2020年3月31日 星期二

踏上溯祖的朝聖之旅








演化生物學是一本思辯性很強的學科,也統合了所有生命科學的領域,讓我們可以以地球生命史的角度來看待的生物之間五花八門的異同是如何產生的。演化生物學同時也是門歷史科學,讓我們可以用各種證據來追溯生命在地球漫長的歷史中的變化。

早在查爾斯・達爾文(Charles R. Darwin,1809-1882)之前,他的醫師祖父伊拉斯謨斯・達爾文(Erasmus Darwin,1731-1802)就有了地球上的生物並非一成不變的想法,而當時的主流思想認定生物物種是神創的,而且具有永恆不變的「本質」(essence)。這個信念在達爾文之前開始被挑戰了,法國博物學家拉馬克(Jean-Baptiste Lamarck,1744-1829)就提出了物種是會隨著時間而改變的,只是達爾文和華萊士(Alfred Russel Wallace,1823-1913)後來提出的天擇理論更具說服力。

姑且不論在台灣社會影響力頗薄弱的神創論,演化生物學教育的一大問題是,很多人自以為懂得演化論,卻可能連普通生物學裡最基本的觀念都沒有搞清楚。有些網友甚至讀了一兩本淺顯的科普書,就膽敢在網路上和專家論戰。雖然要回去重修大一的普通生物學,是不太可能的,演化生物學的觀念很難讀了一兩本科普書就掌握,那對沒有必要再拿一個學位的朋友來說,該如何是好呢?好吧,如果真要只推薦一本書,這個困難的決定,在理查・道金斯(Richard Dawkins)的這本《祖先的故事:前往生命初現地的朝聖之旅》The Ancestor's Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Life)問世後,就變得稍微容易解決!

道金斯是牛津大學的動物學家,是名無神論者,以好戰著稱。道金斯的著作雖然只有少部分在台灣出版(除了大名鼎鼎的《自私的基因》The Selfish Gene〕,就只有《伊甸園外的生命長河》River Out of Eden〕、《盲眼鐘錶匠》The Blind Watchmaker〕、《什麼才是真的?:真實世界的神奇魔力》The Magic of Reality: How We Know What’s Really True?〕,僅占他所有科普書著作的不到三分之一),可是影響力卻遠勝其他科普書作家,因為最著名的《自私的基因》,讓他的名氣大到,沒聽說過道金斯,別說你懂演化生物學的地步。1976年出版的《自私的基因》,迄今在國內外仍不斷再版,今年台灣也有新版(四十週年紀念版),可見其魅力不凡!




我2019年7月到英國參加研討會時,順道去了達爾文位於倫敦東南城郊近30公里外、名聞遐邇的小村莊——道恩(Downe)的老家。 搭電車轉巴士到了終點站,經過教堂、酒吧和狹窄的鄉間小路,就到了道恩村西南角,一座白色石砌三層樓房。達爾文晚年體弱多病,長期臥床無法出門,因為受不了倫敦的霧霾才搬到郊區,在《物種起源》(On the Origin of Species)發表後,在倫敦學界鬧得沸沸揚揚時,他也無法出遠門去和眾人辯論。為天擇理論辯護的重要工作,是由好戰的湯瑪斯・赫胥黎(Thomas H. Huxley,1825-1895)來進行的,他自稱為達爾文的鬥牛犬(Darwin's Bulldog),而道金斯,就是現今的達爾文鬥牛犬。

在這個資訊時代,辯論已不需要到現場或等待漫長的書信來往,道金斯於是不餘餘力地寫書,並且在電視、廣播、網路上宣揚達文爾的理論。鑑於在英美,神創論的影響力高居不下,他還乾脆寫書直接挑戰神學,推廣無神論的思想,指稱創世之神不可能存在,宗教信仰只不過是種妄想。好戰的道金斯為了寫書論著,愈來愈博學多聞和能言善辯,於是他當上前微軟公司產品開發主任查爾斯・西蒙尼(Charles Simonyi)捐贈牛津大學成立的第一任西蒙尼公眾科學普及講座教授(Simonyi Professor for the Public Understanding of Science)。

雖然道金斯沒寫過演化生物學的教科書,但這本寫給一般大眾的《祖先的故事》卻能和教科書的內容相提並論。演化生物學的教科書,主要有兩種寫法,一類主要是用演化的機制來分章節,另一類則主要用生命的演化史。早期的主流主要是後者,但近年大多採用前者的寫法。而採用後者的教科書,也主要是從最古老的年代前到晚近。而這本《祖先的故事》則突破了過去教科書的慣用模式,開風氣之先地利用「溯祖」(coalescence)的方式,在演化樹上從讀寫這本書的物種——智人(Homo sapiens)開始,一直追溯到所有生命的共同祖先。這借用了溯祖理論(Coalescent theory)的方法。溯祖理論在族群遺傳學中,常用來推估族群的歷史遷徙、遺傳重組和族群大小之變動。

