2024年6月19日 星期三

蟲蟲新視界




我曾幾乎遺忘,自己實際上是從事過昆蟲研究的。在碩士班中,我研究了蜜蜂的磁鐵礦化和磁場感應;而在博士班階段,則轉向研究果蠅的演化和發育。這兩種生物作為研究模型,非常特殊,以至於我時常忘記牠們實際上屬於昆蟲類,並非僅是實驗室裡的樣本或馴化生物而已。但牠們確實是昆蟲,這使得我經常與昆蟲系畢業的專家合作。我原本認為他們遇到任何昆蟲都能從容應對,直到我見到一位老師面對蟑螂時的驚慌失措。

《小蟲大哉問》一書的作者也坦承自己對蟑螂感到恐懼。他在台灣進行田野調查時,發現許多昆蟲學者對蟑螂避而遠之。作者曾在馬來西亞著名的燕窩產地——山打根的戈曼洞,遭遇到成千上萬以燕子糞便為食的蟑螂,這讓我感到如果是我自己,可能會因此產生創傷後壓力症候群(Posttraumatic stress disorder,PTSD)。

我雖然出生於馬來西亞,但相較於作者,對於我們國家昆蟲的多樣性了解甚少。作者曾在馬來西亞進行過多次田野調查,在森林酒店旁的溪流中見證翠葉紅頸鳳蝶飲尿的奇觀,並在一個破敗的酒店倉庫中發現了三個巨大的蜂巢,隨即冒死進行了研究。

《小蟲大哉問》融合了生物學、生態學、文化歷史及人類學等多個學科,全面剖析了昆蟲及其與人類的互動關係。這本書展現了昆蟲在各種文化中的象徵意義及其對生態系統的重大影響。作者深入研究了多種昆蟲,如糞金龜、蝗蟲、蜜蜂、蠶等,探討了牠們在自然界及人類文明中的角色。書中還探討了昆蟲在農業、醫學、工業等領域的應用,展示了昆蟲學的實際價值。

《小蟲大哉問》首先深入探討昆蟲與人類文化之間的聯繫。書中透過對昆蟲的觀察,揭露了牠們在自然界的角色和對人類社會的影響。例如,聖甲蟲(屎殼郎糞金龜)在古埃及文化中象徵重生和太陽神,而蟬在中國文化中象徵君子與重生。作者還探討了昆蟲的獨特行為,例如飛蛾撲火,並把其與人類文化相結合進行深刻的哲學思考,展現了自然界與人類社會間的細膩且深刻的連接。

接著,作者探討了昆蟲,特別是像蝗蟲這樣的種類,對人類社會和文化的影響。從昆蟲的生態特徵出發,分析了牠們的生存策略,如蝗蟲的群居行為和食性。此外,他們還討論了人類社會對昆蟲的態度和相關文化習俗,從古代的象徵意義到當代的經濟價值。

《小蟲大哉問》還揭示了昆蟲在各領域中的多樣應用和價值。從傳統的昆蟲食品,如蠶和蜜蜂產品,到昆蟲在現代科技和醫學中的創新應用,這本書展現了昆蟲對人類社會的廣泛影響。此外,作者還著眼於昆蟲在文化和歷史中的地位,探討了牠們在古代傳說與現代科學中的角色。

昆蟲在自然界的模仿和適應策略啟發了人類科技和設計。例如,蜜蜂蜂巢的結構展示了空間和資源的高效利用;切葉蟻的組織和工作方式啟發了物流和農業技術;白蟻巢穴的通風和溫度調節系統為現代建築設計提供了靈感;在現代科學和技術的發展中,昆蟲展現了巨大的潛力和前景。蝴蝶翅膀的結構對太陽能電池板設計有所啟發,而蒼蠅的飛行能力和感官系統對小型飛行器的設計具有重要影響。

最後,作者強調了昆蟲在地球生態系統中的關鍵角色,並反思了人類是否真的是地球上最智慧的生物。他們指出昆蟲在演化史上的成功和其對自然環境的適應能力,並探討了昆蟲如何啟發人類在管理學、建築學、材料學等多個領域的學習。作者認為昆蟲是理解世界的重要鑰匙,能讓我們從新的角度看待地球。

《小蟲大哉問》結合了豐富的實例和故事,使理論與實踐相結合,增加了閱讀的趣味性和教育性。書中的語言簡潔明了,適合非專業讀者閱讀,不僅提供了關於昆蟲的豐富知識,還對昆蟲與人類社會的相互作用提出了深刻的見解,非常適合對自然科學和人文學科都感興趣的讀者。


本文為《小蟲大哉問》推薦序

閱讀全文...

2024年6月6日 星期四

跳脫人類感官,從動物的角度看世界










「莊周夢蝶」是一則出自中國古代哲學家莊子著名的寓言,描述他有天夢見自己變成一隻蝴蝶,自由自在地飛舞。夢裡的他無憂無慮,完全沉浸在化為蝴蝶的喜悅中。但是當他醒來後,卻開始質疑自己的真實身分:究竟他是一個夢見自己成為蝴蝶的人,還是一隻夢見自己變成人的蝴蝶呢?

身為一位生物學家,看到這個寓言時,我不由自主地想到:他在採蜜時,吸到的花蜜感覺到是甜的嗎?當莊周在夢中化身為蝴蝶時,他所看到的世界,是透過蝴蝶的複眼嗎?如果他看到的世界,和原本看到的並無二致,那他怎麼會質疑自己的真實身分是否為蝴蝶,而莊周這個人不過是蝴蝶在夢中化身的呢?

我們永遠無法體會其他動物是怎麼感知這個世界的,包括夢到化身為蝴蝶的莊周也是。每種動物都被限制在其獨有的「感官泡泡」之內,只能感知到廣闊世界的極小部份,這個感官範圍稱為「環境界」(umwelt),由德國動物學家魏克斯庫爾(Jakob Johann von Uexküll, 1864~1944)提出。根據魏克斯庫爾的說法,如果蝴蝶做夢化身為莊周,那夢裡「莊周」看到的世界,相信也會是透過複眼看到的樣子。

比人類更靈敏的動物感官

繼佳評如潮的《我擁群像:栽進體內的微米宇宙,看生物如何與看不見的微生物互相算計、威脅、合作、保護,塑造大自然的全貌》I Contain Multitudes: The Microbes Within Us and a Grander View of Life)後(請參見〈我包羅萬象〉),科學記者楊(Ed Yong)在《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,深入探討動物如何透過其獨特的感官,體驗身處的自然世界,並展露出這些與人類截然不同的豐富性和多樣性感受,挑戰我們過去對於自認熟知的「現實世界」的理解。同時也藉由呈現不同物種的感知,來鼓勵讀者跳脫人類感官的局限。雖然忠實複製動物的體驗在人體上,短期內應該是不可能會實現,但我們仍能嘗試用想像力從動物的視角來觀察世界。

楊拜訪了許多動物學家的實驗室,這些學者因長期專注於研究某些不為人知的動物感官體驗而略顯孤僻,研究也鮮為人知。可是聚沙成塔後,將這些大量的動物學研究集合起來,卻是一場令人目不暇給的旅程。楊在這本書中一一詳述,其中更有許多讓我們大開眼界的例子。

首先,動物也和人類一樣有傳統五感的感官體驗,能看到、聽到、嗅聞到、品嚐到。但是牠們的能力優於我們,例如:蝙蝠和某些海洋哺乳動物(如鯨豚)使用超聲波進行回音定位,得以在黑暗中導航和捕獵;一些蛇類能夠感測紅外線輻射,這讓牠們得以在黑暗中定位獵物,伺機而動;還有一些動物,如狗和昆蟲,具有高度發達的嗅覺,能夠偵測和追蹤微量的化學物質;某些昆蟲和鳥類能夠看到偏振光,因為這對於牠們遷徙的導航和尋找食物非常重要。

還有其他超越我們的感官系統,例如某些海洋動物,像是鯊魚,能夠感知到微弱的電場變化。這種能力幫助牠們在深海中導航和狩獵;海龜和某些鳥類能夠感知到地球的磁場,這對牠們進行長距離的遷徙至關重要;有些魚類例如海牛,具有非常敏感的壓力和振動感應,能偵測到水中的微小變化。甚至,連尚未孵化的蝌蚪都能感受到外界的振動,當牠們察覺到將被蛇當成食物時,牠們會以極快的速度孵化以逃離蛇口。以上這些例子顯示出生物感官世界驚人的多樣和複雜。

以「牠」者出發,理解動物的敏感脆弱

本書也挑戰了以人類感受為中心的觀點,作者透過展示動物感官的豐富多樣——許多動物能夠感知人類無法察覺的訊號和刺激,如超聲波、紅外線、電場和磁場,凸顯人類在感知自然界的廣度和深度上的局限。這表示,如果多彩多姿的動物感官世界遠超出我們日常生活的感知,那我們人類所有的感官經驗,在整個「真實的」自然界中只是一小部份。

然而,我們卻常常以人類的感覺為基礎,卻忽略了動物是如何理解世界。例如許多飼主在遛狗時,漠視了狗用嗅覺探索世界的需求和樂趣,僅是急促的拖著牠們趕路。但透過這些動物感官研究,說明自然界存在著許多我們無法直接感知或理解的現象,不同動物以不同的方式體驗世界,這挑戰了我們常把人類的經驗視為普世標準。《五感之外的世界》提醒我們去思考和尊重生物的多樣性,並意識到每種動物都有其獨特的生態棲位和角色,鼓勵我們從更廣泛的視角來理解生態系統,不僅考慮物種之間實質上的互動,還包括牠們的感官世界,才能更理解生態平衡和生物間的依賴關係。

透過對動物感官能力的科學探索,作者也鼓勵我們進一步研究和了解生態系統的運作機制,可以更清楚地看到人類活動對生態系統的影響,包括光汙染、聲音污染和化學物質污染對動物感官的影響。了解動物感官世界的脆弱和奇妙,或許能促使我們思考如何更加負責任地與自然共存,強化保護生態的意識。

追求更深刻更廣闊的感知世界

值得一提的是,本書還涉及動物學、神經科學、生態學等多門學科,展現了跨學科研究的價值和魅力。透過探索動物的獨特感官體驗,展示自然界中我們未知或理解不足的方面。這種發現的樂趣和對未知的探索,是激發科學興趣的強大動力,令許多動物學家廢寢忘食。楊完美平衡科學的嚴謹和個人的激情,以引人入勝的敘述方式,把科學事實和發現,融入生動的故事中,讓我們在享受閱讀的同時,也能學習到新的動物學知識,甚至激起對生命科學研究的興趣。

《五感之外的世界》的主旨,是探索非人類的感官世界,但對於深入理解人類的感官,以及這些感官如何塑造我們每個人獨特的世界觀則較少討論,我另外推薦兩本主要探討人類感官能力的《超級感官:人類的32種感覺和運用技巧》Super Senses: The Science of Your 32 Senses and How to Use Them)和《跨感官心理學:解鎖行為背後的知覺密碼,改變他人、提升表現的生活處方箋》Sense: Unlock Your Senses and Improve Your Life)剛好可以遞補這些資訊的空白(請參見〈人類的32種超級感官〉〈解鎖跨感官心理學的生活處方箋〉)。

也許是關於感官的科學研究成果在近年大爆發,另外有不少書籍探討聽覺、嗅覺、味覺,是如何在動物的生活和演化中扮演關鍵角色,也非常值得一讀。例如《傾聽地球之聲:生物學家帶你聽見生命的創意與斷裂,重拾人與萬物的連結》Sounds Wild and Broken: Sonic Marvels, Evolution's Creativity, and the Crisis Of Sensory Extinction)、《你聞到了嗎?:從人類、動植物到機器,看嗅覺與氣味如何影響生物的愛恨、生死與演化》Smelling to Survive:The Amazing World of Our Sense of Smell)和《舌尖上的演化:追求美味如何推動人類演化、演化又如何塑造飲食文明?》Delicious: The Evolution of Flavor and How it Made us Human),這幾本書都能讓我們用全新的方式來感知這個世界的繽紛多彩(請參見〈地球之聲的過去、現在與未來〉〈來當個「嗅」外慧中的「嗅」才!〉〈別有風味的科學〉)。


【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人知識庫〉2023年第262期11月號】

閱讀全文...

2024年6月4日 星期二

八九.六四.卅五






自1989年天安門事件發生以來,中國政府對這一歷史慘劇的態度一直備受國內外輿論的譴責。如今,在習近平領導下,這種態度不僅未見改變,反而在某些方面變本加厲。同時,中共政府的強硬政策和高度集中的權力結構也對中國經濟造成了深遠的負面影響,其內政和外交政策進一步加劇了國內經濟的不振,同時在國際舞台上展現出不公不義的一面。

中共政府對「八九六四」事件的態度,延續了前任政府的做法,對事件真相進行全面掩蓋和篡改。政府對媒體和互聯網進行嚴格控制,禁止公開討論和紀念這一事件。學校教材中對事件隻字不提,年輕一代對此事一無所知。這種對歷史的篡改和掩蓋,不僅是對當年遇難者的侮辱,更是對整個國家的欺騙。歷史應當真實地呈現給人民,讓他們從中吸取教訓,推動社會進步。

在習近平治下,中國政府對異見人士的打壓達到了新的高度。參與過天安門事件的活動家和支持者,以及其他要求政治改革和人權的異見人士,遭受了更嚴重的迫害。許多人被捕入獄,或被迫流亡海外。這種對異見的零容忍政策,剝奪了公民的基本權利,壓制了社會的多元聲音,使得政府的錯誤無法得到糾正。

中共政府加強了對公民權利的控制。言論自由、新聞自由和集會自由受到嚴重限制。政府利用先進的科技手段,如大數據和人臉識別技術,對公民進行全面監控。這種對公民權利的剝奪,讓中國人民生活在恐懼和壓抑中,無法自由表達自己的意見和追求自己的權利。

中共政府的高壓政治環境,不僅壓制了社會的多元聲音,也抑制了經濟的創新和活力。企業家和投資者在這種環境中感到不安,擔心自己的財產和人身安全,導致投資意願減弱,創新活動減少。經濟的可持續增長需要一個自由和開放的環境,而不是一個充滿恐懼和壓制的社會。


中共政府通過修憲取消了國家主席任期限制,進一步集中權力於個人手中。這種高度集權的政策,導致政策制定過程缺乏透明和科學性,容易出現重大決策失誤。例如,中國政府在應對新冠疫情和房地產市場調控方面的政策頻繁變動,給企業和市場帶來了極大的不確定性和風險,影響了經濟的穩定發展。

中共政府通過修憲取消了國家主席任期限制,進一步集中權力於個人手中。這種高度集權的政策,導致政策制定過程缺乏透明和科學性,容易出現重大決策失誤。例如,中國政府在應對新冠疫情和房地產市場調控方面的政策頻繁變動,給企業和市場帶來了極大的不確定性和風險,影響了經濟的穩定發展。

