Quantcast
Channel: 科學傳播 – PanSci 泛科學
Viewing all 1714 articles
Browse latest View live

養貓不需要理由:萌貓何以征服人類的心?--《我們為何成為貓奴?》

$
0
0
  • 【科科愛看書】G編 / 隨著人類拓荒的腳步逐漸遍及地球的每個角落,許多受到馴化的動植物也走入了我們的生命。然而,卻很少有馴化動物像家貓對人類沒什麼貢獻,還一臉嬌貴、臭屁又囂張。究竟貓為什麼可以輕易地激起人類的憐愛,讓我們心甘情願向牠臣服?這群看似慵懶、實則精明的獵人怎麼適應與人類的同居生活?又怎麼改變了我們的行為?就讓資深貓奴用科青的精神寫成的貓奴手冊《我們為何成為貓奴?這群食肉動物不僅佔領沙發,更要接管世界》,揭露貓皇帝那些你不知道的故事吧!

家貓之所以能大獲全勝,關鍵在於人類的心血來潮與惺惺相惜。圖/julochka@Flickr

感覺起來,家貓的存在超越了實用價值。馴化貓的理性動機實在太過薄弱,我們大概根本不曾嘗試用這種角度去思考。打從貓完成自我馴化後,就鮮少提供什麼實質上的服務,非但沒能拯救人類免於饑荒,也沒能拖慢歐陸上黑死病的腳步。然而--石器時代的村民縱容牠、埃及人尊崇牠、千禧世代將牠數位化--家貓通過了時間的考驗,現今許多人承認極度享受有牠們為伴。從某方面來看,牠們確實蠱惑了我們。

家貓之所以能大獲全勝,關鍵在於人類的心血來潮與惺惺相惜。

我們做事凡事都要有目的······除了養貓

「一般人常以為人類總是目標導向,做什麼事都有意為之。」研究動物馴化的學者葛雷格.拉爾森(Greger Larson)告訴我,「嗯······胡說八道。未必每件事都有經濟上的目的或合邏輯的典故。迷思、疑心、不落人後的比較心態,以及各種奇奇怪怪的事,都可以是驅動我們的理由。這跟文化、審美觀和巧合有關。」

其中一項非常重要的巧合,就是儘管家貓與人類擁有共同始祖的年代,最晚也得追溯至九千兩百萬年以前,但牠們卻長得和人類異常相似。更妙的是,牠們長得像人類嬰孩。人們開口閉口總說貓有多可愛,這並不是偶然,而是出自一套極為特定且強烈的生理特徵,讓科學家不惜花費心力去梳理並研究。

家貓得天獨厚地擁有所謂的「嬰兒釋出器」(baby releaser),意思是牠們的生理特徵會讓我們聯想年幼的人類,並啟動一連串荷爾蒙噴發。圖/Pixabay

家貓得天獨厚地擁有奧地利民族學家康拉德.勞倫茲(Konrad Lorenz)所謂的「嬰兒釋出器」(baby releaser),意思是牠們的生理特徵會讓我們聯想年幼的人類,並啟動一連串荷爾蒙噴發。上述生理特徵包括渾圓的臉形、肉嘟嘟的雙頰、飽滿的額頭、大眼睛和小鼻子。

我在腦中清點自家的寵物,發現我對於這種長相似乎也特別把持不住。「哇,」我的小姑第一次見到奇多時便說,「牠的臉好像人喔!」的確如此。

其他動物的嬰兒釋出器的作用,就和人類柔弱無助的新生兒一樣,會喚起成人體內愉快、如毒品般的「催產素洋溢」,進而啟動養育行為,包括提高精細肌肉運動的協調度,以作好將嬰兒抱在懷裡的準備。因此有人形容,豢養寵物是「父母本能的錯誤投射」,或者如同演化生物學家史蒂芬.傑伊.古爾德(Stephen Jay Gould)所說:我們「被我們對自己孩子所產生的演化反應所愚弄,於是將反應轉移到擁有同樣面貌的其他動物身上」。

當然,很多動物都我見猶憐,尤其是年幼的時候,而馴化動物更是特別傾向於將嬰兒時期的面貌帶入成年階段。這類稚氣的長相,有些是源於篩選出容易受教的性情的結果,不過另一方面也反映出我們的偏好,例如有長臉和尖鼻子的狼一點都不可愛,但許多品種的狗都令人愛不釋手。我們對嬰兒釋出器的難以抗拒一定影響了巴哥犬這類動物的養成。說實話,許多賽級犬也都長得超級像貓,例如博美。

我們對嬰兒釋出器的難以抗拒一定影響了巴哥犬這類動物的養成。圖/Max Pixel

家貓,包括成貓,甚至原始的野生非洲野貓,都正好天生長得與人類嬰孩相似,完全沒有經過任何加工。一部分與牠們的體型有關--平均體重約 3.6公斤,恰好和新生兒相仿(很多人知道,我會像抱嬰兒般把我家較老實的貓抱在懷裡);另一部分與聲音有關--貓的喵叫讓人聯想嬰兒的哭聲,而且研究顯示,貓可能還與時俱進地調整過發聲,好更準確地模仿嬰兒哭聲;還有一部分與關鍵的臉部特徵有關,這其實反映出貓科動物致命的解剖結構--短而有力的下顎造就渾圓的臉形,而小小的塌鼻子則顯現牠們和狗不一樣,因為氣味並不是牠們獵食策略的基礎。

但真正的祕密武器可能還是牠們的眼睛。

貓眼:萌點滿分的獵命武器

貓眼有狹長的瞳孔和超級敏感的視網膜,能在夜晚像月亮一樣發光,與我們的眼睛構造大不相同,不過貓眼與人眼在幾個重要地方仍看來十分類似。

譬如,貓眼超級大顆,成貓的眼睛幾乎和人類的一樣大,而幼貓的眼睛在小臉上看起來更是水汪汪的。或許是因為我們潛意識中,會聯想到自己濃眉大眼的小孩,間接促成動物的眼睛也能發揮強大的商業廣告號召力。像是貓熊的黑色眼罩,就讓牠們相對而言小得像豆子的眼睛有了放大一百倍的效果,因而脫穎而出,成為世界自然基金會的保育代言人。不過,依家貓(儘管一點都稱不上瀕危動物)的人氣來看,牠們的募款功力大概跟貓熊有得拚了。

貓的眼睛不但大,擺放的位置更是巧妙。其他許多可愛小動物(例如兔子)的眼睛大多長在頭部兩側,讓牠們能擁有更寬廣的視野,就連狗的眼睛也都微微偏離中央。然而貓是伏擊式的掠食者,為了撲倒快速移動的獵物,尤其在晚上,牠們必須精準拿捏距離遠近,因而演化出獨霸所有食肉動物的絕佳視覺。這種視覺策略必須仰賴雙眼的視野重疊,所以貓眼才發展成面向前方、位於頭部前端的中央。

貓眼超級大顆,成貓的眼睛幾乎和人類的一樣大。圖/Pixabay

人眼亦是如此,但靈長類動物不是伏擊式的掠食者,而是素食者,我們利用位於臉部中央的眼睛來達到截然不同的目的:掃視近處的樹叢,尋找成熟果實;或從近代來看,用來判讀其他人的表情。貓眼的位置是讓牠們的臉看起來如此像人的主要因素(另一種依賴視覺的夜行性掠食者--貓頭鷹,其臉部的配置也很類似人類。這或許能解釋,為什麼跟禿鷹相比,我們比較喜歡貓頭鷹)。

貓的五官完美融合了各種可愛元素,然而牠們看起來還是很像曾經屠殺我們祖先的大貓。所以說,貓有著一張強大掠食者的臉,但同時也有一張如孩子般的臉龐。這樣的組合營造出令人眩惑的張力,對女性來說似乎尤其如此。

為什麼我們對可愛的貓如此沒有抵抗力?

事實上,嬰兒釋出器帶來的催產素效應,在生育年齡的女性身上似乎特別顯著。波斯貓貓迷和救援團體等貓界的核心均以女性為主,儘管這已經算是基本常識,我卻對那種斬釘截鐵的母性氛圍毫無心理準備。像是在最高檔的貓展會場中,名字和血統可以寫滿一整頁的冠軍貓仍舊被單純稱作「小少爺」或「小公主」。人們會情緒激昂地說,「妳能相信嗎? 那個俄國評審竟然直接把我的小公主往地上丟!」此外,從有機肉泥到高級推車,很多嬰兒用品都有推出貓咪版,而空前成功的貓用品網站「奧斯潘德」(Hauspanther)的創辦人,正是從嬰兒用品起家的。

倒不是說石器時代住在近東地區的太太小姐們,會把貓放在膝頭上逗弄。這種媽咪型衝動,是從漫長、緩慢、複雜且經常令人費解的歷史累積而來的奇怪產物。但是牠們實實在在的可愛外貌,加上天生過人的膽識,有助於解釋為什麼當有那麼多其他物種待在寒冷的門外時,家貓可以將爪子伸進我們的門內。

貓有著一張強大掠食者的臉,但同時也有一張如孩子般的臉龐。這樣的組合營造出令人眩惑的張力,對女性來說似乎尤其如此。圖/Pixabay

對人類來說,擁有假寶寶--「虛擬親屬」(fictive kin),套用演化心理學家的行話--究竟有什麼意義與好處尚不明確。有些學者揣測,一方面可能是練習撫養自己的孩子,一方面可能是向潛在的伴侶展現我們為人父、為人母的技巧。其他人則聲稱,家貓更趨近於一種「社會寄生物」,剽竊了人類的養育本能,掠奪本該屬於我們親生骨肉的時間、關注以及其他資源。

就目前而言,應該可以這麼說:家貓結合了演化後的行為與天生美貌,對我們發揮了某種輕度控制力。我們以豢養牠們的同等程度成為牠們的禁臠。牠們吃我們的食物,卻沒有太多可以回報。牠們正醞釀著更偉大的征服計畫。

貓雖然會向人撒嬌,會美美地坐在我們的定居地,會大口品嘗垃圾,會避免與溝鼠狹路相逢,但牠們卻「不見得」要待在我們的身邊。畢竟,牠們仍然是貓,永遠都能退回已經今非昔比的野外。如今,家貓不再是中級獵人,在這個人造世界裡,牠們是頂級掠食者。

 

本文摘自《我們為何成為貓奴?這群食肉動物不僅佔領沙發,更要接管世界》紅樹林出版。

The post 養貓不需要理由:萌貓何以征服人類的心?--《我們為何成為貓奴?》 appeared first on PanSci 泛科學.


第九行星到底存不存在?--《物理雙月刊》

$
0
0
  • 文/陳英同|中研院天文所博士後研究員

肉眼、望眼鏡、推理:這就是整個太陽系了嗎?

人類用肉眼觀察行星。圖/Pixabay

遠古以來,人類在深夜裏仰望天穹, 結合神話故事,想像出一百多個星座。就在這樣充滿故事但是顯少改變的夜空中,有幾個星點被古代天文學家發現了規律的週期運動,這就是我們現在所知道的太陽系行星,並且以最有名的布臘神來命名,例如:阿波羅(Apollo)-太陽、維那斯(Venus)-金星、朱比特(Jupiter)-木星等等。

不過畢竟肉眼的能力有限,頂多只能看到視星等五等多的天王星(不過天王星不是肉眼發現的,是利用望遠鏡偶然發現的)。在中古世紀,人們覺得這七顆行星應該就是太陽系中所有的行星了(不過確定他們是繞著地球還是太陽轉,又是另一個很長的故事了)。

在1846年,數學及天文望遠鏡發展了一段很長時間後,天文觀測精確度以及計算能力都剛好滿足時,天文學家發現最外圍的天王星似乎在天空中有著不規則的運動,而且剛好可以假設一顆還未發現行星的重力擾動來解釋,也因此而發現了海王星。

海王星,發現!source:Wikimedia

有了這個成功的例子,天文學家開始利用相同的方法去找尋是否海王星外是否還有未發現的行星。在1930年終於發現了冥王星,這也是唯一美國人發現的行星(雖然我們現在知道冥王星被降級成「矮行星」,再也不是太陽系的行星了······)。

冥王星。source:Wikimedia

在這之後,人們「又開始覺得」這應該就是整個太陽系的模樣了,但是理論天文學家就不這麼覺得了。荷蘭天文學家揚.歐特(Jan Oort)首先在 1932 年左右首先提出長週期彗星的來源,應該是一個距離 20000 au (天文單位,地球到太陽的距離)的球狀雲團 ,也就是歐特雲。

庫柏(Gerard Peter Kuiper)跟艾吉沃斯(Kenneth E Edgeworth)在 1950年代時,提出了海王星外應該有個太陽系形成時,所殘留下來的原始行星盤的假說。費南德茲(Julio Fernández)與中央大學的葉永烜老師在 1987 年進一步用數值計算模擬推論出位於 35 到 50 au 應該要存在一個彗星帶或是行星盤,才能解釋短週期彗星的成因。有了這些理論的基礎,1992 年麻省理工學院的朱維特(David Jewitt)終於找到在發現冥王星 60 多年之後的第二顆庫柏帶天體1992QB1,並且開啟了海王星外天體的大航海時代。

在古柏帶已知天體,數據源自小行星中心。 在主帶天體顏色為綠色,而分散的天體為橙色。四個外側行星是藍色的。海王星幾顆已知的特洛伊為黃色,而木星的為粉色。分散在木星軌道和古柏帶之間的天體被稱作半人馬小行星。圖中單位為天文單位。底部明顯的缺口是由於很難把他們從銀河背景中分辨出來。 source:wikipedia

在 2006 年,任職於加州理工學院的布朗(Michael Brown),利用第一代的大視場天文數位相機,發現了絕大部分的比較亮或是比較大的庫柏帶天體,包含表面有水冰光譜的妊神星(Haumea)家族、推測是內歐特雲的賽德娜(Sedna, 小行星 90377),以及跟冥王星大小差不多的鬩神星(Eris)。鬩神星的發現也間接了否定了冥王星行星的定位,西方媒體也戲稱布朗是冥王星殺手。

在接下來的十年中,觀測天文學家利用更大的望遠鏡、更新更廣的電子相機,找到了超過二千個庫柏帶天體。由於離太陽越遠,太陽系原始物質的空間密度會越來越低,在近二十年的觀測裡,也並沒有發現其他會影響庫柏帶天體的天體。這時,大家又開始覺得,真正的太陽系應該就是這樣了:庫柏帶跟歐特雲中間應該沒有什麼大東西存在了。

第九行星,下一個就是你:但是你在哪裡?

自從賽德娜發現後十年,行星動力學一直無法很好的解釋它的來源與存在。由於它離海王星實在非常的遠,離海王星軌道最近的距離比海王星軌道還多一倍 (76 au v.s. 30 au),動力學模擬的結果也證明在46億年內(太陽系的年齡) 它都不會改變它的軌道,那它是如何跑到到那個位置的呢?

一般相信這個與世獨立的存在需要一些外力,例如漂流的恆星通過太陽系外、或是太陽形生成於星團中,而後才離開星團。但這些理論大多只能說是假設,缺少觀測上的支持。但是在這十年間,天文學家陸續找到數顆與賽德納很像的天體,並且發現這些天體的軌道傾角與近日點的位置有特別的趨勢(見圖1、2),但由於數量過少,這個領域的研究方向一直還未確定。就在去年的二月,加州理工學院的巴特金(Konstantin Batygin)與布朗敲響了第九行星理論的第一聲響,發表了一顆十倍地球質量行星位於 250 au 的理論模型。而這個模型剛好可以適當的解釋遠近日點的天體為何都偏向同一邊(見圖)以及傾角分佈,以及他們如何生成的。

圖1. 內歐特雲天體的近日點大都面向上方。圖/作者提供

行星科學界最重要的定期會議之一是美國天文學會下的 DPS (Division for Planetary Sciences)會議,在裡面接受報告的論文都是最新、最有影響力的研究結果,許多科學媒體也會參與會議,然後立即發出新聞稿。在這個會議中,巴特金受邀發表大會演講,接在他之後的數個論文報告,也都提出一些觀測上跟理論上的一些支持的論點,包含:

  1. 雪柏(Scott Sheppard)又找到數顆遠近日點的天體
  2. 太陽自轉軸的偏差能用第九行星來解釋
  3. 這些遠近日點的天體剛好在這顆推論行星的軌道共振點上。

當然,除了正方的結果,也出現了不少反方的研究,其中最重要的二個結果就是:

(1) 這顆行星的存在將會把現在所見的庫柏帶外的結構摧毀,

(2) 銀河盤面並沒有巡天資料,所以觀測上有明顯的偏差。

現在這個狀況,舉一個眾所皆知的例子,就像UFO到底是外星人太空船,亦或只是地球上的飛行器或者各種光影的組成而已?先不討論照片合成或是誤認,正方反方都能提出不少「說法」或是「間接證據」,但是現況就是我們並沒有確切的證據來證明UFO是外星飛船。

觀測天文學家與理論天文家存在一種微妙的關係:既競爭又合作。理論天文學家可以利用一些假設來預測現在技術看不到的東西或現象,觀測天文學家則是不斷用最新的科學技術去發現、或是證明假設是否正確。一但當科學技術進步到能觀測到應該要觀測的天體時,眾多理論在這時就是大審判的時候了。

目前許多國際研究團隊包含卡內基天文台、加州理工學院及日本國立天文台,都如火如荼地進行尋找第九行星的觀測工作,尤其是位於夏威夷的 Subaru 望遠鏡,由於它是目前口徑最大(八公尺)的大視場望遠鏡,所以擔任起許多重要的觀測工作。所以第九行星到底存不存在?相信這個問題在不久的將來就會真相大白了。

圖2:作者發現的內歐特雲天體-2010-GB174。圖/作者提供

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

The post 第九行星到底存不存在?--《物理雙月刊》 appeared first on PanSci 泛科學.

弗朗索瓦.阿拉果,一輩子愛著科學與共和的法國總理--《物理雙月刊》

$
0
0
  • 文/高崇文,中原大學物理系教授

弗朗索瓦.阿拉果(François Arago)。圖/Wikimedia

弗朗索瓦.阿拉果(François Arago)於1786 年2月26日出生在 Estagel --一個位於法國東庇里牛斯(Pyrénées-Orientales)省沛皮尼昂市(Perpignan)附近、只有 3000 位居民的小村莊。他的父親在那裡擔任造幣司庫的職務。東庇里牛斯省位於法國與西班牙的邊境,東鄰地中海,南接加泰羅尼亞,歷史上曾為加泰羅尼亞一部分。1659 年,庇里牛斯條約(Treaty of the Pyrenees)簽訂後才成為法國領土。

阿拉果家向來主張自由主義,支持共和政體。弗朗索瓦.阿拉果終其一生都是一個忠實的共和主義者,也是無神論者。

想當個好炮兵,那就來學數學吧!

佛朗索瓦在四兄弟中居長。二弟讓(Jean, 1788-1836)移民到北美,成為墨西哥軍隊的一名將軍;三弟雅克(Jacques Étienne Victor, 1799-1855)在1817年至1821年參加了探險家路易.德.弗雷西內(Luis de Freycinet)烏蘭妮號(Uranie)到澳大利亞的探險航程,返回法國後以新聞記者和劇作家的身分活躍;四弟艾蒂安(Étienne Vincent, 1802-1892)從1822年至1847年,與人合作寫了大量輕鬆的戲劇,據說《Birague 的女繼承人》這齣戲就是他與巴爾札克合寫的。四兄弟的人生都很精彩,也是一段佳話。

阿拉果自小立志投身軍旅,尤其嚮往擔任砲兵,他被送去沛皮尼昂市立學院,在那裡學習數學,準備投考巴黎高等理工學院。兩年半中他不只掌握了所有要考試的科目,還學到許多課外知識,當他到土魯斯(Toulouse)考試時,不經意展現出自己對拉格蘭日的著作孰悉的程度,讓考官路易.蒙日(Luis Monge,著名數學家加斯帕爾.蒙日(Gaspard Monge)的弟弟)嘖嘖稱奇。

1803 年底,阿拉果如願進入巴黎高等理工學院後,卻發現那裡的教授不但不會教書,甚至連上課秩序都無法維持,這讓他頗為失望。他在巴黎結識了大他五歲的西莫恩.帕松(Siméon Poisson)。1804年由於帕松的建議,接下了在巴黎天文台擔任秘書的工作。在那裡,他認識了天體力學大師拉普拉斯(Pierre-Simon marquis de Laplace),且再次由於帕松的推薦,他與必歐(Jean-Baptiste Biot, 電磁學著名的必歐-沙伐定律的提出人之一)一起去繼續德朗布林(Jean Baptiste Joseph Delambre)開始的測量子午線弧度的任務。這項任務的目的是測量子午線,確定長度基本單位「公尺」的長度。

讓-巴蒂斯特·必歐 (Jean-Baptiste Biot),法國籍物理學家、天文學家和數學家。圖/Wikipedia

戰火延燒的測量任務

為什麼決定長度基本單位需要量子午線呢?因為 1789 年法國大革命勝利後,國民公會命令法國科學院組織一個委員會來標準的度量衡制度。委員會提議了一套新的十進位的度量衡制度,並建議以通過巴黎的子午線上從地球赤道到北極點的距離的千萬分之一作為標準單位。這項任務從 1792 年開始,卻在 1804 年由於梅尚(Pierre Méchain)在西班牙染上黃熱病過世而中斷。生性熱愛冒險的阿拉果當仁不讓,接下這個艱鉅的工作。

阿拉果和必歐於 1806 年離開巴黎,沿西班牙山脈行動。他們確定了福門特拉島(Formentera)的緯度,這是他們進行測量工作的最南端。

1808 年五月拿破崙任命自己的哥哥約瑟為西班牙國王,法國與西班牙爆發了戰爭,他們的測量任務成了釜中之魚。

必歐決定返回巴黎,而阿拉果卻決定留下來,他喬裝成西班牙人繼續工作。必歐離開之後,西班牙的反法風潮也擴散到了巴利阿里群島(Balearic Islands),當地居民開始懷疑阿拉果的測量工作,特別是他在加萊佐山(Galatzo)山頂的照明設施被懷疑是為法軍入侵略作內應。阿拉果在 1808 年 6 月被抓了,關到貝利韋爾(Bellver)堡壘中。

貝利韋爾堡壘(Castillo de Bellver)。圖/Wikipedia

航向馬賽,一波三折

7月28日,他逃出堡壘、跳到一艘漁船上,在海上冒險航行,並在 8月3日抵達阿爾及利亞。從那裡他搭上一艘往馬賽的船,但 8 月 16 日當船隻就快抵達馬賽時,卻落到一群西班牙海盜的手中。阿拉果與其餘的船員被帶到Roses,並被關到一個風車磨坊中,接著又被轉到一個堡壘,該鎮後來落入法軍手中,阿拉果他們又被轉移到帕拉莫斯(Palamos)。

經過三個月的監禁,他和其他人因阿爾及利亞的迪伊介入而得到釋放(迪伊是鄂圖曼帝國阿爾及利亞省和的黎波里省代理統治者的頭銜),阿拉果一行人於 11 月 28 日再次航向馬賽。但就在馬賽港出現在視線內的當下,他們的船居然被北風吹回到北非洲海岸的布日伊(Bougie)。因為風向的關係,從此經海路回阿爾及利亞需要花三個月。

阿拉果他們冒險走陸路,幸運地在一位穆斯林宗教學者的帶領下在那一年的聖誕節回到阿爾及利亞。在阿爾及利亞待了六個月後,其中當地部落首領語法國人發生衝突,眼看阿拉果又要成了階下囚,幸虧法國領事伸出援手,讓他脫離虎口。他第三次在1809年6月21日,航向馬賽,這次總算順利到達,但是他還要在 Lazaretto 忍受一個單調又過時的檢疫程序才能回家。

年僅二十三歲的院士

雖然回法國的過程一波三折,阿拉果居然成功地保存了他的調查記錄;他回國後的第一件事就是將他的調查記錄存放到巴黎的經度局(Bureau des Longitudes)。為了獎勵他歷經千辛萬苦地投身測量子午線的任務,阿拉果在 1809 年被選為法國科學院院士。年僅二十三歲!

