2017年11月29日 星期三

我們的人體實用手冊






我小時候不愛讀書,於是很丟臉地考不上我們那裡的獨立中學,也就是馬來西亞最大的華文中學,於是只能發配邊疆到我爸家鄉,住在我大伯家中就讀另一所獨立中學。

沒想到,那成了我一生中最美好的事。不像我弟妹唸的那所獨中極為重視管教和升學主義,我唸的中學更重視的是人文教育,我們有大量的活動讓我們多元地學習,有教室佈置和同樂會,而且只要不刮老師的車和刺破車胎,我們愛怎麼胡搞,老師都裝著沒看到。我在中學幹過「壞事」,比三個弟妹的總合都還要多。

因為山高皇帝遠,加上唸的是放牛班,只要不要干擾上課不交作業也沒關係,我們有大量的空閒時間。我在大伯家住在堂哥房間,他留學台灣,大學唸台大醫技、研究所唸微生物免疫所,所以房內有大學的教科書,因為實在太閒了,所以有時間我就會偷偷拿他的大學教科書,如解刮學、生理學、免疫學、血液學、生化學、酵素學、病理學等等來亂翻。因為當時英文實在太爛,加上程度不夠,根本不可能看得懂,可是看圖總能猜出一二吧?

把他的大學教科書翻完,只能說愈來愈覺得人體的生命現象實在不太不可思議了,於是決定要往生物醫學的領域發展,還有努力學好英文。上了僑大先修班後,發現自己對基礎生物學,尤其是細胞生物學和分子生物學尤其感到非常有興趣,即使有醫學系可唸,仍毅然決定要唸生命科學。

當時我對細胞生物學尤其感興趣,看著生物課播的影片,一顆細胞分裂成兩顆細胞的過程,染色體精確地排列在細胞的中間成一列,然後紡綞絲有條不紊地把姐妹染色體分開拉在兩邊,細胞一分為二,就覺得感動到不行。在整個組織器官中,細胞得要精確地分化成各式不同種類的細胞,這個發育生物學過程,同樣令人著迷。

這本《我的人體實用手冊》How the Body Works)令人感到相逢恨晚,真希望求學時就能供在書架或床頭,三不五時拿來翻閱。《我的人體實用手冊》用了大量有聲有色的圖示和精簡扼要的文字,深入淺出地介紹了各種組織器官如何精妙絕倫地配合無間,也是部保養維修時必備的讀物!

《我的人體實用手冊》涵蓋了細胞和DNA、骨骼、肌肉、神經、循環、呼吸、感覺、消化、激素、生殖和腦等等,有充實的文字來提供足夠的細節。比其他解剖或生理圖文書更棒的,《我的人體實用手冊》也探討了許多人體功能的解剖生理等基礎,例如談心智情緒那章,就談了學習技能、製造記憶、進入夢鄉、關於夢境、七情六慾、戰鬥還是逃跑?、情緒問題、兩性吸引力、非凡的心智等問題。

《我的人體實用手冊》原本是本兒童讀物,但其精細和專業的程度很高,即使像我這樣的生命科學研究工作者,翻閱時仍不時對精妙的人體感到無比讚嘆。許多父母也能受益無窮,因為能回答好奇心重的小孩問題,不僅能夠更加鼓勵孩子積極主動學習的心態,並且還能當孩子的英雄。對於中學生或有求知慾的成年人,《我的人體實用手冊》會是有用的讀物!

今天我一起到新竹馬偕醫院探望恩師李家維老師(請參見報導1報導2報導3),聽著他讚嘆醫學的進步,在他受傷後在加護病房聽著各科醫師會診,用先進的方法進行各種檢驗,以最現代的醫學科技協助他康復,真的非常感恩科學家和醫學家探索人體奧妙的努力,回家翻閱《我的人體實用手冊》真的有另一翻感動。

來好好認識一下我們人體的奧妙吧!

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2017年11月23日 星期四

灰犀牛就在眼前,為何我們選擇視而不見?






2008年的金融海嘯震驚了好幾十億人,99%的經濟學家也不例外──這句話很像內容農場的標題,但卻是事實。

有人說,那場金融風暴是隻「黑天鵝」,厚厚的《黑天鵝效應》(The Black Swan: The Impact of the Highly Improbable)也在金融危機前出版。不管是或不是,「黑天鵝」這名詞成了主流,幾乎人人都能隨口引用,真是「我的老天鵝啊⋯⋯」。

啥是所謂的「黑天鵝」?「黑天鵝」指看似極不可能發生的事件,具有三大特性:不可預測性;衝擊力強大;以及,一旦發生之後,我們會編造出某種解釋,使它看起來不如實際上那麼隨機、更易於預測。

生活在十七世紀歐洲的人們都相信所有天鵝都是白色的,這是因為當時當地能見到的天鵝的確都是白色,所以根據經驗主義推斷出來的。直到1697年,歐洲探險家在澳洲發現了黑天鵝,人們才知道以前的結論是片面的。發現黑天鵝這的重要意義,是證明我們的認知多麼不可靠,即使觀察幾百萬隻天鵝之後才得出「所有的天鵝都是白色」的結論,但只需要發現一隻黑天鵝就能徹底翻盤。