中共政府的強硬外交政策,也對中國經濟造成了負面影響。與美國和其他西方國家的貿易戰和科技戰,增加了中國企業的經營成本和風險,減少了外商投資。國際社會對中國人權問題的持續關注和譴責,也影響了中國的國際形象和經濟合作。

中國政府在新疆和西藏等地區對少數民族和宗教的壓迫政策,引起了國際社會的強烈譴責。特別是對維吾爾族穆斯林的大規模監禁和強制同化政策,被國際人權組織譴責為種族滅絕和反人類罪。這些政策不僅違反了基本人權,也給中國的國際形象帶來了極大的損害。

中共政府推行的「一帶一路」倡議,雖然旨在加強中國與沿線國家的經濟合作,但也引發了許多問題。許多參與國家因為債務問題陷入困境,對中國的意圖產生懷疑和不滿。此外,這一倡議中存在的透明度問題和環境破壞,也引起了國際社會的批評。

自香港回歸中國以來,「一國兩制」的原則應該保障香港的高度自治和法治。然而,自習近平上台以來,中國政府對香港的干預日益加劇,導致這座國際金融中心的社會和經濟遭受了重創。以下將詳細探討中共政府如何摧毀香港的社會和經濟。

自2014年「雨傘運動」以來,香港市民不斷要求真普選和更多的政治自由。然而,中國政府和香港特區政府對這些要求一再拒絕,並逐步加強對政治異見的打壓。

首先,2020年6月30日,中國全國人大通過並實施《香港國家安全法》。這部法律的範圍廣泛,定義模糊,對「分裂國家」、「顛覆國家政權」、「恐怖活動」和「勾結外國勢力」等行為進行嚴厲打擊。實施後,許多民主派人士被捕,反對派組織被迫解散,言論自由和集會自由被嚴重壓制。

其次,《國安法》實施後,新聞自由受到嚴重打擊。獨立媒體《蘋果日報》在2021年被迫停刊,其創辦人黎智英和多名高層被捕。此外,其他媒體也面臨自我審查和政府壓力,記者和媒體工作者的工作環境變得愈發艱難;此外,中國政府不斷干預香港的司法系統,對法官施壓,要求他們按照政治指示辦案。這導致了司法獨立的侵蝕,使得公民無法獲得公正的審判。

中國政府對香港的教育系統進行了大規模的改造,強調愛國教育,淡化民主價值和公民權利的教育內容。這引起了教師、學生和家長的廣泛反感和擔憂,導致教育系統內部的信任度下降;同時,許多非政府組織(NGO)和社會運動組織被迫解散或停止活動。公民社會的活力被嚴重削弱,社會信任度和合作精神也隨之下降。

《國安法》的實施和政治環境的惡化導致許多外國企業對香港的信心大幅下降。美國和其他西方國家對香港實施了制裁措施,限制了對香港的經濟和金融合作。這使得香港作為國際金融中心的地位受到挑戰,資本外流和人才流失加劇;此外,政治不穩定和法律環境的不確定性使得許多外商對在香港投資持謹慎態度。一些企業選擇將亞太總部遷往新加坡等其他城市,減少在香港的投資和業務。

香港長期以來是亞洲的旅遊熱點,但政治動盪和疫情的影響使得旅遊業遭受重創。旅遊業的萎縮對香港經濟造成了重大打擊,許多相關行業如零售和服務業也因此受到影響;同時,香港的房地產市場受到政治環境和經濟前景的不確定性影響。儘管政府推出了一些政策以穩定市場,但高房價和房屋短缺問題仍然存在,影響了市民的生活質量和經濟活力。

政治環境的不確定性和對言論自由的打壓,使得創業者和年輕人對未來感到悲觀。許多原本在香港發展的初創企業選擇將業務轉移到更自由和穩定的地區。優秀人才的流失對香港的創新和經濟發展造成了重大影響。許多年輕人選擇離開香港,前往其他國家尋求更好的生活和工作機會。

中共政府對香港社會和經濟的摧毀是多方面的,從政治自由的剝奪到經濟活力的削弱,無不對這座曾經繁榮和自由的城市造成深遠的負面影響。這些政策和行為不僅違背了「一國兩制」的承諾,也損害了香港市民的基本權利和利益。國際社會應該繼續關注和譴責中國政府在香港的行為,支持香港市民的合法權益和民主訴求,並共同努力,尋求解決之道,恢復香港的社會和經濟活力。

中共政府對「八九六四」事件的態度,延續並強化了對歷史真相的掩蓋和對異見人士的打壓,進一步剝奪了公民的基本權利。這種高壓政治環境,不僅損害了中國社會的自由和公正,也對經濟造成了深遠的負面影響。經濟的可持續發展需要一個自由、開放和透明的環境,需要尊重歷史真相和公民權利。中共政府應該正視歷史,承認錯誤,還原真相,釋放異見人士,恢復公民權利。只有這樣,中國才能真正走向強大和進步,才能在國際社會中贏得尊重和信任!

閱讀全文...

2024年5月30日 星期四

奇幻熊釣魚的黑歷史






你的電腦中過毒嗎?

只要有用過微軟Windows的阿宅,無一例外的都見過當機的藍屏吧?這已經算是小菜一碟了,很少阿宅的電腦沒中過電腦病毒吧?

我自己的電腦被病毒感染過幾次,因為懶得再數,已記不清是幾次了,但最慘痛的一次,是碩士班畢業典禮濕熱到不行的那天,穿著碩士袍在校園中擺拍了一整天,在和同學互傳數位相機的照片時,電腦感染了病毒,搞了半天收拾完殘局,所有畢業照也都徹底遺失了,早知道就不念碩班了(誤)⋯⋯

這些該死的電腦病毒,到底是哪些吃飽撐著的肥宅寫出來的啊?我也好奇,為何微軟視窗三天一藍屏、五天一中毒,為何那些阿宅工程師還有臉面對世界?因為被藍屏和病毒搞得太七葷八素了,我改用了蘋果電腦的桌機和筆電,就再也回不去毫無生活情趣可言的微軟阿宅工程師寫出來的爛作業系統了,才減少了這些令人手足無措的問題。

除了電腦病毒,我們的電腦即使沒被駭,只要那些存在我們個人資訊的網路不斷被駭,我們三不五時就會接到詐騙集團打來的電話,試圖騙取我們銀行帳戶中一直為數不多的錢錢,來變成這些人渣敗類喜歡的樣子。然而,我每次去跟這些網站抗議或報警處理,他們都愛理不理和敷衍了事。為何資安薄弱的電商企業一再被駭,卻還可以老神在在?

這些疑惑,終於在這本好書《奇幻熊在網路釣魚:為何網際網路如此脆弱?駭客如何利用人性竊取機密,以及我們如何更安全》Fancy Bear Goes Phishing: The Dark History of the Information Age, in Five Extraordinary Hacks)中得到了深入的解答。這本書的作者史考特.夏皮羅(Scott. J. Shapiro)是一位法學學者,專長於法律哲學、國際法和憲法理論。他在美國耶魯法學院擔任教授,教授法律哲學和憲法相關課程,同時也是耶魯大學網路安全實驗室創辦人暨主任。他的研究工作集中於法律的哲學基礎,特別是法律如何被理解和應用於不同的司法系統中。

夏皮羅最知名的作品之一是厚重的《國際主義者》(The Internationalists),該書是與法學院同事烏娜.海瑟威(Oona Hathaway)共同撰寫的,深入探討1928年簽訂的和平協定如何改變了國際法和全球政治秩序。雖然該協定在簽署後十年內被視為愚蠢和失敗的舉措,因為每個簽署國都重新陷入戰爭,但他們主張該協定開啟了持續至今的和平進程。

夏皮羅還是小正太時,就對電腦深感著迷,曾是哥倫比亞大學資工系的阿宅學生,並且身為一名創業者,曾經作為科技企業家為包括時代出版社(Time-Life Books)在內的客戶建立資料庫。然而,最終他對法律哲學產生了強烈興趣,就鮮少接觸電腦程式了,並在法學院獲得教授職位。

撰寫這本《奇幻熊在網路釣魚》的過程迫使年過五十的夏皮羅重新審視自己的過去,包括重學舊的程式語言,熟悉UNIX、Linux等作業系統、網際網路協定及資料庫技術,並深入了解各種惡意軟體,如蠕蟲、病毒、分散式阻斷服務(DDoS)攻擊等網路深處的隱憂。他透過駭進耶魯法學院的網站來精進自己的技術,不過他的院長對此可不太開心。

「你可能不想駭電腦,但電腦總會駭到你。」,夏皮羅改寫了俄國革命家托洛斯基(Leon Trotsky,1879─1940)的名言。網路犯罪每年造成的損失估計高達六千億至六兆美金。然而,他認為關於駭客的大多數說法要麼是錯誤的,要麼是誤導性的,要麼是誇大的。儘管駭客行為是基於電腦科技的缺陷,但其本質仍與人性息息相關。 駭客並非神秘的暗黑藝術,從事這一行的人也不全是深居簡出的專家。駭客行為已不僅僅是愛好,而是一種由理性阿宅為謀生或其他目的所進行的商業活動。

夏皮羅在《奇幻熊在網路釣魚》儘量避免涉及過多技術細節,身為法律哲學家,他反而探討了電腦程式和阿基里斯(Ἀχιλλεύς,Achilles)及烏龜悖論之間的聯繫,並把法國哲蒙思想家盧梭(Jean-Jacques Rousseau,1712—1778)的「自然狀態」(the state of nature)之學說來解釋早期網路的發展,並談到了法國哲學家笛卡兒(René Descartes,1596—1650)對心靈和物質的哲學觀。






夏皮羅挑選了五個駭客故事,展示了我們當前所處網路世界的關鍵點。《奇幻熊在網路釣魚》從1988年康乃爾大學的阿宅博士生小羅伯.莫里斯(Robert Morris, Jr.)發布的莫里斯蠕蟲(Morris Worm)病毒講起,這個病毒導致了網路癱瘓。莫里斯蠕蟲原本並不是設計來造成破壞的,其目的是衡量網路的大小。

莫里斯發現了UNIX作業系統中的漏洞,他編寫了一個能夠在電腦間傳播的程式,本以為這將成為他博士論文的完美主題。這個蠕蟲利用了當時網路系統中的多個漏洞,包括UNIX作業系統的弱點。夏皮羅描述了莫里斯蠕蟲如何利用受信任的主機、電子郵件程式中的後門、強力的密碼猜測,以及資料和代碼之間的模糊性,在機器間移動。

夏皮羅認為,莫里斯利用的UNIX系統漏洞並不是偶然的,而是源自於UNIX開發文化。UNIX的設計初衷是為了使研究大型電腦的科學家能夠共享資源,被一個主要基於信任、重視資訊可用性而非機密性和完整性的社群所使用。莫里斯蠕蟲並非有意造成損害,它的自我複製特性意味著它可以無限制地繁殖,直到耗盡系統資源。於是,這個蠕蟲病毒在電腦中複製多個副本,這些副本佔用計算資源以尋找並感染新的電腦。在短短幾小時內,蠕蟲從麻省理工學院蔓延至加州大學柏克萊分校、聖地牙哥分校、史丹佛大學等等,導致全國多地的網路崩潰。

莫里斯蠕蟲的出現引起了廣泛的公眾關注,並促使了對網路安全和電腦病毒的進一步研究。莫里斯因創造這個蠕蟲,根據1986年通過的《非法入侵電腦設備暨電腦欺詐和濫用法》首次定罪,被判處罰款一萬鎂,提供四百小時的社區服務,並被緩刑三年。這次事件不僅在技術上具有開創性,而且在法律上也具有開創性,因為它標誌著對網路犯罪和不負責任的程式設計行為的嚴肅看待。

夏皮羅的第二個駭客故事將讀者帶到了20世紀八零年代的保加利亞,當時是世界上第一個電腦病毒創造中心,故事圍繞著才華橫溢的駭客「黑暗復仇者」(Dark Avenger)和他的宿敵、防毒專家邦契夫(Vesselin Bontchev)之間的對抗。






保加利亞在20世紀八零年代和九零年代初成為電腦病毒中心的原因之一,是因為當時的共產政府是鐵幕中最重視資訊教育的,可是成群訓練出的電腦天才阿宅,在東歐卻沒有相對應的市場提供正當工作,於是就狂寫電腦病毒作亂。

其中的暗黑復仇者是一個迄今身份仍不明的駭客,他創造的病毒以其技術創新和破壞性而聞名。1989年初,他創造的第一個病毒迅速在全球範圍內傳播,影響到了西歐、蘇聯、美國甚至東亞。他響應網路安全研究人員的挑戰,設計了一種感染防毒軟體的「變異病毒引擎」。暗黑復仇者使用了當時流行的BBS(電子布告欄)作為病毒傳播的主要渠道。

除了電腦病毒,3C設備被駭的代價可以是很大的,《奇幻熊在網路釣魚》描述了芭黎絲.希爾頓(Paris Hilton)的手機遭駭客入侵的事件。2005年,一名十六歲的小阿宅拉夸(Cameron LaCroix)獲取了芭黎絲的手機通訊錄、訊息、裸照和性愛影片,然後把它們公開在網路上。這一通訊錄包含了多位名人的私人電話號碼和電子郵件地址,其中包括饒舌歌手阿姆(Eminem)和安娜.庫妮可娃(Anna Kournikova)等名人。

拉夸利用一種被稱為社交工程(social engineering)的技巧,以及利用美國電信商T-Mobile網站的一個漏洞,獲取了芭黎絲手機上的個人資訊。社交工程是資訊安全領域中的一種心理操控手段,利用人類的心理弱點來誘使人們執行某些行為或洩露機密資訊。社交工程攻擊的所有技術都是基於阿宅決策中所謂的認知偏誤,包括偽裝成合法身份以獲得目標的信任,然後利用這種信任獲取敏感資訊,例如密碼或銀行帳戶詳情 。

拉夸最終認罪,並被判處在少年觀護所服刑11個月,在兩年的假釋期間,他被禁止使用任何能夠上網的電腦、手機或其他電子設備。該事件引起了廣泛關注,並凸顯了個人資料安全和隱私保護的重要性。此外,這起事件還促使T-Mobile採取措施,以防止未來發生類似的社交工程攻擊。

《奇幻熊在網路釣魚》談到為何科技公司會讓我們暴露在中毒的風險中,其中之一是微軟將Visual Basic程式語言納入其Office軟體套裝的後果。這一舉措原本要讓使用者能夠自動化日常任務,但意外地引發了如Melissa和ILOVEYOU等巨集病毒的爆發,這些病毒感染了Microsoft Word,導致西方世界許多辦公室陷入癱瘓數週。

這些微軟巨集病毒,使用了與軟體程式(如Microsoft Excel或Word)相同的巨集語言編寫。這些病毒主要針對軟體應用程式,而不依賴於作業系統,因此它們可以感染任何運行任何類型作業系統的電腦,包括Windows、macOS和Linux。巨集病毒通常通過帶有惡意附件的釣魚郵件傳播。當用戶打開受感染的文件時,病毒就會快速傳播。這些病毒的代碼可能在用戶點擊惡意鏈接時下載到他們的電腦上。

