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煉金術師的實驗室。圖／Lau Svensson@Flickr

一六七Ｏ年代中期，牛頓對數學感到厭煩，也因為光學研究遭到批評而憤怒不已。這時才三十出頭的牛頓開始冒出白髮，而且經常蓬頭亂髮，他幾乎已經完全抽離了科學圈，接下來十年也一樣。

不過，厭惡衝突不是導致他幾乎完全陷入孤立的唯一原因。在之前的那幾年間，即使他在研究數學和光學，他也開始把每週上百小時的研究時數轉移到兩個新的興趣上。他不急著跟任何人討論那兩項興趣，那是他後來經常遭到批評的「瘋狂」研究專案。事實上，那兩項興趣顯然是在主流學術之外：對聖經進行數學和文本分析，以及煉金術。

牛頓。圖／wikimedia commons

用數學和虔誠的心來探究聖經

對後代的學者來說，牛頓決定潛心研究神學和煉金術往往令他們費解，那種行徑就好像他決定不再投稿《自然》，開始為山達基教撰寫文宣一樣。不過，那樣評斷牛頓，就忽略了科學主體的真正範疇，因為牛頓之所以辛勤地投入物理學、神學和煉金術的研究，其實可以用一個共同的目標一言以蔽之：為了探究世界的真相。

稍微思考一下牛頓的辛勤探索其實很有趣－－不是因為那些探索證明是對的，也不是因為那些探索證明牛頓有時候很瘋狂，而是因為它們突顯出科學探索最後究竟是成果豐碩、還是徒勞無功，往往只是一線之隔。

牛頓實驗室著火圖。圖／wikimedia commons

聖經承諾上天會對虔誠的人揭示真相，雖然單純閱讀文本時，某些元素不是那麼顯而易見，不過牛頓依然相信聖經的承諾。他也相信，以前的虔誠信徒，包括瑞士醫生帕拉賽瑟斯（Paracelsus）之類的卓越煉金術士，已經推測出重要的見解，並以暗碼的形式把那些見解寫在他們的作品中，以避免不虔誠的人知道。牛頓推演出萬有引力定律以後，他甚至開始相信摩西、畢達哥拉斯、柏拉圖都比他早知道那個定律。

由於牛頓天賦過人，他想以數學來分析聖經其實是可以理解的。他的研究促使他算出創世、諾亞方舟，以及其他聖經事件的確切日期。此外，他也根據聖經預測了世界末日，並持續修正他的算法。最後幾次預測中，他有一次預測世界末日是介於 2060 年到 2344 年之間。（不知道那會不會證實是真的，但怪的是，那確實和全球氣候變遷的一些情境非常吻合。）

牛頓預測世界末日是介於2060年到2344年之間。圖／wikipedia

此外，牛頓也開始懷疑一些聖經段落的真實性，並深信有一樁龐大的騙局為了支持耶穌是上帝的概念，而破壞了早期教會的傳承，他覺得那個概念是一種偶像崇拜。總之，他不相信三位一體，這實在有點諷刺，畢竟他是三一學院的教授。他抱持這樣的觀念也很危險，因為萬一有心人士得知他的觀點，他肯定會因此失去教職，或許還會失去更多的東西。不過，儘管牛頓投入很多心血去重新詮釋基督教，他對於公開自己的研究極其小心謹慎。（但牛頓認為，他最重要的研究其實是宗教研究，而不是科學方面的革新。）

金星綠獅與巴比倫的龍：牛頓的煉金術研究

那幾年，牛頓的另一項興趣是煉金術。煉金術也占用了他很多的時間和精力，而且他持續研究了三十年，遠比他投入物理學的時間還多。研究煉金術也很花錢，因為他還為此設立了煉金術實驗室和圖書館。如果我們直接把牛頓對煉金術的投入視為不科學，那也是誤會大了。因為他探索煉金術時，就像探索其他的學術一樣，非常仔細小心，而且非常理性。不過，由於他的推理是以我們完全不熟悉的脈絡為基礎，我們很難瞭解他得出來的煉金術結論。

現在我們對煉金術士的刻板印象是：穿著長袍、留著鬍子、唸著咒語，試圖把肉荳蔻煉成黃金。事實上，目前已知最早的煉金術士是一個埃及人，名叫曼底斯的波洛斯（Bolos of Mendes），活在公元前兩百年左右。每次做完「實驗」時，他都會唸以下的咒語：「一物配一物，一物剋一物，一物治一物。 」聽起來好像在講兩人結婚後可能發生的多種不同狀況。但是波洛斯所說的物質是化學物質，他確實對化學反應有一些瞭解。牛頓認為：在古代，波洛斯之類的學者已經發現了深奧的真相，只是後來失傳了，但是分析希臘神話可以重新發掘真相，他深信希臘神話是以暗碼形式撰寫的煉金祕訣。

畫中為不知名之煉金術師，牛頓用利用此畫來寫他的書。圖／ David Lees/Corbis@NOVA

牛頓在探索煉金術時，也是採用一絲不茍的科學研究方法，做了無數細膩的實驗，寫下大量的筆記。所以這位後來寫出《原理》的作者（《原理》常被譽為科學史上最偉大作品），也花了好幾年在筆記中寫下許多類似下面的實驗觀察：

「在金星的中央鹽裡溶解揮發性的綠獅， 加以蒸餾提煉。提煉出來的靈氣是金星綠獅的血。綠獅亦即巴比倫的龍，它可以用其毒素毒死一切，但是被女神戴安娜的鴿子（亦即水星環）所祭出的安撫降服了。」

（譯註：綠獅是煉金術的術語，代表硫酸。金、銀、水銀、銅、鐵、錫、鉛分別對應太陽、月亮、水星、金星、火星、木星、土星。）

牛頓煉金手稿。圖/ R. D. Flavin @Neatorama

牛頓心底的秘密

我剛踏入科學這一行時，崇拜每一位備受大眾肯定的大師，例如牛頓和愛因斯坦之類的先哲，以及費曼之類的當代天才。對年輕的科學家來說，踏入這種大師輩出的領域可能是壓力很大的事。我剛獲得加州理工學院的教職時，也感受到那樣的壓力，感覺就像升中學的前一晚，我擔心上體育課，尤其是必須跟其他的男學生一起洗澡，和大家裸裎相見 。因為在理論物理學界，你也是在袒露自己，只不過不是裸身，而是坦露智識，而且其他人不只會旁觀，還會下評斷。

很少人談過那種不安感，或分享自己的感受，但這種現象其實很常見。每位物理學家都必須找到自己的方式去因應那種壓力。不過，想要成功因應壓力的話，就要盡可能避免擔心自己是錯的。據傳，愛迪生常提出一項建議：「想要獲得絕佳的點子，要先想出許多點子。」確實，創新者走過的死胡同比康莊大道還多，所以你老是擔心轉錯彎的話，就永遠到不了有趣的地方。因此，我真心希望當初入行時就知道牛頓想過的所有錯誤點子，以及他徒勞無功的那段歲月。

對我這種人來說，知道那些極其出色的人偶爾也會搞錯，總是讓我放心不少。知道連牛頓那種天才都可能錯得離譜，就令人格外安心。他也許想出「熱是微小粒子移動的結果」，也認為所有物質都是由微小粒子組成的，但是他覺得自己感染肺結核時，還是喝了松節油、玫瑰水、蜜蠟、橄欖油調配的偏方。（據傳那個偏方也可以治胸痛和瘋狗咬傷。）沒錯，他發明了微積分，但他也覺得耶路撒冷所羅門神殿的平面圖裡，蘊藏著世界末日的數學線索。

為什麼牛頓會偏離本行那麼遠呢？仔細探究當時的情況，會看到一個原因最顯而易見：與世隔絕。就像知識隔離導致壞科學在中世紀的阿拉伯世界裡大幅擴散一樣，同樣的情況似乎也導致牛頓逐漸走偏。不過，與世隔絕是他自願的，因為他始終沒讓任何人知道他在研究宗教和煉金術。他不想冒著遭到取笑的風險，或甚至因為開放學術討論而遭到抨擊。牛津大學的哲學家 W．H．紐頓 – 史密斯（W. H. Newton-Smith）寫道，沒有所謂的「好牛頓」和「壞牛頓」，理性和非理性的牛頓；牛頓之所以走偏了，是因為他沒把概念提出來，讓大家公開討論與質疑。「公開論壇」是「科學體系中最重要的常態之一」。

牛頓煉金手稿。圖／SRI BHAGAWAN MAHAVEER JAIN COLLEGE

牛頓不僅厭惡批評，在瘟疫肆虐期間，也不願分享他在運動物理學方面的革新研究。他擔任盧卡斯教授十五年後，那些概念依然是尚未發表的未成品。所以，一六八四年，牛頓四十一歲時，這個極其認真的前神童只留下一堆有關煉金術和宗教的混亂筆記和論文、多篇未完成的數學論文，以及依舊令人困惑不解、也不完整的運動理論。牛頓在好幾個領域裡都做了詳盡的探究，留下一些數學和物理學的概念，但那些概念就像過飽和食鹽水：濃度極高，但沒有結晶。

牛頓當時的職涯狀態就是如此，史學家韋斯福（Westfall）指出：「牛頓要是在一六八四年過世，並留下那些論文，我們會從那些論文知道這世上曾出現一個天才。不過，我們不會把他尊稱為開創現代智慧的先哲，頂多只會以簡短的段落提到他，並感嘆他無法完成未竟之志。 」

牛頓的命運沒有落入那樣的下場，並不是因為他決心完成研究內容並加以公開，而是因為一六八四年一個近乎偶然的事件改變了科學史的發展，牛頓和一位同僚的互動提供了他所需的概念和刺激。要不是因為那次偶然，科學史－－乃至全世界－－都將會截然不同，而且不是變得更好。

一個賭注，促成牛頓最偉大的科學論文

那一顆促成史上最大科學躍進的種子，是在牛頓遇到一位同僚之後萌芽的。那位同事在當年的夏末碰巧經過劍橋。

那年一月，天文學家愛德蒙．哈雷（Edmond Halley）參加了倫敦的英國皇家學會所舉行的會議，並在會中和兩位同仁討論了當時的熱門議題。英國皇家學會是致力於科學的學術團體，有很大的影響力。

數十年前，克卜勒引用丹麥貴族第谷．布拉赫（Tycho Brahe， 一五四六～一六Ｏ一年）所收集、準確性前所未見的行星資料，發現有三個定律似乎可用來描述行星的軌道。他宣稱，行星的軌道是橢圓形的，太陽是其中的一個中心點。他也找出那些軌道依循的某些規則，例如，行星繞軌道一圈的時間平方，和它距離太陽平均距離的三次方成比例。就某方面來說，他提出來的定律很簡潔優美，精簡地描述了行星在太空中的運轉。但另一方面，那只是空泛的看法，特定的說詞，並未說明為什麼軌道會依循那種定律。

愛德蒙．哈雷(Edmond Halley)。圖／wikimedia commons

哈雷和兩位同僚臆測，克卜勒的定律反映了某些更深層的意涵。尤其，他們推測，假設太陽對每顆行星的拉力大小，跟著行星和太陽的距離平方成反比（亦即所謂的「反平方定律」），克卜勒的定律依然成立。

遠端物體（例如太陽）對四面八方的施力大小跟距離平方成反比，這個道理其實可以用幾何學來主張。想像一個極大的球體，那個球體大到讓太陽看起來像其中心的一小點。球體表面的每一點到球心的距離都一樣，太陽的影響力（亦即「力場」）應該是同樣分布在球體的表面。

現在，再想像一個球體是剛剛那個球體的兩倍大。幾何定律告訴我們，球體的半徑加倍時，表面積會變成原來的四倍，所以這時太陽引力是分布在四倍的表面積上。如此可以推斷，在那個四倍大的表面積上的任一點，太陽的引力是之前那個球體的四分之一。反平方定律就是這樣運作的：離得愈遠，施力跟著距離平方成反比。

克卜勒完成了《新天文學》的手稿：他運用幾何速率法則，假定軌道是蛋形軌道，開始計算火星的整體軌道。圖／wikipedia

哈雷和同仁懷疑克卜勒定律的背後存在著反平方定律，但是他們怎麼證明呢？其中一人說他可以證明，那個人就是虎克。另一人是克里斯多佛．雷恩（Christopher Wren），如今最為人知的身分是建築師，但他也是知名的天文學家。他跟虎克打賭，要是虎克能證明出來，他就給他獎金。但虎克婉拒了，他向來以個性反骨著稱，不過他婉拒的理由令人懷疑：他說，他暫時不想揭露證明，他想讓大家先去嘗試，嘗試失敗後才會知道那個證明有多難。或許虎克真的已經解開問題了，或許他也設計出可以飛往金星的飛船了，但總之他從未揭露證明。

那場會議結束七個月後，哈雷正巧來到劍橋，他決定去探望孤僻的牛頓教授。牛頓就像虎克一樣，宣稱他也做了研究，可以證明哈雷的上述臆測。但牛頓也跟虎克一樣，其實沒有證明出來。他故意翻箱倒篋找了一下文件，就是找不到他的證明，但他承諾會好好找一下，之後再寄給哈雷。過了幾個月，哈雷沒收到任何東西，你可以想見哈雷當時作何感想。他問了兩位頗具聲望的成年人，能不能解開一個問題，其中一人說：「我知道答案，但我不要講出來！」另一人的回應彷彿是說：「狗吃掉了我的作業！」所以雷恩的獎金始終發不出去。

牛頓後來確實找到證明了，但他又仔細看了一遍，發現那個證明有誤。他並未放棄，而是著手重新研究，最後成功了。那年十一月，他寄給哈雷九頁的論文，以顯示克卜勒的三個定律其實都是「引力的反平方定律」的數學推論。他把那篇短文稱為〈論天體的軌道運動〉（De Motu Corporum in Gyrum）。

〈論天體的軌道運動〉（De Motu Corporum in Gyrum）手稿。圖／UCI

哈雷非常興奮，他看出牛頓的論證充滿了革命性，希望英國皇家學會能把它發表出來，但牛頓反對，他說：「既然我開始研究這個議題了，我想徹底探究以後再發表論文。 」由於後來牛頓投注了極大的心力，發表的成果稱得上是史上最重大的學術論著，他那句話聽起來可謂史上最輕描淡寫的回應。牛頓後來「徹底探究」的結果，是證明行星軌道的根本原理，就是可以套用在一切物體上（包括天體和地球上的物體）的運動定律和力學定律。

後續的十八個月，牛頓撇開一切雜務，專注地延伸那篇論文，把它擴增成後來的《原理》。他就像物理學機器一樣，一旦投入一項主題，就廢寢忘食，這是他從以前就養成的習慣。據說，他的貓變得很胖，因為他直接把飼料堆在牠的盤子裡。他以前的大學室友說過，他早上看到牛頓時，通常會發現他依然在昨晚的位置上努力解著同一個問題。不過，這一次，牛頓又變得更極端了，他幾乎完全不跟任何人接觸，足不出戶。偶爾幾次出門，是去大學的食堂，站著吃一兩口東西，就立刻趕回家繼續奮戰。

圖／Dan Perry@Flickr

最後牛頓關閉了煉金術實驗室，也擱下了神學探索。他還是繼續按照規定講課，但講課內容艱澀難懂，後來大家才知道原因：牛頓每堂課都是拿《原理》的草稿來授課。

本文摘自《科學大歷史：人類從走出叢林到探索宇宙， 從學會問「為什麼」到破解自然定律的心智大躍進》，漫遊者文化出版。

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• 【科科愛讀書】人類花了數百萬年學習和思考，才從那個連「科學」怎麼寫都還沒一撇的古早時代，到今天能夠運用科技超越肉身的限制，探索小粒子的無窮和大宇宙的廣袤。但是人類的璀璨成就絕非是一蹴可幾，而是建立在無數先人的跌跌撞撞之上，這過程其中也不乏許多學校沒教、卻相當有趣的故事。就讓《科學大歷史》帶你坐上時光機重回科學史萌芽的年代，來一趟精彩的發現之旅吧！

圖／emdot@Flickr

理論物理學令人醉心的一大誘惑，是你的概念有可能對人類的思維、甚至生活方式產生重大的影響。沒錯，瞭解與吸收主題，以及瞭解其技術和議題需要很多年的時間。沒錯，你想破解的許多問題最後都無法解決。沒錯，你的概念絕大部分最後證實是無稽之談，而且很多時候光是極小的貢獻就需要花上好幾個月的時間。

當然，如果你想成為理論物理學家，你的個性最好是固執又執著，而且只要一丁點小發現，一點看似神奇的數學，或是得知在你發表前只有你知道的自然祕密，就足以讓你興奮得要命。不過，這個過程中，總是存在著另一種可能：你想出或碰巧發現一個遠比自然的小祕密還要強大的概念，因此改變了同行或甚至全人類觀看宇宙的方式。愛因斯坦提出的就是那種概念，而且他是在專利局工作的一年間，接連提出了三個概念。

那三個突破性的理論中，最著名的是相對論。愛因斯坦在這方面的研究徹底改變了我們對空間和時間的概念，他證明空間和時間是密切相關的，而且空間和時間的衡量不是絕對的，而是因觀察者的狀態而定。

愛因斯坦突破性的理論中，最著名的是相對論。圖／Flickr

愛因斯坦想以相對論解決的議題，是馬克士威的電磁學理論所衍生的矛盾。根據馬克士威的理論，任何人測量光速都會得到同樣的結果，無論他們自己的速度相對於光源的速度是多少。

我們可以秉著伽利略的精神，運用簡單的「想像實驗」來瞭解為什麼上述說法與我們的日常體驗相互矛盾。想像火車迅速駛過月台時，有一個攤販正好站在月台上。那輛移動的火車上，有個乘客把一顆球（或任何物體）往前拋，攤販會覺得那顆球移動的速度比他自己以同樣勁道拋出的球還快。那是因為從攤販的觀點來看，火車上那顆球移動的速度是乘客的拋速加上火車的速度。但是根據馬克士威的理論，在移動火車上閃動的光速，不會移動得比較快，在攤販和乘客的眼中，那道光移動得一樣快。對於想把一切簡化成原理的物理學家而言，那是說不通的。

橫空出世的相對論，動搖牛頓的物理世界

區別光和物質的是什麼原理？多年來，物理學家一直在探討這個問題，最熱門的論點主張「光是透過某種尚未偵測到的介質傳播的」，但愛因斯坦抱持不同的看法。他認為，關鍵不在於光傳播的某種未知性質，而是在於我們對速度的瞭解。

由於速度是距離除以時間，愛因斯坦推論，假設光速是固定的，馬克士威的理論等於是告訴我們：距離和時間的衡量可以沒有統一的共識。愛因斯坦證明，這世上沒有通用的時鐘或通用的量尺，一切衡量端看觀察者的運動而定－—唯有如此，每個人看到的光速才會一樣。所以，每個人看到與衡量的東西只是個人的觀點罷了，不是每個人都一致認同的現實，這就是愛因斯坦狹義相對論的精髓。

相對論不需要取代牛頓的理論，而是加以修改：牛頓的運動定律必須改變，重新建構在愛因斯坦那個新的空間和時間架構上，測量的結果是取決於一個人的運動。物體和觀察者的相對移動速度比較慢時，愛因斯坦的理論基本上和牛頓理論一樣。但是移動速度接近光速時，相對論的效果就很明顯了。

由於相對論的新奇效果只在極端的情況下顯而易見，它對日常生活的重要性遠不如量子理論（量子理論說明了為什麼構成我們的原子極其穩定），但是當時沒有人知道量子的深遠影響。於此同時，相對論的出現反而像地震一樣撼動了物理學界：牛頓的世界觀已經塑造科學界兩百多年了，他的理論架構在這時出現了第一道裂痕。

牛頓理論的根據是單一客觀的現實。空間和時間形成一個固定架構，世上的活動就在那個舞台上展開。觀察者可以觀賞舞台上的演出，無論他們身在何處或如何移動，都看到同樣的表演，就像上帝從外頭觀看我們所有人那樣。相對論反駁了那種觀點，它主張不是只有一齣表演－－在日常生活中，每個人經歷的事實各不相同，端看每個人所處的地方和行動而定。愛因斯坦開始拆解牛頓的世界觀，就像伽利略開始拆解亞里斯多德的世界觀一樣。

在日常生活中，每個人經歷的事實各不相同，端看每個人所處的地方和行動而定。圖／Tuncay @ Flickr

相對論的發表，算是一場革命嗎？

愛因斯坦的研究對物理學的文化有重大的意義：他幫新生代的思想家壯大了膽子，讓他們更容易挑戰舊有的思維。例如，愛因斯坦為高中學生寫了一本談相對論的書，那本書啟發了待會兒我們會談到的維爾納．海森堡（Werner Heisenberg），促使他投入物理學界。愛因斯坦研究相對論的方法也啟發了之後會介紹的尼爾斯．波耳（Niels Bohr），讓他有勇氣想像原子依循的定律可能和日常生活的一切物體截然不同。

諷刺的是，所有吸收與瞭解愛因斯坦相對論的偉大物理學家中，愛因斯坦本人對自己的理論最不重視。在他看來，他不是在主張推翻牛頓世界觀的一大面向，他只是提出一些修正罷了—－那些修正對當時多數的實驗觀察幾乎沒有影響，但重要的是，那些修正改掉了理論邏輯架構的缺陷。而且，為了使牛頓理論和相對論相容，必要的數學改變並不難。所以，即使愛因斯坦後來覺得量子理論拆解了牛頓物理學，套用物理學家兼傳記作家亞伯拉罕．派斯（Abraham Pais）的說法，愛因斯坦「認為相對論根本不是革命」。愛因斯坦覺得，他一九○五年發表的論文中，相對論是最不重要的，另外兩篇有關原子和量子的論文比較重要。

從原子推進到量子

愛因斯坦那篇有關原子的論文是分析所謂的「布朗運動」（Brownian motion），那是一八二七年達爾文的老友羅伯．布朗發現的效應。這裡的「運動」是指微小粒子神祕又隨機的游移，例如花粉裡的微粒在水中懸浮的樣子。愛因斯坦解釋，那是超微分子從四面八方以超高頻率衝擊浮性粒子所致。雖然個別衝擊太細微，無法撼動粒子，但愛因斯坦以統計證明，粒子搖動的幅度和頻率可以用罕見的情況來解釋－－亦即在偶然的機會下，衝撞粒子某一面的超微分子遠比衝撞對面的超微分子還多，因此產生足夠的力量，推動了那個粒子。

模擬較大的塵埃粒子（黃點）受到周遭微粒不規則碰撞而產生隨機動態。圖／ Lookang @ wikimedia commons.