《黑天鵝效應》作者納西姆.尼可拉斯.塔雷伯(Nassim Nicholas Taleb)一直在研究我們怎樣欺騙自己、以為自己知道的比實際上知道的還多。為什麼要等到事情發生之後,我們才認得出黑天鵝呢?塔雷伯提出的部分答案是,長久以來,在應該注意普遍現象時,我們卻習慣注意特定事件;我們習慣注意已經知道的事情,卻一而再再而三忽略我們不知道的事情。因此,我們無法真正評估機會,也太容易把事情簡化、予以敘述、分類。而且,我們心胸不能寬大,常常解決發現問題的人,而非解決問題。

就像把美國軍人送上伊拉克戰場、迄今仍找不到大規模殺傷武器的小布希政府國防部長倫斯斐(Donald Rumsfeld),把反戰的人都扣上反美、不愛國的帽子,然後才說:「因為眾所周知,有些事情我們知道我們自己並不知道,有些事情我們知道我們自己知道。但我們也知道,有些事情我們知道自己不明白,換句話說,我們知道自己不明白一些事,但也有些事我們自己不知道自己不明白,也就是說,我們不知道自己不明白一些事。」

在「黑天鵝」之後,哺乳動物「灰犀牛」跟著上場。犀牛,尤其非洲的黑犀牛,是很不好惹的。犀牛有四屬五種,牠們是白犀牛、黑犀牛、印度犀牛、爪哇犀牛和蘇門答臘犀牛,除白犀牛外,都瀕臨絕種,而灰犀牛只存在這本書中──米歇爾.渥克(Michele Wucker)在《灰犀牛:危機就在眼前,為何我們選擇視而不見?》(The Gray Rhino: How to Recognize and Act on the Obvious Dangers We Ignore),舉了安隆和希臘債務危機為例,及以金融危機、氣候變遷、重大政策、破壞性創新科技、個人生活上的小問題等,說明它們都可能是最後帶來重大後果或影響的灰犀牛。




她認為有許多可能發生的危機常被人忽略。如果黑天鵝事件是一個完全意想不到的悲劇事件,那灰犀牛是一種可能導致悲劇的警告,但如果不受干擾地看到灰犀牛而做出適當反應,就不會受到傷害或造成傷害。

渥克曾任紐約世界政策研究所(World Policy Institute)主席、芝加哥全球事務委員會(Chicago Council on Global Affairs)研究副主席、《國際金融評論》(International Financing Review)拉丁美洲事務處主任。2001年她鑽研拉丁美洲經濟,寫了一篇專文,提議讓阿根廷減債三成,以免阿根廷無力還債,債權人蒙受更大損失。當時阿根廷外債高築、美元出走、外匯存底不斷探底,後來阿根廷披索狂貶,不願放棄三成債權的銀行,最後賠了七成。很多華爾街交易員明知危機遲早會發生,但是不敢公開說出來,怕被炒魷魚,所以沒人敢勸告客戶壯士斷腕。

渥克尋找類似的「灰犀牛」案例,發現過去有很多重大危機在事發之初已有明顯威脅,只是被人忽視,所以造成卡崔娜颶風、2008年金融危機、2007年明尼蘇達大橋崩塌、網路駭客、森林大火、水資源短缺等災難。《灰犀牛》指出,相較於極不可能發生、實際上卻會發生,而且發生後會帶來重大衝擊的黑天鵝事件,灰犀牛是既存的威脅,但我們卻因為種種因素而選擇毫無作為。灰犀牛在一定程度上是可預見的高影響力事件,問題不是這些事件的預警訊號太弱,而是針對訊號的反應太弱。因此,雖然投資人、企業管理者和決策者都意識到許多風險,但往往和稀泥、不去真正地解決問題。

2007年8月1日下午六點零五分,正值交通尖峰時段,I-35W密西西比河大橋突然坍塌。事故造成十三人死亡,一百四十五人受傷。據估計事故發生時橋上約有一百輛機動車輛。是美國自1983年以來最嚴重的非天災或外力因素橋樑崩塌事件。事實上,自1990年以來,I-35大橋在每次檢查中都收到美國交通部「結構不足」評級。2006年,檢察員注意到開裂和金屬疲勞,一場災難早就在等待每天穿過橋樑的十四萬輛車。

2008年的金融危機其實早有許多訊號,但有權力做某些事情的人不採取行動,因為他們拒絕承認這些訊號是真實的。就像電影《大賣空》(The Big Short)裡頭,絕大多數華爾街銀行都不相信危機會到來而願意和少數基金經理人對賭。要怎麼找到灰犀牛?渥克提出的心法是:從新的地方去找、質疑傳統思考、克服團體迷思的障礙、不要一直否認。




如果要避免或盡量減少灰犀牛的衝擊,關鍵是進行長期規劃而不僅僅是短期。因此,如果一些緊急情況發生時,我們的反應不該是出於情感,而該是出於理性。逃避灰犀牛的方式五花八門,最好能擁抱威脅並將其轉化為機會,退而求而次是要避免損害,或者至少使其最小化。面對衝向我們的灰犀牛時,就像很多看著汽車迎面來卻嚇呆的動物一樣,震驚到呆若木雞是難以克服的衝動。時間可以使情況好轉,但不採取行動可以使危機炸開。

同時,她也發現很多明顯的危機也是機會,如果提早意識到威脅,提早準備,反而會獲利,就像《大賣空》中在金融海嘯中狂撈一筆的基金經理人。破壞性的創新科技出現時,傳統產業往往受到重大威脅,可是也有些有先見之明的人趁勢而起。不過不要為昨日的成就志得意滿,因為日後灰犀牛仍可能突如其來。

