上一次看到滿天繁星是什麼時候的事呢？
我印象最深的是凌晨3點多在美國加州國家公園，酷愛登山的博士班指導教授及實驗室夥伴，把我從帳篷裡拖出來欣賞銀河壯闊的星空，那美景真是讓人心醉。
雖然我們的星空不會像科幻作品《三體》裡那樣被智子（Sophon）操控對人類眨眼，但星空為我們帶來多少宇宙的訊息呢？現在，即使是鄉村也難得見到繁星，但我們的心靈仍不時和它們有所連結。否則，為什麼星座運勢的相關訊息幾乎無孔不入呢？
十二星座的概念可以追溯到古巴比倫時期。他們根據太陽、月亮和行星在天空中的運行路徑（黃道帶）把星空劃分為若干區域，並賦予這些區域神話中的生物或英雄名稱。古希臘人不僅繼承了巴比倫的星座系統，還與希臘神話緊密結合，形成了一個更加系統化的星座編排，固定了十二星座以對應黃道帶上的12個月份。隨後，在羅馬時期，這些希臘星座仍被繼承並賦予拉丁名字，至今仍廣泛使用。占星學就是利用十二星座的位置和運行來解釋並預測人類的性格和命運。
源自於古代天文觀測的占星學
占星家需要精確的天文資料來進行預測，他們詳細記錄了行星運行、月食和日食，這些記錄為後來的天文學研究提供寶貴的資料。無論是透過神話、宗教還是科學，古人都試圖解釋並理解頭頂上的星空。投入的心力不僅豐富人類的文化遺產，也為現代天文學的發展奠定基礎。
身為無可救藥的地圖愛好者，布魯克希欽（Edward Brooke-Hitching）近年出版的《天空地圖：瑰麗星空、奇幻神話，與驚人的天文發現》（The Sky Atlas: The Greatest Maps, Myths, and Discoveries of the Universe），是一本充滿歷史性視覺元素的天文學作品。書中收集了自亞里斯多德到愛因斯坦時代，以及最新的星際探索的各種宇宙圖、故事、繪畫與器物，展示了人類對天空和宇宙的想像與發現。
《天空地圖》結合了神話與科學，深入探索人類對天空的迷戀。尤其是書中的圖像非常震撼人心——從古老洞穴壁畫到超高解析度的影像，都展示了人類對宇宙的癡迷，這不僅展示了美麗的星圖故事，更是關於視覺化圖表的歷史，從天文學和天體製圖學，交織了天文學發現、傳說和被遺忘的歷史篇章。既是一部豐富有趣的星空大全，更是一部關於人類如何觀察星空的歷史、科技進步以及文化交融的記錄。
除了地圖，布魯克希欽還細心講述與圖表相關的神話故事和天文發現，讓我們理解到圖表不僅是科學的呈現，也承載著豐富的文化和神話意義。《天空地圖》的第一章「古代的天空」始於史前時期，當時不同地區的人們首次嘗試解釋地球之上的宇宙。據信，最早的星圖是於法國南部拉斯科洞窟（Lascaux Cave）裡的昴宿星團（Pleiades），又稱為七姊妹星團。古巴比倫人是最早系統化記錄天文現象的文明之一，他們用泥板製作詳細的星表和天文日誌，以記錄日月食、行星運行軌道以及其他天文事件。這些記錄至今對研究天體週期仍至關重要。
古代的天文地圖常與神話緊密相連。在古埃及，天狼星（Sirius）會在尼羅河泛濫前出現，因此被認為是預示著豐收伊西斯女神（Isis）的象徵。古希臘人把眾神的故事織入星座之中，包括赫克力斯和阿波羅等。在中國古代政治和文化，則以「天命」這個概念為核心——中國的皇帝被視為「天子」，意指天命之子，而他們統治國家的正當性是由「天」這種超自然力量授予的。中國古代的星官系統不僅觀測天象，還與皇權治理緊密結合，反映天人合一的思想。皇帝和朝廷經常根據天象制定政策，這些預測會影響農業、戰爭等關於國家決策。
從黑暗時代到科學的天空
隨著時代的演進，天文地圖也開始加入更精確的技術與更廣泛的天文知識。第二章「中世紀的天空」主要探討伊斯蘭和歐洲的天文學，也簡要回顧了中美洲地區例如印加、馬雅和阿茲提克文明的天文學發展。托勒密（Claudius Ptolemaeus）公元二世紀撰寫的《天文學大成》（Almagest）詳細描述地心說，即地球是宇宙的中心，所有的天體都繞著地球運行。這個理論在中世紀被廣泛地接受和傳播。
中世紀的歐洲，仍處於所謂的「黑暗時代」，這時的伊斯蘭學者在天文學、數學和哲學領域有較進步的發展，他們融合了古希臘的知識和自身的創新，形成獨特的學術傳統。著名的敘利亞天文學家巴塔尼（al-Battani）和波斯天文學家拉赫曼蘇菲（Abd al-Rahman al-Sufi）這兩位對天文觀測和星圖繪製有重要貢獻。而阿拉伯天文學家則修正和擴展托勒密的地心說，再把這些知識傳回到歐洲。
接下來第三章「科學的天空」，涉及許多天文愛好者所熟悉的話題，包括哥白尼、克卜勒、伽利略和牛頓。哥白尼的貢獻不僅重新定義人類對宇宙的理解，也意味著科學方法從立基於哲學和神學的推理，轉變為從觀察和運用數學的推導驗證。隨著印刷技術的發展，讓星圖得以大量印刷並傳播。德國律師拜爾（Johann Bayer）身兼星圖繪製師，他的《測天圖》（Uranometria）是第一部包含所有當時已知星座的星圖集。當時翻譯並出版了許多重要的天文學著作，例如托勒密的《天文學大成》、哥白尼的《天體運行論》（De revolutionibus orbium coelestium），以及克卜勒和伽利略的著作，這些書籍在歐洲廣泛傳播，促進了天文學知識的交流和發展。
如何探索沒有疆界的星空
到了近代，天文星圖也見證了科技進步，例如使用望遠鏡和探測器進行太空觀測。在最後一章「現代的天空」，追蹤了從19世紀中葉至近代的發展，包括哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）、目前正在火星上的洞察號（InSight）探測器、接近太陽運行的帕克太陽探測船（Parker Solar Probe）、探索太陽系邊緣的庫伯帶（Kuiper belt）的新視野號（New Horizons），以及於2021年12月發射的韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）。每個階段都反映當時天文學的科學成就和宇宙觀。
在這些高科技的望遠鏡和探測器的加持下，星圖更加精準，開始描繪了更遙遠的星系和星雲，並把宇宙理解為一個持續擴張的動態空間。此外，現代科技例如電腦繪圖和衛星測繪技術，使我們能建構出涵蓋整片夜空的詳細三維模型，這些模型不僅用於學術研究，也成為普及天文學的重要工具。
美國加州大學聖克魯斯分校的藝術家和天文物理學家伊瑪拉（Nia Imara）在本期撰寫〈握在手中的分子雲〉（參見48頁），便是結合科學與藝術，探索了我們無法觀測到的分子雲結構。她利用3D列印技術，來創建分子雲的物理模型，讓那些我們難以藉由望遠鏡觀測的神秘分子雲結構，變得直觀且容易理解。如果布魯克希欽再晚幾年撰寫本書，說不定這顆3D分子雲模型，也會成為書中內容之一。
《天空地圖》中精采的敘述，布魯克希欽不僅告訴我們天文地圖的技術發展，更重要的是揭示了這些地圖如何記錄人類對宇宙中無窮奧秘的理解和想像，並且把科學的發現與文化、故事編織成一部關於星空的敘事詩。對於愛好歷史、天文學、藝術及文化的讀者來說，都是一本不可多得的寶典，值得一讀再讀。
【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2024年第268期6月號】
2024年11月20日 星期三
從洞窟裡的壁畫，探索人類的星空演變圖
2024年11月12日 星期二
當天堂發售時的太空商業時代
小時候，我最崇拜的職業之一就是太空人。雖然我連走路都會莫名其妙地仆街，當然知道這絕不是我未來的志向，但我一旦遇到沒聽過NASA（美國國家航空暨太空總署）的阿宅，肯定會（白目地）向他們滔滔不絕地曉以大義介紹這個（曾經）偉大的機構。
到了美國加州念博士班後，我決定如果有機會到東岸的佛羅里達或德州休斯頓，一定要去參觀一下甘迺迪太空中心（Kennedy Space Center）或休斯頓太空中心（Space Center Houston）。這兩個地方對我來說，幾乎是太空迷的朝聖地。
終於有一年，我到休斯頓參加研討會，滿懷期待地計劃著要去休斯頓太空中心。然而，當我詢問那些曾經去過的阿宅朋友時，去過的都說讚⋯⋯哦不⋯⋯爛。有阿宅甚至說，如果我還想對NASA保有一絲敬意，最好不要參觀休斯頓太空中心，因為那裡只會讓你看到一個過氣的官僚養老機構。這些話讓我大失所望，最終打消了念頭。
然而，現在我卻有些後悔沒去成。儘管我沒親自去，但從許多新聞、文章和書籍中了解到，NASA確實已經過氣了。如果當時去了，說不定我還能加油添醋地火上澆油呢。這些失望，其實源於NASA曾經的輝煌，照耀著眾多理工阿宅熾熱的心，只是我們都為NASA後期的不思進取感到恨鐵不成鋼的惋惜。
從1957年蘇聯發射第一顆人造衛星史普尼克一號（Sputnik 1），到1969年美國成功登月，僅僅用了不到十五年的時間。十年後，美國開始定期發射載人太空梭任務。冷戰時期是美國太空技術的鼎盛時期，然而這種榮耀在此後逐漸褪色，接下來的三十年裡，NASA步履蹣跚，鮮少在主流媒體上看到他們的創意突破，反而是不少失誤和意外。這讓曾經崇拜NASA的我們，心中不免感到一絲惋惜和失望。
提到NASA以外的太空飛行，許多人第一個想到的往往是伊隆．馬斯克（Elon Musk）的SpaceX。這家公司在創紀錄的時間內將載人火箭送入太空，並定期執行NASA的任務。雖然SpaceX和馬斯克吸引了大部分的注意力，但這也導致我們對過去15年來私人太空產業的其他進展知之甚少。
艾胥黎．范思（Ashlee Vance）的新書《太空商業時代：馬斯克引發的太空經濟革命》（When the Heavens Went on Sale: The Misfits and Geniuses Racing to Put Space Within Reach）為我們揭示了這一轉變。他之前曾撰寫過馬斯克的傳記《鋼鐵人馬斯克：從特斯拉到太空探索，大夢想家如何創造驚奇的未來》（Elon Musk: Tesla, SpaceX, and the Quest for a Fantastic Future），在此過程中和馬斯克結下不少梁子。這次，他在嗑大麻之餘，深入探索了這個不斷變化的航太工業，展示了矽谷阿宅如何憑藉資金挑戰老派太空組織，追求太空夢想。
馬斯克創立了SpaceX，大家認識到太空旅行可以由非政府組織運作。SpaceX的Starship計畫是其未來太空探索的核心，目標是實現火星殖民和其他深空任務。在過去幾年中，SpaceX多次進行Starship原型的測試飛行，包括高空試飛和軟著陸測試。特別是在2024年6月，SpaceX進行的第四次測試飛行中，Starship成功完成發射、再入和海面軟著陸，這標誌著該計畫的重要進展。這次測試的成功不僅展示了Starship的技術潛力，也為未來的月球和火星任務奠定了堅實基礎。
獵鷹9號火箭（Falcon 9）是SpaceX的主力火箭，以其可重複使用性和高效能著稱。過去幾年中，獵鷹9號火箭頻繁執行商業發射和國際空間站（ISS）補給任務。2024年6月7日，獵鷹9號火箭完成了第三百次成功著陸，這一里程碑進一步鞏固了SpaceX在可重複使用火箭技術上的領先地位。這意味著SpaceX不僅在技術上穩步前進，也在經濟上實現了巨大節省。
SpaceX的Starlink計畫目的在利用低軌道衛星提供高速網際網路服務，特別是那些偏遠和服務不足的地區。自推出以來，Starlink 衛星星座的規模迅速擴大。截至2024年，Starlink 已經部署了超過六千顆運行中的衛星，提供全球覆蓋，展現了SpaceX的技術實力和在全球通訊市場中的巨大潛力。
Dragon太空船是SpaceX用於載人和貨運的主要載具。在過去幾年中，SpaceX持續進行Dragon太空船的載人飛行任務，尤其是與NASA合作的商業載人計畫（Commercial Crew Program）。這些任務不僅為國際空間站運送宇航員和物資，還展示了Dragon太空船在商業太空飛行中的可靠性和安全性。
即便如此，太空探索仍然昂貴：發射火箭需要數百萬美元。不過，如今太空市場正在蓬勃發展，許多製造小型衛星和小型火箭的公司正在為地球帶來技術革命。范思在《太空商業時代》中描繪了三個火箭製造商和一家衛星公司的故事，揭示了新太空競賽的全貌。
與NASA文化的拖延和高成本形成鮮明對比的是，矽谷的私營公司以低廉的價格和快速的開發周期佔領了太空的最後前沿。范思描繪了這種文化轉變，展示了私營企業如何以更低的成本和更高的效率推動太空技術的進步。他透過對這些創始人和其他相關人物的廣泛採訪，深入了解他們的運營狀況，從印度到紐西蘭，甚至冒死前往烏克蘭，探尋他們的故事。
《太空商業時代》中的關鍵人物之一是天文物理學家兼高級軍事科學官員彼特．沃登准將（Simon P. Worden）。他因挑戰官僚體制而被下放NASA的艾姆斯研究中心（Ames Research Center）──這個曾經是太空創新搖籃，卻變成了有前途想法的墳墓。他聚集了一批年輕阿宅工程師，採用簡單、便宜的原則推動太空計畫，形成了與傳統NASA文化截然不同的工作方式。他倡導與商業公司和國際夥伴的合作，推動了許多開創性的太空技術和計畫。
沃登在離開NASA後，成為了「突破攝星計畫」（Breakthrough Starshot）的執行董事。這項創新計畫由俄裔以色列企業家、風險投資者及物理學家尤里．米爾納（Yuri Milner）資助，目標是發射奈米級探測器到最近的恆星系統──半人馬座阿爾法星（Alpha Centauri）。這些奈米探測器將配備超薄的光帆，並使用地面上的強大雷射陣列提供動力。雷射束將加速這些光帆至接近光速，使其能在大約二十年內抵達距地球約4.37光年的半人馬座阿爾法星系統。
在沃登提拔的後進阿宅工程師之中，英國阿宅物理神童兼太空專家威爾．馬修（Will Marshall）成為了他們的非正式領導者。他們住在矽谷的一間集體住宅中，被稱為「彩虹大廈」，開始研究最小的衛星──鞋盒大小的裝置，最終稱之為「鴿子」（Dove）。馬修後來創辦了行星實驗室（Planet Labs），透過一系列微型衛星構成的網路，實現了對地球的持續監控。由於技術進步，衛星變得更小、更便宜，而發射它們的火箭也縮小了尺寸，導致繞地球運行的衛星數量迅速增加。
在過去的幾年裡，小型衛星（Small Satellites）從太空探索中的新奇事物變成了主力選手，改變了我們觀察地球、通訊、科學研究和國防安全的方式。這些小巧而高效的衛星正在各個領域發揮著巨大作用。然而，這種激增也引發了人們的擔憂，擔心會阻礙天文學並增加太空中的碰撞風險。
范思在《太空商業時代》中詳細介紹了行星實驗室以及三家火箭公司──火箭實驗室（Rocket Lab）、艾斯特拉（Astra）和螢火蟲航太（Firefly Aerospace）。這些公司各具特色，無不試圖成為下一個SpaceX。范思採訪了這些公司的關鍵人物，深入了解他們的獨特文化和豐富多彩的故事。
行星實驗室從艾姆斯研究中心的PhoneSat計畫開始，發展成為地球成像領域的領導者。這家公司建造微型、壽命較短的衛星，每年拍攝地球上每個地點超過四百萬張照片。這些衛星組成了一個網路，可以對地球上任何地方進行模式追蹤和每日更新。為了實現這一目標，行星實驗室需要能夠定期用小型火箭在低地球軌道的放「鴿子」，以便每天都在為全球繪製地圖。
紐西蘭阿宅彼得．貝克（Peter Beck）是火箭實驗室（Rocket Lab）的創始阿宅，從一名洗碗機製造商的技術員，成為了引導一個國家航天計畫的重要人物。當美國航太公司拒絕他時，他在紐西蘭啟動了一項航太計畫。火箭實驗室透過其高效的火箭和創新的發射服務，迅速成為小型衛星市場中的佼佼者。公司不僅降低了進入太空的成本，還推動了技術創新和市場擴展。
艾斯特拉（Astra）是一家位於美國加州阿拉米達的私營航太公司，專注於小型衛星發射服務。公司成立於2016年，目標是降低進入太空的門檻，為全球客戶提供經濟高效的發射解決方案。范思從艾斯特拉成立初期開始接觸，擁有內部訪問權，記錄了公司從初具規模到建設、再到崩潰的過程。《太空商業時代》中還包括了創辦阿宅克里斯．坎普（Chris Kemp）的生活故事，增添了真實感和個人色彩。儘管取得了一些成功，艾斯特拉也面臨著諸多挑戰，包括技術故障和發射失敗等問題。