那篇論文發表後馬上引起轟動，連最不相信原子的奧斯特瓦爾德在讀了以後都說，他相信原子是真實的。相反的，原子的強力支持者波茲曼不知怎的從未聽過愛因斯坦的研究，也不知道那篇論文帶來的觀念改變。部分原因在於他覺得自己提出的概念始終未受重視，深感沮喪，隔年就自殺身亡了。這實在非常遺憾，因為那篇布朗運動的論文以及一九○六年愛因斯坦發表的另一篇論文，使物理學家終於相信他們看不見、摸不著的原子確實存在。而那些概念就是波茲曼從一八六○年代開始一直提倡的，只不過沒什麼成效。

往後的三十年內，採用新方程式描述原子的科學家，就能解釋化學反應的根本原理－－終於可以為道爾頓和門得列夫的概念提出解釋和證明。科學家也開始鑽研牛頓的夢想：以原子之間的作用力為基礎來瞭解物質的性質。到了一九五○年代，科學家又更進一步，以原子知識來深入瞭解生物學。在二十世紀後半葉，原子的理論開始帶來科技革命、電腦革命、資訊革命。原本一開始只是分析花粉粒子的運動，最後卻演變成塑造現代世界的工具。

不過，那些實務運用所依賴的定律，以及描述原子性質的方程式，都不是來自牛頓的古典物理學，甚至不是來自經過相對論修訂的版本。想要描述原子需要新的自然定律—－量子定律－—而愛因斯坦一九○五年發表的另一篇革命性論文就是談量子的概念。

本文摘自《科學大歷史：人類從走出叢林到探索宇宙， 從學會問「為什麼」到破解自然定律的心智大躍進》，漫遊者文化出版。

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作者/ 曾靖越
臺北市立大學視覺藝術學系助理教授，熱愛閱讀、電影、跑步與科技藝術。每天不喝咖啡就無法將大腦開機，期許自己的文字能對社會產生些許功能性。

這學期初邀請了藝術家旺廷學弟來談談錄像藝術，班上同學都大有啟發。特別是創作的核心概念，以及作品觀看的方式，大家都有如醍醐灌頂。最近他在歐洲旅行，我注意到他來到了位於荷蘭海牙的梅斯達格全景博物館（Panorama Mesdag） ，這些照片真是令人驚奇。

Panorama Mesdag. 圖／Hans Splinter @ Flickr

視覺的滿漢全餐，古人今人都震撼

全景畫（panorama）是一種廣角或環繞式的影像創作，梅斯達格全景博物館的全景畫是採 360 度環繞呈現的手法，長度超過 14 公尺，圓周長達 120 公尺，其內容描繪 1881 年席凡寧根海灘（Scheveningen）的景象，是由畫家梅斯達格（Hendrik Willem Mesdag）在其友人協助下所完成的¹。

之前閱讀格勞（Oliver Grau）的《虛擬藝術》（Virtual Art）時，曾在書中讀到許多古典壁畫，以及其讓觀者產身歷其境幻覺的沈浸策略。特別是第三章所提到的色當戰役（The Battle of Sedan）全景圖，該全景圖是為了紀念戰役週年（1883 年），所特別繪製的。還記得讀到這段文字時，一直無法體會為何該全景畫作，在當時引起大眾這麼高的興趣。直到近日我看到了 Panorama Mesdag，我才驚覺，身處在數位年代的我，都對這種細膩的大規模影像感到驚嘆，更何況是身處在「古時候」視覺媒介相對貧乏的人們。

Sedan Panorama. 圖／Berlin um 1900

過去的全景畫，基本上是構築在一間圓筒狀的建築當中。觀眾必須透過走道或階梯，達到這個建築的中心點，以圓心的位置去觀察環形的全景畫。虛擬藝術（Virtual Art）第三章中曾提到：

「觀眾經由一條通往觀賞平台的黑暗通道進入全景畫空間，在那裡，觀眾被日光，以及畫家運用繪畫所描繪出的光而構成的輝煌影像所包圍。由於缺少外部客體與繪畫之間的對比，觀看者的視線完全被全景畫所征服。」²

這黑暗的通道不禁讓人聯想，這似乎是一種儀式般的準備過程，要讓觀眾先在暗處先把瞳孔撐開，把感官放大到極限，進入到全景畫空間當中，才會產生對繪畫的一種如夢似幻的感受。而 Panorama Mesdag 更在觀眾所在的圓形平台，以及全景畫之間加入實體物件，如：沙灘、枯木、漁網、船錨等。企圖加深觀眾對於場景的沈浸感受與將幻覺極大化。

Panorama National at the Rue de Berri. 圖／art history unstuffed.com

藝術上的視覺魔法，全靠幾何數學的幫忙

格勞（Oliver Grau）將全景畫視為虛擬藝術的前身，不過全景畫相較於當代的先進虛擬實境技術，終究有其限制（廢話）。這類的作品，需要觀眾位在一個圓心當中進行欣賞，一旦超出圓心，觀眾相當有可能就遠離被創作者設定好的透視系統，此外，若是觀眾與畫布過於接近，幻象也會看起來也會有被揭穿的感覺。³

若以製作技法來看，全景畫是依據精確的透視法則，以觀眾的視點為核心進行設計，用當時先進的繪製技法，將連續影像以多種視角，配合消失點進行繪製。若與虛擬實境相較則可以發現，同樣是營造身歷其境的幻覺感受，電腦會不斷根據觀眾的位置運算新的 3D 效果透視影像，也就是配合觀眾即時切換視角，以一種「虛擬」的移動，進行空間探索。這都要歸功於電腦運算運算速度的提昇，電腦圖學的進步，當然還有硬體價格的親民化。（下面 Eglise St Victor, Nages 模型建議與 Google CardBorad 一併服用，效果更佳）

透視法是畫家為了如實描繪景色，運用幾何、數學計算所開發出來的一種「在平面表示三度空間的方法」。顯而易見的，透視法與笛卡兒座標系以及數學運算，是電腦圖學中不可或缺的重要元素。⁴而當代顯學 3D 動畫又是各種視覺媒體的重點元素，由此，我們便可得知，透視法對於幻覺的營造，功不可沒。

想投影出鬼怪？先來量身打造投影角度吧

由此我們再來談談這幾年一種熱門的創作形式：Projection Mapping（或稱光雕、對位投影、Video Mapping）⁵。Projection Mapping 可視為一種虛實整合的展現手法，強化了創作者對實體空間想像力，目前正廣泛應用於藝術領域與廣告商用領域，但像這種虛實整合的視覺作品，並不是最近才有的全新藝術形式，例如早期在 1969 年的迪士尼公園（Disney parks）鬼屋當中使用投影效果的幽靈頭顱與半身像，透過真人預錄的影片，技巧性地運用投影技術，將影像投射到水晶球與半身人像中，讓幽靈奇蹟似的來到了真實世界 。

Five singing busts, the ‘Grim Grinning Ghosts‘, singing the theme song of the ride. 圖／disneytouristblog

Projection Mapping 作品的影像製作與呈現，必須針對觀眾的視角進行設計，一般而言，若觀眾沒有在作品設計者所指定的位置觀看作品，完整的影像幻覺便會消失。我們可以從波蘭籍視覺設計師 Marcin Ignac 針對 Projection Mapping 的分析⁶，得知進行投影時運用透視法進行影像配置的原理 。

如圖 a，投影機投射方向垂直於投影面，無論觀眾怎樣觀看，影像將不會因為投影表面而產生扭曲。但是當投影機之投射角度，並沒有與投影平面垂直時，就會產生投影變形效應（Keystone Effect），如圖 b。因此，若要讓圖 b 的投影效果與圖 a 相同，就必須針對影像進行變形，以抵銷因為投影角度產生的圖形扭曲，如圖 c。

2D to 3D a.b.c 圖／MARCIN IGNAC

要進行影像變形，多半由專業的 Projection Mapping 軟體進行影像整合與配置，如 MadMapper、vvvv、Resolume Arena 等等，種類非常繁多，但原則上使用模式大同小異。

為了進行對為投影使用軟體進行影像校正（扭曲），無非就是要針對觀眾視角，重新呈現較為正確的透視感，以便產生幻覺，達到觀者的娛樂效果。下面這邊是一段教學，它介紹了如何使用 3D 軟體 Cinema 4D 進行造型製作與動態，並產出影片，接著再由 Adobe AfterEffect 進行色調與光影後製，最後再使用 Resolume Arena 軟體將影像投影到現場實體模型之上。這製作的過程，詳盡說明了 Projection Mapping 製作方式，值得一看。

經典作品背後，原理一脈相傳

本文最末，我們再來談談一個經典作品：Bot & Dolly 工作室的 “Box”⁷⁸。“Box” 贏得 SIGGRAPH 2014 Best In Show，是一件運用軟體預先模擬，並以精準的機器人動作，配合精緻動畫現場投影，所整合完成一鏡到底（鏡頭應有剪接，但攝影機位置透過機器人保持一定路徑）的對位投影作品。“Box” 以舞台魔術為基本概念，配合黑色電影風格，以陰影圖形、歐普藝術、幾何圖形、錯視、構成等數種設計元素，製作了足以讓人沈浸其中的幻覺藝術 。“Box” 作品最令人驚嘆的就是那種現場營造出來的空間感，那種具備深度的立體幻象，是透過精密的計算，透過機器人、攝影機與投影機所完成的，技術層面高超，這亦充分說明了透視法對立體視覺的重要性。

從古到今，透視法一直是營造立體視覺呈現的關鍵法則。新舊媒體其實背後有一條共同的軸線在貫串彼此，新舊其實並沒有優劣、取代的問題，反而是一種相輔相成，交互拉抬一同進化的共生模式。

本文轉自 nmlab《新舊媒體的幻覺營造：透視法》

參考資料

1. 詳見：Panorama Mesdag Den Haag Holland
2. Grau, O. (2003). The Panorama of the Battle of Sedan: Obedience through Presence Virtual Art: from illusion to immersion (pp. 97): MIT press.
3. 劉京璇. (2012). 虛擬實境藝術的繪畫視覺性. 臺北藝術大學.(pp. 83) (2012年)
4. 電腦圖學相關入門基礎可參閱：非關語言: 電腦圖學入門 
5. Projection Mapping相關資訊可參閱：Projection Mapping Centra
6. Marcin Ignac, polish artist / programmer / designer
7. BOX DEMO
8. 關於 “Box” 亦可參閱 Bot & Dolly 機械手臂 ( 拍攝科技 & 視覺 VJ )

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文／郭君逸｜數學科普 Unimath 網站作者，國立台灣師範大學數學系助理教授、魔術方塊收藏家

這是一張從高鐵網站下載的票價表。眼前除了一堆數字之外，你還注意到哪些數學呢？

圖／載自台灣高鐵

「矩陣！」

對的，你的觀察很正確。矩陣是大學線性代數這門課裡的主角，線性代數和微積分兩者並列為一窺高等數學的計算基礎，因此除了自然科學領域的學生強迫必修，甚至一些社會科學領域的學生也需要修讀，例如經濟、商管······等。聽起來或許有點恐怖，不過別緊張，撇開複雜的計算，單純矩陣表示法其實是生活中蠻常見實用的技巧，可以做為一群事物中兩兩彼此之間的關聯表格。像是上圖高鐵票價關係就是「起」「訖」點間的票價關係，還有各種比賽中選手或球隊彼此間的勝負關係。

這張圖右上半部是半價的優待票，以下討論我們只要看左下半部的全票即可。不知道讀者有沒有發現，「彰化→左營」的票價原本是 670 元，但「彰化→嘉義 250 元」加上「嘉義→左營 410 元」卻是 660 元，分開買居然可以省 10 元！？

是不是一直把票分段買，就可以越來越便宜呢？

其實並非如此！

例如「嘉義→左營」是 410 元，但改成「嘉義→台南 ＋ 台南→左營」兩段票的話，會變成 420 元，反而變貴了。

為什麼會有這種現象呢？

分段買就會便宜？錯！那不一定。圖／By Formosa Wandering @ flickr, CC BY-NC 2.0

首先我們先來研究一下高鐵的票價訂法。政府每年會先用「消費者物價總指數（GICP）」來訂定每人的基本消費率，交通部把基本消費率乘以 1.2 當作高鐵的基本費率（2016 年）的基本費率是 4.386 元／人公里。（註：詳細計算方式請參閱：交通部高速鐵路工程局常見問答集或高鐵票價調整案說明專區）

而台北到左營站的距離為 339.284 公里，所以 4.386 * 339.284 = 1488.099 元/人，四捨五入到十位，所以才變成了 1490 元。問題就出在四捨五入的部分，1488 若拆成兩段 744 的話，四捨五入都變成 740，總合就是 1480 省了 10 元。相反地，如果 534 拆成兩個 267 的話，四捨五入後就會多出 10 元。

拆票的時機

那到底要什麼時候要拆票，什麼時候不拆呢？這是個很麻煩的問題，只能夠用暴力法，把所有情況都試過，才會知道。這時手算實在太累，我們要藉助電腦的幫忙了。但「暴力法」只是個大方向，實際要如何使用「暴力」，巧妙各有不同。

此類的問題，我們通常會用「動態規劃」（Dynamic Programming），這是一種「用空間換取時間」的概念來寫程式讓電腦幫我們解決問題的方法。當然這細節並非一時一刻可以講的清楚的。不過，教電腦如何解決問題就是數學！若我們可以把生活上遇到的難題（尤其是需要重複操作的動作），跟所學結合，很多都能夠迎刃而解。

筆者利用最短路徑演算法中的「無圈戴克斯特拉演算法」（Acyclic Dijkstra’s Algorithm），經過一些改進，並利用電腦計算出所有最便宜的票要如何購買，結果如下表：

圖／UniMath 提供

此表要怎麼查呢？是這樣的，不管南下或北上，都先視為南下，例如要買嘉義到新竹的票，先視為「新竹→嘉義」，查上表得「苗, 780」這串字，代表要先拆票買「新竹→苗栗」，剩下「苗栗→嘉義」這段，再查表，得「640」，沒有國字在數字前面，表示直接買是最便宜的。因此嘉義到新竹，就可以拆成「嘉義苗栗」與「苗栗新竹」兩張票買，只有 780 元，比原票價的 790 省了 10 元。

若是「台北→左營」的話，查上表可知，買「台北、桃園、新竹、苗栗、彰化、嘉義、左營」拆成六段票，會是 1480元，也是省 10 元。但這樣買的話，可能屁股還沒坐熱，就又要起來換位置了，還蠻麻煩的。

比較實用的是自由座。我們先來看一下現在高鐵自由座票價：

圖／載自台灣高鐵

自由座全票價計算規則是把標準全票打 95 折後取比較靠近的 5 的倍數，也是類似四捨五入，其最佳的拆票表如下：

圖／UniMath 提供

上表可以看出自由座長途車票拆票的話，最多可以省到 20 元。而且坐上車後，不用換位置，可以坐到底，非常方便。自由座優惠票（半票）最佳拆票表如下，最多可以省到 25 元：

圖／UniMath 提供

至於商務艙屬於特殊服務，票價並不受交通部規範，所以它的計算方式並沒有用到「四捨五入」，而是每一段直接疊加的，所以怎麼拆票價錢都是一樣的。

至於團體票、早鳥票，實用性不高，這裡就不列出了。若讀者真的有需要，或是想檢驗自己跑出的結果，都歡迎來信跟我索取。

從上面的例子，有個很重要很重要的現象：「誤差是會疊加的！」標準全票因為用到四捨五入，所以會有誤差，最多差到 10 元，自由座把標準全票乘以 0.95 後再四捨五入，最多可以差到 20 元，自由座半票又再乘以 0.5 後再四捨五入，所以最多可以差到 25 元。若自由座半票，直接是把標準全票的原始票價乘以 0.95，再乘以 0.5，最後再做四捨五入的話，這樣誤差就小很多了。

事實上，筆者也把台鐵的票價表做了計算，下表是西部幹線山線的拆票表：
（台鐵各列車票價請參考：台鐵自強號票價查詢；台鐵票價計算方式請參考：台鐵票價試算。）

圖／UniMath 提供

因為台鐵票價是四捨五入到個位數，所以即使基隆到屏東最長的路線拆成了 13 段票，也只省了 2 元。我想應該沒有人會為了省 2 元，自找麻煩吧。

考考讀者，若所有票價計算，皆改成無條件捨去的話，那會如何呢？改成無條件進入呢？

總結

由以上幾個分享的例子（以及文末推薦的延伸閱讀），可以了解到數線、平面坐標、極坐標的制定概念，其實早就存在生活中，只是數學家將它更嚴謹地用數學語言描述出來。另外，同餘概念、最優化、微積分、演算法，這些求學過程各階段中學到的數學，也都可以運用到生活上。

大多的知識，其實都有其演進堆疊的過程，而且生活上的事物，常常也可以跟所學連結。因此，多學總是有益無害的，但通常我們的學習環境，都是只有學習，卻不常訓練學生如何去應用，「培養數感」其實就是「培養數學時常能跟生活結合的感覺」，有了「數感」就會有學習動機，有了學習動機，學生就會主動學習。

前陣子爆紅的手機遊戲 Pokémon Go，社群網站上，就可以看到各種神人分享所學與遊戲結合的結果：

• 演算法熟悉的人，就分享怎麼安排行走路線會最省時省力；
• 熟悉統計與最優化的人，就會分享如何撒花比較划算，提升抓到怪的機率；
• 學組合數學的人，可以計算所有怪獸搜集完全所需要時間的期望值、同樣的怪要轉換（transfer）誰、怪的體質與屬性的相剋分析、預估升級時間；
• 學電子的人會設計一個雷達裝置放在身上，路上遇到怪就會發出通知、利用無人裝置孵蛋；
• 駭客就會攔截遊戲訊號，取得怪的隱藏數值（IV）······等。

每個主題都不是一時一刻可以講的清楚，但看到不同背景的人，無不使用渾身解術，把所學運用到生活中，著實為我們帶來了不少正能量。

UniMath，You need Math，本期刊就是希望能培養大眾的數感而生，雖然每個人的學習背景不同，但只要能夠時時抱持著自己的知識都能用在生活上的信念，相信一定能蹦出不少的火花。

• ［數學妙用］不會測速的測速相機，郭君逸，UniMath。
• 生活中的數學：交通篇(上)，郭君逸，UniMath。
• Pokémon Go 指南：如何用數學幫助你 Catch ’em all，賴以威、陳宏賓，UniMath。

本文轉載自 UniMath，《高鐵票分段買比較便宜?》

作者簡介：郭君逸 － 國立台灣師範大學數學系助理教授、魔術方塊收藏家。
主要研究興趣為組合、圖論、演算法。近年來致力於科普的推廣，喜愛玩各種數學遊戲、益智玩具以及各類型魔術方塊。目前為世界魔方聯盟(WCA)台灣地區認證員。曾開設整個學期的魔術方塊通識課程，跑遍全台進行魔術方塊系列演講。

關於 UniMath：UniMath (You Need Math)是一個 Online 數學媒體，我們的目的是成為一個線上平台，發表數學相關的科普文章及影音，使數學用更柔軟的姿態走入群眾，提升數學素養。歡迎加入 Facebook 粉絲團知道第一手訊息！

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讓我們聊聊死亡吧！圖／好青年荼毒室提供

文／古道風

我從小就很愛吃芙蓉蛋飯。好像是在小學六年級吧，我吃着吃着，忽然想：「有一天，我會死。死了我就不能再吃芙蓉蛋飯，不能再看《寵物小精靈》，不能再坐在父親的單車上聽風在耳邊呼嘯而過……」想到就覺得很害怕，那幾晚甚至怕得睡不着覺。好在我不只在哲學方面早熟，也很早就掌握了成年人的生活技能 ── 逃避現實，最後以「也許十幾年後人類就能發明長生不老藥」、「也許我長大了就不再怕死」之類的想法，暫時掩蓋我對死亡的恐懼。

十幾年過去，可幸的是我依舊愛吃芙蓉蛋飯，可惜的是人類沒有發明甚麼長生不老藥，我依舊怕死。但不同的是，現在我大概有能力也有膽量就「死可怕嗎？」這個問題思考下去。本文嘗試從哲學角度考察一下日常生活中不少人對這個問題的看法，並約略交代我的立場，盼能引發大家進一步思考這個問題。

我們所害怕的「死」指的是甚麼？

如果我問：「死可怕嗎？」你的第一個反應是：「可怕，因為死亡往往很痛苦，無論是纏綿病榻而死，還是遇意外而亡，如遭貨車撞死，都要受或長或短、或多或少的痛苦。」那麼你可能並不怕死，你只是怕痛、怕苦而已。假定我再問：「如果你是在無意識中死去，死前沒有受任何痛苦呢？那麼你還認為死可怕嗎？」如果你仍然怕，那你就是怕死本身，我們有理由怕死本身嗎？這才是本文要討論的主題。

若死亡就像睡著一樣，生前沒有受到任何痛苦，你還會害怕嗎？圖／Max Pixel

我們有理由怕死嗎？不少人也許會答道：「沒有，因為我們只是去了另一個世界。我們的肉體雖然死了，但靈魂繼續存在。有些宗教認為合資格的靈魂最終會到天國去，有些則認為會經歷輪迴，靈魂離開死去的肉體，進入另一個身體過下一世。」

《莊子》有個寓言故事看法類似：麗姬要離開家鄉嫁到晉國去，去前她哭得衣衫都濕透了，待得到了晉國，和國王同睡一床、共享美食，麗姬才後悔自己當初哭成淚人。莊子說，也許我們就是麗姬，死後世界就是晉國。死不過是去一趟最新奇的旅行而已。

笛卡兒眼中的靈魂是獨立的存在

但是，日常語言中「靈魂」的意思並不清楚，有時我們會將之想像為卡通片中一團白色的東西，或像電視劇般，想成是跟我身體外形相似、只是比較透明的東西，但如果是這樣的話，靈魂就似乎佔有空間，甚至能在特定條件下被看見，是物理世界的事物。然而，既是物理事物，我們照理說可用科學檢測靈魂的存在，但偏偏科學家從來沒有發現過這樣的事物。這會使「靈魂說」更難講得通，因此我們不妨借用法國一位大哲學家笛卡兒（René Descartes）的理論，將「靈魂說」界定得更精準。笛卡兒的實體二元論認為，世界上有兩種實體：物質實體和心靈實體。

法國哲學家笛卡兒。圖／Wikimedia Commons

實體之所以為實體，在於它們能獨立於其他東西而存在。通過比較實體和性質，「獨立於其他東西而存在」的意思會更清楚。芙蓉蛋飯是個實體，能夠獨立於其他東西而存在，我們可以想像這個世界只有一碟芙蓉蛋飯存在，沒有任何其他東西。性質則不同，如美味是一種性質，這種性質必須「依附實體」而存在、通過為實體所擁有而存在，如「芙蓉蛋飯很美味」，就是芙蓉蛋飯這個實體擁有美味的性質，性質不能夠獨立於其他東西而存在，我們不能想像這個世界只有「美味」存在，卻沒有其他東西。因此，說世界上有物質實體和心靈實體兩種實體，這就表示物質實體能獨立於心靈實體存在，心靈實體也能獨立於物質實體存在。

物質實體和心靈實體的分別，在於前者佔據空間、有位置，後者不佔空間、沒有位置。前者如剛才舉例中的芙蓉蛋飯，又或是身體、你手上這本書等，顯然有一定體積，佔據物理空間、而且有位置，我們可以說芙蓉蛋飯在我的面前、我的身體在書店裡等等。後者指那個在思考的我，那個進行各種心靈活動如感知顏色聲音、感到喜悅哀傷、計劃寫完這篇文章後做甚麼的我、思想主體。當然我們一般認為不只我有這個思想主體，其他人都有。

實體二元論認為這些主體就像桌子一樣，也是獨立於其他東西而存在的，也就是可以獨立於身體而存在。而這些心靈實體不佔據空間、沒有位置，那個思想、感知的主體沒有所謂體積，也沒有所謂處於身體的哪一個部分。物質實體可以分割，你可以把芙蓉蛋飯分成十份，或再細分成很小很小的微粒。但你不能把那個思考的我分割。物質實體受自然律支配，如萬有引力，如果在四十樓把我的身體扔出窗外，它會高速下墜。但心靈實體則不受自然律支配，故無所謂把我的思想主體扔出窗外，那個思想主體根本不受自然律支配。

實體二元論主張，世界上有兩種實體：物質實體和心靈實體。物質實體受自然律支配，如萬有引力。而心靈實體則不受自然律支配，思想主體不受自然律支配。圖／Pixabay

結合靈魂說和笛卡兒的實體二元論，我們可以重新表達那種認為死不可怕的看法：我們毋須怕死，因為我們的身體是物質實體，會隨時間而腐朽，但我們的靈魂是心靈實體，心靈實體不朽。

沒有所謂靈魂，一切都來自大腦？

對於靈魂說，最直接的質疑當然是：

你怎樣證明靈魂的存在？

就算退一步，假設你能證明靈魂的存在，你又怎樣證明靈魂是不朽的？靈魂就算跟身體的性質有別，但那不表示它就永遠不會腐朽、永遠不會消失啊。這兩個問題已經夠難答了，但就算再退一步，撇開這兩個問題不論，靈魂說仍然有其內在的困難需要解決：身體和靈魂如此不同，它們如何互動？

我們一般認為，物質實體才能影響物質實體，例如我揮出一拳，令你的臉凹陷下去，這是沒問題的，因為我的拳頭和你的臉都是物質。然而，靈魂說卻認為，只要我那個非物質的靈魂很生氣、很想揍你，就能引起我那物質的拳頭向前揮，但這怎麼可能？非物質的靈魂怎樣影響物質的東西？其中的機制是怎樣的？靈魂說更會認為，我那物質的拳頭向前揮，不只能令你的臉凹陷，更能令你有痛的感覺，而這種感覺是心靈活動，是你的靈魂感到痛，這又怎麼可能？物質的東西又怎樣反過來影響非物質的靈魂？

靈魂說認為，只要我那個非物質的靈魂很生氣、很想揍你，就能引起我那物質的拳頭向前揮！但其中的機制是什麼呢？圖／Pixabay

事實上，對於出拳，有個簡單直接得多的解釋方法，那就是我大腦發出的神經訊號，令我出拳，生氣、想揍你、出拳的意志無非是我大腦的某些神經訊號。我的大腦和拳頭都是物質，前者對後者的影響能用物理完全解釋。另一方面，當你的臉被我擊中，你臉的神經線又會刺激大腦發出某些神經訊號，那個訊號就是痛。你的臉、大腦都是物質。前後對後者的影響也完全能用物理解釋。

與其接受會引起種種理論困難的靈魂說，接受以下的世界觀不是合理得多嗎？這個世界只有物質、能量等物理事物，沒有靈魂。

No hell below us, above us only sky.