同時,他也試圖模仿英國中世紀詩人喬叟(Geoffrey Chaucer,1343-1400)的《坎特伯里故事集》(The Canterbury Tales)的寫作方式。故事敘說有三十名包括騎士、僧侶、侍從、商人、匠人、紡織匠、醫生、地主、農夫、海員、家庭主婦的朝聖者聚集在倫敦一家客店,整裝前往70英里外的坎特伯里。店主哈里・貝利自告奮勇擔任導遊,並在晚飯後提議在往返途中每人各講兩個故事,以解五天旅途中的無聊寂寞,看誰的故事講得最好,可以免費吃一餐好飯。道金斯把這個溯祖歸宗的過程,也寫成了多篇故事。英國讀者看到這大部頭用這種寫法,肯定會會心一笑。

《祖先的故事》第一版出版於2004年,剛好是我念博士班的第一年。儘管這本書非常重要,可是裡頭的一些知識在幾年後就落伍了。生命科學的進展是飛速的,大多數大學教科書四至六年就要改版。不像數理化的基礎科目教科書的主要改變是重新排版、繪圖或新增作業,生命科學領域的基礎科目的教科書,常常有不少部分是要改寫的,從前當助教時就曾見到教師拿到新版教科書時苦惱的樣子,現在當了教師就成了現世報。

還好,在2016年道金斯和黃岩把裡頭的內容依最新的演化生物學發現再更新了一遍。科學家是有一分證據說一分話的,道金斯和黃岩也很誠實地面對了演化樹的各種不確定性,並且承認有些會合點的順序可能會隨著新證據的出爐而調整,而且也很有可能會有更新穎的故事可說。

在這些故事中,我們除了能夠學到許許多多生物的有趣知識,同時道金斯也不忘把演化生物學家在畫演化樹和校對分子時鐘時使用的方法和面對的難題來和大家分享及討論,即使把教科書的內容還給了老師,也能再溫故知新。

隨著更多更好的方法、更有解釋力的理論、以及資料的爆增,達爾文在他筆記中那張有名的演化樹概念,已發展到不太像棵樹了,而更像是枝枒盤根錯節的藤蔓,這要拜跨物種的雜交及水平基因轉移比過去的認知還多所賜。道金斯在《祖先的故事》用來表現演化樹的方式是用「細視變焦」(OneZoom)電腦軟體來繪製碎形幾何的演化樹,讓我們見識到在演化上精緻簡約的重複形式。

在讀這本書的時候,相信大家也都可以觀察到一個無奈的現象,就是當我們愈接近所謂的聖地,故事就愈少且愈精簡,從中我們更應該認識到的,不僅是我們已經知道了啥,更重要的是我們還不知道啥。生命科學的研究是很偏心的,和我們愈接近的物種,研究的科學家和經費就愈多,到了哺乳動物以外,在實驗室中被仔細研究的物種,就屈指可數了!

生命科學和生物醫學的非哺乳動物模式生物,就只有斑馬魚、果蠅、線蟲、阿拉伯芥、酵母菌和大腸桿菌而已,頂多再加上一些在農牧業上重要的經濟動植物和醫學上重要的病源體而已。我實驗室常用的家雞也只能勉強算半個模式物種,就甭提地球上其他八百多萬種物種,這導致了《祖先的故事》中極不對稱的內容,道金斯也承認在第一版出版後就有人批評,尤其是在植物及真菌的部分過度簡略。

還好近年拜基因體學在定序和分析技術上的日新月異,我們比起十幾年前,有了更強而有力的工具可以對非模式物種進行一定程度的研究,只是如果無法取得更多研究經費,我們對其他在生態、經濟和公共衛生上扮演著重要的「隱蔽」(cryptic)角色的生物可以只能瞎子摸象而一知半解。

我想,讀完了這本擲地有聲的大部頭科普書,我們對自然界應該要更加的謙卑、謙卑、再謙卑,除了認識到自己在觀念上還有很多值得學習的,對於許多生物,我們與瞭解它們的自然史的距離仍有一大段路要走。如果把這個過程也當作像是《坎特伯里故事集》那樣的朝聖,我們現在甚至都還沒離開倫敦呢!


本文為《祖先的故事:前往生命初現地的朝聖之旅》The Ancestor's Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Life

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2020年3月30日 星期一

細微改變帶來巨大成就的原子習慣






每年元旦或春節,我們都不由自主地許下一大堆新年願望,希望能養成好習慣,忘掉壞習慣。可是今年都剩不到三個月了,關於新年願望,你是忘記了,還是害怕想起來?事情都過去了,就當一切都沒發生過,不好嗎?

只要用很簡單的數學,就能算出,如果每天進步1%,一年後就進步了原來的三十七倍!真的可以發大財了!