《太空商業時代》最後介紹了螢火蟲航太（Firefly Aerospace），重點講述了湯姆．馬庫希克（Tom Markusic）和麥斯．波利科夫（Max Polyakov）的故事。馬庫希克曾在SpaceX和維珍銀河工作，而波利科夫則是一位把兩億美元資金投入螢火蟲航太計畫的烏克蘭企業家。他們的合作和衝突成為了書中最有趣的部分之一。波利科夫致力於幫助祖國烏克蘭，但美國的航太事業仍屬於美國阿宅，不論投入多少努力和資金，他的身份仍被美國政府質疑。然而，在波利科夫的努力下，美國在小型運載火箭市場上多了一位重要的參與者。
《太空商業時代》還多處提及美國航太產業中，國防和國家安全問題導致的對外國企業和阿宅工程師的嚴格限制，像是貝克原本被視作紐西蘭的創業模範，但為了符合美國法規，被迫把公司設立在美國加州，即使紐西蘭是和美國共享情報資訊的五眼聯盟之一。
這些措施目的在保護敏感技術和資訊，防止它們落入潛在敵對國家的手中。例如，國際武器貿易條例（ITAR）是美國政府用來控制和限制防禦相關技術出口的主要法規。ITAR規定，任何涉及國防技術的出口、進口、銷售和轉讓都需要得到美國國務院的許可。這意味著，涉及火箭、衛星等航太技術的出口需要遵守嚴格的規定，外國企業和阿宅通常不能接觸這些技術。
此外，外國直接投資委員會（CFIUS）負責審查外國投資可能對美國國家安全構成的風險。特別是在航太領域，CFIUS尤其關注外國企業對美國航太公司的投資，確保不會對國家安全造成威脅。美國國家安全局（NSA）和國防部（DoD）也對涉及國家安全的技術有額外的監管要求，監督和管理一些最敏感的航太技術，包括衛星通訊和加密技術。任何在這些領域工作的外國企業和阿宅都需要接受嚴格的背景調查和審查。
總的來說，范思的《太空商業時代》帶領我們走進了一個充滿樂觀主義和創新精神的世界，挑戰了對太空商業化的悲觀態度。這本書不僅記錄了新太空競賽的發展歷程，也反映了太空技術和商業模式的轉變。他深入探討了這些阿宅先驅者的故事和奮鬥歷程，讓我們不僅了解他們的成就，還能感受到他們背後的智慧和勇氣。他以生動的筆觸描繪了新太空企業家的冒險旅程，展示了他們如何憑藉DIY精神推動太空技術的進步，為我們展示了一幅充滿希望和挑戰的太空商業化藍圖。
對於任何對太空產業或者對創新創業感興趣的朋友，這本書都是必讀之作。隨著新一代阿宅企業家的不斷努力，我們有理由相信，太空的未來將更加光明和充滿機遇。這本書提醒我們，在太空產業，瘋狂不見得會成功，但不瘋狂絕對不會成功。
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2024年11月5日 星期二
人工智慧教母李飛飛帶你走進的AI視界
近年來，人工智慧（AI）有太多重大突破了，其中的風險和倫理議題已成為科學界的熱點辯論，就像一場科技版的《權力遊戲》（Game of Thrones）。這些辯論充滿了道德爭議、風險預測和未來猜想，讓阿宅不禁思索：AI究竟是人類的救世主，還是終結者？
無論如何，讓學生熟練運用各種AI工具，可能是學校中最重要的一門功課！想要深入了解AI的歷史、現狀與未來，李飛飛的《AI科學家李飛飛的視界之旅：人工智慧黎明時的好奇心、探索與發現》絕對不容錯過。這本書宛如一場AI的史詩冒險，帶領讀者從早期的科幻夢想一路穿越到現實中的技術奇蹟。而李飛飛，則彷彿是AI界的愛麗絲，帶我們穿越科技的兔子洞，探索電腦視覺和深度學習的奇幻世界。
李飛飛被譽為「人工智慧教母」，她的工作不僅讓機器能「看見」世界，更讓我們「看見」了AI的未來。她的研究讓演算法從零開始學會識別貓、狗，甚至能區分香菜和青蔥。這一切背後，是她在史丹佛大學和Google AI實驗室的不懈努力和創新精神。《AI科學家李飛飛的視界之旅》（The Worlds I See: Curiosity, Exploration, and Discovery at the Dawn of AI）讓我們看到她如何從中國四川成都市的一個普通女孩，成長為AI界的女中豪傑。
李飛飛是史丹佛大學的電腦科學教授，發表過三百多篇科學論文，曾任史丹佛大學人工智慧實驗室主任。李飛飛的先生西爾維奧（Silvio Savarese），也是一位著名的電腦視覺專家，他們長期分居美國兩個不同城市後，目前他也在史丹佛大學擔任教授，目前兩人育有一子一女。他們共同在AI和電腦視覺領域有許多合作和貢獻。
在AI發展的低谷期，李飛飛克服了資源和人才的不足，專注於機器視覺的研究並推動了深度學習的突破。她的研究讓演算法能夠看見並理解世界，大數據的應用價值也因此得以顯現。這本《AI科學家李飛飛的視界之旅》既是她的個人回憶錄，也是人工智慧（她建議中文應譯作「人工智能」，但本文仍使用台灣慣用的「人工智慧」）的歷史，描繪了AI科學的成熟過程和她作為科學家的成長經歷。
在《AI科學家李飛飛的視界之旅》的開頭，李飛飛分享了她在2018年美國眾議院科學、太空與技術委員會作證前的經歷，反思AI在社會中的作用。她強調，推動AI發展的動力必須以人類利益為中心。書中不僅講述了人工智慧的歷史，也描述了李飛飛的移民經歷，展現了她在新國家的奮鬥與成長。這段個人經歷使她的成就更加感人，彰顯了她的勇氣和堅韌。
在《AI科學家李飛飛的視界之旅》中，李飛飛以生動的筆觸描述了她在中國的童年和青少年時期，以及她對物理的熱愛。1976年出生於北京的她，在四川成都長大，十二歲時，父親遠赴美國。移民美國後，經歷了從中國中產階級到美國貧困生活的艱難轉變。她的成長故事從中國四川省成都市開始，家庭在文化大革命中遭受苦難，但父親自由奔放的性格和母親堅定的學術追求對她的成長產生了深遠的影響。
1992年，年僅十五歲的李飛飛和母親搬到美國，與父親團聚，並在紐澤西帕西潘尼定居。雖然父母均為在中國完成高等教育，但因不諳英語，在美國不能從事工程師或科學研究工作；父親曾做過照相機修理工，母親曾做過收銀員。她展現了非凡的毅力，在經濟拮据和語言障礙中堅持學業。她完成高中學業的同時，在中餐館打工補貼家用，還經營家族乾洗店。雖然面臨重重困難，但在高中數學老師薩貝拉的幫助下，她重拾信心並成功申請上普林斯頓大學。父母以身作則，引領她走向科學之路。她最終成為AI領域的領軍人物，並致力於以人為本的AI發展，這成為她的使命。
李飛飛在成為AI專家之前，對物理學有濃厚的興趣，尤其對宇宙和時間的本質問題充滿好奇。她的科學旅程從對物理學的熱愛開始，逐漸轉向對大腦和視覺系統的研究。在普林斯頓大學攻讀物理學時，她獲得了在加州大學柏克萊分校神經科學實驗室實習的機會，參與了研究貓對視覺刺激的神經反應。這段實習經歷激發了她對大腦運作的濃厚興趣，尤其是神經元如何產生高級意識和感知。
隨後，李飛飛在加州理工學院完成碩士和博士學位，專注於神經科學和電腦視覺的跨領域，研究了視覺如何將複雜的光、顏色和形式轉化為我們能夠用語言描述的離散概念。2003年，她發表了第一篇研究論文，這使她和導師意識到訓練資料集的重要性。隨著研究深入，她開始關注人類和機器智慧的問題，最終轉向AI領域。他們擴展資料集，創建了「Caltech 101」，這是後來ImageNet的基礎，推動了深度學習革命。
資料的概念對於李飛飛的工作至關重要，她相信資料是驅動機器學習的核心。她的研究團隊發現，人腦中的視覺識別過程是從一般到具體的逐步轉變，這啟發他們為電腦提供一組全面的示例，以幫助機器學習。她詳述了ImageNet的誕生過程。2007年，她帶領普林斯頓大學的研究團隊開始創建有史以來最大的機器學習資料集，這項工作於2009年完成。ImageNet資料庫和大規模視覺辨識挑戰賽推動了深度學習革命，成為現代AI的重要貢獻之一。
李飛飛強調，AI既可以用來做好事，也可以用來做壞事。科學家需要探索AI的潛在問題，比如偏見。她呼籲社會想出監管技術的方法，並認為技術發展快於治理模式是不可避免的。她也承認ImageNet存在偏見，並包含不安全或有害的照片，這導致AI系統出現偏見和有害結果。她強調需要不同的聲音來指出這些缺陷並改進技術。她和團隊在2017年左右採取了措施來消除這些偏見。
李飛飛的故事展示了在快速發展的AI領域中，對風險和倫理的關注，以及科學家的個人成長經歷如何交織在一起。她強調AI發展必須顧及人性尊嚴，並認為AI已成為眾人的責任，我們需要共同確保AI應用能帶來更多人類福祉。她堅信有效的人類學習需要教育，她的高中數學老師薩貝拉對她的教育和職業發展影響深遠。2017年，她共同創立了AI4All，目的在為高中生，特別是女孩、有色人種學生以及來自移民家庭或低收入社區的學生提供培訓。
受到母親健康問題的啟發，李飛飛開始思考AI在醫療照護中的實際應用，致力於醫療保健AI系統的研究，並與史丹佛醫學院合作開發「環境智能」（ambient intelligence）。她的實驗室研究如何使用智慧攝影機和感測器來增強人類護理人員的工作，提供警報和預測。
AI研究的領導地位已從大學轉移到企業，因為企業擁有最大的資料集和資源。2016年，李飛飛在Google擔任AI首席科學家，推動AI技術的民主化。2018年，她回到史丹佛大學，專注於「以人為中心的AI」理念，並創立了史丹佛以人為中心的人工智慧研究所（Stanford HAI）。她強調AI的倫理問題，包括資料隱私、偏見和社會影響。
最後，李飛飛回顧了從ImageNet時代到生成式AI領域的進展，並反思了自己的未來努力和願望，並稱之為「北極星」。她指出，AI技術的普及和商業化對世界產生了深遠影響。她認為AI的風險更應關注社會層面，如錯誤資訊和偏見問題。她呼籲美國加大公共部門對AI的投資，以確保技術的公平性和正面影響。她鼓勵多樣化背景的人參與AI領域，強調技術的社會影響需要被充分認識和解決。
李飛飛的故事頗具啟發性，《AI科學家李飛飛的視界之旅》作為一本回憶錄和AI技術的演進史，她深入淺出地介紹了AI的複雜概念，使讀者即使沒有專業背景也能理解。然而，這本書也有一點讓我感到失望。她在書中對視覺科學和AI技術的專業描寫過於淺薄，導致我讀完後仍無法完全理解她的學術貢獻，特別是她對ImageNet的重要性強調過多。
ImageNet對於深度學習和電腦視覺研究具有革命性的影響，為訓練現代AI系統提供了關鍵資料，但這應該並不足以讓李飛飛成為史丹佛大學首任終身紅杉講席教授，以及IEEE院士（IEEE Fellow）、美國科學促進會院士（AAAS Fellow）和美國工程院院士（NAE Member）。如果她能在《AI科學家李飛飛的視界之旅》中更詳細地介紹她的重要學術論文，這本書會更加理想。
總之，《AI科學家李飛飛的視界之旅》展示了她從移民孩童到AI先驅的非凡旅程，呼籲克服社會壁壘，並強調AI發展的社會責任和倫理考量。這本書提供了李飛飛成為成功科學家的奮鬥的獨特視角，強烈推薦給AI愛好者以及對科學感興趣的人閱讀。
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2024年10月29日 星期二
身為自己的意識新科學
當你讀到這篇文章，無論接下來的閱讀體驗如何，你都已經在運用你的意識了，對吧？
這個讓我體驗各種感受的意識，我出生前它在哪裡？死後又將去向何處？為何我的意識沒有出現在一個人生勝利組的富X代身上，讓我過個樸實無華且枯燥的生活？
更機車的是，在意識中出現的「我」，真的是真實的嗎？還是我們只是某個更高維度文明中某個肥宅玩電動遊戲時模擬出來的角色？你有沒有想過這些問題呢？老實說，我常常會這樣懷疑。
佛家認為一切事物，包括意識，都是無常的（अनित्य，Anitya），它們不斷地在變化，不存在任何永恆不變的實體。此外，佛家否認「我」的固有存在，這就是所謂的無我（अनात्मन्，Anātman）。這顯示意識不是一個獨立自主且恆常不變的實體，而是由許多因素和條件相互作用的結果。
在哲學上，關於意識的討論通常被稱為「意識難題」（Hard problem of consciousness），這主要是探討如何從物理的大腦中產生主觀的意識體驗。這個問題在哲學界有著悠久的歷史，可以追溯到法國哲學家笛卡兒（René Descartes，1596—1650）提出的心身二元論（mind-body dualism）。而神經科學家從20世紀八零年代和九零年代開始認真研究意識。
然而，英國神經科學家阿尼爾．塞斯 (Anil Seth)對傳統的意識難題持保留態度。在其著作《身為自己：人類意識的新科學》（Being You: A New Science of Consciousness）中，他探討了如何透過科學方法來處理長期被認為是哲學領域的意識問題。這本書不僅涵蓋了神經科學，還結合了哲學和心理學元素，深入探討了自我意識的本質、自我形成的過程，以及它如何影響我們的日常生活和社會互動。他還透過使用虛擬實境和迷幻藥物來探索意識的不同層面，指出這些經驗如何揭示意識在不同條件下的運作方式。
賽斯建議我們應將注意力從這個哲學上的困難問題轉移到更具體的問題上，即如何透過神經機制來解釋意識經驗的結構和變化。他提出，透過研究意識的多個方面──包括其現象學特性、生物機制和不同的表現形式──我們可以更全面地理解意識。
賽斯主張從物理的大腦活動中探尋主觀體驗的起源，並利用現代神經科學的進展來尋找實證的解答。這種方法強調將意識分解為更小、可測量的體驗單元，並尋找這些體驗的神經相關性和理論基礎，從而逐步揭開意識的神秘面紗。他認為，透過解釋這些結構和功能，我們可能對意識的難題有了新的認識。
塞斯在《身為自己》中提出一種解釋意識的方法，主張意識不僅僅是某些生物所具有的特質，更應從大腦如何形成意識現象進行探究。他特別著重於探討意識的各種現象學屬性──即意識體驗的結構和形式──如何與大腦的物理和生物屬性相關。
塞斯把意識的探討分解為幾個方面來分析：
賽斯試圖透過這些分類來解釋意識如何運作，並探討這些不同方面如何互相作用，形成我們的整體意識體驗。此外，他在《身為自己》還介紹了一些測量意識程度的新方法，如「腦電雙頻指數」（Bispectral Index，BSI）和「擾動複雜性指數」（Perturbational Complexity Index，PCI），以及在「整合資訊理論」（Integrated Information Theory，IIT）中使用的「Φ」（Phi）指數，這些方法都是科學界試圖從量化角度探索意識的嘗試。
老實說，當我在《身為自己》前幾章就一再看到這些PCI、IIT的縮寫，曾一度想要放棄閱讀這本書，要不是看在這本書榮登歐美好幾個主流媒體的年度好書榜上，我才懶得一再翻閱尋找解釋。其中，BSI是一種臨床工具，用於量化鎮靜和麻醉深度，主要透過分析大腦電活動來計算。PCI則是評估意識狀態的工具，特別是在麻醉或昏迷狀態下，它透過分析大腦對特定刺激的電生理反應來量化。
整合資訊理論（IIT）〔中文譯本把「資訊」誤譯成「訊息」（message）是個嚴重錯誤！〕是一種試圖從根本上解釋意識的科學理論，由美國神經學家托諾尼（Giulio Tononi）於2004年提出。IIT不僅試圖解釋人類的意識，還試圖解釋所有可能的意識形式，包括可能存在於非人類生物和人造系統中的意識。這些理論和測量方法共同構成了塞斯對於意識科學的全面探索，目的在從更具體的科學問題出發，逐步解開意識的謎團。
塞斯提出，我們所感知的世界實際上是大腦根據經驗創建的一種現實表象，這一表象常被我們誤認為是實際的物理世界。他把這種意識體驗稱為「受控的幻覺」（Controlled hallucinations），指出我們的感知雖然基於感官輸入，但實際上是大腦對這些輸入的處理和解釋結果。感知是一個由內而外的過程，大腦主動預測外部世界的資訊，而不僅僅是被動接收。
在這個模型中，大腦被視為一個基於貝氏統計的機器，不斷更新對世界的理解和預測。這一過程建立在機率推理之上，結合了大腦的先前信念（事前機率）和新的感官輸入（概度），以形成對當前環境狀況的更新估計（事後機率）。