我們種種心靈活動無非是大腦的活動。死亡就是生命的終結，人死如燈滅，意識消失、歸於無有。我是這樣看死亡的。^[1] 如果這樣理解死亡，我們有沒有理由怕死？

死亡不是意義的終點

有人認為我們仍然毋須怕死，因為生老病死是大自然的一部分，我很喜歡的作家倪匡先生就這樣認為：「世人皆怕死，甚至有『千古艱難唯一死』之句。想想，真沒道理，因為人人都一定會死，這是絕無可改變的生命鐵律……」^[2]

然而，這答案仍然未能令我滿意。某事物是大自然的一部分，不表示我們就沒有理由害怕那事物。海嘯也是大自然的一部分，但我們當然有理由害怕海嘯。而事件一定會發生，似乎也不代表我就沒理由怕那件事啊。假設你很愛一個女孩，準備跟她表白，但她一定會拒絕你。你仍然有理由怕她拒絕啊！那理由就是你想跟她在一起。甚至這種怕來得更絕望，因為如果她不一定會拒絕你，你患得患失之餘也許還心存一絲希望，但如果她肯定會拒絕，你就連這一絲希望也沒有了。死亡一定會來臨，死亡是自然現象，但這並不表示我們就沒有理由怕死。

對於死亡，還有孔子著名的看法：「未知生，焉知死？」我們連生的道理都未了解，又怎能了解死亡？「死亡是甚麼」這問題難以回答，多想反而會令我們忽略了更實際、更重要、我們更有把握解決的「生的問題」，所以孔子「敬鬼神而遠之」，所以「子不語怪力亂神」。

孔子的看法，也恕我不敢苟同。雖然我們都未死，無法以第一身權威回答「死亡是甚麼」的問題，可是隨着科學的進步、哲學的發展，我們似乎也能對這問題加以思考，甚至嘗試回答。事實上，這正是無數哲學文章以至拙文想做的事。

對於許多人來說，也許看法恰好跟孔子相反 ──「未知死，焉知生？」不弄清楚死亡是甚麼回事，他們活也活得提心吊膽、心緒不寧。有人甚至認為，如果死亡就代表永遠消失，那麼生前的一切都失去價值。如果死了就歸於無有，那生前就算吃過多少碟美味的芙蓉蛋飯、看過多少部構思精巧的電影，又有甚麼價值？在一百年之後，這些事都彷彿沒有存在過。就算你不只吃喝玩樂，而是影響歷史巨輪的風雲人物，就當你是曹操好了，「固一世之雄也，而今安在哉？」

死亡並不會讓生前種種失去價值，有如馬丁路德金（Martin Luther King）的死，為黑人平權時代的到來播下希望。圖／Wikimedia Commons

我不同意死亡會令生前種種失去價值。如果某件事情在完結前是有價值的，那麼即使它完結了，這件事仍然是有價值的。我們不是這樣理解旅行的嗎？五日四夜，你看過壯麗的山河，走過迂迴的古道，嚐過特別的味道，認識了十分投契的朋友。飛機着地的一刻，難道你就立刻覺得這一切毫無意義？難道你會向旅行社追討賠償，質問道：「我付了錢，為甚麼到頭來甚麼也沒得到？」如果看風景、賞美食是有價值的，那就算風景已經看完，美食已經吃盡，這些事情仍然是有意義的。

杜甫寫下叫人神為之奪、氣為之窒的詩歌，他早已死去，但沒有人會認為杜甫一生因此就失去價值。馬丁路德金（Martin Luther King）力爭黑人平權，1968 年慘遭暗殺，但沒有人因此會認為他的一生就失去價值。同理，我當然沒有他們偉大，但如果我努力追求過自己的理想，認真欣賞過這個世界，愛過，也被愛過，即使有一天我終會逝去，這一生仍然是充滿價值吧？死亡可以終結精彩的一生，但無法摧毀精彩的一生。

思考過後，我怕死怕得理直氣壯

我甚至認為生命的價值和死亡的可怕是一體兩面。至此，終於可以揭曉我會怎樣回答「死可怕嗎？」這問題：可怕，我有理由怕死，是因為我有理由貪生。死可怕，不是因為死會令生命失去意義，而是因為死終結了我們充滿意義的生命，死令我們再沒有可能經驗種種美好事物。死不是個狀態，死不是某種經驗，而是所有經驗的終止。

有些人怕死，是誤把死當成一個狀態、一種經驗，例如怕死後要獨個兒面對一片漆黑。但如果我上述對死亡的論述正確，即死亡就是生命的結束、意識的消失，則我們根本不會在死後獨個兒面對黑暗，因為死後我們連意識都消失了，甚至更準確地講，連我們都消失了，哪裡還能感知到一片黑暗？不只感知不了一片漆黑，也感知不了世上種種美好事物，這才是我怕死的理由。生命是我們能經驗種種美好事物的先決條件，而死亡正正是奪去了這條件。

死後我們連意識都消失了，甚至更準確地講，連我們都消失了，哪裡還能感知到一片黑暗？不只感知不了一片漆黑，也感知不了世上種種美好事物。圖／Flickr

活下去，我可以呷着馥郁的奶荼靜靜地讀一個上午小說，我可以聽着淅瀝的雨聲默默地發一個下午呆，我可以因陳奕迅的《活著多好》感慨萬千，我可以因達哥的瘋言瘋語笑得喘不過氣來，我可以跟知己無所不談，我可以與愛人相顧無言……直到死亡來臨，我的意識消失，這一切「可以」都不再可以。想到有一天這本書仍在，風仍在吹，河仍在流，但我卻歸於無有，我就打從心底裡寒出來。^[3]

如果有讀者希望讀這篇文章來安頓對死亡的恐懼，很抱歉。小時候，我怕死，現在，我有理由怕死。讓我引用波斯詩人奧瑪（Omar）的幾句詩句作結：^[4]

當你活著
就盡情歡飲
因為一旦離去
便永不重臨

注釋

• [1]當然，支持這種世界觀的理由不只這一個，正文也無法窮盡支持、反駁靈魂說的種種論證，有興趣的讀者，我推薦參考 Jaegwon Kim, Philosophy of Mind, 3rd ed. (Boulder: Westview Press, 2011), Chapter2. 這裡只能交代我的立場和部分理由。上文陳構和反駁靈魂說時也參考了此書。
• [2]倪匡，《倪匡說三道四（3）示愛》（香港：明窗出版社），188。
• [3]這個立場會惹來一些質疑， 哲學家Thomas Nagel 曾加以回應， 有興趣可參考 Thomas Nagel, Mortal Questions (Cambridge: Cambridge University Press, 2013), 1-10.
• [4]奧瑪．開儼著 、孟祥森譯，《魯拜集》（台北：遠景出版事業公司，1990），77。我略改其標點分段。
  

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本文轉載自《好青年哲學讀本》，由好青年荼毒室（哲學部）所著

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分享新聞前請先仔細想想。圖／wikimedia commons.

從去年（2016）的美國總統大選之後，美國社會開始強烈關注「假新聞」這項議題。不過台灣的大家似乎更早就遭受假新聞的荼毒，算是走在世界潮流的前沿吧？（該覺得驕傲嗎這……）不過，大家在什麼情況下會去執行「事實查核」（fact checking）呢？應該是在對新聞內容感到有所懷疑的時候吧。但是啊，研究發現，當我們知道有其他人也在讀這些可疑的新聞時，進行事實查核的可能性就會降低。

別人也在看？有夥伴我們就不在乎真假

這個研究發表在《美國國家科學院院刊》，研究者以一系列八個實驗來告訴大家一件事——人們一旦覺察到其他讀者的存在，進行事實查核的意願便會降低。不過只要提醒人們回想自己的責任與義務，便有機會抵消這個負面效果！

主要的實驗流程是這樣的：實驗參與者必須登入某新聞網站並在上面閱讀三十多個新聞標題，但這些標題有真有假，參與者的工作便是決定哪些標題是真的哪些標題是假的。每答對一題得一分，但若答錯一題也會被扣一分，最終的分數會被換算成金錢，發放給參與者。選項有三個，除了「真」和「假」之外，還有「事實查核」這第三個選項。如果參與者在某一題選了「事實查核」這個選項，那他就可以在實驗結束時得知這一題的正確答案。

假新聞充斥的現在，大家在什麼情況下才願意執行「事實查證」呢？圖／Pixabay

參與者被分成兩組，其中一組人在登入新聞網站後，會見到自己的名字顯示在網頁角落，在此將這組稱之為「單獨」組。另一組人在登入後，除了自己的名字外，還會看到另外 102 個其他在線使用者的名字，稱之為「群體」組。就這樣，這個操弄很簡單吧？但是這樣竟然對參與者選擇〔事實查核〕的意願產生了影響。不管在哪個實驗中，「群體」組的參與者選擇「事實查核」的比例都比「單獨」組還要低。而且不管選擇「事實查核」可以加分或會被扣分，結果都是一樣的。

只要小小提醒，我們便會提高警覺

接下來的實驗更神奇了。研究者把原本的「新聞網站」改成「Facebook」，也就是讓參與者在Facebook的介面上讀這些新聞標題並判斷真偽。結果當介面換成 Facebook 這種社交網站之後，「單獨」組選擇「事實查核」的比例竟然降得跟「群體」組一樣低。是不是因為 Facebook 這種社交網站，不管怎樣都會給人「總是會有誰也在看吧」的感覺呢？

我們總覺得社群網站上一定也有別人在看，因此對真相的要求又更低了。圖／Pixabay

中間還有好幾個實驗，這邊先略過不談，不過我想提一下最後一個實驗。因為研究者發現，一般而言警覺性（vigilance）比較高的人，似乎比較不容易因為身處群體中就疏於事實查核。

是以在最後一個實驗中，研究者想知道人們的警覺，是不是造成「群體」組事實查核比例較低的原因之一，於是便要求參與者在開始讀新聞之前，先回想自己過去和現在的職責、義務與責任（duties, obligations, and responsibilities）。這麼一做，果然讓「群體」組選擇「事實查核」的比例增加到跟「單獨」組一樣高！

社群網站上看新聞的時候要特別提高警覺喔！圖／Pixabay

所以囉，大家以後記得提醒自己，在社群網站上看新聞的時候要特別提高警覺，想清楚、再決定要不要按讚分享喔！

參考文獻

• Jun, Y., Meng, R., & Johar, G. V. (2017). Perceived social presence reduces fact-checking. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(23), 5976–5981.

本文轉載自哇賽心理學《等等，你確定這不是假新聞嗎？》

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• 作者 / 彭媺涵
  復健科職能治療師ｘIFA英國國際芳療師ｘVodder整合退腫治療師，同時也是編輯控兼選字控，尤其是對含有精油、水腫、淋巴等關鍵字的文章更加嚴重。臨床工作外也提供芳香療法、淋巴引流、個人化退腫的接案服務，久之發現要傳達的事情太多了，不如寫寫文章貼一貼比較快，於是也開始經營臉書粉絲頁「治療師解密－職能治療・淋巴引流・芳香療法」與部落格
  

名人離癌逝世的新聞，在近年雖然已不少見，但卻是越來越具戲劇性了。

例如今年三月，知名女藝人控訴廠商誘買蓮花產品致妹妹乳癌惡化，起初廠商表示並未向買方宣稱產品有治癌療效，極力推卸披著治療外衣的行銷話術，但透過指證、對話記錄、交易明細等資訊，終於在事件二個月後，依詐欺罪嫌起訴經銷商。五月中，另一位演藝圈重量級名人因大腸癌離世後一週，更有放射腫瘤科醫師與直腸癌患者家屬聯合指出，患者在罹癌期間聽從著名抗癌醫師的主張而拒絕開刀，並以數百萬購入天仙液與電解水，最終卻仍不敵腫瘤復發，並留下一張腫瘤竄出直腸的駭人近照！在醫界與病友齊聲撻伐之下，這名抗癌醫師受到衛福部重罰，台中市衛生局也即將將之移送醫師公會懲戒。

癌症患者對於治癒抱持著殷切盼望，這樣的需求打開了眾多商機，卻同時引出眾多似是而非的論點，例如早在數年前有精油業者宣稱喝乳香精油能抗癌，究竟是真的嗎？

精油的崛起，其實就是為了醫療

芳香療法的起源與醫藥是相當密切的：在 1910 年代，法國化學家蓋特佛賽（René-Maurice Gattefossé）在實驗室的爆炸意外中灼傷手臂，他取薰衣草精油外用於手臂壞疽上，發現壞疽不但停止惡化，傷口也幾乎沒有留疤，效果出乎意料的好。

蓋特佛賽受到薰衣草精油啟發，開始投入研究精油的臨床實效，直到 1937 年，蓋特佛賽出版世界第一本芳香療法專書《Aromathérapie》，創造了「芳香療法（Aromatherapy）」這個新興名詞，他也被尊稱為「芳香療法之父」。當醫學芳療觀念開始萌芽，法國、甚至歐洲地區，開始有醫師與藥師投入其中，自此至今，有越來越多的醫護人士進而學習芳香療法、或是精油的運用。

精油並非僅有「香」、「美」、「舒壓」，它更在醫學史中樹立一道里程碑。圖／まぽ @ www.photo-ac.com

最知名的例子，就是第二次世界大戰時期、也就是蓋特佛賽在世界上首次提出芳香療法的不久後，法國軍醫瓦涅（Dr. Jean Valnet）參考了蓋特佛賽的芳療經驗，將精油應用在戰場上的大量傷患，在當時發揮了極大助益。1978 年，保羅貝雷許醫師（Dr. Paul Belaiche）的著作《草藥與芳香療法（Traité de phytothérapie et d’aromathérapie）》記錄了四十多種精油對抗常見感染症病原體的功效，而後續在 1990 年代，潘威爾醫師（Dr. Daniel Pénoël）與皮耶爾法蘭貢博士（Dr. Pierre Franchomme）更結合了蓋特佛賽、瓦涅、保羅貝雷許等人的科學芳療理念，以化學基礎解析精油結構與作用，完成一本藥用芳療教科書《精確芳療學（L’aromatherapie exactement）》。

現在學術圈也已有許多芳香療法相關研究、與精油相關的研究更高達百萬篇，可見芳香療法背負著人們的醫療期待，例如癌症醫療便是熱烈討論的議題。

乳香有極重要的歷史意涵

西元前 1500 年，埃伯斯沙草紙（Ebers Papyrus）即記載著古埃及祭司如何運用乳香樹脂治病，包括痲瘋、蛇咬、腹瀉、或是一般創傷，它亦被使用在木乃伊的防腐工程中；乳香也是祭祀儀式中不可或缺的素材，燃燒後的白煙除了象徵意念上達天聽，吸聞後的放鬆感也讓古埃及人認為是與神明有心靈連結 ；在耶穌基督誕生之時，據傳東方三博士也以乳香作為贈禮之一，象徵尊耶穌為神；種種歷史，說明了乳香在醫學、宗教、以及文化上的獨特地位。

在十九世紀出土的埃伯斯沙草紙，是最古老、最完整的古埃及醫學文獻。 圖／PEbers_c41.jpg: , CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

在東西方醫學中，乳香相當具有醫藥價值，本身既屬於中草藥，乳香萃取物也是西醫製藥成分之一；近年來，學術界已有數篇關於乳香精油和癌症的研究，然而它們彼此的研究主題各自獨立，並無法完整定論口服乳香精油到底是否有效抗癌，但在抽絲剝繭之下，可以發現 Dr. Mahmoud Suhail 與 Dr. Robert Pappas 這兩方的研究立場，是最能彼此呼應的。

乳香到底厲害在哪裡？

首先在 2011 年，具有輔助療法專長的伊拉克籍醫師 Dr. Mahmoud Suhail 與美國奧克拉荷馬大學醫學院合作，共同發表一篇「乳香精油（Boswellia sacra）可誘發特定腫瘤細胞凋亡機制，並能抑制培養的人類乳癌細胞球體的蔓延」的研究。研究準備了四種人類乳癌細胞的培養株，各種細胞分別施予由攝氏 78 度與 100 度蒸餾而成、並稀釋過後的乳香精油；研究表示乳香精油能夠促使細胞凋亡（Atoptosis）、減少細胞網路（Network）形成、抑制多細胞腫瘤球體的生長。

乳香精油，即是將乳香樹脂透過蒸氣蒸餾法萃取而成。 圖／xbqs42 @ pixabay.com

Dr. Suhail 接著在 2012 年也繼續與美國奧克拉荷馬大學醫學院，共同發表「由乳香樹脂（Boswellia sacra gum resin）蒸餾製備之乳香精油誘發人類胰臟癌細胞在培養品與異種移植鼠體內的死亡」的研究。這次團隊將人類的胰臟癌細胞移植到實驗鼠體內後，多次注射乳香精油並觀察變化，雖然老鼠接受精油注射後，體內癌細胞在體積與重量上都產生了數據變化，但在統計上並未達到顯著意義。

以上兩則研究採用的乳香精油，皆是透過分段萃取、或分批萃取而得到的樣本，隨後實驗者將這些乳香精油樣本同步做實驗，並比較精油成分與實驗成效之間的關係；而就以上兩則研究的實驗結果而言，每個精油樣本各自的癌細胞抑制能力強弱，正好與該樣本中乳香酸含量多寡而有所呼應，例如高溫萃取的精油含有比較多的乳香酸，而高溫萃取的精油樣本，對癌細胞培養株的實驗結果，也確實表現出較強的細胞毒性（Cytotoxicity）；對此，Dr Suhail 也在兩篇研究中列舉數篇以乳香酸進行細胞實驗的論文，進一步支持自己的論證。

乳香酸真的能代表乳香精油的抗癌價值嗎？

當 Dr. Suhail 提起乳香酸含量的話題，正好化學博士 Dr. Robert Pappas 在同一年冬天也發表論文，指出「抗癌活性成分乳香酸，僅存在於樹脂中，乳香精油內並不含乳香酸」；Dr. Pappas 說明乳香酸的分子結構具有約三十個碳，屬於三萜類（Triterpenoid）化合物，分子量高達 456.7 的它並不具揮發性，也就是說：透過蒸氣蒸餾法取得的乳香精油，是不可能含有乳香酸的！

β – 乳香酸的 3D 結構模型中，黑色球體代表碳原子的位置。 圖／Itineranttrader – Own work, Public Domain, wikimedia commons.

