量多寡,或該等含量是否危害人體健康,均已明顯違反食品安全衛生管理法。

排除人為添加塑化劑的違法情形,一般而言,塑膠製的食品容器具於正常使用情形下,也可能微量釋出塑化劑,所以食品藥物管理署已明定相關標準,包括塑膠類材質中的塑化劑檢驗量,不得超過 0.1%(重量比例)。以及透過模擬盛裝高油脂性食品之溶出試驗,訂定下列溶出限量:

(1) 鄰苯二甲酸二(2 – 乙基己基)酯 (DEHP):1.5 ppm 以下;

(2) 鄰苯二甲酸二丁酯 (DBP):0.3 ppm 以下;

(3) 鄰苯二甲酸丁苯甲酯 (BBP):30 ppm 以下;

(4) 鄰苯二甲酸二異癸酯 (DIDP):9 ppm 以下;

(5) 鄰苯二甲酸二異壬酯 (DINP):9 ppm 以下;

(6) 己二酸二辛酯(DEHA):18 ppm 以下;

也就是說,只要符合「食品器具容器包裝衛生標準」之塑膠材質容器具,在正常使用情形下,溶出的塑化劑含量真的都是非常非常低的,大眾其實不須恐慌!

除了 DEHP 之外,尚有為數不少的化合物屬於此類,而另一個大家絕對耳熟能詳的環境賀爾蒙就是:雙酚 A(Bisphenol A, BPA)。BPA 是聚碳酸酯(PC)塑料單體之一,也是金屬材質容器內壁塗層之環氧樹脂(epoxy resins)的原料,可避免金屬材質與食品直接接觸。由於 PC 材質具有耐熱性、重量輕及耐衝撞性等特性,所以日常生活使用之食品容器,像是杯子及水瓶等多為 PC 製品。

2008 年美國衛生研究院的報導曾指出,BPA 具有較弱的雌激素活性,會與人體細胞內雌激素受體做接合,可能會影響人類的生殖系統及孩童發育2BPA 可以於人體中正常代謝,但對於嬰幼兒的影響風險則較高,因此,包括我國、歐盟及美國等國,均優先管制嬰幼兒使用之食品容器具中的 BPA。

依據「食品器具容器包裝衛生標準」之規定,嬰幼兒奶瓶不得使用含 BPA 之塑膠材質,而使用 BPA 為單體之聚碳酸酯(PC)材質容器,則訂有 BPA 之溶出限量為 0. 6ppm 以下。

塑化劑與 BPA 之規定。

(點擊看大圖)

由於日常生活可十分頻繁接觸到塑膠製品,所以,在台灣所有的塑膠材質容器,無論是塑化劑還是 BPA,都必須符合兩項標準(材質與溶出)才能在市面上販售,雖然這些塑膠容器仍然有可能會釋出極低量的塑化劑或 BPA,但不至於造成生理上的影響,一般民眾不須過度擔心。但如果我們經常使用塑膠容器裝熱水、油脂液體,還是可能會提高溶出的塑化劑及 BPA 含量,因此在使用食品容器及塑膠類製品時盡量不要接觸熱源,也不要過度使用,就可以避免吃下過多的塑化劑及 BPA。


參考文獻

  1. Commission, U. S. C. P. S. Toxicity Review of DEHP, CPSC.  (2010).
  2.  Shelby, M. D. NTP-CERHR monograph on the potential human reproductive and developmental effects of bisphenol A. NTP CERHR MON, v, vii-ix, 1-64 passim (2008).

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佛要金裝、人要衣裝,那你認識食品的「盛裝容器」嗎?

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文 / 李霜茹│自由寫手,商院挾帶數位內容與科技畢業,目前在歐洲遊蕩中

各式各樣的外食盛裝容器你都了解嗎?圖/Rical Hsieh @ Flickr

各式各樣的外食盛裝容器你都了解嗎?圖/Rical Hsieh @ Flickr

在台灣,走幾步路就有小吃店或便利商店,方便又便宜,因此國內外食族比例相對較高。但在方便之餘,你是否想過,每天盛裝食物的容器怎麼來?材質是什麼?用這個東西裝熱熱的湯麵,適合嗎?