當時拉普拉斯為了讓自己的愛徒帕松當上院士,企圖勸退阿拉果,年輕氣盛的阿拉果當場讓拉普拉斯碰了個釘子。拉普拉斯不死心,院士選舉前針對阿拉果沒有卓越的科學成就大作文章,結果拉格蘭日(Lagrange)站起來說:

想當年拉普拉斯當上院士時也沒什麼成就,大家是看好你有這個潛力才選你的啊。

所以阿拉果順利當選。這年底,他還被母校的理事會選上接替數學家加斯帕爾.蒙日成為解析幾何部門的主任。同時,他被任命為巴黎天文台的天文學家之一,巴黎天文台成為他一輩子的住所。他從1812年 到1845年在此持續主持了一系列非常受歡迎的通俗天文學講座。

沿著巴黎子午線設計的135個阿拉果紀念章之一​​,為了紀念阿拉果和他的子午線工作以及他對地球的測量。圖/WikimediaCommons

是粒子還是波?光的本質之爭

當時最熱門的話題,是關於光的本質之爭。雖然楊格(Thomas Young)在 1801 年做了干涉實驗,強烈地暗示光的波動性,但是牛頓的粒子說依然深植人心,楊格甚至還遭到匿名信的攻擊,讓他心寒而逐漸放棄物理。

阿拉果最早的光學研究則是從 1810 年開始的,當時他也是光粒子說的信徒。由於稜鏡的折射率與光在玻璃內外的速度比有關,如果把稜鏡放在望遠鏡的目鏡之前的話,由於不同方位來的星光到達地球時,考慮到地球公轉的速度夾角不同,地表看到的光速應該不同,透過稜鏡後的折射角也該有所不同。

歷史上的光本質之爭--究竟是粒子,還是波?圖/Wikimedia Commons

奇怪的是,阿拉果沒發現任何不同。他在 12 月 10 日在科學院發表他的結果,並且嘗試以人的視覺只能看到特定速度的「光粒子」來解釋。

迷上了光學的阿拉果開始探究光的偏振現象,他在1812年發明了第一個偏振濾波器。此外他還發現石英表現出旋轉光極化方向的力量。這是因為平面偏光進入石英晶體後,分裂成為左旋與右旋兩組圓偏光沿著光軸前進。到達光軸的另一端時,這兩組圓偏光又會組合成一道「平面偏光」離開。由於左旋光與右旋光在晶體內的速度不一樣,出來的平面偏光與原先進入的平面偏光,兩者的偏振方向有差異。這就是所謂的晶體旋光特性。他還在1819年發現大彗星的尾部出現了偏振光!

當時還默默無聞的工程師菲涅耳(Augustin-Jean Fresnel)從 1814 年開始致力於光的本性的研究,他再度重現了楊格於 1801 年建立的光的雙縫干涉實驗,並用惠更斯原理對這一現象作出完美的解釋。阿拉果熱烈地支持菲涅耳的光學理論,兩人一起對光的偏振進行了一系列的實驗,他們認定以太的振動垂直於運動方向。1817年發表了他們的研究成果,可以歸納成三條定律,就叫菲涅耳-阿拉果定律(Fresnel–Arago Laws)。

1817年,法蘭西學術院舉行了一次關於光的本性的最佳論文競賽,菲涅耳利用光波理論成功地解釋了光的直線傳播規律,提出了光的繞射理論的解釋,並於1818年提交了論文。科學院成立了一個評委會,評委會的成員中有阿拉果,其他成員還有帕松、必歐、拉普拉斯,他們都極力反對光的波動理論。此外還有給呂薩克(Joseph Louis Gay-Lussac)則是採取中立的態度。儘管不少成員不相信菲涅耳的觀念,但是最終還是被菲涅耳數學上的巨大成功及其與實驗上的一致性所折服,並授予他優勝。

西莫恩.帕松(Siméon Poisson)。圖/Wikipedia

但帕松還是不服氣,想推翻菲涅耳的觀點,就藉助於波動理論對繞射理論進行詳細地分析。他發現:用一個圓片作為遮擋物時。光屏的中心應出現一個亮點(或者用圓孔做實驗時,應該在光屏的中心出一個暗斑),這令人難以相信,所以帕松把這個想法當作反對光波動說的鐵證。

沒想到事情發展急轉直下,經過嚴密的數學計算菲涅耳發現,只有當這個圓片的半徑很小時,這個亮點才比較明顯。反過來圓孔很小時,暗斑就變得明顯。菲涅耳和阿拉果精心設計了一個實驗,確認了這一亮斑的存在,反而證明了光波動理論的正確性。後來人們為了紀念這個極具戲劇性的事實,就把繞射光斑中央出現的亮斑(或暗斑)稱為「帕松光斑」(Poisson spot)。

帕松光斑 (Wikimedia Commons)

經度局的科學寫手

在1818年或1819年,他與必歐一起在法國、英國和蘇格蘭的海岸進行大地測量。他們測量了雷斯,蘇格蘭和設得蘭群島(Shetland)的秒鐘(seconds-pendulum)的長度。1821年,這些結果跟之前在西班牙的觀測結果一起發表。

秒鐘(seconds-pendulum)指的是擺長正好讓單擺的周期為兩秒的擺。由於擺的周期與當地重力加速度與擺長相關,測量擺長久等於測量當地的重力加速度。由於地球並非完美的球形,藉由牛頓的萬有引力定律,可以由重力加速度的值的改變來反推地球的形狀。

論文發表後,阿拉果馬上當選經度局成員,後來還每年為經度局的年鑑撰文,持續了大約二十二年,內容從天文學和氣象學以及甚至在土木工程方面的重要科學資訊,還有一些學術院先賢的傳記等。他還為眾多科學家立傳,包含巴伊(Bailly)、拉普拉斯、菲涅耳、傅立葉、瓦特等人,我在寫《魂斷吉落丁的天文學家》時,也參酌了阿拉果文采飛揚的著作呢!

發現渦電流

阿拉果作為物理學家的名聲主要來自於他發現的渦電流。將磁針撥到東西向,由於地磁的作用所以磁針會擺回南北向,但是磁針會擺過頭,所以會來回擺動。但是他在1824年發現如果將磁針下方放置不含鐵的表面(如水、玻璃、銅等)擺動的磁針在其振盪程度上會顯著下降。

接著他還發現讓銅盤在其自身的平面中旋轉,並將磁針自由地懸掛在盤上的樞軸上,則針將隨著盤旋轉。 另一方面,如果針被固定,則傾向於延遲盤的運動。他稱之為「旋轉磁性」,但現在稱為渦流。這個銅盤被稱為阿拉果圓盤(Arago’s disk),此現象被稱為阿拉果旋轉,這些發現後來是由法拉第的電磁感應來解釋。他在1825年因此得到英國皇家學會的科普利獎章(Copley Medal)。

1855 年 9 月傅科(Léon Foucault)發現:假如一個銅盤位於一個磁鐵的兩極之間的話,要驅動銅盤旋轉所需要的力必須加大,同時銅盤會由於金屬內引導出來的渦電流而被加熱。這個發現與阿拉果的發現其實是同一回事,但是許多資料把功勞只算到傅科頭上,在此說明一下。

將科學帶給社會大眾

1830 年阿拉果他被選為科學院永久秘書,接替傅立葉。阿拉果憑著他的活力以及外交手腕,積極投入這個職務。為他贏得了國際性聲望。作為永久秘書,他有義務對已故成員發表歷史悼詞;這件工作難不倒阿拉果,他文思快捷、學問廣博,讓他寫出不少膾炙人口的精彩悼詞。

七月革命爆發後他投身政壇,先是在九月當選 general councilor of the Seine,隔年七月當選為東庇里牛斯省的國會代表,運用他便捷的辯才以及廣博的科學知識,阿拉果致力改善公眾教育,獎勵發明並鼓勵機械實用科學。許多最值得信賴的國家企業,從這個時期開始,是由於有阿拉果的倡導--例如獎勵達蓋爾(Louis-Jacques Daguerre)發明攝影、播款出版費馬(Fermat)和拉普拉斯(Laplace)作品、收購巴黎中世紀國家公園博物館(Cluny Museum)、發展鐵路和電報等。他對法國的產業遠遠落後英國感到憂心忡忡,他特別推崇改善蒸汽機的瓦特,還為瓦特立傳。當時許多法國人對產業革命非常反感,擔心自己的飯碗會被機器搶去,但阿拉果獨排眾議大力提倡發展產業,算是眼光遠大呀。

阿拉果作為眾議院議員,還獲得了部分補助資金,所以他替巴黎天文臺增加了宏偉的儀器。他在1834年被任命為巴黎天文臺的觀測主任。此外他提出了直接測量空氣中、水中、玻璃中的光速的實驗。依照光的粒子說,光的速度應該隨介質中密度的增加來增加;但要是依照波動理論,光的速度則是應該通過介質中密度的增加而減少。

1838 年,他向法蘭西科學院報告了他的構想,這個儀器由光源、反光鏡、旋轉的遮版和一個固定在 35 公里外的反光鏡組成。當光源發出的光線由轉動的遮板空隙射至遠方的反射鏡被反射回來時,只有在適當的轉速下才能再穿過遮板被偵測到。這個構想是來自 1835 年由惠斯登(Charles Wheatstone)採用的中繼鏡來測量放電速度。然而,由於這個實驗費時費工,再加上 1848 年爆發革命使得實驗中斷--而到了1850年春天、正是萬事俱備之時,阿拉果的視力卻突然惡化,使得他無法從事實驗。

但是,後來菲左(H.L.Fizeau)和傅科在 1850 年分別證明了光在密度較高的介質真的比較慢,這讓阿拉果開心極了。阿拉果也在發現海王星的過程中也扮演吃重的角色,限於篇幅就請看官回頭去看看作者之前的舊文《英法千年恩仇錄之海王爭霸戰》了。

不向拿破崙屈服的政治改革者

1848年二月革命爆發,路易·菲利普國王被推翻後,他加入臨時政府,而且史無前例地被賦予了兩個重要的職位,即海洋和殖民地部和戰爭部;他大刀闊斧地改革,不僅改善了海軍口糧、廢除了鞭刑,還廢除過去的各種政治性的宣誓效忠,打擊一系列不合理的特權,成功地在法國殖民地廢除奴隸制。 5月10日,阿拉果當選為執行委員會成員,該委員會是法蘭西共和國的最高權力機構。他被任命為行政權力委員會主席(1848年5月11日),並以國家元首身份任職直到六月二十四日,委員會向國家制憲大會集體辭職為止。

1852 年 5 月初,路易·拿破崙政府要求所有公職人員宣誓效忠時,阿拉果強烈拒絕,並辭去了經度局以及天文台的職務。路易·拿破崙沒有受理他的辭呈。當路易拿破崙發動政變稱帝後,雖然患有糖尿病還有眼疾,還加上水腫帶來的後遺症,阿拉果依然不願宣誓向皇帝效忠,毅然辭去了天文學家的職務表達他的抗議。拿破崙三世倒是沒跟他為難,只是說就讓老人家自由地做他喜歡的事情吧。

在 1853 年的夏天,阿拉果的醫生勸他回老家呼吸那邊的新鮮空氣,可以改善他的病情。他也從善如流打算出發到庇里牛斯東部,但是他當時已經病入膏肓,來不及出發就在巴黎過世了,享壽 67 歲。阿拉果身後留下大量的著作,陸續出版共計 17 卷。

出身於波旁王朝,終於法蘭西第二帝國,阿拉果見證了法國最動盪的一段時期,他一生熱愛共和與科學,稱得上千古風流人物吧。

參考資料

  1. 中文 英文 法文 維基相關條目
  2. MacTutor History of Mathematics archive
  3. François Arago: A 19th Century French Humanist and Pioneer in Astrophysics. Authors: Lequeux, James
  4. Biographies of Distinguished Scientific Men By François Arago

延伸閱讀:

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

The post 弗朗索瓦.阿拉果,一輩子愛著科學與共和的法國總理--《物理雙月刊》 appeared first on PanSci 泛科學.

在台灣,自來水為何不能直接生飲?

$
0
0

文/水知識生活家 陳安莃|在這資訊碎片時代,我們只提供最真實的水知識,大家最需要的水知識,讓人人都能當水知識生活家

在國外的電影、影集當中,常常會有打開水龍頭、盛滿一杯水就直接生飲的橋段;但你有想過為何生在台灣的我們,都是把水煮開,或是用淨水器過濾之後才喝呢?其實並不是台灣的水比較髒,因為台灣的自來水也都有符合「飲用水水質標準」,也就是自來水其實皆可生飲。但為何連台灣自來水公司也不建議直接生飲自來水呢?

台灣的水為什麼不能生飲?圖/BY 作者提供

為何在台灣,不建議生飲自來水呢?

很多民眾都會直覺認為是台灣的自來水比較髒、自來水公司不認真,然而台灣自來水公司早已表示:

「供水皆經取得環保署認證之各區處檢驗室定期及不定期檢驗,及環保單位不定期抽驗,均符合『飲用水水質標準』,也就是說所有的自來水皆可生飲,但因國內時有開挖馬路挖斷管線,修理管線之情形,且用戶多裝有蓄水池或水塔,如沒有定期清洗,恐有被污染之虞,故本公司並不鼓勵生飲。」[1]

歷年臺灣地區自來水水質抽驗檢驗結果(按檢驗件數統計)。台灣自來水公司也不是隨便說說,數據會講話,近幾年來不合格率都非常低,甚至在 105 年不合格率僅僅只有 0.08%,也就是在 106,45 件中只有 8 件不合格。圖/BY 環保署飲用水水質監測資訊網。

既然如此,又為什麼我們的自來水不適合生飲呢?主要是因為以下原因:

一、自來水的必經之路路迢迢:管線老舊、破管率高

管線老舊需要分成兩部分來解釋:一個是公家自來水管線老舊,另一個是居家自來水管線老舊。

1.公家機關的管線問題:

台灣環境特殊、地震頻繁,地形起伏的變化也相當大,這些因素都提高了管線毀壞的機率。例如台中、南投等地的輸水管線,就因十幾年前的921 地震而嚴重受損,漏水率至今仍居高不下。而山坡地占 80% 的基隆,則因地勢崎嶇,必須倚靠數十座的加壓站將水往上送,才能確保高地住戶用水無虞,以致管線常因水壓負荷過大而破管。

灣各地自來水管網設備逐漸老化,道路長期受重車行駛輾壓與各項工程不斷挖修,致管線漏水嚴重,依據台水公司 97-101 年修漏案件統計分析發現,老化腐蝕、荷重振動及材質不良,佔漏水件數之 83.97%,塑膠管類佔漏水管種比例高達 92.87%。

由此可知,管線老舊及塑膠管材比例高,是管線漏水主要原因。台灣自來水公司總經理胡南澤指出,台灣漏水率偏高,背後主因是施工因素、地震侵害、交通車輛超載負荷、管線陳舊等所致。據估計,現在每年實質漏水量約6億立方公尺,相當漏掉 3座石門水庫。[2]

其實政府也聽到了這部分的聲音,近年來也制定相關政策;然而台灣自來水公司對此回應:長年因經費不足、技術人才不足,在加上部分縣市禁挖時間長 ,而導致汰換水管的進度不慎理想。不過台北自來水事業處表示:預計 3 年內全面汰換成不銹鋼優良管材;且已在 105 年年底更換進度更達 73%,進度大幅超前。 106 年預計累計完成 90%,107 年完成全部汰換作業。

灣各地自來水管網設備逐漸老化,道路長期受重車行駛輾壓與各項工程不斷挖修,致管線漏水嚴重。圖/BY terimakasih0 @ Pixabay

2.居家自來水管老舊:

相信還是有部分民眾不太清楚,自來水公司所必須保障的好水,僅在水錶前;水錶過後,並不是水公司的業務範圍,民眾需自行處理;然而大多數的水污染事件,也常是水錶過後。

台灣目前大多數的住宅屬於公寓大廈,老舊的公寓大廈眾多,若發現自來水管有問題,想更換也很麻煩,耗費的資金也常令人望之卻步。目前也有專門在清洗水管的業者可供選擇,不然就是使用淨水器、濾水壺、等等來避免喝到不好的水質。[3]

二、你家的大樓,水塔有洗嗎?

台灣地區的居住型態,愈來愈趨向於集合式住宅,為因應集中人口的用水,許多公寓大樓都使用蓄水池與水塔作為穩定供水的設備。當符合飲水標準的水進入蓄水池與水塔後,經過蓄水池與水塔的儲存,水質可能產生變化,因此蓄水池與水塔的定期清洗與維護,是維護自來水水質的重要工作。

相關文獻也指出在整個自來水系統中,供水管線和貯水設施所扮演的角色至為關鍵,其重要性並不亞於自來水廠,甚至有研究發現自來水的異味問題通常皆與輸送系統有關。[4] [5]

根據環保署調查報告:

  1. 僅 46.4% 的民眾知道「7成以上的自來水用戶水質汙染事件是因為疏於清洗水塔所致」,略低於不知道的民眾。
  2. 僅 52.7% 家中有蓄水池、水塔的民眾會定期清洗,顯示民眾依舊沒有了解到蓄水池、水塔定期清洗的重要性。[6]

由以上數據我們了解到清洗家中的貯水設施是最容易忽略的地方,但往往這也是影響我們飲用水品質的關鍵。不過,有關於蓄水池與水塔清洗的頻率如何訂定,才能發揮最大的清洗效益,其實會隨著各個地區的水質好壞、氣候因素等因素而有所變動,若是有定期檢測家中水質的習慣,才能精準的說明何時該清洗才正確,若是無此習慣,可以先按照目前環保署與自來水公司的建議,至少半年清洗一次。

提升飲水品質建議。圖/BY 作者提供。

沒事多喝水,更要注意水從哪裡來

管線老舊及破管率高會影響供水的品質與穩定度,而貯水設施容易因通氣孔及溢水管處沒有加裝細網以及人孔蓋沒有緊閉與上鎖導致塵埃、昆蟲、雜物、雨水進入,進而汙染水質。 根據環保機關執行自來水水質抽驗結果顯示,自來水水質合格率高達99%以上,因此我們應注意的是用水設備如水塔、水池、管線的清潔維護管理及配置,以維持自來水品質,來保障自己喝下肚的水是乾淨無虞的。

資料來源

  • [1]台灣自來水公司 常見問答
  • [2]蘇意淳。103 年度自來水漏水防治之探討。台灣自來水公司
  • [3]黃仕強。自來水管網汰管啟發式篩選程序與優選模式(2009)。國立交通大學。
  • [4]陳識文。97 年度如何建立用戶對自來水水質之滿意度。台灣自來水公司。
  • [5]陳志堅。微生物於用水設備中再生長與水塔清洗效益之評估(2005)。國立高雄師範大學。
  • [6]行政院環境保護署。103 年度家庭飲用水概況調查報告。

The post 在台灣,自來水為何不能直接生飲? appeared first on PanSci 泛科學.

「共感箱跟VR有87分像?」——《銀翼殺手》裡的科技預言,現在實現了嗎?

$
0
0
  • 對於未來你有什麼樣的幻想?生活在菲利普・狄克在《銀翼殺手》所設定的年代,除了印證某些預言成真,更讓人讚嘆的,還是作者以類型包裝人性、倫理、科技與哲學的筆鋒,入木三分。
    許經夌中原大學物理系副教授,更為人所知的身分是動漫畫評論團體「傻呼嚕同盟」的 ZERO 老師。自幼被《科學小飛俠》中的大反派物理博士辛格萊爵士所製造的機械鐵獸吸引,因而「誤入歧途」投身物理學界。擅長從熱門動漫中找出有趣的物理問題,曾因「超級英雄的物理學」線上開放課程獲得教學特優教師獎。

電影:銀翼殺手(Bladder runner)海報。圖/wikipedia commons

菲利普.狄克(Philip K. Dick, 1928-1982 )是科幻文學界的奇才,他在 1968 年所發表的小說《銀翼殺手》(Do Androids Dreams of Electric Sheep?,書名直譯可作「仿生人會夢想擁有電動羊嗎?」或是「仿生人會夢到電動羊嗎?」),歷經了近 50 年的歲月,至今仍是科幻迷津津樂道的傑作,也是經典科幻電影《銀翼殺手》(Blade Runner)的原點。

這部小說在黑色沉鬱的基調下,描述著未來人類的迷離困境,卻又帶著點溫暖的救贖,奇想曲折且寓意深遠,有著多重的魅力。這裡我們就先單純點,不談它在文學藝術上的成就,也不談故事情節中的各種象徵隱喻,只專注在「科技」的角度上,來聊聊小說中所預言的未來世界吧。

《銀翼殺手2049》劇照。source:IMDb

菲利普・狄克所描繪的「未來」:懸浮車、共感箱、心情機

當然,預測未來是非常困難,舉例而言,就算菲利普.狄克這樣的奇才,也沒有預見攜帶式通訊裝置的快速發展。所以你很可能會忍不住吐槽:這小說中的未來世界怎麼沒有手機?要在外頭打電話還得找個公共電話亭投硬幣,這也太不「未來」了吧?

但是在另一方面,小說中呈現出許多科幻想像,雖然未來在真實世界中實現的形式可能會略有出入,卻也正好符合現今科技界努力的方向,因為它們代表的就是我們人類長年以來的「夢想」啊!