以蒸氣蒸餾法萃取的精油成分而言，通常架構上不會大過於二十個碳，也就是幾乎很少在精油中會出現雙萜類（Diterpenoid）化合物，即便不是雙萜類化合物，也不會出現分子量超過 300 的成分，即便有的話，在精油裡頭的含量也相當稀少。

Dr. Pappas 更公開地對讀者宣告，不論乳香酸的療癒價值有多高，如果有人拿著成分分析報告，宣稱自家蒸餾的乳香精油含有高濃度的乳香酸這種三萜類化合物，那麼就能推論：第一，該樣本並非真的經過蒸餾萃取，第二，該樣本可能被人工摻混了其他來源的乳香酸！

能夠抗癌的，到底是乳香精油，還是其中的乳香酸？

不到半年後，這次 Dr. Suhail 針對乳香精油內的化學成分組成，在 2013 年發表了「以水蒸餾法萃取乳香樹脂內的抗癌生物活性化合物」，認為乳香精油活化基因序列，使得能抑制人體不同組織癌細胞的生長、並誘發其細胞凋亡，除了乳香精油裡面的乳香酸之外，其他許多種高分子量化合物也能夠抗腫瘤細胞增生、誘導腫瘤細胞凋亡。

他更指出，包括乳香酸在內的高分子量化合物，是可以透過蒸餾技術來控制含量的，他比較不同溫度與蒸餾時間獲得的乳香精油，發現透過高溫且短程的蒸餾法取得的乳香精油，保留更高濃度的乳香酸。

然而，Dr. Suhail 一改先前對乳香酸的重視，在文中表示乳香精油中所含的其他成分——甚至比乳香酸還更微量的成分，也同樣能對抗培養的人體癌細胞，像是綠珊瑚酸（tirucallic acid）能夠誘發人類攝護腺癌細胞的死亡；乳香精油本身錯綜複雜的化學組成，就能使許多分子之間夠彼此協同地抗癌，甚至他更話鋒一轉，直指乳香純露（Hydrosol）有高達 15.5% 的乳香酸含量，卻不會為腫瘤帶來細胞毒性！

如此一來，不論是宏觀的乳香精油、或是微觀的乳香酸，似乎都有各自的抗癌能力所在呢！究竟人們要如何追求乳香的療癒價值才好呢？

其他研究，至今如何看待乳香精油與癌症？

直到 2016 年，著名的國際芳療教育者 Robert Tisserand 整合了當時所有關於乳香精油治癌的論文，他認為所謂的「癌症」並不能一言以蔽之，因為癌症也有部位、形態、時程上的區別，這也是為什麼每位癌症患者的治療方針都不盡相同。

扣除 Dr. Suhail 與 Dr. Pappas 的研究、以及非精油相關的主題後，另有上述六篇以「Frankincense（乳香）」與「Cancer（癌症）」作為標題關鍵字、並在 2016 年前發表的研究文獻。

現行的研究，幾乎都是採人體外實驗（In vitro）來進行，也就是說，精油不過就是殺死了在培養皿中的癌細胞而已，如此並不能完全等於精油能殺死人體內的癌細胞，也就不能定論精油能夠「治療癌症」 ，如果要透過臨床證實，還需要非常多的心力、時間、還有更多的活體實驗（In vivo）與臨床實驗才能定論。

Robert Tisserand 更去搜集了其他精油的抗癌研究，大蒜精油抗癌的研究文獻竟多達 14 篇；相反的，若是從乳香精油中的其他成分來看，單就 α-蒎烯（α-Pinene）就有五篇抗腫瘤的研究；若從大蒜精油其中兩大精油成分去統計——二基丙烯硫化物（Diallyl sulfide）和二基丙烯二硫化物（Diallyl disulfide），那麼就有高達兩百多篇的研究成果了！

雖然 Robert 補充，二基丙烯硫化物（Diallyl sulfide）和二基丙烯二硫化物）比 α-蒎烯的抗癌能力強，但它們的抗癌力，仍缺乏任何臨床研究支持！

學者們一路合力累積的研究成果，難道還無法成為臨床上的實質效益，僅僅只是鏡花水月？

一雙無形的手，在幕後主導這些研究？

其實回頭細看 Dr. Suhail 所發表的三篇文章，會發現有一位 Gary Young 先生皆列名為共同作者。早在這些論文發表之前， Dr. Suhail 從 2009 年起就在阿曼的農場暨研究中心——Dhofar Frankincense Research Plant 擔任研究顧問，而這間研究中心，也將乳香精油供應給 Gary Young 所經營的精油公司，而且論文內也載明——本次實驗所使用的，就是由該研究中心所提供的乳香精油。

質疑精油內乳香酸含量的 Dr. Pappas 也曾經與 Gary Young 有過一段機緣！他曾因精油化學成份分析的專長，受 Gary Young 聘請進行該公司精油的成分檢驗，然而 Dr. Pappas 與 Gary Young 在檢驗成果的分析上沒有共識， 雙方最終不歡而散。

即使 Dr. Pappas 已無再經手 Gary Young 的公司事務，他仍在 2016 年持續透過自己的研究機構重申：乳香酸並不溶解於乳香精油，即使精油內含有成分，也是相當微量至可忽略的，而並非民眾們所期待的高濃度，還半開玩笑地說，如果你喜歡乳香酸，不如就上網搜尋哪裡買得到乳香酸吧！

到頭來，兜了這麼一圈，莫非這一切只是商業操作下的產物嗎？

「先求不傷身體、再求效果」，聽聽芳療師的擔憂吧！

芳香療法這一門輔助療法，是有完整的訓練與考覈制度的，在琳琅滿目的國際芳療派系中，也有嚴謹的芳療體系是將解剖生理學與其它基礎醫學列為課程，並單獨設立該門考科，並要求學員需要經過足量人次的實習服務，通過考覈後，才可取得官方單位核發的證書及會員編號。

能夠出示資格的芳療師，可以有依據地提供民眾們貼身的諮詢與建議，民眾也能從芳療師所出具的訓練時數與內容了解對方的專業程度。 圖／acworks @ www.photo-ac.com

在二十世紀芳療起源之初，精油最常見的用法是（稀釋後）塗抹在身上、或是透過嗅聞使用，一直以來，在全球英系、澳系、德系⋯⋯等等各大芳療學派中，雖然各家的精油濃度規範不同，但這兩種用法，基本上是被認為是安全且適合長期使用的。

精油本身為濃縮物質，每一滴精油蘊含諸多種類的分子，每一分子又依其結構與化學性質的不同，而對於人體各種組織器官有不同的親和性，造就每種精油各自不同的專長。若直接口服，可能會由於直接接觸黏膜而造成灼傷，接著精油也將會透過循環系統正常地運行全身，而肝腎即無可避免地必須要負擔大量的代謝工作。

一般受過認證訓練的芳療師，基於對人體與精油交互反映的理解，並不會主動向使用者推薦有諸多考量的口服用法，例如英系芳療訓練就是完全禁止口服的！

口服精油觀念，已經慢慢歪樓了

其實口服在芳療歷史上並不稀奇，例如深受精油成效所鼓舞的瓦涅醫師，也自此積極地探究精油的潛力，最後集結為一本芳療經典《The Practice of Aromatherepy》，並在此書中介紹如何口服；具備自然療法、中醫、藥草學專長的法蘭貢博士，也在自己的著作中多次提及口服精油。

如此的法式芳香療法，最初是預期精油能攻擊病原體來抑制感染症，並要求需由接受過臨床芳療訓練的醫師施行，至今歐洲也有醫師接受芳療訓練，並將之應用在臨床上；這種「以醫療目的口服精油」即被視為是「法系芳療（French aromatherapy）」的一大特色。

口服行徑看似大膽，但過程皆受到專業芳療人士的監督，評估範圍包括對象的年齡、健康狀態、使用目的、有無並行其他療程等等因素，慎選精油種類後，以精算後的準確劑量（單位通常為毫克）將精油放入具有載體（如植物油或明膠）的膠囊，以不刺激消化道黏膜的方式吞服，最後也會訂定明確的次數或頻率，確保小心使用，而不是以養生保健為由，無限上綱地每日大量口服。

然而不曉得是從何時開始，有人提倡將精油滴在水中拌勻後飲用，也有精油狂熱者直接滴在舌下含服，認為這樣能夠讓精油以更快的速度在人體內發生效用，更有人出版精油烹飪書了呢！市面上也有精油銷售商用「我的精油可以喝」來營造良好的精油品質印象，或是私人傳授口服方法作為行銷手段，如此是與原先口服精油的用意相距甚遠了。

口服精油的意思絕對不是直接拿精油來喝！飲水中必須要加入分散劑（如糖漿或蜂蜜），舌下含服前也必須要與油相載體混合。最精確的口服方式是使用膠囊。 圖／がらくった @ www.photo-ac.com

不口服、低用量，不代表就能輕忽安全守則

前文所提到的 Robert Tisserand 不只是芳療教育者，他擁有四十年以上芳療產品研發與製作經驗，追蹤所有醫界、草藥界、藥理學界的精油研究文章，整合科學數據，致力於推廣精油安全，更在 2013 年寫了一本芳療圈的精油安全聖經——《精油安全：給醫護健康專業人士的指引（Essential Oil Safety: A Guide for Health Care Professionals）》。

Robert Tisserand 在該書指出：長期不當使用精油，可能會有慢性毒性（Chronic Toxicity）的隱憂！在進行精油的毒性測試時，儘管產品取得的是低於急性毒性（Acute toxicity）的劑量，但長期慢性的使用，即等於有「累積」的風險，因為這些外來物會持續地被血液與組織吸收，或是依附在蛋白質上，可能造成酵素的崩解或功能失調。

無獨有偶，隨著此書在 2015 年再度改版，正好出現了一位口服精油造成全身過敏近乎致死的案例；一位女性曾經多年使用不經稀釋的純精油，直接擦皮膚與口服，雖然一直都沒有出現異狀，但在停用精油數年後，她因腹部不適而擦了以椰子油稀釋過後的微量精油，想不到全身泛起嚴重紅疹，脈搏快而微弱、血壓降低、暈眩、呼吸困難、五官泛腫。

「少即是多（Less is More）」，是專業芳療師的用油心法。 圖／ APS @ photo-ac.com

說了這麼多，到底「喝」乳香精油能不能抗癌？

很遺憾，我們還無法回答這個問題，因為以上提到的論文，完全沒有透過口服做研究！任何學術研究成果，都不應直接視為醫療意見。先不論喝不喝乳香精油，您在喝之前，有沒有想過喝這件事有什麼意義呢？

．真的抗癌嗎？
沒有足夠證據。因為每則研究是僅針對單一癌症議題做個別實驗，所以沒有被提及的癌症，目前應保持否定的態度；而若是膀胱癌、胰臟癌等等已被研究所觸及的癌症種類，您必須要思考——你對於「抗癌」的定義是什麼，如果您認為「可以殺死培養皿裡面的癌細胞」就等於「抗癌」，那麼恭喜您，您應該找到了理想中的抗癌神器了。

．對人體真的有幫助嗎？
不知道，因為目前頂多是取人類的細胞做體外實驗，還沒有進行人體實驗，而且未來若進行人體實驗，也必須要以喝精油的方式做為實驗方法，否則也不方便把其他實驗方式得到的結果，比照為口服精油的預期效果。

．搞不好是真的有效啊！
或許吧！但就目前所知道的資訊，你可能要找文章所使用的精油，然後「把精油滴在有自己癌細胞的培養皿裡面」，如果沒有培養皿，那麼可能要「直接開膛剖肚、然後把精油注射或滴在患灶上」，這樣的做法想必是比口服精油還要貼近實驗情境，更能期待效果出現（喂）。

．那為什麼我看到某癌症患者喝了乳香精油就有效？
或許您真的看到了一個成功的例子，但是樣本數並不多，無法成為有力舉證，而且您有去確認這位患者是完全沒有接受過其他治療、僅有口服乳香精油嗎？

精油商品在坊間四處可見，但消費者的安全意識並未隨著商品而普及。 圖／mitchf1 @ pixabay.com

癌症、精油、人體，都是獨一無二的存在

回歸到癌症醫療本身，其實在國家衛生研究院所編製的各類癌症治療共識手冊中，已經針對定義、診斷標準、治療計劃等等所有醫療環節，統整出原則性之癌症醫療建議；同時也明文指出每位患者病情的變異性，因此鼓勵醫師、患者、家屬共同溝通個人化治療方案。

當然，每個人能夠在接受常規治療的同時，依照自身需求選擇使用精油——未必要採用口服途徑，例如用「擴香」來改善空氣品質，用「嗅聞」讓自己感覺更舒服，就是簡便又安全的芳療方法。或者，既然患者已從事常規治療，那麼在意義上，還有必要額外採用輔助療法嗎？

現今的正統醫療與輔助療法發展極廣，民眾相當容易接觸到癌症養生建議，在資訊未明的狀況下，請務必謹慎為上，尤其是輔助療法的個人差異性較高，在研究上較難呈現出實驗的再現性，請要謹慎分析訊息的驗證強度與臨床有效性，莫將特例當作是通例、或僅將單一一篇實驗成果做為依據，會是更客觀的考量。

在任何疾病面前，您並非是無能為力的角色，患者本身都有權選擇自己想要的醫治方法，只要回歸到自己的身心靈需求，踏實且自信地面對處置計劃，都將擁有痊癒的潛能！

參考資料

1. Suhail MM, Wu W, Cao A, Mondalek FG, Fung KM, Shih PT, Fang YT, Woolley C, Young G, Lin HK: Boswellia sacra essential oil induces tumor cell-specific apoptosis and suppresses tumor aggressiveness in cultured human breast cancer cells. BMC Complement Altern Med. 2011, 11: 129-10.1186/1472-6882-11-129
2. Ni, X., Suhail, M., Yang, Q., Cao, A., Fung, K.M., Postier, R.G., Woolley, C., Young, G., Zhang, J., Lin H.K. (2012). Frankincense essential oil prepared from hydrodistillation of Boswellia sacra gum resins induces human pancreatic cancer cell death in cultures and in a. BMC Complementary and Alternative Medicine, 12, 253
3. Pappas R. (2012). Frankincense Oil and Boswellic Acid. International Journal of Professional Holistic Aromatherapy. 2012, 4 (1-3), from ( https://ijpha.wordpress.com/2014/03/13/frankincense-oil-and-boswellic-acid/ )
4. Fung, K., Suhail, M., & McClendon, B., Woolley, C., Young, D.G., Lin H.K. (2013). Management of basal cell carcinoma of the skin using frankincense (Boswellia sacra) essential oil: a case report. researchgate.net, 1(2), 1–5.
5. Tisserand R, Frankincense Oil & Cancer in Perspective, http://tisserandinstitute.org/frankincense-oil-and-cancer-in-perspective/

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史特拉迪瓦里琴（Stradivarius）。圖 / Wikimedia

聽過史特拉迪瓦里琴（Stradivarius）或瓜奈里琴（Guaneri Del Gesùs）嗎？史特拉迪瓦里琴和瓜奈里琴分別是在17－18世紀由義大利的史特拉迪瓦里家族和瓜奈里家族所製造出來的弦樂器。這些樂器被視為是弦樂器之最，尤其是安東尼奧·史特拉第瓦里（Antonio Stradivari）和朱塞佩·瓜爾內里（Giuseppe Guarneri）的作品更是當中最頂級的。由於作工精良並出自大師之手，再加上一直以來音樂界普遍相信這些樂器的表現出眾、無琴能敵，所以它們大多價格不菲，最昂貴的前幾名的拍賣價甚至高達幾百萬美金。

瓜奈里琴（Guaneri Del Gesùs）被視為弦樂器之最。圖／wikipedia

不少研究都嘗試分析這些名貴又古老的義大利樂器的材質、製成方法或材質的化學成分，試圖解析成就這些名琴出色表現的要素。例如台大化學系戴桓青教授的研究團隊發現名琴在製作過程中曾使用了特殊的處理方法、美國研究者也發現名琴所使用的木材生長於小冰河時期使得其材質和其他木材殊異…。不過，這些研究都未曾問過一個問題：聽眾或演奏者真的聽得出名琴和現代琴的不同嗎？更進一步來說，「名貴古琴的音色較佳」、「名貴古琴能將聲音傳送至較遠的距離」、「現代琴不可能產生那種琴音」…等等這類說法，真的有根據嗎？

2012、2014、2017年一系列三個發表在〈美國國家科學院院刊〉的研究指出，不管是專業的演奏者或是具專業背景的聽眾，都無法區分名貴的義大利古琴和製作精良的新琴。

在這一系列研究中，所有的實驗都是在雙盲的情況下進行的－演奏者不知道自己正在使用的是哪一種琴、把琴遞給演奏者的實驗人員也不知道、當然觀眾席上的聽眾也不知道。

在2012年的實驗之中，演奏者在使用三把名貴古琴和三把新琴演奏之後，給予這些琴評分。結果所有的琴之中得分最高的是一把新琴，得分最低的是一把史特拉迪瓦里琴。而且這些人根本分不出哪些琴是名貴古琴、哪些是幾天前才做好或只有20歲的新琴。

該研究讓名琴的地位產生了一絲絲的動搖，不過，還是有人認為這個研究不具代表性。理由包括在小房間裡測試不代表什麼應該要在大的音樂廳裡測試、演奏家跟琴相處的時間不夠長。

於是在2014年的實驗中，參與者獲得了在音樂廳裡演奏的機會，試琴的時間也延長了。這回參與實驗的人都是曾經獲得國際大獎的小提琴獨奏家。研究人員給這些小提琴家12把琴（六把新琴六把古琴）和兩次的拉琴機會（一次在小房間，一次在300人座的音樂廳，每次各75分鐘），讓他們從中挑選出他們會想拿來用在下次演奏會的一把。結果十人之中有六人選了新琴，而且他們對於新琴在諸多方面的評價都高於他們給名貴古琴的評價。

即使是演奏者也分不出哪些琴是名貴古琴、哪些是幾天前才做好或只有20歲的新琴。圖／Pixabay

只不過，依然有部分名琴的擁蠆認為，這個研究的重點放錯地方了。他們說，名琴的厲害之處在於它可以把聲音傳播到很遠的地方，即使是坐在大型演奏廳後排的聽眾也能把演奏聲聽得一清二楚。換作是現代新琴，肯定辦不到。

所以2017年的實驗的重點便是測量這些琴能不能把聲音傳送至遠距離外。該實驗請了幾位國際知名的小提琴家在演奏廳中使用新琴和名貴古琴演奏，讓聽眾針對每一把小提琴的聲音投射(projection)（能不能把聲音傳送到遠距離外）還有喜好程度評分。聽眾都是專業人士，包括音樂家、小提琴製作師傅、和聲學家。結果不論是小提琴獨奏的情況下，或是小提琴和交響樂團一同演奏的情況下，聽眾們都認為新琴的聲音投射優於古琴，他們也比較偏好新琴。

不論是小提琴獨奏的情況下，或是小提琴和交響樂團一同演奏的情況下，聽眾們都認為新琴的聲音投射優於古琴，他們也比較偏好新琴。圖／Pixabay

所以啊，研究者在論文結尾寫道：「要嘛就是現代的製琴技術已經大幅進步到可以與黃金年代媲美的程度，所以大家才區分不出現代的新琴和這些名貴古琴；要嘛就是史特拉迪瓦里琴或瓜奈里琴作為樂器本身的品質其實從來就沒有傳說中所認為的那麼遙不可及。」。

參考文獻

Fritz, C., Curtin, J., Poitevineau, J., Morrel-Samuels, P., & Tao, F.-C. (2012). Player preferences among new and old violins. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(3), 760–763.

Fritz, C., Curtin, J., Poitevineau, J., Borsarello, H., Wollman, I., Tao, F.-C., & Ghasarossian, T. (2014). Soloist evaluations of six Old Italian and six new violins. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(20), 7224–7229.

Fritz, C., Curtin, J., Poitevineau, J., & Tao, F.-C. (2017). Listener evaluations of new and Old Italian violins. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(21), 5395–5400.

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• 作者 / Wen-Jing Lin
  前職能治療師。現為認知神經科學博士。 興趣是閱讀科學文獻。 認為散播知識是科學家回饋社會的方法之一。

分享新聞前請先仔細想想。圖／wikimedia commons.

從去年（2016）的美國總統大選之後，美國社會開始強烈關注「假新聞」這項議題。不過台灣的大家似乎更早就遭受假新聞的荼毒，算是走在世界潮流的前沿吧？（該覺得驕傲嗎這……）不過，大家在什麼情況下會去執行「事實查核」（fact checking）呢？應該是在對新聞內容感到有所懷疑的時候吧。但是啊，研究發現，當我們知道有其他人也在讀這些可疑的新聞時，進行事實查核的可能性就會降低。

別人也在看？有夥伴我們就不在乎真假

這個研究發表在《美國國家科學院院刊》，研究者以一系列八個實驗來告訴大家一件事——人們一旦覺察到其他讀者的存在，進行事實查核的意願便會降低。不過只要提醒人們回想自己的責任與義務，便有機會抵消這個負面效果！

主要的實驗流程是這樣的：實驗參與者必須登入某新聞網站並在上面閱讀三十多個新聞標題，但這些標題有真有假，參與者的工作便是決定哪些標題是真的哪些標題是假的。每答對一題得一分，但若答錯一題也會被扣一分，最終的分數會被換算成金錢，發放給參與者。選項有三個，除了「真」和「假」之外，還有「事實查核」這第三個選項。如果參與者在某一題選了「事實查核」這個選項，那他就可以在實驗結束時得知這一題的正確答案。

假新聞充斥的現在，大家在什麼情況下才願意執行「事實查證」呢？圖／Pixabay

參與者被分成兩組，其中一組人在登入新聞網站後，會見到自己的名字顯示在網頁角落，在此將這組稱之為「單獨」組。另一組人在登入後，除了自己的名字外，還會看到另外 102 個其他在線使用者的名字，稱之為「群體」組。就這樣，這個操弄很簡單吧？但是這樣竟然對參與者選擇〔事實查核〕的意願產生了影響。不管在哪個實驗中，「群體」組的參與者選擇「事實查核」的比例都比「單獨」組還要低。而且不管選擇「事實查核」可以加分或會被扣分，結果都是一樣的。

只要小小提醒，我們便會提高警覺

圖 / Official White House Photo by Lawrence Jackson

接下來的實驗更神奇了。研究者把原本的「新聞網站」改成「Facebook」，也就是讓參與者在Facebook的介面上讀這些新聞標題並判斷真偽。結果當介面換成 Facebook 這種社交網站之後，「單獨」組選擇「事實查核」的比例竟然降得跟「群體」組一樣低。是不是因為 Facebook 這種社交網站，不管怎樣都會給人「總是會有誰也在看吧」的感覺呢？

中間還有好幾個實驗，這邊先略過不談，不過我想提一下最後一個實驗。因為研究者發現，一般而言警覺性（vigilance）比較高的人，似乎比較不容易因為身處群體中就疏於事實查核。

是以在最後一個實驗中，研究者想知道人們的警覺，是不是造成「群體」組事實查核比例較低的原因之一，於是便要求參與者在開始讀新聞之前，先回想自己過去和現在的職責、義務與責任（duties, obligations, and responsibilities）。這麼一做，果然讓「群體」組選擇「事實查核」的比例增加到跟「單獨」組一樣高！

社群網站上看新聞的時候要特別提高警覺喔！圖／Pixabay

所以囉，大家以後記得提醒自己，在社群網站上看新聞的時候要特別提高警覺，想清楚、再決定要不要按讚分享喔！

參考文獻

• Jun, Y., Meng, R., & Johar, G. V. (2017). Perceived social presence reduces fact-checking. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(23), 5976–5981.