當巨集病毒感染一個應用程式時,它會執行一系列命令和一連串的動作,這些動作在打開應用程式時自動開始。一個受感染的巨集執行後,通常會感染用戶電腦上的每一個文件。這種病毒還可能造成文檔中的文字或圖片異常,創建新文件,損壞或刪除存儲資料,格式化硬盤,駭進電子郵件帳戶,甚至把受感染的文件發送給用戶聯絡人名單上的每一個阿宅。

最初,巨集病毒主要感染Word或Excel文檔——這兩種應用程式擁有功能強大的巨集語言和特性。但隨著時間的推移,巨集病毒演變成了一種主要類型的病毒,影響使用巨集的所有類型應用程式、文件和作業系統。自微軟在Office 2000及其後續版本中預設禁用巨集程式以來,啟動巨集病毒變得更加困難。

接著,夏皮羅提到了2016年俄羅斯情報機構對民主黨全國委員會(Democratic National Committee,DNC)的電腦進行駭客攻擊並洩漏大量電子郵件的事件,這對希拉蕊.柯林頓(Hillary Clinton,1947─)的總統競選造成了影響。其中的「奇幻熊」(Fancy Bear)和「安逸熊」(Cozy Bear)是與俄國情報部門聯繫的駭客組織,在2016年總統大選前取得了DNC電腦系統的存取權限,並公開了一系列電子郵件,其中包括希拉蕊.柯林頓對高盛集團的閉門演說。

《奇幻熊在網路釣魚》深入探討了駭客如何騙取希拉蕊.柯林頓的工作人員洩漏密碼的心理策略,以及他們試圖掩蓋蹤跡的技術方法。夏皮羅還討論了DNC缺乏雙重認證的背後原因、執法機關對駭客攻擊的遲緩反應,以及政府對俄羅斯情報部門的控訴猶豫不決。

雖然無法確定電子郵件洩漏是否成為了促使情勢有利於川普(Donald John Trump,1946─)的關鍵因素。夏皮羅指出,駭入民主黨全國委員會的系統是一種典型的間諜行為,而根據國際法,間諜活動是合法的。然而,當奇幻熊向全世界公開竊取的資訊時,他們可能涉嫌戰爭行為。

夏皮羅最後在《奇幻熊在網路釣魚》談到了「殭屍網路戰爭」,即由感染了的網路設備構成的虛擬軍隊進行的DDoS(分散式阻斷服務)攻擊。這是一種常見的網路攻擊方式。其目的是使目標網站或網路服務被超過其處理能力的大量流量灌爆而無法正常運作,從而使正常用戶無法訪問或使用這些服務。DDoS攻擊的影響可以從暫時性的網站訪問中斷到長時間的服務停機,甚至可能造成經濟損失和品牌信譽損害。這種攻擊的防禦需要複雜的安全措施,包括流量監控、過濾和與網絡服務提供商的合作。

《奇幻熊在網路釣魚》描述了2016年由三名青少年開發的「Mirai殭屍網路」,能把運行Linux系統的網絡設備轉化為遠程控制的「機器人」或「殭屍網絡」(botnet)成員。Mirai主要針對線上消費設備,如IP攝像頭和家用路由器,並利用這些設備的弱點將它們串聯成一個被感染設備網絡,即殭屍網絡。這個殭屍網絡通常被用於發動DDoS攻擊。

夏皮羅在《奇幻熊在網路釣魚》主張,我們可以採取多種措施來減少對駭客攻擊的脆弱性。他認為,技術因素只是解決駭客問題的一部分,這是他所謂的「downcode」。另一部分是「upcode」,涵蓋人類的社會、政治、法律、規範、認知偏誤等,這些偏誤使得阿宅們誤以為他們能忍受糟糕的網路衛生(cyber hygiene)狀態。他指出,儘管修復漏洞很重要,但它們的保護作用有限,因為「downcode」是基於「upcode」的。他強調,網路安全是一個涉及人類行為的問題,需要我們理解和改變人類行為。

沒錯,ILOVEYOU病毒是利用Microsoft Word中嵌入的強大巨集程式語言來傳送受感染的電子郵件、刪除圖片和隱藏音樂檔案,但它的傳播也依賴於阿宅用戶是否願意打開名為「給你的情書」的誘人附件,以及微軟是否願意發佈帶有可預見漏洞的軟體。

夏皮羅認為,微軟未能充分重視這些警告的部分原因,是他們忙於追趕他們傲慢而錯失的新興網際網路,並在確保軟體安全性之前就急於為軟體增加新功能,而把成本轉嫁給那些遭遇文件損壞、信用卡資訊洩漏或遇到藍屏當機的消費者。他指出,由於使用微軟產品的條款中包含放棄起訴權的條款,他們因此能夠一再逃避法律上的懲罰。

夏皮羅指出,我們現在生活在一個「監控資本主義」(surveillance capitalism)的世界,意味著我們的許多資料都被大企業儲存和出售。我們信任這些企業會盡力保護我們的個人敏感資訊免遭駭客攻擊。然而,當這些公司的資料發生外洩時,它們所面臨的法律後果往往是微不足道的。

隨著時間的推移,我們可能變得更為警惕,更不願點擊可疑連接、透露個人資訊,或使用過於簡單的密碼。更嚴厲的懲罰和更有效的立法可能會有所幫助,但夏皮羅也警告說,我們不應該期待有一種一勞永逸的方案來解決網路安全問題,不應僅僅將安全和隱私的重責大任交給阿宅工程師,而應該正視網路革命帶來的道德和政治問題。

即使你對駭客攻擊不感興趣,有些事情我們還是不得不做,首先就是要知彼知己,才能百戰不殆!




本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


閱讀全文...

2024年5月29日 星期三

見證城市六千年如何帶動文明的發展








你喜歡住在城市還是鄉村呢?

記得小學時,某次作文的題目要我們論述一下自己是喜歡住在城市還是鄉村,結果班上壓倒性多數的小正太和小蘿莉都寫說喜歡住在鄉村,結果老師非常崩潰,上課時一直試圖說服我們鄉下的生活有多麼不方便等等,搞得我們覺得非常莫名其妙,不是說好讓我們自由發揮的嗎?

我自己當時也是選擇鄉村,因為每年春節跟著媽媽返鄉過年,在稻田中,有玩不玩的小花、小草、小魚、小蝦和小蟲,還能肆無忌憚地在鄉間小路上盡情奔跑追逐,不像在城市裡的生活有各種各樣的限制,放眼望去的儘是水泥森林,還有許多藏污納垢之處——市區裡許多地方,我們都被家長一直告誡千萬不能接近,更甭提污濁的空氣和擁堵的交通。

然而,出了社會後,開始瞭解了那位老師當時的心情,因為在享受了大城市的各種便利之後,儘管還是不喜歡人擠人的感覺,但是要在鄉下長住,至少我本身就不太習慣了。雖然仍然覺得田園風光依舊美好,只是偶爾去旅行放鬆一下就好。

過去這十幾年間,全球居住在城市的人口比例與日俱增,在一些大國甚至是以國家政策的高度來推動的。究竟為何人民也好,國家政策制定者也好,對城市情有獨鍾呢?城市究竟有什麼魅力或幻象,吸引成千上萬的阿宅趨之若鶩而甘願忍受擁擠、吵雜和擁堵呢?

英國歷史學家班.威爾遜在《城市六千年史:見證人類最巨大的發明如何帶動文明的發展》Metropolis: A History of the City, Humankind’s Greatest Invention)提出,城市及其生活方式的興起不僅是人類文明的象徵,更是人類最偉大的發明之一。從古老的烏魯克開始,他穿越了數十個世紀,全方位地回顧了六千年的城市歷史,觸及人類活動的各個面向,包括文化、經濟、政治學、社會學、心理學、工程學和建築學。他以深情的筆觸記錄了這一過程,並充分認識到城市的美麗與缺陷。他的敘述穿梭於不同的城市和世紀之間,把原始資料、軼事和藝術巧妙地交織在一起。






過去這幾年的全球大流行和社會動盪為世界各大城市帶來了諸多挑戰,讓很多阿宅爭先恐後逃離城市到鄕間去。威爾遜觸及了COVID-19大流行對城市發展可能帶來的影響,包括重振人們逃離大都市的趨勢。他強調,為了吸引資本和全球人才,城市必須有效管理並提供充足的服務。此外,城市還必須為多元文化和信仰的安全融合提供獨特的環境。他強調,城市具有彈性和適應性,能夠抵禦各種災難,許多城市創新正是對災難的回應。

《城市六千年史》深入探討了城市作為經濟和工業動力的角色,以及伴隨而來的好處和挑戰。威爾遜指出,城市的發展雖主要由商業和貿易驅動,但高人口密度所創造的獨特社會互動使城市成為社會和政治變革的重要驅動力他還探討了城市如何發展、變化,最終擴展為當今社會和政治學家所研究的「超大城市」,即新型城邦。這些城市不僅依賴全球經濟,而且擁有獨特的政治經濟環境。

《城市六千年史》中提到的大都市,從美索不達米亞三角洲崛起,到巴比倫的頂峰時期,這些城市擁擠、多元化,是貿易中心、寺廟和歡樂的所在地。《城市六千年史》當然要提到了蘇美人建立的烏魯克(Uruk),這座位於今天的伊拉克南部一座古代城市。烏魯克擁有非凡的建築,主要是宗教建築,是首個大規模生產技術的發源地,而楔形文字也是在烏魯克發明的。威爾遜對這些城市的特點──包括猖獗的犯罪、淫亂和不道德──表現出濃厚的興趣,並探討了阿宅們如何試圖淨化、組織或私有化這些城市。




對於雅典、亞歷山大和羅馬等文明成果產出豐富的古典城邦,《城市六千年史》中分別進行了創意生產的理論分析。例如,網格狀街道使亞歷山大成為百科全書式的城市。相比之下,雅典的不規則設計則是「自發的和實驗性的」。當羅馬人征服世界時,他們也帶來了自己的建築環境。羅馬的沐浴文化不僅讓野蠻變得乾淨,也讓它們變得羅馬化和都市化。羅馬阿宅在浴室中處理商業、政治辯論、八卦,甚至謀求社交邀請,浴室成為了城市生活中獨特且包羅萬象的優雅體驗,更是一種公共活動,雖然浴池中的水質在現在的標準來說,應該是很髒汙不堪的。








《城市六千年史》中對羅馬公共浴室有精彩討論,可是位於現今巴基斯坦的哈拉帕城市摩亨佐達羅,也同樣引人入勝。在這個城市,每個家庭在公元前三千年就已經擁有抽水馬桶。他把分佈在今天巴基斯坦印度河流域的城市比作水邊的伊甸園。這些城市沒有寺廟或宮殿,只有穀倉、集會大廳以及污水和供水系統,這些可能是社區生活的中心。他認為,這些城市的清潔程度可能是伊甸園故事的歷史基礎。他寫道,城市每天處理大量人類排泄物的能力,反映了集體公民努力的嚴肅性。



我在12月中前往新加坡參加演化生物學研討會的飛機上讀這本《城市六千年史》時,一打開就剛好是第五章〈美食之都:巴格達(公元五三七至一二五八年)〉,開篇提到新加坡亞洲文明博物館(Asian Civilisations Museum)有一個唐代沉船珍寶展,展出了一系列來自該沉船的陶瓷和金銀制品。這些文物記錄了中國、伊斯蘭世界和東南亞之間的貿易往來。展覽的亮點之一是一批長沙陶瓷碗,這些碗沿著展示區起伏,模仿波浪湍流,象徵著文物的起源。

我下午安頓好行李就直奔這個位於新加坡的市中心,靠近新加坡河展示新加坡及其地理鄰近地區的歷史和文化,包括東南亞、中國、南亞和西亞的文明的博物館一探究竟。該博物館除了一樓的唐代沉船文物,二樓和三樓還有各種藝術品、工藝品和歷史文物來反映這些地區的文化豐富性和多樣性。這些展品不僅展示了各個地區的獨特性,也展現了它們在歷史上的互動和交流,很多東西方精彩的文明融合的文物,令人嘆為觀止。




維護長距離貿易,武力必不可少。在中世紀,中歐強大的漢薩同盟(Hanseatic League)中心城市——呂貝克的崛起,展現了許多歐洲城市共通的特質:在戰爭的洗禮中被塑造。漢薩同盟是中世紀晚期北歐和中歐的一個經濟和防禦聯盟,主要由北德和周邊國家的城市組成。這個同盟成立於12世紀,至16世紀達到頂峰,主要促進了成員城市之間的貿易和經濟合作。漢薩同盟的城市透過共同的商業利益和政治目標來保護和擴大他們的貿易網路。同盟在歐洲商業和政治中曾扮演重要角色,特別是在波羅的海和北海地區。

作為這個商業和防禦聯盟的創始成員之一,呂貝克不僅是北德地區的主要城市之一,還在整個漢薩同盟中擔當著領導角色。《城市六千年史》提到十字軍聖戰和城市建設是相輔相成的,這點在呂貝克尤為明顯,它被描述為早期現代戰爭城市之一。威爾遜探討了該時代死亡、暴力和軍備競賽中技術突破的多面性,指出歐洲城市化不僅源於人民創業精神和經濟的迅速發展,也來自於黑死病、十字軍東征、地方性戰爭,以及致命的城內競爭。




另一方面,歐洲另一頭的荷蘭阿姆斯特丹的發展卻是圍繞著公民的需求,而非紀念性或權力的展現。這座城市的社會文化繁榮與其經濟成功密切相關,是作為現代資本主義先驅的商業金融體系的直接結果。這座城市擁有世界上第一個證券市場和阿姆斯特丹交換銀行,透過政府把企業、銀行和商人串聯起來,創建了世界首個證券市場及其相關的金融設施。支票、直接扣款、帳戶轉帳、遠期和期貨、對沖和保證金購買就是阿姆斯特丹的創新。此外,公民精神不再只聚焦於紀念碑和公共廣場,而是轉向更多的私人財富追求。阿姆斯特丹也是世界上第一份現代大報的發源地。威爾遜指出,阿姆斯特丹專注於利潤,並不畏懼自由思想。




威爾遜也提到,城市可能會帶來幽閉恐懼症、枯萎和混亂,但對於那些逃離農村貧困的人來說,城市帶來了希望。這正是19世紀愛爾蘭農民逃離苦難和飢荒,來到曼徹斯特和芝加哥貧民窟尋求更好生活的原因。正如一位愛爾蘭人所說,曼徹斯特的生活和工作為他提供了每天吃兩頓飯的機會。






威爾遜進一步探討了1700年代倫敦的社交生活,倫敦在一千多年後,擁有了自己版本的社交聚會場所──咖啡館,為城市提供了一個重要功能,成為自發相遇和非正式網絡的集合地。早在遍及全球的星巴克之前,在這些場所中,原本嚴格隔離的不同階層成員得以相互接觸和交流,使城市生活更加宜居。倫敦提供的無數社交機會,也讓人們變得更加優雅,而禮貌則為擁擠的城市環境中陌生人之間的互動提供了潤滑劑,使城市生活變得更加容易。倫敦把城市的社交生活縫合成更獨特和私人的領域,因咖啡館的激增而成為了流言蜚語、思想、新聞和投機、股票經紀和貿易的溫床。