這次,泛科學邀請在食品包裝領域鑽研許久的輔仁大學食品科學系陳政雄副教授和大家分享食品盛裝容器的秘密,以及在使用時究竟該注意哪些事情。

食材包裝四大類

食品的包裝材質可分為四大類:金屬、玻璃、紙、塑膠。

紙類的生產條件並不嚴格,回收也方便,但缺點是對氣體、液體都沒有阻隔作用(常見的便當紙盒,則是在內部塗上一層薄膜),通常是做短時間的、一次性的包裝,例如裝鹽酥雞、雞排等。

玻璃和金屬則不容易製成複雜的形狀、運送困難(重量、易碎)、成本又高;相較之下,塑膠的生產過程簡單且便宜,容易塑型與運送,因此使用量大,幾乎佔市面上盛裝容器比例的 2/3。

「從開始使用塑膠到現在也有 70 年了,仍然無法完全取代其他材質。」陳政雄教授說,「塑膠本身有通透性的問題,比起來金屬和玻璃的阻隔性就好很多,所以如果需要長期儲存食品,通常還是會以金屬或玻璃容器為主,例如酒、罐頭。塑膠的另一個缺點是不耐熱,若需要經過高溫殺菌流程就不適合。」

4 大類食品盛裝容器材質比較。

(點擊看大圖)

塑膠大哉問

台灣採用的塑膠分類為美國塑膠工業協會於 1988 年發展出的編碼方式,依照聚合物的種類分成 7 種,主要目的是為了「回收」。

這裡首先幫大家複習塑膠的七大分類:

1 號:聚對苯二甲酸乙二酯(PET,Polyethylene terephthalate),主要產品為保特瓶,由於耐酸鹼,常用於盛裝碳酸飲料。

2 號:高密度聚乙烯(HDPE,High-density polyethylene),市面上常見的半/不透明的塑膠瓶多為此材質。

3 號:聚氯乙烯(PVC,Polyvinyl chloride),硬度大,會在製程中加入塑化劑將其軟化,常見產品為保鮮膜,其他較少使用於食物盛裝容器上。

4 號:低密度聚乙烯(LDPE,Low-density polyethylene),較不耐熱(約 70~90 °C),是目前最被普遍使用的塑膠,包含各種塑膠袋。

5 號:聚丙烯(PP,Polypropylene),可耐熱至 100~140 °C,是被認為相對安全的塑膠,應用於食品餐具、布丁盒等。

6 號:聚苯乙烯(PS,Polystyrene),吸水性低、耐酸鹼、不適合盛裝酒精與食用油類,常用於製造免洗杯蓋。另外發泡聚苯乙烯(EPS,Expandable Polystyrene Expandable)又俗稱「保麗龍」,現已較少使用於食物盛裝。

7 號:其他未分在上述種類的塑膠,如美耐皿(Melamine resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)。其中聚乳酸酯(PLA)以玉米、木薯等植物中的澱粉,甘蔗、甜菜提取的糖與稻稈提取的纖維素為原料,因此被視為較環保的材質。

「我們可以看到紙碗、紙杯內側有一層塗膜,就是 4 號  LDPE,它有幾項很好的條件:安全性夠、方便而且便宜。120 度就可以融化了,所以很好製作,也因為遇熱的熔點溫度很低,能做緊密的封口,防止食物氧化。」但陳政雄教授也提醒大家,LDPE 本身無法阻絕空氣,便當盒內塗的塑膠薄膜是為了防止「水」跑掉。

塑膠七大分類。

(點擊看大圖)

盛裝容器的「法規」,會跟隨「生活習慣」變化

最早具體列出對食品包裝材料相關要求的,要屬 2004 年通過的「歐盟架構性法規(EC)1935 / 2004」。不過討論食品安全時,各國通常仍以美國在 2011 年頒布的「食品安全現代化法案(Food Safety Modernization Act, FSMA)」為基準,調整安全性規範細節。台灣有關食品器具、食品容器或包裝的規定,則是參照依據「食品安全衛生管理法」第 16 條及依第 17 條訂定的「食品器具容器包裝衛生標準」。

「其實隨著生活型態改變,法規也會跟著調整。」陳政雄教授提到,過去食品安全多關注微生物含量、重金屬污染等方向,隨外食族數量增加,需要越來越大量的食品包裝,「盛裝容器」也跟著成為許多人關心的重要議題。

「一個例子是,人們漸漸開始思考如何處理非食品級物質跨到食品領域中的問題,比如便當盒到底能不能直接加熱?因為現代人的飲食習慣改變,外食比例增加、造成盛裝容器使用更頻繁,所以我們開始關心盛裝容器的使用方式、或容器的製造過程。」

看懂標示、遵守使用範圍

要安心使用各種容器,最重要的還是符合容器使用方式。食品安全衛生管理法第 26 條就規定,食品器具、容器或包裝上除了品名,還須標示材質名稱與耐熱溫度、注意事項或微波等警語。

他以大家聞之色變的「塑化劑」為例說明。塑化劑主要使用在聚氯乙烯(PVC)材質的容器上,原本是水管常見材質的 PVC是硬質的物料,塑化劑能夠將其軟化,塑型成容器、保鮮膜等產品。