根據貝氏推理，大腦持續生成對感官輸入的預測，並將這些預測與實際的感官輸入進行對比。任何不匹配（稱為「預測誤差」）都用於更新和改善未來的預測。這種過程稱為預測編碼，是大腦減少感知不確定性和增強效率的方式。
貝氏推理在解釋意識中的另一個應用是自由能原則。這一原則認為，大腦的主要目的是最小化自由能，也就是最小化預測和實際體驗之間的誤差。這顯示大腦致力於形成能夠準確預測感官輸入的內部模型，有效指導行為和感知。透過貝氏推理，我們可以理解意識的主觀性是如何形成的。大腦的預測不僅涵蓋了外部世界的預測，也包括了內部體驗如情緒和驅動力的預測。這種持續的內部模擬和預測過程可能是豐富主觀經驗和自我意識的來源。
「受控的幻覺」這也為理解意識和感知錯誤──如幻覺和錯覺──提供了新的方法。我們對外部世界的理解基於大腦的預測模型，這些模型會根據新的感官輸入不斷進行更新和修正。當這些預測與實際感官輸入不匹配時，就會產生認知的偏差或錯誤，通常稱之為「幻覺」。
塞斯的研究強調了大腦如何透過建立關於外部世界的預測模型來導航和解釋世界，這些模型基於過去的經驗和感官輸入。這種預測處理模式不僅幫助我們理解了如何處理感官資訊，還揭示了意識本質上如何與我們的生物生存機制相連。
賽斯進一步將情緒和自我概念視為由預測驅動的過程。他提倡，意識可以視為一種「野獸機器」，其主要功能是促進生物的生存。意識是一種高度發展的自我組織過程，目的在管理和調節生物體的內部生理狀態，以適應外部環境的變化。他認為，我們的意識經驗源於身體的內部狀態以及對這些狀態的調節需求，包括饑餓、疼痛和溫度感知等。這些內感受是大腦對身體需求的解讀。意識作為一個調節機制，幫助我們維持生理的平衡和整合。
塞斯認為意識的核心問題在於找到能夠解釋人類所有意識體驗的機制，從外在感覺如視覺、聽覺等，到內部感覺如疼痛、溫度感覺等，再到情緒體驗如快樂、悲傷等，甚至包括自我意識的反思如意識到自己正在進行某項活動。在他看來，我們的情緒和自我感知是對我們內在狀態的預測反應，這些反應調節我們的生理變數，如體溫和血糖濃度。這意味著我們的情緒和自我認識不只是反應外部事件，而是積極形成我們如何感知和回應這些事件的方式。
最後，塞斯探討了人工智慧（AI）發展意識的可能性，指出即使我們的意識與生物功能緊密相連，這並不排除機器或矽基生命形式發展出類似的意識結構。這種觀點挑戰了對意識的傳統理解，提出了意識可能不局限於有機生物體。
在《身為自己》一書中，塞斯挑戰了關於意識和現實的傳統觀點，開創了理解大腦如何創造我們所體驗世界的新方法。這本書是一次廣泛而深入的探索，可能會顛覆人們對自我、現實和意識的看法。他的見解不僅重新定義了我們對現實、意識和自我的理解，而且挑戰了多個科學和哲學的傳統範疇，提出了一種更加動態和主觀的方法來解釋人類的心理和認知過程。
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2024年10月7日 星期一
醫學的AI革命——讓自我診療近在眼前？
當我們感到身體不適時，經常會先上網查詢相關資訊吧？至少我自己是這麼做。只有當症狀嚴重，或有相互矛盾的病徵時，才會攜帶健保卡前往醫療院所掛號。
因此有了「谷歌醫生」（Dr. Google）這種說法，指的是人們透過Google搜尋健康資訊、疾病診斷及尋求醫療建議的行為。這種方法因便利而廣受歡迎，特別是遇到健康問題時，許多人傾向先求助Google以獲得迅速的解答。當然，這種行為也引起了醫療和公衛專家的關注與討論，因為從網路上獲得的健康資訊可能不準確、過時或不符合真正的病況。這可能會使人們錯誤看待自身病症，並採取不當的治療方式，甚至延誤尋求專業醫療協助的時間。因此醫師通常建議，雖然上網搜尋可做為獲取健康資訊的途徑，但應該謹慎評估資訊來源。
關於身體健康的問題和疑慮，直接諮詢專業的醫療人員當然是最佳選擇。然而，在面臨某些重大疾病時，由於有效的治療方法眾多，且醫師或醫療機構與病患之間存在明顯的資訊不對等，病患要自主做出對自身健康及經濟最有利的決策，無疑仍是一大難題。此外，在台灣由於健保體系過於便利，醫護人員分配給病患的時間有限。病患在接受治療前後，需要主動獲取許多資訊，以確保治療順利進行及早日康復。這是我在陪同家人進行重大疾病治療時的深刻感想。
因此，如果我們除了透過Google，還利用如ChatGPT這樣的大型語言模型來獲取重要的醫療資訊，我們可能會面臨哪些新的機遇與挑戰呢？醫療專業人士是否也能借助這類新技術，創建一個更高效的醫療環境？
診間裡知識淵博的全能助理
《AI醫療革命：GPT-4與未來》（The AI Revolution in Medicine: GPT-4 and Beyond）便深入地探討AI如何改變醫療保健領域：藉由GPT-4來展示AI在診斷、疾病預測、病患照護、醫學教育等方面的應用，並探討AI在個人化、遠程醫療和新藥開發方面的潛力。本書的三位作者分別是專注於AI在醫學應用上的微軟高階主管、一位資深醫學與科學新聞記者，以及美國哈佛醫學院生物資訊系的創系主任，他們從不同的角度，討論生成式AI和大型語言模型在醫學中的功能和應用，提出關於技術發展前景的豐富見解。
這三位作者因提前半年獲得了GPT-4的使用權限，得以在GPT-4推出時出版本書。他們詳細解釋GPT-4技術的運作機制及如何結合其他AI技術，以分析大量醫學文獻、臨床試驗資料和病患健康記錄，提供更快速、準確的診斷，並探討這在提升醫療服務品質、降低成本及增進全球健康平等方面的潛力。
書中提到，美國的醫療工作者常需要在「睡衣時間」（Pajama time）處理大量的文書工作，例如整理病歷或處理保險。如果能夠有效利用工具，不僅能節省寶貴的時間，還能為病患提供更全面的照護。此外，借助自然語言處理技術，GPT-4能理解醫師或護理師對於病情的描述，並把相關資訊自動填到相應的報告範本，大幅減少手動輸入的時間與出錯率。此外，GPT-4可依醫療專業人員的需求，提供特定的檔案範本，涵蓋常見的醫療報告類型，包括病例、診斷報告等，為填入資訊提供結構化的框架。
你的大型語言模型醫生已上線
GPT-4還能透過關鍵詞或以問題為導向的方式，從公開資料庫、期刊和會議記錄中檢索相關的醫學文獻和研究。憑著先進的自然語言處理能力，GPT-4能精準判別和篩選關鍵的文獻，大量減少無關文獻的人工閱讀和評估時間。尤其在比較不同治療方案的有效性和安全性，能對不同來源的資料和結果進行整理，提供綜觀視角。GPT-4可針對醫師或護理師具體的問給予題回答，例如針對特定病症的治療選項進行比較，或者藥物副作用或交互作用的資訊，這都能明顯提升醫療專業人士的工作效率，讓他們能做出精準的臨床決策。
此外，GPT-4能夠準確理解醫療記錄中的專業術語和複雜語句結構，包括診斷、治療計畫、藥物說明等，能識別醫療記錄中的關鍵資訊，例如症狀描述、診斷結果、建議的治療方案。根據病患的具體情況和需求，生成個人化的健康資訊說明，這些說明直接關聯到病患的診斷、治療計畫和預後等，並利用列表、標題和小節組織資訊，使病患更易於追蹤和理解關鍵的健康資訊。此外，病患可以透過提問來獲得更多關於自己健康狀況的具體資訊，從而提升對醫療記錄的理解。
GPT-4有助於全球無法獲得基本醫療照護的人民改善健康，且具有龐大的潛力和廣泛的應用前景。這項技術能跨越地理限制和社會障礙，以創新且高效益的方式改善人類健康程度，特別是生活在貧困國家或先進國家中難以迅速獲得醫療的人們。透過提供基於文本的健康諮詢和資訊服務，GPT-4幫助使用者理解他們的症狀，並提供初步關於健康的建言。儘管這不能替代專業醫療診斷，但對那些難以取得醫療服務的人們而言，這是一份珍貴的資源。除此之外，在某些身體保健教育內容，GPT-4還可以幫助人們學會如何管理慢性疾病、調整生活方式，並增加對常見健康議題的了解。
是華佗再世還是江湖郎中？
然而，《AI醫療革命》也提及，在醫療領域應用GPT-4等大型語言模型時，必須面對「幻覺」現象這項重大挑戰，即模型產生的資訊可能有不準確、誤導性或完全虛構（就是一本正經地胡說八道）的可能。這種失誤在醫療用途中尤為敏感，因為可能會對病患的安全與健康造成嚴重危害。此外，GPT-4等模型面臨的「遺忘」問題也不容忽視，由於設計和運作機制的限制，它們無法長期記憶或持久保存特定對話內容，因此提供醫療建議時，可能會缺乏必要的背景資訊。
GPT-4在歐美的研究所課程或入學考試的表現不僅及格，有時甚至比人類平均分數還高。做為GPT-4的用戶，我深感每月僅需支付大約20美元，便能獲得至少具有大學程度的優秀私人助理，無疑這種性價比是相當高。使用過程中，我們需記住GPT-4更像人而非機器。只要耐心溝通，它幾乎能完成所有大學畢業生能做的秘書工作，每個月省下聘請私人助理至少三萬多元新台幣的薪水支出。然而，面對需要碩士學位才能完成的工作，它可能就顯得有些力不從心；若期待它擁有如同博士程度的能力，則完全是天方夜譚。
面對AI在醫療領域的革命性發展，全社會應參與討論，共同建立人與AI的和諧共生關係。《AI醫療革命》以獨特的視角解析了AI如何塑造醫學未來，以及社會應如何準備迎接這項挑戰。作者群分享了自己使用GPT-4的實際案例，這本書不僅對醫療專業人士具有啟發，我們亦能從中看到這些案例在工作和生活中的廣泛應用。
【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2024年第267期5月號】
2024年9月24日 星期二
中國邊界上的禽流感哨兵
想像一下，你跟你的豬朋狗友打賭贏了雞排，正興致勃勃地押著那個肥宅到夜市挑選美味的炸雞排，準備敲他竹槓來大快朵頤。然而，當你們走到夜市時，發現所有的雞排攤位都空無一人，門口掛著大大的「休業」牌子。你只好沮喪地踏上回家的路。就在這時，四面八方突然湧出一大批警察，告訴你整個區域正在隔離，原因是禽流感爆發了。
突破警察的重圍潛逃回家後，在電視新聞報導中，醫師和護理師穿著厚重的防護服，像太空人一樣，忙碌地處理感染病例。他們每天在醫院和檢疫站之間穿梭，努力阻止病毒的傳播。他們的任務非常艱鉅，壓力巨大，因為這是一場關乎每個人健康的「戰鬥」。
這樣的事件帶來了嚴重的經濟損失。養雞場裡成千上萬的雞隻被撲殺，雞農痛心疾首。他們不僅失去了主要收入來源，還必須花費大量經費進行消毒和清潔。市場上的雞肉和雞蛋價格飛漲，消費者覺得買不起雞肉和雞蛋，餐廳不得不重新設計菜單，減少雞肉和雞蛋的用量。整個市場因為禽流感而陷入混亂。
這種混亂引發了社會心理的影響。大眾開始恐慌，社交媒體上充斥著「不要去市場」的警告。人們不敢前往公共場所，商場和餐館的生意一落千丈。這種情況甚至導致人們開始囤積食物，擔心更嚴格的封鎖措施即將到來⋯⋯
這一切看起來是不是很熟悉？前幾年的COVID-19疫情，不就差不多這個樣子嗎？
與COVID-19不同，禽流感這個怪獸更喜歡與鳥類為伴，尤其是家禽。它主要透過雞、鴨、鵝等家禽來傳播，而這些鳥類的飛行和彼此接觸是它的主要傳播途徑。有時候，它會透過市場或農場與人類接觸，但它的主要傳播場所還是禽類與其他動物。
另一個不同點在於致命性。COVID-19的致命性相對較低，但會讓很多人感到非常不適，症狀包括咳嗽、發燒，甚至喪失嗅覺和味覺。然而，COVID-19的傳播速度很快，感染人數龐大，成為全球頭號公敵。而禽流感則更具致命性，特別是H5N1和H7N9等亞型，可能導致嚴重的呼吸道症狀，甚至死亡。但禽流感的傳播範圍通常較為局限，通常不會像COVID-19那樣在人群中快速蔓延。
防疫措施也有不同。COVID-19的防疫主要涉及人際交往，比如配戴口罩、保持社交距離，以及居家工作等，以減少人與人之間的接觸，從而減緩病毒傳播。而禽流感的防疫措施更多關注動物，比如撲殺感染的家禽、封閉感染區域，以及加強動物監測，這些措施目的在減少禽類之間的傳播，防止病毒進入人類社區。
在國際合作方面，COVID-19和禽流感有共通點，因為兩者都可能跨國傳播。COVID-19的全球大流行促進了前所未有的國際合作，各國共享資訊、共同研發疫苗和治療方法。而禽流感的國際合作主要集中在動物監測和生物安全方面，特別是對候鳥和跨境家禽貿易的監測。
COVID-19和多次禽流感疫情都起源於中國，這難道只是巧合嗎？1957年的亞洲流感、1968年的香港流感、2003年的SARS，以及2019年的COVID-19，都把中國置於人畜共通傳染病的「震央」，部分原因是中國擁有密集的家禽養殖產業，以及資訊不夠透明。在這個背景下，香港、新加坡和台灣這三個地緣政治邊緣地區如何發展出各自的公共衛生預防策略，是《禽流感的哨兵：中國邊界上的病毒獵人和賞鳥者如何預備傳染病大流行》（Avian Reservoirs: Virus Hunters and Birdwatchers in Chinese Sentinel Posts）一書中的一個關鍵議題。
《禽流感的哨兵》一書展現了深入的民族誌研究，特別關注養殖業和病毒獵人等角色所面臨的污名化問題，並促使我們重新思考人類與動物的關係。作者弗雷德里克·凱克（Frédéric Keck）在2007年至2013年間，於香港、台灣和新加坡進行了民族誌實地調查，研究了禽流感大流行期間的人類與動物關係。他的研究對象包括病毒學家、微生物學家、家禽養殖戶、賞鳥者，以及專業的公共衛生和生物安全人員。
凱克是一位法國人類學家，其獨到的洞察力源自法國人類學大師李維史陀（Claude Lévi-Strauss，1908—2009）的傳統。他專注於生物安全、動物學和流行病學的研究，經常探討全球衛生和病毒傳播等議題，尤其關注人類與動物的關係，以及這些關係如何影響流行病的擴散。他的研究著重現代社會如何應對疾病爆發和環境變化，尤其關注中國的情況。
在研究中，凱克特別注意到鳥類在作為病毒宿主時扮演的角色，並探討人類如何透過觀察和監測禽類來預測和防止疾病爆發。他的研究不僅涉及病毒學和流行病學，還涉及文化和社會層面的影響，尤其是人類與禽類的交互作用。他的著作提供了對生物安全和公共衛生的深刻見解，並為監測和控制疾病的策略提供了重要的理論基礎。
在生物安全方面，凱克研究了全球衛生政策，特別關注亞洲國家，尤其是中國的監測機制和公共衛生策略。他的研究目的在了解不同國家和文化如何應對流行病風險。他把人類學的視角帶入生物安全和動物學領域，考察文化、社會和政治因素如何影響疾病的傳播和控制。他研究了不同社會中人類與動物的互動方式，並探討這些互動在流行病學中的意義。他強調了在病毒學和公共衛生領域進行多學科合作的重要性，並研究了科學家、醫生、動物學家和其他專業人士如何共同合作，以提高生物安全並降低流行病的風險。
《禽流感的哨兵》一書的背景設置在中國邊界地區，包括香港、台灣和新加坡，深入探討了這些地區在流行病預警中的地緣政治意義。凱克透過在香港、新加坡和台灣的多點民族誌調查，走訪了病毒實驗室、醫院、家畜試驗所、養殖場和賞鳥社群，研究這些地區如何應對禽流感威脅，以及他們如何監測突發疫情、模擬病毒變異，並儲備疫苗和抗病毒藥物。
《禽流感的哨兵》揭示了一個引人深思的現象：在養殖業面臨不穩定的背景下，監測流感的病毒獵人和賞鳥者的技術竟與狩獵採集社會的做法有相似之處。凱克指出，監測流行病的哨兵與獵人一樣，需要從不同角度觀察，以免被誤導。他描述了這些哨兵在不同層次上的技術，包括環境哨站、哨兵雞和哨細胞，這些技術在不同的規模上偵測可能的危險訊號。
凱克深入研究了病毒如何在人類與動物之間傳播，並探討了中國監視哨中病毒獵人和賞鳥者的角色。這對於想要了解病毒監測和生物安全的人而言，是寶貴的知識。他使用人類學的方法研究科學與社會之間的互動，揭示科學文化中的權力結構、儀式和象徵，為理解科學社群和生物安全提供了新的視角。
《禽流感的哨兵》中還討論了禽流感的防治技術，包括犧牲動物和儲備疫苗等。在禽流感疫情期間，撲殺家禽是常見的預防措施，而儲備技術涉及收集和保存病毒樣本，以防未來疫情。除了這些技術外，凱克還探討了模擬在應對大流行病中的作用。模擬技術不僅保護了人類社群的安全，還讓科學家能從病毒和鳥類的角度模擬可能的危險場景。這些模擬技術與狩獵社會中的薩滿儀式相似。