相較倫敦,眾人可能以為巴黎更加優雅。但是,《城市六千年史》卻提到了「巴黎症候群」,通常發生在某些遊客訪問巴黎時,他們因現實與期待之間的巨大差異而感到極度失望。這種症候群並非正式的心理衛生診斷,而是一種文化現象,主要受到文化衝突和期望落差的影響。這種現象最常見於日本遊客,因為日本阿宅對巴黎可能有著高度理想化和浪漫化的期待。當他們親自體驗這座城市時,可能會發現它與自己想像中的樣子大相徑庭,尤其是在面對城市的擁擠、污染、貧窮和社會問題時。巴黎症候群的症狀可能包括焦慮、精神錯亂、幻覺、妄想和其他心理壓力反應。




不過巴黎相較其他歐洲大都市能在二戰後更完整保留原貌,是因為法國阿宅在德軍進逼後沒多久就投降了,但歐洲其他城市或多或少都被大規模地破壞。威爾遜也審視了城市戰的重要性,這是20世紀大規模戰爭的一個主要特點。這些戰爭不僅使城市容易受到空中轟炸和潛在的核攻擊,也使許多城市成為關鍵的戰略目標。像華沙、史達林格勒和柏林這樣的城市,因其交通樞紐、工業中心或象徵意義的角色,成為了20世紀的主戰場。

《城市六千年史》鉅細靡遺地描述了德軍對波蘭首都華沙的超大規模破壞和屠城。隨著德國在1939年9月發動對波蘭的入侵,華沙遭到了嚴重的轟炸,城市的許多部分遭到破壞。在納粹佔領期間,華沙的猶太人在猶太區進行了起義。德國人鎮壓了這次起義,並摧毀了猶太區,導致大量平民死亡。波蘭地下抵抗運動在1944年發起了華沙起義,試圖解放華沙。這場起義持續了兩個月,最終被德軍鎮壓。作為報復,納粹對城市進行了系統性的破壞,把大部分城市夷為平地。

到1945年戰爭結束時,華沙幾乎完全成為廢墟,官方估計有超過85%的建築物被摧毀。戰後,波蘭政府面臨重建國家首都的艱鉅任務。重建工作在多大程度上應該忠於歷史原貌,這一問題在當時引起了廣泛討論。華沙的舊城和其他歷史區域進行了謹慎的重建,許多建築是根據戰前的照片和畫作精確重建的。這一努力最終讓華沙老城在1980年被聯合國教科文組織列為世界文化遺產。除了歷史地區的重建外,新建的大多數建築反映了當時的社會主義現實主義風格,特別是在城市的中心地區。




基於二戰對城市的毀滅,威爾遜對於半鄉村郊區天堂的出現提出了新的解讀,指出這並非美國阿宅單純由個人自發地被加州式郊區大房子的生活方式所吸引,而是美國政府有意把城市分散化,形成一種預鑄的城市,以應對冷戰期間對核攻擊的恐懼。政府也透過強大的激勵措施,吸引工人前往城市邊緣的軍事測試和製造基地。像是洛杉磯就是很典型的郊區城市,需要用車輛在城市各地之間穿梭。但郊區的人種之間的消長,在標誌性的嘻哈音樂中,如尼哥有態度(N.W.A.)的《衝出康普頓》(Straight Outta Compton)所展現,反映出城市外圍與內部的緊張和鬥爭。






威爾遜把焦點轉向拉哥斯和東京等城市。他認為,這些城市雖然在西方觀點下顯得混亂,但它們卻是世界上最充滿活力和令人興奮的城市之一。這些城市擁有靈活多變的「差異化城市結構」。他雖然沒提到台灣的城市,但我覺得他也會同樣地讚許像是台北、台中、高雄這樣亂中有序的城市。




奈及利亞最現代化的大城市拉哥斯,其人口數量是倫敦的三倍,而面積僅有倫敦的三分之二,這座城市被描述為廣闊、深不可測、喧鬧、骯髒、混亂、過度擁擠而又充滿活力和危險。目前,拉哥斯預計將在本世紀中葉成為世界上最大的城市,屆時其人口將增加至超過四千多萬。拉哥斯在某種程度上代表了城市的絕望——因其貧民窟的蔓延、腐敗和犯罪、基礎設施極為不足和嚴重的交通擁堵而聞名。

然而,威爾遜卻對此感到鼓舞和興奮,除了在《城市六千年史》最後一章詳述拉哥斯,這個城市也是他在其他篇章中最常提到的。他記錄了貧民窟中蓬勃發展的科技業,如3C維修和翻新,這些產業不僅讓貧困居民勉強維生,更提供了向上流動的機會。他指出,在拉哥斯,有五成至七成的人口在非正規部門謀生,估計有一千一百萬家「微型企業」。他總結說,拉哥斯的活力和創造力很大程度上源於其明顯的混亂,以及人們用創新思維克服城市困境的聰明才智。整體來看,他認為拉哥斯是一座「充滿瘋狂能量且令人陶醉的城市」。




無論愛恨與否,城市確實在人類歷史和文明中佔據了獨特的地位。《城市六千年史》希望我們能開始將城市視為一種結締組織,而我們早已成為這個組織不可分割的一部分。因此,城市的健康對我們的未來至關重要,我們每一個人都有不可逃避的責任!




本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


閱讀全文...

2024年5月16日 星期四

魚,啥都知道?






當我小時候,見過中學同學的家中院子裡,用混凝土造出一個小魚池,裡面養著水草和孔雀魚,那畫面令我非常羨慕。我夢想著將來有自己的家,也要在院子裡建一個魚池來養魚。但結婚後,我搬進了沒有院子的電梯大樓,再加上家裡養了兩隻貓,養魚的想法似乎變得像是緣木求魚了。

然而,在我讀博士後期間,在辦公桌旁開始養了兩缸孔雀魚。水草長得很旺盛,幾年間孔雀魚繁衍了好幾代,常能看到小魚在缸中遊來遊去。作為生物學家,我知道魚是「冷血動物」,對牠們的情感連結並不深厚,甚至當一些孔雀魚壽終正寢時,我會把牠們的遺體用作盆栽的肥料。

我曾自以為這樣的做法十分理性,畢竟魚和像貓狗這樣的寵物大不相同。直到我讀到英裔美國動物行為學家強納森.巴爾科比(Jonathan Balcombe)的《魚,什麼都知道:一窺我們水中夥伴的內在生活》What a Fish Knows: The Inner Lives of Our Underwater Cousins),才知道原來自己大錯特錯!他不僅記錄了全球魚類愛好者和科學家的開創性發現,也深入反思了人類與魚類的相互關係。這本書充滿了深刻的洞察和鼓舞人心的發現,讓我們重新思考與逐漸瀕危的水生生物的關係,並鼓勵我們用更廣闊的視野來看待牠們。這種新的視角將徹底改變我們對水中生物,包括家中魚缸裡遊弋的魚兒的看法。






《我們身體裡的生命演化史:從古老化石到DNA,解碼40億年生命的演化》SOME ASSEMBLY REQUIRED: Decoding Four Billion Years of Life, from Ancient Fossils to DNA)一書的作者美國古生物學家兼解剖學家尼爾・蘇賓(Neil Shubin)在《我們的身體裡有一條魚》(Your Inner Fish-A Journey into the 3.5-Billion-Year History of the Human Body),透過他發現的「提塔利克魚」(Tiktaalik roseae)化石,揭示了我們身體演化的過程。

蘇賓指出,我們的許多身體特徵與其他動物共享共同的祖先,這些聯繫可以追溯到數百萬年前。他深入探討了連接人類解剖結構與古老生物結構的證據,帶領讀者進行一系列解剖學比較,展示了我們的手與魚鰭的相似性,我們的頭部與早已滅絕的無頜魚的關聯,以及我們的基因體如何承載著我們祖先的痕跡。

而巴爾科比在《魚,什麼都知道》中則呼籲我們以尊重和謙卑的態度來對待魚類。魚類種類繁多,超過三萬種,甚至超越了所有哺乳類、鳥類、爬蟲類和兩棲類動物的總和,牠們在地球上最大的棲息地中已存在超過四點五億年。然而,我們卻鮮少停下來思考魚類是否具有思考能力,牠們如何感知世界,以及牠們的行為模式。

《魚,什麼都知道》這本書顛覆了我們對魚的傳統看法,揭示了一個全新的魚類世界。在這個世界裡,魚不僅可能有情感和意識,還具備社交能力和獨特的個性。換句話說,牠們與人類有許多驚人的相似之處。作者巴爾科比利用先進的科學知識,向我們展示了魚類令人驚嘆的多樣性和美感。他還分享了一些有趣的軼事和故事,雖然有些阿宅的故事仍待科學驗證,但引發了我們對人與動物關係有著魚躍龍門式的思考。

儘管魚通常不引起人類太多的同情──畢竟當牠們被魚鉤刺穿、從水中拉出時,我們無法聽到牠們的尖叫或看到牠們的眼淚──但巴爾科比強調,這並不意味著牠們不感受疼痛。《魚,什麼都知道》挑戰了我們對魚類生活簡單且缺乏情感的傳統觀念,令人腦洞大開。

巴爾科比堅信魚類能感受到疼痛,他反駁了那些認為魚因為缺乏大腦新皮質而無法感受疼痛的觀點。他指出,即使鳥類也沒有新皮質,但普遍認為牠們能夠感受疼痛。他解釋,魚類大腦具備學習、合作和記憶的能力,因此合理推測牠們也能透過這些大腦部分來感受疼痛。他還探討了魚類在感受疼痛時仍一再被魚鉤捕獲的原因,指出魚可能因為飢餓而不顧危險地去吃含魚鉤的食物。我也覺得魚會感受痛苦的科學證據相當紮實,我們有必要基於人道認真對待。

巴爾科比還挑戰了普遍認為魚類缺乏智慧、無法表達情感或與環境有意義互動的看法。他相反地認為,魚類的意識和感知能力遠超我們的想象,許多魚類的行為方式與人類相似,展現出交流、文化、適應環境和追求如魚得水般快樂的能力。牠們甚至享受彼此以及人類的觸摸,《魚,什麼都知道》中甚至展示了魚享受人類撫摸的照片,令人嘆為觀止。

關於金魚只有三秒記憶力的說法其實是一種誤解,這魚目混珠式的迷思隱藏了牠們驚人的能力。《魚,什麼都知道》揭示了魚類的習性、能力和感知,打破了我們對魚類遲鈍或笨拙的刻板印象。書中描述了魚類進行複雜的求偶舞蹈、與同伴建立長期關係、策劃合作狩獵、使用工具、進行社交互動、互相欺騙,甚至懲罰行為不端的同伴。

《魚,什麼都知道》以生動的方式描繪了魚類如何建立密切的社交聯繫,例如強調金魚不應孤獨地生活在小魚缸中。巴爾科比深入介紹了魚類如何學習、玩耍、撫育後代、建立社交關係以及解決問題。這些魚展現出卓越的記憶力、靈活性、好奇心和韌性,既懂得合作又善於欺騙,令人欽佩。

舉例來說,清潔魚敢於從包括鯊魚在內的客戶口中和鰓裡清除寄生蟲。牠們能辨認超過一百個不同的客戶,記住上次為每個客戶提供服務的時間,並透過溫柔的觸摸來安撫不安的客戶。這種互動基於信任、欺騙與懲罰、挑剔、認知客戶的存在、名聲等因素,形成了長期的互動關係。

在北美、南美、地中海和北非的潮間帶生活的深鰕虎表現出了驚人的記憶力。當潮水漲起時,牠們會在潮間帶遊動,記住地形變化。當潮水退去,這些地方變成了水窪,深鰕虎依靠記憶在低潮時安全地跳躍至不同的水窪,避免落在岩石上或被困在陸地上。

此外,一些魚類表現出使用工具的行為,這曾被認為是人類獨有的能力,直到發現哺乳動物和鳥類也有此能力。邵氏豬齒魚會使用岩石來打開蛤蜊殼,吃掉裡面的肉。巴爾科比甚至提到了一些在靈長類動物進行的實驗,例如紅毛猩猩、黑猩猩和捲尾猴被給予相同的食物,但必須先從特定的盤子取食才能獲得更多食物。當這一實驗應用於裂唇魚時,牠們很快就學會了哪個盤子先取食以最大化食物攝取。當實驗對幼年期的裂唇魚進行時,牠們的表現較差,顯示這是一種學習行為。

《魚,什麼都知道》可能給人一種過度擬人化的印象,似乎把人類的情感和態度投射到非人類生物上。但正如《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?)和《瑪瑪的最後擁抱:我們所不知道的動物心事》Mama’s Last Hug: Animal Emotions and What They Tell Us about Ourselves)作者靈長動物行為家法蘭斯.德瓦爾(Frans de Waal)所提到的,更大的錯誤可能是人類的自負,這種自負建立了一道隔離人類與其他動物的障礙(請參見〈我們真的知道動物有多聰明嗎?〉〈瑪瑪最後的擁抱〉)。巴爾科比認為,透過否認魚類的學習能力、創造力和情感,我們似乎為對牠們坐收漁利地剝削和虐待找到了合理的藉口。

《魚,什麼都知道》提到,每年人類捕殺的魚類數量達到一至二點七兆,這還不包括非法捕撈、娛樂性垂釣、意外捕獲、幽靈漁網,以及用作養殖飼料的魚類。瞭解了魚類的個性、智慧和社交行為後,這些數字尤其令人心痛,讓人不禁思考是否應該網開一面。尤其是底拖網漁船非選擇性捕撈造成大量副捕物種的丟棄,對海洋生物多樣性構成了嚴重威脅。底拖網漁船對海底環境的破壞可能需要數十年甚至更長時間才能恢復,這對海洋生態系統的恢復力和生物多樣性構成了持久的威脅。

底拖網漁船在海底拖曳大網,不分青紅皂白地破壞海底的珊瑚礁、海草床和其他敏感海底結構,對海洋生物多樣性造成重大影響,因為許多物種依賴這些生態系統生存。竭澤而漁的底拖網漁船作業往往導致大量捕撈,這不僅對特定魚種和其他海洋生物的存續造成威脅,還可能破壞整個海洋食物鏈的平衡。這些拖網通常缺乏選擇性,會魚龍混雜地捕獲許多非目標物種,如海星、海膽、小型魚類和無脊椎動物也遭受池魚之殃。

巴爾科比指出,人類捕殺的魚類的死亡方式極為殘忍。牠們在網中被壓迫窒息死亡,由於減壓而導致食道內翻、眼睛脫出、器官移位,甚至發生出血。儘管動物保護活動人士對雞、鴨、牛、羊、豬的工業化養殖表達了大量合理的憤怒,相比之下,我們很少聽到有關魚類在鰓部流血或在船甲板上窒息時所遭受痛苦的抗議。

巴爾科比還嚴厲批評食用魚翅的行為。魚翅行業常見的割鰭做法,即捕捉鯊魚後割下其翅膀,然後把鯊魚活體丟回海中,使鯊魚遭受極大的痛苦並最終死亡。由於高需求,許多鯊魚品種面臨著過度捕撈的壓力,這對於生長緩慢、繁殖率低的鯊魚尤其致命,導致鯊魚數量急劇下降,一些物種甚至面臨滅絕的風險。

鯊魚在海洋生態系統中擔當著關鍵角色,通常位於食物鏈的頂端。鯊魚數量的減少會破壞海洋生態系統的平衡,威脅其他生物的生存,甚至可能對整個生態系統的功能造成損害。實際上,魚翅含有高濃度的汞和其他對人體有害的物質,這對人類健康,特別是孕婦和兒童的神經系統和認知功能,構成嚴重風險。我自己就堅決反對食用魚翅這種索然無味的食材的愚昧行為!