一般人會擔心食入塑化劑,主要是因為塑化劑為「非極性」物質,具有親油性、會和油作用,因此當含有塑化劑的容器遇上高油性的食物,兩種物質「相處久了」就可能會溶出物質。但這只在時間夠久、溫度夠高的狀況下才會發生,例如如果放置在太陽下、或不小心拿去微波,就有可能會發生包材中有毒物質轉移到食品裡的情況。陳政雄教授強調,「重點就是要了解、並遵守容器的使用規範。」

  • 法規補充:根據「食品器具容器包裝衛生標準」對塑膠類之規定,最常見的塑化劑之一:鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)必須在 1.5 ppm 以下;而包含 DEHP 在內的共 8 種塑化劑總量不可以超過重量比 0.1%。

最後,陳政雄教授總結,以現代人的生活方式為基礎來看,「紙、玻璃、金屬、塑膠」四大材質的使用比例,大致已經達到平衡。「不過也很難說,或許未來會發展出某種新興材質,帶來全面性的改變。」

食品盛裝容器和我們每個人息息相關,因此會隨著現代人的生活習慣不斷變化,大家別忘記時時更新資訊,並注意以正確的方式使用喔!


參考資料

  1. 衛生福利部食品藥物管理署
  2. 食品安全衛生管理法
  3. 食品器具容器包裝衛生標準

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朱諾號來的簡訊:天文學家們,木星需要你望遠鏡的目光!

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文/葉永烜|中央大學天文所

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圖 1a:朱諾號太空船第一次靠近木星飛越時,從遠到近再離去的影像系列。圖片來源:NASA/JPL/SWRI

編按:朱諾號和其他 NASA 太空任務最不一樣的地方,在於需要和地面天文觀測者多多合作,因為朱諾號的專長是測量木星大氣層和內部的小尺度結構,但需要大尺度的影像資料方能知道正確方位。

因此葛蘭.歐頓(Glenn Orton)博士希望組織起全球的業餘天文學家,建立木星的接力觀察網。他非常歡迎臺灣的天文愛好者參加這個極有科學意義和重要性的觀察網,進一步資訊可詢問中央大學鹿林天文台林宏欽站長。請臺灣的業餘天文學家團結起來,把望遠鏡朝向木星方向!

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圖 1b:朱諾號所見的南半球高緯度大氣層的漩渦狀結構。圖片來源:NASA/JPL/SWRI

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圖 1c:在離木星表面僅 3 萬 8000 公里拍攝到的木星南極大氣層。圖片來源:NASA/JPL/SWRI

朱諾號(Juno)太空船在 2016 年 7 月順利進入環繞木星的軌道,繼伽利略號(Galileo)太空船,成為木星的人造衛星。一如原先計畫,它首次的運轉周期是 53 日,在 8 月 27 日第一次飛越木星表面時所得的初步科學結果,在 10 月的美國天文學會的行星科學分會年會發表。由於是第一次有專門研究木星大氣層和磁場的科學實驗能夠在這麼近的距離作測量(圖 1),所以發現有很多以前不知道的現象。譬如,木星大氣層表面的緯向風系統,現在可以有辦法透視到 200 – 300 公里的深度,根據朱諾號任務的計畫主持人史科特.博爾頓(Scott Bolton)的報告,微波輻射計(MWR)的測量指出,雖然大氣表面的帶狀結構可以連續到幾百公里之下,但還是有明顯的變化(見圖 2)。這是前所未有的資訊。一定對木星緯向風系統的來源,有很多的啟發。

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圖 2:朱諾號太空船上的微波輻射計(MWR)所偵察到大氣表層下 200 公里深度的雲層分佈示意圖。圖片來源:NASA/JPL/SWRI

由於朱諾號的極向軌道,特別有助於極光圈的研究。圖 3 是由朱諾號的紅外光繪圖儀(JIRAM)所得龐大的極光圈亮度分佈,可以看到很多細微結構,都是前所未知的。磁層物理學研究工作者單只就這一張圖,便可以用來和木星磁層的電流系統和高能帶電粒子的動力學做很多有趣工作。一如先前估計的,在靠近木星表面的磁場強度分佈與以前的磁場模型有所不同。史科特.博爾頓博士特別強調,在首次飛越測量得到的重力資料,已經叫這方面的專家要立即修改他們以前的理論模型了。

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圖 3:朱諾號太空船上的紅外繪圖儀(JIRAM)拍得的極圈形狀,叫人大開眼界。圖片來源:NASA/JPL/SWRI