《銀翼殺手2049》宣傳海報,煞氣a懸浮車!source:IMDb

像是故事主角所使用的「懸浮車」(Hovercar),從小說中的描寫看來,這車輛不只是懸浮,還能在天上飛行,簡直就是飛天車了。這樣的想像在科幻作品中雖然不算罕見,現實生活中大家每逢塞車時也一定都想要買一台。但是真要將飛天車實用化,仍須面對能源消耗的經濟問題(要使車子飛天可是需要相當多的燃料)以及飛行交通的安全問題(在天上發生拋錨或撞車可是不得了的事啊),所以多年來一直流於幻想而沒有實現。

可是隨著能源動力技術的進步,以及自動駕駛(無人車)技術的快速發展,飛天車的夢想似乎不是那麼遙不可及了,許多科技業公司,像是谷歌(Google)、空中巴士(Airbus)、優步(Uber)、豐田汽車、福斯汽車等,都已投入相關研發,預計在近年內就會看到初步成果,真是令人期待啊。

現代自動駕駛汽車範例。圖/wikipedia commons

介面長得跟無人車還真的有點像。《銀翼殺手2049》劇照。source:IMDb

比起懸浮車,小說中另一項科技「共感箱」(Empathy Box)就比較玄一點了:只要你握住共感箱的把手,你就會感覺好像到了另一個世界,與另一個世界中的人共享感官,看到他們所看到的,感覺到他們所感覺的,甚至被那個世界的石頭丟到時,也會痛、會流血。

但是仔細一想,這個概念不就是時下正熱門的「虛擬實境」(Virtual Reality,簡稱VR)嗎?只是現在的 VR 技術還只能利用頭戴裝置來使視覺及聽覺「身歷其境」,短期內的技術發展,還難以提供觸覺及嗅覺上的虛擬體驗,更不可能讓使用者感到疼痛、甚至受傷流血(當然也沒有必要做到這麼誇張啦)。

虛擬實境(vitriol reality)操作。圖/ By Bradley Hook@pexels

而長期來看,如果真要達到完美的 VR 體驗,可能就要藉助「腦機介面」(Brain-Computer Interface)技術了,也就是繞過感覺器官,直接把電訊號送入腦神經,以「欺騙大腦」的方式來產生虛擬體驗。而這樣的作法,其實也正好呼應了小說中的另一個神奇科技:「潘菲德心情機」(Penfield Mood Organ)。

心情不好嗎?設定一下心情機,就可以讓你感覺未來有無限的可能和希望;想要吵架嗎?心情機也可以用來加強怒火,幫你吵贏這場架。

菲利普.狄克將這心情機命名為「潘菲德」,明顯就是要向腦神經科學的先驅——懷爾德.潘菲德(Wilder Penfield)博士致意。從 1930 年代開始的研究中,潘菲德博士利用電極刺激大腦皮質的各個部位,發現可以誘發出對應的感覺、幻覺、甚至是記憶,他所繪製出的大腦機能位置圖,基本上仍然沿用至今。

懷爾德.潘菲德(Wilder Penfield)博士。source:Wikimedia

小說中雖然沒有明講出這心情機是透過怎樣的「腦機介面」來刺激腦部的,但以現在的技術發展來看,要達到精確無誤的刺激效果,應該還是得用類似深部腦刺激術(Deep Brain Stimulation)的方法,以侵入性的手術將微電極植入腦中。這聽起來有點恐怖,但是隨著微機電及奈米機械技術的發展,這類手術未來是有可能達到微型化且安全普及的程度。

其實更大的問題是:有了心情機這樣的機器裝置,一旦使用不慎,就很可能會帶來嚴重的成癮性行為。

從 1950 年代起的科學研究發現:如果以電極刺激老鼠腦部的特定區域(當時的科學家稱其為「快樂中樞」),之後老鼠會不斷地追求這樣的刺激;如果允許老鼠觸動機關來進行自我刺激,這老鼠就會不吃不喝地持續自我刺激,直到最後疲累得不支倒地。甚至把這樣的實驗運用到人類身上,也會觀察到同樣的行為。

而後來的研究顯示,那個區域不是什麼單純的「快樂中樞」,快樂的根源是更複雜而多元的,但是該區域確實會觸發了腦中的「酬賞系統」(Reward System),促使釋放多巴胺之類的神經傳導物質,使生物感覺到「渴望」。這種渴望會驅使生物不停地追求同樣的刺激,最後就導致了「上癮」。

機器人與圖靈測驗、仿生人與孚卡測試

回頭說起來,如果真有這樣的機器存在,那是人類控制機器、還是機器控制了人?被機器控制的人還能算是人類嗎?那和機器人有什麼兩樣?

話題聊到機器人,當然就要講到小說中最重要的科技,小說原書名「仿生人會夢想擁有電動羊嗎?」(Do Androids Dreams of Electric Sheep?)中開宗明義就提到的「仿生人」了。

會打乒乓球的機器人。圖/wikipedia commons

仿生人,英文是 Android,指的當然不是手機作業系統,而是指模仿人類外觀和行爲的機器人。雖說是機器人,其構造也不限於無機物,也可以是由血肉之類的有機物所組成。

在小說中,最新的「連鎖六型」仿生人幾乎和人類一模一樣,這當然是遠遠超過了當代的科學技術,光是要做出科幻故事中最基礎的仿生人,我們的機器人學及仿生科學,就還有一大段路要走。

像真人一般的仿生人,離我們還很遙遠。source:《銀翼殺手2049》劇照,IMDb

而故事中的主角為了要區分真人及仿生人,使用了叫做「孚卡測試」(Voigt-Kampff Test)的技術。這個虛構的孚卡測試,很明顯是從著名的圖靈測試(Turing Test)所得到的靈感。

人工智慧之父艾倫.圖靈為了界定「智慧」這個概念,提出了一個操作型定義:如果一台機器能夠與人類測試者(在不見面的情形下)進行一連串的文字對話,而人類無法分辨它是人類還是機器,那麼就可稱這台機器具有智慧。

現代人應該很容易想像圖靈所提出來的概念了:如果 Siri 之類的虛擬助理或聊天機器人再發展下去,到了你用盡方法都分不清是否有個真人躲在後面與你交談的境界,那麼就可以說它是具有類似人類的智慧了。

小說中登場的仿生人具有極高的智慧,顯然可以通過圖靈測試,但是他們缺乏「共感力」(Empathy,或者也可稱為「同理心」),所以可以用一連串引發共感的問題來揭發他們在反應上的不同,這也就是書中所謂的孚卡測試。

source:《銀翼殺手2049》劇照,IMDb

菲利普.狄克的這個想像相當有趣,卻也延伸出了一個值得討論的問題:人工智慧發展下去,會發展出同理心之類的情緒或道德感覺嗎?

這個問題其實在科學界還沒有定論,但是從目前人工智慧的學習及演化歷程來看,如果最後電腦(或仿生人的人造頭腦)可以學會「如何表現得像是有智慧」的話,那麼應該也可以學會「如何表現得像是有同理心」。

但是問題還沒有完,科學家接著爭論的是:「表現得像是有同理心」可不代表電腦真正理解了同理心或擁有了同理心,它可能只是學會了這樣的行為是「被人類認為是正確的」,所以表現出這樣的行為?

問題再深一層下去:所謂的「理解」或「擁有」同理心又是什麼意思呢?在科學上有辦法嚴格定義嗎?

當然,這樣的問題可能會越來越哲學了,但是仍然是有趣而值得思考的。菲利普.狄克所寫的這本科幻經典,到處都充滿了這樣的觸發點。

最後,我們輕鬆一點,來問自己一個可愛的問題吧:真實世界中的電動寵物技術已經越來越成熟了,你會想養隻電動羊當寵物嗎?

你會想養隻電動羊當寵物嗎?source:Wikimedia


本文原出自於《銀翼殺手》導讀,經編修後刊登。由寂寞出版。

The post 「共感箱跟VR有87分像?」——《銀翼殺手》裡的科技預言,現在實現了嗎? appeared first on PanSci 泛科學.

在虛構沙子踏出真實腳印的《銀翼殺手》:仿生人和人類的一線之隔是什麼?

$
0
0

文 / 吳明益(東華大學華文系教授)

“I’ve seen things, you people wouldn’t believe, hmmm.
我曾看過你們人類無法想像的事情……

… attack ships on fire off the shoulder of Orion.
目睹太空戰艦在獵戶星旁熊熊燃燒

I’ve watched C Beams glitter in the dark near the Tannhauser Gate.
注視 C 射線在「唐懷瑟之門」的黑暗裡閃耀

All those moments, will be lost in time like tears in rain…"
所有的過往都將消失於時間的洪流裡,如同雨中之淚……

“… time to die …"
……死亡的時刻到了……

──電影《銀翼殺手》中據說是由演員魯格.豪爾(Rutger Oelsen Hauer) 所創作的一段台詞

電影:銀翼殺手(Bladder runner)海報,IMDb

一九六四年菲利普.狄克(以下按科幻迷的慣例將他的名字縮寫為 PKD)[1]在科幻雜誌《明日世界》(Worlds of Tomorrow)發表了一篇短篇小說〈小黑盒子〉[2]。主角瓊.哈喜是一位東方宗教專家,她爭取一個到古巴對當地中國人進行宗教指導的工作。當時開始流行一種新的宗教稱為「摩瑟黨」,信徒會使用一種「共感箱」,這個共感箱能讓握住它把手的人和宗教領袖「共感」。

瓊.哈喜原本的任務是宣傳古老的禪宗教義,但後來瓊本身和她的情人,既是演奏家也能讀心的馬利坦變成了摩瑟黨的信徒,而各國政府源於對這種新興宗教的恐懼,開始禁絕它……

使用共感箱的細節,讀者透過 PKD 的描寫,或許會有這樣的感受:共感箱根本是一種前衛的「虛擬實境」科技。使用者可以與摩瑟老人對話,甚至會被丟向摩瑟的石頭擊中,感受到真正的痛感。光是這篇短短的作品,我就相信 PKD 這位在死後聲譽更加崇高的科幻作家,擁有一雙超越時代的眼睛。

逼近「生命體」的仿生人

PKD 曾表示,一九六八年寫出的《銀翼殺手》(以下簡稱《銀》)便是從這篇小說衍伸出來的。地球在經歷另一次大戰之後,受到放射塵嚴重污染,許多人都移民外星了,大型企業不斷宣傳,留在地球就等著死亡與退化。伴隨著太空移民是仿生人技術的精進,地球人帶著仿生人開拓太空殖民地,讓它們擔任各種危險和底層的工作。部分越來越精進的仿生人選擇脫逃回地球,為了追捕它們,因此出現了「仿生人殺手」這樣的職業。

《銀翼殺手2049》劇照。source:IMDb

但你如果光是以看待傳統殺手的眼光來想像,恐怕不甚準確,因為在那個仿生人極度擬真的世界,任務最大的難關是:

怎麼辨識出仿生人?

這並不是一個簡單問句,而是千百年來人類透過哲學、藝術與科學反覆探究的問題,因為在西方,這可是涉及了宗教裡人僭越上帝形象的誘惑;而在演化論之後,這更關係到生態倫理學最核心的問題:在萬物尺度裡,人究竟位居何處?

這也是西方科幻小說極關注的議題之一,從瑪麗.雪萊的《科學怪人》(Frankenstein, 1818)、艾西莫夫的機器人系列,以及 PKD 的作品,莫不是在討論若人類有能力「喚醒、創造人造人」,豈不如同上帝?更深層的問題是:設若這些人造人已經逼近「生命體」(不妨稱之為準生命體),那麼人類是否有權剝奪它們的「生命」(此處又衍生一個問題,所謂的生命該怎麼定義呢)?

科學怪人。圖/pixabay

在和平相處的狀況下,人類扮演「寬大的上帝」不成問題,但如果有一天它們起而反抗,殺害、甚至奴役了人類,又該用什麼樣的律法或態度來對治?

如果我們再調換思考的對象,從這些「準生命體」的立場想。即便你是被「生產」出來的,當你有了思想、情感與信念時,你不會想成為一個「真正」的生命體,比方說「人」嗎?

「他」世人亦或是仿生人?source:《銀翼殺手2049》劇照,IMDb

威脅人類的機器人以及引人同情的機器人

在《科學怪人》裡,弗蘭肯斯坦博士用屍塊和電擊創造出弗蘭肯,誕生的喜悅不久便成了痛苦。被視為怪物的弗蘭肯,一面覺得博士是自己的父親,一面又覺得博士「never gave me a name」(既是名字也是名分、地位),這是小說處理這類矛盾的開始。

十九世紀初是電機工程學的萌芽階段,以電擊喚醒屍塊的靈魂是絕對新鮮、前衛的。但隨著科技進步,取代的是對機械的迷戀。

艾西莫夫說自己從小就是科幻小說讀者,他讀了許多機器人的故事,發現它們總共分成兩大類。第一類是「威脅人類的機器人」,第二類則是「引人同情的機器人」。

在這類故事中,機器人是可愛的角色,通常遭到殘酷的人類奴役。一九三九年,他決定寫一篇「引人同情的機器人」的故事。但寫完了之後他「隱約看到另一種機器人的影子,它既不威脅人類,也不引人同情」。因此,艾西莫夫開始將機器人回歸為它們都是由實事求是的工程師製造的工業產品,必然內建安全機制,不會構成威脅;而它們本身就是為了執行某項特定工作,因此也與同情沒有必然的牽連。(《艾西莫夫機器人故事全集》,2009:10)

惹人憐愛的機器人Pepper。source:Pixabay

這樣的概念,就衍生出了他在短篇〈轉圈圈〉裡創造出的「機器人三法則」,分別是:「機器人不得傷害人類,或袖手旁觀坐視人類受到傷害;二,除非違背第一法則,機器人必須服從人類的命令;第三法則是,在不違背第一及第二法則的情況下,機器人必須保護自己。」艾西莫夫日後自己也修改了這三個法則,創造出第零法則(機器人不得傷害人類這族群,或因不作為使人類這族群受到傷害),我們不妨可以說,艾西莫夫機器人科幻小說創造了一個獨特的「未來世界觀」。

不過艾西莫夫讓我覺得難以忘懷的是〈雙百人〉[3],裡頭的主角是取名為安德魯.馬丁的人型機器人。它因為擁有創造天分而受到矚目,經過與主人十數年的相處,安德魯漸漸地嚮往成為「人類」,它向法院爭取機器人自由,確保自己的獨立性,但人類卻不肯承認它是人──因為它不死。雖然人類一直追求長生不死,但不會依循自然規律死去的機器人可以稱為生命嗎?

在另一篇〈你竟顧念他……〉裡,一位機器人公司的研究者和機器人討論機器人是否要繼續遵循三大法則,其中一點是因為如果對機器人下命令的是小孩、智能障礙或野心家、罪犯,那麼機器人還要服從命令嗎?他要這具「喬治十號」藉由閱讀人類歷史去思考一個問題:如何去除人類和機械人競爭的恐懼?

這一篇的篇名 That Thou Art Mindful of Him 出自《聖經.希伯來書》:「人算什麼,你竟顧念他?世人算什麼,你竟眷顧他?」從人類的角度看:人造人算什麼,你竟顧念它?從人造人的角度看:人類算什麼,你竟顧念他?

難道不會有一天人類的定義,也由人造人決定?

對人造人出現後人類的各種情緒與反應,科幻世界藉此創造了無數瑰麗而深邃的想像。但閱讀《銀》時,你會發現這不是一部主題單一而孤立的作品,PKD 既讓你享受故事,也要你反省人性。

仿生人能達到功能上與人類的相近,那情感上呢?

在冰冷金屬所構造的機器人發展到一定程度時,與有機體的結合變成想像的趨向。具有類有機體外觀與人工智能的機器人有時被稱為 android,正是 PKD 在《銀》裡用的概念[4]。

但仔細讀小說的細節,《銀》裡的「連鎖六號」不但能進食,會流血,也能做愛,顯示許多器官的擬真度與人類無異。也有些學術上的討論以賽伯格[5]來稱呼它們。我認為新譯本以「仿生人」來翻譯是相對適當的,因為它們和小說裡的「電動羊」(electric sheep)並不相同。

無論仿生人做得多麼的真,殺死它們是「除役」,不是真正的「殺戮」。而為了避免誤「除役」真人,這些賞金殺手使用一種稱為「孚卡系統」的裝置來測試。孚卡系統簡單地來說是測試受測者的「共感能力」,因為人具有共感能力,但生化人沒有。

以這樣的故事架構,PKD 結合當時他能接觸到的科技、知識,開展他的想像力,完成了一部異常深邃的人類心智作品。(以下多少會涉及劇情,請第一次閱讀的讀者可以選擇跳過。)

__________防雷分格線__________

孚卡系統在小說裡是由巴夫洛夫公司所設計,巴夫洛夫[6]確有其人,是鼎鼎大名的俄羅斯心理學家。他在一八九○年代以狗為研究對象,首先對「古典制約」作出了描述。由此發展了他另一個研究主題:非自願反射動作(involuntary reflex actions)。他研究了對於壓力和痛苦的非自願反應,定義了四種性格:「冷靜」(phlegmatic)、「暴躁」(choleric)、「樂觀」(sanguine)、「憂鬱」(melancholic)。這啟發了後繼的科學家,對心智的制約、記憶移入和洗腦的進一步探索。

「孚卡系統」顯然挪用了部分巴夫洛夫非自願反射動作的概念,另外,他也運用了人類的情緒涉及內分泌或腦波的醫學發現。小說裡當時的人會透過情緒控制機來調整自己的情緒,而飼養動物也是他們調整情緒的方式。

圖/By Michel_van_der_Vegt @pixabay

當時因動物幾乎滅絕,人們只好購買機械動物以彌補這部分的情感,又因為「真的」動物難尋,因此被控制在資本家的手上,飼養稀有或大型動物也是地位的表現。不僅如此,當時的人類也被分類了,部分智能不足或有障礙的人被稱為「特殊分子」,他們是「蟻頭人」是「雞頭人」,是住在廢墟裡的廢渣。

而仿生人被視為地位不如人類的原因是,無論它的智力多麼過人,都無法感受到摩瑟教要所有教徒參與的共感體驗。每一種生物都有某種程度的智力,但同情共感只存在於人類群體之中。仿生人的痛苦跟機器動物一樣,不會困擾人類。也就是說,人類的同情共感不會衍伸到無生命的個體上。

但這界限並非能由這個特徵就完全決定的。確實有部分的人類不具同情共感的特徵,比方說小孩、精神障礙者、智能發展遲緩者……。如果深入地想,你會發現,世間有許多「正常人」也同樣不具備同情共感的能力(或意願)。

同樣地,仿生人裡偶爾出現「有夢想」的個體。殺手瑞克就想過,「一個渴望過得更好的農奴」,才會選擇殺掉自己的主子逃到地球。而仿生人盧芭.露芙特,更是一個充滿天分的歌唱家,她想過的生活是唱歌劇《費加洛婚禮》,而不是在殖民新世界裡當奴僕。這難道不是一種情感,一種愛嗎?

身為人類,瑞克的痛苦在於他發現自己不是一體同適地「共感」每一個人(他排斥宗教體驗),相對地,他竟對「特定的」仿生人心動。

無奈「愛」也不是一個簡單的名詞。在小說裡,瑞克墜入了「是為了愛還是為了性」的迷惘裡,他也和另一個殺手激辯了愛的種類。

source:《銀翼殺手2049》劇照,IMDb

在演化上,性是促成演化的巨大趨力,但愛呢?愛會不會是人類創造出來的一種架空於玄虛的名詞而已?

人類證明「愛」的一種儀式便是「宗教」。多數宗教團體以宣揚愛他人的「利他主義」為根基,而其中有含括了先知者的啟示,以及宗教體驗對情感上的安慰。

小說裡的摩瑟教透過那個小黑盒子讓所有教徒分享感受,「只要一部分人覺得喜悅,那所有人都會嘗到那份喜悅的感受。然而,倘若任何一個人在受苦,其餘人就別想置身其外」。瑞克想,這種奇特的分享一定只能限於草食或雜食動物。因為「這種同情共感的天賦最終會模糊獵人與獵物、贏家和手下敗將的界線……貓頭鷹或眼鏡蛇要是這樣就完蛋了」。

宗教強調以愛拯救人的靈魂,前提是你得要有靈魂才行。仿生人有靈魂嗎?倘若他們能唱出《魔笛》裡的情感,難道不是一種靈魂的展現?

會不會根本上人類恐懼的是發現其它生命和我們一樣高貴,PKD 已經直覺到「同情共感」並非人類獨有的品質?

和這本小說差不多的一九六○年代,正是黑猩猩研究開始擴展的時代,這廣泛地瓦解人類獨尊的莊嚴信條。生態學家威爾森[7]在《論人性》裡提到,有些研究員想把個體死亡的概念傳輸給黑猩猩,但又猶豫不決,「如果牠們像人一樣有了死亡概念,牠們會怎麼樣呢?」這位叫戴維.麥克普雷的研究者說:「要是猿也懼怕死亡,牠們會像人那樣,用不尋常的辦法對待死亡嗎?」

威爾森曾將人類的遺傳分為文化繼承和生物學繼承,人類行為裡幾個讓人迷惑的行為,分別是攻擊性、性、利他主義與宗教。非常有意思的是,這樣的概念竟然在一九六八年的《銀》裡具體而微地展現了。

PKD 像是把他對人性的思索、科技與未來的思索鎔於一爐,以只有人類具有同情共感這個假說為根基,創造了一個涉及生命倫理、社會階級、物種滅絕、愛與性的演化、宗教,甚至是巨型企業問題的小說世界。

PKD 已經把人造人這個看似科技發展的題材,聯結上了文化繼承的問題。人類創造出的人造人如果有陰暗面,那也是人類的智能所「遺傳」給它們的。這便是當部分殺手「除役」它們的時候,內心感受到的彷彿在「除役自己」的那種痛楚。

偏偏人性中光與暗的交錯又是無止境的,正如小說裡的宗教領袖摩瑟老人所說的:「無論去到哪裡,你都不得不做壞事,不得不違背自己的心意,這是生存的基本條件。每一個活在這世上的生物總有逼不得已的時候。這是終極的陰影、萬物的挫敗。這是一道應驗中的詛咒,蠶食著芸芸眾生,在宇宙間無所不在。」

不向現實現實低頭的態度

PKD 曾說他自己寫科幻小說是一種反抗的方式,在現實生活裡他被加州柏克萊大學退學,理由不過是他不想上後備軍人課的時候穿上那身制服。而「科幻小說是一種反抗的藝術,它需要作家、讀者和不好的態度」。遇到任何問題都問為什麼?誰說的?他把這樣的問題提升到「我們真的都是人類嗎?還是部分的人只是反射機器?」這樣的事上。他生上帝的氣,他認為人類的犯罪與墮落,是被推下去的。

對PKD 來說,科幻小說是一種不對現實低頭的文學類型。它是因為這世界達不到他的要求而存在的,作者和讀者用它對抗已被接受的想法、組織以及其它。

太空飛船。圖/By GooKingSword@pixabay

為了寫小說,PKD 研究神學、研究哲學、科學。他也喜歡音樂,他一生都在為琳達.朗絲黛[8]還沒有成名前就預言她的成功而自豪,他也是一個掙扎於毒品無力自拔的人。

PKD 也把他的反抗與掙扎投射在他創造的生化人裡。在《銀》裡,洛伊.巴帝帶著生化人逃亡,提倡仿生人生命神聖,是叛逃者也是(仿生人的)救世主;盧芭則充滿藝術天分,在短短「人生」裡追求夢想而不悔。和瑞克有一夜情的瑞秋.羅森用身體做為反叛的展示,帕洛可夫則從被獵者轉而為主動出擊。

PKD 也把他的同情給了自己創造出的生化人。當他讓瑞克在即將「被除役」的盧芭的要求下,為她購買有孟克《青春期》複製畫的畫冊時,我們看到他的溫柔。沒有青春期的生化人著迷於一幅描繪青春肉體的畫,我們則著迷於這種藉由小說顯像的生命本質。

威爾森在近作《人類存在的意義》裡,曾說明他為什麼覺得「並不一定合乎科學原則」的科幻小說是人類值得珍重的資產。他說,倘若有外星人(而且能到地球上來)的話,他們所在意必定不是人類科技的奧祕,因為人類發展數百年的科學史,在他們眼中就像襁褓中的嬰兒一般。

發射中的火箭。圖/By 12019@pixabay

但外星人必定對我們的人文學科與作品深感興趣。

威爾森說:地球的生命誕生於至少三十五億年前,在過去大約十萬年間,人類的信史以及史前史就像生物演化過程中物種的形成一般,有千變萬化的模式。

但人類文化的演進有別於生物的演化,這是「因為文化完全是人腦的產物」,而人腦所具有的獨特能力主要來自額葉皮質的記憶庫。外來者如果要理解我們文化演進的歷史,就必須解讀人類所有複雜而細微的情感,以及各種人類心智的產物。要做到這點,他們必須和人有親密的接觸,並了解無數有關個人的歷史,同時能夠「描述一個想法如何被轉譯成一個象徵符號或一個物件」。

因此,人文學科(當然包括眾多小說)是天然的文化史,也是我們最獨特、最珍貴的資產。它還會繼續多樣化、無限期地發展下去。(《人類存在的意義》,2016:70-75)

《銀》裡有一個美麗無比的橋段,是生化人普莉絲對「特殊分子」約翰.伊西多爾說在火星上讀過的那些「殖民前的小說、古雜誌、古書、古電影」的事。逃到地球的仿生人從地球利用火箭,將這些東西發射到火星上去,然後在空中讓它們散落一地。殖民地的仿生人爭相撿拾,因此讀到千百年前小說家對他們此刻居住星球的想像。

即便那些想像是錯的,卻依然迷人。因為那是人類「將一個想法轉譯成一個象徵符號或一個物件」的過程,那是讓他們想獲得自由、成為獨立個體的關鍵。

PKD 創造的世界

闔上這本我讀過各種譯本以及被拍攝為科幻史上經典作品《銀翼殺手》的小說,我在想人和非人之間的「真假之辨」真的是它的主要命題嗎?