《灰犀牛》裡有很多的案例,都是投資人、企業管理者、政治家很好的參考材料,渥克也針對灰犀牛的各層面提出應對心法。不過因為渥克想在一本書中提供的訊息實在太多了,面對灰犀牛這個一般人不熟知的物種,實在不易在讀完一本書後就能夠徹底學會判識、分類、躲避和馴服。不過,樂觀來說,我們不知道未來會出現什麼新知識,當我們對於風險的認知和知識累積愈來愈多,還是能夠有助我們做出更好的判斷,黑天鵝也好,灰犀牛也好,可能都能夠在我們的掌控之中。


本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於泛科學



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2017年11月21日 星期二

樹,記得自己的實驗室女孩








我記得,從懂事開始,我就對大人說,我未來要當一個科學家。

人生的路上跌跌撞撞,一路摸爬滾打,現在終於勉強稱得上是科學工作者了,離科學家之路邁進了一小步。

讀了這本《樹,記得自己的童年:一位女科學家勇敢追尋生命真理的故事》Lab Girl),就只能說,自己和大部分投入科學工作的朋友,和作者荷普.潔倫(Hope Jahren)的遭遇相比,過程真好平順平淡啊!這本書裡多處讓我下巴都快跌到地上了,真是太精彩刺激了,難怪能夠長居亞馬遜的暢銷排行榜。

《樹,記得自己的童年》的原文版書名很簡單--「Lab Girl」,也就是「實驗室女孩」。潔倫在《樹,記得自己的童年》提到她來自挪威的父親和科學老師對她決定踏上科學之路的影響,但她那位極有科學天份的母親卻沒這麼幸運,因為經濟的因素連大學都無法唸完。台灣唸理工科的女性其實已相較不多,很多女生也以為自己數學不好,但奇怪的是,也同樣甚至比一些軟科學用到更多數學的經濟系、會計系卻不少女生。

即便是在生命科學相關的科系,學生當中的女性也不少,可是到了研究生時數量上就要再打折,到了教授就要再打折,似乎是公開的秘密。我剛到美國唸博班時,就聽說一個很政治不正確的都市傳說,就是亞裔教授會很操學生,女性教授也會很操學生,助理教授比副教授和正教授會操學生,因為亞裔壓力比老美大,女性比男性壓力大,助理教授升等前壓力也很大。所以如果跟到亞裔女性助理教授,就等死吧⋯⋯但我肯定這不是真的,因為我們實驗室隔壁就是台裔女助理教授,她很照顧學生。

《樹,記得自己的童年》是本極為風趣幽默的好書,讀完了我真的是太佩服潔倫苦中作樂的能力了,她也不吝分享在科學之路上,她多次耍的大寶,有多處真為她捏把冷汗,真的是太有驚無險了。她的科學之路極不順遂,遇到爆破的玻璃器皿、做不出來的實驗、研究經費曾少到付不起夥伴的薪水、助理睡在停車場到被警察⋯⋯也付不起從東岸到西岸開會的機票,克難地租車一路胡搞瞎搞到研討會都快結束了才狼狽抵達,路途中還翻了車;她懷孕時躁鬱症發作,拿頭去撞牆、撞地板到滿臉是血⋯⋯

儘管當上了教授還一直狀況外,但她對科學的熱情卻一直不減,無論有多苦她都熱情地投身科學研究,成為一位傑出的植物學家、土壤生物學家,她在地質化學的先驅研究,讓她終於贏得了很高的學術榮譽,她最著名的貢獻是始新世的化石森林的穩定同位素定年研究。她從加州大學柏克萊分校博士班畢業後,到了喬治亞理工學院當助理教授,然後在約翰.霍浦金斯大學教了近十年書,到了夏威夷大學拿到終身職。《樹,記得自己的童年》出版後,她的實驗室搬到挪威的奧斯洛大學去。

在大學理工科系,只有一學分的實驗課,中午進實驗室苦苦待到半夜才被老師和助教放出來是家當便飯。科學的學習很不輕鬆,有一大堆理論要理解,一大堆艱澀的術語要搞清楚,一大堆沒天沒夜的實驗要學,複雜的研究要精心設計。科學家在付出很多心血和代價的同時,還要忍受親朋戚友的冷嘲熱諷,常要接受「你做的研究有什麼X用?」的質疑,還有被當作毫無情趣的X阿宅。在功利至上的現在,還被迫要肩負振興產業經濟的重任。

究竟要度過多少暗無天日的研究室生活才能撥雲見日,是許多科學工作者心中都一直想要問的吧?奮不顧身投身科學研究的初衷是什麼?這反而是個較容易被壓力和挫折磨淡的問題。並非所有傑出的科學家都是從小立志和計劃一生的,像《樹,記得自己的童年》的潔倫,幾乎就是憑著傻勁在做科學研究,但《樹,記得自己的童年》並不僅是本自傳而已,雖然她恢諧地揭發了科學研究不浪漫的很多面,但她也為研究的對像寫下了許多優美的科普篇章。

潔倫對樹是有很深的感情的,在《樹,記得自己的童年》中,她熱情地分享了她所知道的樹的一切。和動物相比,樹生長緩慢,也看似無趣,和科學研究的過程有異曲同工之妙。也熱心地介紹了他們進行的一系列實驗如何還原了過去的森林生態。她也沒忘掉過程中不變的友情,來自即使窮到沒正常的房子也始終不離不棄的比爾。