朱諾號任務和過去的 NASA 太空任務有很不一樣的地方,便是很著重和地面天文觀測者的合作,這是因為「朱諾」號優點在於測量木星大氣層和內部的小尺度結構,但需要大尺度的影像資料方能知道正確方位。圖 4 是歐洲南方天文台(ESO)的非常大天文望遠鏡(VLT)的木星紅外全景和可見光全景圖的比較。朱諾號必需要這樣的支援,才能夠知道自己看到那裏去了。也因為這緣故,朱諾號任務的葛蘭.歐頓(Glenn Orton)博士組織了全球的業餘天文學家,建立了木星的接力觀察網。圖 5 是比較在英國及菲律賓兩位業餘天文學家在相差 10 小時拍的非常棒的影像。葛蘭.歐頓博士非常歡迎臺灣的天文愛好者參加這個極有科學意義和重要性的觀察網,進一步資訊可詢問中央大學鹿林天文台林宏欽站長。大家也可以藉這個難得機會,重新認識木星種種。

圖 4:歐南台所提供的木星紅外線和可見光全景圖。圖片來源:歐南台

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圖 5:在地面相隔 10 小時所拍得的木星。圖片來源:http://astronomynow.com/wp-content/uploads/2016/05/Jupiter_Image_Press_release-2_2081x955.jpg

本來的規劃是在執行第一個 53 天週期的運轉後,朱諾號便會修正到 14 天週期的軌道。但因為減速的反推進器的氣閥出了問題,所以到今還是留在原來的 53 天軌道。NASA 大概要等到完全瞭解麻煩所在後,才決定何時轉變到 14 天週期的科學測量。朱諾號任務開始時是預定在 2017 年中便結束的,但因為這個技術困難,很可能會延長到 2018(或2019)年。所以,請臺灣的業餘天文學家團結起來,把望遠鏡朝向木星方向!


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本文轉載自台北市立天文館期刊《臺北星空》第 73 期,2016 年秋季號,點此看線上 PDF

 

 

 

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書到底會不會暢銷?靠電腦來「占卜」一下—《暢銷書密碼》

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電腦當然不會閱讀,至少和你閱讀本書的方式很不一樣。不過電腦可以用處理程式語言的方法讀書,它們先「看書」(也就是先接收資料),再把資料區分為人類所謂的意義單元,像是字母、標點、字詞、句子和章節等。所以電腦的確能模仿人類閱讀,而且訓練過程愈嚴謹,理解程度就愈擬真。而人類讀者和機器讀者的差別在於,人類知道他們閱讀的內容有意義。話雖如此,電腦的閱讀方法卻能讓我們更接近小說描繪的細節,就連閱書無數的文評也甘拜下風。那是因為電腦擅長辨識模式,而且可以大規模處理模式和細節,但人類卻沒有辦法做到。

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電腦可以用處理程式語言的方法讀書,也就是先接收資料,再把資料區分為人類所謂的意義單元。圖 / By Katy Tresedder @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

大家想想我們的研究初衷:暢銷書到底能不能預測?想做預測,就要先剖析過去重複發生的模式。除非你會占卜,否則預測未來靠的是熟悉歷史。一般來說,在字裡行間尋找有意義的模式是文評或學者的工作。著有《千面英雄》的神話學者坎伯,傾其一生研讀世界各地的故事,還刻意訓練他的眼睛去辨識這些故事的相似之處。他可是辨認模式的大師,但儘管如此,一個人一輩子能做的終究有限,不論是閱讀的數量或觀察的細膩程度。辨認模式既要看微觀的細節,也要看宏觀的趨勢,而人類在這兩個面向都有規模上的限制。

我們也很佩服克里斯多福.布可的毅力。他花費三十年、閱讀數百本書,就是為了發展他的理論:所有文學作品和故事都脫不了七種基本情節。或許他花了四十年、讀了一千本書,又或許他比我們都還會記憶書中內容。但幾部經過訓練的電腦,可以在一天之內就讀完數千本小說,消化完數千筆資料,而且絲毫不放過人類可能會忽略或習以為常的各種細節。

舉個例子吧。我們在閱讀的時候,尤其是受過訓練、擅長捕捉細節的讀者,都會注意到作者使用了哪些形容詞。但我們大概不會注意到名詞和形容詞之間的比例,這個比例代表了作者有多常使用形容詞去描述一個名詞。電腦可以輕易找出這種資訊,讓我們更清楚作者的敘事方式與風格。電腦不僅可以縝密搜索,還可以比較這本書和另外上千本書的差異。如果電腦發現暢銷書裡形容詞與名詞的比例偏高或偏低,那這個寫作特徵就很重要了。

下次你找書來看的時候,不妨做個實驗,別管朋友的推薦也不要執著於熟悉的作者和類型,試著連續一週都只看《紐約時報》暢銷榜上的書。如果你讀得夠仔細,你就會變得有點像我們的電腦,不論是文學作品或大眾讀物、男性書籍或女性書籍、明星作家的小說或普立茲獎得獎作品,你都能開始看出各種書籍之間意外的共同模式。