巴爾科比還提及了「幽靈漁網」的問題,指的是漁船丟失的高達六十四萬噸漁網和其他漁具。這些幽靈漁網主要威脅到海豚、海豹、海龜和海鳥等生物。被這些漁網纏住的海洋生物可能無法逃脫,導致窒息、饑餓、受傷,甚至死亡。同時,幽靈漁網還會破壞珊瑚礁等敏感生態系統,影響牠們的自然棲息地。此外,這種漁網對海洋生物多樣性的破壞,也影響了漁業資源的永續性。

巴爾科比對於魚類養殖和水產養殖對環境造成的影響持有批判立場,特別是對那些用於商業養殖魚類飼料的小型捕撈魚類。他指出,每年全球可能捕獲高達十二億條鯡魚用作飼料,這對野生魚群產生了巨大壓力。在養殖過程中,產生的糞便、飼料殘留和化學物質(例如抗生素和消毒劑)可能會污染周邊水域。此外,過量的營養鹽(如氮和磷)可能導致藻類渾水摸魚地大量繁殖,引發藻華現象,消耗水中的氧氣,從而對水生生物構成威脅。高密度的養殖環境容易引發疾病和寄生蟲的問題,這些疾病和寄生蟲可能會傳播給野生魚類。而為了控制疾病,使用的抗生素和其他藥物可能造成抗藥性問題,這進一步加劇了環境和生態的挑戰。

我們經常僅把魚視為食物鏈上的一環,重要的食物來源,忽略了牠們可能具有的更複雜特性。 巴爾科比還指出,一些自稱素食者的阿宅仍然食用魚肉,好像魚與黃瓜在道德上沒有區別。一些宗教文化甚至不把魚肉視為肉類,例如天主教在大齋期間,教徒在特定日子(如星期五)不吃陸地動物的肉,但可以吃魚。

閱讀了《魚,什麼都知道》後,我們對家中魚缸裡的魚、水族館的魚群,甚至餐盤中的魚肉都會有全新的理解和想法,讓我們深入了解這個充滿魚水深情的水下世界吧。


本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


閱讀全文...

2024年5月15日 星期三

自然反撲的那一刻——未來世界的人類處境






許多科幻電影例如「銀翼殺手2049」(Blade Runner 2049)、「星際效應」(Interstellar)、「瘋狂麥斯:憤怒道」(Mad Max: Fury Road),都展現共同的主題:地球上資源枯竭、生態崩潰、污染嚴重和極端氣候肆虐。每位觀眾無疑都認為這是銀幕上的虛構劇情,而非未來真實世界。

有趣的是,人類自工業革命以來便開始想像各種科幻場景。畢竟在那之前的幾千年,人類的主要變革多半源於政治或經濟問題,至於科技則進步緩慢。在中古世紀,即使歷經好幾世代,人們的生活也鮮有巨變。現在,既然我們擁有的知識足以預見人類的未來,該如何善加利用這項能力呢?

美國生態學家和演化生物學家唐恩(Rob Dunn)在《未來自然史:生物法則所揭示的人類命運》A Nature History Of The Future: What the Laws of Biology Tell Us About the Destiny of the Human Species)中,就提醒我們應該思考地球未來生態。




現在能改善的,是未來的自然環境

環保主義常提出的口號是「拯救地球」,但從學術角度來看這個觀點是錯誤的。我們所謂的「環境破壞」對於經歷了幾十億年歷史的地球而言,不過是非常輕微的刮痕;我們真正破壞的,是原本人類在未來適合居住的自然環境。

生物學雖然與數理化科學不同,就少有明確的定律,然而有一條在生物學上無法否認的定律,就是所有的物種最終邁向滅絕。我們自認萬物之靈,能適應地球上廣泛的生態環境,但根據巨量資料(又稱大數據),唐恩指出人類過去適應的生態範圍正逐漸萎靡。曾有人煙的草原和沙漠,如今渺無生機。如果我們無法謙卑,積極了解更多生態演化的脈絡,並在爬梳出的自然法則下謹慎生活,反而是持續以「馴服」的心態對待自然,我們將自食惡果。地球的環境和其他生物則將繼續其演化之路。

唐恩提到老家發生的一場大洪水。當地居民過去試圖透過建造大壩來控制密西西比河,以取得更多可用土地。然而當大壩潰堤時,便引發了規模更大、破壞性更強的洪水。這讓我想起2015年普立茲獎非小說類得主寇伯特(Elizabeth Kolbert)在《在大滅絕來臨前:人類如何應對自然災難?》Under a White Sky)中探討的主題:人類試圖解決自己造成的環境問題,往往落入沒有希望的惡性循環。

除了本書,唐恩之前的兩本著作《我們的身體,想念野蠻的自然:人體的原始記憶與演化》The Wild Life of Our Bodies: Predators, Parasites, and Partners That Shape Who We Are Today)和《我的野蠻室友:細菌、真菌、節肢動物與人類共同居住的自然史》Never Home Alone: From Microbes to Millipedes, Camel Crickets, and Honeybees, the Natural History of Where We Live)也探討居家環境的微生物如何影響我們的健康。在過去長期的倡導和積極整治下,我們以為家已成為無菌的堡壘,但實際上,我們不僅沒有消滅微生物這個敵人,反而還培養出更新、毒性更強的變種。此外,我們忽視了無所不在的天擇法則。因此在農業上,我們濫用抗生素和各種殺菌劑來保護農作物,卻培養出具有抗藥性的超級細菌和害蟲。在醫療上,我們過度依賴化療藥物對抗癌症,進而篩選出抗藥性極強的癌細胞。

在書裡,唐恩提到美國哈佛大學科學家進行的一項名為「巨皿」(megaplate)的實驗,靈感來自電影「全境擴散」(Contagion)。他們在巨大的培養皿中(尺寸為120公分長、60公分寬、11公釐高),把大腸桿菌放置在無抗生素的兩端,而越往培養皿中央,則洋菜膠所含的抗生素濃度越高。

科學家原本預期大腸桿菌無法橫跨含有高濃度抗生素的洋菜膠而存活;然而,情況並非如此。部份大腸桿菌突變產生抗藥性,並逐漸向培養皿中央擴散。這種突變在抗生素濃度增高的區域邊緣不斷發生,最終使得大腸桿菌佔滿整個培養皿,這過程僅需12天即可完成。科學家對此結果感到震驚,實驗重複多次後的結果始終如一。

越來越精良的天敵

我們以為抗生素是必要之惡,但唐恩談到「逃脫法則」,即當生物逃離其天敵時便能獲益。當人類逃脫細菌這個天敵後,便頻繁使用化學藥劑來控制自然,導致這項法則也發生在細菌身上。舉例來說,我們對水進行氯化處理來消滅大部份細菌,卻導致浴室的蓮蓬頭被耐氯的分枝桿菌所佔據;同樣地,我們創造了溫暖而適合床蝨(臭蟲)生存的居家環境,又試圖用化學藥劑來改善,反而培育出對多種殺蟲劑產生抗藥性的床蝨。

同時,也因為我們改變氣候,原本僅在熱帶或亞熱帶地區活躍的蚊子,逐漸擴散至溫帶地區,牠們攜帶登革熱和黃熱病病毒,使過去未曾發生此類疫情的國家遭受威脅。當我在馬來西亞時,曾受過登革熱的折磨,深知如果再次感染不同型別的病毒可能會導致致命的登革出血熱。因此來台灣後,我仍然保持警惕,但過去我只在夏季時留意,近年發現秋冬季也無法掉以輕心。

然而,我們並非無計可施。唐恩概述我們如何利用生態演化的法則來阻止、減緩病菌和害蟲的繁衍。問題是,我們習慣把人類放在世界的中心,忽略了地球上眾多昆蟲、真菌、細菌、病毒等生物間密切而複雜的相生相剋關係。他的解決方案是尊重生物多樣性,意味著提升我們腸道微生物群系多樣性、農作物多樣性、森林中樹種的多樣性,以及透過科學研究物種多樣性。

連結孤立的都市島嶼,創造生物多樣性

在農田和城市中,我們通常以破壞自然的方式來劃分並安排空間,限制了動植物的遷移。唐恩指出,生態學中的島嶼生物地理學,原本是揭示島嶼大小與物種多樣性之間的關係,如今卻是保育生物學的基石。因為農田和道路所劃分的棲地,形成類似島嶼的存在,所以島嶼生物地理學的規則也可適用,例如建立野生動物廊道,重新連接碎片化的棲地,可能是解決問題的最佳途徑。唐恩曾參與建立連結美國喬治亞州兩大城市——亞特蘭大(Atlanta)和夏洛克(Charlotte)之間的「夏蘭大」(Charlanta)計畫,就是為城市間的野生動物創造廊道,促進物種的流動和多樣性。

而透過加強城市和農田中的生物多樣性,我們不僅能適應不斷變化的環境,還能增強對自然災害的抵抗力,並替未來可能出現的環境變化做準備。我們需要從生態的整體永續出發,思考我們採取的行動和政策。即使,在農業和醫學領域尊重多樣性,仍然會帶來諸多挑戰,畢竟過去我們已經習慣簡化的操作方式。然而今天,我們擁有更多執行的工具,甚至能利用人工智慧(AI)來規劃可行和不斷調整優化的解決方案。

《未來的自然史》從生物學的視角探討了我們與地球的共處之道。唐恩強調人類的行為和決策對環境有深遠影響。只有更加理解並尊重生態演化的法則,才是人類未來存續的關鍵。




【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人知識庫〉2024年第264期2月號】

閱讀全文...

2024年5月1日 星期三

科學的造假、偏見、疏忽與炒作








科學社群奉行的科學方法,讓我們能夠高效率地學習、研究、再現新穎的科學知識。然而,科學廣為流傳成為現代文明社會的顯學後,高等院校、科學期刊、產業、政府、科學家等等複雜的利益糾葛不清下,形象崩壞的事件開始在科學界中層出不窮。這些害群之馬,一再背棄社會大眾的信任,也讓偽科學和另類事實等在後真相時代有了肥沃的土壤!

2016年11月,國外網站「學界同行審論平臺」(PubPeer)爆料台灣大學教授郭明良和張正琪等人研究癌症論文實驗涉造假,後續又被發現過往多篇論文亦有造假情形,校長楊泮池院士也因共同掛名而捲入風波,但他公開否認涉及論文造假。本次事件備受矚目,在國內媒體抄得沸沸揚揚,亦於國際上引起討論。

根據媒體報導,經過教育部、科技部(現在的國科會)及台大特別調查委員會就台大醫學論文造假案經數月的獨立調查後,於各涉案人員依情節不同各有相應行政處分,教育部因此事件扣減台大106年度獎助經費5,400萬元。楊泮池院士在公布調查報告兩周後,表示為不讓台大因為學術倫理案繼續受到誤解和攻擊,任期屆滿後不續任校長,任期至2017年6月21日。後續又間接出現「卡管」、「拔管」事件,重創教育部和高等學府的威信。

這個造假事件真的讓人跌破眼鏡,很多人赫然發現他們造假的手法極為拙劣,卻能在學術界爬升到頂層,和申請到大筆研究經費。過沒多久,媒體又報導重量級的《科學》(Science)期刊網站披露,中央研究院生物化學研究所前所長、特聘研究員陳慶士,2006年到2014年發表的八篇論文造假,辭去美國俄亥俄州立大學(Ohio State University)教職。

他任教的俄亥俄州立大學發表一份長達七十五頁的報告,指出癌症科學家陳慶士八篇論文裡的十四個研究範例,被發現犯下圖資處理不當,以及蓄意篡改資料的罪名。中研院歷時一年八個月的審議後公布調查結果,追回相關獎金186萬,且十年內不得兼任中研院職務和申請合作相關資源。

今年年中,美國史丹佛大學(Stanford University)校長馬克.泰西─耶拉文尼博士(Dr. Marc Tessier-Lavigne)在調查委員發現他參與的研究論文存在「操縱研究數據」的問題後辭去史丹佛校長一職。他是一位著名的神經科學家,曾在世界頂尖期刊中發表超過兩百二十篇論文,主要研究領域為退化性腦部疾病的起因與治療方式。2023年7月,史丹佛大學成立一個科學家調查委員會,針對泰西─耶拉文尼參與或共同參與的十二篇論文進行調查。調查結果發現,其中五篇論文存在資料造假或篡改等問題,雖然沒有證據顯示他直接涉及。泰西─耶拉文尼後來辭職聲明,承認自己在研究中存在失誤,並表示辭職是為了保護史丹佛大學的聲譽。

科學研究的目的在於發現真理和擴展人類知識的邊界。缺乏誠信的研究可能導致錯誤的發現和結論,如果那些結果會影響政策制定、醫療決策和大眾的生活方式,讓公眾無法信任科學研究的誠信,則可能會懷疑那些對社會至關重要的科學建議和決策。而且,科學研究通常需要大量的經費支持,誠信的缺失可能導致資源被錯誤分配給不值得的或欺詐性的研究計畫,從而損害了其他高品質研究的機會。

基於以上理由,違背誠信是科學研究的大忌!雖然以上造假案轟動全社會,造成的傷害極大,科學懷疑主義似乎在社會許多領域呈現上升趨勢也就不足為奇了。可是這些醜聞畢竟還是屈指可數,顯然絕大多數科學家都儘可能自制地表現出誠信。不過,偏偏就是這幾顆該死的老鼠屎壞了一鍋好粥。我不知道科學敗類為何要造假,可能是為了搏取名利,倘若真是如此,那他們壓根兒不該投身科學研究,而該轉行去拍廣告或從政!幾乎所有廣告都會誇大其產品的效能或效果,政客也不是一天到晚開對不了現的支票,或者簽了協議馬上就毀約嗎?這樣搞不好還更能名利雙收呢!