本文轉載自哇賽心理學《等等，你確定這不是假新聞嗎？》

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科學新聞解剖室-案件編號 24

案情

夏天來了，各種冰涼商品的廠商無不蓄勢待發，準備展開一場搶錢大作戰。根據經濟部的資料顯示，2016 年國內整體的飲料市場營收是 558.6 億元，其中佔最大宗的茶類飲料營收就高達 235.5 億元，相當可觀，台灣人一年到底喝掉多少茶啊！？從這些天文數字可見買茶、喝茶是一種非常普遍的狀態，加上廠商為了吸引消費者的目光多留幾秒，在產品外包裝、廣告也是下足功夫，找來當紅明星代言或是花大錢設計外包裝，讓喝茶變成一件非常時尚的事，人手一瓶茶類飲料，經常時是街頭上的普遍光景。

就在驚嘆茶類市場的同時，解剖員收到友人傳來的一則 LINE 訊息（如下圖），還得意地說：「這次可是醫院的教授出面了，這不可能是假的了吧！

圖一：「茶裏王有毒」簡訊（資料來源：蘋果即時新聞）

點開圖片仔細看看上面的文字，訊息上不僅列出教授姓名、服務單位，也有清楚地描述事件的內容，對於一般民眾來說，具備如此有頭有臉的專業人士背書，這訊息實在太有說服力了。只是簡訊中的張武修教授真的會這樣子說話嗎？尤其最後「一定要傳給好朋友及家人」這樣的用語，與解剖員所認識的醫療專業人士用語大相逕庭。況且如果這麼知名的茶飲料裡面有毒的話，街口便利商店為何還沒有下架呢？案情不單純。

解剖

一、「茶裏王」真的有毒嗎？

先來看看事件主角之一的茶裏王，是否像簡訊所言真的有毒呢？解剖員搜尋相關資料後驚訝地發現，這則簡訊算是一個糾纏許久的陳年爛帳，整起事件大概可分成兩個階段來看：第一階段是有關茶裏王工廠遭查封的訊息；第二階段則是加入以張武修教授為名發送的簡訊。

整起事件要回溯到 2014 年 11 月的時候，資深媒體人周玉蔻小姐在自己的臉書上指出：「越南毒要爆炸了。使用越南茶葉的飲品，含戴奧辛，是這家大型食品集團主打飲料，貢獻全年營收近 20 億。消息指出，集團旗下工廠近萬噸原料正被檢調查封，即將下架。現在開始，別喝包裝茶了。」消息一出，網友們紛紛將猜測的矛頭指向統一集團，統一集團雖然也在第一時間就出面澄清沒有此事，只是澄清的力度仍然止不住謠言在各種網路社群網絡的散播，並持續肆虐（如圖二）。

圖二：網路社群流言舉例

第二階段則是在 2015 年 5 月的附近，社群網路中第一次出現了這則「名人代言的變種謠言」。這則謠言除了有名有姓地端出「陽明公衛張武修教授」作為背書，並且聲稱統一超商已承認旗下茶飲料含有劇毒，已全面回收中（圖三）。在這段期間如果有人收到過這則訊息，相信當他在超商冰櫃前選購茶飲料時，應該很難有勇氣拿起一罐茶裏王去結帳，畢竟對於多數人來說，「寧可信其有，不可信其無」應該是最保險的作法，反正在茶裏王旁邊還有一堆競爭者等著被消費者青睞。

圖三：個人網絡訊息舉例

最後的真相是如何呢？2014 年，茶裏王有毒的訊息一爆發，就造成統一集團股價重挫，嚴重影響企業形象。統一集團在澄清的新聞稿裡面指出，茶裏王雖有使用越南茶葉，但與傳出使用落葉劑的地區並不同，茶葉也都有經過層層檢驗；此外，關於檢調查廠，是因為當年的黑心油事件，統一因購買強冠油品而遭到點名及查廠，與茶葉沒有關係，而且統一的飲料廠並沒有在龍潭設廠。

到了 2015 年，謠言再起，茶裏王的臉書也再次澄清，說明傳言並非事實，也向張教授證實並無發表相關言論，亦透過委託的法律事務所發出聲明，說明惡意散步謠言所能構成的刑責，希望藉此能平息謠言。

所以「茶裏王」有毒嗎？當然沒有。整起事件顯然是許多陰錯陽差的以訛傳訛所造成，只是這些謠言一旦形成，就像潑出去的水，哪怕統一公司多次澄清與聲明，卻仍然因為不易查證與追溯而止不住謠言的四處流竄。

二、請仔細想想，「張教授」為什麼有空要你轉傳愛心訊息？

張教授很閒嗎？他跟統一公司有過節嗎？還是基於義無反顧的救世愛心，所以才如此堅決且積極地要大家把這個訊息廣傳出去呢？

根據解剖員長期臥底在大學裡的觀察，教授的日常是非常忙碌的，尤其是像張教授這樣的重量級學者。如果讀者稍微搜尋一下張武修教授所貢獻的各種專業領域，就會發現張教授除了現職是衛福部台北醫院的顧問醫師之外，並是亞洲健康識能學會的發起人，並曾擔任衛福部世界衛生組織代表，2017 年 3 月更被提名為監察委員。這些工作的高度、廣度與忙碌程度，是否還會讓這樣學有專精的學者針對某項「特定商品」進行這樣的宣稱？這種「常識」理應是讀者自己就應該能夠進行的基礎判斷。

張教授真的很忙，沒空傳奇怪的訊息啦！圖／By mickey970 @pixabay

此外，再從學術專長來看，張教授長年關注公共衛生與核能議題，具有「職業醫學」、「輻射生物」、「國際衛生」等方面的專長，多年來推動國內外「健康識能」在醫療衛生體系的運用，這樣的專業背景與查驗茶裏王裡面是否有毒，還有許多科學操作層面上的不同意義。更何況從這一則簡訊的內容來看，這樣的訊息有需要動用張教授的專業來背書，然後再告訴大家嗎？如果統一超商如此大的公司都已經自己承認、宣佈這項消息，依照台灣媒體嗜血的屬性，也必然會大肆報導，並四處敲鑼打鼓地擴散，哪有可能這麼地平靜，還需要靠大家「努力傳」來一個告訴一個？說穿了，在這一則簡訊中「陽明醫院公衛所張武修教授」這個名號，除了被拿來作為一個背書用的工具之外，它還有其他認知上的功能嗎？

最後，在學界工作的學者經常歷練過十分嚴格與縝密的專業訓練，所以當要確認一件事情的前因後果，往往需要透過各種資料的考證及檢驗，否則並不會貿然地用自己的信譽去為這樣的訊息擔保（當然有些亟欲靠媒體曝光而成名的人，就不在此列），這是許多潔身自愛的學術中人都會嚴格遵守的事。因此，於情於理，如果你知道一位醫學院教授的日常，就會瞭解簡訊中的「張教授」沒時間、也沒道理發表這樣的言論，更不會希望你努力地傳給其他家人。而且出現這則謠言的時間是 2015 年，當時的張教授早已離開陽明大學公衛所，只能說，作為一則劣質的謠言，這則簡訊其實全身上下都是破綻。

三、小心沒有技術門檻的謠言病毒

在資訊時代中，作為一個製造謠言的駭客到底難不難？前陣子令人聞之色變的電腦「勒索病毒」，一旦中毒就會吃掉電腦裡的檔案，讓使用者痛不欲生。像這種能夠開發出癱瘓網站、破壞電腦資料的病毒駭客，需要極高的技術等級才能破解防毒軟體的重重防護，好歹需要修煉高超電腦技術才可以，具有一定程度的專業門檻才辦得到。但是像製造這一則簡訊的謠言，卻沒有什麼專業技術門檻可言，幾乎人人可為，加上社群網絡的快速散播，破壞性甚至不亞於勒索病毒。

比起高層次的勒索病毒，流言傳播幾乎沒有門檻，威力卻不亞於病毒。圖／By HypnoArt @Pixabay

這種謠言的生產過程大概如何呢？首先要產生「目標議題」，特別是選定容易引起關注、爭議的話題，例如醫療飲食的問題最容易引起大眾注目；然後「獵人頭」，在網路隨意搜尋看起來「很專業」的人士當影子人頭，為製造的假訊息背書，增加專業感及被瘋傳的意願；最後「栽贓烹調」，透過栽贓的方式製作文字駭人的簡訊，並引爆話題。隨著謠言釋出，被污衊的當事人即便跳出來嚴正澄清，仍很難殲滅惡意的謠言。

整個過程中，其實我們並無從得知最初的謠言製造者是基於什麼樣的原因而要放出這樣的消息，可能是單純不喜歡茶裏王？可能對於統一集團不爽？或是單純只是要測試一下自己製造流言的能耐？總之，產生這樣的一則流言，並不需要什麼特殊的專業門檻，只要大眾繼續保持無知與濫情，就是這類謠言的成長溫床。

從過往曾經發生的案例中，隨便抓一把就可以發現許多，例如兼具醫師身份的台北市長柯文哲，在網路社群裡就傳過不少以他為名的造假謠言，像是：〈柯醫師提醒飯後喝涼水致癌?〉、〈空腹吃水果勝癌症〉等，柯文哲市長曾表示這一切都是謠言，他雖然感到困擾卻也不知道該怎麼辦；再例如〈空腹吃水果會抗癌？王正一醫師說他從沒寫過這種東西！〉，也同樣讓王醫師感到無奈。

柯文哲因為醫師身分而成為許多流言的主角。圖／By zhenghu feng from Tokyo, Japan – 柯文哲, CC BY 2.0, wikimedia commons

除了醫師是最容易被栽贓的一群人之外，知名的科學家霍金也曾經被假冒名號去為世界末日的謠言背書，就算是機關單位，也同樣有風險，例如盛極一時的「消基會呼籲含三氯沙產品下架」簡訊，其實已經是一則時隔十多年的舊聞重流傳，多項攸關民生安全的過時訊息，對民眾造成無謂的恐慌，消基會也十分無奈；〈魯肉飯+魚丸湯是恐怖外食？ 流言衝擊台南小吃〉的事件，則是因為民意代表引述過時且有問題的調查報告作為質詢題材，導致台南市衛生局長還得為這樣的錯誤訊息出面澄清。

像這類網路謠言訊息，無論是冒用名人、相關單位名稱，或是使用錯誤的資訊，都造成或大或小的困擾，偏偏製造這些流言的技術門檻極低，幾乎人人可為，再加上滅火的強度總是敵不過謠言被轉傳及渲染的速度，如果民眾不加以慎思明辨，恐怕都會變成謠言傳播的間接推手。

轉傳訊息前一定要睜大眼睛！不要成為流言的幫兇。圖／By 三立新聞網 @LINE臉書官網

解剖總結

解剖員在某次的學術會議場合中，正好聽見事件主角張武修教授本人提及此問題，他感慨地表示：如果這些錯誤的謠言像是病毒的話，不知我們的社會何時才能產生抗體？這個感慨直指此事件的核心，一個能夠產生「謠言抗體」的社會，仰賴的是整體國民素養的提升及媒體工作者的自制。資訊的流通與便利雖標誌著進步，同時卻也夾帶了許多不可知的風險，在人人都可以是訊息的製造者與散播者的時代，我們應該更加謹慎地看待所有的資訊，不輕易相信、不隨意散播，才能為社會產生好的「抗體」。據此，本解剖室給予這系列假訊息以下評價（10顆骷髏頭）：

（策劃／寫作：黃俊儒、賴雁蓉）

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• 文／常雲惠 ｜紐西蘭懷卡托大學運動休閒研究所學士後，紐西蘭公務員。目前定居紐西蘭，為科普讀物譯者。
• 本文編譯自：The problem with ‘alternative’, ScienceVol. 354, Issue 6313, pp. 798 (2016). 作者為 Maryam Zaringhalam

圖 / stavos

從九年級時解剖一隻豬的胚胎後開始，我便立志要成為一位偉大的科學家。對於那些解剖之後毫不起眼的個別器官，卻在結合之後，可以變成一隻活蹦亂跳的動物，其間的奧秘，讓我深深地感到著迷。曾經，我夢想要當上教授，擁有一間可以自己掌控的研究實驗室，並在那裏，奉獻自己的生命來探索這樣的奇蹟。一直到研究所的第二年，我的每一步都是朝著這個目標前進。我仍舊喜歡從事科學研究。

不過，在成立一個部落格，以及發起一個名為「藝術實驗」（ArtLab）的沙龍系列之後，我發現，自己愛上了思考和談論科學領域裡，那些無法申請到經費、難以為繼的夢想計畫，以及實驗室中一些意外的發現，後來卻成為歷史性的突破，以及科學最前沿那些近似科幻小說的點子及其可能的應用等等。我開始意識到，傳統的教授職缺並不適合我。然而令我感到害怕的是，如果想要近一步追求這些我新發現的興趣，便意味著我得轉換到「另一條跑道」（alternative），走上一條與我從九年級便立下的志願與夢想截然不同的道路。然而，這卻讓我裹足不前！

轉換到「另一條跑道」，走上一條志願與夢想截然不同的道路。這樣真的讓人裹足不前！圖／By Julia Manzerova @ flickr, CC BY-ND 2.0

與一些已經踏上研究道路的科學家們，談論他們的工作，在受到鼓舞的同時，也加深了我心中的猶豫。看著他們如何運用複雜的科學概念，不僅對我的思維有所啟發，也讓我感到雀躍不已。與此同時，這也幫助我預見一個學術生涯之外的未來。然而，他們自嘲：不成功的科學家便成仁（failed-scientists-turned-blank），這類的話語卻經常在我的耳邊絮絮叨叨的迴盪著。

做為一個職涯高成就者，我怎麼能志願選擇失敗呢？對於背離「成功的」年輕科學家這條道路的想法，我開始感到畏縮。這個在職涯上，讓我愈來愈感到興趣的「另一條跑道」，無形之中，卻成了我心頭的一個重擔，壓得我喘不過氣來。我認為，當我邁上那條我真心想走的「另一個跑道」時，便意味著自己被打敗了！這不僅會讓我自己，也會令那些曾經為了培養我成為科學家而投注心血的導師們感到失望。

然而，我無法忽視內心對於非學術生涯那份逐漸增強的嚮往。我曾幻想著中輟我的博士課程，像個儘早收手的賭徒一樣，來降低損失 。隨著「藝術實驗」沙龍愈來愈成功，甚至會有同學在校園中攔住我，問我怎麼還留在學校？但是，我並不希望中途輟學。因為我知道，在我的生命中，不會再有機會可以如此奢侈地深入探索一個生物問題，不會有其它地方可以讓我擁有恣意滿足好奇心的自由，也不會有機會讓我能遇見一些最偉大的科學心靈。

當認同危機悄悄地在我的體內醞釀時，我開始向那些我所仰慕的前輩諮詢，為什麼在完成研究所學業之後，卻選擇離開學術界？他們許多人都指出，科學訓練給予他們許多的工具與洞見，讓他們得以轉戰其它專業生涯。我開始理解，研究所不是，也不應該只是研究工作的職前訓練中心。過去在實驗室的日子裡，我學會應對失敗與挫折的方法，我也會把行內艱澀的專有名詞，轉換成簡單易懂的日常語言，我也可以與同儕合作追求共同的目標。不論我將來選擇從事哪一項非學術領域，前述這些以及其它許多我已經發展或學會的技能，都將對我有所助益。此外，對於我選擇了「另一條跑道」，並不表示學術系統把我淘汰了。而是表示，它多訓練出了一位盟友。

你會勇敢的選擇「另一條跑道」去追求自己的人生嗎？圖／By sodai gomi, CC BY 2.0, wikimedia commons

有了這一層新的認識之後，我終於可以鼓起勇氣告訴指導教授，博士後研究並不在我對未來的歸畫之內。我已經準備好，去面對她可能因為失望而表示出來的惋惜。結果，她卻出乎意料地帶著笑容說：如果我們不把自己最優秀且最聰明的學生送到更寬闊的世界，那麼這個實驗室哪還有什麼希望呢？

我在上個月進行博士論文答辯之後，目前正為離開學術界在做準備。我既不是要走上「另一條路」，也不是要褪去我的科學家的身份而去變成為另一種人。這很單純地，就只是一條適合我的道路而已！

原文資料：

• The problem with ‘alternative’, ScienceVol. 354, Issue 6313, pp. 798 (2016).

本文轉載自《物理雙月刊》原文為《關於「另一條跑道」的想法(The problem with ‘alternative’)》

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學生（游富祥、賴韋婷、呂智捷）到特生中心先量測動物標本大小，確認目標動物的身長、眼高等。圖／By 蔣雅郁

「就是看了很生氣啊！這種事情不是應該趕快解決嗎？怎麼會只能呼籲降低車速呢？」

看到台灣原生貓科動物石虎屢屢遭路殺（road kill）的消息而憤怒難受，蔣雅郁不是第一個，但她可能是第一個擁有應用力學加生化工程背景的博士，在台中的中興大學機械工程學系任教，而且更重要的是，她是位忠實的貓奴。

避免路殺只能放慢車速？創造友善的公路系統吧！

2016 年 8 月，蔣雅郁剛卸下倫敦大學生物化學工程學系博士後研究員的身份，從英國回到台灣。雖然她在歐洲的研究機構工作多年，但一直很關注台灣的議題。去年 11 月 3 日，一篇公視新聞網的報導《瀕絕石虎命喪國道 今年全台累積已七起》讓她發了火。「今年已經發生七起了？！我還是不懂到頭來，唯一能做到的方式叫做：大家放慢車速？積極作為呢？」而朋友在臉書下回的一句「哪會有積極作為」，讓她下了決心。

「老實說，這在工程上不難啊！」蔣雅郁認為，應用工程科技，用主動的方式讓用路人減速、或是用光波、聲波來減緩動物從淺山移動至馬路危險區域，增加雙方反應的時間差，或是讓動物根本不要上到路面，這些都不需要什麼高科技，身為資深貓奴，使命感讓她試圖扭轉石虎慘死輪下的命運。「我這個人很簡單，有貓我就推！」她說。

蔣雅郁養過四隻貓，也養過狗，都是領養來的。一開始爸媽也不太同意，但後來因為出國唸書，貓交給爸媽照顧，就像網路上流傳的有趣故事一樣，養著養著爸媽也成了愛貓一族。因為石虎瀕臨絕種，讓蔣雅郁更深入了解了路殺議題，才發現包括白鼻心、金門水獺、蛇類…..等太多動物都死於不友善的公路系統。「那就讓公路系統變友善吧！」，她想。

學生（游富祥、賴韋婷、呂智捷）到特生中心先量測動物標本大小，確認目標動物的身長、眼高等。圖／By 蔣雅郁

先從哺乳類開始設計的原因，倒不是真的只是因為愛貓愛石虎，而是因為哺乳類體型比較大、可以偵測到的訊號比較多，像是紅外線、熱感應跟聲感應都比較可行。就在看到公視新聞的當天，蔣雅郁打電話到農委會特生中心，但一開始沒連絡上致力於推動石虎保育的林育秀研究員，兩個禮拜後，心急的蔣雅郁正想再打過去，就先接到林育秀打來的電話。「如果當初雙方都發懶，放著不聯繫，這段合作可能就不會開始」，幸好兩個人都有著不放棄的性格，合作就此展開。特生中心與她打算從中小型的食肉目動物開始，設計出能夠救牠們一命的友善公路系統，未來也可以應用在兩棲類跟爬蟲類上。

要創造友善動物的公路系統，當然不能跳過公路主管單位。於是她們也拜訪交通部公路總局，沒想到一拍即合，公路總局也答應加入合作，計畫似乎水到渠成。

學生（游富祥、賴韋婷、呂智捷）到特生中心先量測動物標本大小，確認目標動物的身長、眼高等。圖／By 蔣雅郁

拯救石虎的重重關卡：設計要跨域、設備要在地

話說好萊塢電影塑造英雄的手法，通常是讓英雄出場先去救一隻貓，完成一件簡單又能展露英雄氣息的任務，只是現實生活中，拯救石虎的任務沒那麼簡單。蔣雅郁表示，設計感測器，要結合多種功能，彼此要能互相搭配。她們計畫是讓在遠方行駛的車輛在經過路殺熱點之前，感測器能先感測車速，發出警示，若偵測到路旁有動物，設置在路旁的設備就先打出光波跟聲波，讓動物先靜止，製造出時間差，不要上路被車撞。不過這也沒那麼簡單，例如紅外光雖然可以偵測動靜，但紅外光對某些動物可能有不良影響，於是也不能拿來就用。至於聲波，也得考慮如果動物聽久了，會不會習慣，於是就沒用了？

另外，這設備發出的光跟聲音會不會破壞周邊棲地，對植物跟微生物、以及小型爬蟲類帶來負面影響？這些關於生態學與動物休眠的知識，蔣雅郁不熟，所以更需要跨領域的專家加入合作。除了前面提到的特生中心石虎保育團隊以外，野生動物急救站還有路殺社的研究員也都加入了這個計畫，團隊中就只有蔣雅郁一個人是工程出身。公路總局則是道路專長，並協助評估感應元件架設上的問題。

量測路殺熱點路面寬度。圖／By 蔣雅郁

就算設備元件沒問題，更難的是「操作」。雖然是淺山地區，但石虎跟淺山動物出沒處旁邊其實是有住家的，如果要打聲波或光波，可能會干擾居民，而若要把設備建立在私有地上，要取得土地也是難關。問題一波波湧上，就一個個解決吧！團隊拜訪熱點區域的鄉長跟里長，並請公路總局協調，目前已選定兩條示範道路作為試辦路段，一個在集集，一個在苗栗。

然而，試辦也不是說蓋好兩個月之後，沒有路殺就是好棒棒。公路總局希望前一兩年是測試期，但如果設備放上路面，沒辦法放了再一直調校，得先自己找塊地來模擬。「我沒有自己的地可以做前測，替代方式是先用 Arduino 做一個可移動的版本」蔣雅郁說，她以及學生已經開始實驗，以取得可靠參數，實驗將進行兩年。

公路總局做的警告標示，非常小很容易忽略。圖／By 蔣雅郁

當然，蔣雅郁也調查過國外有沒有類似的解決方案？不過她目前看到的都是被動的，不像團隊這個方案是主動的。另外這些國外方案都聚焦於提醒人類，而不是動物。當然，她認為即使如此，國外的對人警示標示還是比台灣的明顯，是可以改進的方向，例如當車輛進入熱點，就主動提示駕駛放慢速度。國外也有使用閃光來直接警告動物，但主要是設置反光板，將車燈的光折射到山裡，這做法奏效的前提是道路得是直線的，如果是連串彎路的話就沒用，而台灣的山路卻是彎來彎去。

南投縣政府和特生中心討論後，設計製作於集集和中寮石虎分布熱區的警告標示，大多了，也很明顯。圖／By 蔣雅郁

今年一月份，蔣雅郁就跟特生中心的夥伴一起去集集跟苗栗的熱點觀察，看有沒有涵洞等生物通道，以及通道是否清空，並請公路總局注意。另外也架設攝影機，看通道是不是真的有動物使用，畢竟目標是減少路殺，各種方案都要試。「目前跟公路總局合作，給計畫團隊的自由度蠻高的，也都同意該趕快來做，因為預防路殺除了保住動物生命，也能減少駕駛為閃避動物而造成車禍」，蔣雅郁說。

觀察路殺熱點地區的週邊涵洞條件，之後會設計成生物通道。圖／By 蔣雅郁

物理技術就算解決了，心理感受這關還得過。台灣的淺山區域其實民宅很多，「只是往山上走一點」蔣雅郁形容，她也聽說某個鎮的鄰里長比較支持石虎保育，其他的則不那麼挺。石虎與許多農友之間，充滿愛恨情仇，她也聽過「這種會吃雞的大貓被撞死也好」的說法。所以特生中心的夥伴計畫要加強環境教育，跟農友合作，創造多贏局面。舉例來說，現在越來越紅的「石虎米」就是苗栗通宵楓樹里的農友以友善環境、不噴農藥的方式種植，讓石虎可以安心捕捉會在農田出沒的鳥類、老鼠、野兔。而當石虎可以成為農作物的品牌，也能吸引更多人關心。另外，更有南投中寮地區的農民也自主組成友善農作組織「石虎家族」，至今有超過 31 戶農場加入，希望能讓石虎以及棲地生態成為中寮的驕傲。

圖／By 蔣雅郁

為了加快實驗速度，蔣雅郁常自掏腰包買設備，也主動上 PTT 徵才，希望可以找到更多的人來幫忙。「我相信擁有關鍵技術的人不一定在我們同溫層」蔣雅郁認為，關鍵是要讓大家投入，當更多人有參與感，就會發現這件事有多重要，就像她自己一開始只是覺得石虎的消息太悲傷，但後來才知道苗栗道路闢建的問題、棲地破碎對生態的影響，才更加投入。她希望新加入的成員有 maker 與科學家精神，能從車流、車速、車輛預警系統、感測器等方方面面的實作與數據中找到解方。

計畫大概的示意圖，但是只是蔣老師這部分的計畫 。特生中心包含更多東西。圖／By 蔣雅郁

先前提到，團隊中生態背景的專家現在不少，所以她希望找到至少有一點工程背景的人加入。有些機械工程背景的學生雖然心有餘，但不太理解自己能做什麼事情，特別是該怎樣跟生態的人配合；但蔣雅郁相信，很多生態保育的議題，解決之道就在於跟不同領域的人互相結合。她自己的求學與工作經歷也是一直跨領域：大學念機械、碩士念應用力學，博士去德國念分析科學跟生物化學，在英國則研究化工。當初回台灣面試教職時，也曾被問跨那麼多領域，跟機械有什麼相關？但這反而成為她的優勢。