有些模式可能會讓你很驚訝,譬如說,你會納悶為什麼女主角通常都是二十八歲。這重要嗎?你可能會問自己:如果一本小說長達 400 頁,作者是不是刻意把第一場床戲安排在第 200 頁?如果全書只有 220 頁,那第一場床戲則會落在第 110 頁。如果真是這樣,為什麼?你可能會和朋友討論,小說若有一個吸引人的開頭卻沒有一個讓人滿意的結局,銷量會不會受到影響?搞不好你還會覺得這些分屬不同類型的暢銷書有太多潛在的共同點了,根本可以自成一派。

有趣的是,讀者在不知不覺中對這些模式很有感覺。「文學神經科學」是一門新興的研究領域,學者利用核磁共振來掃描測試對象在閱讀時的腦部活動。這項認知心理學的研究是為了瞭解讀者閱讀的時候都在注意什麼。儘管這和我們的方法差很多,但兩種方法都認為,人類對讀物的反應來自於哪些字、用哪種方式排列、出現在哪些句子裡。是字句的組合觸發了讀者的反應。

因此,讓電腦閱讀小說的技術一點也不反傳統,並沒有違背我們慣用的文評方法。事實上,電腦可以「觀察入微」,對各種寫作特徵進行擷取分析,這和傳統研究所使用的方法大同小異。只不過,電腦讓我們有機會從文本當中挖掘出前所未見的深入洞見。

教電腦閱讀與擷取資訊的方法很多。我們寫了各種程式和演算法,可以從書裡擷取詳細資訊,包括每一本書的風格、主題、人物、情緒起伏、場景設定,還有各式各樣看似無關緊要又難以歸類的語言資訊。

寫作書和小說課都經常到小說的幾個重要元素,如主題、情節、寫作風格等,若要從這些面向來分析暢銷書,電腦就需要數百種原始資料,比方說,作者用了多少次的「a」、「the」、「in」和「she」?句號和驚嘆號出現的頻率為何?作者多常用到副詞,使用得是否準確?這些微小細節其實對讀者影響頗大。想想夏綠蒂.勃朗特在《簡愛》裡的這句話,就可以看出代名詞有多重要:

讀者,我嫁給他了。

電腦偵測到「他」這個字,也注意到「他」和敘事者「我」在句子裡靠得很近。此外,電腦也發現「我」和「他」在愈來愈多句子裡同時出現,而且彼此間的距離愈來愈近。當然,讀者也會注意到這件事。許多故事的重點不就是要讓「我」和「他」在一起嗎?要把兩者連在一起的最佳動詞不就是「嫁給」嗎?往往,這就是讓我們一頁又一頁不停讀下去的理由。

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夏綠蒂.勃朗特在《簡愛》。圖 / By Berenice @ flickr, CC BY-NC 2.0

問號和驚嘆號也提供我們很多資訊。但你可能記得高中老師教過,驚嘆號用得愈少愈好。如果每個句子都在尖叫(我的天!),或每句對話都是命令(不准動!),或嘶喊(啊!),或一直發現夜裡不寧靜(砰!),那你的讀者可能會心臟無力。驚嘆號的使用可以讓我們看出一本小說的聳動程度以及作者的寫作功力。同樣道理,出現問號常常表示有對話發生,如果一連串的敘述文字好幾頁都沒有出現問號,會讓讀者閱讀的速度和興致都降下來。而這些屬於作者個人風格的微妙寫作習慣,都會在第四章討論到。

我們剛開始研究的時候,擷取了超過 20,000 種寫作特徵,驚嘆號和「他」只是其中的兩個。我們每一種都認真研究,有些特徵讓我們看出風格,有些讓我們更理解情節和故事設定,還有一些讓我們瞭解小說的題材。但並非所有特徵都可以用來判斷小說的暢銷指數;有的小說甫上市即銷售一空,有的小說即便寫得很好,卻銷售平平,到底差異何在?