小說裡有一段是電視正在爆摩瑟教的料,篤信摩瑟教的妻子因此詢問瑞克覺不覺得電視裡所說的是「真的」?

瑞克回答:「一切都是真的。」他說:「每一個人曾經有過的每一個想法都是真的。」

在這個賽伯格已成真(許多人身體裡真的都植入了維生機器)、複製生物已經出現、媒體擬像的浪潮將每一個人淹沒的時代—人對人以及環境的宰制依然,階級照樣如此懸殊……。PKD 這句「每一個人曾經有過的每一個想法都是真的」就像空谷跫音,讓我低迴再三。

在臺灣一九八一年的譯本裡,書名譯為《殺手的一日》。雖然涉及那麼多面向的巨大命題,PKD 事實上才寫了生化人殺手瑞克的一天而已……僅僅一天,他卻能展開這麼廣闊的視野與圖像。我們就可以知道,PKD 藉由作品為自己創造出了一個時間尺度異常大的人生,也給了讀者一雙穿越時間的人性之眼。

他就這樣孤獨地在1960年代走著(那是一個科幻以及他的作品都沒有被看重的時代),另一隻腳跨到2020年(那是導演雷利.史考特《銀翼殺手》標示的未來,而如今的續篇更指向2049年),沒有人走在他旁邊。沒有人願意,也沒有人能夠走在他旁邊,他就在自己小說裡,在無人沙漠裡踽踽獨行,既是無人賞識的寂寞演員,也是絕無僅有,每一步都在虛構沙子踏出真實腳印的偉大科幻小說家。

source:《銀翼殺手》劇照,IMDb

註釋

  1. Philip K. Dick(1928-1982),以下按科幻迷的慣例將他的名字縮寫為 PKD。
  2. 〈小黑盒子〉(The Little Black Box)的中文版可見於正中書局二○○七年出版的《關鍵下一秒》。
  3. 這則短篇後來改編為電影《變人》(The Bicentennial Man)。
  4. 《銀翼殺手》在國家出版社一九八一年的版本《殺手的一日》仍將之譯為「機器人」,另一個駿馬出版社《二○二○年》的譯本則音譯為「安迪」。
  5. cyborg, cybernetic organism,基本定義是用人工無機結構對人類或者動物的身體進行強化而成的科幻生命體。
  6. Иван Петрович Павлов (1849-1936),雖然巴夫洛夫在心理學界大有名氣,卻是因消化研究而獲得諾貝爾獎。
  7. E. O. Wilson(1929-),自然歷史學家,這邊提到的著作《論人性》(On Human Nature, 1978)曾獲得普立茲獎。
  8. Linda Ronstadt(1946-),美國知名歌手,曾獲十一座葛萊美獎,有國民歌后之稱。

 


本文原出自於《銀翼殺手》導讀,由寂寞出版。

The post 在虛構沙子踏出真實腳印的《銀翼殺手》:仿生人和人類的一線之隔是什麼? appeared first on PanSci 泛科學.

分類學家偵探事件簿:不存在的某櫛角菊虎?

$
0
0
  • 文/蕭昀

基礎分類學是生物學研究的基礎,藉由正確的物種鑑定,我們得以檢索該物種的相關資訊,並開啟我們對物種認識的第一扇門,使我們能進行進一步的研究,有些人以為分類學研究不過就是發發新種、命個響亮的名字,其實不然。

分類學就只是取名大會?你太小看這門學問

在分類學研究中最重要(也是最枯燥 QQ)的部分,便是回顧前人描述的物種,重新對其物種假說地位進行檢驗,而檢視作為物種發表的實體存證──模式標本,看看前人命名的物種到底是所言不虛,還是一時意亂情迷,則是這個研究中無法避免的過程之一。

分類學家常常要到各大博物館進行館藏模式標本檢視,圖為筆者於北京中國科學院動物研究所檢查模式標本。

具有權威性的模式標本(我們通常稱為載/具名模式標本 Name-bearing type)有三類:

  1. 正模式標本(Holotype):由作者發表一物種時所指定的單一標本,為定義一物種學名在世上唯一的實體證據,有點像國際公斤原器的概念
  2. 群/總模式標本(Syntype):由作者發表一物種時所指定的複數標本,可以想成一次指定好幾隻正模式,在這群複數標本裡,每具標本皆對該物種學名有同等定義效力
  3. 選模式標本(Lectotype):選模為後來的學者重新指定一群群模式標本中的其中一隻為代表該物種的模式,由於一次指定一群標本為一個物種模式,很容易遇到該複數標本群包含好幾個物種,便可透過指定選模來解決

櫛角菊虎屬(Laemoglyptus)的成員外形激似螢火蟲,雄蟲觸角為櫛齒狀,此為大林櫛角菊虎 Laemoglyptus taihorinensis Wittmer, 1984。圖/蕭昀 攝。

兩個截然不同的名字,說的竟是同一種菊虎?

而這個關於菊虎的研究可以從我大一暑假說起,那時候剛開始逐步釐清/鑑定臺灣已知的菊虎物種,通常嘛……就是從種類數較少的屬別開始,櫛角菊虎一直是我還蠻感興趣的類群,因為外型太像螢火蟲,實在是蠻可愛的。

那時候檢視了國立自然科學博物館臺灣散佚海外博物珍品數位化計畫所拍攝的梭德氏櫛角菊虎 Laemoglyptus sauteri  Pic, 1921 群模式照片後大約確認了本種是雌蟲擁有櫛齒狀觸角的種類。

科博館臺灣散佚海外博物珍品數位化計畫所拍攝的模式標本照片。圖/擷取自國立自然科學博物館臺灣散佚海外博物珍品數位化計畫網頁。

後來意外地,我採集到了交配中的紅胸櫛角菊虎 Laemoglyptus rubrithorax (Pic, 1912) ,發現紅胸櫛角菊虎的雌蟲與梭德氏櫛角菊虎形態上沒有差異,且我們也一直沒有採過/檢查到任何疑似梭德氏櫛角菊虎的雄蟲過,我便強烈懷疑這兩個物種是否為同一種類。然而,當時我尚未檢查到紅胸櫛角菊虎的模式標本,不能判定我採集到的是否為真正的紅胸櫛角菊虎,也有可能我採到的即是交配中的梭德氏櫛角菊虎也說不準。

圖三、一對交配中的櫛角菊虎(羞),讓我發現紅胸櫛角菊虎和梭德氏櫛角菊虎似乎是同一個種類!?圖/方華德 攝。

沒有指定模式標本,一切都模稜兩可

2015 年,我和同學們在大二昆蟲生理學實習的課堂分組專題研究中,初探了大林櫛角菊虎 Laemoglyptus taihorinensis Wittmer, 1984 的交配行為,在研究的過程裡面,我們也發現除了雄蟲外生殖器和雌蟲末節腹板形態這兩個鑑定特徵,本屬的頭楯特徵也展現了雌雄二型性,並且在不同種間形狀不同。[註]

另外一方面,黑足櫛角菊虎 Laemoglyptus atripes Pic, 1921 的部分更是另一個謎團,本種一開始以一個變種 (variety)發表,而在當時,很多博物學家對於種下階層、個體色彩變異等判定是相當模糊的,本種的描述可想而知相當簡單。

由於那個年代沒有指定模式標本的共識、習慣,從文獻上僅能知道本種的正模式可能放在法國巴黎自然史博物館,在我幾年的研究裡也未發現可能為本種的物種,因此我對於到底黑足櫛角菊虎存不存在也是只有黑人問號。

黑足櫛角菊虎 Laemoglyptus atripes Pic, 1921 的原始描述僅有寥寥數語,圖/ Pic, M. (1921) Nouveautés diverses. Mélanges Exotico-Entomologiques 34: 1-32。

有幸看見巴黎館藏品,一切終於真相大白

一直到我大四去廣州中山大學交換,偶然的機會下,我有幸得以借閱法國巴黎自然史博物館的藏品,並順利找到黑足櫛角菊虎和紅胸櫛角菊虎的模式標本,不過,這幾種櫛角菊虎都是以雌蟲作為模式標本發表。

基於我在上述 2015 年初探所得的結果,我們針對頭楯形態和末節腹板形狀去進行詳細的形態學檢視,我確認黑足櫛角菊虎、紅胸櫛角菊虎和梭德氏櫛角菊虎是同一個物種,由於梭德氏櫛角菊虎的命名年代較早,故將前二者處理為後者的同物異名,同時指定了梭德氏櫛角菊虎的選模標本。

黑足櫛角菊虎 Laemoglyptus atripes 的正模式標本,典藏於法國巴黎自然史博物館。

分類學研究不只發現、描述未知的物種,更應回顧過去前人所做的研究,考據、檢視過往的文獻以及模式標本,檢驗他們所提出的物種假說。這個研究成果再次將臺灣產櫛角菊虎屬分類學往前推進了一步,除了感謝交換時期指導教授中山大學龐虹教授協助我借閱寶貴的模式標本,科博館的臺灣散佚海外博物珍品數位化計畫也在這個研究中扮演關鍵性的角色,突顯模式標本數位典藏的重要性。

  • 此研究成果於 2017 年 9 月 8 日,發表於國際期刊【動物分類群】(Zootaxa)。
  • 此文響應 PanSci 「自己的研究自己分享」,以增進眾人對基礎科學研究的了解。

參考文獻:

Hsiao, Y., Pang, H. 2017. Taxonomic notes on the genus Laemoglyptus Fairmaire from Taiwan (Coleoptera, Cantharidae). Zootaxa 4318 (3): 587-595. DOI: https://doi.org/10.11646/zootaxa.4318.3.10

The post 分類學家偵探事件簿:不存在的某櫛角菊虎? appeared first on PanSci 泛科學.

誰見過最早的鐵樹開花?史詩級的蘇鐵傳粉者「侏儸古澳洲蕈蟲」

$
0
0
  • 文/蕭昀、劉振華

古人有云:「鐵樹開花水倒流」,由於鐵樹開花非常罕見,要親眼目睹十分不易,因此就用鐵樹開花來比喻極不可能、等不到的事;而這句中所提到的鐵樹,指的其實就是蘇鐵(Cycas)這種雌雄異株的植物呢!蘇鐵又稱鳳尾蕉、鳳尾松、避火樹,而樹齡 10 年以上的蘇鐵才會長出雄球花及雌球花,並透過風或昆蟲來傳播花粉。

由於樹齡 10 年以上的蘇鐵才會長出雄球花及雌球花,因此鐵樹開花被用來比喻極不可能,等不到的事。

可愛的象鼻蟲就是鐵樹開花的見證蟲?

在侏儸紀的陸地上,除了龐然橫行的恐龍們,還有著蓊鬱的裸子植物森林,蘇鐵在此時也相當繁盛,可說是「鐵樹時代」。現生蘇鐵的傳粉蟲媒主要為甲蟲(鞘翅目),有些種類也會靠薊馬(纓翅目)傳粉,而在為蘇鐵傳粉的甲蟲類群中,最重要的類群則為象鼻蟲總科的成員;蘇鐵與象鼻蟲的合作關係可能起源於中生代,同時,中生代也有出土一些象鼻蟲化石。

「中生代的蘇鐵就是藉由這些象鼻蟲傳粉」這個論述看起來十分理所當然,對不對?不過如果就這樣文畢結束收工回家了話,那呃呃我……我覺得不行,我覺得很普通,且事實上,科學家們在仔細檢查了這些中生代的象鼻蟲化石種類、和對象鼻蟲總科物種進行類群起源時間的定年後,他們也覺得不行。

首先呢,這些中生代的象鼻蟲種類所屬的類群,實際上與松柏類的植物關係更緊密,而那些現今為蘇鐵傳粉的象鼻蟲類群,則被認為是起源於白堊紀早期的。另外,根據對蘇鐵類植物的分子定年,則發現:現生的蘇鐵起源於新生代中新世。由於中生代晚期有著名的白堊紀-第三紀滅絕事件,生物面臨大規模滅絕,因此現今的蘇鐵授粉象鼻蟲類群有可能也其實是晚近才興起的。

象鼻蟲為昆蟲中物種、生態最為多樣化的類群之一,科學家認為現今的為蘇鐵授粉的象鼻蟲類群可能是晚近才興起的而非中生代。圖/蕭昀 攝。

蘇鐵的原始夥伴原來另有其人

那麼,到底是什麼樣的蟲子為中生代的蘇鐵傳播花粉呢?一件來自中國大陸內蒙古自治區的道虎溝村的甲蟲化石標本,讓科學家們似乎找到了答案。

內蒙古道虎溝化石層生物群出土了相當多的特殊化石昆蟲物種。此為媧皇始源大花蚤 Archaeoripiphorus nuwa,是目前已知最古老的大花蚤科化石紀錄。

澳洲蕈蟲科(Boganiidae)是一群相當小型且鮮為人知的冷門甲蟲,牠們的大顎基部有著剛毛窩,雖然目前尚未知這些毛窩的功能,不過被推測可能有著貯菌器的功能,可攜帶孢子或微生物至適合居住的新棲地進行拓殖。目前僅發現記述有 6 屬、15 個現生物種,牠們分布於澳洲、新喀里多尼亞和南非。

雖然多數種類為被子植物傳粉,昆蟲學家後來發現:分布於澳洲和南非的種類皆會取食蘇鐵花粉並在雄毬果發育,其中有趣的是,這兩相距甚遠的遠親所取食的蘇鐵種類親緣竟相當接近,昆蟲學家更進一步推論:澳洲蕈蟲與蘇鐵間交互關係,可能早於中生代岡瓦那大陸尚未分裂之時就已經被建立了。

現生的澳洲蕈蟲科成員,圖為 Paracucujus rostratus。圖/劉振華 攝。

侏儸古澳洲蕈蟲化石出土,演化譜系再添新章

內蒙古道虎溝化石層生物群(九龍山組,中侏儸世,約 1.65 億年前)出土了相當多的昆蟲化石,是古昆蟲學研究材料的寶庫。

2017 年 4 月,來自中國廣州中山大學、澳洲聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)和北京首都師範大學的跨國科研團隊於該化石群發現了澳洲蕈蟲科的物種,描述並命名為侏儸古澳洲蕈蟲 Palaeoboganium jurassicum,這是已知澳洲蕈蟲科年代最早的化石紀錄。

澳洲蕈蟲科 Palaeoboganium jurassicum 是已知澳洲蕈蟲科年代最早的化石紀錄,約為1.65億年前的中侏儸世。圖/Liu Z., Ślipiński A., Lawrence J.F., Ren D. & Pang H. @Journal of Systematic Palaeontology

這項發現有著重要的演化意義。首先,這個發現印證了本科物種的確已經存在於中生代,且顯然本類群的分布格局比我們現今所知還要來得廣闊;再者,根據作者們的親緣譜系分析,這個物種與為蘇鐵花粉授粉的似扁蟲屬Paracucujus 親緣關係上相當接近,輔助佐證侏儸古澳洲蕈蟲很有可能就是當時蘇鐵類植物的授粉昆蟲。

這項研究成果於今年 4 月 4 日線上刊載於古生物學領域國際期刊【系統古生物學期刊】(Journal of Systematic Palaeontology)。

參考文獻:

Liu Z., Ślipiński A., Lawrence J.F., Ren D. & Pang H. 2017. Palaeoboganium gen. nov. from the Middle Jurassic of China (Coleoptera: Cucujoidea: Boganiidae): the first cycad pollinators? Journal of Systematic Palaeontology (Published online). Doi: https://doi.org/10.1080/14772019.2017.1304459

The post 誰見過最早的鐵樹開花?史詩級的蘇鐵傳粉者「侏儸古澳洲蕈蟲」 appeared first on PanSci 泛科學.


會如何向小朋友介紹你的研究?運動神經元研究職人陳俊安專訪

$
0
0

科學家如何孕育實驗靈感?不只限於實驗室,也能是馬拉松賽場,甚至是和小朋友的交流中!中研院分子生物所的陳俊安團隊,從發育生物學的角度出發,研究運動神經元發育和退化的過程,期望能協助發展漸凍症的精準醫療。

在陳俊安的實驗室網站引述著 Roger Penrose 這段話,與外太空相比,人類的大腦更加精巧複雜,激發陳俊安渴望了解人體本身的發育生理機制。 圖說設計/林婷嫻、張語辰

生出健康的小孩理所當然?那一定是沒有讀過發育生物學

每一位讀了發育生物學的人,都會覺得要生出一個健康的小孩有多困難。

要發育一個胚胎,每個成長環節都要被精確地調控,自然界演化出一套模式克服外在的干擾,讓胚胎維持在穩定的狀態,才得以發育成功。發育生物學(Developmental biology)就是在了解基因如何調控細胞生長、分化、產生形態,進而使生物體形成組織和器官。

顯微鏡下的小鼠胚胎,發著綠光的線條是中樞神經系統神經元的軸突。 圖片來源/陳俊安提供

為什麼想研究「運動神經元」?

之前在英國劍橋大學讀發育生物學博士時,運用「非洲爪蟾」這種模式動物來尋找胚胎裡有什麼重要的基因會影響胚胎發育,例如胚胎的「中胚層」會分化成肌肉和心臟。

在博士班的第一年,我篩選了兩千多個和中胚層有關的基因,一個一個觀察各個基因在胚胎裡的表現。常常一個人作微注射到三更半夜,因為爪蟾胚胎在第一次分裂後注射基因去大量表現,要等六到八小時才會開始發育中胚層。

有時為了能回家跟太太共進晚餐,又不想耽誤實驗的進度,冬天的時候會把胚胎帶回家放在室外,半夜一兩點起來再將胚胎做甲醛固定。因為冬天天氣較冷,室外溫度跟冰箱一樣,可以直接放室外整夜。

我最後選擇一個還沒有被報導過的基因深入研究其功能,這個基因只會在「運動神經元」表現出來,查了很多文獻後發現沒有人研究過這個基因。我覺得很有趣,就一頭栽下去研究運動神經元、直到現在。

新穎基因在非洲爪饞的胚胎上表現像一個笑臉(左),後續會控制運動神經元的發育(右)。 資料來源:Identification of novel genes affecting mesoderm formation and morphogenesis through an enhanced large scale functional screen in Xenopus。圖說重製:林婷嫻、張語辰

我們每天站立的姿勢、行走運動,都是由「運動神經元」調控。藉由了解運動神經元發育的過程,希望了解一些運動神經元疾病發生的原因。我們實驗室比較專注在受精卵發育成胚胎的過程,例如胚胎裡的運動神經元是怎麼建立,但現在有一半人力進入研究運動神經元退化的疾病。

越了解運動神經元如何發育,就越能知道它如何退化。

陳俊安團隊從小鼠胚胎幹細胞(ES cell)培養的運動神經細胞。在培養皿中沒有肌肉可抓,運動神經元的軸突四處延伸。 圖片來源/陳俊安提供

五年前我從美國回台灣時,因緣際會認識高雄醫學大學副校長──鍾育志醫師(現為交大生科院院長),他也是台灣脊髓肌肉萎縮症(Spinal Muscular Atrophy, 簡稱 SMA )病友協會的理事長。另外,我們現在的實驗室位置,是接續中研院分生李鴻老師的實驗室空間,全世界第一隻脊髓肌肉萎縮症(SMA)模式小鼠,就是在這裡建立。

李鴻老師過世後,台灣這部分的研究就消失了。彷彿冥冥中有一種機緣,讓我來到中研院分生所這裡,正好我也是研究運動神經元,就和鍾醫師討論如何延續這方面的研究,開始了合作模式。像是建立台灣第一個人類的脊髓肌肉萎縮症(SMA)的 iPSC(誘導性多功能幹細胞),並將它們分化成各式不同的運動神經元亞型(subtype),並研究 SMA 為何只有運動神經元會退化,再尋求看看可能有什麼治療的方式。

今年鍾醫師邀請我參加脊髓肌肉萎縮症病友大會,看到這麼多小朋友因為運動神經元的問題,終生得坐輪椅,覺得很震撼,回來就覺得要更努力找到造成運動神經元疾病的原因。很多研究都是在之後會發現……很多東西一開始都沒想到!這是基礎科學研究有趣的地方,跟轉譯醫學之間沒有衝突,不管從哪邊開始,最後都是相通的。

如何找到實驗靈感?

中研院分子生物所經常邀請國際學者來演講,演講完也會和學生、研究員交流。正好有一次一位國際學者和我們實驗室學生聊天,發現學生們除了研究之外,生活有點無聊,只有看電影、看書、看小說。後來我們就利用實驗室群體的壓力(笑),一起挑戰 21 公里半程馬拉松。

2016 年陳俊安團隊參加半程馬拉松,開跑前充滿能量。 圖片來源/陳俊安實驗室

實驗室很多人都沒有跑過馬拉松,成績是一回事,但每個人都跑完了。我們做研究最辛苦的永遠是「最後一哩路」,如果沒有堅持走完,就前功盡棄。藉由這個馬拉松,大家一起堅持、完成的感覺蠻好的。

做實驗時,是什麼感覺?