她應用流體力學，操控流體裡頭的細胞、病毒、抗體來做研究，設計適合生物學家與醫生用的晶片、像是神經細胞連結的平台，讓科學家能觀察單顆幹細胞怎麼分化，提供其她領域專家用更好的工具去回答更困難的問題。也因此她的實驗常常需要跟化學家、生物學家、醫生等合作，跨領域是常態。

特生中心實驗籠舍。圖／By 蔣雅郁

蔣雅郁透露，為了加快速度，其實還沒拿到計畫經費，自己就開始做了。接下來她希望能把系統價格降低，學習「空氣盒子」計畫，全部開源（open source），讓住在附近的居民都可以一起參與。目前晶片整合還在設計，但推動至今，蔣雅郁深知這是一個社會改造層級的計畫，不能只靠公部門從上而下，或是小小團隊一頭熱，這樣反而會讓大部分的人民不知道自己可以做些什麼。「如果有機會可以讓大家一起來投入，那就更好了」，她說：「我其實覺得我自己不是這個問題的專業，但我不懂為什麼比我厲害的人沒有跳出來做，所以我就跳出來了」，「現在很多要跟著大家一起學，我也還在學」。

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文／陳明汝｜美國俄亥俄州立大學食品科學博士，現任臺灣大學動物科學技術學系教授、社團法人台灣國際生命科學會（ILSI Taiwan）食品安全組召集人。

市面上琳瑯滿目的各類乳製品，有鮮乳、牛乳、保久乳、調味乳、乳飲品等，你知道該如何依照需求選擇嗎？本期 ILSI Taiwan 專欄邀請臺灣大學動物科學技術學系教授，同時也是本會食品安全組召集人的陳明汝教授撰文，帶我們從乳品標示認識乳製品的種類，並介紹如何區分鮮乳及其他牛乳製品。

琳瑯滿目的牛奶，你確定你買了什麼嗎？圖／By jo @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

超商或超市架上琳琅滿目的各類乳製品，有鮮乳，有牛乳，有的是乳飲品，還有調味乳，甚至可以常溫保存的保久（滅菌）乳，也放在冷藏櫃裡，時常讓消費者看得一頭霧水，不知道該如何選擇。

食品標示是廠商與消費者溝通的第一道大門！乳品是重要的民生物資，也是國民良好的食物營養來源，政府對乳品的包裝標示，除了同一般食品需依照食品安全衛生管理法第五章第 22 條規定，應以中文及通用符號，明顯標示品名、內容物名稱、淨重、容量或數量、食品添加物名稱、製造廠商或國內負責廠商、原產地（國）、有效日期、營養標示等訊息之外，更特別於 103 年公布「鮮乳保久乳調味乳乳飲品及乳粉品名及標示規定」，定義相關品項和強化標示，包含特定成分標示或醒語標示、品名及主成分百分比標示。以下我們將從這些標示來認識乳製品：

1. 牛乳

「牛乳」是大部分乳製品的通稱，鮮乳、保久乳、調味乳及乳飲品皆可以在商品名稱叫做牛乳，但是為了避免消費者將「牛乳」產品與「鮮乳」混淆，衛福部訂有「標示原則」，要求非鮮乳的牛乳類商品，一定要在包裝明顯處以中文顯著依其產品屬性加標「保久乳」、「保久牛乳」、「調味乳」、「保久調味乳」、「乳飲品」及「保久乳飲品」等字樣，字體長寬須大於四毫米，字體顏色須與包裝底色不同。

2.  鮮乳

「鮮乳」顧名思義就是新鮮的牛乳。在國家標準（CNS）中，鮮乳（CNS 3056）的定義指以生乳為原料，經加熱、殺菌（殺死病原菌）、包裝後冷藏供飲用之乳汁。鮮乳的非乳脂固形物須在 8.25%（m/m）以上，依照脂肪高低分為高脂（3.8% 以上）、全脂（3.0% 以上，未滿 3.8%）、中脂（1.5% 以上，未滿 3.0%）、低脂（0.5% 以上，未滿1.5%）、脫脂（未滿 0.5%），以及無調整（3.0% 以上）；另有低乳糖鮮乳（乳糖 2% 以下）及無乳糖鮮乳（乳糖0.5%以下）可供乳糖不耐症患者飲用。

「鮮乳」顧名思義就是新鮮的牛乳，濫竽充數可不行！圖／By Nik Stanbridge @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

鮮乳中若添加生乳中的營養素（水除外）則稱為「強化鮮乳」，其添加物及使用量須符合衛生主管機關的標準，目前常見的市售強化鮮乳以添加鈣、維生素 A 及 D 為最多，也有添加乳鐵蛋白的產品販售。農委會要求所有的生乳及鮮乳都要符合國家標準，因此在品名標示旁會看見符合國家標準的字樣。

目前市售鮮乳有不同的加熱方式，最常見的為「超高溫殺菌法」（Ultra High Temperature, UHT），一般殺菌溫度為 125 ~ 135°C，時間維持數秒鐘；另外有「高溫短時間加熱」（High Temperature Short Time, HTST），一般殺菌溫度為 72 ~ 90°C，15 秒到 1 分鐘以下，也有 HTST 再配合膜過濾的鮮乳。加熱溫度對鮮乳營越久，口味越濃，部分乳清蛋白也會變性。鮮乳加熱方式會於包裝上標示，消費者可依照需求選購。

鮮乳在品名上標示成鮮乳或牛乳均可，不過為了區隔其他乳製品，目前市面上只要是符合鮮乳標準的產品，都是以「鮮乳」做為品名標示。鮮乳的保存期限一般為 1 – 2 周，目前也會買到可以保存 70 天的鮮乳，稱為「延長保存期限乳」（Extended Shelf Life milk，ESL milk），主要是採用 UHT 殺菌加上無菌充填以增加保存期限，台灣目前仍將此類乳製品歸類為鮮乳。無論選用的鮮乳保存期限為何，開封後皆要儘快喝完，以免因保存方式不當而導致孳生細菌或是腐敗變質。

3. 保久乳

「保久（滅菌）乳」係指生乳經滅菌（幾近於完全無菌），以瓶（罐）裝或無菌包裝後，得於常溫下貯運，供人飲用之乳汁（CNS13292）。跟鮮乳相似，保久乳無脂固形物須在 8.25%（m/m）以上，依照脂肪高低亦分為高脂、全脂、中脂、低脂、脫脂，及脂肪無調整保久乳，也有低乳糖保久乳、無乳糖保久乳，以及強化保久乳。

不少消費者以為保久乳能夠保久是因為添加防腐劑，這個觀念其實是錯誤的，由於保久乳在製程中已經過高溫滅菌並無菌包裝，原則上已經幾近於完全沒有微生物，因此不需冷藏也可以保存至少半年。保久乳可以在商品名稱標示為牛乳，但須在包裝明顯處以中文顯著加標「保久乳」。

保久乳指生乳經滅菌後幾近於完全無菌，以瓶裝或無菌包裝後，得於常溫下貯運，而常常有個錯誤觀念，保久乳就是加防腐劑，但其實完全沒有，是靠幾乎無微生物才辦到如此保久的。圖／By 安比小姐 @ flickr, CC BY-ND 2.0

4. 調味乳與乳飲品

「調味乳」為以 50% 以上之生乳、鮮乳或保久乳為主要原料，添加調整風味的原料或添加物經加工製成之乳製品。「乳飲品」則是指將乳粉或濃縮乳加水還原成比例與原鮮乳比例相同之還原乳，並佔總內容物含量 50% 以上；或還原乳混合生乳、鮮乳或保久乳後，佔總內容物含量 50% 以上，得混合其他非乳原料及食品添加物加工製成未發酵飲用製品。調味乳及乳飲品兩者的乳蛋白質皆須在 1.5% 以上，依照脂肪含量也可分為中脂（1.5% 以上）、低脂（0.5% 以上，未滿 1.5%）及脫脂（未滿 0.5%）。

關於調味乳及乳飲品，消費者需要注意兩件事，首先是廠商會使用「乳粉」加水還原製成調味乳飲，其實若依照 CNS標準，這樣的製造方式並不符合「調味乳」的定義，因此針對這類乳製品，CNS 最近規範只要乳成分超過 50%，不以生乳、鮮乳或保久乳作為乳原料的這類乳製品，將稱為「乳飲品」，未來消費者可看包裝標示作辨別。

另外，許多人只要看到譬如蘋果、果汁、西瓜、木瓜及巧克力口味的調味商品，就以為是調味乳，若這麼認為那就錯了！由於台灣目前生乳乳源不足，市面上調味乳產品愈來愈少。其實目前市面上有很多調味「乳飲品」利用乳粉加水還原，再添加營養添加劑，外觀包裝和鮮乳相似，商品名稱取為牛乳，並跟鮮乳擺在一起販賣，這類產品辨識只能靠消費者睜大眼睛，仔細看清乳品標示。

5. 乳粉與調味乳粉

「乳粉」指由生乳除去水分所製成之粉末狀產品，包含脂肪調整乳粉（高脂、全脂、中脂、低脂及脫脂）、添加生乳中所含營養素的強化乳粉，以及可供乳糖不耐症患者飲用的低乳糖乳粉。

「調製乳粉」為以佔總內容物含量 50% 以上的生乳、鮮乳、或乳粉等為主要原料，混合食用乳清粉或調整其他營養與風味成分或各種必要之食品添加物，予以調合而成之粉末狀產品，乳成分較乳粉低。

由於都叫做乳粉，消費者不易分辨，因此衛福部規定未以調製乳粉為品名者，應於產品外包裝顯著處以中文標示「調製乳粉」字樣，且應於包裝明顯處以中文顯著標示乳粉含量百分比。

圖／ILSI Taiwan 提供

區分鮮乳及其他乳製品，從這 3 處可知

目前市面上有許多包裝做得跟鮮乳很像的牛乳製品，譬如乳粉加水還原的還原乳或是乳飲品，這些牛乳製品擺在各式賣場的冷藏櫃上，與鮮乳放在一起販售，時常讓消費者感到困惑，消費者可經由下列方法辨認國產鮮乳：

1. 品名標示

鮮乳標示品名的部分為「鮮乳」。原料成分得標示「生乳」、「鮮乳」或「新鮮牛乳」等相同意義之原料名稱。

2. 鮮乳標章

最容易的方法是認清鮮乳標章，鮮乳標章是政府依據乳品工廠每月向酪農戶收購的合格生乳量比對其生產的鮮乳量所核發，有鮮乳標章的鮮乳即代表乳品工廠有多少生乳，做多少鮮乳，政府會定期稽查，以避免用其他乳製品混充鮮乳。

3. CAS 鮮乳

另外目前乳製品中，只有鮮牛乳及鮮羊乳可申請台灣優良農產品認證（Certified Agricultural Standards, CAS），CAS乳品項目驗證基準對廠區環境、廠房設施、機械設備、器具、容器及包裝材料、製程管理、品質管制、衛生管理、運輸管理都有嚴格的規範，對於品質規格及標示也有嚴格的要求，也訂定檢查頻率。因此消費者可認明 CAS 標章作為選擇鮮乳的依據。

專家點評：乳製品怎麼挑？符合需求最重要！

買牛奶符合需求最重要！圖／By wallace_Lan @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

乳製品的種類非常多元，消費者選購市售乳製品，一定要先清楚知道自己的需求，要買哪類乳品、脂肪含量高低、是否需營養強化、加熱方式是否要列入考慮，再看清楚標示，唯有認清不同的乳製品，才能選擇符合自己需求的產品。

本文轉載自 ILSI Taiwan 專欄 2017 年 4 月號－《從乳品標示認識乳製品》

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• 作者／甘魯生 教授

2017 年 7 月在物理的研究與發現上有了重大的進展： 由台裔教授王康隆博士領軍的 UCLA 研究團隊，偵測到了馬約拉納費米子（Majorana  Fermion）。解答了物理 80 年來的一個懸念，證實了一個匪夷所思的觀念，給將來可能的應用帶來了無窮的遐思和希望。王康隆教授表示：

「最重要的就是推進量子電腦的發展，現在有的電腦是線性、序列性的計算，但量子電腦是可以同步執行，因此又稱為『糾纏式的演算法』，所以計算速度會更快！」[註一]

那是一個什麼觀念呢？我們必須把時空拉回 89 年前起。1928 年英國理論物理學家保羅．狄拉克（Paul Dirac）（1933 年諾貝爾物理獎得主）利用 Dirac formula 成功解釋了費米子的性質，並預測有反物質的存在。在宇宙之中物質—反物質會一對對存在且物質和反物質的特性是一模一樣唯一的差別只有電荷是相反的。比如說：電子是物質，帶有一個負電荷；那麼它的反物質就帶一個正電荷。果不其然卡爾．戴維．安德森 （Carl David Anderson） 在 1932 年發現了正子，之後很多夸克的反物質陸續也被發現。這一觀念很快被人們所接受並牢牢記住：正和反物質必須由二個粒子才算完整。

英國理論物理學家埃托雷．馬約拉納（1933年諾貝爾物理獎得主）利用Dirac formula成功解釋了費米子的性質。圖／Pinterest

埃托雷．馬約拉納（Ettore Majorana ）是一位義大利的理論物理學家，他在 1937 年預測了有一種費米粒子是正反粒子的合體，它不含電荷，被稱為「馬約拉納費米子」。截至上個月為止，馬約拉納費米子（即正反物質在同一粒子上），這想法仍未獲得實驗上的驗證。然而在 2017 年 7 月 20 日美國科學（Science）刊登了王康隆教授及其研究團隊研究成果，解決了馬約拉納費米子在基礎物理學延續 80 年來一大問題並提出了在應用上的價值。

王康隆（中）帶領兩位學生與研究團隊負責大部分的論文撰寫、修改工作。左、右學生為何慶林、潘磊。（註一）

近來，許多報導沸沸揚揚的討論著這項物理學上的突破及成就能不能得諾貝爾物理獎？王康隆教授說：「從來沒想過！我是做科學研究的人，而做科學的人不會想這個問題，想的只有好好把實驗做好。我認為諾貝爾物理獎是一個機遇，每天想拿獎不好，就不是一個做學問的態度了！就不是為了做物理，而是為了得獎去做！」[註二]

王康隆教授上面的一席話，表現出學者該有的高度與看法：「不為獎而獎，但能得獎也不必太謙虛！」回過頭來看看與基本粒子有關的諾貝爾物理獎歷史，

• 發現電子的約瑟夫．湯姆森（Joseph John Thomsom）得到了1906年諾貝爾物理獎。
• 發現上述正子的卡爾．戴維．安德森（ Carl David Anderson） 得到了 1936 年諾貝爾物理獎。
• 預言有介子存在的湯川秀樹得到 1949 年諾貝爾物理獎。
• 發現 J 粒子的丁肇中得到 1976 年諾貝爾物理獎。
• 這世紀以來還有預言三大類夸克（three families of quarks）的小林誠和益川敏英得到了 2008 年諾貝爾物理獎。
• 2015 年瑞典皇家將諾貝爾物理獎証明微中子（Neutrino）有質量（因為它能震盪）的梶田隆章。

以上林林總總的獲獎紀錄可見基本粒子的預測和證實簡直就是諾貝爾物理獎的加工廠嘛！那麼預言有馬約拉納費米子的埃托雷．馬約拉納（Ettore Majorana）有沒有得獎？答案是：沒有！

物理天才埃托雷．馬約拉納（Ettore Majorana）預言有馬約拉納費米子的存在！然而他在1938 年 3 月在一次乘船旅行途中神秘失蹤了！雖有各種猜想他到那去了，但至今無解。圖／kknews

埃托雷．馬約拉納（Ettore Majorana）這位被恩里科．費米（Enrico Fermi ）讚許和伽利略和牛頓同級的天才人物竟然沒得諾貝爾獎？這必須要話說從頭，首先埃托雷．馬約拉納（Ettore Majorana）在 1937 年出版的論文^[1]，是以義大利文寫的研究論文。語言的問題，對於論文的傳播有很大的影響；另外一個意想不到的事，他在 1938 年 3 月在一次乘船旅行途中神秘失蹤了！雖有各種猜想他到那去了，但至今無解。當時他才 32 歲（1906-1938）。儘管他生命短促，但仍有得諾貝爾的機會。

1932 年伊雷娜．約里奧．居禮（Irène Joliot-Curie）和弗雷德里克．約里奧．居禮（Frédéric Joliot）發現一未知的粒子存在，但他們解釋為伽瑪射線。因為在高能物理中質和能可以互相轉換；但馬約拉納認為是一中性而且質量和質子相近的粒子才能解釋 Irène Joliot-Curie 和 Frédéric Joliot 的結果。這粒子就是後來被稱為中子的粒子。當時，費米要馬約拉納趕快將他的解釋寫成論文，但馬約拉納卻不想這麼做。反倒被詹姆斯．查兌克（James Chadwick）接手並證實為真，因此詹姆斯．查兌克得到了 1935年諾貝爾物理獎。所以說人的命運是性格的產物！

理論學家利用豐富的知識和嚴謹的邏輯做出驚世的推論固然是一件了不得的成就，但真實與否須實驗的驗証！王康隆教授的實驗設計是將一片超導體和一片磁性拓樸絕緣體（magnetic topological insulator）結合在一起；並在在二片之間加入磁性物質，並放入可變動的磁場中，變動的磁場使得電子在超導二側呈相反方向運動，電子流動速度變慢或停止，也可改變方向。

透過可變動磁場的掃描，王康隆教授的團隊觀察到馬約拉納費米子特殊的量子訊號出現，証實了馬約拉納費米子的存在。看來非常簡單的實驗，但做起來非常艱幸。最困難的部分就是生長單晶層材料和在低溫高磁場下測量數據。再聽聽王康隆教授怎麼說：「這次發現馬約拉納費米子的過程中最困難的就是單晶層的生長！我們用了十幾年的時間從事於分子束磊晶的工作（molecular beam epitaxy），把這個材料優化到現在的程度才有辦法做這個實驗。其他還有困難的地方就是得到這材料測試之後如何分析？材料上分析也是很重要的過程，我們花了很多時間才把結果分析出來。」[註三]

馬約拉納費米子。圖／KeywordSuggest.org

十多年嘔心瀝血的研究，現終有所成。王康隆教授獲獎機會非常大，因為和馬約拉納費米子發現最相似的是希格斯粒子（也叫神或上帝粒子）的發現。 希格斯粒子是延宕了 49 年後才被弗朗索瓦．恩格勒（Francois Englert）和彼得．希格斯（Peter W. Higgs）在 2012 年發現，次年就得到了諾貝爾物理獎！

參考資料

• E. Majorana, Teoria simmetrica dell’elettrone e del positrone. Nuovo Cim. 14, 171–184 (1937)
• 註一：王康隆：「論文定案，我和學生花了近一年」
• 註二：參與學者王康隆：亦陽亦陰叫「太極粒子」更貼切
• 註三：私人通訊

本文摘自《物理雙月刊》39 卷 8 月號 ，更多文章請見物理雙月刊網站。

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要為美國人提供天氣資訊可不是件容易的事啊！

就跟許多政府機關一樣，美國國家海洋暨大氣總署（National Oceanic and Atmospheric Administration，以下簡稱 NOAA）設有民眾 Q&A，擁有全球數一數二的資料庫、關注人口的他們，也理所當然也經常收到許多各式各樣的問題和「建議」，而其中不乏讓人摸不著頭緒的怪問題。

NOAA 經常收到許多各式各樣的問題和「建議」，而其中不乏讓人摸不著頭緒的怪問題。

而其中，有個問題很常被問到，現在就讓我們來看看 NOAA 怎麼回答這個問題吧～（以下為譯文加上註解）

為什麼我們不利用核武來摧毀颶風？

……美國人真是奇葩的民族，怎麼會想到這種方法啊….….