我們發現,數字的使用不太會影響銷售成績,例如 911、1984、867-5309、$1,000,000。作者在小說裡有沒有用到數字,或使用數字的頻率高低,都不會造成影響。同樣地,我們花了很多時間,訓練電腦準確判斷《穿著 Prada 的惡魔》場景設在紐約,《控制》則是從紐約開始,最後到了密蘇里。但其實地理場景設定對銷量的影響也不大(除了少數例外),以紐約為背景的冷門書和暢銷書一樣多。當然,有很多超級暢銷書都是以紐約為背景,隨便舉幾個例子就包括了希維雅.黛的《謎情柯洛斯 I:坦誠》、湯姆.沃爾夫的《走夜路的男人》、詹姆斯.派特森的《匆忙》以及薩佛蘭.佛爾的《心靈鑰匙》,但這些都只是剛好,寫紐約不見得真的會大賣。

到最後,我們去蕪存菁,從 20,000 種寫作特徵中篩選出 2,800 種,這些特徵對於小說暢銷程度有較顯著的影響。我們在訓練電腦閱讀並擷取寫作特徵之後,又用另一套電腦程式來分析暢銷小說潛在的共通模式。我們在分析階段所使用的方法稱做「機器學習」。在文字探勘的領域裡,我們往往利用文本之間的相似處來做分類。舉例來說,我們想分辨垃圾郵件和一般郵件,而通常垃圾郵件都有些共同點,像錯別字、商品名稱不斷出現等,我們便可依此寫出一套程式來檢測一封電子郵件是不是垃圾信。

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垃圾郵件都有些共同點,像錯別字、商品名稱不斷出現等,我們便可依此寫出一套程式來檢測一封電子郵件是不是垃圾信。圖 / By Judith E. Bell @ flickr, CC BY-SA 2.0

我們將小說分類的方法其實和過濾電子郵件很類似。假設我們想預測一本沒有看過的新書會不會暢銷,而我們已經握有很多暢銷書(非垃圾郵件)和冷門書(垃圾郵件),我們就可以把這些書都匯入電腦,並訓練電腦根據顯著的寫作特徵去辨識這兩種書籍。我們在做的就是這些事。我們用了三種不同的分類方法,最後把結果平均起來,發現電腦不但可以預測一本新書能否暢銷,準確度還高達八成。


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本文摘自《暢銷書密碼:人工智慧帶我們重新理解小說創作》,雲夢千里出版。

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你的人生遊戲又卡關了嗎?—《超級好!用遊戲打倒生命裡的壞東西》推薦序

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現在我已經記不得我自己小時候的情形,但近幾年來,我今年五歲的女兒對「遊戲」的執著持續讓我驚訝。

因為工作,我不常陪在她身邊,但只要我們在一起,第一句從她口中說出來的多半是「爸爸,我們來玩!」而這句話做為一切的前提,我發現她通常會在講這句話的一兩秒,才開始想到底要玩什麼。然後就在這一兩秒內,她會選擇一個以前玩過的遊戲或是馬上創造一個新的遊戲,有時可能要用玩具或布偶,大多數時候並不需要。她會說:「我們來玩一個……遊戲,你要先(這樣這樣),我也(這樣這樣),然後(這樣這樣)的人就算贏!」如果是假日,她可以毫無罣礙、不限時地玩上一整天,創造一大堆新的遊戲……如果我有力氣的話。而我除了持續被她如此高漲的「遊戲力」給震驚以外,也不禁反思「我的遊戲力到哪裡去了?」「為何我不能像她一樣呢?」

編輯溫馨提醒:圖非當事父女檔。圖/hince@Pixabay

編輯溫馨提醒:圖非當事父女檔,但都很可愛。圖/hince@Pixabay

其實我女兒的熱情只是這年紀小孩的正常表現,反照出來的問題是隨著年紀越來越大,我,以及像我這樣的成年人,為何會失去了玩遊戲的能耐跟熱情?很多日本漫畫跟輕小說中描述著這樣的故事:少年主人翁突然被吸入遊戲世界中,這些主人翁多半是在現實世界中只愛玩遊戲的繭居族宅宅,不被主流社會認可,也不認可主流社會,但是到了電玩世界中就成了無人能敵的超級英雄,展現出超強的謀略與技巧。這樣的角色設計反映著日本身為電玩大國,但主流社會又極為嚴謹的矛盾。而這樣的矛盾在還沒跨入社會、卻也無法繼續留在童年的少年來說最顯著。

但難道路只有這一條嗎?為何我們不能讓成年人的世界也像令人神往入迷的遊戲世界一樣充滿挑戰、但無比有趣呢?

說到遊戲,由於數位遊戲當紅,大家都會想到 PS4、Xbox、以及手機遊戲等,但其實運動也是遊戲,別忘了奧運的英文可是 Olympic Games;而你我每天使用的 Facebook,也可視為是一種遊戲,只不過是以社交平台做為掩飾。說到底,遊戲就是一種有明確規則、限制、獎勵、目標,讓自己跟過去的自己、隊友(或盟友)以及他人一同競爭,學著面對大量失敗、但也讓自己在每一次的小成功中得以積累的機制。

而本書就是一本以紮實科學為本的遊戲攻略,這本攻略教我們的是如何在時常不順遂、無趣、或是無可奈何的「現實生活遊戲」中,讓自己扮演的英雄角色找到屬於自己的能量提升法寶、共同挑戰大魔王的盟友、甚至鍛鍊出自己的必殺技。如果你覺得在玩「XXX 的人生」這個遊戲時總是卡關,那你需要的就是這本鉅細彌遺的攻略了,而且還附有其他玩家的證言跟破關祕技喔!