她從什麼都沒有,被安排在系館陰暗角落到頂尖大學打造一流實驗室,即使她成為了約翰.霍浦金斯大學百年來首位獲得終身職的教授,她在懷孕期間居然被系主任用各種莫名奇妙的理由禁止到自己實驗室,這讓她怒而搬到夏威夷去。

她的人生和植物交織在一起,可說是五味雜陳,即瘋狂又冷靜,這樣的風格可能是來自她的躁鬱症吧。《樹,記得自己的童年》真的是不可多得、值得一讀再讀的好書,只要對植物、科學、女性議題、冒險、事業發展等等任何一項有一丁點興趣,相信《樹,記得自己的童年》很難會讓人失望。



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2017年11月15日 星期三

探尋生物多樣性及其保存之半個地球






我常常有一個疑問:很多政客和財團之類在大肆汙染環境或造成物種不可逆的滅絕時,那些做決策的人,是不是全都抱著斷子絕孫的決心啊?

這句話看來是很超過的詛咒,如果指名道姓的話,鐵定被吉。可是,如果這些人都沒斷子絕孫,他們到底要怎麼對子孫交待?或者後代子孫怎麼會不痛恨我們、為何讓他們出生在一個悲慘孤寂的星球上、面對糟糕的環境以及稀少的野生生物?在我們過舒適生活的同時,把所有欠大自然的債留下讓後人承受──說真的,與其生養後代讓他們受苦,還不如真的斷子絕孫算了。

我相信還是不能亂用「斷子絕孫」來開玩笑,否則官司會打到死都打不完,那麼如果沒人真想要斷子絕孫,難道不該負責任地為後代子孫著想嗎?要不然讓更多後人在未來承受痛苦的意義是什麼?我們對地球自然資源的開發和利用的效率,是人類史上最高的。我們之所以能在今天享受這些便利的生活和科技,要拜許許多多前人的努力,如果我們不留下一個更美好、更值得期待的未來給後人,未來史書將會如何記錄我們?把我們描述成一夕敗光百代基業的敗家子嗎?

我們有許多長輩,一輩子省吃儉用,為了就是讓子孫過個比自己更好的日子,這樣的美德,還留在很多家庭裡。如果說能勤儉持家一些,小孩有更美好的未來,相信對許多身為父母的朋友來說,根本不算是什麼苦。因此,如果我們能夠更善待我們的環境,留下更多資源給後代子孫,這算是種吃苦嗎?

如果時光能倒流,回到過去,去問問復活節島上的玻里尼西亞文化、美洲的阿納薩茲印第安部落與馬雅文明、東南亞的吳哥文明、格陵蘭島的維京人族群等等,當他們知道放肆地剝削環境、會讓原想流傳千秋萬世的文明崩潰到沒有後人憑弔之後,他們仍會這麼做、還是會選擇另一條路呢?

在我們還能夠有所選擇的時候,我們該怎麼做?87歲高齡的愛德華.威爾森(Edward O. Wilson,1929-),還著書為地球大力疾呼,在《半個地球:探尋生物多樣性及其保存之道》(Half-Earth: Our Planet Fight for Life)中,提議一個與問題程度相當的解決之道:把一半的地表面積還給大自然。

威爾森是位極為德高望重的演化生物學家,有「社會生物學之父」、「生物多樣性之父」的美譽,他文筆非常好,兩度榮獲普利茲獎,在哈佛大學教了四十年的書,著有自傳《大自然的獵人:博物學家威爾森》(Naturalist)。他和麥克阿瑟(Robert H. MacArthur,1930-1972)在1967年出版了《島嶼生物地理學理論》(The Theory of Island Biogeography),是生態學界的經典之作,我博士班上進階生態學的課,教授還指定我們至少要讀這本經典的部分章節。聽教授講解,才知道原來《島嶼生物地理學理論》的影響很大,因為裡頭有嚴謹的數學模型,威爾森和學生也利用模型,實際在佛羅里達的一個小島上做了實驗驗證。雖然他們提出的模型是用島嶼建立的,可是湖泊和許多破碎化的棲地也適用。

威爾森在《半個地球》中指出,人類是最具破壞力且不知悔改的物種,自從我們祖先十萬年前走出非洲後,物種滅絕速率就增加了千倍。普利茲獎得獎作品《第六次大滅絕:不自然的歷史》(The Sixth Extinction: An Unnatural History),生動地描述了這一場正在進行中的大滅絕事件(請參見〈不自然的第六次大滅絕〉)。威爾森在《半個地球》也列出了各種被人類殘害至滅絕的生物,控訴我們在人類世中,激烈地改變了棲地,除了經濟成長和瘋狂消費,就甚少有其他價值和目標。

威爾森在《半個地球》中的訴求是道德性的,主張保護其他物種是人類的道義。就算我們真的很俗氣、認為生物多樣性的消失乍看之下和經濟成長、瘋狂消費無關,但為了賺更多錢而滅掉的物種,現在已經開始對我們盲目崇拜的經濟發展造成了損害:美國、南亞、東南亞諸多地區莫名其妙地淹大水造成財物和人命不可挽回的巨額慘重損失,原生種的消失而讓入侵種肆虐,已在許多地區造成農業損失;因棲地破壞和盗獵而使人類感染新興傳染病,一旦大規模爆發,股市和房價會一夕蒸發成億上兆的金錢──不必等到我們的子孫承受這些,我們可能就已經因為高效地消滅演化上億年的原生種而自食惡果。金融海嘯時,政府姑且還能狂開印鈔機來量化寬鬆,可是面對生態的浩劫,要去哪兒生出那些科學家連碰都還沒碰過就已然滅絕的生物來拯救地球呢?