然而,人生可不是按計算機這麼簡單,聽了很多大道理,可是有誰因此過好了這一生?我們一年到頭,有時候進一步,接下來退三步,然後再進兩步⋯⋯要天天進步1%,談何容易?難怪我們與好習慣的距離愈來愈遠。

那麼我們如何養成持續進步的耐心和習慣呢?老實說,我超討厭讀所謂的自助書籍,因為SOP並不能讓我們過好這一生。可是,關於好習慣的養成和壞習慣的戒除,我真心推薦這本《原子習慣:細微改變帶來巨大成就的實證法則》(Atomic Habits: An Easy & Proven Way to Build Good Habits & Break Bad Ones),因為是我讀過最棒的好書之一。除了組織結構清晰明確,而且說服力極佳,全書的編排也很用心,讓讀者很方便取得重要的資訊。

查爾斯.杜希格(Charles Duhigg)的《為什麼我們這樣生活,那樣工作?》(The Power of Habit: Why We Do What We Do in Life and Business)引人入勝地把許多重要的社會科學與心理學研究帶進來,全方位地檢視習慣型塑與改變的這門科學,從神經科學、行銷、管理研究、民權運動等包羅萬象的角度,解釋習慣帶來的轉機或危機。可是《為什麼我們這樣生活,那樣工作?》卻沒有給予讀者養成好習慣、戒除壞習慣的方法。《原子習慣》就是要接續用四條簡單的法則,讓我們可以用來在生活及工作中打造更好的習慣。

《原子習慣》作者詹姆斯.克利爾(James Clear)在高中的一場棒球賽中意外慘遭球棒擊中臉,嚴重受傷(不是說好不打臉的嗎?)。經過好幾個月的治療,雖然痊癒出院,一年後重新踏上球場,卻只能乾坐在板凳席,幾乎沒有上場機會。然而,在頭部嚴重受傷之後的第六年,他被選為他所就讀大學的最佳男性運動員,並且入選僅有三十三人獲得的ESPN全美明星陣容。從運動生涯幾乎結束,到入選全美明星陣容,甚至在畢業時獲得學業方面的總統獎章。這讓他深切地認識到習慣的力量!




克利爾原本是在自己的網站上發表文章,記錄他自己做的關於習慣的實驗,他的電子報訂閱在幾個月內破千人,迄今訂閱人數已經超過五十萬。他愈來愈常受邀到頂尖企業演講,講述習慣形成、行為改變及持續進步的科學,也開始不斷在美國與歐洲的會議上進行專題演說。2016年,他的文章開始定期出現在《時代》、《創業家》與《富比士》等知名雜誌上。2017年初,他創立了「習慣學院」,為名列《財富》五百強的大企業及成長中的新創公司訓練員工。

《原子習慣》利用生物學、神經科學、哲學、心理學等領域的知識,用一個步驟一個步驟來分享如何建立更好的習慣。克利爾在第一章告訴我們,要養成好習慣,別管目標,專注於系統就好,因為決定成敗的是系統而非目標。那目標和系統的差別是?目標,是你想要達成的效果,而系統,則是讓你達成那些效果的過程。例如,你要養成天天運動的習慣是目標,而系統則是你選擇哪種運動、何時運動、上哪運動、運動多久的方式。

改變習慣,最有效的方法,是聚焦在你想成為什麼樣的人,而非要達成什麼目標。就像我不是要寫一篇文章,而是要成為科普作家!不是要交一個研究計畫,而是要成為科學家!不是要上多少門課,而是成為教育家!身份認同源自習慣,讓行動成為投給想要成為的那種人的選票。要成為自己想要成為的人,要持續編輯、修訂自己的信念,升級並拓展身份認同,因為習慣最重要的是改變你對自身的信念。

那習慣是啥呢?習慣,就是重複次數多到足以自動化的行為,讓自己能自由地追求目標。那樣,就能用最少的能量和努力來解決生活中重要的問題。《原子習慣》的骨幹是「習慣的四階段模型」——提示、渴望、回應、獎賞——以及從中演化而出的「行為改變四法則」:一、如何讓提示顯而易見?二、如何讓習慣有吸引力?三、如何讓行為輕而易舉?四、如何讓獎賞令人滿足?

因為習慣一旦自動化,我們就不再注意自己的所做所為了。行為的改變,始終始於察覺。必須意識到自己的習慣,才能改變它們。在改變習慣時,要讓提示顯而易見,執行意向和習慣堆疊是兩種非常實用的策略。執行意向的公式是:我會於〔時間〕,在〔地點〕進行〔行為〕,而習慣堆疊的公式是:做完〔目前的習慣〕之後,我會執行〔新的習慣〕。

《原子習慣》指出,在養成好習慣,激勵的效果常被高估,可是環境往往更重要。因此讓環境裡可以觸發好習慣的提示顯而易見往往事半功倍。在新環境中養成好習慣也比較簡單,因為不必和舊提示對抗。環境當然也可能觸發壞習慣,因為那些所謂有高度自制力的人,其實不常待在充滿誘惑的環境,因為迴避誘惑比抗拒誘惑來得簡單。要根除惡習,最實用的方法是減少接觸激發惡習的提示。

行為改變的第二個法則,是讓習慣有吸引力!習慣是多巴胺驅動的回饋迴路,行為的動機會被升高的多巴胺提升。讓我們採取行為的,是對獎賞的預期而非實現,因為期待愈大,多巴胺的峰值愈高。誘惑綑綁的是讓習𠍿有吸引力的一種方法,把「想要」的行為與「需要」的行為配對。有人問我為何能抗拒滑手機的誘惑靜心讀書。其實我沒有,我只是每讀完一章才允許自己滑手機啊!