我以前在中正大學念的是化學系,雖然學習到很多化學知識,但直到在台大生物化學所讀碩士班時,才開始真正在顯微鏡下看到各種化學分子對於生命發育過程的調控,我永遠無法忘記第一次在顯微鏡下看到老鼠精子活動時的震撼。

我熱愛做實驗的過程,這包含所有的實驗,不僅只是實驗室裡的研究。我大女兒出生時,看到那小小的嬰兒,真的很感動。在她出生第一個月,我會透過各種「實驗」來理解她,像是調控吃東西的時間,或是以十二小時為單位開燈關燈、讓房間內白天黑夜的時間變化固定,看看哪種情況下她的表現會最快樂。

我上班開車時也會走不同的路徑,會特別計時比較哪一條路徑最順暢,同一路徑都會走許多次,統計平均值後再尋求最佳途徑。我深信唯有透過科學實驗的精神,才能找出解決問題的最好方式。我喜歡嘗試各種實驗、也不害怕失敗,希望能藉此找到最有趣的研究課題。

會如何向小朋友介紹你的研究?

2016 年中研院舉辦院區開放活動時,我們實驗室第一次嘗試帶著小朋友參觀,當時設計了三個實驗。

第一個是讓小朋友在顯微鏡下觀察自己的頭髮,因為顯微鏡下看到的、和肉眼看到的很不一樣。第二個是將乾冰放在水裡冒泡,並加入會隨著不同酸鹼值變色的化學成分,當乾冰的二氧化碳釋出,水裡的酸鹼值會跟著改變,就會看到乾冰溶液從紅色、變成粉紅色、再變成黃色,如果再加入漂白水就會再變成紫色。

小朋友擠在一起看乾冰釋放二氧化碳,溶液隨著酸鹼值改變而有顏色變化。 圖片來源/陳俊安實驗室

第三個跟我們研究比較相關,是讓小朋友觀察「雞胚」。一般我們吃的是沒有受精的雞蛋,我們跟家禽中心買受精後變成胚胎的蛋,小心把蛋殼剪開可以看到小雞的胚胎,包含心臟的跳動。小朋友可以看到不同期間的胚胎,發育三天、五天、十天,從一開始胚胎很小要用顯微鏡才能看得到,長大到肉眼也看得到。

那時有一個小朋友問說什麼是「受精」,我們就要想一個小朋友會懂的方式來解釋:「就像每個小朋友都是爸爸媽媽受精之後才會有你們,小雞也是一樣,小雞的媽媽要先遇到小雞的爸爸……」。

小朋友們瞪大眼睛,好奇地看著陳俊安實驗室成員手中的小雞胚胎。 圖片來源/陳俊安實驗室

在我們唸書的年代,大部分都在準備考試,沒有很多機會操作實驗。科學相關的課本只是強背,但透過實驗、眼睛親自看到,記都不用記,那個印象就會烙印在心底。當小朋友看過小雞胚胎,將來讀到生物體的發育時,就會有粗淺的印象。讓小朋友在很早的時間點接觸、產生興趣,未來就有機會投入相關領域。

台灣的小朋友大多比較安靜,就看著你弄、發出驚嘆,對實驗室裡很多東西都很有興趣。除了小朋友,爸媽好像也玩得蠻開心(笑)。

希望有更多機會讓小朋友操作實驗,因為在顯微鏡之下,看見就是相信。

延伸閱讀

The post 會如何向小朋友介紹你的研究?運動神經元研究職人陳俊安專訪 appeared first on PanSci 泛科學.

知識時代襲來,科技部的「科技大觀園」在新世紀的角色是什麼?

$
0
0
  • 文/廖英凱—非典型的不務正業者、興致使然地從事科普工作、能源與科技政策研究。曾有機會撰稿於科學月刊、泛科學、研之有物、物理雙月刊、國語日報科學版、科技大觀園等科學媒體。

截圖自科技大觀園網站。

科技大觀園」是一個歷經近十載的老牌科普平台,如圖書館般典藏眾多國內外科研成果,但在知識產業蓬勃的當代,仍有不少需積極改進之處。

大觀十載,知識時代襲來

2008年1月,國家科學委員會(現為科技部)上線「科技大觀園」網站,旨在透過網路平台,整合國內各機構所產出科普文章、演講影音與各類活動等成果。迄今,由科技部科教國合司負責營運的科技大觀園網站,亦同時應用特約撰稿契約等模式,與民間科普作者簽約產製文章。

2016年12月29日,立法院教育及文化委員會審議「科學技術基本法部分條文修正草案」,通過由立法委員黃國書等19人所提案的「科學技術基本法第十三條」的「科普保障入法」相關條文,並修訂科發基金運用「應編列一定比例之經費推廣科學知識普及化」。

2017年7月28日,由立法委員黃國書與吳思瑤舉辦,並有科技部陳良基部長全程出席參與的科技基本法之科普推廣相關子法修訂與後續執行公聽會中,科技部提出科普經費應為科發基金預算總額至少千分之五,並由科技部統籌執行的草案。並介紹過去以「科技大觀園」做為科學普及、科學傳播為推廣核心的策略。不過,在公聽會上,有諸多學者提出對科普經費運用方式的建議,以科技大觀園作為科技部推廣科普的核心策略是否值得沿用,更值得各界進一步的討論。

歷經近十載的科技大觀園,以匯集管理各單位科普執行成果為己任,是過去國內科普資源整合的重鎮。然而,隨著近年來知識內容媒體的百花齊放,資源人力均不算寬裕,也沒有商業考量的科技大觀園,其營運理念難以跟上知識經濟的浪潮。在學術科教圈、新創媒體界、知識產業鏈中,都陸續招致對其營運與內容的批判建議。本次草案中,預估千分之五的科發基金,在今日約為將近新增每年2億元的經費挹注,更引發科學社群對科技大觀園改善的急切建言。筆者因近年陸續有機會在科技部「科技大觀園」、中研院「研之有物」、 「科學月刊」、「物理雙月刊」、「泛科學」與「國語日報科學版」等科學內容媒體上發表撰文,或協助採訪撰稿,故就個人經驗,以作者、內容產製者為出發點,提出科技大觀園未來營運方向之建議。

一、欠缺近代編輯制度

「請編輯老師協助刪減是我要求的,且主要係刪減部分較深奧的科學名詞與理論為主,因為若有太多的科學名詞與理論,就不算是科普文章,普羅大眾是看不懂的。」—節錄自科技部予筆者部分書信往來內容

筆者於2016年間,拜科技部「特約撰稿契約」制度所賜,有機會協助科技大觀園採訪撰寫3件我國傑出的科研產學合作成果。採訪過程獲益匪淺,對於民間獨立撰稿者來說,是相當理想且能得到支持的合作方式。然而,在撰稿期間從科技部承辦窗口回信得知,科技部另有「編輯老師」能對文章給予意見、執行刪修。筆者除從承辦窗口轉述得知編輯老師意見外,也曾多次提出希望能與編輯直接意見交流。但直至文章刊出至今,筆者仍無從知曉編輯的身分,也未有與編輯直接交流的機會。

以筆者曾為科技部撰寫的一篇介紹「烏龍茶」的科普文為例,筆者在文章編修完後,被科技部告知因字數過多而有所刪減,但收到稿費計酬文件時,看到字數才察覺文章在編修過程中,被刪減的篇幅係千餘字,但「被刪減的是哪些段落」、「刪減原因」在筆者主動要求前皆未被告知。

相較起過去在其他科普媒體的刊載過程,文章刪修亦是常態,但重要的絕不僅是刪修的結果,而是來回討論修正的過程。編輯所給予的修訂意見、基於科普專業的交流討論,都是作者提升能力的重要機會。長期合作的編輯,更是作者們非常重要的朋友,亦師亦友的信賴關係,也是作者們持續投入科普內容產製的熱忱來源。

因此,對於仍會持續產製內容的科技大觀園來說,應優先建立作者與編輯直接協作機制;於編制上或外聘合作上,強化具有科普編輯、與作者協作以及經營社群經驗的人力。以此解決過去作者與承辦窗口之間,因對文章內容、形式,稿費或轉載制度等認知相岐或意見轉述失真所產生的摩擦或誤會。

二、目標受眾定位過於狹隘

過去數年來,政府將科技大觀園定位成一整合科普資源的平台。然而,科技大觀園並未對「科普」的定義,與目標受眾的定位,有更宏觀彈性的策略。

以筆者過去曾協助科技大觀園採訪中興大學曾志正教授的研究為例,曾教授以質譜儀、核磁共振等研究方法,理解烏龍茶好喝的學理機制,並發展出新型烏龍茶製程,以輔導業者提升產業。但很可惜地,在文章編修過程中,關於涉及科學名詞與理論的部分,被以「不算是科普文章,普羅大眾是看不懂的」為由,而被科技部要求刪減。

受限於「普羅大眾」的科學普及,是囿於既有教育制度,教師之於學生的知識傳授框架。更受制於公務機關,常被迫有「公家資源需照顧人數最大化」的關鍵績效指標(Key Performance Indicators, KPI)迷思。理想的科普策略,應有分眾、分流的目標受眾與內容設定。無論是以激發興趣為主的國小生、尋求專業知識入門途徑的大學生、試圖理解我國科研成果與產業發展趨勢的民眾或從業者,都可以是科學普及的目標受眾。

就作者而言,單一科普文章的受眾定位,須同時考量作者寫作特性與其學研背景;寫作內容的資訊量與知識深度;與此文章預期達到的目標效益。相較起文章完成後被編輯片面刪減具較深科學內涵的部分以降低閱讀門檻,能讓作者與編輯或科技部共同討論文章受眾定位,才能最大化發揮每一位作者的專長。因此,筆者認為建立起更宏觀、更彈性的目標受眾定位策略,才能使科技大觀園有機會吸納更多元的作者社群,並呈現更為豐富寬廣的內容樣貌。

三、網站介面不利於理解或引發興趣

筆者相信,科學普及工作,有協助讀者理解科學內容的責任,也有推廣科學激發人們對科學產生興趣的重大使命。無論是以文章、廣播、影片或動畫等內容載體,相關工作者也都自然地往這2個方向努力。然而,歷近十載的科技大觀園,雖然2017年初甫經歷網站改版,但與今日眾多知識內容網站相比,其網站介面設計仍相當不利於協助讀者理解科學內容或引發興趣。

以筆者分別在「科技部(科技大觀園)」、「中研院(研之有物)」、「泛科學」上所發表的3篇不同文章為例,此3篇文章均為字數3500~4000字,且目標受眾是高中自然組以上,預期文章能推廣我國科研成果,提供產業政策建言。

圖一:由左自右,分別為筆者在「科技大觀園」、「研之有物」、「泛科學」上所發表之文章截圖。(作者提供。)

從網站設計可發現,科技大觀園僅能容許在每一篇文章之始放置5張圖片。文章內文中,不允許嵌入任何形式的圖片、動畫、影片,註腳形式的參考文獻與超連結在編修後也都未能採用。而在研之有物的文章範例中,營運團隊內的美術編輯,能協助作者將儀器架構與科學學理,繪製為精美的圖片穿插於文章中,提升讀者對科學內容的理解。在泛科學的文章範例中,網站亦能活用具吸引力的圖片,並有設計團隊將文字內容以圖文形式呈現,提升讀者對議題的興趣與關注動力。

在各類網站工具與介面應用蓬勃發展的今日,科技大觀園的網站設計顯得不合時宜,並影響了科普文章協助讀者理解與引發人們興趣的重大任務。

四、文章會因抗議或壓力而下架

長期以來,政府所經營的網站內容,常常有因為政策改變、民代與民間等關切或抗議之故,而將網站內容刪除或下架。如經濟部所營運的「經新聞」網站,就曾在2016年間,因政策改變之故,下架其刊載的評論文章,雖以新聞為名,但實為政策宣傳的行銷用途。

2016年9月,筆者協助科技大觀園介紹宜蘭大學陳裕文教授的團隊,並將其研究成果發表於科技大觀園「優質蜂產品研發技術聯盟—打造台灣頂級蜂蜜供應鏈」一文,陳教授的研究團隊,在過去幾年間,建立起碳同位素分析技術,並利用氣相層析光譜儀建立臺灣蜂蜜的成分圖譜。以此發展能夠更進一步檢驗蜂蜜是否造假或攙偽的技術。2016年11月,科技部接獲「臺灣養蜂協會」來函抗議,認為此新技術的介紹會造成誤導影響權益。雖過程中,筆者有被告知可針對抗議文提供資料與回應,但最終科技部仍因抗議壓力之故,而在未告知作者的狀況下將文章下架,目前僅能在陳教授的網站上看到原文備份。

就此事件,雖然能理解在這類與政治權力結構有關事件中,政府業務部門與學術單位常處於弱勢被動的地位。也願意相信此次事件,應為偶發之個案而非常態。但仍期冀科技部能扛住外界壓力,讓科普文章的刊載如學術研究般,能接受實質內容的檢驗,但自由不容損害。

筆者也想藉此提出一個假設性問題,今日我國在張景森政務委員的推動下,又要開啟對深層海水產業的開發。然而,相關法規與產業對深層海水的定義,完全不符合主流地科學界的研究成果。倘若有科學家以地科研究資料抨擊我國深層海水政策時,科技大觀園能如「科學月刊」、「泛科學」等媒體,不畏阻力呈現科學社群的觀點嗎?

五、文章主動推廣程度不足

多數的政府部門網站或社群網站,其經營的推廣效果或是與民間互動的熱絡程度,往往難以企及民間的活力。對於科技大觀園,也依然有文章過於被動地被使用者看到的現象。在本次公聽會上,中山大學生科系顏聖紘老師認為,現況是只有學習動機良好的人才會進入科技大觀園,並透過合適的搜尋方式找到資訊。慈濟大學生科系葉綠舒老師也認為,現今科技大觀園編輯制度不利於具時效性科學新知的發布,並會很現實地影響到點閱率與作者發文意願。

筆者利用SimilarWeb作為分析工具,比對科技大觀園、研之有物、泛科學與食力4個知識內容型網站,在2017年4~7月間,使用者進入這些網站的方式。分析結果顯示,科技大觀園的使用者,有70%來自於自然搜尋(Organic Search),僅有不到一成來自社群網路。而其他3個網站,則有相當大比例的使用者來自社群網路,如透過社群網路小編的社群經營與網友的轉發推廣,來成為瀏覽網站的契機。

利用 SimilarWeb 作為分析工具,比對科技大觀園、研之有物、泛科學與食力 4 個知識內容型網站,在2017年4~7月間,使用者進入這些網站的方式。(註:此類網路工具受限於網站分析技術而有一定誤差,但在大級距的數值比較上,仍有相當參考價值。)

至此,筆者認為科技大觀園僅能服務到已有充足學習動機,並擁有一定程度資料查詢與辨別資料品質能力的使用者。但對於更有必要被傳播科學知識或素養的民眾來說,並無法從現今的營運模式主動接觸到科技大觀園內的知識。

十載大觀,藏文數千的圖書館

綜上所述,今日的科技大觀園猶如一座藏文數千的科普圖書館。累積著我國政府與眾多科學人的心血。但未能與時俱進的過時資訊載體與政府體制的限制,致使科技大觀園難以充分發揮其科普之任務,也與諸多知識媒體相比顯得格格不入。

若能導入更緊密的作者編輯關係;更彈性開放的目標受眾策略;更適宜閱讀理解並引發興趣的網站介面;更自由無畏的資訊開放、議題評論;以及更主動地推廣文章,並積極接觸與培養科學社群,將能使科技大觀園不僅只有如圖書館般地資料庫樣貌,更能為科普工作者提供支持,為我國科學素養提升的工作注入活力。期盼此次科技基本法的科普入法,能成為科技大觀園的進化契機。而科普經費的保障,更能促成公私協力,成為知識經濟產業發展的基石。

十載赫赫大觀園,笙簫悠揚,鑼鼓堂皇。要以什麼樣的面貌迎向知識時代的下一個10年,仍有待科技部的改革企圖與科學社群的齊心協作。

報導

 

 

 

 

延伸閱讀

  1. 行政院國家科學技術發展基金推廣科學技術知識普及化執行辦法草案總說明
  2. 2017 年 7 月 28 日科技部科學技術基本法 13-2 條配套辦法訂定與執行說明簡報
  3. 2017 年 7 月 28 日科技基本法之科普推廣相關子法修訂與後續執行公聽會會議直播錄影

〈轉自《科技報導​》429期〉

The post 知識時代襲來,科技部的「科技大觀園」在新世紀的角色是什麼? appeared first on PanSci 泛科學.

來點悲傷的負能量反而對你我有益?那該如何擁抱悲傷呢?

$
0
0

從小時候開始,我就對於「要樂觀」、「不可以哭」這些話,感到非常的反感。那些話不僅不合人性,更標榜著追求不可能達到的目標:「時時保持微笑」,反而讓人們過得更加辛苦。

但是,要為負面情緒說話,總還是得拿出一些證據來,畢竟從演化的角度來看,負面情緒得以保留下來,必然有其必要性。負面情緒可以分成很多種,有一些的功能還蠻好理解的,例如恐懼、憤怒、羞恥與噁心等這些感受,有助於我們辨認威脅與危險,並進而逃避或克服它們。

那麼,悲傷呢?

表達悲傷,讓彼此更加靠近

過去的研究發現,悲傷其實有助於提升我們的認知功能、讓我們更能注意到細節,也減少了刻板印象的形成;除此之外,悲傷也讓我們更能注意到他人說話的脈絡,對於他人的情緒更能同理與理解。而這一些功能,都有助於我們和其他人建立起更緊密的關係。

除此之外,悲傷也能做為「需要被關注」的訊號,引起其他人的注意,讓我們更有機會去傾聽對方。也就是說,悲傷這個情緒,除了讓悲傷者本身更能理解他人之外,也能讓他人願意靠近自己,可以說是拉近彼此關係的重要情緒之一。這也是為什麼,比起酒肉朋友我們更重視可以談心的朋友,「患難見真情」或許就是這麼一回事。

而當我們不斷抹煞他人悲傷的天性、也不斷抗拒自己的悲傷時,其實反而會在無形之中讓自己和他人越來越疏遠,少了許多接觸彼此的機會與能力。

悲傷,讓我們願意關心彼此,變得更加靠近。圖/作者攝影

危機就是轉機,悲傷讓你反敗為勝

除了讓彼此更加靠近之外,所謂「失敗為成功之母」,也很精確地描述了悲傷的功能。過去研究發現,當我們悲傷時,反而會更專注於眼前失敗的細節而不容易分心,也有較好的注意力;悲傷也能讓我們做出更精確的判斷,讓自己變得比較不容易受騙。

所謂樂極生悲,可能就是因為當一個人太快樂時,很容易忽略掉一些細節,而造成無可挽回的傷害。相對的,悲傷則令我們更專注於眼前的事物,讓我們不易好高騖遠,反而能為過去的失敗想出解套的方法。除此之外,處在悲傷情緒當中的人和處在快樂情緒當中的人相比,更容易堅持到底、努力不懈,也讓事情有了更多轉圜、反敗為勝的餘地。

記得我曾經寫過一篇談論正向情緒的文章,裡面提到了:正向情緒有助於我們看得更廣;但是當我們看得更廣時,雖有可能會讓我們跳脫框架,卻也可能讓我們太過好高騖遠;同樣的,悲傷情緒有可能讓我們不斷地卡在小圈圈裡,但也有可能讓我們能專注於眼前的失敗,得以柳暗花明又一村。

悲傷讓我們專注於眼前事物,使我們不易好高騖遠。By StockSnap @Pixabay

那麼,我們該如何運用悲傷?

既然悲傷有可能會帶來好處,也有可能帶來壞處,那麼,我們又該如何善用悲傷呢?在談論如何運用悲傷之前,我覺得要先試著讓自己能夠悲傷,也要試著允許其他人悲傷。很多時候,我們很怕看到周遭的親人、情人或朋友哭,好像對方一旦哭了,就是自己做錯什麼似的。我們也害怕哭給別人看,當我們哭的時候,好像就讓對方產生了愧疚感,而對方的愧疚感,也讓我們覺得很自責。

正因為如此,我們常常不讓自己在人前哭,也不希望看到別人在自己面前哭。但是,悲傷和對錯是完全無關的事情,那只是我們的真實感受,即便因為你做了某件事情,讓另一個人感到難過,也不必然代表你做錯了什麼事情。要切開這兩者有點困難,但哭泣本身傳達的事情可以是「當你做這件事情時,我感到很難過。」而不必然是「因為你害我難過,所以你做錯了。」

擁抱悲傷吧,它只是情緒、無關對錯。By Free-Photos @Pixabay

在感情裡,很常遇到這樣的情況。當其中一方哭的時候,另一方就變得很焦急,好像自己做了什麼對不起對方的事情,傷害到了對方似的,因而充滿罪惡感;而另一方也因為自己的哭泣讓對方著急,而變得更為自責,想要趕快收起眼淚,不再允許自己哭泣。

但其實,我們可以試著練習,讓悲傷就只是一種情緒,撇開對錯,讓我們仔細去感受,悲傷本身想傳達給我們的訊息,譬如「我真的很重視你,所以我感到很難過。」而不再是「你都不懂我,傷害我這麼深,所以我才會哭。」

The post 來點悲傷的負能量反而對你我有益?那該如何擁抱悲傷呢? appeared first on PanSci 泛科學.

科技與藝術並無二致?Erkki Kurenniemi 和無法想像的未來 –《TAxT桃園科技藝術節》

$
0
0

作者 / 張白香

編按:出生於芬蘭的 Erkki Kurenniemi(1941-2017)身上混雜著各種不同身份:電子音樂編曲家、實驗電影製作人、電腦動畫家、機械工程師、發明家、未來主義者……等等。即使他致力於相關創作多年,但在北歐國家外卻鮮為人知,直到他2012年的展覽「in 2048」。
這次在TAxT桃園科技藝術節( 2017/10/06~11/05)中不只復刻出了他創作的電子音樂合成器,也播映了 Kurenniemi 的紀錄片《無法想像的未來》(Future Is Not What It Used To Be),讓我們對於這位混雜著科學家、人文主義者、藝術家等多重身份的 Kurenniemi 能有更深入的了解。

藝術與科技的分野?

當談及能夠穿梭不同專業的人物,如科學、藝術等差距甚大的領域,除了文藝復興時期的達文西,是否還有其他更接近我們今日生活中的天才?而在一個科技無所不在,卻又無邊無際的時代中,我們如何去檢視硬體、軟體跟日常生活中的關係?如何想像在科技並未成為大眾耳熟能詳的名辭之前,那些今日被歸類為科技的物件、技術,是怎麼被看待?從那種觀點中,是否又能得到有別於今日對科技的其他理解?今日的達文西,又可以從哪些形式,展現其融會貫通,跨越邊界的創新與想像?