好吧,我們還是坐以待斃,接受斷子絕孫的可能,把我們當作地球上最後一代人類,繼續花天酒地、酒池肉林、歌舞昇平、紙醉金迷好了。然而年事已高、可能來不及看到人類自取滅亡的威爾森,卻提出這個大膽的想法,認為必須增加我們為保護野生動物而保留的土地,直到覆蓋全球一半面積為止。他認為,這樣的計畫將給我們一個合理的機會,拯救大約八成的物種。現在由各國政府和機構保護的土地面積總共約佔地表的15%,還有很大的成長空間。

威爾森在《半個地球》化身戰神,挑戰其他具影響力的生態保育人士的見解,他堅持自然大部分地區仍然完好無損,抱括亞馬遜地區、剛果盆地、新幾內亞,並且指出許多破碎化的棲地仍有機會修復以及串連成野生動物的廊道。他批評其他抱持「以人類需求為主、接受許多物種將會滅絕」想法來調整政策的科學家,也不屑利用生物科技在未來複製滅絕物種的主張。

他提出的計畫是,維護目前的161,000個保留區和公園,以及6,500個受保護的海洋環境,要求每個主權國家確保這些地區保持接近原始狀態,在需要時移除入侵物種和重新引進關鍵物種。在農村及市郊中劃定修復的棲地,至到所有用於讓野生生物休養生息的棲地達到地表總面積五成為止。

保留地表五成面積給野生生物,對很多人來說或許難以想像。打開Google地球吧,看看我們居住的地球,有多少廣袤無邊的土地人煙罕至。當然,人煙罕至之處也會有大規模的破壞,來圖利少數財閥,因此任何的保育訴求都會大受打折,可是我們難道就因為如此信仰失敗主義,集體閹割斷子絕孫嗎?

撰寫這篇文章的同時,台灣中油計畫正在在桃園觀新藻礁北邊的大潭藻礁建蓋第三天然氣接收站的工業港,工業港的建蓋範圍達900公頃,將覆蓋大潭藻礁約230公頃的藻礁面積。由於所施作的工業港剛好位於桃園藻礁南邊7公里健康藻礁的中間區域,所帶來的港區突堤效應,將造成南北兩邊的藻礁區域泥沙淤積更為嚴重,進而危害白玉藻礁及觀新藻礁生態。

桃園大潭藻礁不僅是全世界少見以殼狀珊瑚藻為主所建構的生物礁,也是台灣目前以殼狀珊瑚藻為主所建構的生物礁中,面積最大且殼狀珊瑚藻純度最高的現生藻礁生態系。經濟部提出要「移地復育」,宣稱建設與復育同時進行來敷衍輿論。然而大潭藻礁有七千年生命史,人類對該生態系的科學理解不到十年,連充份瞭解都還沒達成,更何況奢談移地復育,這和白海豚會轉彎一樣白賊說。

如果台灣真的要立足世界樹立一個超英趕美的計畫,讓後代子孫有更美好的環境安心在這塊土地上打拚,把資源投入產業轉型升級,而非補貼耗能耗電的血汗產業導致年輕人長期低薪爆肝,那麼何不大膽且有魄力地來個「半個台灣」計畫,把台灣至少一半面積劃為保護區等等,限制人類的活動及開發讓野生生物休養生息呢?

或許這個提議大過具野心和大膽,但更重要的問題是:我們究竟對這塊土地的未來,有著什麼樣的想像呢?


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2017年11月8日 星期三

樹的祕密叢林生命






2017年國際發育生物學學會大會在新加坡舉行,大會晚宴在濱海灣花園(Gardens by the Bay)的「花穹」(Flower Dome)舉辦。新加坡是個城市國家,為了展現國力,填海造陸蓋了濱海灣花園,以及兩座巨大的植物冷室──「花穹」和「雲霧林」(Cloud Forest),各佔地約一公頃,裝置了不需要額外內部支持(例如柱子)的巨大玻璃屋頂,以及連接「擎天樹叢」(Super Tree)並利用玻璃面收集雨水的冷卻系統,十分特殊。

過去歐美列強為了種植來自殖民地的熱帶植物而蓋植物園和溫室,這兩個現代冷室有異曲同工之妙。十六層樓高的擎天樹叢既可以發散循環中的熱空氣,也可以冷卻循環中的水,上面種植新加坡的國花──蘭花,設有空中走道,遊客可以付費上去行走打卡,晚上還有燈光秀。這些旅遊景點都對外國遊客收取比本國國民更高許多的費用,用以投資更具野心的旅遊項目,不像有些台灣政客只會瘋狂灑錢騙選票蓋一座又一座蚊子館,沒有後續經費經營想法,任其敗壞──蔡英文政府的南向政策應該能夠在這方面有點學習,一如擎天樹叢向森林中的樹木學習。

但這些旅遊景點畢竟是非常人工的。台灣是個植物多樣性的熱點,位於泛北極植物區與舊熱帶植物區的交界,高山和平地形成的氣溫差異,使台灣擁有寒、溫、熱帶植物相,單位面積的植物物種數非常多,崎嶇的地形又使各地雨量差異甚大,形成多樣的棲地。如果好好保育山林水土,無論是科學或是經濟的價值,肯定比短視近利地亂挖亂砍山林高許多。