我們所處的文化也決定了啥行為對我們有吸引力,於是傾向養成所處文化誇讚與認可的習慣,因為我們有融入族群的渴望。我們會不自覺摸仿三種人:親近的家人和朋友、族群中的多數人、有地位和身份的有力人士。我也發現不管在人生的任何階段,有學習的對象是很重要的。因此要打造好習慣的一個方式是,偷偷加入想要的習慣是常態的文化,或者加入本來就有共同點的群體。當該行為廣泛獲得認可、尊敬和讚美,我們就會覺得該行為很有吸引力。反之,要戒除壞習慣,就是讓它們毫無吸引力,強調避免某個壞習慣後能帶來的益處,會讓它們顯然沒有吸引力。

行為改變的第三個法則,是讓行為輕而易舉!精通習慣,要由重複開始,而非完美。我也發現,不適應的完美主義者,反而難以養成好習慣,因為他們以為好習慣的養成要有完美的開始與過程。而且,在這個速食且功利的年代,我們愈來愈低估了重複的效應,太多事情都講求要立竿見影的馬上好。

習慣的養成取決於頻率,而非時間。最有效的學習形式是實行,而非計畫。我們會被花費最少力氣的選項吸引,創造一個讓正確事實容易執行的環境可以事半功倍。減少與好習慣相關的阻力,增加與壞習慣相關的阻力,養成好習慣和戒除壞習慣就相對簡單了。行為改變第三法則的反轉,就是讓行動困難重重!

行為改變的第四個法則,是讓獎賞令人滿足!當經驗令人滿足,我們就比較有可能重複一項行為,反之帶來立即懲罰的行為會被避免。我們優先考量的是立即的獎賞,而非延遲的。維持一項習慣的關鍵重要是「成功」的感受。最令人感到滿足的感覺,就是進步的感覺。別錯過兩次,如果錯過一次就要趕緊回到正軌。

以上是書中菁華的冰山一角。除非你真的覺得人生過到現在已經差不多了,只要還想要進步,這本《原子習慣》絕對是物超所值的超高CP值投資!




本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】

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2020年3月20日 星期五

礙在瘟疫蔓延時


Creative Commons 4.0 BY-NC

今年真是多災多難的一年,春節前一切都看似美好,只是中國湖北武漢似乎可能有個新興傳染疾病,但是沒想到春節假期一收工,整個世界似乎就豬羊變色了,台灣市面上甭說口罩,就連消毒酒精也難以買到了。

2019冠狀病毒病(COVID-19,俗稱「武漢肺炎」)疫情一路延燒下來,中國的疫情是否真的有如官方資料那樣被控制住了,還是個未知數的情況下,沒想到原本隔岸觀火的歐美各國卻疫情大爆發,反倒是一開始焦頭爛額的日本和韓國卻似乎控制住了疫情。韓國儘管確診人數破八千,但近日僅是緩慢增長,患者致死率(Case-Fatality Ratio)目前也相對其他國家低。

另一個震撼各界的新聞是,英國政府欲接受首席科學家的建議,考慮要用「群體免疫力」(herd immunity)的方法因應武漢肺炎。方法是集中醫療資源保護較容易罹患重症或死亡的民眾,同時放任讓六七成左右死亡風險較低的年輕族群感染武漢肺炎,並產生抗體,以便一勞永逸地解決問題。贊同此方式者主張,因為有相當多感染SARS-CoV-2的人並沒有明顯症狀,所以極難防範,而且諸多封城鎖國和限制活動的政策影響經濟和違反人權,加上大量篩檢成本高昂,還不如採用「群體免疫力」的方式。

相對的是,台灣在這次的武漢肺炎疫情中一開始就是採取堅壁清野的政策,成本和代價看似比起有條件管控的國家還高許多,不少有識之士認為可能難以持續。然而,這是個動態賽局的局面,台灣受到的影響,會隨著其他國家採取的不同策略而變動。隨著時間的推移和疫情的動態發展,對台灣的影響反而可能是相對(其他日韓歐美國家)變小的。以下是一些淺見:

一、台灣的文化、娛樂、體育產業產值相比日韓歐美是小很多很多,沒差上十幾倍也有差上好幾倍吧?因此禁止大型文化、娛樂、體育活動的成本也比這些先進國家小很多。

二、台灣幾乎沒有精品品牌可言,不管是內需的還是外銷的。講白一點,就是幾乎沒有遊客專程來台灣大肆血拚精品,所以影響也比日韓歐美小很多。

三、台灣不算是重要的交通樞鈕和旅遊聖地,航空業和旅遊業在全球的份額頗小,影響也比日韓歐美甚至東南亞小。

四、台灣動不動上大醫院濫用健保的人太多了,不像日韓歐美那樣,上醫院的人幾乎都是必要的。據我和朋友們的觀察,近來上大醫院的人數下降至差不多一半甚至三分之一不到,釋放出不少醫護能量,倘若疫情升溫會有一定的緩衝效果(不過,濫用健保就是不對的,這個在疫情過後也該順便檢討,畢竟這次比較有緩衝的時間,如果遇上又急又猛又兇的,就立馬崩潰了)。

五、台灣對旅遊和出差,無論是出入境的嚴格限制,看似造成很大的不便和成本,可是愈來愈多和台灣有重要經濟交流的國家也限制所有非本國籍旅客出入境了,已非台灣可以單邊決定的,台灣控管境外移入感染的成本也會隨著這些國家的自我封鎖而下降。

台灣迄今表現不俗,據說已被一些國家如紐西蘭和以色列參考效法,可是持久戰才開始沒多久,網友的諸多造神運動其實是種傷害。理性和冷靜地監督政府才是民主法治社會長治久安之道!另外,過度譴責在一些國家升級成三級警示前就出國前往者,不僅毫無道義,也會對患者施加不必要的壓力而產生隱匿病情的誘因。

至於英國原本試圖要採取的「群體免疫力」政策,也因多位學者的公開呼籲而改弦易轍,至少開始限制一些活動了。其實,我們不必對「群體免疫力」的政策有過度的批評,因為「群體免疫力」並非沒有科學基礎,只要感染了SARS-CoV-2的患者,體內產生的抗體濃度夠高。想知道所謂的免疫力是怎麼回事,可以讀讀伍焜玉院士的《免疫的威力:免疫力,就是最好的醫生!治癒過敏、發炎與癌症的免疫醫療法》

然而,我卻主張,這個「群體免疫力」的政策,壓根兒連政策都說不上,因為說穿了,群體免疫力是過去公共衛生不發達時,疫情肆虐後殘酷地自然發生的。就像天花在歐亞大陸橫行,歐洲人被迫產生了一定的「群體免疫力」,當他們抵達美洲時,可能有高達九成的美洲原住民死於天花,讓歐洲白人以為如有神助,順利以少數人口統治整個美洲大陸。關於這段歷史,可以參考賈德.戴蒙(Jared Diamond)的《槍炮、病菌與鋼鐵:人類社會的命運》Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies)。

那為何說這連個政策都不算呢?我們來假設,如果說17年前發生的疫情是這次的冠狀病毒而成了COVID-03而非患者致死率更高的SARS,就當時緩慢的定序和檢測技術來說,幾乎是不可能像今天這樣快速掌握冠狀病毒的基因體序列,並且利用來進行大量的檢測。於是,在難以追蹤和干預的情況下,「群體免疫力」是被迫接受的結果,也不會是政府主動想要採取的策略。

可是生醫科技進展日新月異,在現在定序技術發達,篩檢技術不斷推陳出新的時代,我們應該用盡一切科學方法來對抗和防範這個疾病。危機就是轉機,說不定還會產生不少科技上的創新,也該教育民眾和政客基礎研究能量的重要性。基因體研究的進展有多快呢?可以讀讀《基因:人類最親密的歷史》The Gene: An Intimate History)(請參見〈人類最親密的基因史〉)。因此,身為科學人,主張採取被動的群體免疫力,是不負責任的(除非是被動地想要把那些採取這策略的國家當作實驗觀察對象)。如果還沒窮盡所有科學的方法來控制疫情前,就先採取「群體免疫力」,那是放棄這廿卅年來生命科學的大幅進展不用,實在太可惜了!

我們人類的預期壽命,在過去百年倍增,從平均三四十歲提高到七八十歲,公共衛生狀況的改善、疫苗的大規模施打、抗生素的發明和使用,食品安全知識的增進等等都是主因。我們能讓大部分人過著健康的生活,是強力干預自然的結果,即使有些崇尚自然的人很不屑,但大家都是受益者!如果我們唾棄所有過去百年的公共衛生和醫學上取得的進展,那麼我們又會倒退回平均預期壽命只有三四十歲的古代!想知道我們現在有多享受科技,可以參考《世界,沒你想的那麼糟:達爾文也喊Yes的樂觀演化》The Rational Optimist:How Prosperity Evolves)(請參見〈世界,真的沒你想的那麼糟嗎?〉)。