圖/作者提供

圖/作者提供

本書作者身為遊戲研究者,也協助企業開發遊戲化的產品,突如其來的意外讓她得以實踐自己的遊戲理論,幫自己從腦震盪的後遺症、以及不孕的憂慮中走出來。本書雖然富含正能量,從個人經驗出發,倡議用遊戲打倒生命中的「壞東西」,但本書不是書市上熱門的雞湯,作者並未因此忽略科學傳播應有的謹慎,提及的科學證據皆有本,在論述遊戲的好處時,也不避諱討論遊戲可能帶來的上癮問題。反過來說,我們都看過太多關於遊戲會帶來怎樣的負面影響的說法,而較少系統性地去利用遊戲的好處。若以自我激勵為出發點,而非自我隔絕,遊戲就跟藥物一樣,可以是一種可靠的療法、也讓我們活得更好、成為自己生命的玩家。

我大力推薦這本書給每一位想要讓自己過得更好一點的讀者,並且開始來照著書裡頭的建議玩,畢竟遊戲要越多人一起玩才有趣啊!

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手臂上一片紅色凸起,你可能是毛孔角化症的受害者!

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你的手臂外側也有一直消不掉的雞皮疙瘩,紅紅一個一個的凸起嗎?那麼你可能也是毛囊角化症的患者。圖/由Irja from San Francisco – keratosis_pilaris, CC by 2.0, wikimedia commons.

統計顯示可能 40% 左右的人口有毛孔角化症(keratosis-pilaris)的問題,但是自己可能不知道,因為大多數人是「沒有症狀」的。趕快看看摸摸自己的手臂外側、大腿前側、屁股、臉頰兩側或四肢末端,有沒有感覺像是從來沒消掉過的雞皮疙瘩?如果有,趕快看看它長得是不是下面這個樣子?

如果是,那你大概就是毛囊角化症/毛孔角化症的受害者了。不太敢穿無袖或是短褲,或者親密的時候害怕對方摸到屁股上一粒一粒的,都是毛孔角化症患者內心最深處的困擾。特別是長在屁股上的,怎麼好意思跟人家講啊~但不要難過,你不是孤單的(拍肩)。這個地球上有 40% 的人跟你有一樣的困擾(有安慰到嗎?)

今天我們就要徹底說明一下毛孔角化症的保養與治療!

毛孔角化症/毛囊角化症的成因

不知道。

蛤,不知道?

對,答案真的是不知道。目前的證據顯示,毛孔角化症跟遺傳有關,但是沒辦法確定是哪種遺傳,有些證據認為跟一些自體顯性的基因表現有關。這部分暫時不重要,因為醫生也還沒搞懂,你也先不用想搞懂,搞懂也沒幫助……

我們可以先觀察一下,組織學上毛孔角化症產生了什麼變化,底下這張圖大家可以參考看看。

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組織學上毛孔角化症是角質不正常增生,導致角質蛋白堆積在毛孔。圖/MedPartner 提供

組織學上的觀察讓醫師們推測,這可能是因為毛囊附近的表皮細胞「不正常角化」,導致過量的角質蛋白堆積在毛孔上。大家都知道,毛孔就是毛髮長出來的地方,當毛髮被塞在毛孔上的角質蛋白卡住長不出來的時候,就會產生一顆一顆看起來像消不掉的雞皮疙瘩這樣的東西。如果仔細看,有時候還可以看到底下有像是毛髮的黑黑捲捲的東西在裡面,不要懷疑,那真的就是你掙扎吶喊著說「我要出去」但是出不去的毛毛們。

因為賀爾蒙在青春期分泌旺盛,皮脂腺跟毛孔在這個階段的影響會變大,所以多數人的毛孔角化症狀是在青春期開始發生,有些研究顯示,青春期的孩童毛孔角化的發生率可能高達 50%!但隨著年紀增長,賀爾蒙波動變少,有些人在成年後毛孔角化就會改善,但有些人則持續終身。

通常這些毛孔角化沒什麼症狀,但有些人會癢,會癢你就會抓,會抓就會引起發炎反應的紅腫熱痛,嚴重的人就可能會感染。那時候就會看起來像是紅色一點一點的雞皮疙瘩的樣子。發炎之後,有時候會產生色素沈積,就會變成一片黑黑的樣子。從不會消的雞皮疙瘩變成紅紅或黑黑的雞皮疙瘩時,你可能就會崩潰想找醫生了。