操作電子音樂合成器的 Kurenniemi。source:《無法想像的未來

平時我們總會認為藝術與科技,無論從表現形式、創造過程或領域特性中,有著相當顯著的差異,又以後者跟技術的關係較為緊密;藝術跟技術之間,一方面因為藝術給予外界神秘、強調靈感、奔放不受約束的印象影響,而不易被放置在分析的框架下討論,另一方面,藝術這樣的特質,令技術在其中所扮演的功能與重要性被隱蔽,而著重於強調藝術家本身的卓然視野。然而這樣的預設,也讓人不禁疑問:無論不同刻板印象的有效性,若是忽略科學與藝術的差異與分別,是否反而能夠因此流暢地在不同領域中穿梭?

如同Erkki Kurenniemi 同時有童話故事創作的母親,以及研究科學與保險精算的父親一樣,一邊教導他如何透過想像等思考技術的展開,去看見山怪(troll)以及其他被想像出來的東西,另一邊則讓他掌握各種物質性的技術,如科學、工程、設計等,令他得以成為一名創客與駭客,設計電子樂器、編曲、以及製作藝術裝置。

訊號的背後:是事實陳述,也是藝術饗宴

Kurenniemi 的電子音樂合成器。source:《無法想像的未來

對於科學家來看,儀器所產生的線條與畫面,都只是傳達資料與事實的溝通管道,但是對於藝術家而言,這些線條的造型、樣式(pattern),螢光幕上的光影變化等等,都是未曾有過的視覺感知經驗,因而可能成為藝術創作的素材,並透過捕捉這些畫面成為作品。這好似二十世紀初印象派透過光學知識與技術的發展,認識世間萬物的顏色變化,都是來自於光線的反射結果,因而透過畫布進行實驗,嘗試捕捉光影轉瞬之間的變化畫面。Kurenniemi 的錄像作品之一 <On-off> (1963) 就是此般的實驗,這或有如 John Whitney Sr. 的 <Catalog> (1961) 、皆是以訊號直接的直接呈現作為表現手法,亦與資料/資訊視覺化(information / data visualization)的電子化有所相關。

然而Kurenniemi的實驗不僅於此,他對於電子化與數位化世界的理解與興趣是全面性的:在他的眼中,構成電子數位世界的元素、不僅僅是單一件儀器,而是各種儀器組合而成的異質性網絡。除了對電子訊號的視覺實驗外,Kurenniemi亦探討攝影機鏡頭對於影像所帶來的效果,<Electronics in The World of Tomorrow> (1964) 機械式的畫面位移、鏡頭的縮放,對焦與失焦,搭配機器運算與電訊傳播中話筒聲音所產生的環境(ambient)音響,這樣的實驗方式,貌似Peter Weibel 的 <Endless Sandwich> (1969),實驗攝影機與螢幕所構成的影像訊號循環回饋(video feedback loop)具有什麼樣的藝術特性。

<Electronics in The World of Tomorrow> (1964)

在學院中,他首先接觸的是科學的知識,然而科學知識所構成的世界觀,並不能解答他對世界是否是個連續體或是分裂的疑問,有限或是無限。Kurenniemi 需要一個更具整體性的觀看方式,這促使他離開科學,投入藝術此一更不具典範限制的實驗自由度──即便他所自身的實踐與思考,本就沒有藝術與科技之區分,而更接近於以同樣的原理與系統,在不同媒介語言的相互溝通、轉譯對話中,創造未曾被描述過的敘事。

source:《無法想像的未來

此一對於邊界的批判與挑戰,也反映於 Kurenniemi 對於物質與技術的思考上,他認為未來人和機器會結合在一起,人在哪結束,機器又從何處開始,彼此的邊界會變得更加模糊,那將是由人、社群、有意識的機器、會說話的動物,會思考的汽車、城市與電腦所組成的世界,彼此個體能夠以不同尺度思考,成為一動態而流動的共生體(symbiosis)。

這種對於不同物質間特性相互流通的思考,甚早便實踐於Kurenniemi的作品中,如影像作品 <Computer Music> (1966),或是如他研發的樂器「DIMI」具有記憶功能,可以記住聲音指令。這種對於機械的洞見也令他的發明炙手可熱,不得不成立公司以應付生產需求,然而他並未因此而停止探索融合的可能,更開發了DIMI系列樂器,結合攝影機、電腦、管風琴鍵盤、感應器等元件,利用影像辨識 (DIMI-O)、多人共同互動並即時轉換動作為演奏 (DIMI-S),也曾與Samuel Beckett等人合作實驗其可能性。

Kurenniemi也很清楚地意識到,電腦中的程式編碼和樂譜,都是資訊透過不同媒介的分佈與表達方式,即兩者構造與組成方式有異曲同工之處,而彼此之間是可以互相轉換的,而這並不僅限於程式碼與聲音,實際上光線、影像、運動、顏色與氣味都能相互轉換,甚至電腦就能夠模擬世界的運作──電子遊戲便是一例。<Feel It Exhibition> (1968) 便是將聲音的震動轉化為可以接觸(haptic)的狀態,嘗試製作沒有正常聽力的人也能感受的展覽。

這種流動的思維,令他可以平均無偏差地(unbiased)看待所有構成事物的組成,進而形成一網絡性的思考方式,這讓他甚早就明白人類與自然彼此之間的未來,將是相互依存的。遺憾的是,即便有 Erkki Kurenniemi 這樣如先知般的人存在,並給予存在於未來的人依然受用的建議與預言,雖然其中不免有過於理想與大膽的猜測,這種概念於今日依然不甚普遍,人們依然將經濟開發與環境保護視為對立的價值,而未能從網絡的層次去思考與理解。或許在今日對於科技的發展與進步越發重視的當下,更需要透過回顧過往的歷程,才能平衡對於科學技術的觀看方式,重新思考一個合宜的科技觀點。

_____________________

 

The post 科技與藝術並無二致?Erkki Kurenniemi 和無法想像的未來 –《TAxT桃園科技藝術節》 appeared first on PanSci 泛科學.

「按讚」為何讓人墜入成癮深淵? —《欲罷不能》

$
0
0
  • 作者:亞當.奧特(Adam Alter),譯者:廖建容。

先從愛賭博的鴿子開始說起:

1971 年,心理學家賽勒(Michael Zeiler)在實驗室裡和三隻白康鴿面面相覷。

白康鴿比一般的灰色家鴿更小,愛吃東西,學習能力很強。在當時,許多心理學家想知道動物對不同形式的回饋會做出什麼反應。大多數的研究是以灰鴿和老鼠為對象,因為這些動物比人類更有耐心,構造也沒那麼複雜。然而,賽勒的研究具有崇高的目的,像是:較低等動物的行為能幫助政府知道,如何鼓勵慈善行為與抑制犯罪嗎?創業家能啟發超時工作的輪班工作者,為工作找到新的意義嗎?家長能學會如何教養出完美的孩子嗎?

白康鴿(White Carneau pigeon)比一般的灰色家鴿更小,愛吃東西,學習能力很強,圖/by P!g3on1@wikipedia commons。

在改變世界之前,賽勒必須找出獎勵的最佳方法。其中一個方法是,對每個達到期望的行為都給予獎勵,就像工廠作業員每組裝好一個產品就得到獎勵一樣。另一個方法是,以無法預期的模式對每個達到期望的行為給與獎勵,這種方法會創造一種未知性,鼓勵人們去買樂透彩券。賽勒的鴿子是在實驗室養大的,所以牠們非常清楚自己該怎麼做。每隻鴿子搖搖晃晃走到一個小按鈕前面,不斷啄這個按鈕,希望能得到一盤鴿子飼料。這些鴿子很餓,所以飼料吃起來簡直就是珍饈美饌。賽勒在某些實驗中讓鴿子每次啄按鈕都得到飼料,在其他實驗中讓鴿子只能偶爾得到飼料。鴿子啄按鈕的動作有時候會徒勞無功,按鈕只會顯示紅燈,除了挫折感之外一無所獲。

賽勒證明了一項關於正回饋的重要事實:少往往意謂著多。圖/by Ksu_FF@pixabay。

我剛知道賽勒的研究時,我預期每次給與獎勵的效果會最好。如果按鈕無法預測食物的出現,鴿子應該就會喪失啄按鈕的動機,就像工廠作業員組裝好產品後,你有時給他們獎勵,有時不給,結果使他們的工作動力下降一樣。

但實際情況完全不是如此,這些鴿子就像長了羽毛的小賭徒,當獎勵機率為 50% 至 70% 時,牠們啄按鈕的情況最為頻繁;當賽勒把獎勵機率降為 10% 時,心灰意冷的鴿子就不再啄按鈕了。當獎勵無法預期時,鴿子啄按鈕的次數多了一倍;事實上,牠們大腦釋放的多巴胺,遠比獎勵可預期的時候還要多。賽勒證明了一項關於正回饋的重要事實:少往往意謂著多。不一致的回饋結果創造的未知性,深深吸引著賽勒的鴿子,如同人類被博奕的不確定性吸引一樣。

一起墜入狂賭之淵吧!source:ガンガンJOKER「賭ケグルイ」⑦巻CM 截圖

如果你我是鴿子,那什麼是我們的飼料?

賽勒發表研究結果的三十七年後,臉書的網頁開發團隊向數億用戶測試一個類似的回饋實驗。臉書有能力透過前所未見的規模進行人類實驗。它當時已經有二億用戶,這個數字在接下來的三年會翻為三倍。在這個實驗中,臉書推出了一個看似簡單的新功能:「按讚」按鈕。任何用過臉書的人都知道這個按鈕的作用,你不再納悶別人對你張貼的照片與更新狀態有什麼想法,因為他們按下那個大拇指向上的圖示時,你就會得到即時的回饋。臉書後來又推出了其他的回饋按鈕,讓你能使用多種情緒表達意見。

source:pixabay

按讚按鈕大大改變了臉書用戶的使用心態。

早期你只能被動追蹤朋友的生活動態,現在,無法預測的回饋機制使你們的溝通互動性大幅提高,同樣的機制也曾經激勵了賽勒的鴿子。用戶每次分享照片、網頁連結或更新狀態時都像在賭博,沒有人按讚的貼文不僅令你感到難過,而且更是一種公開的負面評價:可能是你線上的朋友太少,不然就是更糟的情況,表示你線上的朋友對這則貼文沒什麼感覺。就和鴿子一樣,當獎勵不確定時,我們就更想尋求回饋。臉書是第一個推出按讚功能的主流社交網絡,現在,其他的社群平台也有類似的功能了。你可以對推特、Instagram、Google+、LinkedIn 與 YouTube 的貼文、照片或影片按讚或轉發。

按讚的動作後來逐漸成為禮節的辯論主題。不對朋友的貼文按讚到底代表什麼意思?假如你三不五時按個讚,那是否代表你默默否定了其他沒被按讚的貼文?按讚現在已經成為一種基本的社交支持了,相當於在現實生活中,朋友說了個笑話,你要當場哈哈大笑一樣。

按讚的動作似乎變得非常有價值,它無聲無息的成為了能主宰我們文化的數位毒品。

本文摘自泛科學2017年10月選書:《欲罷不能:科技如何讓我們上癮?滑個不停的手指是否還有藥醫!》遠見天下文化出版股份有限公司

The post 「按讚」為何讓人墜入成癮深淵? —《欲罷不能》 appeared first on PanSci 泛科學.

螢幕無所不在,3C世代兒童該如何面對? —《欲罷不能》

$
0
0
  • 作者:亞當.奧特(Adam Alter),譯者:廖建容。

編按:我們都曾看過像是下面這支影片當中小寶寶對螢幕陪伴產生的奇妙反應:他們用熟練的手勢滑動 iPad 螢幕,儘管當他眼前的物體變成了一本雜誌時,他仍然用操控 iPad 的方式操作雜誌。這個世代的孩子們從出生就用這樣的方式在理解世界,如果我們無法阻止這樣的趨勢,又該如何面對如此的改變呢?

這個小寶寶屬於世上第一個用這種方式理解世界的世代,這個世代的孩子認為自己對周遭的視覺環境擁有無限的掌控權,也覺得只要隨手用指頭一滑,就能用新奇的事物取代眼前無趣的體驗。這段影片的標題下得很好:「雜誌是沒有作用的 iPad。」有人在影片下方留言:「可以請你說明一下,為何要讓一歲大的小孩玩 iPad 嗎?」

被 iPad 帶大的孩子們?

iPad 可以讓帶小孩的工作變得輕鬆很多。愛看影片或玩遊戲的孩子可以透過 iPad 得到無窮無盡的樂趣,它成了工作過量與休息不夠的父母最大的福音。但是 iPad 也會對孩子造成不良影響,且這些影響即使長大後也難以消除。

網癮戒除中心「重新開始」(reSTART)執行主任希拉蕊凱許(Hilarie Cash)對這個議題有非常堅定的看法:她並不是主張禁慾,但她親眼見證了過度使用螢幕裝置造成的後果。她說:「兩歲以前的孩子不應該接觸螢幕。」她認為幼兒接觸的互動應該是直接、具有社交性、親身體驗並有實體的。

人生的最初兩年會決定孩子與世界互動的方式,凱許建議父母將孩子使用螢幕裝置的時間限制在 2 小時以內,連青少年也不例外。但她也承認:「要做到並不容易,但這一點非常重要。孩子需要充足的睡眠與運動量,還有與家人相處及運用想像力的時間。」當孩子沉迷於螢幕裡的世界,這些事就不會發生。

國小學生在學校使用 iPad,圖/ by PROBrad@flickr。

杜絕螢幕誘惑好難,到底我該怎麼教小孩?

美國兒科學會(AAP)認為「幼兒的大腦在人生的最初幾年會迅速發展,幼兒學習成長的最好方式是透過與人互動,而不是與螢幕互動。父母應該避免讓兩歲以前的幼兒接觸電視與其他娛樂科技產品。」這個看法可能是正確的,但我們的周遭到處是螢幕,要杜絕螢幕的使用真的很困難。

一個名叫「零至三歲」的組織對螢幕使用的態度比美國兒科學會溫和一些,因為他們體認到一個事實:幼兒接觸螢幕的情況再所難免。「零至三歲」認為只要父母從旁協助,孩童能與螢幕產生有益的互動,這種互動有三大特點。

幼兒學習成長的最好方式是透過與人互動,而不是與螢幕互動,圖/ by 禁书 网@flickr。

第一,父母應該鼓勵孩子將螢幕上看到的東西,與自己在現實世界的體驗連結起來。

如果某個應用程式遊戲是讓孩子把積木按照顏色分類,父母可以帶著孩子將家中要洗的衣物按照顏色分類。假如孩子玩了以積木和球為主題的電玩遊戲,應該也要花一點時間玩真正的積木和球。孩子的任何體驗都不該只存在於虛擬世界,因為虛擬世界只是在模擬真實世界而已。

這種從螢幕世界過渡到現實世界的方法稱做「學習遷移」,它能提升學習成效的原因有兩個:要求孩子重複練習自己學到的東西,同時鼓勵孩子舉一反三。

父母使小孩從螢幕的世界轉移到現實生活中,圖/by 禁书 网@flickr。

第二,主動參與更勝被動觀賞。

比起讓孩子被動吸收內容的電視節目,能讓孩子採取行動、記憶、做決定以及與父母溝通的應用程式遊戲更勝一籌。「芝麻街」這類步調較慢的電視節目,會鼓勵孩子參與和投入故事情節,所以它會比「海綿寶寶」這類節奏快速的節目更適合幼兒,畢竟「海綿寶寶」是為了五歲以上的兒童製作的。

在一項研究中,四歲兒童在觀賞「海綿寶寶」九分鐘後,呈現難以記住新資訊的情況,而且會拒絕後來出現在他們眼前的誘惑物。因此,父母不該長時間打開電視,讓電視的聲音成為家裡的背景聲音,而是要把看電視的時間獨立出來,與其他活動分開。

相較於步調較快的「海綿寶寶」,「芝麻街」更適合五歲以下的幼兒觀賞,圖/by LoggaWiggler@pixabay。

第三,讓幼兒接觸螢幕時,父母應該聚焦於內容,而非科技功能。

例如,讓孩子透過螢幕裝置看故事時,應該要讓孩子有機會說說他們覺得接下來會發生什麼事,該他們指出各個人物角色,換頁的速度不能太快,以免科技功能讓孩子覺得應接不暇。父母要讓螢幕閱讀體驗盡可能接近看真實故事書的體驗。

 

本文摘自泛科學2017年10月選書《欲罷不能:科技如何讓我們上癮?滑個不停的手指是否還有藥醫!》遠見天下文化出版股份有限公司

The post 螢幕無所不在,3C世代兒童該如何面對? —《欲罷不能》 appeared first on PanSci 泛科學.

為什麼精神醫學中的「性別議題」是重要的?──《科學月刊》

$
0
0

文/莊節一|美國加州大學毒理學碩士、英國劍橋大學精神醫學博士,現為精神科專科醫師,興趣是研究和學習新知。

英國首相邱吉爾雖然有著出色的成就與堅強的意志力,但很多人並不知道其實他患有憂鬱症。他曾說:

「心中的抑鬱就像隻黑狗,一有機會就抓住我不放。」

雖然這位赫赫有名的領袖願意承認自己的精神疾病,但是很多憂鬱症的男性比起女性是更不願意接受專業幫助的,因為我們的社會和所受的教育都期許著男性能夠勇敢強壯,正所謂男兒有淚不輕彈。也因如此,讓很多憂鬱症的男性患者錯失了治療的良機,非常可惜。所以,性別議題在精神醫學中是不容忽視的存在。

英國首相邱吉爾曾說:「心中的抑鬱就像隻黑狗,一有機會就抓住我不放。圖/By Chiemsee2016 @Pixabay

性別為什麼特別重要?

性別議題非常複雜多元,包含社會、文化、教育、生理和心理等層面,幾乎只要提起性別,就會有很多不同的意見,其中甚至是歧視。然而,我們仍然有必要把這個困難的議題帶入精神醫學研究,主要是基於以下兩個理由:

  1. 增加對精神疾病的瞭解
  2. 改變治療模式

一、目前精神醫學的研究雖然蓬勃發展,但是精神疾病比起一般的生理疾病來說,仍然缺乏生物標記(Biomarker),不能像偵測血糖診斷糖尿病一樣地去發現精神疾病。也就是說,正常人和精神病人在生理方面可能找不到非常明顯的代表性差異。然而,單單依賴醫師的臨床心理判斷有時又會太主觀,不同醫師的看法常常會有差異。

既然直接去研究正常人和精神病人的差異得不到滿意的結果,那麼我們可以考慮換個研究的方式。舉例來說,某些精神疾病比較容易出現在男性(如自閉症)或女性(如憂鬱症),理解造成此差別的原因有助於增進對疾病本身的認識。

憂鬱症在女性身上發生的機會是男性的 2 倍之多,研究後發現女生的腦部有某個特質造成憂鬱症的機會遠遠高於男生,那麼就可以因此推論這個特質對憂鬱症非常重要,重要到可以產生得病率高達 2 倍的差異。

二、其實不只是得病率的差異,憂鬱症在男性和女性的疾病表現上也是明顯不同,例如男性的憂鬱症時期是比較持久的,而女性的憂鬱症時期則是比較斷斷續續,而且男生在患了憂鬱症後自殺機會比女生高,且併用毒品的可能性也較高。既然疾病的表現差異如此之大,那麼我們是否也該考慮用不同的方式去治療男性和女性呢?這是一個開放性的問題,我想不同的專家會有不同的看法。然而,目前的臨床治療則完全沒有考慮性別的差別

男生在患了憂鬱症後自殺機會比女生高,然而目前的臨床治療完全沒有考慮性別的差別。圖/By ArtWithTammy @Pixabay

憂鬱的大腦,男女大不同

由於個人的研究主題是憂鬱症,以下就以憂鬱症做說明,但也可以應用在其他精神疾病上。

我們讓一群憂鬱症和正常的青少年進行核磁共振檢查,儀器裡的螢幕會顯現文字,並且請他們看到某些特定的文字要按下手中的按鈕,例如看到高興的文字(如 happy)要按按鈕。此實驗的構想是假設看到情緒性的字眼,憂鬱症的病人腦部活化的區域會與正常人不同,因而找出憂鬱症對腦部的影響。

這項結果顯示在特定的腦區——緣上回(Supramarginal gyrus)中,憂鬱症的女性比正常女性更活化,但是憂鬱症的男性卻是比正常男生更不活化,也就是說憂鬱症對男生和女生的影響是不同的,而且受試者皆為青少年,代表著這個差異在青少年就很明顯了。

憂鬱症對男生和女生的影響是不同的,憂鬱症女性的緣上回會更活化,而憂鬱症男性的緣上回卻更不活化。圖/By Gray, vectorized by Mysid, colourd by was_a_bee., Public Domain, wikipedia commons

依照前面的兩個想法,可以推論在緣上回區域似乎在憂鬱症的產生上有著顯著地位,同時在青少年時期就發現憂鬱症對男女性的影響有著顯著的不同。因此,可能早在青少年時期就可以考慮對憂鬱症的男生和女生施行不同的治療方式。

我的這項研究結果發表後,有幸得到國內外媒體的報導,但是我也注意到網路出現了反對的聲音,有國外網友留言表示特別把憂鬱症患者區分為男性和女性,是對男生的一種歧視,好像男性患者會特別嚴重,必須特別處理,如此一來便會讓男性患者更不願意尋求專業幫助。不過對於這項問題,我認為未來勢必要加強社會對疾病的正確認識,讓大家知道這種區分是為了更有效率的治療,並不是要歧視任何一個性別

區分性別應是為了更有效率的治療,而非要歧視任何一種性別。圖/By rebcenter-moscow @Pixabay

歷經憂鬱症,男女的差異不一樣了

除了上述的發現,在這個實驗中,也發現了一個有趣的現象。在緣上回裡,正常青少年本來就存在著性別差異:正常男性的活化程度高於正常女性。但是,就像之前所述,憂鬱症的女性比正常女性更活化,而憂鬱症的男性卻是比正常男性更不活化。而再經過憂鬱症這層影響後,男女性的性別差異則變小了。

憂鬱症對於男性的腦部活化影響較大,那麼是否能推論憂鬱症讓男性在緣上回的活化變得比較像女生呢?這是不是一種女性化的現象呢?當然目前的研究結果不足以証實這個假說,且這個說法想必會造成很大的輿論,得到憂鬱症已經很不開心,如果又得背負著女性化的標簽,必定是更為痛苦的。

但是,單純在學術研究的討論上,我認為這項議題還是有討論的必要性,因為此現象並不僅僅存在於憂鬱症,也存在於其他的精神疾病,如自閉症。男性得到自閉症的機會遠遠大於女性,研究顯示自閉症的女性大腦會有較類似男性的表現,甚而有所謂自閉症的「極端男性化大腦理論」。那麼其他的精神疾病會不會也有這種現象呢?未來或許可以多就此議題進行探討。

自閉症有所謂「極端男性化大腦理論」,那麼,其他的精神疾病會不會也有這種現象呢?圖/By HolgersFotografie @Pixabay

在一些生物中可以發現所謂性別轉換的現象,也就是受到環境壓力的影響,男性可以變成女性,如小丑魚。那麼在人類,未來也有可能發生這種事情嗎?例如現在大家普遍壓力偏大,精神疾患的盛行率偏高,這項研究的發現會不會正預告著這件事情的發生呢?當然,以現有的證據來看,此想法還只是偏科幻小說的臆想。

我們還能做得更多

現今,大部分的研究沒有特別考慮性別議題,例如憂鬱症的研究常常是以女性受試者為主(當然這是因為病患以女性居多),然而這樣或許對男性病患有失公平, 因為或許能接受不同或更合適的治療方式。因此,期望未來的研究能更加正視性別議題對疾病的影響。不過,性別議題是非常敏感和非常具爭議性的,因此,相關的科學研究也必須一併考慮對社會的影響。


 

本文選自《科學月刊》2017 年 10 月號

什麼?!你還不知道《科學月刊》,我們 47 歲囉!