我們常常會聽到東南亞和亞馬遜流域的熱帶雨林被大規模砍伐的消息,除了掠奪林木,也利用砍伐後的土地大面積種植油棕或放牧。台灣就是東南亞木材最大進口國之一,有無法迴避的道義和責任;然而,即使是先進國家如歐美日,如何合理有效利用森林資源?也是個錯綜複雜的議題。

森林裡各種動植物環環相扣,整個生態系統是動態的。森林裡生生不息的變化,即使是常常登山或健行的都市人,也不見得容易察覺和體會,還好有位森林看守人,天天與森林為伍,並且筆耕不輟,讓我們透過他精彩的文字,一窺森林樹木多姿多彩的秘密生活。他的《樹的祕密生命》(Das geheime Leben der Bäume)是本很精彩的書,讀完我才發現過去對樹的認識連皮毛都不到。除了大樹,他的《動物的內心生活》(Das Seelenleben der Tiere)同樣生動地介紹了林中動物的行為百態(請參見〈【GENE思書軒】討摸的貓咪與哀傷的鸚鵡〉)。

渥雷本從德國內卡河邊羅騰堡(Rottenburg am Neckar)應用科技大學林業經濟系畢業後,到了萊茵─法爾茲(Rheinland-Pfalz)邦森林管理局服務了二十年,然後到埃佛(Eifel)地區胡默爾(Hümmel)小鎮旁的原始森林區工作。因為他的生態保育理念與政府掠奪森林的政策衝突,於是辭去優渥穩定的終身公務員工作,轉任胡默爾小鎮的森林看守人。




渥雷本協助當地居民向邦政府陳情了十五年,終於成功把當地森林劃為原始森林保護區,並轉化為樹葬森林,保障森林在接下來百年裡不會再受任何侵擾。他在《樹的祕密生命》告訴我們:原始森林和我們想像的不一樣,以及保留原始森林的意義。他也主張,在處理動物、植物,以及其他生物相關事務的過程中,所有生命的尊嚴都必須列入考量。

樹木對人類來說,似乎靜靜豎立在地表上,逆來順受。可是,在渥雷本的生花妙筆下,樹木展現出各種各樣奇特的行為。首先,他揭示天然林中樹木之間的友誼,會透過真菌網分享養分,如同人類的社會福利系統,自動調節強者及弱者間的差異,盡力避免有成員陷入困境。真菌就像森林裡的網際網路,為自己選擇並預留最合意的樹木,從此患難與共、生死相伴。

渥雷本指出,漫步在森林時,我們呼吸的空氣有一部分是樹木釋放出來的氣味「語言」,而林間傳來的窸窣細響,說不定不只是因為風──他認為樹木之間除了透過揮發性氣體互通信息,甚至可能主動發出聲響並且「聽到」特定頻率的聲波。

我們原本以為樹木繁衍後代了不起就是開開花和授授粉,不像動物為了交配演化出許多奇特行為,沒想到樹木其實早早就會開始擬定戀愛策略,立定盟約在某年春年爆發式地一舉開花結果,生產多到動物吃不完的果子,以留下一些傳宗接代。熱帶雨林雖然沒有春夏秋冬,可是也有這種大開花現象。不過,就像人類一般一次只有一隻精子是「溫拿」,每棵樹都只能有一位繼承者,成千上萬的種子裡,只有一顆能長成大樹。

生了小孩後,樹木很有耐心地生活,懂得慢慢來比較快的道理,不像人類的直昇機父母擔心孩子輸在起跑點而偃苗助長。青少年時期緩慢成長,是樹木日後健康長壽的先決條件,他認為這是母樹對小樹們的教養,而城市中的樹都是孤獨無依的街頭遊童,沒有母樹可以提供養分和教育。渥雷本觀察了千千萬萬棵樹,發現森林裡的樹木流傳著不成文的行為手冊,記載樹木應該長成什麼模樣,哪些事該做或可以做,才能成為一棵活得很老的理想大樹。他還告訴我們,樹也會被逼著上學,能夠學習和儲存記憶,整座森林都是樹木的學校,而大自然就是最嚴厲的導師。

和樹木很熟的渥雷本相信,森林中的每棵樹木都有不同的性格和作風,有的天生小心謹慎,當然也有擋不住誘惑橫衝直撞的冒失鬼。每一棵樹天生就屬性迥異,即使環境產生劇變,絕大部分的樹木也都能以超強的耐力安然挺過。他也告訴我們,森林裡,每道光都彌足珍貴,陽光對樹木的影響遠比充足的供水與肥沃的土壤更為重要。

我們一直以為自己懂得樹木從根把水份往上送到樹冠的方法,可是渥雷本指出,在科學昌明的今天,樹木的水分運輸仍然高深莫測,我們根本無法確定樹木如何讓水從地底深處往上跑進葉子。一旦落地生根,樹木就不會移動了,所以,對樹木來說有沒有一個完美的地方呢?樹木理想的家要冬暖夏涼,有疏鬆肥沃的土壤和可供擋風的山,可惜大部分小樹都命運多舛,因為如此完美的地方並不存在,能存活下來的樹木,肯定是森林中的生存達樹。