學術造假可能源於近年科學界也被「發表或滅亡」的壓力困擾。在見識到基礎科學的威力後,許多發展中國家,尤其是幾個人口大國,在脫貧或成為準先進國家後,或多或少開始投資科學研究,導致近年科學論文發表的數量爆炸式增長。根據美國科學資訊研究所(Institute for Scientific Information (ISI))的資料,2022年全球發表的科學論文數量為295萬篇,比2013年的220萬篇成長了36.4%,其中美國的成長率為27.2%,中國則以129.7%的增幅領先全球。

於是,不管是國家投資也好,還是學者自身升等的需求也好,論文發表的大幅增長,也讓一些利益團體有機可趁,誕生了「掠奪性期刊」(Predatory journal)這種低品質的學術期刊,它們通常以盈利為目的,這些期刊通常缺乏清晰和一致的出版標準,而不是為了推進學術研究的品質或正當性。期刊的論文可能沒有經過適當的審查過程,這是學術出版中保證品質和信譽的關鍵步驟。為了吸引更多的投稿和收費,這些期刊可能會接受大部分投稿,並承諾快速出版。作者可能被要求支付高額的文章處理費用,而這些費用的使用和目的缺乏透明度。

甚至也對應地出現了「掠奪性會議」(Predatory conferences)這種利用學術會議的外表進行欺詐活動的現象。這些會議的主要目的是為了盈利,而不是促進真正的學術交流或進展。參加這些會議往往需要支付高額的註冊費用,而這些費用與會議提供的實際價值不成比例。這些會議可能會虛假宣稱有著名學者參與或支持,或者誤導性地表示與知名學術機構或會議有聯繫。即使會議真的舉行,其組織品質、出席者的學術水準和會議內容通常都遠低於標準學術會議的水準。這些組織有時會在同一地點和時間舉辦多個不相關的會議,這是一種量產會議的策略,以營造最大化收入。

基本上,我每天都會收到一大堆掠奪性期刊和掠奪性會議的邀稿,絕大多數都跟我的研究領域不相干。而且,我也幾乎每週都會收到掠奪性期刊審稿要求,內容往往和我的專業領域也不夠貼近,我初期好奇審了幾篇,品質良莠不齊也就算了,而且我建議把品質低劣到比高中生的報告都不如的退稿,他們也常忽視此建議而刊登,完成浪費我的寶貴時間,加上我也不可能投稿這些期刊而影響我的升等、評鑑和計畫申請,所以我後來都拒絕審稿了。

因此,相對較少數的造假事件,近年科學界面臨的一大問題就是大量濫竽充數的研究,這些低品質的研究可能導致錯誤或誤導性的結論,這會破壞整個科學界的可靠性和信譽。如果低品質的研究被媒體廣泛報導,導致公眾對某些科學問題產生誤解,這可能會對社會造成長遠的負面影響。而且,這樣的研究文化可能對年輕科學家產生負面影響,使他們誤以為追求數量而非品質是科學研究的正確道路。

在這個亂世中,這本《科學的假象:造假、偏見、疏忽與炒作,如何阻礙我們追尋事實》Science Fictions: How Fraud, Bias, Negligence, and Hype Undermine the Search for Truth)每一位科學工作者都該一讀的好書來得正是時候!作者史都華.利奇(Stuart Ritchie)是英國倫敦國王學院精神病學、心理學和神經科學研究所講師,他在書中探討了當代科學研究中存在的欺詐、偏見、無能的疏忽和過度期待導致的炒作。

首先,我必須得強調,利奇在《科學的假象》,並非要攻擊科學本身,他恨鐵不成鋼地指出,問題不在於科學方法,而是所涉及的人員:科學家。問題的根源在於人性的缺陷,而不是科學方法存在什麼致命傷。只有控制這些缺陷,我們才能讓科學變得更好。為此,他也解釋了科學研究的資助過程、資料收集、論文寫作、同儕審查、出版、引用等等。

《科學的假象》中,利奇一再談到了許多科學領域面臨無法再現研究結果而面臨的危機。「再現」是指能夠在後續研究中跨不同樣本或使用原始發表作品中的相同資料重現結論的能力。雖然他主要以他熟悉的心理學領域為例,但也指出無法複製結果不僅限於心理學,還有無機化學、演化生物學、遺傳學、癌症生物學、公共衛生、經濟學和教育學等等的案例。他也指出,像是一些醫學中的例子,無法再現研究結果會帶來更昂貴和更慘痛的後果。

利奇指出,當科學文獻充滿了不可信、不可靠、不可複製的研究,這些研究往往更多的是造成混亂而不是啟發,因此大力呼籲科學家開始修復一系列普遍存在的問題。他在書中提及大量令人跌破眼鏡的案例,試圖讓我們理解到狀況有多糟糕和危急。

《科學的假象》中探討了科學界的欺詐行為,包括偽造資料和結果。這些行為不僅損害了個別研究的可靠性,也對整個學科造成了長遠的影響。大多數正派的科學期刊都會同儕審查的機制。同儕審查的目的是尋找錯誤或誤解,但它是在假設提交的資料是真實無誤的,並且用於獲取這些資料的方法的描述,是在準確無誤的情況下進行的。

利奇甚至更進一步提出,大多數有缺陷的科學工作永遠不會被發現,因為如果這種詐欺行為都能發生在頂尖科學期刊,則表示在不太知名的學術期刊中存在更多的詐欺行為。他指出,一項文獻調查發現,在檢查的約廿萬篇論文中,約4%在圖像被不當重複利用的跡象。

除了詐欺,利奇指出,科學研究中也普遍存在的偏見問題,包括出版偏見和選擇性報告。遇有操縱統計顯著性檢定以達到研究中重要變量的顯著性和過度擬合。最著名的例子是P值操縱(p-hacking),研究人員以一種產生有利P值(P-value)的方式進行分析,這是一種經常被濫用和誤解的統計,讓我們以為顯著的結果,實際上並沒有真正的效果。

一個低P值(通常小於或等於0.05)被認為表示資料與虛無假設不一致,這可能意味著觀察到的效應(替代假設)是真實的,而不是偶然產生的。然而,P值本身不提供效應大小或實際重要性的資訊。P值常被誤解或誤用,一個常見的誤解是將P值小於0.05視為證明了替代假設(如存在效應)的強有力證據。然而,P值僅僅表明示虛無假設為真的情況下,觀察到的數據(或更極端)出現的概率。

科學研究中的偏見會導致文獻中呈現出一種扭曲的現實,影響科學理論和發現的整體準確性。另外,也有不少學者承認,因為沒能產生正面的結果,很多研究結果甚至都從未見到天日。由於這些期刊的偏見,許多潛在有益的人類知識被隱藏起來。

問題不僅僅在於欺詐和偏見,《科學的假象》中也提到了科學家在研究設計、數據分析和結果解釋上的疏忽和不嚴謹。這些問題往往會導致不可靠或不準確的科學結論。很多科學工作者都聽說過「程式碼錯誤」、「電子表單錯誤」、「資料輸入錯誤」等搞砸研究的案例子。其中許多錯誤可能永遠不會被發現,但是尋找特定問題的研究,發現數量驚人的科學論文,甚至可能有一半,至少包含一個明顯不正確的數字。

利奇還批評了過度期待造成的抄作現象。他指出媒體和科學界如何過度炒作某些研究結果的問題,這種炒作有時會誤導公眾和政策制定者,對社會產生不良影響。當複雜研究被歸結為一個簡單化的標題時,人們很容易責怪記者和媒體,但利奇卻指出,在許多情況下,炒作是從重大研究機構自身開始的。

利奇指出,學術界存在一些不當的奬勵結構,經常導致不良行為。《科學的假象》除了指出問題,他還提出了改善科學研究品質和誠信的建議,例如透過改進同儕審查過程、提高資料透明度、促進研究結果的開放共享、改進統計學訓練、鼓勵期刊更容易發表重複性研究,以及利用科技進步來減少分析中出現意外錯誤的可能性等等。

對於熱愛和信任科學的人來說,這本《科學的假象》讀起來是驚心動魄的,甚至可能灰心喪志。但別忘了,他用心寫這本好書,終極目的,是要是來讚揚科學的,而不是埋葬科學的!讓我們好好地引以為戒吧!莫忘初衷!


本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


閱讀全文...

2024年4月9日 星期二

科學的樂趣






對科學而言,這是最好的時代,也是最宅的時代;這是智慧的時代,也是愚蠢的時代;這是信任的時代,也是懷疑的時代;這是光明的季節,也是黑暗的季節;這是希望之春,也是絕望之冬;我們應有盡有,我們一無所有;我們直奔AI,我們直奔失智⋯⋯

這個是不學無術的網紅可以為衝高流量,輕易散播另類事實的後真相時代,反科學和偽科學讓真相混淆不清。反智網紅可以用裝了應用量子力學等物理學知識在護國神山中製造出來的各種電腦和智慧手機晶片,來宣揚各種違反他們所用的3C工具中最基本原理的偽科學;還有台灣頂尖大學前大學校長,為違反所有他任教大學的所有物理學學課程理論和實踐的所謂撓場產生器的商業利益背書⋯⋯

我們享受了科學的進步,在疫情中免於新興傳染病的大規模死傷,還有應用各種人工智慧等科技的便利後,社會卻開始有愈來愈多阿宅懷疑科學,甚至指責反偽科學的有識之士為科學霸權主義者。

其實,台灣對理工的重視程度是很高的。老實說,不少較有「錢途」的科系,大部分是在理工醫等學院的,學生都是要修過嚴格的基礎科學課程。只是,在應付完考試後,甚少人還認為課堂中所學,和自己的生活態度及價值觀有啥關連,說直白又難聽些:不過是混口飯吃的工具嘛。真正的科學,就只能躺在教科書裡,為考試服務後再還給老師嗎?

量子物理學家吉姆.艾爾─卡利里(Jim Al-Khalili)在這本《為什麼你看不到黑天鵝?《悖論》作者帶你用科學思考,突破偏見、無知與真偽的迷霧》The Joy of Science)中撥亂反正,讓我們見識到科學精神的有效威力。閃開!讓專業的來吧!

艾爾─卡利里是一位伊拉克裔英國理論物理學家,也是英國薩里大學(University of Surrey)的公眾參與科學講座教授,他花了大半的時間擔任科普作家和科學傳播者,並撰寫了許多針對非專業讀者的書籍,《為什麼你看不到黑天鵝?》是他的新書。他為BBC製作了大量電視紀錄片和廣播節目,是向非科學家傳播科學重要性的不二人選。除了暢銷全球的《悖論:破解科學史上最複雜的9大謎團》Paradox: The Nine Greatest Enigmas in Science),他和薩里大學分子遺傳學教授約翰喬伊.麥克法登(Johnjoe McFadden)合著的《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),也是一本令人腦洞大開的好書(請參見〈運用量子生物學解開生命之謎〉)!

在歐美,情況可能稍微不太一樣,雖然也有很多阿宅為了興趣和好奇心,試圖努力理解科學,但即使是對科學感興趣的一般大眾,也常常會有挫折感,尤其是許多科學新聞一再公告那些發現會「改寫教科書」的時候。加上科學隔行如隔山的浩瀚性,也挑戰了不同科學領域的學術工作者之間的互相理解。

《為什麼你看不到黑天鵝?》的原文書名是「The Joy of Science」,直譯是「科學的樂趣」,艾爾–卡利里試圖為我們提供了一個簡短的、通用的指南,並且解釋科學家如何看待世界,讓我們更加科學地思考和生活,從而對亂七八糟的網路世界中複雜且相互矛盾的資訊提供一定的掌控。

當我們試圖打擊偽科學時,會有不少不知所謂的阿宅指控我們是科學霸權,憑什麼那些「偽科學」就不會有一天被證實為真?其實,主要問題出在那些偽科學的理論,完全沒有經過正當的科學過程求得,跟作夢夢到的別無二致。艾爾─卡利里提醒我們,科學與政治或宗教不同,不是一種意識形態或信仰體系,而是一個過程。如果我們可以籍由正當的科學研究過程,證實那些偽科學為真,根本求之不得好嗎?修正舊有的科學理論更能名留青史,如果可以成名,有誰想被遺忘?

然而,當科學家承認過去的理論需要修正時,卻又會有偽科學家反過來說,看吧,正牌科學家自己都搞不清楚他們過去相信的理論是對是錯吧?那憑啥來教訓偽科學家呢?其實,承認舊理論可能是錯誤的,不可恥也很有用。事實上,如果我們永遠不承認錯誤,那麼我們永遠不會在科學上取得任何進步。永遠不變的,是宗教信仰,並非科學。偽科學家永遠不會承認錯誤,也逃避各種挑戰,即可恥又沒用。偽科學家很多時候自以為是的理論,是不具可否證性的廢話,就像任何事情,只要解釋成魔鬼的傑作,這永遠都無法否證,當然看起來永遠都對!

當我們學習、獲得更多資訊、收集更多資料、進行更多觀察、執行實驗以及發展理論和假設時,我們對萬事萬物的理解就會成長。不可避免地,這意味著之前有些理論是不對的,我們必須修正。例如牛頓經典力學解釋了物體運動的規律,但愛因斯坦相對論後來取代了牛頓力學,因為可以解釋更多高速運動的狀況。因此,承認舊理論的錯誤或侷限,並非科學的弱點,實際上,這才是一種優勢!

艾爾─卡利里要我們相信,科學有助於更深入地了解世界、豐富我們、啟發我們。 我們看得越近,我們能看到的越多,我們就越能感到好奇。這也是科學最大的魅力所在,因為每當我們解決了一個科學問題,往往會激發出更多有待研究的問題,從而讓我們像《奧本海默》(Oppenheimer)裡研發出原子彈釋放出連鎖反應的強大力量一樣,在知識的廣闊世界中引爆一個又一個知識蘑菇雲,把未知的世界轟出一個又一個開口!

艾爾─卡利里在《為什麼你看不到黑天鵝?》強調,科學的世界觀對社會的作用和價值,科學研究如何進行及檢驗,以及科學家如何行事和交流他們的發現和結果。科學家對同儕審查的重視,再怎麼強調都不為過,我們投稿國際期刊的論文也好,申請研究計畫也好,都要經過若干位同儕——也就是地位不分高下的科學家來審查,這和產業和官僚系統中,主要是由主管或高官從上而下來拍板定案的決策方式截然不同。雖然這樣的作法,還是會有漏網之魚或者誤判,可是很大程度上保證了論文和計畫的品質,和未經審查的資訊相比,正確性和嚴謹性上高了許多!

就因為科學方法太有效,在當今社會,我們可以獲得的資訊如此之爆量多,以至於我們的注意力持續時間大幅縮短了,因此我們更加需要確定啥是值得我們的注意力和時間,啥不值得,無所不用其極地吸引眼球的網紅創造出流量為王的現狀。某個程度上,網紅的聲量甚至比起傳統媒體還大許多。最近,台灣一些網紅引發的各種爭議,這些爭議也包括過度簡化資訊,以及抄襲等等的,顯示速食和速成,都造成了嚴重的問題,不過這還不算是最糟的,衝流量的結果還讓假新聞和陰謀論佔有一席之地。

艾爾─卡利里在《為什麼你看不到黑天鵝?》提到一種認知偏誤:鄧寧─克魯格效應(Dunning-Kruger Effect):越是無知的阿宅,越是容易高估自己的能力;而知識越豐富的阿宅,或是越有能力的阿宅,反而會覺得別人也擁有相同的知識與能力,進而低估自己。這些網紅,有不少不管他們的資訊來源可靠性為何,只要自信滿滿地用大量肯定句侃侃而談,連他們自己可能都信以為真,彷彿就能比學術訓練上儘量客觀地在句子用「可能」的正牌科學家更有道理,也贏得更多信眾!另外,大眾可能還有種外來的和尚會唸經,所以可以近廟欺神的感覺!因此,很多認識科學家的阿宅,反而更不相信科學家,而崇拜那些信眾滿滿的網紅!