沒錯,積極對抗武漢肺炎需要大量的經費和經濟上的犧牲以及生活上的不便,可是想想過去廿卅年,我們人類花費了多少資源在戰爭的互相殘殺和防衛,人類互相仇恨的恐怖攻擊的後遺症也造成了不少不便,這次疫情花費再多資源來救人,難道比戰爭更沒有意義嗎?花費甚至相比之下也還是小巫見大巫(美軍在占領伊拉克期間,一天的軍費可是上億美金),根本是超划算的好嗎?況且,在這個各國經濟緊密相連的全球化時代,各國都是唇亡齒寒的關係,只要別國疫情在燒,自己的經濟就難以全身而退。抗疫如同作戰,想知道第一線醫護人員如何工作,可以讀讀《對決病毒最前線:從流感、炭疽病、SARS到伊波拉,資深防疫專家對抗致命傳染病的全球大冒險》The Next Pandemic)(請參見〈對決病毒全境擴散最前線〉)。

冠狀病毒跨物種地肆虐人類,隨後演化成導致普通感冒的病毒,在人類歷史上可能多次發生,只是我們的祖先不明所以只能把疫情以「瘴氣」稱之,這種疫情也很有可能不會是最後一次,所以我們學習到的經驗,無論是科學的或政治的,都極為重要。病毒跨物種多次感染人類,可以參考《下一場人類大瘟疫:跨物種傳染病侵襲人類的致命接觸》Spillover Animal Infections and the Next Human Pandemic)(請參見〈下一場全境擴散的人類大瘟疫〉),關於我們人類的歷史有很大程度是如何被瘟疫塑造的,可以參考《瘟疫與人:傳染病對人類歷史的衝擊》Plagues and Peoples)。

當初,要不是SARS疫情後,各國又開始小看冠狀病毒而大砍相關研究的經費,說不定我們這次早就可以老神在在,而不是所有大國都哀鴻遍野!長期穩定的研究經費,而非炒短線式的政治作秀,是人類未來繼續面對這類瘟疫的有力武器!

如果,還無法認識到全人類這次康復世界、時代抗疫的意義,或許是時候來讀讀法國作家卡繆(Albert Camus,1913-1960)的《瘟疫》La Peste)了!

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2020年3月11日 星期三

下一個人類大未來






只要你讀到這篇文章,那你一定用了大家都在使用的科技。

99.99%的人應都希望理性和知識能讓世界變得更美好,除了恐怖份子。可是,我們也常見到地球或人心被科技摧殘的故事,然後用科技產品在網際網路上幹譙科技。

科技無所謂善惡,人心才有。美國惡名昭彰的「大學航空炸彈客」(Unabomber)——泰德.卡辛斯基(”Ted” Kaczynski,1942-)為了對抗現代技術與工業化對人類與社會的侵蝕,於1978年至1995年間在全美範圍內有針對性地郵寄或放置炸彈,使用的還是科技啊。

過去讀《哈利波特》(Harry Potter),覺得魔法的世界好神奇。可是有些魔法,現代科技不也差不多能做得出來嗎?不管喜歡與否,我們未來只能眼睜睜地看著科技飛速發展,勢不可擋。為了人類的大未來,我們都希望科技真的能提高我們的生活品質,讓人活得更像人,而且能夠永續地發展下去。然而,我們走在了康莊大道上了嗎?未來是我們可預測或預期的嗎?

為了讓我們知道有沒有這個可能,《解開生命之謎:運用量子生物學,揭開生命起源與真相的前衛科學》(Life on the Edge: The Coming of Age of Quantum Biology)、《悖論:破解科學史上最複雜的9大謎團》(Paradox: The Nine Greatest Enigmas in Science)等書作者吉姆.艾爾卡利里(Jim Al-Khalili)找來十八位英國頂尖科學家,來為我們討論人口統計、資源保護、氣候變遷、醫學、遺傳學、超人類主義、人工智慧、量子運算、網際網路工程、運輸、能源等等的未來可能性。這些文章,集結成了《人類大未來:下一個五十年,科技如何讓人類更幸福?》(WHAT’S NEXT?)這本書(請參見〈運用量子生物學解開生命之謎〉)。

要用一本科普書來談論這麼多大主題,是很困難的。嚴格來說,這十八章,每一章都可以寫成一本頗具份量的科普書,要把十八個專家對未來的預測放在一本書裡頭,顯得這本書的內容太分散和龐雜。然而,如果你關注的是人類未來的許多方面,但是卻時間有限,那麼這本書就頗適合。只不過,因為十八位科學家們的文風各異,要有心理準備這本書讀起來更像是雜誌而非書籍。

讀這本書時,我們也該了解,專家學者的預測不一定正確,就像2008年金融風暴發生前,沒多少財經學者準確預測到,據說在蘇聯解體前,也沒多少政治學者能夠料到。如果具有一定的未來科技預測能力,相信在股市中就能呼風喚雨、喊水會結凍了吧,還當專家學者幹嘛?當然,這並不說明對未來的預測毫無價值。例如愛因斯坦雖然無法預測第三次世界大戰用了啥武器,但是他幾乎能肯定,第四次世界大戰用的大概是棍子和石頭。