每一次到了颱風季節，總有人建議我們使用核武來摧毀熱帶氣旋（註 1 ），但這方法除了完全沒有用之外，也完全忽略了之後輻射粉塵的影響，隨著大氣環流這些輻射汙染物將會為陸地上帶來災難性的環境問題。所以，不用說，這絕對不是一個好主意。但如果要更明正嚴肅一點解釋為什麼核武不是個摧毀颶風好方法，需要從爆炸的能量開始說起。

一個完整的熱帶氣旋系統能能以 5~20 x 10¹³ 瓦特的功率釋放熱能，而其中只有不到 10% 的熱會轉換成風速。圖／National geographic

一個完整的熱帶氣旋系統能能以 5~20 x 10¹³ 瓦特的功率釋放熱能，而其中只有不到 10% 的熱會轉換成風速。講白話一點，這個放熱效率差不多等於每 20 分鐘有一顆1000萬噸量級的核子彈爆炸（註 2 ），而根據 1993 年的世界年鑑紀載，1990一整年全人類的能源使用效率不過才 10¹³ 瓦特（註 3）而已，只不到一個颶風的 20%。

如果是討論「能」，全人類可以使用的能源（換句話說就是實際使用+浪費掉的能源）就比較有機會與颶風產生的能量匹敵，但是最天方夜譚的部分就是如何將這些能量集中在大洋上某處。即使是一半也是很困難，所以單純以能量打散颶風是一件不太可能的事情。

另外，不管是普通爆炸還是是核子爆炸，都會產生強大的震波，以超過音速的速度從中心擴散出去，但這些震波並不會像大家所想的那樣擠壓空氣、增加颱風的中心氣壓以抵銷它的「低」氣壓，因為氣壓反應的是上空的空氣重量（註 4）所以不會有影響。

圖／petapixel

正常一大氣壓下，海平面上每平方公尺約有 10 噸的空氣壓在上面，即使是最強的颶風這個數字也只會變成 9 噸。如果要將 5 級颶風減弱為 2 級颶風（註5），那麼你需要在颶風眼中每平方公尺增加 0.5 噸的空氣，如果颶風眼半徑將近 20 公里，我們需要增加至少 5 億噸的空氣，完全想不到有什麼實際的方法可以移動這麼一大團的空氣（註 6）。

如果我們退個好幾步，在較弱的熱帶氣旋變成颶風前著手也沒有比較容易，每年有大約 80 個這樣的氣旋系統在大西洋上頭產生，完全不知道哪個最後會變成颶風，而且就算熱帶性低氣壓都只有颶風 10% 的能量，這還是一個可觀的數字。

所以如果我們真的建立了一組颶風警察來獵捕、解決颶風，那大家準備每年大停電吧！！

除了充滿爆點、相當美式硬漢作風的使用核彈之外，NOAA 也針對一些方法做出解釋，這些看似更有邏輯的方法，其實也不一定有用。

為何不試著在颶風中投入吸水物質 ？

先撇除這類物質對環境的影響，這不是不可能，但效果仍未定。舉測試中的 Dyn-O-Gel 為例子，電腦模型表示可以降低颶風威力，但效果不明顯，而且考慮到它是將雨滴凝結，加速墜落來釋放能量的話，對人類、建築和環境未必是件好事。

最重要的是，這要用到很~~~多物質。以上面的例子，每平方公里需要 10 頓的 Dyn-O-Gel 才會產生作用，如果我們取颶風眼和眼牆的範圍的話，這將近是 4,000 平方公里大，如果用美國的 C-5A 軍用運輸機載的話，需要個將近 400 台，而且每 1.5 小時得出一次任務，朝風雨最強大的地方飛去。

不用說，這絕對不行。圖／Weather Nation

為何不試著用降低海水溫度來破壞颶風呢？

降低海水溫度的方法很直觀，例如融化冰山或把深層海水打上來，但我們需要知道這需要涵蓋多大的範圍。不瞎說~~這超大的！颶風主要匯集能量的地方在眼牆四周，假如颶風眼直徑有 48公里的話（颱風平均為 45 公里），那這個範圍就有將近 4,550 平方公里，再假設颶風以每小時 16 公里的速度前進（這也大概是平均值）的話，這樣一天之內就會涵蓋將近 18,650 平方公里，而且這還沒考慮到颶風移動的不確定性，如果所有路線都要考慮到的話，需要操作水溫的海面範圍將近 38,000 平方公里（比整個台灣還大）。

所以真的要這麼做的話，你得先找到很多冰山，用船把它們拖運過來，並且在時限內散佈在這麼大的海面上。而如果是用管線把深層水打上來的話，這管線覆蓋面積又要超出這個數字很多倍，當然這都還沒考慮到成本和對海洋生物的影響（別忘了產生颱風的地方多半是熱帶海洋喔~）。講了這麼多～大家颱風天還是乖乖待在家裡吧～設法適應、與這種自然現象為舞比和它們為敵輕鬆多了～

當然也可以適用好萊塢的想像力，圖為電影「氣象戰」。
(來源:fictiontofact.com)

註解

1. 我們的颱風，在美洲地區，叫做「颶風」；在印度洋產生的叫「氣旋」，在分級上都略有不同。本文章因為絕大部分是由NOAA 原文翻譯過來的，所以儘管大家念起來可能會繞口或是不習慣，還是以原文的「颶風」為主。
2. 1,000 萬噸量級的核子彈看似很多，但其實已經是過去式了。1952 年美國在大平洋埃內韋塔克環礁試爆的世界第一顆氫彈–「長春藤麥克」就是一顆 1,000 萬噸量級的核子彈，比轟炸長崎的「胖子」原子彈還強了 500 多倍。而俄國的「沙皇炸彈」量級又比「長春藤麥克」高了 5 倍。
3. 雖然不太知道這篇文章最一開始是什麼時候寫成的，但如果是 2015 年的話，全人類的能源使用是 1990 年的 1.5 倍，大略換算一下還只是一個颶風的 30%。
4. 氣壓泛指是氣體對某一點施加的流體靜力壓力，來源是大氣層中空氣的重力。換句話說，你就算把上空的空氣全部壓的緊緊的，這團空氣的重量只要沒有變化，你的氣壓還是一樣。
5. 詳細的全世界颱風分級表可以從中央氣象局找到，但針對「5 級颶風變成 2 級颶風」，差不多就是最猛的強颱變成中颱的程度，風速大概會下降 40%。
6. 5 億噸的空氣的體積差不多是 3.85 億立方公尺，如果我們可以擷取地面上空 500 公尺以內的空氣，那我們需要把一個面積770,000 平方公尺以上的空氣全部拿走。大概就是製造一個 3 個大安森林公園面積大，開口可以拉開到 500 公尺高的巨無霸塑膠袋，然後請幾台飛機或跑車以迅雷不及掩耳的速度把那裡面的空氣像抓蝴蝶那樣全部綁架，然後再運到颱風中間把塑膠袋打開。

參考資料：

• NOAA: frequently asked question v4.10 (June 1, 2017)
• 台灣颱風資訊中心
• 維基百科：世界能源使用率、核彈噸級、大氣壓力

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許多人試著進入「深度學習」領域，卻發現教材明明都是中文字，卻完全看不懂。圖片來源／iStock、Nick Young；圖說重製／林婷嫻、張語辰

如果上圖有打中你，本文整理 2017 中央研究院 AI 月系列活動中，國內外專家分享的深度學習思維與應用。希望能讓深度學習成為各位小智的寶可夢，在人工智慧這條路上，走出樂趣與成就感。

深度學習：讓電腦長神經，教它判斷決策

1960 年代起，科學家就試著透過各種機器學習技術，教電腦擁有人工智慧，例如會下西洋跳棋的電腦程式。但這跟現在的 AlphaGo 相比似乎不算什麼？這部分拜賜於電腦運算效能大幅提升、大量供訓練使用的資料，以及深度學習技術近幾年的突破性進展。

人腦思考仰賴神經網路的運作，科學家也透過設計函數模組，在電腦中組成「類神經網路」，讓電腦藉由餵養的訓練資料，歸納出背後的規則，做出最適合的判斷。圖片來源／iStock；圖說設計／林婷嫻、張語辰

從上圖可以看到，這是深度學習與傳統機器學習技術的最大差別：電腦有了四通八達的神經網路！透過層層非線性函數組成的神經網路、及精心規劃的權重訓練過程，電腦學會在未曾經驗過的情境下做出最適當的反應。

訓練深度學習模型就像教小孩，給予足夠的人生經驗，透過神經網路學習，讓電腦未來自己判斷怎麼做比較好。

若將深度學習比喻為手拉坏，陶土就是資料，陶碗成品是電腦自動找出來的函數（function），而目前有的「拉坯機」為 TensorFlow、PyTorch、Microsoft CNTK、Keras 等程式庫，其中 Keras 算是 TensorFlow 的官方介面，比較容易上手、適合初學者。而核心處理器 GPU 就像拉坯機的電源，若是 GPU 強大又穩定，深度學習的運算速度會更快。但最重要的是，身為手拉坏師傅的你，要如何教導電腦這位學徒。

「深度」在於神經網路的層層結構

小時候爸媽會拿著圖書，教你辨認 “1″ ,"2″, “3″ 每個數字的長相，若要教電腦辨識數字 “2” ，要先從該影像一個個像素 （pixel）開始分析，經由層層層層層層層層層層層層層層層層函數組成的神經網路運算，最後判斷出這個影像「最可能」為數字 “2” 。

先教電腦定義每個影像的值，再透過神經網路的層層非線性函數運算，判斷這個影像最可能為哪個數字，信心水準比值最高者為答案。資料來源／李宏毅；圖說重製／林婷嫻、張語辰

為了達到較高的信心水準，有兩個關鍵：給與足夠的訓練資料，以及設計出優秀的神經網路。

深度學習的神經網路結構，該長什麼模樣？目前主流作法有 CNN（Convolutional Neural Network）、RNN（Recurrent Neural Network）和 GAN（Generative Adversarial Network）等等 ，各有信徒支持的優點。

深度學習常使用的三種神經網路架構示意：CNN, RNN, GAN。資料來源／李宏毅；圖說重製／林婷嫻、張語辰

CNN 善於處理空間上連續的資料，例如影像辨識；RNN 適合處理有時間序列、語意結構的資料，例如分析 ptt 電影版的文章是好雷或負雷；而 GAN 生成器（generator）與鑑別器（discriminator）的對抗訓練模式可以輔佐電腦「觀全局」，不會忘記自己做過的步驟而發生窘況，像是教電腦自動畫皮卡丘時，忘記自己已經畫了一個頭，最後畫出兩個頭。

強大的 AlphaGo 如何深度學習？

與 AlphaGo 對弈的柯潔曾表示：「與人類相比，我感覺不到它（AlphaGo）對圍棋的熱情和熱愛。我會我用所有的熱情去與它做最後的對決」。若以情感面來探討，確實為難 AlphaGo 。

因為在 AlphaGo 深度學習的過程中，訓練的資料並沒有任何熱血動漫或情書情歌，而是一張又一張專業的棋譜影像資料。台大電機系李宏毅教授以《棋靈王》漫畫的棋譜比喻說明，請見下圖。

透過眾多棋譜影像訓練，電腦可以學會根據目前棋盤上的局面，判斷下一步應該落棋於何處。本圖以《棋靈王》漫畫情節來比喻。資料來源／《棋靈王》漫畫、李宏毅提供；圖說重製／林婷嫻、張語辰

異質神經網路 (HIN)：教電腦找到不同種資料的關連

除了「深度」，也別忘了「廣度」，把不同類型的資料整合在一起，可讓分析結果更精準。

來自伊利諾伊大學芝加哥校區的俞士綸教授點出，通常企業機關擁有的數據，是從各種不同管道蒐集而來，往往屬於不同型態。例如 Google 呈現搜尋結果建議時，除了看搜尋的關鍵字，也會參考使用者平常 Gmail 常用哪些字，或使用者正位於 Google Map 上的哪個位置。

這需要透過 HIN 異質神經網路（Heterogeneous Information Networks）技術，來理解並串連不同種類資料之間的關係。

俞士綸教授以藥物研發為例，在藥物合成或試驗前，可先透過深度學習分析相關資料，瞭解化合物的藥效會控制哪個基因、該基因和哪個通道有關係，或了解某個副作用會由哪兩種化合物引起 (註一)。這些深度學習的分析結果，再搭配和生醫或化學專家討論，有助縮減研發藥物的時間和花費。

透過深度學習，幫助判斷哪個藥物研發路徑比較重要（不同顏色的箭頭），及預測某個藥物能不能治療某種疾病。資料來源／俞士綸；圖說重製／林婷嫻、張語辰

深度學習，超幅提升電腦視覺能力

1960 年代，人工智慧先驅者 MIT 教授 Marvin Minsky 曾說「給我三個月，還有一位大學生，我要讓電腦可以辨識影像」，但當時電腦的聰明程度只會畫一些簡單的圓形、正方形，後來 Marvin Minsky 和學生 Gerald Sussman 宣告這個挑戰失敗。

到了 1990 年代，電腦視覺（Computer Vision）有更進步的發展，例如由 David Lowe 發表的 SIFT（Scale-Invariant Feature Transform）演算法，用來描述影像中的局部特徵，藉以偵測影像或影片在位置、尺度、角度上的對應及變異。

SIFT 電腦視覺演算法：先算出影像中每一個小區塊的方向性與梯度變化，再整合成各大區塊的方向性與梯度變化，降低資料的維度和雜訊，以利後續應用。資料來源／陳彥呈

現在大家常用的 panorama 全景攝影、3D 模型建立、VR 影像縫合等技術，皆應用到 SIFT 或類似的演算法；而 NASA 在外太空拍下火星地景照片時，也是透過 SIFT 演算法來比對地景特徵。

NASA 在外太空以俯視及平視兩種角度拍下火星地景，再透過 SIFT 演算法，辨認出同區域的視覺特徵（照片中的彩色小圓圈）。資料來源／陳彥呈提供

時間來到 2017 年，受惠於深度學習的進展，電腦視覺技術彷彿從單細胞生物進化到智人，發展出優異的影像辨識及理解技術，並成功應用於各行業與生活中。例如：在生產線上辨識紡織品花紋的瑕疵，以及網美愛用的修圖 APP ──辨識痘痘的位置並套上讓肌膚平滑的濾鏡。

影像辨識技術：早期演算法只能辨識一些簡單的特徵，現在透過深度學習，電腦可以辨識看到的汽車、自行車、行人等等，算出相對應的距離，並判斷哪些目標需要注意。資料來源／Nvidia launches Drive – the computer self-driving cars have been crying out for

運用深度學習教電腦辨識視覺特徵，發展到極致可望革新人類的生活。Viscovery 研發副總裁陳彥呈博士在演講中分享，現今 NVIDIA 的自動駕駛系統，從頭到尾只教電腦一件事：「辨認哪裡還有路可以開，才不會撞上」。秉持這個單純的概念，擴增訓練的影像資料、優化深度學習的神經網路，NVIDIA 自動駕駛系統的影像辨識正確性、反應速度和駕駛時速，不斷提升到可以上路的程度。

NVIDIA 自動駕駛系統：用深度學習，教電腦辨認哪裡有路可走，才不會撞上任何障礙物。資料來源／Volvo Cars and Autoliv Select NVIDIA DRIVE PX Platform for Self-Driving Cars

但自動駕駛車上路後，有哪些變因是神經網路算不出來的？陳彥呈舉例，當交通信號燈從黃燈變為紅燈時，自動駕駛系統會辨認燈色，並判斷該剎車停下來。但若這時後方一輛人類駕駛的車輛，可能趕時間認為應該要闖黃燈，就會撞上自動駕駛車。這該優化的是電腦的判斷力呢？還是人類的判斷力呢？

雖然將深度學習應用到電腦視覺領域，看來走在時代最前端，可以幫人類完成許多事，但陳彥呈以黑客松 （hackathon）競賽的範例來提醒，人們在進行深度學習研究時經常忽略的考量。

黑客松競賽中，學員提出用深度學習教電腦辨認「機車違規亂停」，幫助解決街道亂象。圖說設計／林婷嫻、張語辰

用 100 張違規停車的照片，加上 100 張依規停車的照片，透過 150 層的 ResNet 深度神經網路來訓練電腦，辨認出違規停車。聽起來是很棒的點子。

陳彥呈以過來人的經驗分享，這最大的挑戰在於：第一層輸入訓練電腦的影像資料中，「機車」和「腳踏車」的視覺特徵變異，遠大於地上「白線」和「紅線」的視覺特徵變異，會讓電腦誤以為要學習辨認「機車」和「腳踏車」的不同，而無法辨認出「白線」和「紅線」。

就像要教小狗「坐下」，但卻說了很多不同語言的「坐下」，或同時伴隨華麗的手勢，會混淆小狗究竟該辨認哪個特徵，無法做出正確的反應。

一開始準備訓練深度學習模型的資料時，就要處理乾淨，有助於後續神經網路的運算表現。

深度學習：一天 24 小時不夠用 QQ

中研院資訊所陳昇瑋研究員在演講中說明：深度學習讓電腦具備從繁雜資料中歸納規則的能力，但電腦畢竟不像人腦直覺，過程中還要教電腦處理各層函數的權重（weights）與偏差（bias）。

台大電機系李宏毅教授分享教電腦辨識 ”2” 的經驗，需要餵給電腦一萬張以上的手寫數字影像資料。而若要訓練電腦自動畫出二次元人物頭像，為了達到看起來會想戀愛的精美程度，至少要運算 5 萬回合（epoch），而每跑 100 回合可能就耗費大半天光陰。

透過 GAN 生成式對抗網路，跑了 5 萬回合後，教電腦自動畫出二次元頭像的成果。某幾個頭像是否看了感到心動？資料來源／GAN学习指南：从原理入门到制作生成Demo、李宏毅提供

打算將鐵杵磨成繡花針的老婆婆，曾經感動李白奮發向上，而若李白來到這個時代，看到電腦科學家不屈不撓的「深度學習」精神可能會雙膝一軟。若您是某企業的高階長官，千萬別對軟體工程師說：「這有資料，現在深度學習不是很紅嗎？試試看，一個禮拜後報告。」任何人工智慧技術，都需要時間淬煉。

XXX 工作會消失？天網會消滅人類？

左圖：中間高台的人正在唸故事給工作的人們聽；右圖：拿著竹竿敲窗戶的 morning call 服務。圖片來源／陳彥呈提供

隨著科技發展，現在有音樂串流平台，可以排解工作煩悶。早上也能透過智慧手機鬧鐘，讓自己在降低起床氣的旋律中睜開眼睛。這些是在留聲機及鬧鐘尚未出現前，曾經有的人工服務，但現在圖中的工作都已經消失了。

「唯一不變的，是變的本身。」 (Change is the only constant.) －－ 古希臘哲學家 Heraclitus

幫助人們完成做不到的任務、解決心有餘而力不足的問題，這是自始至終發展人工智慧的目標。

以中研院「106 年度資料科學種子研究計畫」正在進行的研究為例 (註二)，人工智慧可望幫忙解決生活中許多問題，包含：透過行動上網訊號來觀測人口流動，並預測傳染病的傳染區域途徑；藉由分析近年來交通事故的地方法院民事判決，歸納出法官如何衡量肇事責任的分配；亦可透過電腦視覺分析蛾類的體色，了解體色變化與氣候變異的關係。

現階段人工智慧受惠於深度學習，雖然相當強大，但尚有許多限制有待突破，電腦科學家們仍在蒐集訓練資料、優化神經網路、改善運算效能這條路上馬不停蹄。對於想踏入深度學習領域的初心者，李宏毅教授在演講中說出相當真實的心聲：

你看別人做手拉坏好像很容易，但自己做下去會有各種崩潰，深度學習也是一樣。心法在於你要相信自己一定做得出來！

2017 中央研究院 AI 月活動現場，講師正在向大家說明，如何建構精巧的深度神經網路。攝影／張語辰

看完這篇文章，當媒體下標天網要消滅人類、機器人發展自己的語言嚇壞工程師時，相信你已了解深度學習的能力與發展可能性。來自美國南加州大學的郭宗杰教授，在演講中笑著說：「因為不懂，會把它（深度學習）講得非常強；但如果懂了，就會知道它其實相當地有限，不要被外行人的說法嚇到。」

無論何種身分，若對於人工智慧和深度學習的最新發展感興趣，後續中央研究院資料科學種子研究群的活動現場有個位子，留給未來的你。

延伸閱讀

• 2017 中研院 AI 月活動
• 註一. “PathSim: Meta Path-Based Top-K Similarity Search in Heterogeneous Information Networks", PVLDB, 2011.
• 註一. “Integrating Meta-Path Selection with User Guided Object Clustering in Heterogeneous Information Networks”,. ACM KDD, 2012. (Best Paper)
• 註二. 106 年度資料科學種子研究計畫最終核定名單
• 迎接AI，先做到「AI Ready」。作者：陳昇瑋
• 人工智慧、機器學習與深度學習間有什麼區別？ 作者：Michael Copeland
• 執行編輯｜林婷嫻
• 美術編輯｜張語辰

本著作由研之有物製作，以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

 

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

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文／紅色皇后｜科普愛好者，科學松鼠會成員

在一月新番中，《動物朋友》可以說是最大的一匹黑馬。這部小動物賣萌的動畫，3D 作畫水準平平，漫畫和遊戲回響也平平，現在卻人氣猛增，甚至在日本掀起了動物園遊覽的新熱潮。

《動物朋友》故事的主角「背包」和擬人化的動物女孩小藪貓。圖／《動物朋友》動畫

《動物朋友》的故事發生在巨大的「加帕利公園」，在「砂之星」的神秘力量下，這裡的動物們變成了具有人類姿態的動物女孩（アニマルガール，獸娘）。某一天，公園裡突然出現了一個小女孩，她不記得自己的「領地」，也搞不清自己是什麼動物——這就是動畫的女主角「背包」了。在小藪貓和其他眾多動物女孩的幫助下，她找尋著自己的身世之謎，對抗著神秘的敵人「天藍怪」。

其實，觀眾們很容易發現，女主角就是個人類。在個性十足的動物「朋友」們中間，她大部分時候都顯得很不起眼：不會飛，跳不高，爬樹也不擅長。當初我們的老祖先行走在非洲大草原上的時候，動物朋友們大概也沒能料到，智人會成為對環境影響最大、個體最多、分佈最廣泛的大型哺乳類吧。

不過，就像片中的小藪貓所說，不同的動物都有自己擅長的事情，只不過我們對自己的「獨門技能」早已感到習以為常了。在這部動畫中，我們不僅能了解其他動物，其實也從中能看到人類自己的特性。

運動廢柴？長跑天才？

很多人可能會認為，人類以頭腦稱霸地球，在身體能力方面，我們沒必要跟其他動物較量。而在片中，小藪貓第一次發覺人類的特殊，卻恰恰是由於身體的能力。

在正午的烈日下，藪貓必須到樹蔭下休息。在熱天長距離行動是危險的，因為大多數哺乳類排出多餘熱量的方法是喘氣。我們都見過熱天的狗發出「哈哧哈哧」的聲音。為了散熱而進行的喘氣，頻率比正常呼吸高很多，對於增加攝氧量卻於事無補。這是因為，「散熱喘氣」的時候空氣只經過咽，並不會進入肺部進行氣體交換。

在烈日當空時走遠路，對藪貓來說是有中暑危險的。圖／《動物朋友》動畫

在安靜狀態下，喘氣散熱還沒什麼問題，而運動時則會遇到麻煩：運動會發熱，運動中的肌肉又需要更多氧氣，動物們沒法邊跑動邊通過高頻率喘氣來散熱，時間一長就會中暑了。

人類可以避免這一風險，因為我們另有散熱途徑：出汗。人類的汗腺非常發達，在沙漠中負重行軍的人，四小時能排出三公斤半的汗。這是一種高效的散熱方法，每毫升水蒸發時可以帶走 580 卡的熱能。另外，人類「沒有毛」（實際上人類的毛髮數量並不少，只是非常細弱，所以看上去光禿禿），這也提高了出汗降溫的效果。

人類有良好的散熱能力和奔跑耐力。圖／《動物朋友》動畫

除了散熱能力，人類還有一系列適應長跑的特徵。在奔跑中，頸部肌肉和韌帶結構使我們能通過擺臂和肩膀晃動保持頭部的平穩，這樣就不容易產生「暈車」的感覺。我們腳踝上的肌腱，特別是阿基里斯腱（Achilles）也比其他猿類強壯，足弓（plantar arch）也很發達。人的腿腳就像彈簧一樣，在每一次邁步中儲存能量再釋放，大大節省了體力。

我們不像藪貓身手敏捷，也沒有河馬的牙齒和力氣，甚至短跑還會輸給河馬大姐頭。但是，人類在長跑方面的天賦，堪稱哺乳類第一。馬拉松的世界紀錄是兩小時多一點點（約合 6 米/秒），業餘愛好者在 4 小時內完賽（約 3 米/秒）也不是稀奇事。一匹馬能用 5.8 米/秒的速度，一天跑 20 公里已經是極限了，超出這個程度，就會對骨骼肌造成不可恢復的損傷。人能跑過馬，這一點也不誇張。

人類的力量和運動速度不及黑猩猩，但長跑能力遠勝之。圖片來源／Lee Saxby

吃咖哩飯，這也是種能力！

在片中，所有的動物朋友都吃著一種名叫「加帕利饅頭」的點心。根據故事的描述，這些點心使用了公園裡種植的土豆、大米之類的材料製成，這些食材也被主角做成了咖哩飯。由此看來，獸娘們的日常食譜中似乎含有大量的澱粉。

加帕利饅頭的原料是普通的農作物，它看起來也像是富含澱粉的人類點心。圖／圖／《動物朋友》動畫

這其實是有點奇怪的：米飯對人類而言是再平常不過的食物，但對於很多動物而言卻並不適宜，甚至會危害它們的健康。

能吃咖哩飯，其實也體現了人類的另一種能力：我們比多數哺乳動物更擅長消化澱粉。人有 5~6 個唾液澱粉酶基因，黑猩猩只有兩個。這些增加的基因，會產生更多的酶，加速澱粉的消化分解。

人類食物中澱粉的比例遠高於一般的靈長類，那些以狩獵採集為生的部族也不例外，他們的食譜裡包含大量富含澱粉的塊根和地下莖（類似馬鈴薯）。以塊根為食有一個問題：植物絕不肯把儲藏營養的部分老老實實地交給動物吃掉。這些部分通常很堅韌，而且可能含有毒素。這時候就需要人類獨有的處理食物手段——火。

哈佛大學的靈長類學家蘭厄姆（Richard Wrangham）認為，在人類的進化過程中，火的功勞不容小視。高溫可以使植物細胞變得柔軟易碎，也使動物肌肉的蛋白質變性。不論是肉還是蔬菜，燒烤過之後都變得更容易吃，也更有營養了。