凱克把微生物學家比作獵人，這是一個形象的比喻，並把公共衛生官員比作牧民。他討論了微生物學家和賞鳥者在禽流感監測中的角色，這些角色反映了不同的流行病理解和應對策略。他提到，新加坡和香港的衛生官員進行的實地演習，以及台灣賞鳥者如何使用假琵鷺和誘餌進行模擬訓練。他強調了在防疫策略中多元視角的重要性，並指出這些不同的應對策略如何相互補充，幫助減少疫情爆發的風險。
在《禽流感的哨兵》一書的第一部分，凱克提出了「預備」和「預防」這兩種流行病管理模式，把基於統計和人口控制的疾病管理方式與從非人類角度來想像災難的方式加以區分。他透過對多種動物疾病及其控制方式的討論，探究了這一主題在人類學中的歷史演進。他綜合了科學、博物館學、生物安全和狩獵採集者的人類學觀點，對人類、動物和微生物之間的相互關係進行了深入分析。
凱克指出，香港、新加坡和台灣各自的文化和地緣政治背景影響了他們應對禽流感的策略。他還深入探討了與地緣政治相關的問題，如香港的民主運動和台灣的政治壓力。《禽流感的哨兵》探討了亞洲社會應對禽流感的不同方式，以及這些方式如何與地緣政治相互關聯。他從鳥類的角度來審視病毒，並揭示在何種情況下公共衛生、環境保護和軍事防衛可能具有共同利益。香港、新加坡和台灣在處理疫情時採取了各自不同的技術和政策，這些策略體現了各自的社會文化特點。《禽流感的哨兵》的後半部分提供了豐富的民族誌描述和案例研究，詳述了香港、台灣和新加坡在禽流感防控中的具體行動，包括使用野生和家禽作為監測哨兵，進行模擬演練，並儲備疫苗和其他治療方法。
關於台灣在禽流感預警和公共衛生領域的重要性，在《禽流感的哨兵》中，凱克探索了台灣在全球病毒監測中扮演的重要角色，特別是在禽流感等人畜共通傳染病的監測和應對方面。他研究了台灣如何透過動物監測、病毒學研究和公共衛生策略來預防和應對禽流感和其他病毒威脅，並且提到了於2010年3月底出版台灣首部《台灣鳥類誌》的鳥類學家劉小如。
台灣在地理上與中國相鄰，使其成為病毒傳播的潛在通道之一。凱克在《禽流感的哨兵》中分析了台灣如何應對來自中國的公共衛生威脅，包括流行病監測和防疫措施。這本書提到了台灣在地緣政治背景下的獨特地位，尤其是與中國的政治緊張關係。他探討了這種地緣政治背景如何影響台灣的公共衛生策略，以及與全球公共衛生社群的合作。
台灣與香港和新加坡等地區在禽流感預警和公共衛生領域的合作關係也是《禽流感的哨兵》的重點之一。他研究了這些合作如何幫助台灣在病毒監測和防疫方面取得成功。台灣的疫苗儲備具有雙重意義：一方面是冷戰時期策略的一部分，用於預防中國的生化攻擊；另一方面是外交策略，用於與其他國家進行經濟交流。
在研究方法上，凱克的研究相當於從外部視角觀察科學家、醫生、動物學家等行為複雜的靈長動物。這個有趣的人類學視角讓我們以旁觀者的角度理解科學文化、揭示權力關係、探索科學與社會的互動、解釋科學研究等問題。
利用人類學方法研究科學社群可以帶來獨特的見解，揭示科學活動的社會、文化和組織特徵。凱克深入科學社群，觀察科學家、病毒獵人和賞鳥者的日常活動。他親身參與這些科學研究，獲得第一手經驗，從而揭示科學家在面對新病毒時的工作方式和反應。他也把科學研究置於中國的社會文化背景中，探討社會和文化因素如何影響科學文化。他發現，在中國，政府、科學機構和地方社區之間的合作，對病毒監測和生物安全具有重要影響。
透過參與科學社群活動，人類學家可以觀察科學家之間權力在實際行為和互動中如何運作。凱克透過研究中國科學和公共衛生機構，揭示了這些機構內的權力結構。他探討政府與科學家之間的權力關係，並分析政府在病毒監測和防疫中的主導角色。他還關注科學家與觀鳥者和地方社區之間的互動，揭示權力在這些互動中的作用。科學家在監測鳥類和防止病毒傳播方面具有權威地位，而觀鳥者在提供關鍵資料方面扮演重要角色。
在研究病毒監測和生物安全政策時，凱克也揭示了決策過程中的權力關係。他探討科學家在決策中的影響力，以及政府和科學機構在制定生物安全策略方面的主導地位。他把這些權力關係置於中國的社會文化背景中，揭示了中國獨特的政治和社會結構如何影響權力分配，並分析了社會和文化因素如何影響科學家、政府官員和地方社區之間的權力動態。
凱克還探討了科學家與大眾之間的關係，分析科學家如何向大眾傳達他們的研究結果，以及社會如何接受和理解這些資訊。他研究科學家在科學教育和大眾參與中的角色，揭示科學活動如何影響社會。他分析了科學家在應對公共衛生挑戰和病毒爆發方面的作用，以及社會如何支持或抵制科學活動。
在研究過程中，凱克細緻觀察了科學社群中的儀式和象徵。他記錄了學術會議、訓練過程、監測活動等儀式，分析了這些儀式在科學家之間的意義，以及它們如何鞏固科學文化。凱克研究科學社群中的多學科合作，揭示象徵在促進合作中的作用。他探討科學家、賞鳥者和其他專業人士之間的合作方式，以及這些象徵如何在多學科合作中發揮作用。他還分析了科學家之間的語言和交流方式，揭示科學社群中的象徵意義。他觀察了科學家使用的語言和專業術語，並探討這些語言如何在科學社群中建立和維護文化規範。
凱克在2009年7月參加了香港大學巴斯德研究中心的一門生物資訊課程，並把學習心得寫進《禽流感的哨兵》。然而，由於缺乏相關專業知識，他在書中關於生物資訊學和分子演化的描述中犯了一些錯誤。舉例而言，他把Bootstrap、Jukes Cantor和Tamura誤認為是軟體，而實際上，Bootstrap是一種用來檢驗演化樹可靠性的方法，而Jukes Cantor和Tamura則是分子演化的模型，並非軟體。
此外，凱克在討論生物醫學的研究和應用時，也出現了一些由人文社會學者過度腦補的情況。例如，他提到抗病毒藥物儲存在攝氏八度，疫苗儲存在攝氏四度，而病毒儲存在攝氏-80度，並從這些儲存溫度的差異中推測出了歷史斷裂的概念。在人類學中，歷史斷裂指的是歷史進程中的一個或一系列事件，導致社會、文化、技術或經濟等方面的劇烈變化，進而打破原有的連續性或傳統。儘管這個概念在社會學中有意義，但應用在生物醫學領域時卻顯得牽強。其實，這些溫度差異主要是基於材料或試劑在不同溫度下的穩定性和取用頻率，與歷史斷裂沒有直接關聯。
舉例而言，抗病毒藥物通常是化學合成的，具有相對較高的穩定性，攝氏八度的儲存溫度可以確保它們在保存和運輸過程中保持效力和品質。攝氏四度是疫苗的標準儲存溫度，因為疫苗含有活的或減活的病原體，以及其他生物成分，需要在適度的冷藏條件下保持穩定性和活性，避免高溫變性或結冰受損。至於病毒，特別是用於研究的病毒株，通常需要在攝氏-80度的超低溫條件下保存，這樣可以確保病毒在長期儲存和運輸中的活性和完整性。
凱克只需與生物醫學領域的專家進行訪談，便可瞭解這些科學事實，避免這些錯誤解讀。不同的儲存溫度是科學考量的結果，並不代表歷史斷裂或其他深層含義。這些錯誤說明了人文學者在研究科學時，應該更謹慎地運用科學術語和概念，並與相關領域的專業人士合作，以確保觀點的準確性。
《禽流感的哨兵》在翻譯上有一些小問題，例如把「evolutionist」翻譯成「進化論」似乎有些不合適，應該翻譯為「演化論者」更為精確。此外，書中使用的「信號」是對岸的慣用詞，台灣則更常使用「訊號」。
《禽流感的哨兵》也存在一些文本上的神秘感，可能是因為書中涉及結構主義人類學的概念，這對於不熟悉這個領域的讀者來說可能有些困難。不過瑕不掩瑜，這並不影響《禽流感的哨兵》整體的價值。凱克深入探討了人類與動物的關係，提供了豐富的民族誌描述和理論分析，特別是在探討亞洲地區禽流感管理和人畜共通疾病的準備技術方面提出了許多有趣的觀點，並強調了在人畜共通疾病和全球衛生領域的重要性。
《禽流感的哨兵》巧妙地結合了科學和建制人類學的視角，探討現代生物權力以及人類與非人類之間的關係。這本書揭示了人類與其他物種之間的相互依賴性，並挑戰了人類中心主義。在探討流行病學和人畜共通疾病的同時，凱克也把地緣政治和社會文化背景納入考慮，為理解公共衛生危機提供了新視角。他對東亞禽流感預防和全球衛生問題的分析深入淺出，為重新思考人類與動物的關係提供了重要的貢獻。
本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】
2024年9月11日 星期三
悲傷的腦科學
有一次，我在鳥房進行實驗時，一隻飼養於實驗室的虎皮鸚鵡不停地叫喚，我們隨後發現它的伴侶不幸去世了。牠不斷地親吻伴侶，希望能夠喚醒她。我先將逝去的母鸚鵡放進冰箱保存，晚上取出來調查死因時，那隻原本已經稍微平靜下來的公鸚鵡，一看到伴侶的遺體，就開始猛撞鳥籠並哀鳴，情景令人心生悲悼。即便是禽獸，其情感之深也讓人唏噓不已，何況人類呢？
我最深的感觸來自於阿嬤的逝世。當時我正在美國加州念博士班，原計劃在春節新年假期回家，卻在十二月中旬在朋友家得知她過世的噩耗。我當時還試圖理性地對朋友說，即便我回馬來西亞奔喪也無法改變她已經過世的事實，加上我當時還有助教的職責需要批改學生的期末報告。但在開車回宿舍的途中，我整個人心神不寧，回到宿舍後，我終於決定無法再忍受，決定回國奔喪。隔天，我向課程教師請了假，經過近三十幾小時的長途跋涉，終於在她下葬前的凌晨抵達靈堂。我本以為自己能夠保持冷靜，因為她是高壽善終，但當我到達那裡時，仍然忍不住泣不成聲⋯⋯
我家的寵物貓小白，過世前近兩年一直忍受著腎病的折磨，我們為了照顧患有腎病的小白，投入大量的時間和金錢。當牠的病情急遽惡化，我們決定讓牠安詳地離開，本以為這對彼此都是一種解脫，會感到心情輕鬆一些。然而，在它離世後的數週，我仍舊被一種難以言喻的悲傷所籠罩。
愛別離苦是佛教講述的四大苦之一，它描述了因與所愛之人或物分離所引發的痛苦，這其中可能包括家人、朋友、戀人，或是任何被深愛的事物。佛教認為，這類苦楚是生命中不可避免的一環，也是許多煩惱與苦痛的根源。
除了生苦、老苦、病苦、死苦，還有與之相關的五蘊盛苦，即對於自我存在的五個基本組成部分的執著所帶來的苦楚，愛別離苦則是這一系列苦論中的一部分。它反映了佛教對於人類情感的深入洞察，特別是對人際關係無常性的理解──不論我們多麼不願接受，生命中的每段關係最終都會迎來結束或變化，從而帶來痛苦。
面對愛別離，我們何時何地能學會應對？尤其是在台灣這個風俗上儘量避談死亡的社會裡？《悲傷的大腦：一位心理神經免疫學者的傷慟考，從腦科學探究失去摯愛的悲痛與修復》（The Grieving Brain: The Surprising Science of How We Learn from Love and Loss）深入剖析了悲傷過程，並從神經科學角度解析我們如何經歷失去所愛之人的痛苦。
《悲傷的大腦》作者瑪麗─法蘭西絲．歐康納（Mary-Frances O’Connor）是美國亞利桑那大學「悲傷、失落和社會壓力實驗室」（Grief, Loss and Social Stress (GLASS) Laboratory）實驗室的主持人，她身為一名神經科學家及臨床心理學家，在過去二十年致力於研究悲傷的神經生物學。
歐康納的實驗室和合作者特別關注慢性悲傷──一種在失去摯愛後長時間內持續的深刻悲傷狀態。他們試圖確定導致某些人體驗慢性悲傷的神經機制，並探索為何某些人能有效地從悲傷中恢復，而其他人則陷入長期的悲痛之中。通過使用腦成像技術，如功能性磁振造影（fMRI），她的研究揭示了大腦中處理情感和認知反應的特定區域在悲傷過程中的活動變化。
其中一項重要的發現是，長期悲傷的人在與情感調節和自我反思相關的大腦區域展現出異常的活動模式。這種改變與人們在思念逝去之人時的持續關注，以及他們在調整新的自我認知（例如，從有伴侶到單身）過程中的困難有關。歐康納的工作強調了悲傷不僅是一種心理經歷，也深深植根於大腦的生物機制之中。
透過她的研究，歐康納希望能夠為治療慢性悲傷和幫助人們有效處理失落提供科學依據。她的工作對於發展新的心理治療方法和介入策略具有重要意義，這些策略可以幫助人們調整他們對逝去親人的記憶，以及改善他們的情緒調節能力，讓我們看到在面對失落和悲痛時，有更多具有實證基礎的支援方式可供選擇。
在個人經歷上，歐康納在二十幾歲時經歷了母親逝世的打擊，近期又經歷了父親的去世。在《悲傷的大腦》中，歐康納多次提到她與父母間深厚的情感連結。她的母親曾罹患乳癌末期，卻堅強生存了十多年。當母親去世時，她尚未成為悲傷研究的專家。當時，有人建議她尋求心理諮商，她在首次諮商時表達了對母親去世的淡然態度。然而，二十年後，她寫下了整本書來探討這一主題。當父親去世時，她對自己、對悲傷，以及對即將到來的反應有了更深的理解，她也對如何處理這些反應有了更多的發言權。她在書中一再提到的故事鼓勵我們認識到，即使在面對生命中最艱難的挑戰時，個人的成長和理解也是可能的。
在《悲傷的大腦》中，歐康納探索了我們的大腦如何應對失去親近人的經歷，她透過科學研究與真實故事的結合，深入剖析了悲傷如何影響我們的大腦、行為和情感。她揭示了悲傷的神秘面紗，讓我們更加深刻地理解大腦如何被悲傷所影響，以及這個過程如何改變我們的行為和情感。不僅增進了我們對悲傷處理的認知，也加強了我們對情緒與行為相互作用的理解，成為了理解悲傷科學的重要好書。
我們的大腦能夠預測未來的事件，讓我們做好準備。當我們與他人建立深刻的聯繫時，這種關係在我們的大腦中被編碼，伴隨著一種堅定的信念──相信他們會永遠與我們同在。我們不需要依賴他們實際的存在來維持這種信念。如果沒有這種信念，我們就無法安心地每天分開去工作，相信最終我們會再次團聚。這種對未來團聚的深信不疑不僅是情感上的支柱，也是我們社交生活的基石。
我們實際上同時存在於兩個世界：我們預測的世界和現實世界，但這兩個世界有時並不一致。這兩種資訊流（來自我們的記憶以及對親密關係的信念），可能會發生衝突。面對兩種相互衝突的資訊時，大腦難以理清在世界中的定位。在不幸突然來臨時，我們的大腦仍然會不自覺地「預測」我們與已逝者之間的互動。這種心理機制的存在反映了人類對穩定與連續性的深切需求，以及面對現實與預期之間差異時的心理挑戰。
當所愛之人不在我們身邊時，我們的大腦會認為他們只是暫時在其他地方，並驅使我們去尋找他們，或做些什麼以引起他們的注意，讓他們回到我們身邊。因為我們的大腦在處理兩種相互衝突的資訊，可能會讓我們繼續進行某些習慣性行為，例如想要拿起手機給那個特別的人發LINE訊息，隨後才驀然意識到，我們再也無法這麼做了，不禁潸然淚下。
從某種角度來看，對我們大腦的一部分而言，他們似乎從未真正離開。我們的大腦需要花費數天、數週乃至數月的時間來接受再也見不到他們的現實，從而學會在缺失他們的狀況下繼續生活。這種資訊的矛盾意味著，我們需要相當一段時間來調整和重塑我們與已故親人相關的習慣行為。悲傷和接受的過程不僅是情感上的挑戰，更是一種認知和行為上的學習過程。因此，僅僅知道愛人已經去世遠遠不夠，我們必須學習一整套新的生活方式。
歐康納指出，悲傷初期，我們會感受到極強烈的悲痛。人們常問，這一切什麼時候會有結束的一天？如果我們期待某天能夠不再因為親友的逝去而感到悲傷，那麼當這種期待破滅時，我們可能會感到極度失望，甚至懷疑自己出了問題。然而，當數月或數年過後，我們再次經歷悲傷的洗禮時，這並不意味著我們未能走出悲痛，而是表示我們已開始學習如何在一個沒有那個特別人的世界裡生活。這個見解提醒我們，悲傷的再次浮現並不是復原過程的倒退，而是我們逐步適應新現實的一部分，這種認識有助於我們更健康地接受並整合失去親人的痛苦。
歐康納指出，伊麗莎白．庫伯勒─羅斯（Elisabeth Kübler-Ross）提出的悲傷五階段模型，即使廣為人知，但其準確性和完整性卻有所欠缺。這個模型目的在描述面臨終末疾病患者的心理過程。雖然這一模型後來被廣泛應用於各種形式的悲傷和失落經歷，如死亡、分手或其他重大生活改變，但其五階段包括：
一、否認（Denial）：此階段中，人們往往難以接受即將發生或已發生的失去，使用否認作為心理防衛機制，暫時避開痛苦的真實性。
二、憤怒（Anger）：當無法再否認悲傷的現實時，隨之而來的痛苦讓人們可能會感到憤怒，這種憤怒可能針對任何人，其背後是深刻的痛楚。