對於未來樂觀的預測,可能是比較討喜的,因為即使落空,我們總能安慰自己,這不過是時候未到而已;我們反感的是悲觀的預測,因為我們不想要那樣的未來,一旦沒發生,我們就會無情地嘲諷。然而,悲觀的預測,也可能是我們很需要的,就因為我們不希望有那樣的未來,我們才會努力讓預測落空。因此,提出悲觀預測的有志之士,其實是勇者。

我們無疑在環境保護、生物多樣性及人口遷移上遇到了很多重大的問題,科技的進步固然帶來了許許多多的便利,可是卻拉大了貧富差距,還可能侵害隱私權和基本人權,這些惡果對未來的社會會造成多少變動,從美國的川普當選、中美亂無章法的貿易戰、中國對言論監控的加劇、假新聞在選戰時亂飛、法治的香港淪為黑警治港、西方各國極右勢力的崛起等等這些亂象,就可見一斑。

或許有些利益團體會砸錢宣導鼓吹人類的一些重大問題不存在過,例如環境的破壞並不嚴重、全球氣候變遷和人類活動沒有關係、貧富分化是假議題等等,視事實和資料為無物,活在另類事實的世界裡。解決不了問題就解決提出問題的人吧!

身為科學研究工作者,我相信這些科技帶來難題,未來應該用更多科學知識來解決。至少我還蠻確定,人類的現代社會對科技有相當的管理能力,無論是核能也好、基改生物也好、AI人工智慧也好,儘管被危言聳聽者誇大了危害,局部的短暫失控偶爾發生了幾次,可是對人類還未造成任何大危機。人類社會還是有很強大的反饋系統,每一次災難的發生,都讓我們多少學到一次防範下一場類似災難的救命知識,我們在試錯中大步前進。

吉姆.艾爾卡利里是位優異的科普作家,如果他把《人類大未來》的十八章都整理重寫,或者乾脆把四個部分,分成四本書來出版,可讀性肯定更高。但是可惜的是,《人類大未來》並未這麼做。這並不是本膚淺的書,作者們並沒有要強塞什麼定見到你腦袋中,你必須要有足夠的思考力來讀這本書。

或許,我們可以把這本書當作對了解未來的引言,瞭解人類未來的世界可能會遭遇到什麼樣的問題,我們不需唾棄悲觀的預測,而該努力不讓災難發生,即使那些預測從頭到尾都沒準確過,至少我們的努力仍能讓我們更了解這個世界的運作,我們也更能夠駕馭科技讓世界變得更美好。


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2020年3月4日 星期三

十個大哉問的霍金大見解








如果你有一大堆關於科學、科技、人類未來⋯⋯等等的問題,你最想要問誰?

如果說很多人想問英國理論物理學家、宇宙學家史蒂芬.霍金(Stephen Hawking,1942-2018),應該一點也不令人意外吧?畢竟,霍金的《時間簡史:從大爆炸到黑洞》(A Brief History of Time: from the Big Bang to Black Holes)是有史以來最暢銷的科普書之一,共被翻譯成四十多種語言,銷售超過一千萬冊。

霍金的生平極為傳奇。霍金出生於伽利略(Galileo Galilei,1564-1642)逝世後三百週年,1963年,他罹患漸凍人症(肌肉萎縮性脊髓側索硬化症),病情逐漸惡化至全身癱瘓,無法發聲,必須依賴語音生成裝置與他人溝通。原本患上此症者,從發病到死亡的平均生存期為三至四年,然而霍金卻憑著極為堅強的毅力活了五十五年!在患病期間,他還擔任劍橋大學盧卡斯數學講座教授長達三十年!

霍金的愛情故事甚至被改編成賣座電影——《愛的萬物論》(The Theory of Everything),述說1960年代的劍橋大學,就讀博士學位的物理系學生霍金與文學系學生潔恩.懷爾德(Jane Wilde)相識相戀的浪漫愛情故事。

身患漸凍人症的霍金被醫生診斷只能生存兩年時間,不過在潔恩的堅持下兩人很快結婚成家,先後育有三個子女。在羅傑.彭羅斯(Sir Roger Penrose)等教授觀點的啟發及導師丹尼斯(Dennis Sciama )的幫助下,霍金對黑洞和時空奇點等前沿未知領域的理論越來越著迷並有所貢獻,最終用有關宇宙膨脹性質的前瞻理論獲得博士學位。

霍金的知名度越來越大,致力於尋找能夠統一相對論和量子力學的理論。與此同時,他的病情也逐漸加深,最後坐上輪椅,因肺炎其咽喉部位經過手術開刀後不能講話,不得不使用一種能代替本人發音的語音生生裝置。在這些情況下,他仍克服困難相繼出版《時間簡史》等科普書。

霍金身體的惡化導致夫妻感情破裂,潔恩在與鋼琴師強納森(Jonathan Jones)相處過程中逐漸戀愛,而霍金與陪伴幫助自己語言表達的私人女看護伊蓮(Elaine Mason)產生感情。最後兩人在九零年代和平地分手,並各自組建新的家庭。