入不惑之年還是可以當個科青

 

The post 為什麼精神醫學中的「性別議題」是重要的?──《科學月刊》 appeared first on PanSci 泛科學.


博士生,你的壓力如山大嗎?──《科學月刊》

$
0
0

文/林宮玄|任職於中央研究院物理研究所,兼任《科學月刊》副總編輯。

早年對於學術界的印象,可能是一個較沒有壓力的環境,然而近 20 年來已經改變。雖然跟部分業界相比,壓力或許仍然較小,但年輕教授猝死的新聞還是時有所聞。

研究壓力下,博士班學生參與學校教授所主持的計劃,壓力合理推斷也會升高。臺灣在民國 90 年有 1501 名新科博士,民國 97 年增加到 3589 位博士,已遠超過兩倍,民國 101 年有 4241 位新科博士,已是民國 90 年博士數目的 2.8 倍,其中 55% 的博士領域屬於理工科。

近 20 年博士生數目大增,學術界也不再是沒有壓力的環境。圖/科學月刊

博士生啊博士生,你開心嗎?

近幾年來,博士數目雖然下降,應該仍遠高於民國 90 年的數目。博士班學生的心理健康,也漸漸受到注意。2017 年在 Research Policy 有一篇論文,比利時團隊發表他們研究比利時博士班學生的心理健康,結果顯示 32% 的博士班學生有風險導致精神異常,特別是憂鬱症。

該團隊利用研究常用的 GHQ-12(General Health Questionnaire-12),以 12 個問題了解比利時佛萊明區(Flanders)的 3659 位博士班學生的狀況,包括社會及自然科學領域,另外有 1700 位左右的對照組。GHQ-12 的指數中包括:是否能夠專心正在做的事、擔心某事導致睡眠不足、是否覺得自己工作中扮演有用的角色、是否能下決定、是否一直感覺有壓力、是否感覺無法克服困難、是否能享受每天的活動、是否能面對問題、是否感到不開心或沮喪、是否失去自信心、是否覺得自己是沒價值的人、是否覺得生活還算開心。

你是否覺得生活還算開心?圖/By Greyerbaby @Pixabay

嗯!以上洋洋灑灑 12 項,你中了幾項?超過 4 項嗎?先不用緊張,這只是代表「有風險」而已,GHQ-12 是適合大量研究用的簡單問題,心理狀況還是要求助專業人員協助判斷。該團隊研究顯示,32% 的博士班學生有超過 4 項症狀,其中「感覺長期在壓力下」、「感到不快樂」、「無法克服困難」與「無法享受每天的活動」為最多數。

覺得心裡不舒服?說出口吧!

不過該論文提到,大約只有千分之二的人會在心理健康出現問題尋求協助,主要考量求助或公開自己需要求助,可能被污名,並對於未來生涯有不良的影響。雖然筆者不否認以上的可能性,但心理健康很重要。不知道各位有沒有經驗,訴苦時,有些人回應特別舒服,但某些人的回應就特別難受。能有一位高度同理心的對象傾訴很不錯,但不多。心理諮詢師之專業,在於其能平和的引導人認識自己。許多大專院校有免費心理諮詢服務,心理專業的該論文作者呼籲:

「如果你正為某事困擾,即使你認為這可能是暫時的,尋求專業協助,或是你個人週遭的協助很重要。」

如果難受的話,尋求協助吧!圖/By leovalente @Pixabay

論文中進一步討論研究限制:

  1. 是大學環境造成博士生的心理健康出問題嗎?還是想唸博士的人,心理健康傾向會出問題?此研究沒辦法提供因果關係。但遭遇心理健康問題的學生會傾向對環境有負面評價。
  2. 本研究僅大量研究比利時佛萊明大區的博士班學生的狀況,所以有「是否適用其他區域」的問題。譬如歐洲普遍將博士班學生視為勞工保障,受聘於大學才能攻讀博士學位,財務壓力不會是主要因素。美國學生很多學生因學費輟學,臺灣其實也不少學生背學貸。
  3. GHQ-12 中達標 4 項以上,只是一項機率指標。

心理健康為何如此重要?

博士生的心理健康重要性何在?除了關心他人,比利時團隊嘗試提出其他動機。

  1. 博士班學生的學位論文內容,是組成科學研究產出的重要部分,而博士生的心理健康會影響科學研究品質。
  2. 博士生多半也是研究大團隊的組成份子,其心理健康不佳會導致「營運成本」增加。筆者認為,以上是講給學術界決策者聽的,所以重視博士班學生的心理健康不只是做善事。
  3. 博士生心理健康不佳,不但會使其離開博士研究,同時也離開需有高研發能力的業界。

論文研究者表示,博士班學生不開心,很多與指導教授或研究計劃領導人(PI, principal investigator)有關。往正面想,PI 的態度也可大大降低博士班學生走向精神異常的風險。當人們對於未來有清楚認知時,可幫助避免走向精神異常。

當人們對於未來有清楚認知時,可幫助避免走向精神異常。圖/By StockSnap @Pixabay

PI 可幫助博士班學生找到自己唸博士的目的,作者建議 PI 與學生透明溝通,一同參與研究決策,及充分提供畢業後學術及非學術的資訊,提供正確的期待與認知。沒有人會要求 PI 能診斷一個人是否心理健康出問題,但 PI 應該要關心團隊成員,並該知道如何幫助,協助尋求專業。

找到方向,不怕迷惘

筆者建議想攻讀博士學位的人多想想,唸博士的意義為何?這個問題,只能求諸每個人自己去尋找。現今趨勢很明顯,只有少數的博士能以學術研究為職業生涯。筆者於理工領域拿到博士,試著拋磚引玉,不一定適用所有領域。現今科技進展太快,即使博士論文題目很貼近業界需求,也可能一下就過時。

該思考的方向是:「什麼是帶得走的能力?」從做一個題目開始,實習如何去做、如何解決問題、如何與人溝通、如何尋求靈感,到完成工作如何去演講、組織寫文章等。廣泛接觸某個領域後,有新想法如何去實踐。說起來很抽象,所以要有個題目慢慢去磨練,進而去創造題目、落實想法。培養出帶得走的能力,才能有更寬廣的選擇。


本文選自《科學月刊》2017 年 10 月號

什麼?!你還不知道《科學月刊》,我們 47 歲囉!

入不惑之年還是可以當個科青

The post 博士生,你的壓力如山大嗎?──《科學月刊》 appeared first on PanSci 泛科學.

熱食放在套著塑膠袋的美耐皿餐具上,會不會讓人吃下塑化劑? ── 間接添加物一次講清楚!「外食篇」

$
0
0

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

撰文/陳亭瑋│自由寫手

編按:近一年來許多人重新討論起美耐皿、烤肉墊、塑膠湯匙碗盤等器具對食品安全的影響,這次,我們將「間接添加物」定義為非刻意添加之成分,而是食品製作過程、環境、餐具中產生或接觸的物質。此主題希望帶領社群認識最接近自身的「餐飲」面向,並分為外食與自炊二種情境,依照時常接觸的項目進行討論。

走在夜市裡,來一盤香酥可口的臭豆腐配上酸酸甜甜的泡菜吧,啊,同時先叫弟弟去排那邊每次隊伍都很長的蚵仔煎…… 且慢!你有注意到使用的容器是哪一種嗎?是輕便的美耐皿盤、紙盤,抑或是「臺灣小吃經典配置」── 盤子外面套上塑膠袋呢?

高熱的油炸品與塑膠製品接觸,是不是馬上讓你聯想到「塑化劑」、「雙酚 A」這些好像很可怕的成分?究竟如何才能吃得安心?讓我們來看看如何正確使用餐具吧!

臺灣小吃好吃又便宜,但盛裝美食的容器真的安全嗎?圖/Pilzland@wikimedia BY CC0 1.0

又是擴散作用搞得鬼!

第一個問題,我們所使用的餐具容器都是「固體」,為什麼會有化學物質、也就是「間接添加物」溶解到食物中呢?

這裡先幫大家複習化學中的基本概念「擴散作用」:當不同物質彼此接觸,分子會從高濃度的區域自動散布到低濃度的區域。就像在水裡滴入墨汁,墨汁會自動擴散到整杯水中一樣,因為擴散作用,容器中的不穩定分子也會溶進食物中。當然,這個現象與餐具屬性、食物溫度、油炸與否、酸鹼程度有關,這些因素都會影響食具物質溶進食物的多寡。這裡先劇透一下,使用餐具時影響「間接添加物」進入食物多寡的最主要關鍵因素在於:適用溫度、適用溫度、適用溫度!(很重要所以說三次)

美耐皿與三聚氰胺的恩怨

去年(2016),臺北市政府推行「禁用一次性與美耐皿餐具政策」,希望從公部門做起,減少垃圾量、也降低可能的健康風險。而這項政策除了在市府大樓與各臺北市校園實施,也於今年(2017)受到士林夜市、寧夏夜市響應,主動汰換為不鏽鋼餐具。

好的,就讓我們從最常見的外食餐具「美耐皿」談起。美耐皿餐具可說是除了免洗餐具之外,臺灣外食族最常見的餐具種類;因為成本低廉、本體輕便耐摔的特性被廣泛使用。美耐皿餐具主要由三聚氰胺甲醛聚合成的「美耐皿樹脂」製成。美耐皿樹脂的耐熱程度可達 100℃~120℃之間,裝盛一般熱食綽綽有餘。儘管實驗結果顯示使用「美耐皿」盛裝熱湯食用,會使人們體內的三聚氰胺含量較使用「陶瓷餐具」增加數倍,但測出的三聚氰胺量仍然遠低於世界衛生組織(WHO)與美國食品藥物管理局(FDA)所制定的每日攝食上限量。

外食族應該對美耐皿餐具不陌生,便宜又耐摔的特性讓它們廣受業者歡迎。圖/Dwight Burdette@wikipedia BY CC 3.0

2008 年中國的毒奶粉事件使三聚氰胺受到矚目,但實際上,三聚氰胺本身的毒性並不強。在毒奶粉事件中,出現較強烈的毒性反應是因為嬰幼兒大量攝入,會出現尿路結石與腎功能衰竭的情況;而一般少量接觸到的三聚氰胺可由人體在數日內排除,沒有長時間累積的疑慮。

那麼,使用美耐皿餐具究竟會不會造成健康問題呢?由於目前研究上僅有部分動物實驗結果發現長時間接觸三聚氰胺會導致膀胱癌,但對人體所產生的作用尚無法下結論,因此國際上對於美耐皿使用於食具尚未有太多限制,主要鎖定於器具所溶出的三聚氰胺之濃度,如臺灣的三聚氰胺溶出限量標準為 2.5 ppm

參考理化課本對擴散作用的說明:溫度越高、分子便越不穩定,與食物融合的速度也就越快,因此使用美耐皿餐具時應該注意避免盛裝溫度過高的食物,或避免使用於微波、蒸煮加熱。另外幾個注意重點則與「避免破壞餐具結構」有關,如果材料本身維持完整,就較不易有間接添加物溶出;而塑料會受到酸鹼以及紫外線影響,因此清潔時應選擇中性清潔劑、且不可使用紫外線殺菌,以避免影響材料結構。

最後,此類餐具如果出現刮傷或明顯磨損應該立即淘汰,因為這除了代表餐具表面的結構已經受到破壞,有刮傷痕跡也會使得餐具與食物的接觸表面擴大,使更多間接添加物融入食物。

並非所有材質的餐具都適合紫外線殺菌,若看見店家使用的洗碗機、烘碗機有類似功能,可要多加注意喔。圖/IHA.com, CC License

材質與溫度:一次性餐具使用的重點

外食族常見的另一種餐具材質是免洗系列,也就是所謂的「一次性餐具」。說到免洗餐具,一般人會想到的是塑膠碗、塑膠袋,以及便當紙盒、紙杯紙袋,乍看之下好像有兩大類,但實際上即使外層是紙質,實際接觸食物的內側表面還是會有一層塗膜用以防水或防油,它們的主要成分是塑膠塗膜,少部分則為食用蠟,因此使用注意事項仍和塑膠相關。

一般常見的紙碗、紙杯內層塗料的常見材質有食用蠟、 LDPE、PP 或 PLA,而我們前面洩題過,盛裝使用上最重要的是「適用溫度」,如食用蠟遇熱就會溶解,因此只能用於冷飲;而每種塑膠塗膜的耐熱性質不同,應該注意區分冷熱使用。

另外,不同材質的塑膠對於溫度酸鹼有不同的抗性,目前市面上的塑膠根據回收標籤上的數字可分為七大類:

看到塑膠類產品的種類、屬性如此繁多,是不是相當頭痛呢?別擔心,一般消費者其實不需要強記、分辨各種塑膠。自 2017 年 7 月起製造的食品容器具或包裝,臺灣法規規範直接與食物接觸的部分如果含塑膠材料(包括紙杯、便當盒、雞排紙袋等),須於最小販售單位的包裝(例如:箱上)或本體明確標示材質名稱與適用的溫度、屬性(一次性或多次使用、清洗方式)等產品相關資訊,因此購買及使用食品容器具或包裝前多加留意便不用太過擔心。

這邊來一張章節重點便利貼,一次性餐具的注意事項如下:

  1. 根據所標示的耐熱溫度進行使用。多數的塑膠材質主要適用於較低溫的食物, PP PC 材質為較常見具有較高的耐熱溫度的塑膠材質,可用於溫度較高的食物,如熱湯或油炸食品。
  2. 慎選盛裝油品酒精的塑膠材料。PS 材質抗油性不佳,不宜裝含酒精或柑橘類飲料;如有盛裝酒精的需求,最好選擇耐酒精性材質如 PP、PLA 材料。
  3. 由於一次性餐具當初的設計與檢驗均是為了一次性使用,重複使用會提高殘留食物、孳生微生物等衛生安全風險

好的,看完重點整理這邊馬上來一個應用題:在夜市點上一盤蚵仔煎,為了方便清洗,盛裝食物的美耐皿盤子外又套上塑膠袋,會不會有塑化劑一起被吃下肚?

你應該看出來了,此情境中的「食物接觸面」是外層的塑膠袋,因此要回答這個問題,首先得知道塑膠袋是哪一種材質。市面上大部分塑膠袋的材質是聚乙烯 PE,在正常的製程並不會添加塑化劑;如果使用的是抗熱的 HDPE(2 號)塑膠袋,即使遇熱也極不可能溶出塑化劑,可以放心食用。但如塑膠袋的材質為 PVC(3 號)所製成,則遇熱就較可能溶出塑化劑進入食物中。必要時,可以跟賣食物的老闆確認一下所用食品容器具或包裝的材質種類及耐熱溫度,這也是我們消費者選擇的權利。

外食小吃常看見以塑膠袋套著盤子端上桌。圖/LW Yang@wikipedia BY CC 2.0

自備水壺小陷阱:避免長時間接觸油性、酸性

近年來環保意識抬頭,越來越多外食族選擇自備餐具,不但能減少垃圾、還可以避開前述潛在風險。不過我們還是要提醒大家,即使自備餐具,也需要了解使用的注意事項喔。

以常見的隨身水杯為例,材質包括玻璃、不鏽鋼、塑膠、橡膠等,其中玻璃與不鏽鋼屬於較安全耐熱的材質,只要選購可靠的廠商,使用上較無疑慮;但許多水壺會由兩種以上的材質組成,如保溫杯的杯口、轉接處採用塑膠或橡膠,此時就因考慮到塑膠或橡膠材質的適用特性。

常見水杯會使用到的塑膠材質包括 PP、PC、PE 等,使用時仍需注意商品所標示的適用溫度範圍,並且避免油性或酸性的物質長時間與容器作接觸。由於擴散作用無法完全避免,時間越長、食物或飲品內的間接添加物(即使總體來說非常微量)就會越多,因此定期汰換也是一種降低風險的作法。

同樣為大家整理使用重點:

  1. 選擇可靠、有合格標識的廠商產品。
  2. 遵照產品標示的注意事項使用,包括適用溫度範圍、清洗方式等。
  3. 即使是耐高溫的塑膠材質,仍應避免長時間接觸高溫、酸性或油性的物質。
  4. 塑膠製品如出現任何磨損、霧面或變質的跡象則應立即更換。

你注意過自己使用的水杯是什麼材質嗎?圖/Max Pixel BY CC0 Public Domain

讀完這篇文章,各位應該明白了「塑膠餐具不一定就好可怕,自備餐具也不一定就完全安全」的道理。從食品安全的角度來說,法規允許的食具材質只要是以正確的方式使用,所溶出的添加物含量都十分微小,可以不用太擔心(詳見:怎麼決定多少「劑量」對人體有害?);大家也不妨拿螢光筆親自為特別容易遇到的情境畫個「客製化」重點,了解各容器與食物的性質應該如何搭配,減少攝入間接添加物。當然,若行有餘力,盡量拒絕一次性餐具、減少垃圾量,也是一件很美好的事。

再次重申,可能吃進身體的間接添加物之多寡,取決於容器材質使用方式。不管是自備餐具、使用一次性餐具或是店家提供的餐具,重點是了解你所使用的餐具材質、遵循相關使用注意事項(然後如果很介意,記得避開食具來歷不明的可疑商家啊……),才可以大快朵頤吃得安心!

參考資料

The post 熱食放在套著塑膠袋的美耐皿餐具上,會不會讓人吃下塑化劑? ── 間接添加物一次講清楚!「外食篇」 appeared first on PanSci 泛科學.

汽車視線死角突破第一式:從第一位女賽車手和他的鏡子開始說起

$
0
0

「耶耶耶!駕照到手了!」經過一整個月的努力,我終於考到了汽車駕照,在歡欣鼓舞一陣後,更興奮的就是要選車買車了,但我心中仍有些不安,畢竟是原車原場考照,教練教了許多竅門,才能順利過關,之後實際上路真的就能安穩無憂嗎?特別是教練曾說過:「開車不撞到東西不算厲害,還要不被別人撞到才算厲害。」

因此,我期望能買一輛比較安全的車,好彌補自己經驗的不足。我的表姊小華是汽車公司的業務經理,跟他買、聽他的建議準沒錯。一通電話聯絡好,我找了一天下午去表姊的店裡看車。

圖 / by 微雨

後照鏡的誕生:傳奇女賽車手 + 他的鏡子?

第一次來到表姊的辦公室,除了東張西望外,我看到表姊桌上貼著一張美女照,而且是黑白的,我好奇地問:這是誰啊?「呵呵!他可是我的偶像啊!」 小華姊答道。

蘿西‧萊維(Dorothy Elizabeth Levitt)——英國第一位女賽車手,圖/by Dorothy Levitt  Autodidactyl@wikipedia commons。

他叫多蘿西‧萊維(Dorothy Elizabeth Levitt),是英國第一位女賽車手,也是女性主義的先鋒,在上(20)世紀初的英國汽車才發明不久,開車的男生少,開車的女生更是罕聞。當時極少人可以接受女生開車,就連他的老師都嫌棄他是個女生,很不情願地教導。而且,早期的學車不僅要會開,還要會維護保養修理,與今日車手只專注於操駕大大不同。

他在 1903 年開始出賽,前幾次比賽只能算累積經驗,好強化自己的駕駛技術與車體機械調校,經過多次努力才開始打入名次與獲取獎金。到了 1905 年他從倫敦開到利物浦,成為當時最遠程的女駕駛,2 天後他又締造另一項紀錄,成為當時速度最快的女車手,並且還教導過丹麥亞歷山大女王及其公主如何開車,當時只有上流社會人士能接觸、購買汽車。

1909 年 Dorothy Levitt 出了一本冊子《The Woman and the Car》(女人與車),內容主要集結了他 1903 年到 1908 年間在週報上的專欄文章,教導女生當如何駕駛汽車。而他也在書中也提到女生當如何注意自身安全,例如獨自旅行時應該帶一把自動手槍來防身,然後在開車時應該把一面隨身手鏡掛在便於觀看的地方,觀察車子的後方,以策安全。

1909 年 Dorothy Levitt 出《The Woman and the Car》(女人與車)的冊子,圖/from Waterstones

事實上,這正是汽車後照鏡(back-view mirror 後視鏡)的概念起源。

不過 Dorothy Levitt 只是在手冊上提及,而後在 1911 年的印地 500 車賽(Indianapolis 500-Mile Race, 印第安那波利斯 500 英哩大賽)中,奪冠的車手就為自己的車配置了後照鏡,之後比賽中其他車手也紛紛仿效跟進。直到 1921年 Elmer Berger 取得了後照鏡的專利、並開始大量生產之後,商業銷售的汽車才開始配備後照鏡。

初期的後照鏡跟賽車相同,只有配備觀看正後方的後照鏡,這在當時已經足夠,因為當時的汽車公路多半只有一線道,隨著路面的拓增、車輛的增加,相鄰車道的狀況也必須顧及,有了靠近駕駛的左側後照鏡,不久之後也加上右側後照鏡,最初左右後照鏡還不同大小,但不美觀。現在的車子都已是左右外型對稱的設計。

「原來有這樣的發展歷程啊!確實有左右中後照鏡,開車才會感到安全啊!」我有些領略,而小華姊接著補充:「除後照鏡外,相近時期還有了擋風玻璃,在擋風玻璃還沒出現前,人們認為只要帶個護目鏡就好,後來受傷的人多了,發現護目鏡是不夠的,才有了擋風玻璃,一樣是種安全防護設計。」以上這些,已經是基本的基本了,現在的汽車,有更多先進的安全設計,例如安全氣囊(Air Bag)、緊急煞車系統(ABS,源自飛機機輪煞車設計)等,特別是影像感測器(Image Sensor)普及後,使操駕安全性再提升。

有了後照鏡卻還是有「視線死角」該怎麼辦?