樹木年輕時的表皮如新生兒皮膚般光滑,當樹木日漸衰老,樹幹下方也會開始出現皺紋,雖然皺紋顯露老態,可是厚實的樹皮比光滑細嫩的小鮮肉牢固多了。除了皺紋,霜雪、暴雨、雷擊、火吻等等都在樹幹上留下層層傷疤,亙久訴說種種自然災害的歷史;大部分的樹種都能活得比人類更久,但諸行無常,樹也難逃生老病死的命運。枯朽老死之後,樹木對整座森林的影響力仍然舉足輕重,枯木更能成為孕育小樹的搖籃。

森林能夠吸收二氧化碳,對抗全球暖化。如果我們能夠有效管理和開發森林,是否就能讓更多二氧化碳固定在木材中?渥雷本告訴我們,人類若想借助森林對抗氣候變遷,就必須讓森林有機會慢慢變老,一直被打擾的森林會因為活躍的生物活動耗盡腐植質而放出更多溫室氣體。除了固定二氣化碳,森林也像是木製空調,樹木能讓風寧靜和緩,平衡水分收支,為自己打造理想環境;森林土壤就像巨型地下水庫,勤奮地聚集雨水,樹木也像綠色抽水幫浦,為生物打造溫暖舒適的棲身之地。

在森林裡,不同樹木之間會你死我活地競爭,動物之間、動植物之間也無時無刻上演明爭暗鬥的大戲。樹木是廣受森林生物歡迎的公寓住宅,還提供不少額外的客房服務;我們眼見的森林,其實僅是一部分而己,有將近一半生物量隱藏在黑暗神祕的地底,這些迷你生物也是生態系中不可或缺的成員。

棕熊和榛睡鼠年年冬眠,樹木也需要休息。初春新芽吐,晚秋落葉飄,小樹們必須和親樹一樣聰明,不會不小心在冬天裡一兩天溫暖的日子就以為春暖要花開,也不能單靠溫度變化來行事,而需能夠正確記錄四季變換、日夜消長。

樹木紮根就無法行動,但是它們的子孫可以。渥雷本述說,先驅樹種是嚮往遠方的探險家,縱使生命因此短暫如春花,它們的種子仍不辭千里地浪跡天涯。樹木也會順勢而為,所以氣候日漸暖化使山毛櫸樹一路向北,彷彿其北方長征之途,永無止境。

樹木的世界真是無奇不有、曼妙多姿,《樹的祕密生命》的每一章節,都帶來許多驚奇,令人讚嘆演化和大自然的規律與奧妙!讀了《樹的祕密生命》,我們會想以樹為師!






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2017年11月4日 星期六

我們真的知道動物有多聰明嗎?






根據一九九八年姜峯楠(Ted Chiang)的短篇小說〈你一生的故事〉Story of Your Life)改編的二○一六年科幻電影《異星入境》(Arrival不僅劇情動人,也很有深度內涵和啟發性,不知你看過了嗎?




沒有也沒關係。簡單來說,電影中全球各地出現了一個有如宮廟「立筊」的外星飛船,被稱作七足類的高智慧異星生物,試圖用很特殊的方式和地球人溝通。一位語言學家領悟到墨汁畫出的圓圈圈是種語言,絞盡腦汁後終於讀懂了異星語言,接下來的劇情就不爆雷了。

讓我們來改編一下劇情好嗎?假設有一對七足類偷偷來到地球,隨機把一群地球人誘拐上了異星飛船。裡頭的年輕七足類其實是博士生,另一位是牠的論文指導教授,牠們拿了異星科技部的研究計畫,要研究人類的語言及情感溝通能力。牠們拚命向那群地球人噴墨汁,畫了一個又一個充滿意義的圓圈圈,可是地球人卻完全在狀況外,只是用喉頭裡的聲帶發出不知所云的怪聲音,要不然就比手畫腳。牠們催眠了地球人忘掉「立筊」,再連哄帶騙地弄另外幾批人去做實驗。

這對師生玩弄夠了地球人,回到異星家鄉後寫了篇博士論文,指稱地球人完全沒有語言溝通的能力,也無法進行情感交流,是徹頭徹尾的腦殘智障。論文發表在異星最優異的科學期刊,七足博士生順利取得頂尖大學的博士學位,教授也當上了七足科學院院士⋯⋯ 


請問你如果得知了這消息,你甘心嗎?

我想你應該馬上能了解到,耍寶的是那對七足異星生物,即使牠們比我們人類智商更高,但把人類的行為和語言溝通方式搞錯的是牠們呀,我們地球人可不是用噴墨汁畫圓圈圈的方式溝通的。

這劇情很科幻,但是在地球上卻是現實的,因為過去有很長的時間,我們就是如此惡搞許多動物。我們用以人類為中心的想當然耳去理解其他動物的智力,曾經有一度人類甚至無法接受動物也有情感能力,甚至認定非人類動物就該有野獸該有樣子才像話。過去許多錯誤的實驗方法,導致了錯誤的結論,照法蘭斯.德瓦爾的話說,就像把貓和魚丟進游泳池比比看誰比較會游泳一樣荒謬。

動物行為學過去三十幾年來的許多研究,讓我們發現原來我們低估了動物的智力。過去腦科學的研究方法突飛猛進,在技術上有許多進步,如正電子發射斷層掃描(Positron emission tomography,PET)、功能性磁振造影(functional magnetic resonance imaging,fMRI)、腦電圖(electroencephalography,EEG)等等的解析度愈來愈精良,這些突破讓動物行為學家有了更多更好的工具。然而科學中許多重大的突破,其實不見得來自更犀利的高科技工具,而是來自觀念認知的突破。