三、懇求（Bargaining）：個體嘗試透過討價還價來逃避或延後失去的發生，這種行為反映了對更多時間或不同結果的渴望。
四、沮喪（Depression）：認清失去無法避免後，可能會沉浸在深深的悲傷和無助中，這一階段是開始接受現實的過程，伴隨著巨大的痛苦。
五、接受（Acceptance）：在悲傷過程的終點，個體開始接納失去的現實。這不代表忘記了所失去的，而是學會了如何在生活中留下這一空缺繼續前行。
雖然庫伯勒─羅斯模型為理解和處理悲傷提供了一個框架，但每個人的悲傷過程都是獨一無二的，不必然會經歷這五個階段，或按照此順序發展。有些人可能會體驗到所有階段，有些人則只有部分，且階段間可能存在重疊。我们需要更加個性化地理解和支持那些正在經歷悲傷的人。
歐康納認為，伊麗莎白．庫伯勒─羅斯開創了公開討論悲傷這一概念，她在最初進行描述時所做的，正是所有科學家所起始的工作。她描述了人們分享給她的經歷，而這些經歷至今仍然具有真實性。人們的確會經歷抑鬱、否認以及接受等階段。然而，挑戰在於，庫伯勒─羅斯沒有對同一人進行多次訪談以追蹤悲傷隨時間的演變。這意味著，雖然這些經歷都是真實的，但我們現在明白它們並不會以一種線性且有序的方式出現。
《悲傷的大腦》讓我們學習到，把悲傷理解為一種學習過程，或許能使其顯得更為親近，甚至不那麼令人畏懼，因為學習自我們呱呱墜地之時就未曾停歇。我們明白，學習是一個需要時間、可能會帶來挫折感，且無終點的過程。在我們的心靈深處，我們構建的每一個想象中的現實都以「然後我所愛的人並未離開」作終結。然而，傷痛的真相是，他們已經不在了。活在當下，意味著我們需要正視這一痛苦的真相，以及理解逝者離開對我們現實生活的影響。
《悲傷的大腦》把悲傷描述為一種學習過程，這是一個令人深思的觀點，這也提醒我們，就像任何學習過程一樣，悲傷也需要時間和耐心來逐步適應和克服。這種觀點鼓勵我們接受悲傷作為人生旅程的一部分，而不是逃避或否認它的存在。
儘管當下充滿了悲傷、憤怒和痛苦，但它也是體驗快樂、連結、愛、歡笑和驕傲的唯一途徑。心理學研究告訴我們，人們無法僅僅避開負面情緒。如果我們試圖迴避某種感受，那麼我們將無法體驗到任何感受──無論是正面還是負面。許多人可能因此感到麻木，或僅僅是機械性地度日。真正的生活是帶著所有的歡笑與淚水繼續前行。透過接受生活中不可避免的負面情緒，我們反而能夠更完整地體驗到所有美好，這是一種勇敢面對真實生活的力量。
總之，《悲傷的大腦》探討了哀傷階段、我們的記憶以及大腦如何適應失去所愛之人的過程在悲傷中扮演的關鍵角色，並討論了理解悲傷背後的神經科學如何助我們走出失落的陰影等主題。對於那些經歷過失去的人，以及對神經科學、心理學和人類情感相交融處感興趣的人來說，這是一本不可多得的好書。
本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】
2024年9月10日 星期二
從歷時最久的研究，探索人生寶藏
從小我就對於一個問題感到困惑：那些人生道理往往只有簡單幾句話（心靈雞湯不就是這樣嗎？），但為什麼想要過美好人生卻這麼困難？我們還缺少什麼？該怎麼做才能真正活出自己的人生？
老實說，我最渴望的就是簽中獎金上億的大樂透。身為科學研究者，理當不食人間煙火，因此這個念頭讓我有點不好意思說出口，直到最近，發現原來許多卓越的科學家朋友也抱有相同的夢想。
為什麼呢？雖說錢不是萬能的，但沒錢萬萬不能。一個多世紀前，只有貴族才玩得起科學研究。現在我們到底需要哪種程度的財富自由，才不會被體制綁架，無後顧之憂地做自己感興趣的研究？撇開個人志業不談，我們在滿足基本生活需求後，仍要努力賺更多錢，不就是為了想讓自己更幸福嗎？但為什麼，我們在影視作品甚至是現實生活中看到許多富豪，也覺得他們並不滿足，甚至活得更痛苦呢？
面對這些大哉問，該從哪裡尋找解答？尋求先知或者心靈導師？我沒有標準答案，但我建議，不妨試試從科學的角度尋找。美國哈佛成人發展研究主持人兼哈佛醫學院精神醫學教授沃丁格（Robert Waldinger）與該研究的副主持人、布林茅爾文理學院心理系教授修茲（Marc Schulz）共同撰寫的《美好人生：史上最長期的哈佛跨世代幸福研究，解答影響一生最重要的關鍵》（THE GOOD LIFE: Lessons from the World's Longest Scientific Study of Happiness），便提供一種回答。
從兩位高材生的人生際遇思索幸福的樣貌
首先得提一下《美好人生》中兩位引人注目的高材生——約翰和李歐，兩位都畢業於哈佛大學。1975年，當他們都步入55歲時，約翰成為生活在大城市的律師，年薪為5萬2000美元；而李歐為了照顧生病的母親，回到自己的家鄉成為高中老師，年薪僅1萬8000美元。看起來約翰比李歐更為富裕，應該意味著更加成功，對吧？但事實上，約翰卻認為他的生活裡充斥著更多痛苦，情感需求經常無法被滿足；反觀李歐雖然不富裕，卻是研究中數一數二的幸福之人。兩人的差異在於：約翰為了處理客戶委託的案件而逐漸忽略家庭；李歐則是喜歡在人際關係中尋找動力，並從自己的教育工作中找到意義。
這本書讓我震撼的是，回想起學生時代和任教前，常跟朋友們開心喝酒、大口吃肉的那種痛快、甚至在酒酣耳熱之際和朋友一起幹出不勝枚舉的荒唐事蹟。但近年來，我與朋友的聯繫越來越少，常為了追求工作效率，一個人在辦公室裡匆忙地吃飯，許多聚會也在個人過度疲累或為了爭取更多工作時間的考量下而婉拒。甚至認為這才符合專業人士的形象！特別是新冠肺炎疫情之後，這三年來我更是逐漸習慣了與朋友相聚頻率的下滑。
《美好人生》給我的最大啟示是，積極的人際關係在整個人生中極為重要。科學上來說，幸福不是終點，也不是目標，而是過程——一種經由演化所發展出的方式，用來鼓勵我們進行有益於健康和生存的活動。沃丁格和修茲把人際關係視為一輩子的投資，缺少良好的人際關係會對我們的健康造成傷害。尤其是和那些有與朋友聯繫的人相比，孤獨的人會發現自身的健康狀況惡化得更快。研究顯示，社交連結最少者的死亡率是社交連結最多者的2.3倍（男性）至2.8倍（女性），而長期寂寞會讓人在任一年的死亡率增加26%。
從1300種人生找到幸福藍圖的要素
哈佛成人發展研究，是歷時最久的人類生活深度縱向研究。一開始原本是分別的兩項長期計畫——由被評估為具有潛力成為健康且適應力良好的268名哈佛大學二年級的學生組成，以及在波士頓貧民區成長的456名14歲少年組成。這兩項研究後來整合在一起，目的是要找出並預測成年後的健康、幸福和成功的因素。這項研究始於1938年，擴展到這些受測者的1300名後代，並且持續到現在。
起初，他們訪問了受測者及其父母，並對每位受測者進行全面的身體檢查。雖然大部份的初代成員已經過世，但他們的配偶和後代也納為新的受測者。目前的研究要求是，受測者每兩年要填寫一次詳細的問卷，每五年允許公開一次健康記錄，每15年進行一次面對面的晤談。這些問題觸及他們生活的各個方面，例如：家庭情況、職業生涯、身心健康，以及他們對生活、政治和宗教的看法。每次評估能顯現受測者生活的全貌，把這些資料結合起來，就描繪出一幅隨時間推移而展開的生活圖景。
沃丁格和修茲撰寫本書的目的，並非針對長達數十年的研究進行全盤學術解讀，而是分享他們從研究計畫中汲取到的實用智慧：一個充滿幸福的生活，不代表沒有失望、挫折、掙扎、痛苦、不安、背叛、悲傷和失落等。然而，如果困境時，有人關懷我們，那麼美好和幸福的生活便得以實現。
許多人在「建立」並「維持」關係的各個面向上，都會遇到困難，這在所難免，因為人際關係就是充滿混亂、挑戰和不確定性。在每種人際互動中，幾乎會被個人的意見、喜好差異而有所影響，因此而感到失望或脆弱也是常有的事，尤其一時的衝動就可能讓關係更加惡化。為了讓我們能應對人際關係的不確定性，他們提出WISER模型，分別代表觀察（watch）、詮釋（interpret）、選擇（select）、投入（engage）、省思（reflect），關於這些方法在書中皆有詳述。
為建立並維持關係付出心力，就是人生最好投資
另外，浪漫關係雖然非常重要，但研究也指出，各種具有支持功能的人際關係都讓我們的生活變得更好，不論是家人或和我們共事的同事。人際關係提供許多功能，並以各種方式支持我們，我們很難只從一個人或一段關係裡獲得需要的一切。
我們該如何建立溫暖的人際關係呢？作者告訴我們，個人的選擇至關重要：我們可以決定把時間投資在哪裡，以及如何對待他人。當這項研究的受測者步入70多歲和80多歲時，研究人員詢問他們是否有任何遺憾，沒有人表示希望自己花更多時間在工作，反而許多人表示他們希望能更加關注自己的人際關係：他們對於和朋友失去聯繫感到遺憾，以及表示希望能花更多時間和家人相處。我們很容易認為，一旦建立了友情和親密關係，就能永久維繫。但正如缺乏運動後，肌肉會萎縮一樣，人際關係也會隨著忽視而逐漸消逝。
幸好，與人建立更深的連結，永遠都不嫌晚。安德魯的經歷就是好例子，他的人生可能是受測者中最艱困和最寂寞的——小時候經常搬家，讓他難以結交長期的朋友；即便是30多歲結婚之後，他依然為如何建立有意義的人際關係所苦；當他60多歲，被問到他一生中最親密的朋友及其意義時，他僅回答：「沒有。」到了67歲，安德魯因視力問題不得不辭去少數帶給他快樂和社交機會的工作，他和太太分居，比之前任何時候都感到孤獨；之後，他開始去公寓附近的健身房運動；三個月後，他認識了許多人，並開始期待見到他們。他們發現彼此都喜歡老電影，便開始聚在一起看電影；當他們在安德魯80多歲時採訪他，問及他探望他人或接待訪客的頻率時，他說：「每天。」
本書鼓勵我們與喜愛的人建立更穩固的聯繫，並在日常生活中進行有意義的互動。我在掩卷之際，真恨不得能在年輕時就讀到這本書。
【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2024年第266期4月號】
2024年8月29日 星期四
人類如何藉由深時遠見擺脫短期主義的危局
我超愛去那些有許多古蹟的景點旅行，能在廟宇或教堂裡坐上半天，攄懷舊之蓄念，發思古之幽情。然後就會開始思考，怎麼那些幾百年的老建築還屹立不搖，而我那個不到三十年的老房子窗戶卻開始在梅雨季漏水了⋯⋯
不只是房屋問題，我們社會和政治上的政策有效期似乎也越來越短了。剛來台灣時，我們這些海外學生對台灣大選時，政客狂開短視近利的支票之行為感到嘖嘖稱奇，選民彷彿那些支票的對現，是政客們自掏腰包的，而非他們自己繳的稅款。
為了四年一次的地方或中央選舉，地方到中央各級政府就會拿出一堆明顯只顧眼前利益的政策，真是不勝枚舉。在我比較熟悉的高等教育領域裡，這種情況隨處可見。
自九零年代起，台灣為了迎合知識經濟的需求和提升自身的國際競爭力，開始大力推動高等教育普及。這一政策使得大專院校如雨後春筍般快速增加，但這股擴張潮並未充分考量到教學品質和畢業生的就業問題。學校數量的增加並不等同於教育品質的提高，新設立的學校因為資源有限，往往面臨師資和硬體設施不足的困境，進一步影響了教學品質。此外，這樣盲目的擴張也未能準確預見到就業市場的實際需求，導致某些專業的畢業生面臨就業難的問題。
至於高等教育的研究經費，常因過分重視短期內的成果指標，如論文發表數和引用次數，而忽略了長遠的學術價值和對產業實際需求的回應。這種偏向可能會使學術研究的方向與社會及經濟發展的真正需求脫節。這樣的情況，在台灣乃至全球的許多高等教育和科研機構中都相當常見。
由於基礎研究往往需要較長的時間才能見到成果，目前這種偏向短期成效的經費分配方式，導致基礎研究被相對忽視。這不僅使研究人員傾向於選擇可以快速產出成果的計畫，而且還可能使研究主題變得越來越單一化，不利於學術多元化的發展。
在高等教育的規劃和發展上，我們也未能有效考慮或實踐足夠的措施來促進學術交流、文化多樣性、國際合作與提升競爭力。政策制定過程中，太過集中於解決國內教育系統的內部問題，如資源怎麼分配、如何配置師資，卻忽略了把眼光放到全球教育趨勢和國際合作的可能性上。在面對有限的經費時，教育部門往往會優先投資於提升國內教育品質，而忽視對國際化長期投資和建設的重要性。
這種缺乏國際視野和合作的機會，可能讓我們的學術研究和學術人才變得孤立，難以跟國際接軌。學生和學者缺少國際交流的機會，可能會影響到他們在全球的競爭力和跨文化溝通的能力，限縮了他們在國際舞台上的發展空間。而國際合作正是推動科學技術創新的一股重要動力。沒有國際視野和合作，我們的學術研究創新性和應用範圍都可能受到限制。
其實，這並不是單純批評民主政府如何制定政策。因為台灣正面臨全球化快速變化帶來的種種挑戰，包括經濟結構的轉型、勞動市場需求的變化、以及國際競爭的加劇。教育政策往往是為了迅速適應這些變化而設計的，目的在於提升國家的競爭力和經濟發展。此外，在政策的制定和執行過程中，決策者可能會受到各方面壓力的影響，包括預算限制、政治考慮，以及來自社會各界的期待。這些因素可能會限制政策制定者的選擇空間，導致某些政策更偏向於追求短期效益，而非長遠發展。
在資源緊張的情況下，教育部不得不在各個領域和目標之間做出選擇和設定優先順序，這常導致長遠投資，比如基礎研究或技職教育，相較於那些能快速見效的領域來得不那麼受重視。此外，制定教育政策時需預測未來的社會、經濟和科技發展趨勢，這些預測的困難性和不確定性，可能讓政策難以完全符合長期發展的需求。有時候，為了快速回應大眾對當前問題的關心，教育政策可能會急就章，這就更偏向於解決眼前的問題，而忽略了對未來的影響。
在這個快速變化且挑戰重重的時代，閱讀《深時遠見：時間感如何影響決策，人類如何擺脫短期主義的危局》（The Long View: Why We Need to Transform How the World Sees Time）成了每個人的必修課。這本書不僅鼓勵我們跳脫追求短期目標的框框，更重新思考和調整我們對時間的看法和運用，這對個人、社會乃至全球的永續發展都有著重大的意義。
《深時遠見》提倡一種超越即時利益的全新時間觀，挑戰我們當前普遍存在的短視近利問題，並提出將焦點和資源投入那些能對未來造成長遠正面影響的行動和計畫的重要性。
身為英國廣播公司（BBC）全球新聞部倫敦辦公室的資深記者，理查．費雪（Richard Fisher）在《深時遠見》一書中，透過豐富的案例研究、歷史分析以及最新科學研究，向我們展示了如何透過改變我們對時間的理解和行動方式，來迎接當前世界所面臨的諸多挑戰，如環境保護、經濟發展和社會正義等。書中著重指出，培養長遠的視角不僅能幫助我們作出更加明智的選擇，也是推動一個更公正、可持續發展未來的關鍵。
《深時遠見》不只探討時間管理技巧，還深入探討了人類對時間的認知、利用，以及這種認知如何塑造我們的決策與行為。費雪提出了實用的策略和工具，幫助我們在個人生活和職業中實踐長遠視角，從而在面對不斷變化和充滿不確定性的世界時，做出對長期福祉更有利的決定。
《深時遠見》中從費雪對女兒格蕾絲未來的反思開始講起──她出生於2013年，到了2100年將會是86歲。想到那時可能面臨的海平面上升、機器人取代人類工作、未來可能的災難等問題，讓他深刻意識到短期主義在當代，尤其是西方資本主義社會中的普遍存在。
費雪認為，21世紀我們面臨的許多嚴峻挑戰，如氣候變遷、預防下一次瘟疫大流行、抗生素抗藥性增加和收入不平等惡化等，都需要我們具備長遠的視野。然而，當下的新聞快節奏往往讓人忽略這些逐步累積的危機，就像溫水煮青蛙，如果我們不開始遠眺，就難以察覺這些潛在的威脅。
從1175年開始建造但建築師們未能見到最終完工的英格蘭威爾斯大教堂（Salisbury Cathedral），到一個世紀後仍在澳洲研究瀝青流動性質的長期實驗，費雪以跨代連結為核心主題，展現了人類從過去學習並展望未來的獨特能力。
在《深時遠見》中，費雪深度剖析了社會中盛行的短期主義現象。他不僅提出了一連串引人入勝的論點，闡明了培養長遠視角的重要性，也探討了達成這一目標的具體途徑。他把「短期主義」定義為一種普遍傾向──人們往往偏好立即的利益，即使這可能會犧牲未來的益處。