但就算後照鏡已經發展成熟,有在開車的人都知道,汽車仍有一些後照鏡無法克服的死角;這該如何突破呢?目前最常見的其中一種克服倒車視線不良的方法,便是將影像感測器裝設在車尾的「倒車監視鏡頭」,這樣在倒車的時候就可以看到車後影像,再加上超音波測距,俗稱倒車雷達的輔助,就可以知道與碰撞物之間的距離,避免碰撞。

倒車雷達,圖/by Car leasing made simple@flickr。

再更進一步,由於左右後照鏡依然有視線死角,因此近年來的新車款,也開始在左右後照鏡埋設影像感測器,增加駕駛的觀察視野,稱為側邊視角(side view),甚至有從上方往下看的鷹眼視角(eagle view),快速全覽車的四周是否有碰撞物。

雖名為鷹眼視角,但並不是真的從身車上豎起一個竿子,由上往下俯瞰,而是在車的前後左右都裝設影像感測器與相關側距,將車四面感測到的資訊組合起來,從而顯現完整的車外圍圖像。

單純光學後照鏡帶來的車側盲區(blind spot),圖/from How To Eliminate The Dreaded “Blind Spot"

但若是開車的時候,還要分別一直切換這些鏡頭功能,這樣不僅麻煩、也是危險駕駛的行為啊(抖)。

所以做車的人們就開始思考,該如何將這些鏡頭的影像整合在一起呢?於是也有了3D影像整合技術的開發。3D影像整合技術指的是透過多鏡頭的整合、影像無縫拼接、行駛狀態偵測辨識等等,在低速、高速的移動行駛下就能一鍵操作,將車側與車後的180度廣域視野無縫還原在車內的大屏幕中。

為克服光學後照鏡的盲區,透過電子影像鏡頭大大提升駕駛人的視野,再加上3D影像整合技術,使用多鏡頭的影像縫合技術、設身處地從駕駛人的視角出發,避開A柱的死角,可以更全面掌握車周圍的路況。source:影片截圖

前前後後都照顧到了,這樣就萬無一失了嗎?

聽到這裡,我說:「幾乎全車外圍都看盡了,這樣就應該萬無一失了、絕對安全了吧?」

小華姊卻說:「還沒還沒,安全設計不僅於此,你有沒有想過「底盤下」呢?當我們的車行經凹陷、凸起路面時,如果我們有辦法先知道底盤下的狀況,我們是否就可以避免一些震盪或意外的發生呢?」他接續說。

「這個意思是說…難不成我們還在車底下安裝鏡頭嗎?不過底下這麼黑,有辦法看到嗎?」我困惑地說。

小華姊再說:「其實呢,台灣就有自主開發一種叫做「底盤透視」的影像技術,是利用軟體演算法,在透明化之虛擬車底部,呈現鏡頭所擷取之影像,讓駕駛看到像是車輛底下這些肉眼看不到的地方。」

我說:「哇!那以後我要開車停上我家的機械停車位、開車去洗車,或是回外婆家那個小到不能再小的鄉間小路,我就再也不用害怕壓到不知名的障礙物啦!真是太強大的神器了。好了,夠完美了,應該不會出事了。」「還不夠!」小華姊答。

有了影像感測器後,更重要的安全技術也開始展露,由於半導體技術的進步,繪圖處理器晶片(GPU)運算力一日千里,過去無法進行即時影像辨識運算的,如今可以做到了。

將配備 GPU 晶片的車用電腦裝置到車上後,搭配人工智慧(AI)、機器學習(ML)、深度學習(DL)、類神經網路(ANN)等智慧軟體演算技術,車用電腦可以對擋風玻璃外的景象進行研判,哪個是正滾過來的礦泉水空瓶?哪個是臨時滾到路上的皮球?車用電腦都可以加以辨識,並透過抬頭顯示器,將該物標示出,甚至加上提示文字,提醒駕駛當注意。

電腦可以辨識眼前的景象物品是什麼,圖/from fortune

「這招實在太強了!」我真希望我的車也有。

小華姊又說,由於這些投影標註改善我們在現實世界開車的安全性,有助於現實運作的就被稱為強化現實(AR),或稱擴增實境,當然相關技術還有混合實境、虛擬實境、增強虛擬等等。

「太厲害了,原來 AR 還能做這樣的混合應用!那我希望之後可以讓開車過程變得更有趣!例如邊開車邊抓寶可夢,或是邊成為勇者邊鬥惡龍~」聽到 AR 我的心已經飛到了遊戲中的異世界了。

小華姊輕輕地拍了一下我的腦袋「遊戲回家陪你用 VR 玩啦,在路上開車要專心!」突然他又換了個若有所思的表情喃喃自語道「不過讓開車過程遊戲化倒是不錯的主意耶,從多蘿西‧萊維的鏡子、到 HUD 應用在擋風玻璃上,都是從跨域到讓汽車產生革新的過程,或許設計得宜,不只不會讓用路人分心、反而能更創新?!讓我來趕快把這個點子筆記筆記之後或許⋯⋯」

「小華姊!午休時間結束囉!」雖然很捨不得驚擾到如此認真的小華姊,但我實在太迫不及待想試駕新車了。

「啊啊也是也是,那走吧!我帶你去看看我們有哪些車款,配備哪些安全功能,讓你這個新手安心上路開車!」

《做車的人》系列內容由裕隆集團委託,泛科學企劃執行

延伸閱讀:

The post 汽車視線死角突破第一式:從第一位女賽車手和他的鏡子開始說起 appeared first on PanSci 泛科學.

用鑄鐵鍋做菜會吃菜兼補鐵嗎?不沾鍋又會不會溶出有毒物質? ── 間接添加物一次講清楚!「自己煮篇」

$
0
0

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

撰文/陳亭瑋│自由寫手

編按:近一年來許多人重新討論起美耐皿、烤肉墊、塑膠湯匙碗盤等器具對食品安全的影響,這次,我們將「間接添加物」定義為非刻意添加之成分,而是食品製作過程、環境、餐具中產生或接觸的物質。此主題希望帶領社群認識最接近自身的「餐飲」面向,並分為外食與自炊二種情境,依照時常接觸的項目進行討論。

今天心血來潮,想自己動手做一盤番茄炒蛋,在炒得軟爛的番茄中倒入蛋汁,加入調味料、用鍋鏟稍微攪拌,待蛋液煮熟凝固,再以小火收汁就完工了。但是等一下,你以為這盤炒蛋裡只有你加入的番茄、鹽、糖和蛋嗎?這可不見得,很可能還有來自鍋子的「間接添加物」進入了食物中喔。

上一篇以外食為討論場景的文章中解釋過,由於「擴散作用」的緣故,原則上不管用什麼容器或鍋具盛裝食物,都會有微量的物質由容器進入食物;而鍋具用來加熱、煮熟東西,使用溫度較高,也很可能會經歷碰撞、或長時間接觸食物如燉煮等狀況,這些通通都是會加速擴散作用的條件啊!究竟,我們應該如何使用鍋具,才能夠吃得安心呢?

先寫出結論的話:鍋子的「間接添加物」種類完全取決於所使用的鍋具表面。因此,要避免不良「間接添加物」進入食物的首要關鍵,就是慎選鍋具的材質,最好選擇標示明確、有相關檢驗報告的鍋具。

鍋具時常處於高溫、也較難避免摩擦與碰撞,該如何使用才安全呢?圖/Leo_65@pixabay BY CC0 Creative Commons

補充鐵質的鑄鐵鍋與鐵鍋

鍋具根據材質可以區分為鐵鍋、不鏽鋼鍋、砂鍋、鋁鍋等,這次,我們整理出幾項討論度較高的常見鍋具,來一一分析使用情境與間接添加物溶出的狀況。

用鑄鐵鍋做菜,吃菜兼補鐵嗎?

近年來很受歡迎的鑄鐵鍋、以及傳統熱炒店必備的生鐵鍋,會溶出的間接添加物從名稱上即可理解,就是我們很熟悉、偶爾會想補充的「鐵質」。1999 年的研究便證實,在某些低開發國家(實驗地點選擇了伊索比亞的社區),使用鐵鍋煮食會比使用鋁鍋更有補充鐵質的效果,並可減少孩童的貧血狀況[1]。然而這是在低開發國家進行的研究,我們一般日常飲食提供的鐵質應已足夠,不太需要以此方式補充。

重視廚具保養的人會知道,鑄鐵鍋與鐵鍋「養鍋」時,會於鍋具表面塗抹油脂再加熱,以形成「油膜」;反過來說,鑄鐵鍋或生鐵鍋如果沒有這層油膜,就會非常容易氧化生鏽。那麼真的生鏽了該怎麼辦呢?若狀況沒有嚴重到會影響鐵鍋整體結構,可磨除生鏽的部分,再以油脂養鍋、繼續使用。

另外,通常不建議使用鐵鍋烹煮酸性食物如番茄、紅酒等,主要是由於酸性食物會破壞油膜,可能造成鍋子表面變色、溶出較多的鐵質,甚至會「自動加味」影響食物風味。在清洗鐵鍋方面,儘量不要使用鋼刷,同時需避免使用大量清潔劑浸泡,以免破壞油膜引起生鏽。

而將鑄鐵鍋再「進化」一些,多彩華麗的「琺瑯鑄鐵鍋」則是在鑄鐵鍋表面加上了一層鍍膜,免除自己養鍋的麻煩。琺瑯鍍膜需要經過 750-850 的高溫燒製上色,因此成品可耐高溫、抗腐蝕,即使長時間燉煮,間接添加物溶出的機會依然很低;加上鑄鐵鍋的儲熱效果佳,因此是以中小火燉煮食物、進行悶燒的好選擇。然而,琺瑯質表層堅硬,也因此較脆、較不耐碰撞,若鍋具內外溫差太大也可能導致琺瑯裂開、失去琺瑯層防止生鏽的效果,因此使用上需要注意的地方較多。

最後,琺瑯鑄鐵鍋外部五顏六色固然賞心悅目,但也要注意塗料本身是否會釋出其他重金屬,因此建議消費者盡量選擇食品接觸面為黑色等原色的鍋具 ── 總之,鍋具的食物接觸面都要留意啊 ── 此外,選擇能提供相關檢驗資料或佐證說明的可靠廠商,更能放心使用。

琺瑯鑄鐵鍋的表層有琺瑯鍍膜,能讓鍋具避免接觸氧氣生鏽,但琺瑯材質較不耐撞,也可能因溫差過大而裂開。圖/Fowler&fowler@wikimedia BY CC 3.0

使用砂鍋和不鏽鋼鍋,會不會吃到重金屬?

而說到花色多變,除了琺瑯鍋,大概就是砂鍋、或稱陶鍋了。砂鍋是由「陶土」經高溫燒製而成,烹煮時可讓食物均勻受熱、且耐高溫保溫,適合長時間燉煮(例如砂鍋魚頭啊!)。不過你可能也知道接下來要出現的是什麼了,砂鍋儘管好用,表面的釉藥塗層卻時常受到質疑,畢竟若不幸買到劣質品,其中可是可能含有鎘、鉛等重金屬,老話一句,選購能提供重金屬檢驗合格資訊的鍋具,較能減少風險。

小知識複習:一般重金屬的定義為比重大於 5.0分子量大於 40 的金屬;而在日常生活的討論中,則常指對生物具有毒性的金屬如鎘、鉻、銅、鎳、鉛、鋅、錳、鈷、汞等。

在砂鍋之外,另一種常被提出重金屬疑慮的便是不鏽鋼鍋具。不鏽鋼是由鐵、鉻、碳等元素混合而成的合金,材料裡看上去有很多重金屬,但這類合金具有抗酸鹼、耐高溫不易鏽蝕的特性,一般使用難以溶出重金屬。不鏽鋼的材質種類很多,依據金屬材質的比例,標示主要包括 200、300、400 系列,目前最常見使用於「鍋具」的不鏽鋼則主要為 304、316 或 430。

不鏽鋼根據材質比例可分為三大系列,其中「鉻」元素是使其不生鏽的原因。圖/經濟部標準檢驗局;表格重製/泛科學

這邊也要小小釋疑一下,鍋具「有沒有磁性」、「表面光滑與否」跟不鏽鋼的材質本身其實沒有太大關係,因為不鏽鋼的加工方法也有可能影響磁性與光滑度;唯一能夠分辨材質的方法就是根據鋼材標示。不鏽鋼根據材質比例可分為三大系列,其中「鉻」元素是使其不生鏽的原因。

不鏽鋼不易生鏽,是由於合金中的「鉻」會在表面形成一層氧化鉻保護膜,使得整體鋼材不容易鏽蝕,即使有小型的刮傷磨損等情形,也會再度生成保護膜防止不鏽鋼繼續生鏽。而這樣自體形成保護膜的原理,也出現在另一種材質 ──「鋁」身上。

鋁鍋輕便並且導熱快,在家庭及餐飲業中十分常見,它們在一般使用情境下相當穩定,不容易釋出鋁進入食物中(溶出量很低)。這是由於鋁鍋表面覆蓋的「氧化鋁」會形成保護膜,提高表面的抗腐蝕性。一般建議避免使用鋁鍋烹煮酸性食物或長時間燉煮、放置食物,就可以盡可能地減少鋁進入食物的機會。但不論是砂鍋、不鏽鋼鍋或鋁鍋,如果內層真的產生了難以除去的鏽蝕或是明顯的裂痕,就應該要更換,別猶豫了!

食物的沾與不沾

先戳破一個夢幻假象,不管鍋具表面看起來如何像小嬰兒的臉頰般光滑,拿出顯微鏡就會看到光滑的表面還是有許多小縫隙、刮痕。在煎煮食物時,如果食物的汁液進到這些縫隙中才受熱凝固,那這些汁液就會將食物「黏」在鍋子的表面,形成「沾鍋」的狀況。

舉例來說,煎蛋時必須加上足量的油塞住鍋表面的縫隙、並且將鍋子加到足夠熱度,只要能讓蛋汁在進入鍋具表面縫隙之前先凝固,自然就不會卡在縫隙中黏鍋。此原理如果使用得當,不管是哪種鍋具都能達到「不沾」的效果。

煎煮食物時先倒油,讓油補滿鍋具縫隙,可以減少食物沾鍋的狀況。圖/Efraimstochter@pixabay BY CC0 Creative Commons

市面上常見便利好用的不沾鍋,則利用了鐵氟龍(聚四氟乙烯 Polytetrafluoroethylene,PTFE)「什麼東西都無法黏上」的特性作為鍋具表面,提供了低油烹飪的選擇。值得注意的是,鐵氟龍在常溫下十分穩定,但如果鍋具加熱到超過 260,仍會導致變質,超過 350 時會開始分解、可能釋出有毒氣體,因此使用不沾鍋不可空燒。不過,我們一般用於煎煮之食用油的冒煙點[2](約 200)低於鐵氟龍變質的溫度,因此只要鍋內有食物、且還沒被燒成焦炭,就代表鍋內還沒到達危險溫度,可以安心使用。

另外,由於「不沾」的關鍵在於塗料,若使用過一段時間後鐵氟龍剝落,或者表面出現刮傷,就代表塗層已經有損傷,應該要替換新的鍋子。同時,使用不沾鍋時也要避免鐵鏟、鋼刷、骨頭、貝殼這類尖銳堅硬的物品,以免對鍋面造成損傷。

近年中秋節出現的新產品「烤肉墊」也是採用與不沾鍋相同的原理,將鐵氟龍塗布在玻璃纖維布的表面,達成可以加熱食物卻不需擔心沾黏的效果。但因成份除鐵氟龍外,多含其他樹酯,使用時應依產品標示之耐熱溫度正確使用。而且烤肉墊通常就是直接擱在烤肉火焰之上,溫度相較爐火來說難以控制,應避免空燒,這也是前面提到過的不沾鍋使用原則之一;另外如同不沾鍋,也要注意鐵氟龍表面不能出現刮傷,避免食物中摻入塗層物質。

使用不沾鍋時不要搭配鐵製鍋鏟喔!刮壞了會被媽媽揍喔!圖/Mk2010@wikimedia BY CC 3.0

注意標示、按產品規範使用

和餐具相比,鍋具的材質選擇需要更加費心,因為煮食的同時既要加熱又要攪拌摩擦、甚至長時間燉煮,這些都是增加間接添加物的關鍵時刻啊!但簡單來說,只要不貪便宜、選擇檢驗合格的鍋具,並且盡量保持鍋具表面的完整,此外,購買時選擇標示完整之產品,並依產品標示正確使用,現在這些市面常見且經歷長時間考驗鍋具材質,都適合替你帶來美好的一餐喔。

註解:

  1. 本研究證實了鐵鍋的確會提高食物中的鐵質,因而減少了低開發國家的孩童缺鐵性貧血發生的比率。在很多營養學的研究裡這些關聯通常難以證實,因為環境中出現該物質也不代表就會被吸收,而縱使被吸收了也不代表就能改善疾病症狀。另外,人體吸收鐵質的能力(一般情況下吸收率約 10-15 %)與人體對鐵質的需求有關,因此前述研究結論很可能不適合推衍到營養充足的一般人,有缺鐵症狀應該要看醫生吃鐵劑,才是比較正確的對應方法。
  2. 冒煙點:是指加熱的油開始產生煙的最低溫度。油在這溫度成份出現變化,開始變質冒煙,尤其會產生各種有害健康的物質、致癌物。
  3. 最後一個貼心小提醒:在選擇鍋子的好朋友(?)鍋鏟時,也要盡量選擇材質標示清楚、有良好信譽的廠商。若打算搭配不沾鍋、琺瑯鍋等需要避免刮傷表面的鍋子,建議使用矽膠、塑膠或木鏟等較不尖銳的材質。而關於矽膠、塑膠材質的鍋鏟,還須注意其適用的使用溫度(一般約 200 左右),避免在烹飪的過程放在火上或鍋子邊緣空燒的地方,有可能會超過適用範圍融化鍋鏟喔。

 

參考資料:

The post 用鑄鐵鍋做菜會吃菜兼補鐵嗎?不沾鍋又會不會溶出有毒物質? ── 間接添加物一次講清楚!「自己煮篇」 appeared first on PanSci 泛科學.

淺談你心裡的「牠」和小丑恐懼症:當小兒科病房出現了麥當勞叔叔?

$
0
0
  • 張銘倫:臨床心理師
    心理人,心理師,亦有護理師執照。認為人世間的快樂、煩憂皆來自於人我之間,因此創辦一個心理成長資源整合平台BU人我之間,讓人可以找到解決身心靈問題的文章、課程和專家,搞定人我之間,便能安心自在做你自己。未來將開一間屬於大家的心理治療所,結合可能的商業模式,創造台灣的心理救助文化。
    關於:張銘倫臨床心理師的人我之間
    粉專:張銘倫臨床心理師的聊聊心理

還記得童年時對小丑的感受嗎?我就記得學齡前做過好多次關於小丑的噩夢。1984 年,台灣第一家麥當勞開幕,那個紅髮、白臉、充滿誇張情緒表現的「麥當勞叔叔」,與標榜歡樂、溫馨又光明的麥當勞品牌精神,總讓我覺得充滿違和感。我當時還小,沒看過什麼關於「暗黑小丑」的電影,所以儘管有些文章和報導指出,「小丑恐懼症」與電影透露出來的次文化訊息有關,但如果連當時年紀小的我都會恐懼,應該有其先天造就懼怕的因素。 

小丑恐懼症(Fear of clowns)又俗稱叫做「Coulrophobia」,在最新第五版的《精神疾病診斷與統計手冊》當中,並無此診斷名稱,但如果對特定事物的害怕程度到達診斷標準,還是可以標註在「其他」的項目當中來確立診斷。

source:IMDb

發展心理學家,羅伯特.范茨(Robert  Fantz)在 1961 年發表一系列的研究,他讓六個月內的嬰兒看三種蛋形刺激,第一種蛋形刺激是人臉,第二種是五官特徵被打散的非人臉,第三種則是臉型寬端有黑色塊,黑色塊面積與前兩種刺激的黑色部份面積相同(確保不是黑色過多或過少而吸引嬰兒的注視)的控制刺激,結果發現嬰兒注視人臉刺激的時間最長,所以他認為嬰兒先天就對和諧的人臉有偏好。

嬰兒對三種臉型刺激的注視時間,圖/by Julia C Berryman@發展心理學導論。

美國加州州立大學的心理學教授,約瑟夫·杜文(Joseph Durwin)表示,孩子們會對一個熟悉的身體卻有著陌生臉龐的人體很有反應。「恐怖谷」理論說人會對擬真的機器人感到警戒或恐懼。去個人化理論(Deindividuation)則認為,孩童解讀不出小丑的真正意圖,很容易感到被威脅。

小丑很恐怖……那小丑醫生呢?

電影《心靈點滴》 (Patch Adams)劇照。source:IMDb

在國外「小丑醫生」常在小兒科病房參與孩童的疾病復原,協助病童降低住院時的壓力、焦慮與無助,許多研究提及小丑醫生的益處,卻鮮少提到小丑醫生對孩童情緒的影響,Meiri N 和他的同事想了解兒科病房的病童恐懼小丑的盛行率(註釋),有 1160 名病童或其家屬完成問卷,當小孩出現哭泣、焦慮不安或逃避的反應,會被視為是恐懼小丑的反應,結果發現 14 名孩童恐懼小丑,佔 1.2%,大部份為女生,佔 85.7%。此研究結果登在 2017 年 2 月份的歐洲小兒醫學期刊。

而在 2017 年 5 月,同一份期刊刊出一份評論,Lennard T. van Venrooij指出他們 2017 年 2 月的研究,其實就有 28% 的小兒科醫生自覺害怕小丑,或覺得小丑醫生令他們感到不舒服,所以,連醫生都害怕了,更何況是病童?而且 Meiri N 的研究中,將小丑恐懼症定義為「對小丑的非理性恐懼」。害怕無害的東西才可稱作「非理性」,但明明 2016 年開始,歐美有多起小丑嚇人或攻擊人的新聞,危及社會安全,「對小丑的非理性恐懼」這樣的定義,加重對有這類恐懼的人的污名化,更無法表達出這方面的焦慮和恐懼,令研究有低估盛行率的可能,也讓這類個案不願尋求協助或治療。

在電影《腦筋急轉彎》裡面,正面臨搬家和轉學壓力的女主角,半夜被一個詭異的胖小丑擾亂清夢。飾演電影「牠」的小丑男星比爾史柯斯嘉也曾說過:「小丑是有缺陷的表現,牠是一種比小丑更糟糕更可怕的東西。我探索了很多,去找到牠的那種不協調和荒謬感。」小丑的內外不一致、衝動唐突、不可預測性,大概提供恐怖片很好的養份,也讓每個擁有童年幽暗一角的人們,引爆恐懼的業力。

註釋

  • 盛行率 Prevalence Rate表示某個時間點(或期間),患某病的所有病例數佔全人口數的比例,稱為點盛行率(或期盛行率)。可表示為 盛行率=其時間點(或期間)所有現存病例數/同時期平均人口數 盛行率在探討醫療保健工作的負荷上,特別是慢性病的防治上相當重要,可作為計劃人力和設備的根據。

參考資料

The post 淺談你心裡的「牠」和小丑恐懼症:當小兒科病房出現了麥當勞叔叔? appeared first on PanSci 泛科學.

Viewing all 1714 articles
Browse latest View live


<script src="https://jsc.adskeeper.com/r/s/rssing.com.1596347.js" async> </script>