2018年3月14日愛因斯坦(Albert Einstein,1879-1955)誕辰當天,霍金的家人發表聲明表示霍金去世,終年76歲。葬禮在2018年6月15日於倫敦西敏寺中殿的教堂舉行,毗鄰牛頓和達爾文的墳墓。今年暑假到倫敦時,我順道過去拜訪,雖然心裡也有不少問題要跟他請教,但是甭提我還不會觀落陰,即使我已經會,在西敏寺內作法應該會被警察架出去吧⋯⋯

還好,他逝世後,他的同事和女兒等人,從霍金留下的文章、教學、演講等等大量檔案中,挑選出菁華,編纂了《霍金大見解:留給世人的十個大哉問與解答》(Brief Answers to the Big Questions),讀這本科普書就可以瞭解霍金對一些大哉問的大見解。

這本書還找來奧斯卡獎及金球獎影帝,在電影《愛的萬物論》中飾演霍金的艾迪.瑞德曼(Eddie Redmayne)撰寫〈前言〉,《星際效應:電影幕後的科學事實、推測與想像》(The Science of Interstellar)作者、2017諾貝爾物理學獎得主基普.索恩(Kip Thorne)撰寫開場白〈我們站在霍金的肩膀上〉,以及霍金的女兒露西.霍金(Lucy Hawking)撰寫〈後記〉。《霍金大見解》一部分版稅將捐贈予運動神經元疾病協會(Motor Neurone Disease Association)和史蒂芬.霍金基金會(Stephen Hawking Foundation)作為慈善用途。




《霍金大見解》探討一些宇宙中最大的謎團,並宣導科學在幫助解決地球的重大問題方面非常重要。霍金的十個大哉問是:上帝存在嗎?宇宙是怎麼開始的?宇宙中還有其他智慧生命嗎?我們能預測未來嗎?黑洞裡面是什麼?時間旅行有可能嗎?我們能在地球上存活下來嗎?我們應該殖民太空嗎?人工智慧將會比我們聰明嗎?我們如何形塑未來?




儘管霍金的後半生只能坐在輪椅上很緩慢地用人工語音和外界溝通,可是他的心靈在宇宙中的遨翔是無邊無際的。他一輩子都在思考物理學和宇宙學最基礎和終極的問題,但是他在試圖回答這些大哉問時,並不使用任何艱澀的概念。雖然霍金的許多學術貢獻在黑洞的研究上,可是他在《霍金大見解》中更關注的是地球上的人類。

《霍金大見解》討論了今天的許多挑戰,包括對地球的最大威脅,像是六千六百萬年前摧毀恐龍的那個「小行星碰撞」,我們能夠有效防禦嗎?海洋溫度升高融化冰蓋並導致釋放大量二氧化碳,會讓地球氣候像金星一樣,溫度升高到250°C嗎?我們是會受到核戰爭的威脅,還是核融合將帶給我們潔淨的能源、完全沒有污染或全球暖化?未來人工智慧(AI)可以發展出自己的意志,與我們的意志發生衝突嗎?當少數富人能夠當上超人類的基因改造種族,具有更大的記憶和疾病抵抗力,會危害到其他人的生存嗎?

《霍金大見解》也探討了生命的重大問題,像是在接下來的五十年裡,我們將逐漸了解生命是如何開始的,並可能發現生命是否存在於宇宙的其他地方;關於時間,霍金指出,我們無法到達大爆炸之前的那一段時間,因為大爆炸之前並不存在時間。時間僅存在於我們這個宇宙中。

霍金相信宇宙可以通過最終的「崩墜或擴張」達到終點,在過渡時期我們都是旅行者,他希望我們把這個未來變成一個我們都想要的未來;關於時間旅行的可能,他認為時間旅行可能是一個非常嚴肅的問題,我們目前還不能排除其可能性;關於上帝,他相信如果有上帝,那就是自然法則,他主張可以把科學定律稱為上帝,但不是個擬人化的上帝,他預言我們將在本世紀末能夠瞭解上帝。對霍金來說,最簡單的解釋應該是,上帝不存在,並且沒有可靠的證據來證明來世的存在。

霍金對科學能夠解決人類的重大問題,是很樂觀和具有信心的,他認為我們可以用科學來開發出有效隔離二氧化碳的技術並且降低再生能源的成本;利用基因科技來製造廉價且營養豐富的食物,並且對抗疾病;我們能夠把月球當作基地來移民外星,例如開發火星,他認為在未來的一百年裡我們會飛到太陽系的每個角落,再五百年後,我們能夠飛到另一個恆星系去。

為了讓我們的未來充滿希望,他主張我們要重新思考我們與地球的關係,並且如何合理地利用資源,並且更公正地分享財富,改革科學教育,鼓勵更多優秀的年輕人投入科學研究。

身體被囚禁在幾乎動彈不得的身體裡,霍金從不厭世,而且還極度關懷我們全人類的未來。和他相比,我們絕大多數人都堪稱身心健全,難道不該更關心這本書的大哉問嗎?難道不該對人類的未來負起更多的責任嗎?


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