一些網紅當道還有一個可能的原因是,我們在資訊爆量的社會中,很多阿宅渴求有肥宅能給大家那些複雜議題的簡單解答。艾爾─卡利里指出,所謂的奧卡姆剃刀(Ockham’s Razor),即最簡單的解決方案、最簡單的解釋通常是正確的,多年來在科學上相當有用,但不幸的是,它可能被誤用而演變成了:我只想要最簡單的解釋,我不準備深入探討,別再用細節灌爆我的注意力。於是,在當今社會,特別是在社群媒體上,一切都濃縮為迷因或推文。這意味著很多議題的辯論中,所有的關鍵細微差異,無論是關於科學、政治、社會還是更廣泛的道德和倫理問題,都變得非黑即白。最近很多網友,甚至在課堂中的學生,批評我們:如果可以簡單,有誰想要複雜?

艾爾─卡利里在《為什麼你看不到黑天鵝?》卻主張,不幸的是,在現實世界中,以及許多科學問題上,真相往往比我們希望的要複雜得多。所以有時候,我們必須做一些挖掘,也許會發現背後有一些關鍵細微差異,並允許自己開放地擴展你在特定主題的看法。他告訴我們,在科學的世界裡,透過時間和努力,我們能夠理解的東西比我們想像的要多。

擁有一個更具科學素養的社會非常重要,艾爾─卡利里認為,提高科學素養可以賦予我們力量,尤其是在我們面臨21世紀的挑戰時。他在《為什麼你看不到黑天鵝?》主張,對世界的科學理解可以豐富個人的人生樂趣:理解彩虹產生的原理,並不會讓彩虹變得無聊和失去美感,反而我們透過更多地了解世界是如何運作的,增添了彩虹的在智識中的美麗和魅力!

要說服反科學或偽科學人士相信科學,實際上非常困難,尤其很多時候當主張者是科學家,並告訴人們如何避免偏見以及如何在觀點上更像科學家時,卻很容易給阿宅留下我們科學家自鳴得意和傲慢的高高在上形象。《為什麼你看不到黑天鵝?》把科學的樂趣用簡短的八篇文章說清,但我們如果還無法用這些內容來說服他人,或許我們也可以參考《如何讓人改變想法:關於信念、觀點與說服技巧》How Minds Change: The Surprising Science of Belief, Opinion, and Persuasion)中的方法(請參見〈【GENE思書軒】真想說服別人,你需要的不是氣勢,而是如何讓人改變想法!〉),或許建立一個更科學的社會,是指日可待的!


本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


閱讀全文...

2024年3月27日 星期三

福爾摩沙的利未亞植物誌




非洲是人類祖先的原鄉,可是對我們來說,在心理上似乎比其他大陸更遙遠和陌生,甚至還有不少偏見、歧視和誤解。

讀了胖胖樹王瑞閔這本臺灣熱帶植物五部曲的非洲篇——《利未亞的禮物—生活中的非洲植物誌:給大人的植物學,來自非洲大陸的植物學啟蒙》,才豁然開朗地發覺,原來各種各樣源自非洲的花草樹木,如西瓜、迷迭香、茴香、月桂、葫蘆、咖啡、高粱等等,早就生活在我們周遭,有些甚至已是我們老祖宗自古就很熟悉的——彷彿它們就原生於歐亞大陸。

《利未亞的禮物》是胖胖樹的第五本書,他的處女作《看不見的雨林──福爾摩沙雨林植物誌》就大受好評,之後第二本書《舌尖上的東協──東南亞美食與蔬果植物誌》與第三本書《悉達多的花園──佛系熱帶植物誌》分別於2019年與2020年出版,2021出版第四本著作《被遺忘的拉美─福爾摩沙懷舊植物誌:農村、童玩、青草巷,我從亞馬遜森林回來,追憶台灣鄉土植物的時光》。書名中的「利未亞」是明清時期華人認識世界的教科書《職方外紀》中對非洲的稱呼,而「禮物」指的是植物。

胖胖樹在《利未亞的禮物》中,融合植物學、生態學、歷史人文等知識,並且生動地引用了電影、小說、歌曲等大眾文化,讓我們對非洲植物有更全面的認識,連封面字體都參考非洲的藝術來設計。他在介紹非洲植物的多樣性時,不僅從植物的分類、形態、生理等角度進行介紹,還從非洲的氣候、地理等因素進行討論。以下就來談談這本好書中,記憶中印象最深的非洲植物吧。

西瓜(Citrullus lanatus)在許多文化中,與夏天緊密相連,西瓜含有豐富的水分和維生素,是夏季健康飲食的絕佳選擇,象徵著清涼和消暑,常常出現在夏季聚會和節日慶典中。許多阿宅的童年回憶中包括與家人一起享用西瓜的時光,這種經歷經常與家庭的溫馨和愉快的暑假時光相關聯。雖然西瓜起源於非洲,但它已經在全球範圍內廣泛種植和消費,成為了世界各地夏季飲食的一部分。

我在馬來西亞的舊家院子就種有西瓜,最近有個網路迷因圖把西瓜PS到樹上,可是種過西瓜的朋友都知道,西瓜是長在地上的,但我卻有朋友相信了那張圖。只不過,我們舊家院子的土質可能不太適合種植西瓜吧,那些西瓜不管我們在上面撒再多童子尿,再怎麼偎大邊都長不太好,只能當玩具玩,所以平時吃的,大多是從菜市場買的。

西瓜子常被用作家庭聚會和社交活動中的共享食物,象徵著團聚和歡樂。老實說,我是讀了《利未亞的禮物》,才知道原春節期間常見的瓜子,是西瓜的種子。原來胖胖樹家和西瓜子有很深的淵源,瓜子的各種知識是信手拈來。其實,我一點也不喜歡嗑瓜子,因為總是不知道該怎麼適當地用力把殻裡頭的瓜子肉咬山來,不是一口把整顆瓜子咬爆,就是咬半天都咬不開,愈咬愈上火。

迷迭香(Salvia rosmarinus)也是另一種我誤會是來自歐洲的,因為迷迭香在西餐中是種廣泛使用的香草,用於增添肉類和蔬菜菜餚的風味。迷迭香自古以來在多種文化中被用作藥草和香料,在地中海地區特別受到重視,與該地區的烹飪和傳統緊密相連。在不同文化中,迷迭香象徵著記憶、愛情和忠誠。在某些傳統中,它被用於婚禮和葬禮,象徵著紀念和敬意。

我過去見過的迷迭香,是種在花盆中一小株的。我嘗試在台灣家中種過兩盆迷迭香,它們現在還在,只是都成了乾草在盆中屹立不搖。我到了美國加州戴維斯市念博士班時,發現我們校園中,有不少圍籬植物是迷迭香,才知道原來迷迭香是種灌木,可以長高到超過一公尺,做菜的時候在路邊就有無限量供應的迷迭香可用,可能是加州氣候和土壤太好了?在散步時和迷迭香圍籬擦身而過,全身都沾滿迷迭香的香氣,肚子餓的時候差點想把自己作成菜吃掉。

茴香(Foeniculum vulgare)和蒔蘿(Anethum graveolens)是另外廣泛用於烹飪的香草,各有獨特的香味和烹飪用途,我也原本以為它們來自歐洲,原來又是誤會。茴香味道稍微甜一些,常用於魚類和肉類料理;蒔蘿則味道清新,適合用於沙拉和湯料理。因為我口味頗重,很愛茴香的香味。大學時看了幾部法國電影,看到南法的阿宅到酒吧會點一種茴香酒來喝,覺得那是種很有法式品味的生活方式,就到來自法國的家樂福買了幾瓶回來當餐後酒喝。除了法國,地中海地區和一些歐洲國家如希臘、義大利、土耳其,也有製作和享用茴香酒的傳統。除了茴香,有些茴香酒中還可能包括其他香料和草藥,如茴香籽、薄荷、迷迭香等,以增強其風味,收集各地的茴香酒也是我的興趣愛好之一。

還有一個很希臘的植物是月桂樹(Laurus nobilis)。據傳古希臘神話中的太陽神阿波羅(Απόλλων,Apollō)愛上了美麗的女神達芙妮(Δάφνη,Dáphnē),但她拒絕了他的求愛並化作一棵月桂樹來逃避。心碎的阿波羅把月桂葉編織成冠戴在自己頭上,後來代表著榮耀和勝利。在古希臘,勝利者和詩人常被授予月桂冠,作為榮譽和成就的象徵,桂冠於是成了榮譽的代名詞。因此,我也一直以為月桂源自歐洲。月桂葉在台灣的烹飪中被用作香料,尤其是在燉煮肉類和湯類時,增添獨特的香氣。

油橄欖(Olea europaea)也頗地中海風情,是地中海飲食的重要組成部分,橄欖油在地中海國家被廣泛用於烹飪,以其健康益處和獨特風味聞名。我同樣也誤會油橄欖也是源自歐洲的植物,又沒想到它也是來自非洲。因為加州同樣是地中海氣候,也出產許多高品質的橄欖油,用麵包沾著吃就香氣四溢。橄欖油,尤其是特級初榨橄欖油(extra virgin olive oil),含有多種抗炎成分,如橄欖多酚,可以幫助減少體內的發炎反應,對抗與慢性發炎相關的疾病。其富含的抗氧化劑幫助身體抵抗由自由基引起的氧化壓力,從而預防癌症和延緩細胞老33l,化。橄欖油的健康脂肪和抗炎特性有助於改善胰島素敏感性,從而降低二型糖尿病的風險。

葫蘆(Lagenaria siceraria)又是另一種我完全不知道是源自非洲的植物(真是夠了)。在許多文化中,葫蘆象徵著福氣、繁榮和長壽。乾燥後的葫蘆可用作容器,如當水壺、碗或儲物容器。在某些文化中,葫蘆被用來盛裝藥品,可能與「葫蘆裡賣什麼藥」這一成語有關。在一些文化中,葫蘆與宗教儀式和神話故事有關。例如,在非洲傳統中,葫蘆常被用作儀式容器或樂器。

在中華文化中,葫蘆因其形狀(狹窄的頸部和膨脹的下部)被視為吉祥物,象徵著天地之間的連接,據說還能用於收服妖魔鬼怪。我高中時學過水墨畫,曾經在比賽中得到我們州的前三名,還上了報紙的地方版,畫的就是葫蘆(雖然我還沒見過活生生的葫蘆),讓爸媽大跌眼鏡,因為我不在學校闖禍被記過,他們就謝天謝地了,沒想到我還能暫時光宗耀祖一下。只是我們校長在頒獎典禮上說學畫的阿宅身心一定很健康時,我問了他:那梵谷(Vincent van Gogh ,1853—1890)呢⋯⋯

終於,起源於非洲的阿拉比卡咖啡(Coffea arabica),我沒有誤會。相傳咖啡最早是由一位名叫Kaldi的牧羊人發現,他注意到羊吃了某種植物的果實後變得異常活躍和興奮。隨著貿易和文化交流,咖啡從非洲傳播到阿拉伯半島,並在葉門的摩卡(Mocha)港口附近開始被廣泛交易。阿拉比卡咖啡豆以其優質的風味而聞名,通常具有更高的甜度、較低的咖啡因含量和較平衡的酸度,通常生長在海拔較高的地區,這種生長環境有助於豐富其風味。咖啡的普及帶動了咖啡館文化的興起,特別是在中東和歐洲,咖啡館成為了社交、文學討論和政治辯論的場所。

咖啡現在已成為全球最重要的貿易商品之一,對許多國家的經濟有著重要影響。隨著對環境影響和公平貿易的關注增加,阿拉比卡咖啡的可持續生產和貿易方式也成為重要話題。我大學時,對咖啡因非常敏感,一喝咖啡就會胃出血,痛不欲生。後來到了美國,常和朋友跟風到星巴克喝去咖啡因的咖啡,有次熱昏了,忘了交待要去咖啡因,喝了之後居然沒事,我就開始狂嗑咖啡,要把前二十幾年不能喝的都喝回來,於是喝到重度上癮,沒喝咖啡就萎靡不振,才慢慢把咖啡戒掉。

有陣子,我過著白天嗑咖啡,晚上嗜酒如命的生活,沒想到名聲在外,不少學生畢業時都送我高粱酒當禮物,儘管我一再否認自己是酗酒的酒鬼⋯⋯不要再送我高粱酒了,喝不完了啦!還好,我早知道高粱源自非洲。金門以其高粱酒聲名遠播,而在非洲和印度,高粱(Sorghum bicolor)是許多傳統食品的重要成分。高粱是一種耐旱性強的作物,適合在乾燥的氣候條件下生長,這使得它在許多缺水地區成為主要的糧食來源,在世界許多地方,尤其是在非洲、亞洲和美洲的乾旱地區都有種植,不僅是重要的糧食作物,也用於釀酒、飼料和生質能源。

在台灣念書畢業,就會和鳳凰木(Delonix regia)結下不解之緣。鳳凰木以其鮮紅色的花朵而聞名,這些花朵在春末和夏初盛開,形成壯觀的視覺效果,剛好是畢業生們拍攝留念照片的理想背景。在許多學校和教育機構中,鳳凰木已經成為畢業的獨特和重要的符號,因此作為畢業典禮的裝飾元素,其圖像和花朵經常出現在畢業相關的裝飾、禮品和紀念品中。這種頗具台灣特色的植物,居然也源自非洲。

除了非洲植物,胖胖樹也在這本第五部曲中,探討了植物學林林總總的實用知識。我和老婆嘗試在自己家中種過植物,只是我們都沒綠手指,幾次把植物種成乾草後,就放棄了,改養貓咪為伴就好。可是,如果真的想蒔花弄草過生活,《利未亞的禮物》總結了胖胖樹多年的寶貴經驗,本書的第二部就是很實用的實戰手冊,讓你可以一起長出綠手指成為植物達人!

總而言之,《利未亞的禮物》深入探討了非洲植物及其在人類生活中的角色,涵蓋了植物形態、分類、生態、植物地理和民族植物學等多個層面,並且為那些希望更深入了解植物世界的朋友提供自學植物學的方向和系統。透過對植物的探索,胖胖樹以自身經驗分享了如何逐步深入植物學的各個分支,讓植物學變得更加生動有趣。如果你對非洲植物感興趣,或者想了解更多關於栽種植物的知識,那麼《利未亞的禮物》是一本不容錯過的好書。


本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


閱讀全文...