《你不知道我們有多聰明:動物思考的時候,人類能學到什麼?》Are We Smart Enough to Know How Smart Animals Are?)書中提到的許多對動物智力的新認知,是來自實驗方法的改進,那些實驗方法甚至還相當低科技,有些說出來就一文不值了,能設計出更好的實驗來自理論的創新。那些創新,有來自其他科系的科學家跨領域的研究,他們剛開始時,像是誤入大野狼群的小綿羊,受到非常不友善的對待,直到努力了不短的時間後才受到肯定;也有一些科學家,不安於學院派的訓練,懷著初心仔細觀察動物的行為,而非僅僅在課堂上聽教授的口沫橫飛,一心僅為了應付考試或學位要求而已。 


動物行為學的整個領域,過去幾十年有非常大的進展,中間經歷了許多主流理論的更迭,德瓦爾本人就是推動這個領域發展的大師。他科普寫作經驗豐富,出版過暢銷書《黑猩猩政治學:如何競逐權與色?》Chimpanzee Politics: Power and Sex Among Apes)及《猿形畢露:從猩猩看人類的權力、暴力、愛與性》Our Inner Ape: A Leading Primatologist Explains Why We Are Who We Are),是闡述這個領域的歷史和前沿發展的不二人選。

一九七五年,德瓦爾開始在荷蘭安亨市伯格斯動物園進行六年的研究。這項研究產生了許多科學論文,並於一九八二年出版了他的第一本書《黑猩猩政治學》,明確提出了靈長類動物的社會策略行為。德瓦爾首先將義大利政治哲學家馬基維利(Niccolò Machiavelli,一四六九-一五二七)的思想引入靈長類動物學,提出了「馬基維利智商」(Machiavellian Intelligence)的概念。那是一個實體與社會群體的政治參與能力,簡單說就是在正確的時機選擇寬宏大量、明爭暗鬥、勾心鬥角、合縱連橫、聲東擊西。那些黑猩猩在《黑猩猩政治學》中,是充滿情感和意圖的,啟發了靈長類動物認知領域的研究,讓我們認識到黑猩猩也會尋求合作、利他和公平。 


德瓦爾早期工作也注重欺騙和衝突解決,他指出在黑猩猩在爭鬥之後會「和解」,當時有很大的爭議性,但現在在動物行為學裡已完全能接受。最近,德瓦爾的研究工作探討了非人類動物的同理心,甚至是道德的起源。研究靈長類動物中天生的同情能力使德瓦爾得出結論:猩猩和人類只是不同類型的大猿,同情和合作傾向,在這些物種之間的是連續的,人和其他大猿並沒有本質上的差異。

德瓦爾對動物行為的研究,歷經了史金納的行為主義主導動物行為研究的時期,那是個摒棄對心智和情感討論的學派,只關注動物的習得行為。德瓦爾的研究應用了演化認知學的方法,來研究非人類動物的行為,讓人類和其他動物不再是一刀兩斷的關係。人類在行為上和其他動物之間並沒有清楚的界限劃分,也讓研究的動物不限於人類的近親,雖然他是研究黑猩猩起家的,而遍及其他社會性甚至非社會性動物。

學術界過去對動物智力的認識,因為人類中心主義等等錯誤而矇上了迷霧,還好就是有不信邪的科學家,一再揭示了動物的行為能力,讓我們見識到原來牠們也會使用工具,也會合作無間,還會做計畫,有自我認知能力,甚至還有意識。《你不知道我們有多聰明》提出非常多元的案例來讓我們認識到烏鴉、松鼠、海豚、鸚鵡、綿羊、黃蜂、蝙蝠、鯨魚、黑猩猩和倭黑猩猩等等動物的能耐,見識到動物智力的可能範圍和深度。在某些方面,我們人類事實上還不如這些動物呢!

能否聰明到能認識動物有多聰明,這確實考驗著人類的認知能力。如果有一顆開放的心,動物們可能會給我們更多驚奇呢!



◎ 「Life & Science」書系.選書者序 ◎


整個網際網路,是一本超大的書本,所以何必再讀書呢?

我們這個資訊和知識爆炸的時代,怕的不是能讀的東西不夠多,怕的是堪讀的東西實在太多,但能稱得上精彩絕倫的,卻仍舊十分有限。我們不僅要耗費更多時間面對爆量的文本,更要虛擲光陰精挑細選。

人生苦短,為何要浪費在平庸的事物上呢?

為此,我們為你嚴選出這系列出類拔萃的好書!讓最富才華的科普作家,來為你說一個完整且優異的科學故事。

「Life & Science」,是與生命,也與生活相伴的科學,用感性的方式,遨遊理性的科學世界。

我們不僅引介了國外最富盛名的科普書,還要讓你認識努力不懈的本土科學家們的心血結晶。

這一本本好書都濃縮了知識和智慧的精華,還原科學最初的感動,讓你心無旁騖地遠離網路的塵囂,體驗心流的幸福感受,進入這紛亂世界中的寧靜綠洲,飲用知識的甘泉滋潤好奇的心。

你泡好了杯好茶或咖啡,來和見識不凡的科學家們天南地北地暢談了嗎?





本文為《你不知道我們有多聰明:動物思考的時候,人類能學到什麼?》Are We Smart Enough to Know How Smart Animals Are?)推薦序

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