費雪特別關注資本主義和政治兩大領域中短期主義的根源。在資本主義框架下，他指出季度財報和個人目標的不匹配促使企業過度追求短期成果。財務季度的壓力和股東需求驅使領導層只專注於短期業績，從而忽略了如研發投資、市場推廣及專利申請等長期目標的重要性。
在民主政治體系中，選舉被視為反映民意的關鍵途徑，政治人物透過選舉進入公職。這一機制可能促使政治人物更加關注那些能在短期內帶來顯著效益的政策或措施，從而忽視了長遠目標和策略的制定，這對社會的發展造成了深遠的影響。
費雪同時強調了媒體在加深政客短期主義思維上的角色。由於媒體追求能夠吸引眼球的故事，它們傾向於報導最新的事件，而忽略了對未來難以預測的事情的關注。媒體作為資訊傳播的主要管道，其報導的焦點對塑造公民意見和政治議程具有深刻的影響。這種對即時故事的追求不僅影響了公民對當下事件的認識，也間接促進了政客的短期行為。
此外，費雪深入探討了人類對時間的心理認知。他解釋說，人類對當下的關注遠超過對未來的思考，因為我們對未來事件的認知相對模糊，難以具體想像。這就解釋了為什麼政治人物在面對像失業率上升這樣的當前問題時會感到有強烈的行動推動力，而對於像氣候變遷這樣的長期挑戰則較少關注。儘管我們的祖先有時候需要專注當下才能生存，我們也演化出了長遠的眼光，這讓我們能夠提前規劃，成為地球上一個成功的物種。
《深時遠見》中提到一個引人入勝的例子：語言如何塑造我們對時間的感知及對未來的態度。語言中明確區分未來時態的使用者（例如英語、法語、西班牙語）與未來時態表述較為含蓄的使用者（如德語、日語、中文及多數斯堪的納維亞語言）在思考未來和做規劃時，展現出不同的心理模式。研究指出，這種語言上的差異可能與人們的儲蓄習慣有關。例如，中文和斯堪的納維亞語言的使用者可能更偏好儲蓄及長期財務規劃，這或許是因為這些語言在表達現在和未來時，語態的轉換不明顯，讓未來看起來更貼近、更具體化。
這一理論同樣適用於解釋阿宅們在健康和環保行為上的差異。研究顯示，那些未來時態表達較隱微的語言使用者，在健康和環境保護方面可能做出更加有利於長遠的選擇。因為那些語言中明確區分未來的使用者可能會將未來視為一個遙遠且分離的狀態，從而影響他們對未來事件的規劃與預期。相反，未來時態表達含蓄的語言使用者可能將未來視為與現在緊密相連的延伸，促使他們更專注於長期的結果。
雖然作為一名英語使用者， 費雪沒救⋯⋯哦不⋯⋯無法改變其母語的語法結構，他在《深時遠見》中不僅揭露了我們對時間的短期偏見，還提出了幾種策略幫助我們心理上將「現在的自我」與「未來的自我」拉近，從而縮短我們與遠見之間的距離。其中包括了換位思考（perspective taking），即以一種將未來視作已然存在的心態來生活，這是對抗短期主義、拓展我們對時間感知的有效方法。
《深時遠見》中提及了伊朗和印度的祅教（Zoroastrianism）中一項非凡的傳統──維持已超過一千五百年的「永恆之火」。這項傳統有一系列嚴謹的儀式和精心管理。祆教的祭司們，也稱為Magi或Mobeds，負責照看這些神聖的火焰，確保它們持續燃燒，這涉及定期補充純淨、未受污染的燃料，並在特殊的宗教儀式中點燃新火，以確保火焰的純凈和不間斷。
費雪還談到了具有遠見的法國海洋探險家雅克．庫斯托（Jacques Cousteau)，呼籲聯合國通過一項保障子孫後代權利的法案，強調保護地球環境──包括海洋──對確保未來世代能繼承一個健康、可持續的地球至關重要。庫斯托的工作和倡議凸顯了提升大眾對環境問題意識和推動國際合作的必要性。
費雪同樣被凱蒂．帕特森（Katie Paterson）的未來圖書館（Future Library）所吸引，這是一項獨特而長期的藝術計畫，自2014年啟動，將持續到2114年。其目的在創建一個新圖書館，收藏從2014年至2114年間，每年一位作家創作的未公開作品。這些作品將被保存，直到百年後使用專門種植的樹木製成紙張，然後印刷出來供未來讀者閱讀。未來圖書館挑戰了我們對時間、文化傳承和環境永續性的現代認識。
總而言之，《深時遠見》是一本對於那些對未來擁有遠大規劃或興趣的人來說，能夠激發思考的珍貴資源，鼓勵我們超越當下，以更開闊的視野來觀察世界及我們在其中的作用。無論你是在尋求個人成長，或是渴望為創建更美好的未來貢獻一份力量，這本書都能提供深刻的洞察和靈感。
本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】
2024年8月27日 星期二
從自己開始的研究起點
該如何挑選一個引人注目的研究主題？進一步來說，我們該怎麼將它發展成一份有深遠意義的研究計畫？換句話說，我們該從何處著手？對許多研究所的學生來說，這問題可能和「何時能夠畢業」是同等級的靈魂拷問。
我在美國加州大學戴維斯分校念遺傳學博士時，升上博三前必須通過一項比畢業口試還要困難的資格考。資格考是口試，分為兩部分，第一部分提出研究計畫，第二部分則是遺傳學的所有專業知識。若是考不過，只能選擇打道回府或是重考，視乎情況而定。對所有博士生而言，這無疑是最大的噩夢之一。
學長姐們建議，至少要在考試前兩個月確定研究主題，然後全心投入研究計畫的撰寫及必修課程的複習。我的指導教授希望我在研究計畫中提出一個既與他提供我進行的研究相關，卻又不相關的主題。哇靠，這是在學遺傳學還是在修禪學啊？
因此，在預定的資格考前兩三個月，我幾乎每天都去找老闆討論，嘗試提出我的研究計畫。但幾乎每次都被他駁回，特別是當我提到這項研究能填補人類知識的缺口時。他說那不是理由，反而會追問我一大堆問題，像是這項研究真正的重要性何在？為何之前沒人研究過？為何一定要用這個模式或方法？選擇的研究模式或方法有何獨特之處？為何其他模式或方法無法替代？這與他的研究有何關聯？每當我無法回答他所有問題，就得回去重新思考。
隨著考試日的逼近，每天被老闆打槍，我甚至在考試前的一個月都還沒確定我的研究主題。學長姐們也對這種不尋常的情況感到擔憂，我自己也越來越緊張和焦慮，只好每天借酒⋯⋯哦不⋯⋯翻閱堆積如山的學術論文來尋找靈感。直到最後差不多只剩一個月的時間，我開始懷疑人生，不解老闆為何要這樣惡搞他的第一個博士生。
當時，我真的是抱著最後一根稻草的心情，在實驗室裡把近期閱讀論文時閃現的靈感跟老闆分享。他先是沉默了一會兒，然後有點猶豫地表示，他不確定我提出的研究可不可行，但也沒有像以前那樣拿一堆問題炮轟我，反而是悄悄溜回辦公室去了，讓我終於看到了一線曙光。
為了確認研究計畫的實行性，我去找了系上的一位大佬教授討論。他一開始說我的研究計畫還算可行，但可能缺乏創新性，因為他那位在另一所頂尖大學的老朋友早就深入研究過這個問題了。但我告訴他，我已經翻遍了那位教授的所有論文，並沒有發現相關的研究。他不信，一怒之下直接打電話去問，結果跟電話另一端的好友聊了一會兒後，無奈地告訴我確實還沒有相關研究，然後就把我趕出他辦公室。
到了資格考前兩週，我把計畫書遞交給一位跟我老闆一樣是戰鬥民族的口試委員，他皺眉問我為何在同一份研究計畫中提出兩個完全不相關的問題，簡直就是胡搞。我解釋說這都跟「性擇」有密切的關聯，他只是「哦」了一聲，就讓我回去準備考試。這其實解答了我老闆那個充滿禪意的問題：「要關聯的同時又要不關聯」。
考試前一晚，我簡直難以入眠。我們的博士資格考有不包括指導教授的五位委員，口試一般要考上至少三個小時，超過四小時的也大有人在。經過兩小時被一輪又一輪的問題炮轟後，我終於報告完了自己構思的研究計畫。正當我準備報告和老闆研究相關的部分時，那位戰鬥民族的教授直接表示不用了，因為那是我老闆的研究計畫。於是我們就中場休息了一下，準備進入遺傳學專業知識的第二階段。結果，我回到會議室時，他們全都起身恭喜我通過了，然後迅速離場，只留下我一個人在那裡收拾殘局⋯⋯哦不⋯⋯會議室。
走回實驗室的路上，在走廊碰見了一位熟識的退休老教授。他驚訝地問我，不是應該在考資格考嗎？怎麼在這閒晃鬼混？我回答說考完了，而且通過了。他不可置信地說，從沒聽過考得這麼快的，除非被當，然後自言自語地說，一定是我讓他們考得太痛苦了，急著讓我通過，免得再聽我報告，寧可不再見到我⋯⋯
讀《研究的起點：從自己開始，寫一份對你（和這個世界）有意義的研究計畫》（Where Research Begins: Choosing a Research Project That Matters to You (and the World)）時，我不禁想起了這段往事。書中提到，有位阿宅學生對研究中國的風水表現出了興趣。但教授覺得這位學生的話語華而不實，彷彿是在作秀。直到教授一再追問「為何選擇風水？」及其他跟我老闆類似的問題，學生才開始談到他個人的關心點，提及他那既理性又受過良好教育的律師媽媽對風水的堅定信仰。這點引發了關於「理性」定義及其意義的新問題，以及探究為何風水看似與理性不相容。隨後，他們的討論終於打破僵局，進入新階段，學生的筆記本很快就寫滿了可能的研究問題。
《研究的起點》兩位作者都是漢學家，墨磊寧（Thomas S. Mullaney），是美國史丹佛大學歷史系教授，著有《中文打字機：機械書寫時代的漢字輸入進化史》（The Chinese Typewriter: A History ，費正清獎得主）；另一位雷勤風（Christopher Rea），是加拿大不列顛哥倫比亞大學亞洲研究系教授，著有《大不敬的年代：近代中國新笑史》（The Age of Irreverence: A New History of Laughter in China，列文森獎得主）、《中國電影經典, 1922-1949年》（Chinese Film Classics, 1922-1949）。
《研究的起點》不只是一本提供技術性指導的好書，更重要的目標在於幫助學生和新進研究者選出對自己和這個世界都有意義的研究問題。因此，墨磊寧跟雷勤風特別強調挑選研究主題的重要性，並提出了一套創新的架構，幫助我們從自己的經驗和興趣出發，挖掘和建構研究問題。
《研究的起點》講述了如何識別研究問題（question）、發掘研究課題（problem）、規劃可行的研究計畫、找到課題群體（problem collective）、探索你的領域等等。書中第一部分專注於自我反思，幫助讀者發現對自己來說重要的研究主題，進入一個自省的階段，鼓勵將個人的動機和價值觀整合進他們的研究中。從對某個主題的關注開始，到探討具體的問題，再進一步形成初步的研究計畫；第二部分則鼓勵讀者超越自我限制，深入學術界，進行能夠對世界產生深遠影響的研究。
墨磊寧跟雷勤風強調如何將研究者的個人經歷、興趣和情感與學術研究結合起來，成為一位「以自我為中心」的研究者，突顯了在選擇研究問題時尋找對自己有深層意義領域的重要性。換句話說，一個好的研究問題應該首先對研究者本人而非其他人來說是無比重要的。在進行意義深遠的研究過程中，研究者自己永遠是關鍵──沒有其他人能告訴你應該研究什麼或者提出哪些問題。
當研究者對他們的研究問題充滿熱情時，他們更容易全情投入，並在遇到挑戰時堅持到底。此外，將個人興趣與學術研究的廣泛目標結合，尋找一個平衡點，不僅能滿足研究者對某個領域的個人好奇心，也能對學術界或實務領域做出貢獻。
墨磊寧跟雷勤風主張，透過反思個人的經驗和故事，研究者能夠發掘出潛在的研究問題。這過程涵蓋了從個人的過往、身分認同、文化背景或人生經驗中尋找靈感。《研究的起點》裡提供了一些工具和練習，協助我們從這些個人經驗中挖掘靈感，並將之轉化成具體的研究問題。他們也解釋了怎麼去瞭解你感興趣領域內現有的研究和討論。
一個清晰且具體的研究問題對於指引研究的設計和實施至關重要。此外，設定問題時也得考慮到研究的可行性，包括時間、資源和方法上的限制。《研究的起點》中，墨磊寧和雷勤風就如何開展學術探索提供了實際的指導和步驟，從研究的啟航點開始，高效進行。這些建議覆蓋了制定研究計畫、收集與分析資料、以及撰寫與發布研究成果等各階段。
研究的終極目標是知識分享。墨磊寧和雷勤風講解了如何與你的課題群體進行交流的重要性和技巧，以專業的姿態融入你的研究領域。此外，還討論了選擇適合的發表平台和參加學術會議展示研究成果的策略，透過尋找最適合的資源來深入你的研究領域和如何開始你的研究計畫。
即使不是在學術研究的領域，我們在人生或社會中也經常需要探究自己的安身立命之道，這本「以自我為中心」的《研究的起點》，相信也能引導你提出一些除了你自己之外，無人能解答的人生關鍵問題！
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2024年7月30日 星期二
鳥類創世紀的神話、餐桌到政治
人們對賞鳥的熱愛深厚且廣泛，不僅是一種休閒活動，更是連結自然、促進健康、提升生活品質的方式。賞鳥愛好者遍布各年齡層、文化背景和地理區域，從繁忙的城市公園到遠離塵囂的自然保護區，處處可見他們的身影。
我透過顯微鏡和電腦軟體賞鳥。我的實驗室致力於研究鳥喙和羽毛的演化及其發育過程，以及比較鳥類的基因體。透過研究羽毛如何演化，我們得以洞悉鳥類是如何從地面或樹棲的恐龍祖先演化成飛龍在天。還有，羽毛的發育過程為我們提供了探索如何在個體發育中形成複雜器官的獨特機會，揭示了基因表現調控的精密機制，這對於理解基因功能和遺傳疾病具有重大意義。
鳥喙的多樣性直接反映了鳥類對其生活環境的精妙適應。研究鳥喙的演化不僅讓我們理解鳥類如何利用不同的食物資源，進而在生態系統中占據各式各樣的生態位，還展示了鳥喙結構與功能的緊密關聯，如何透過結構適應來優化其生存策略，包括食物獲取、築巢行為乃至交配。鳥喙的形態多樣性亦是推動鳥類物種多樣性的關鍵因素，透過研究喙的形態變化，我們得以深入理解物種如何透過生態位分化而形成，這是探究演化生物學核心問題的關鍵。
我們也發表了第一個鴛鴦（Aix galericulata）的全基因體序列，現在正在組裝第一個埃及聖䴉（Threskiornis aethiopicus）的全基因體。鳥類基因體的研究有助於理解不同物種在生態系統中的適應性和生態學特徵。透過分析鳥類基因體中與生存和繁殖相關的基因，我們可以了解鳥類如何適應不同的生態環境、食物來源和氣候條件；此外，鳥類基因體研究為野生動物的保護和管理提供了重要的資訊。透過分析受威脅物種的基因體，我們可以評估其適應性和基因多樣性，以制定有效的保護計劃和管理策略。
另外，鳥類常被視為生態系統健康的指標。由於牠們對棲息地變化極為敏感，鳥類的分布、物種多樣性以及族群動態能夠反映生態系統的健康狀況和環境變化的影響。此外，鳥類透過各種方式為人類社會提供生態系統服務，例如害蟲控制、植物授粉、種子傳播，以及提供文化和休閒價值等。這些服務對於農業生產、生態旅遊和生物多樣性的維護至關重要。鳥類的遷徙模式和分布變化也能夠提供有關氣候變遷和其他全球變化影響的重要資訊。例如，候鳥的到達時間和繁殖季節的變化往往能反映氣候變暖的趨勢。
儘管鳥類在科學研究上很重要，但如果說鳥類已經改變了世界，不少朋友仍會覺得莫名其妙吧？英國自然歷史學家、賞鳥者、作家史蒂芬．摩斯（Stephen Moss）的《鳥類創世紀：神話、餐桌到政治，改變世界的關鍵物種》（Ten Birds That Changed The World）一書詳細探討了鳥類如何以各種方式影響著人類歷史的轉變，蘊含著豐富的故事和科學知識。他是英國廣播公司（BBC）的廣播員和多產作家，致力於向大眾介紹鳥類。
摩斯認為，人類一直以來都自認為能夠了解自然世界，因此我們常覺得可以掌控自然。這種控制的錯覺從一些微小的例子開始，比如神話中的烏鴉或者是製作羽毛帽子；然而，這種控制的妄想卻常常以大規模滅絕和氣候災難告終。他對於我們未來的前景持悲觀態度，但同時他呼籲讀者別絕望。他認為，我們關於鳥類歷史的下一章尚未寫下，我們還有機會改變自己的行為。或許我們對鳥類的了解有限，但我們可以試著與牠們和諧相處。
目前世界上有大約一萬多種不同的鳥類。摩斯明智地只選擇了其中十種鳥類，這十個故事裡的鳥類影響了我們歷史的重要方面，塑造了我們的生活。這些故事揭示了鳥類與人類之間長期以來的關係，而這關係往往是災難性的。《鳥類創世紀》中充滿了精彩事實和知識 ，同時他也經常把自己的個人回憶融入到科學和自然史之中。