但還好毛孔角化不是什麼惡性的疾病,除了不好看或者是癢甚至感染,通常不太會有什麼惡化的反應。不過臨床上,毛孔角化跟毛囊炎、青春痘以及一些感染症未必能分得很清楚,所以如果已經有出現紅癢的症狀,千萬不要抓,只會更慘,還是先找醫師評估一下喔!如果單純只是「不會消的雞皮疙瘩」的態樣,那可以先嘗試自己保養處理。

毛孔角化症/毛囊角化症的 2 大保養絕招

等等,醫師不是說,毛孔角化的成因不明嗎?成因不明要怎麼保養?

其實也不是說成因不明就不能怎樣啦,醫師最喜歡做的事情就是觀察了。醫師長期觀察這些毛孔角化症患者後發現,通常在環境乾燥的時候,或者是秋冬的季節,症狀往往會惡化。而在潮濕一點的環境和春夏期間,症狀反而會改善。所以醫師普遍認為,這個疾病跟「乾燥」有很大的關聯,也因此,「保濕」就是處理這個疾病的一個重要關鍵。

另外這個疾病跟「角質代謝異常」有關,因此調節角質的代謝就是另一個重點。

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醫師普遍認為,這個疾病跟「乾燥」有很大的關聯,也因此,「保濕」就是處理這個疾病的一個重要關鍵。圖/ MedPartner 提供

毛孔角化症保濕做法

保濕就是要讓皮膚不能太乾燥,所以正常皮膚表面分泌的皮脂膜是重要的。

1. 清潔一定不能過度(不要超過每天一次)。
2. 使用低皂或不含皂的清潔產品。
3. 避免用太燙的熱水沖澡(溫水即可)。
4. 可另行使用保濕產品,成分單純的乳液即可,均勻塗抹在患處。

毛孔角化症的角質護理

請注意,這裡講的是「角質護理」,不是叫你狂去角質喔!忘記的同學,請回去複習這篇:「去角質有沒有用?別亂搞,護角質才對!」過度的角質蛋白堆積,可以用以下的產品「調節角質代謝」。

.果酸
.水楊酸
.A 酸
.尿素

以上的成分都有助於幫助調節角質。

但是市面上的產品水準不一,且這類產品有刺激性,所以建議搭配醫師的治療使用。另外要注意的是,如果患處已經是「感染」,有紅腫熱痛的狀況下,請不用自行使用酸類產品,不然會弄巧成拙喔!

毛孔角化症/毛囊角化症的 6 種治療方式

毛孔角化會產生很多不同種的症狀表現,因此治療方式選擇也頗多。

1. 發炎、發紅階段:可使用類固醇軟膏來抑制發炎反應。
2. 色素沈積階段的:可使用對苯二酚、麴酸、杜鵑花酸這類的產品改善。
3. 毛髮卡住發炎:除毛雷射可緩解發炎反應
4. 嚴重角化堆積:磨皮治療或果酸換膚可改善。
5. 嚴重紅紫色斑點:染料雷射可改善紅紫斑的程度。
6. 一般性毛孔角化:Q-switched 1064-nm 銣雅各雷射因為波長較長,可進入淺真皮層影響毛囊以及皮脂腺,因此對於角化以及毛孔阻塞,以及皮膚表面的色素沈積、粗糙等症狀都會有不錯的改善效果。

上課上到這,大家應該都對毛孔角化有基本的了解啦!它是一個常見,而且難搞的疾病,但是只要方向抓對,好好保濕加上角質護理,真的有紅腫等感染情形時找醫師處理好發癢及感染症狀,希望針對症狀有其他治療選擇時,再尋求合理的酸類以及雷射治療,多數的毛孔角化都是可以處理好,或至少控制在一定的程度內。

最慘的就是聽信各種偏方亂塗亂抹,搞到最後反覆感染、發炎,留下一堆嚴重的色素沈積跟疤痕,那時候不只是要花大錢,還不一定處理得好啊!

沒有診斷,就沒有治療。

保養是科學,不是儀式。

拜託拜託,請大家行行好,保養跟做醫美之前,一定要好好做些功課啊!


  • 編按:愛美是每個人的天性,不過對你而言光是看滿架的化妝品、保養品,各種醫美產品就令你眼花撩亂,更別說還有玻尿酸、膠原蛋白、類固醇這些有聽沒有懂的名詞來搗亂嗎?如果你想要聰明的美,不想要被各種不實廣告唬得團團轉,那麼泛科學這位合作夥伴 MedPartner 美的好朋友,就是你我的好朋友。

本文轉載自 MedPartner 美的好朋友

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