主角用火烹飪食物的時候，其他動物都害怕的躲開了。圖／《動物朋友》動畫

跟其他靈長類相比，人的咀嚼肌和牙齒軟弱，腸胃體積小。這一部分是燒烤食物的功勞，另一部分是因為，我們是挑剔的食客。人類傾向於選擇能量高，易於消化的食物。除了塊根，肉食也是祖先食譜中重要的部分。我們是最喜歡獵殺大型動物的靈長類（不過，在動畫裡並不會表現這一點）。

這種「高質量」的食譜，為人類的智力進化做出了貢獻。神經系統對能量的需求很大，靜止不動時，大腦消耗的能量可達全身耗能的 20%~25 %。要有一個發達的大腦，營養必須跟得上。片中的貓頭鷹女孩說，動腦筋要消耗能量，所以她們想吃熟食。對人來說，這個要求確實非常合理。不過對貓頭鷹來說，這樣說就顯得很古怪了——它們的日常飲食可是把老鼠和昆蟲整枝吞下，把骨頭、皮殼裹成團吐出來啊。

聰明的大腦需要豐富的營養供應。圖／《動物朋友》動畫

會說話的動物朋友

在動畫片裡，由於砂之星的神秘力量，所有動物朋友都會說話。但作為人類，主角還是表現出了不同尋常的地方——只有她會使用符號。利用解讀文字的能力，她可以從地圖、指示牌上獲取各種信息。

主角是劇中唯一會認字的動物。圖／《動物朋友》動畫

動物們能不能像人那樣使用複雜的語言呢？表面上看，教動物「說話」是大有可為的。許多動物都用啼叫、表情和身體語言等方式進行著交流：蜜蜂用轉圈舞蹈指示花蜜的位置；離群的雁啼叫招呼同伴；在動畫裡表現呆萌的美洲土撥鼠，也會用不同的尖叫聲向同類報警，表示到來的捕食者是鷹還是郊狼。

黑尾土撥鼠和古氏土撥鼠同為草原犬鼠屬（Cynomys spp.），除了叫聲以外，它們還通過親吻進行社交，片中主角一行也被這樣打了招呼。上圖／David Kjaer；下圖／《動物朋友》動畫

但事實上，牠們都不具備人類那樣的語言能力，即使是聰明的黑猩猩也是如此。自 1966 年起，比阿特麗斯和艾倫．加德納夫婦（Beatrice & Alan Gardner）花費多年時間，進行了一場頗有童話風味的研究：教動物「說話」。他們的研究對象，一隻年輕的黑猩猩瓦舒（Washoe），據說是學會了用手語表達 130 個詞，可以「說」4 個詞的句子。但現實是殘酷的。心理學家們發現，加德納夫婦有意或無意地，撒了一個彌天大謊。黑猩猩根本就不會「說話」。

首先，科學家們高估了動物使用手語的能力。很多時候，黑猩猩的動作只是被強行解讀成了手語。瓦舒確實學會了幾個手語詞彙，但它使用這些詞的順序完全是雜亂無章的，這種表述毫無語法可言，意思自然也很難準確。

其次，黑猩猩根本不愛使用手語。黑猩猩只用手語來獲得自己想要的東西，讓人給牠搔癢或者點心。它不會主動跟人聊天，也不樂意表達自己的想法。我們都知道，小孩是怎樣愛吵愛嚷，有時為了一點小事而大呼小叫，有時念著自己想像中角色的台詞。人類把說話當成一種樂趣，但黑猩猩只把它當成「敲門磚」。科學家在自己的幻想裡，把黑猩猩過度「擬人」了。

在動畫中，唱歌超難聽的「靈魂歌手」朱鷺曾向主角討教發聲的技巧。人類確實很擅長發出各種不同的聲音，只有少數鳥類能與之媲美（當然，這不包括朱鷺）。不過，人類語言能力最重要的功臣還是在於頭腦。人腦中對語言作用最大的兩個區域，布羅卡區（Broca’s area）與威爾尼克區（Wernicke’s area），在類人猿身上是缺失的。前者主管語法和精細控制發音的能力，後者則是理解字義的的關鍵。類人猿只有很小的威爾尼克區，根本沒有布羅卡區。

人類的發音能力在動物中首屈一指。圖／《動物朋友》動畫

通過觀察古猿類和古人類的頭蓋骨化石，我們可以推測腦各個部分的演化速率。在猿演化成人（確切地說，從多毛、沒語言的猿演化成少毛、有語言的猿）的過程中，這兩個部位以驚人的速度變大，比整個大腦皮層擴展的速度（已經相當迅速）還要快得多。

圖片中的上色部分是布羅卡區，人腦中和語言功能息息相關的一部分。圖／維基百科

我們消化澱粉的能力，或長跑中讓腦袋保持穩定的能力，和動物只是「量的不同」（黑猩猩也能吃米飯，只是消化起來略微困難而已）。然而，語言能力是一個「質的不同」。它不是各種動物皆有、在人身上卓越特出的能力，而是一種全新的能力。

加德納夫婦一廂情願地相信黑猩猩會說話，一個可能的原因在於：他們認為既然人是由動物演化而來，人與動物息息相關，我們「似乎」不應該和動物朋友有太大的差別。宣稱人類是特別的、是獨一無二的，似乎有違於這種緊密的聯繫。

不過其實，「獨一無二」並不違反自然。語言學家斯蒂芬．平克（Steven Pinker）說過，各種動物都有獨一無二的地方，正如大像有獨特的鼻子，響尾蛇有獨特的感知紅外線的能力，人類有獨特的語言。自然界最不缺的就是「獨一無二」。也許就是因為這種多樣性和獨特性，動物世界才如此吸引我們吧。

謝謝你，小藪貓。我想告訴你，我就是這樣的動物。

本文版權屬於果殼網（微信公眾號：Guokr42），原文為〈兽娘动物园：除了动物萌娘，你还能从这里了解人类〉，禁止轉載。如有需要，請聯繫sns@guokr.com。

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• 文／潘昌志｜「你地質系的？」不，但我待過地質所，而且還是海研所的碩士。無論在氣象局、小牛頓…都一樣熱愛地科與科普。現在從事試題研發工作，並持續在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科的各種知識，想以科普寫作喚醒人們對地球的愛。

之前寫的這篇《地震是怎麼來的》一文，與大家簡單介紹了關於「彈性回跳理論」，而這是地震主要的發生機制。由此可知，地震的成因與斷層其實脫不了關係，而在《斷層「動靜之間」的學問—關於「潛移斷層」》一文中卻又告大家，有些斷層可能因為只有緩慢的潛移，雖然岩層會因此斷開錯移，但卻不會發生劇烈的地震，而文中還進一步說到，有時有的斷層會是「一部分潛移，一部分鎖定」，有些地方會緩緩的錯移，有些地方卻又會累積能量發生地震……。

或許你會說，怎麼這麼複雜？所以我這樣到底是該要擔心斷層還是不要擔心啊？

那些斷層面上的複雜之事

老話一句，複雜的事情沒有簡單的答案，所以我們還是要先細說背後的科學。首先，「彈性回跳理論」是種「概念化的模型」，它並不是代表所有的斷層都是以這麼「單純」的方式在動。理想情況下，斷層受外力作用時會先累積形變，就像橡皮筋和彈簧一般，直到超越最大靜摩擦力時才會滑動，但實際上有些斷層面是很「平滑」的，就是外力不會累積形變，而是推多少它就動多少，它就是我們前面的潛移斷層。

即使是這樣分成兩類，還是非常粗略，因為真實世界的情境遠遠複雜許多！

Welcome to the real world…！真實世界常見的情況是，很多斷層都會分段或是斷層面上會有分區的現象，斷層面上的某些地方是較「粗糙」的，會以彈性回跳理論的概念，反覆累積形變後錯動，而有些地方相對較平滑，並不會累積形變的位能。

所以我們如果要用個簡單模型來想像真實世界中的斷層樣貌的話，就會是這個樣子：斷層面上會有一些地方長期被「鎖住」（locked）的地方，而地震往往就是當這些被鎖住的地方突然間滑動的時候發生的事情。

至於這些鎖住的地方突然滑動是什麼概念，我們先用一個影片來解釋：

雖然影片中的彈性行為是在手握的那條彈力帶上，但實際上它在詮釋的就是岩石的「彈性行為」。套用在自然界中時，地震的作用確實也是以這樣的模式在發生，每一段時間一定會發生一次滑動，但滑動發生的時間間隔並不十分固定，而時間不固定也代表著累積的形變也不會每次都一樣，所以滑動量也並非完全固定的，這代表地震之間的週期不太固定、大小也不太固定啊！

如果我們把影片看得再仔細一點，可以發現前方的紅色塊體會是直接的受手拉彈立繩的應變影響，但藍色的塊體受力和運動的情形就複雜得多。當紅色塊體突然滑動時，藍色塊體並不一定會隨著滑動，而這兩塊之間的落差也是以形變的方式儲存起來，等到累積到一定程度的時候才會發生地震，而且這種類型的儲存釋放能量方式可怕得多，往往會有更大的錯動，產生更大的地震。

上圖中的形變與時間關係表中呈現了形變隨時間會累積並釋放能量發生地震，雖然和彈性回跳理論的概念一樣，但變成兩個塊體就複雜許多。

所以，即使我們理解了地震發生的「模型」，但要藉此「精準預測」地震，也會因為斷層的行為過於複雜而變得不可行。但話說回來，正好就是有這樣的規律性，比較明顯躺在地上又會不斷累積形變而孕育地震的斷層，某程度上是可以估算地震發生的長期潛勢的。不過這個概念談到此要先暫時打住，往後我們會接著談長期地震潛勢評估的事，今天的主題我們先聚焦在斷層上的事情。

一個不易詮釋的概念性名詞

剛才說斷層上較為粗糙、容易鎖住的地方，它有個專有名詞 ”asperity”，它似乎很難用個中文譯名（本文中暫以其中一種譯法「地栓」稱之），因為它不僅止代表上述的意義，還用來解釋地震發生時的現象：在斷層錯動發生地震時，它會被用來指「斷層上地震矩最大的地方」（斷層面上錯動最集中的地方）。

雖然從名詞定義上看起來很複雜，但其實在談論的概念是橫跨地震發生的過程與機制。當在談斷層面上的物理特性時，地栓所描述的就是那些突起粗糙的孕震區，而當地震發生時，斷層面上的這些點自然也是其中的一個或數個地栓。此時我們若要談論地震時錯動最集中的地方，用地栓正好也可以說明，畢竟依照彈性回跳理論和 asperity model 來看，錯動最集中的區域在地震前當然也是那個粗糙、摩擦力大而累積形變最多的點。所以它用來指涉的現象會因地震的時空而有些差異，但不變的是，它是專指斷層內性質差異和地震的關係的概念。

所以，實際上一個斷層或隱沒帶上，其實擁有許多複雜的物理現象需要考量，從上個世紀初到世紀末之間，我們也只從「確認斷層和地震的關係」發展到「發現並找到斷層面上不均勻之處和地震的關係」而已。而這項科學最難之處是它必需先從天然地震的觀測得到一些假說，還得從天然地震來驗證。理所當然的，要了解大地震，勢必也只能從大地震來著手，然而大地震除了給學者更多研究資料，卻又常帶來慘重災禍，因此阿樹也覺得研究地震之人確實是「苦其心志」啊！

要瞭解大地震，就必須先有大地震，地震研究是一件矛盾而辛苦的事。圖／鵬智 賴 @ Flickr

最後，如果有興趣去 google ”asperity” 一詞的話，會發現在材料科學上，asperity 也是用來描述表面或是界面上的「粗糙度」的名詞。而最初將此概念運用在斷層、地震上的學者，其中一位在前幾週的文章也曾提過的金森博雄教授（提出地震矩規模計算方式的學者），金森教授與 Thorne Lay（文章第一作者）在 1980 年針對索羅門群島地震發表研究論文時，便以此模型解釋地震的特性。但 Thorne 和金森教授是如何用模型解決問題，以及 aspeirty model 在地震研究上的貢獻，阿樹在此先賣個關子，我們下篇再談。

但是阿樹可先給個小小提示，提示一：上述論文中的索羅門群島地震是個雙主震；提示二：這和金森教授的地震矩計算也有些關聯哦！

本文轉載自震識：那些你想知道的震事，原文為《斷層上的短暫瞬間：動與不動之處(上)》，也歡迎追蹤粉絲頁震識：那些你想知道的震事了解更多地震事。

參考資料：

• IRIS的地震模型說明與影片連結
• Lay, Thorne and Kanamori, Hiroo (1980) Earthquake doublets in the Solomon Islands. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 21 (4). pp. 283-304. ISSN 0031-9201.

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1909 年的諾貝爾物理奬授予一項我們視為理所當然的科技——長距離無線電通訊。得奬者是古列爾莫・馬可尼（Guglielmo Marconi）和卡爾・布勞恩（Karl Braun），兩人平分奬金。

古列爾莫・馬可尼的諾貝爾獎官方照片。圖／By Nobel foundation @ wikimedia commons

無線電能做什麼？赫茲：我也不知道

人類有史以來的 98% 時間都只能進行緩慢近距離通訊，而跨越城市甚至國家的通訊必需花更長時間。即使發明了汽車、飛機、電話等現代科技，即時通訊仍只限於鋪設了電話線的地區。跨越海洋的通訊仍然非常緩慢。

赫茲在 1886 年成功產生電磁波。他在實驗室的一端放置一個傳送器，另一端的課室放置接收器。傳送器和接收器都有一個用來製造火花的縫隙。當縫隙兩邊的電勢差足夠高，電流就可以穿過縫隙並形成火花，產生電磁波。電磁波穿過實驗室到達接收器造成電勢差，接收器的縫隙亦同樣會出現火花。

當時，赫茲並未意識到無線電傳送技術會對後世有非常巨大的影響。他有一次在課堂上示範這個實驗，其中一個學生問他這樣做有什麼用途。赫茲的回答是：「一點用都沒有。」他並不知道在今天，無線電通訊已取代食物，成為現代生物邏輯層最底層的必需品。

面對跨越距離的電報，你準備好了嗎？

意大利工程師馬可尼看到了這一點。他在 1890 年代初開始發展無線電技術，希望能以無線電報作為通訊工具。馬可尼的家人非常支持他的研究，他的父親甚至變賣家財給馬可尼買電線。1895 年，馬可尼尋求意大利政府資助研究，可是意大利政府對無線電通訊技術不感興趣。

馬可尼的第一台無線電報發射器，能夠以摩斯密碼傳送訊息。

然而，有洞察力的英國政府看到無線電通訊的潛力，願意資助馬可尼的研究。1896 年，馬可尼與母親一起到英國，並在兩年間取得了巨大研究進展。1897 年 5 月 13 日，馬可尼成功發送人類首個跨越布里斯托灣（Bristol Channel）的電報。渡過海洋的電報內容是：「Are you ready？」

卡爾・布勞恩的諾貝爾獎官方照片。

另一方面，物理學家布勞恩則從物理原理著手，改良馬可尼的無線電發射和接收器。馬可尼的發射器使用最簡單的方法，把連續的電磁波動發射出去。這樣做的弱點在於電波能量會隨距離快速衰減；根據波動干涉原理，其訊號亦易受其他頻率的無線電波干擾。

布勞恩細心研究馬可尼的設計後，找到方法使發射出去的無線電波能量衰減率減至最小。他亦改良了接收器，令其只對特定頻率的無線電波反應。另外，布勞恩設計的發射和接收器不再需要與天線連接，大大減低了受雷擊的危險。1899 年，布勞恩成功發送電報跨越英倫海峽。1901 年，馬可尼使用布勞恩設計的發射和接收器由英國發送電報至加拿大，完成史上第一次跨大西洋電報通訊，永遠改變人類文明發展。

史上第一次跨大西洋電報通訊圖解，出自馬可尼的諾貝爾奬講座。

經常聽到的一個問題「科學研究有什麼用？」赫茲的答案告訴我們，探研自然世界的源動力是純粹的好奇心。1912 年，鐵達尼號沉沒，一千五百多人葬身大海。然而，存活下來的七百多人能夠及時得救，得歸功於長距離無線電通訊。諾貝爾曾說過：「如果我有一千個構思而其中只有一個行得通，我已經滿意。」誰知道這一個構思，能帶領人類走得多遠？

Are you ready?

本文摘自《物理雙月刊》39 卷 8 月號 ，更多文章請見物理雙月刊網站。

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壓力的科學。圖／《知識大圖解》2017 年 8 月號。

當遭遇壓力時，我們的身體會發生什麼事？最早定義壓力的漢斯．薛利（Hans Selye）曾告訴記者：

「人人都知道壓力，卻沒人能真正地瞭解它。」

從心理健康的觀點來說，壓力指的是情緒上過度受壓，這可能會以焦慮、睡眠障礙、飲食習慣改變、出現破壞性行為和頭痛或肌肉疼痛等形式展現。這類壓力我們都很熟悉；然而，從廣義的生物學觀點來看，壓力是身體對心理創傷、極端溫度、缺乏食物或遭遇掠食者等各式干擾所產生的反應。

什麼是壓力？

壓力在醫學上並無專有定義，但就生物學而言，任何可能使身體失衡的威脅都算壓力。

為了處理這些無論是想像或真實的威脅，身體會採取一些步驟來自保──各種化學訊號湧入血流，以強化知覺、加快心跳和呼吸、減輕疼痛，甚至帶來歡快感；同時，消化和生長等非必要功能立刻趨緩。當壓力反應啟動，求生便成了當下的重點，未來則顯得沒那麼重要。

壓力並非人類獨有的。圖／《知識大圖解》2017 年 8 月號。

壓力反應由腦部啟動，處理情緒和恐懼的杏仁核會傳送訊息到下視丘，啟動一連串電訊號和化學訊號，讓身體準備好做出反應。

第一步是指示腎上腺分泌更多腎上腺素，好將神經系統切換至「戰或逃」（fight or flight）模式。

腎上腺素湧入血流，促使體內脂肪和肝醣分解，以釋出一波能量。於是體內的血糖值濃度上升，脂肪酸也被釋出，以便在身體最需要之際提供燃料；這些分子接著由血流輸送到肌肉和腦部。非必要部位的血管會收縮、心跳加速、呼吸增快，好將額外的資源轉送到最需要的地方；此時，感官也更為敏銳，腦部亦進入戒備狀態。

所有反應僅在一瞬間發生，有時甚至先於大腦對壓力源的判斷。上述化學物質遽增的方式會依情境及個體而異。若當下無法逃離或對抗，戰或逃反應可能會被「嫌惡警戒」（aversive vigilance）取代；在此情況下，動作會停止，血液會從皮膚和末梢流向核心器官。

此反應不是替即將發生的體能活動暖身，而是為了在受傷的情況下盡可能地降低出血。儘管，現今我們所遭遇的多數壓力並不包含出現人身傷害的風險，但此反應在人類昔日的演化歷程中應相當管用。選擇哪一種反應得視當下的情境而定，但生物個體往往自有偏好──據信，這種行為模式在年幼時就已建立。

人體面對壓力的各種生理反應。圖／《知識大圖解》2017 年 8 月號。

另一個較和緩但持久的壓力反應會同時啟動。下視丘會釋出皮質釋素（CRH）這種分子，以觸發生物反應，讓身體進入求生模式。CRH 從下視丘行經一小段血流、進入腦下垂體，以促進另一種長程化學訊息──促腎上腺皮質激素（ACTH）──的分泌；ACTH 會順著血流行經全身、抵達腎臟，啟動壓力反應的下個步驟。

兩顆腎臟的頂端各有一個稱為腎上腺的激素製造工廠，內含腎上腺皮質這種腔室。此處的細胞負責製造糖皮質素──這些體內自然分泌的類固醇會協助身體的其他部位面對壓力。皮質醇能干擾胰島素的作用、使血糖上升、平衡體內酸鹼值、抑制免疫反應，甚至影響記憶生成。

短期壓力可迅速被身體矯正；此外，為了預防壓力反應永無止盡地循環，皮質醇也具有關閉功能，並可反饋到腦部，宣告壓力反應已啟動完成，以協助停止 CRH 和 ACTH 的分泌。

然而，有時壓力也會發展成長期的慢性問題。

良性壓力和惡性壓力

在我們所知的動物中，人類頗為獨特，因我們能對自身和世界進行抽象思考。我們巨大的腦部雖得天獨厚，但也可能帶來長期壓力，因人類會擔心其他動物根本不會想到的問題（如工作和金錢）。

source：iseion

雖然壓力反應是演化而出的產物，能在遭遇短期的環境壓力時提升存活率，但長期而言卻可能造成傷害；若不予理會，最終還可能引發疾病。

年幼時暴露在壓力下（無論是戰爭、被疏於照料或父母離異）者，成年後較可能產生心理問題；因為童年時腦部仍在發育，慢性壓力可能造成腦部結構改變，進而影響腦功能。對成年人來說，慢性壓力除了會對心臟和血管造成負擔，提高心血管疾病、心臟病和中風發作的機率，還可能危害免疫系統。急性壓力反應會動員免疫細胞，為擊退感染做好準備，但皮質醇這種壓力激素也會長期影響免疫細胞的功能。事實上，皮質醇類藥物被用於需要免疫抑制的患者身上，以壓制其免疫系統。

良性壓力和惡性壓力。圖／《知識大圖解》2017 年 8 月號。

長期壓力可不是鬧著玩的，不僅壓力反應本身會對身體造成負擔，伴隨而來的應對機制（如喝酒、抽菸）也同樣傷身。然而，這還不僅止於生理上的影響。壓力一詞包含了許多層面，近來有學者研究了我們對壓力的感受會如何影響壓力對身體帶來的衝擊，結果發現，若我們相信壓力是壞事，它就更易對我們造成傷害。

美國的研究指出，處於壓力下的人有較高的死亡風險。但此論述只在這些人認為壓力對自己有害時才成立。

事實上，遭遇壓力但本身不認為壓力是壞事的人，死亡風險甚至比幾乎無壓力者還低。

壓力一詞的意涵讓在 1930 年代率先提出壓力反應的漢斯．薛利倍感困擾。部分的原因在於，壓力不僅是用來描述身體對困境的反應；在物理學中，應變（strain）指的是物體受外力而產生的形狀或大小變化，而壓力或應力（stress）則是與之相關的內部力量；一詞兩用便讓大家將兩者聯想在一起。

驚人的是，改變對壓力的看法似乎能改變其對人體造成的影響。若將手心冒汗、心跳加快和呼吸急促視為身體正努力幫助你的跡象，就可改善上述反應；心跳雖會加快，但血管卻能保持放鬆，這對心血管系統有益多了。

若我們相信壓力是壞事，它就更易對我們造成傷害。圖／《知識大圖解》2017 年 8 月號。

此外，壓力反應還有另一個常被忽略的組成元素──催產素。催產素有「擁抱激素」（cuddle hormone）之稱，有助於母親建立與嬰兒的連結；擁抱時，腦部便會釋放此激素。人在遭遇壓力時，也會分泌催產素，以幫助我們尋求社會的支持；催產素還能擴張血管、降低血壓，甚至修復心臟。

雖然壓力可能使人感覺不快，但它能幫助我們面對生活中的挑戰。相信自己的身體，並在無法負荷時求援，便能與壓力和平共處。

本文節錄自《How It Works 知識大圖解 國際中文版》第 35 期（2017 年 08 月號）

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