這些鳥類中並不包括我們熟悉的雞、鴨、鵝和鸚鵡等。如果想了解家雞（Gallus gallus domesticus），可以參考這本好書——《雞冠天下：一部自然史，雞如何壯闊世界，和人類共創文明》（Why did the Chicken Cross the World? The Epic Saga of the Bird That Powers Civilization）（請參見〈群雞冠天下〉）：如果有外星人來到地球，他們或許會以為統治地球的是貓⋯⋯哦不⋯⋯是雞。雞口的數量遠超人口，雞也是和人類關係最密切的鳥類，親密到當我跟一些朋友說我在做鳥類的研究時主要會使用到雞，居然有不少人疑惑地問我：「雞，原來是種鳥？」或許是太多人在認知上把雞獨立成了某一特定類群的動物了吧？不僅如此，雞，也是種內多樣性最高的鳥類，深具解答胚胎發育和性狀遺傳等重要生命科學問題的潛力，值得專門為牠們著書立傳，讓我們認識這種飛不高又飛不遠的熱帶鳥類，如何和人類一起趴趴走到全世界！
言歸正傳，《鳥類創世紀》的第一章深入揭示了渡鴉（Corvus corax）在各種文化和歷史階段中的多重象徵意義和形象。作為鴉科中最大的成員，渡鴉不僅有著驚人的壽命和適應力，還能在各種環境中存活，從極地到北非沙漠，棲息地包括丘陵、海岸、森林、農田以及城市邊緣。
從北美原住民到北歐文化，再到西伯利亞的游牧民族，穿越北半球的創世神話核心，渡鴉在各種文化中扮演著重要的角色。在北歐神話中，渡鴉是奧丁（Odin）的信使，象徵智慧與記憶。在不同文化中，渡鴉的象徵意義多種多樣，從智者和狡詐的象徵到古代戰場的常客，牠與人類歷史和文化有著深刻的聯繫。在《聖經》中，牠是諾亞（Noah）派出探查洪水退去情況的第一隻鳥，但因其獨立的天性未能返回方舟。在當代，渡鴉仍然在文化中扮演著重要的角色，例如在《冰與火之歌》（A Song of Ice and Fire）中，作者喬治．R．R．馬丁（George R. R. Martin）選擇了渡鴉作為一種能預見未來的鳥類，進一步凸顯了牠在文化中的重要地位。
渡鴉的智慧和適應性，以及其在各種神話、文學作品和流行文化中鮮明的形象，突顯了牠在人類心目中的獨特地位。牠既是智慧和預見的象徵，也與死亡和不祥的預兆相關。透過探索渡鴉在不同時代和文化中的故事和象徵，摩斯深入挖掘了這種神秘鳥類與人類世界之間錯綜複雜的關係。
摩斯接著深入探討了鴿子（Columba livia domestica）在人類歷史、文化、宗教和日常生活中的多重角色。從古埃及和古希臘時期，鴿子被視為和平與愛的象徵，到成為戰爭時期傳遞資訊的信鴿，鴿子展現了與人類社會密切相連的特殊地位。隨著人類從狩獵採集轉向農業，他們開始馴化野生鳥類，其中一種是害羞的、棲息在懸崖上的原鴿，最初是為了食物而飼養，後來則用於長距離通訊。我們與鴿子的關係十分複雜：雖然牠們常被視為「有翅膀的老鼠」，但牠們所傳遞的資訊在兩次世界大戰期間拯救了數千人的生命，甚至改變了這些衝突的進程。
摩斯提到了鴿子在不同時代的重要性，例如牠們在宗教儀式中的角色，包括在基督教中代表聖靈的白鴿，以及在諾亞方舟（Noah’s Ark）故事中象徵著希望。此外，鴿子在戰時的作用尤為顯著，牠們作為信使在多場歷史衝突中扮演了關鍵角色，有些鴿子甚至因此被授予勳章。鴿子的歸巢本能使牠們能夠跨越長距離傳遞資訊，這一特性在現代仍受到鳥友的欣賞和利用。然而，隨著科技的進步，這種傳統的通信方式逐漸被數位通信所取代。儘管在許多城市中，鴿子常被視為害鳥，其數量需要控制，但牠們的存在反映了野生動物適應人類環境的能力。此外，對於許多阿宅而言，鴿子仍然是了愛、忠誠與一夫一妻制的象徵。
在《鳥類創世紀》中，摩斯深入探討了火雞（Meleagris gallopavo）的歷史、文化意義以及在自然界和人類生活中的角色。首次提到火雞的文獻可追溯至1555年，而到了1598年，火雞一詞已被吟遊詩人廣泛使用，莎士比亞（William Shakespeare，1564–1616）在《亨利四世》》（Henry IV）中提及火雞時，已無需解釋其含義。
摩斯深入探討了火雞名稱的來源及其文化歷史。此外，火雞在十九世紀上半葉開始被廣泛飼養，成為常見的食材。其養殖和消費量的增加反映了火雞在飲食文化中的重要性。然而，隨著時間推移，對於大量消費火雞的行為開始受到質疑，尤其是在感恩節和聖誕節等節日。火雞的飼養方式也遭到批評，指出現代養殖方法對動物福利構成嚴重威脅。
摩斯最後探討了野生火雞的歷史，從早期歐洲探險家的記錄到現代對其數量的擔憂。火雞曾在美國廣泛分布，但由於棲息地破壞和過度狩獵，其數量大幅下降。儘管如此，透過保護和復育計畫，野生火雞的數量有所恢復，成為保育成功的典範。
摩斯在《鳥類創世紀》中深入探討了度度鳥（Raphus cucullatus）及其近親羅德里格斯度度鳥（Rodrigues solitaire）的歷史、生物學特性和滅絕原因。度度鳥生活在印度洋的模里西斯島（Mauritius）上，是一種無法飛行的大型鳥類，與家鴿有親屬關係。摩斯提到，近親尼可巴鳩（Nicobar pigeon）分布於廣泛的東南亞地區，而齒嘴鳩（tooth-billed pigeon）僅見於太平洋的薩摩亞群島（archipelago of Samoa），這些鳥類展示了鳩鴿科豐富的多樣性和適應性。
研究顯示，度度鳥和羅德里格斯度度鳥的祖先約在2300萬年前從鳩鴿科中出現，牠們的滅絕與人類的到來密切相關。模里西斯島直到約800萬到1000萬年前才因海底火山活動浮出水面，這說明度度鳥的祖先一定具備飛行能力，直到適應了島嶼無天敵的環境後，漸漸失去了飛行能力。
度度鳥因荷蘭探險隊的到來和隨之而來的外來物種（如豬、老鼠等）的入侵而迅速滅絕。這些外來物種破壞了度度鳥的生存環境，特別是對其地面築巢習性造成了嚴重影響。度度鳥的消失成為了滅絕時代來臨的預兆，象徵著人類對自然界的破壞和野生動物的悲劇。
摩斯不僅追溯了度度鳥的自然史，還反映了人類與自然的關係，以及對於保護瀕危物種和生態系統的重要性。透過度度鳥的故事，摩斯強調了人類行為對生態系統影響的深遠後果，並呼籲更加負責任地與自然共存。
在《鳥類創世紀》中，達爾文雀（Geospizinae sp.） 一章深入探討了查爾斯．達爾文（Charles R. Darwin，1809–1882）對這些鳥類的觀察以及這些觀察如何影響了他對天擇和物種演化理論的發展。達爾文於1835年在加拉巴哥群島（Islas Galápagos）的研究中發現了這些鳥類，他注意到不同島嶼上的鳥類雖然外觀相似，但在體型和鳥嘴的形狀上存在顯著差異，這些差異反映了牠們對特定食物來源的適應。
摩斯深入探討了達爾文雀是如何成為達爾文發展演化理論的關鍵證據，這些鳥類展現了如何透過天擇在不同環境中進行適應性輻射，從一個共同祖先演化出多種不同的物種來適應各自環境中的獨特挑戰。達爾文的發現顛覆了當時的生物多樣性和物種起源的看法，並為現代演化生物學奠定了基礎。
摩斯不僅講述了科學的發現和理論的發展，還強調了科學探索過程中的好奇心和持續觀察的重要性。達爾文雀的故事是一個關於觀察自然、提出假設並透過證據進行驗證的過程之好案例，展現了科學方法如何引領我們理解生物多樣性和生命在地球上的演化。
在南美鸕鶿（Leucocarbo bougainvillii）這一章中，摩斯深入探討了牠們的歷史、生態以及在全球貿易中的關鍵地位。南美鸕鶿因其產生大量鳥糞而聞名，他特別是強調了19世紀鳥糞貿易對英國、歐洲和北美的農業和景觀產生了深遠影響。鳥糞作為一種富含氮、磷酸鹽和鉀的天然肥料，對提高農作物產量至關重要，對英國、歐洲和北美的農業產量產生了重大影響。
摩斯描述了中國勞工在祕魯鳥糞島上的艱辛工作經歷，以及鳥糞貿易如何使英國商人致富並改變農業景觀。此外，他還談到了鳥糞貿易對當地生態和社會的長期影響，包括對中國勞工的剝削和苦難。同時，描述了鳥糞如何成為財富的來源，尤其是對19世紀的英國商人威廉．吉布斯（William Gibbs，1790–1875）而言，他因鳥糞貿易而成為當時英國最富有的非貴族之一。透過南美鸕鶿的故事，摩斯揭示了自然資源開採背後的人類貪婪和環境破壞，呼籲對生態與人權問題進行深入反思。
在《鳥類創世紀》中的雪鷺一章，摩斯描述了雪鷺（Egretta thula） 及其他水鳥在19世紀末至20世紀初面臨滅絕威脅的情況，這是由於羽毛貿易的盛行。雪鷺因其迷人的白色羽毛而成為時尚界的寵兒，大量被獵殺用於製作女性帽飾和其他裝飾品。
摩斯詳細描述了透過一些女性的努力，尤其是在美國和英國，成功引起了公眾對羽毛貿易殘酷性的關注，從而促成了野生動物保護法的通過。特別是一些女性，如哈麗特．勞倫斯．海明威（Harriet Lawrence Hemenway）和她的表妹明娜．B.．霍爾（Minna B. Hall）一起在美國成立了麻薩諸塞州奧杜邦協會（Massachusetts Audubon Society），以及在英國，艾塔．萊蒙（Etta Lemon）和愛蜜莉．威廉森（Emily Williamson）的努力，這些人是反對羽毛貿易並推動鳥類保護法的重要推動者。他強調，這場運動不僅僅是為了保護雪鷺和其他被獵殺的鳥類，更是為了保護自然界免受人類貪婪的侵害。這些努力不僅對當時的社會產生了深遠影響，也為日後的野生動物保護運動奠定了基礎。
透過雪鷺保護成功的故事，摩斯強調了社會運動和立法對於保護瀕危物種和改變公眾態度的重要性。雪鷺的故事成為了一個成功的保育案例，展示了透過積極行動和公眾參與，可以實現對自然和野生動物的有效保護。
在《鳥類創世紀》中，白頭海鵰（Haliaeetus leucocephalus）一章中，摩斯深入探討了這種鳥類的生物學特性、生態地位，以及牠們在美國文化和歷史中的象徵意義。白頭海鵰是北美洲最大的猛禽之一，具有顯著的白色頭部和尾巴，以及亮黃色的嘴和腳。儘管其英文名稱（bald eagle）暗示著禿頭，但實際上這個名稱來自於成鳥頭部的純白色羽毛，在遠處看上去似乎無毛。
白頭海鵰分佈於北美的各地，從阿拉斯加和加拿大的河流森林地區，穿過美國的四十八個州，一直延伸到墨西哥北部。甚至在亞利桑那州的沙漠中也能發現白頭海鵰的族群，牠們主要以魚類為食，但也會捕食哺乳動物、其他鳥類和腐肉。白頭海鵰的獵食策略包括從其他獵食者那裡偷竊食物，這種行為被稱為偷竊寄生（kleptoparasitism）。
摩斯還討論了白頭海鵰與人類的關係，特別是牠們如何從瀕臨絕種的邊緣恢復過來。20世紀中葉，由於DDT和其他農藥的使用，白頭海鵰的數量急劇下降，影響了牠們的繁殖能力。經過多年的保護工作，包括《候鳥條約法》（Migratory Bird Treaty Act）和《白頭海鵰與金鵰保護法案》（Bald and Golden Eagle Protection Act）的實施，以及《寂靜的春天》（Silent Spring）的出版引發的環保運動，白頭海鵰的數量開始恢復。到了20世紀末，白頭海鵰的數量有了顯著增長，最終在2007年被移出瀕危物種名單。
此外，摩斯還提到了白頭海鵰在美國文化中的象徵意義，其中含有不少衝突和矛盾。牠們被視為自由和力量的象徵，並被選為美國的國鳥。白頭海鵰出現在許多美國的標誌和象徵中，包括國徽和一美元紙幣。同時，牠們也象徵著野生動物保護和自然恢復的成功故事，鼓勵人們繼續保護和恢復我們的自然環境。
在《鳥類創世紀》中，麻雀（Passer montanus）一章詳細記述了1958年毛澤東發起的「打麻雀運動」，這是大躍進運動的一部分，旨在消滅被認為是農業害蟲之一的麻雀。中國政府聲稱麻雀每年消耗大量穀物，因此發動全民參與的運動來大量殺死麻雀，期望增加糧食產量。當時，民眾被鼓勵使用各種方法來驅趕和殺死麻雀，例如敲鍋打鑼來防止麻雀休息，以及直接捕殺。
然而，這場愚不可及的運動忽略了麻雀在生態系統中的角色，特別是牠們在控制害蟲方面的重要性。隨著麻雀數量的急劇減少，農作物害蟲如蝗蟲的數量激增，導致了更嚴重的糧食減產問題。這場運動最終被證明是一場災難，不僅未能提高糧食產量，反而加劇了隨後幾年的飢荒。
摩斯透過描述這場運動的發起、實施以及其災難性的後果，揭示了人類對自然干預的無知和後果，以及政治運動如何可以基於錯誤的假設對生態系統造成長遠的影響。這段歷史提醒著人們在進行生態干預時必須謹慎，充分考慮生態系統的複雜性和平衡性，並對人類與自然之間的關係進行深刻反思。
最後，在《鳥類創世紀》中的皇帝企鵝（Aptenodytes forsteri）一章，摩斯深入探討了這種鳥類在極端環境下的生活、繁殖行為，以及面臨的氣候變遷威脅。皇帝企鵝是地球上最大的企鵝，牠們在冰冷的南極擁有獨特的生存技巧，其中包括在南極冬季極寒的條件下育雛，這是其他鳥類無法做到的。
皇帝企鵝的繁殖周期非常複雜，雌雄企鵝會進行長達數百公里的遷徙，以抵達傳統的繁殖地以進行求偶、交配，並產下蛋。不同於其他鳥類，雄企鵝會在足部孵蛋，而雌企鵝則返回海洋覓食。這種獨特的繁殖策略使得幼鳥能在最惡劣的條件下存活。
然而，摩斯也強調了氣候變遷對皇帝企鵝生存的影響。海冰的減少威脅到牠們的繁殖地，食物來源的變化也對成鳥和幼鳥的生存構成挑戰。科學家預測，如果當前的氣候變遷趨勢持續，皇帝企鵝可能會面臨極大的生存危機。透過講述皇帝企鵝的故事，他呼籲對氣候變遷採取行動，以保護這些獨特而脆弱的鳥類及其棲息地。
總而言之，《鳥類創世紀》是一本探討鳥類與人類深刻聯繫的好書，充滿了借鳥鑑人之意，深入揭示了鳥類在人類的神話、日常生活、社會和歷史中所扮演的關鍵角色，巧妙地展現了人類與鳥類之間錯綜複雜的關係，不僅是鳥類學愛好者的珍貴資源，同時也是對自然與文化交織關係有興趣讀者的必讀之選。
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2024年7月29日 星期一
如何實現青春永駐——未來的長壽革命
您計畫何時退休？是在65歲嗎？若以目前國民平均壽命約為80歲做參考，這意味著之後大約有15年可以享受退休時光。但如果當您退休時，平均壽命提升到120歲，那麼將面臨長達55年的退休生活，這比大部份的人從20幾歲開始工作直到65歲退休的工作年限還要長！有沒有想過該如何規劃這段退休生活呢？財務狀況能夠支持這樣長的退休期嗎？
這不僅是科幻小說或電影中的情節，而可能在我們有生之年發生的情況。正如《可不可以不變老？：喚醒長壽基因的科學革命》（Lifespan: Why We Age and Why We Don't Have To）作者之一、美國哈佛醫學院遺傳學家辛克萊（David A. Sinclair）所言，如果我們不再把老化視為自然發生的過程，而其視為一種可以治療的疾病，情況將大不相同。
我在大學裡教授演化生物學，課堂上常提醒學生，個體不會經歷演化——演化發生在族群以上的層面，個體所經歷的是老化。但如果我們能夠逆轉老化，那是什麼情形？在電影「班傑明的奇幻旅程」（The Curious Case of Benjamin Button）講述從老年逐漸變年輕的男子巴頓（Benjamin Button）和他的青梅竹馬富勒（Daisy Fuller）間的故事，深刻探討時間、愛情和人生的意義；另一部電影「鐘點戰」（In Time），人們在25歲後的一年內將會死去，時間變成寶貴的資源，必須不斷賺取時間以延續壽命，這部影片探討了永生、貧富不均和社會階級問題。
別懷疑，老化就是一種病！
辛克萊結合醫學研究、歷史分析和個人見解，在書中呼籲大眾應該調整使用醫療保健和面對老化的方式。他強調我們不該把老化視為不可避免的生理現象，而該視為疾病的源頭。
另外，他也討論一旦人類能夠輕鬆活到百歲以上，我們將如何面對並預先規劃相應的政治、經濟挑戰、環保、倫理問題？透過豐富的自身經歷和生動的軼事，他使得《可不可以不變老？》不僅充滿啟發，而且易於閱讀。
辛克萊提出「老化資訊理論」（Information Theory of Aging），假設老化是由生物內部資訊的漸進損傷或累積錯誤引起。這個理論著重於生物系統在整個生命週期中如何維持和傳遞基因與細胞內部資訊的穩定性，並探討這些資訊在傳遞過程出現障礙時如何引起生物老化和死亡。
隨著時間的推移，DNA會因各種內外因素受損，而細胞的修復機制可能無法完美應對，導致損傷累積和細胞功能受影響。正確摺疊的蛋白質對細胞非常重要，因為錯誤摺疊的蛋白質可能引起功能障礙並且累積，進而導致疾病和老化。隨年齡增長，表觀遺傳標記的變化可能改變基因的表現模式，影響細胞和組織功能。經歷多次分裂的細胞最終會進入衰老狀態，一般認為這是老化和與年齡相關疾病發展的關鍵因素。老化資訊理論為我們提供一個理解老化過程中資訊損失機制和影響的框架，幫助我們尋找減緩老化、可能提高生活品質的介入措施。辛克萊認為，老化過程中的資訊損失是可識別且有望治療的。
老化是否能定義為一種疾病呢？許多學者指出，儘管年齡確實增加某些疾病的風險，但把老化本身視為疾病可能過於簡化這一複雜現象。身為在老化研究領域前線的科學家，辛克萊非常熟悉這類反對意見。因此，在《可不可以不變老？》中，他反覆提到自己的理論可能過於前衛，預計會引起廣泛的質疑，這是他試圖讓讀者理解並預先接受這一觀點的方式。
我個人在科學層面上支持他的看法。從演化的角度來看，科學家已經發現一些動物似乎不顯著老化或者以速度極慢的方式老化，例如不死水母（Turritopsis dohrnii）、某些海參、阿留申平鮋（Rougheye rockfish）、特定類型的線蟲、鯉魚、巨型龜以及金剛鸚鵡，以至於牠們的壽命衰退難以觀察。因此，老化在生物學上並不是一種普遍「現象」。考慮到許多過去視為人類正常現象的疾病，例如麻疹、腮腺炎、風疹、蛀牙、牙周病、憂鬱症和焦慮症，現代醫學都已成功介入和治療，我們有理由相信，老化在未來可能成為一種可介入和治療的情況。
注意飲食不只為了控制體重，還能延緩老化
目前已知延緩老化最有效的策略之一是限制熱量攝取（caloric restriction），即在不導致營養不良的前提下，有意識地減少日常飲食中攝取的熱量。研究顯示，飲食限制在多種生物模型中有效延長壽命，包括酵母、果蠅、小鼠和猴子。對人類而言，雖然直接證據不多，但間接證據和初步研究成果暗示，飲食限制也有助於提升人類的健康壽命。
儘管限制熱量攝取，蘊涵著延長壽命的潛力，但它也伴隨挑戰和風險，例如營養不良、骨質疏鬆以及心理壓力等。因此，科學研究正致力於尋找模仿飲食限制效果的替代方案，例如間歇性禁食和限制特定營養素的方法，目的是獲得相似的健康益處，同時降低副作用的風險。然而，要加速老化還是遠比延緩老化容易，生活方式例如吸菸、體重超重以及感染疾病等因素都會影響。儘管健康的生活方式能夠把我們從不良的老化模式轉為較佳的老化模式，但這並不意味著能逆轉年齡。如果我們不需要付出額外的心力，只需要依賴幾種神奇的藥物呢？這種情況是否會比期待和想像的更為美好？
辛克萊在書裡不僅介紹老化研究的歷史和突破，也毫不保留地提出大量的假設、承諾、推斷和誇張的描述，這在學術界引起了一些批評。他回顧了在動物模型上研究的幾種長壽介入措施，例如白藜蘆醇（resveratrol）、雷帕黴素（rapamycin）和滅糖敏（metformin），並傳達對於這些藥物具有治療老化潛力的信念。他甚至提到自己和家人也在服用這些藥物，暗示讀者也可嘗試。雖然他在書中多次強調不是做廣告，但他對這些藥物或保健品極度樂觀的描述，不免讓人還是有些質疑。
書裡提到的藥物或保健品中，最著名的白藜蘆醇是一種自然存在於紅葡萄酒、葡萄皮、藍莓、草莓和花生中的多酚化合物。一些動物實驗顯示白藜蘆醇具有的多種生物活性，可能有助於延緩老化過程；雷帕黴素最初用於抗真菌治療，後來發現它們是具有免疫抑制和抗癌特性的大環內酯類抗生素，近年來因其在動物模型中展示的延緩老化和延長壽命潛力而受到關注；滅糖敏是治療第二型糖尿病的藥物，同時對代謝、細胞凋亡、發炎反應和氧化（oxidative stress，指當自由基與抗氧化物比值間不平衡的狀態，產生過多有害的過氧化物與自由基導致毒性作用，因此損害細胞的蛋白質、脂質和DNA）產生影響，進而引起科學家對其抗老化效果的關注。
儘管部份生物醫學研究者信任這些藥物或保健品，而私底下偷服用，但長期大量服用也可能帶來意外的副作用。簡言之，要實現長壽或健康的老化，可能沒有捷徑。在進一步實驗確認安全性前，建議保持觀望。隨著生物醫學的迅速發展，相信不久的將來，我們能夠更清楚了解這些藥物和保健品在人體上的實際效果和潛在問題。
《可不可以不變老？》中提及的其他例如運動、飲食和生活方式的建議更為務實，這也是我身邊，許多以健康的方式來面對時光流逝的朋友們所遵循的做法，例如增加運動量、減少攝取精緻碳水化合物、多吃蔬菜和少吃肉。我現在盡量選擇以走樓梯來取代搭電梯，並鼓勵騎單車，並向朋友提出挑戰：「是燃燒地球的油，還是燃燒自己的油，選一個吧？」
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2024年7月22日 星期一
電的生命、生命的電
你被電過嗎？
我這裡說的，不是被痛罵批評那種，而是真正的觸電。小時候在馬來西亞，蚊子特別多，家家戶戶不堪其擾，有阿宅發明電蚊拍、讓我們能夠輕易把蚊子電成焦屍報仇雪恨的時候，那種電蚊拍跟現在不一樣，沒有防止觸電的保護網，只有一層電擊網，偶爾我們會不小心電到自己，除了感到一陣刺痛和麻麻的感覺外，倒也沒啥大礙。
於是，還是小屁孩的我和弟妹，常在爸媽、阿嬤不留神的時候，拿電蚊拍來當作玩具武器，對彼此進行無情的電擊。後來，我們還發現金屬門把也能傳電，於是就躲在房間的另一頭，趁人開門時給他們一個「突襲」。我小妹因為不喜歡洗澡，被大弟電了一次，結果這件事她經常掛在嘴邊。
可能因為這樣的設計引起了太多家庭失和，後來的電蚊拍設計上加入了保護網，再加上我們長大了，進了社會玩的遊戲變得更加緊張刺激，電蚊拍才真正回歸到它原本的功能。不過，那種被電蚊拍電到的感覺，至今還是難以忘懷。
馬來西亞一年到頭都濕熱，我們倒是很少遇到被靜電電到的情況。但是在台灣，在台灣冬天，室內的空氣通常比較乾燥，這讓靜電更容易產生。冬天的時候室內換衣服，或者跟老婆親個嘴，就容易被那突如其來的靜電給電到。
為啥被電蚊拍或靜電電到會感到疼痛呢？上了生物課之後，我們就知道了，因為神經傳導其實就是一種「電」的形式，而電蚊拍和靜電那「微弱」的電剛好刺激到了我們的疼痛神經，讓肌肉發生強烈的收縮。雖然電蚊拍的電壓高達兩千伏特，但因為電池提供的電流很小，所以不會造成生命危險。然而，牆壁上的插座提供的電壓雖然只有110伏特（馬來西亞是220伏特），但電流卻大得多，足以致命，絕對不能掉以輕心。
那麼，為啥強力電流會讓人命危呢？來自美國華盛頓特區喬治城大學，擔任放射醫學和生物化學教授，同時也是健康物理與輻射防護研究生課程主任的提摩西．約根森（Timothy Jorgensen），在他的好書《生命的電：生物醫學Ｘ電，改變未來的奇蹟革命》（Spark: The Life of Electricity and the Electricity of Life）中向我們揭示了電在生命中不可或缺的角色，正因為如此，當強大的電流穿越我們的身體時，才會造成嚴重的傷害，真是水可覆舟、亦可載舟。
約根森教授從琥珀談起，經過富蘭克林到法拉第的探索歷程，闡釋了電與生物學之間的深刻聯繫。這段科學史的敘述既生動又引人入勝，為我們提供了許多理工科阿宅學生在教科書上早已耳熟能詳的科學家和他們背後的趣聞軼事，僅僅是這部分內容，就已經讓《生命的電》成為一本非常值得一讀的好書！
約根森也對伊隆．馬斯克（Elon Musk）領軍的Neuralink公司做了一番預測。這間公司專門研發腦機介面（Brain-Machine Interfaces, BMIs）技術，是由馬斯克在2016年創立的。他們的大目標是打造出能直接連接人腦與電腦或其他電子裝置的高頻寬裝置，目的是為了幫助治療神經系統疾病、提升人類的認知能力，甚至最終達成人腦與人工智慧（AI）的合一。
在《生命的電》一書中，可見跨學科研究的重要性，展現了物理學、生物學、化學和工程學等領域如何互相激盪，共同推進了我們對電在生命中角色的理解。為了讓不太熟悉「電」的讀者也能融會貫通，約根森詳細介紹了電力的基礎知識，像是電壓、電流和電阻，並解釋了它們在生物系統中的相關應用。
《生命的電》書中特別提到，當初那些大電力公司才剛開始摸索如何運用電力的時候，連富蘭克林、法拉第、馬克士威、愛迪生、特斯拉這些偉大的科學家、發明家都還搞不清楚「電」到底是啥東西。得等到量子力學出現之後，我們才明白了電子存在以及它的特性。
我們現在清楚了，電荷是物質的一種基本特性，既可以是正的（比如質子的電荷），也可以是負的（比如電子的電荷）。同性電荷互相排斥，異性電荷互相吸引，這些互動構成了電的基礎。電荷的移動形成了電流，通常是電子在導體中的流動。電流的方向由正電荷的流動方向定義，即使在實際的電路中，流動的大多是負電荷──電子。電流的國際單位是安培（A），一安培代表每秒有一庫侖（C）的電荷流過某一點。
電壓推動電荷移動，是兩點間電位差的度量，用伏特（V）表示。電壓越高，意味著推動電荷從一點移動到另一點的能量越大；而電阻則是物質對電流流動的阻力。每種物質的電阻都不同，取決於它的材質、溫度、長度和截面積，電阻的單位是歐姆（Ω）；電場則是電荷產生的，存在於其周圍空間，能對其他電荷施加力。電場的強度取決於其電荷的量和距離。電場可以透過電場線來視覺化，這些線從正電荷出發，終止於負電荷；當電流流動時，會產生磁場，變化的磁場又能產生電場，這種相互作用形成了電磁場。
要聊電力，那交流電和直流電絕對是必談的兩個概念。交流電就是電流的大小和方向會週期性變化的那種電。在交流電系統裡頭，電壓就像正弦波一樣上下波動，意味著電流的方向也是持續在變。交流電成了大多數家庭和工業用電的標準，主要是因為它能透過變壓器在不同電壓等級間輕鬆轉換，讓電能在長途傳輸時的損失更小，這也是它成為長距離電力傳輸和分配首選的主因；至於直流電，則是電流只朝一個方向流動的電。在直流電系統中，電壓的大小和方向都是固定不變的。直流電的來源典型包括電池、太陽能板和直流發電機。直流電常用在低壓的電子裝置上，比如手機、筆記型電腦、LED燈，還有其他許多攜帶式電子產品。直流電的優點在於能提供穩定的電壓，對電子設備的穩定運作來說非常重要。
拜電影《電流大戰》（The Current War）和科普書《光之帝國：愛迪生、特斯拉、西屋的電流大戰》（Empires of Light: Edison, Tesla, Westinghouse, and the Race to Electrify the World）所賜，不少阿宅都聽過19世紀80年代後期那場關於直流輸電和交流輸電之間的電流戰爭（請參見〈光之帝國的電流大戰〉）。最後交流電因為更適合長途輸送而勝出。但約根森在《生命的電》中提到，現在很多電子設備都只能用直流電，變壓器造成的電力耗損相當可觀。雖然技術進步已經解決了直流電長途輸送和電壓轉換的問題，不過要把全國的電網系統砍掉重練實在太不切實際了。
在探討生命現象時，電力扮演著極其關鍵的角色，從基本的細胞功能到整個生物體的運作，電力在這一切中都是不可或缺的。細胞間的溝通大量依賴於電訊號。神經元透過電訊號來傳遞訊息，這個過程就是所謂的動作電位。動作電位是由細胞膜上的特定離子通道開啟和關閉所引起的電壓變化，使得神經元能夠迅速反應，並將訊息傳遞至身體的其他部分。《生命的電》用生動的例子解釋了電訊號如何在神經元間傳遞，支持著思考、感覺和運動的生物過程。
心臟的順利運作也是靠著電訊號。心臟細胞能產生並傳送電訊號，這些訊號讓心肌收縮，進而推動血液在循環系統中流動。像是心律不整這類的病症，往往就是因為心臟的電活動出了問題。現代醫學透過心電圖（ECG）來監控心臟的電活動，幫助診斷與治療這些問題。《生命的電》不只解釋了強大電流如何打亂心臟的正常運作，還提到了電椅的發明及其在死刑中的使用歷史。喬根森甚至專門用了一章來探討電釣（electrofishing）的原理，藉此說明電力場（electric force field）和電流（electric current）之間的差異。
對於住在濕熱氣候的人來說，雷電這種伴隨閃電和雷聲、涉及雲層內部或雲層與地面之間電荷迅速釋放的自然現象並不陌生。儘管被雷電直擊的機率比中樂透還低，但死亡率卻相當高。有趣的是，《生命的電》提到，美國近年來被雷電擊斃的人數大幅下降，這不僅是因為醫療界對於急救雷擊傷患的了解增加，實際上被雷擊的人數也大大減少。這不是因為美國人變得更愛宅在家裡，而是科學界對如何大幅減低被雷擊機率有了更深的理解，這是野外避雷安全專家成功說服閃電科學家提供正確宣導的成果。
其實，在生物體內不只有電訊號的傳遞，還存在著生物電場。這些電場由生物體內的電荷分布產生，對細胞生長、分化以及傷口癒合等過程起著調節作用。電場能夠影響細胞增殖、移動、分化，以及細胞死亡，這些過程對組織的形成和再生都是必不可少的。比方說，特定的電場模式能夠引導幹細胞分化成特定的細胞類型，這對組織工程和再生醫學來說非常關鍵。
生物電場在傷口癒合的過程中也扮演著關鍵角色。當身體某部位受傷時，周圍區域會出現電場的變化，這些變化能夠吸引細胞移動到傷口處，幫助新組織的生成和傷口的癒合。無論是皮膚受傷、心臟受損，或是其他組織的自我修復，這個過程都非常關鍵；在胚胎發育期間，生物電場對於細胞的準確定位、組織的分化和身體結構的形成也至關重要。電場的變化是告訴細胞何時以及如何分化的關鍵訊號，對於形成功能正常的多細胞生物體來說是必不可少的。但奇怪和可惜的是，《生命的電》在幾乎沒有提及生物電場在組織再生和發育中不可或缺的角色。
《生命的電》還講到了生物是如何演化出利用電力來提升生存和繁殖機會的。比如，有些魚類能夠透過產生電場來探測周遭環境或是與同類交流。像電魚，能發出弱電脈衝，再透過專門的感應器官，也就是電受器，來感知周圍物體引起的電場變化。這些電脈衝一旦遇到物體，就會因為物體的導電率或介電率不同而產生反射或扭曲，讓電魚能夠辨識周遭的物體，包括障礙物、獵物甚至其他電魚。
還有些魚類利用主動電定位，透過改變牠們發出的電脈衝模式來和同伴溝通。這些電脈衝的模式能傳遞不同的訊息，像是求偶訊號、劃定領域或是發出警告，這對於視覺和聽覺受限的水下環境而言，是非常有效的通訊方式，這在艾德．楊（Ed Yong）的好書《五感之外的世界：認識動物神奇的感知系統，探見人類感官無法觸及的大自然》（An Immense World: How Animal Senses Reveal the Hidden Realms Around Us）中有詳細說明（請參見〈跳脫人類感官，從動物的角度看世界〉）。
在醫學應用方面，《生命的電》深入探討了電力在診斷和治療各種疾病中的應用。電刺激治療，比如跨顱磁刺激（Transcranial magnetic stimulation，TMS）和深層腦部刺激術（Deep brain stimulation，DBS），透過電訊號影響神經元活動，用於治療抑鬱症、帕金森病等神經系統疾病。這些治療方式展示了精準控制電力如何對人體健康帶來正面影響。
《生命的電》也提到了「先進義肢」這類新型電子裝置，它們透過各種電氣方式與截肢者的神經系統進行連接，這種腦機介面讓截肢者僅透過思考就能隨意移動義肢，甚至執行像彈鋼琴這樣的精細動作。儘管先進義肢的重量和電池壽命短是目前需要克服的問題，但研究人員正快速解決這些挑戰，有望改善人們的生活品質。
總之，《生命的電》是一本兼具科學深度與廣度、教育與啟發的好書，對於專業人士和普通讀者都有很大的吸引力。透過閱讀這本好書，我們能對電在自然界和人類生活中的角色有更深的理解和尊重！
本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】
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