2024年3月7日 星期四

新世紀狩獵採集者教戰守則








您是否也感覺到,成為一個好人並不簡單?

這個問題遠超越了人際關係中的挑戰。在當今社會,我們常常對於健康、飲食、睡眠等基本生活方面感到迷茫,不確定什麼才是「正確」的做法。

我在課堂上經常被學生問及如何過一個健康的生活。在回答之前,我總是先設置一個前提,告訴他們答案可能比他們想像的要簡單。然而,當提到「多運動、充足睡眠、飲食均衡」這些基本原則時,學生們往往顯得半信半疑,似乎他們更期待一個來自生物科技的革命性解決方案。但當我追問他們是否真的知道如何培養良好的運動、睡眠和飲食習慣時,他們就顯得面有難色了。

實際上,即便是我自己也不能肯定地說我知道如何在這個現代化的社會中過上一個身心全面健康的生活。畢竟,自從我們的祖先與黑猩猩在四百萬年前分道揚鑣以來,工業化社會的歷史不過才百來年左右,而我們的身心狀態在很多時候似乎還停留在幾千甚至幾萬年前。面對現代生活與我們的身體及心理的不匹配,引發了五花八門的問題,為什麼我們不嘗試順水推舟,讓自己在這個現代社會中過得更加舒適呢?

這正是《21世紀狩獵採集者的生存指南:讓演化生物學為你的人生效力》A Hunter-Gatherer’s Guide to the 21st Century:Evolution and the Challenges of Modern Life)一書所要探討的。這本書由演化生物學家夫婦希瑟.赫因(HEATHER HEYING)和布萊特.韋恩斯坦(BRET WEINSTEIN)共同撰寫,深入分析了現代人類面臨的難題,並提供了一個演化生物學的視角來理解這些挑戰。他們提出了一系列基於演化原則的自助建議,目的是幫助解決我們石器時代的大腦與現代高科技社會之間存在的不匹配問題。

《21世紀狩獵採集者的生存指南》中,所指的現代文明社會特指在所謂「詭異」(WEIRD)國家內,即那些教育水準較高、擁有工業化經濟基礎、通常較為富裕且實行民主制度的西方國家(亞洲富裕的國家如新加坡、日本、韓國、台灣,某個程度上也越來越像「詭異」國家)(請參見〈西方怪人的特立獨行如何形成繁榮世界〉)。在這些「詭異」國家裡,人們經常面臨不健康的飲食習慣、過度用藥、以及在育兒和教育方法上的諸多誤區。






赫因和韋恩斯坦採用跨學科的分析方法,巧妙總結了生物學、自然史和演化的基本知識,並透過動物界的生動例子,來闡述演化生物學的理論與現代科學的研究成果,為身心健康、教育、社會和環境問題提供實際的建議。他們的豐富經驗和獨到見解,也為我們開闢了新的視野,並提供了一套適應21世紀生活的策略和指引,激勵我們在面對現代社會挑戰時展現出更多智慧和適應力。

赫因和韋恩斯坦主張,透過深入了解和尊重人類的演化過程,我們能夠針對當下社會的各項挑戰找到解決之道。在考量當代社會的眾多問題時,他們提出了一個關鍵問題:在這些挑戰面前,哪些人類的固有特性應當被我們更加重視?他們認為,那些在人類演化和文化歷史中根深蒂固、代價昂貴且複雜的特質,極有可能是適應性的表現——這些特質的存在背後隱含著深刻的意義,而不是偶然的現象。果然要「世界越快,心,則慢」。

為此,赫因和韋恩斯坦引入眾多例證,從我們祖先的飲食習慣到昔日繁星下的睡眠,乃至人與人之間的關係,都指出了現代人類與狩獵採集時代祖先在基因和行為上的脫節。他們認為,文化演化的速度遠遠超過人類基因的變化,導致我們與自己的心理和身體遊戲規則不一致。世界的變化速度和我們適應這些變化的能力之間的失衡,造成了我們的大腦、身體和社會系統不同步。

換言之,世界變化之迅速,超越了我們的適應範圍,讓我們在身心、社會和環境層面遭受困擾。赫因和韋恩斯坦將此現象稱為「過度新奇」(hyper-novel),並將這一概念應用於諸如藥物、飲食、睡眠、性愛、育兒、人際關係、教育、文化等多個「過度新奇」的問題上。

舉例來說,在《21世紀狩獵採集者的生存指南》裡,赫因和韋恩斯坦指出學校教育是歷史上相對較新的概念,並且在自然界中,類似的教學模式相當罕見。他們強調,人類的學習主要是通過觀察和親身體驗來完成的,而不是在嚴格的教室環境中透過死記硬背來實現。他們認為,這種學習方式更多地反映了順從和服從性,而不是真正的學習過程。

同時,赫因和韋恩斯坦挑戰了主流的看法,他們認為老化對文化的進步非常關鍵。長者不只是後代的經濟支柱,也是知識和智慧的寶庫。因此,他們對當前延年益壽的抗衰老趨勢表示擔憂,認為這一趨勢可能對人性本質構成威脅,進而對我們珍貴的文化資產和適應、掌握世界的能力產生不利影響。

想當然地,《21世紀的狩獵採集者的生存指南》提出的一些建議可能會激起爭議。作為演化生物學的同行,我對他們提出的某些見解和建議持保留態度,例如鼓勵常赤腳行走、主張市場不應影響音樂選擇、以及提出水中氟對兒童具有神經毒性等觀點。可能是因為他們作為田野生物學家,對於現代工商社會的一些「常態」持批判態度。他們對於新冠疫苗的公開反對和對伊維菌素(ivermectin)的支持,也在學術圈內引發了廣泛爭議。然而,這些僅代表他們的一家之言,我們應運用獨立思考和批判性思維來判斷其觀點的正確性以及是否採納。

如果您對於演化生物學在當代生活中的應用、尋求科學方法來提升生活品質,或者簡單地希望深入探索人類行為與社會結構的演化基礎感興趣,《21世紀的狩獵採集者的生存指南》無疑是一本理想的好書。這本書以科學證據和深刻的見解提供了理解現代生活複雜性的獨特視角,非常適合渴望深入瞭解人性並希望在生活中達到更好適應的讀者。


本文為《21世紀狩獵採集者的生存指南:讓演化生物學為你的人生效力》A Hunter-Gatherer’s Guide to the 21st Century:Evolution and the Challenges of Modern Life)推薦序

閱讀全文...

2024年2月29日 星期四

未來造物者的未來已來








我當初決定要念生命科學系,剛好有個大新聞:科學家終於能夠複製出哺乳動物,也就是大名鼎鼎的桃莉羊(Dolly,1996-2003)。後來,我有機會到蘇格蘭愛丁堡的羅斯林研究所(The Roslin Institute)參加研討會,在蘇格蘭國家博物館(National Museum of Scotland)終於親眼見到壽終正寢的桃莉羊真身標本。

然而,我事實上是受到《侏羅紀公園》(Jurassic Park)的啟發:心想說與其懸壺濟世,還不如幹票大的,如果真的能夠複製出侏羅紀時期的恐龍,才真的是改變這個世界!

在《侏羅紀公園》的原著小說中,科學家是用青蛙的基因體來進行改造的,可是現在,科學家已經很清楚,原來鳥類就是一種恐龍!因此,如果我們現在要把一種動物的基因體進行改造來製造出恐龍,鳥類肯定是不二的選擇。剛好,我就是研究鳥類的基因體和發育生物學的,已經趁機偷偷走在這條路上了。

不可否認,我們目前離製造出一隻非鳥類恐龍還有一段不短的路要走,而且還有許多生物倫理和法律的問題要面對,可是有一門新興的學門——合成生物學(synthetic biology),很有可能讓我的夢想成真!

為了趁機實現夢想,我推薦了這本《未來的造物者:從消滅癌症、設計嬰兒到製造猛瑪象肉排,合成生物學將如何改寫我們與全球生物的未來?》The Genesis Machine: Our Quest to Rewrite Life in the Age of Synthetic Biology),讓我們一起見識合成生物學的威力,以及預見在夢想奮鬥的路上,會遭受什麼科學、倫理,以及其在道德和宗教上的問題吧!

《未來的造物者》有兩位作者,艾美.韋伯(Amy Webb)是美國知名未來學家、紐約大學史登商學院教授、牛津大學賽德商學院客座研究員,安德魯.海瑟(Andrew Hessel)是遺傳學、合成生物學領域的先驅及專家,他們在這本書中探討了合成生物學重塑我們世界的能力。







基本上,合成生物學(Synthetic Biology)是一門跨學科領域,結合了生物學、工程學、資訊科學和生物資訊學等多個學科的知識和科技,其核心理念是把生命體看作是可以被重新設計和建構的系統,透過合成生物學的方法,可以設計和建構新的生物部件、生物器官(如酶、遺傳路徑和細胞),或重新設計現有的自然生物系統,用於研究生物學系統的原理以及開發新的科技和產品,例如生產生質燃料、合成藥物、潔淨環境中的污染物、製造生物塑料,甚至開發新的治療方法,以解決世界上一些最緊迫的挑戰,例如氣候變遷、疾病和糧食安全。

雖然合成生物學仍處於早期發展階段,但已經取得了重大進展。在《未來的造物者》中,韋伯和海瑟討論了合成生物學的歷史、現狀以及科技的潛在未來。雖然「合成生物學」這名詞是近年來被廣泛使用的,但他們把歷史追溯到更早之前:在1978年,美國的基因泰克公司(Genentech)的科學家成功地在大腸桿菌中生產出合成胰島素。

1982年,基因泰克公司生產的合成胰島素優泌林(Humulin)獲得了美國食品和藥物管理局(FDA)的批准,並開始在臨床上使用。這項創新極大地改善了對第一型糖尿病患者的治療,因為在此之前,胰島素只能從動物胰臟(如豬或牛)萃取得到,而合成胰島素避免了可能的免疫反應和其他與動物源胰島素相關的問題。這是首次利用微生物來生產人類蛋白質,開創了生物科技藥物開發的新紀元。

雖然要介紹的許多議題都是頗為嚴肅的,但是《未來的造物者》的15章內容一點也不乏味,並且許多報導也非常生動有趣。首先,他們介紹了人類基因體計畫(Human Genome Project,HGP)——由政府資助的研究計畫,目的是建立完整的人類基因體圖譜——中的各種紛爭,對原本的領導人詹姆斯.華生(James D. Watson)也有不客氣的批評。華生在2007年的一次採訪中聲稱,非洲裔的智力與歐洲裔存在差異,這一言論遭到了公眾的廣泛批評,被認為是種族歧視。因為這些不當言論,他被迫從多年工作的冷泉港實驗室(Cold Spring Harbor Laboratory)辭職。他還因為對女性在科學領域能力的貶低以及對性別平等的質疑而受到批評。他在一些場合中提出了對女性能力的質疑,這些觀點被視為性別歧視。

法蘭西斯.柯林斯(Francis Collins) 在1993年接替華生成為HGP的主要領導人。他是醫學博士,也是一位遺傳學家,對遺傳疾病有深入的研究。HGP涉及來自不同國家和機構的科學家的合作努力,包括美國國家衛生研究院(NIH)、美國能源部(DOE)以及英國、法國、德國、日本和中國等國的國際合作夥伴。HGP的完成對生命科學和生物醫學產生了深遠的影響,加速了藥物發現,促進了個性化醫學的發展,提高了我們對遺傳疾病的理解,並開啟了功能基因體學、比較基因體學、生物資訊學和合作生物學等新領域的發展,我的研究也受益良多。

在HGP的執行中,出現了一位特立獨行的人物——凡特(Craig Venter),他是首批公布人類基因體草圖序列的科學家之一。他領導的團隊採用了「霰彈槍定序法」(whole-genome shotgun sequencing)的技術,這是一種比當時傳統方法更快的DNA定序技術,加速了人類基因體定序的進度,並與國際上公共的HGP形成競爭,引發了關於科學資料共享與知識產權的廣泛討論。事後諸葛來看,凡特的不少想法都超前當時的主流科學家,現在成了主流。他創辦的塞雷拉公司(Celera Genomics)在DNA定序技術的商業化方面扮演了開創性的角色,推動了個人基因體定序和個人化醫療的發展。

2008年,凡特創立的J. Craig Venter Institute宣布成功合成了一種細菌的人工基因體,並在2010年成功將這個人工基因體植入到另一種細菌的細胞中,創造出首個「合成的」生命形式。這項研究標誌著合成生物學領域的一個重要里程碑,顯示了人類在操控和重構生命基礎組件方面的潛力。

其中一位影響力重大的科學家是喬治.丘奇(George Church),他是一位在基因體學和合成生物學領域具有重要影響力的科學家。他於1954年出生,是哈佛大學和麻省理工學院的教授,也是個人基因體計畫(Personal Genome Project,PGP)的創始人之一。丘奇的研究工作非常廣泛,涉及多個創新領域和關鍵發明,他的實驗室對CRISPR-Cas9等基因編輯技術的發展做出了貢獻,讓科學家能夠更加精確地修改DNA。他對合成生物學的發展也有顯著貢獻,包括開發新方法來合成DNA,以及創建改造過的微生物,用於生產藥物、燃料和其他有用的化合物。他對於使用基因編輯技術復活滅絕物種也表現出了興趣,試圖重現似乎已經滅絕的物種,如猛獁象。

合成生物學應用得當可以造福人類,例如可能有一天誕生出新的基因療法,衰老不再是問題;或者,我們可以品嚐到實驗室培育的基因工程細胞製成的牛排漢堡,完全不必犠牲活生生的牛隻,如果口味較重,可以試看猛獁象的;甚至未來,個人創造一個全新的生物就像在線上定制衣服一樣簡單,只需宅在軟體平台中輸入想要的遺傳密碼,生技公司就會把DNA合成出來。

然而,恐怖分子有沒有可能利用同樣的平台合成病原體在世界各地作亂呢?從2006年到現在,人類基因體定序的成本從超過三千萬美元降至不到一千美元,反映出技術進步的迅速和大量資金的投入。隨著高速DNA定序技術、CRISPR等基因編輯工具的出現、實驗室合成DNA方法的快速改進以及軟體和人工智慧的爆炸性增長,我們正在進入一個全新的生物學世界。這個強大的科技,有可能對我們世界產生深遠的影響,其潛在利益是巨大的,但也存在很高的風險,我們需要在為時已晚之前對合成生物學的倫理和社會意義進行公開討論。

於是,韋伯和海瑟在《未來的造物者》深入探討了未來該如何應對生物科技操控對食品、氣候與健康的深遠影響,以及其與人類權力不平衡之間的關聯。他們指出基因編輯和DNA操作的技術大多處於私人企業之手,這背後牽涉到投資、設備和實驗室的龐大成本,這些活動多受智慧財產權、股東利益和市場機制所主導,而全球多數人對於這類科技的接受度與倫理問題仍無共識。

制定政策和資金投入方面的辯論肯定還會持續好幾十年,我們現在對於如何監管這些快速發展的科技的法律和規範,仍無定論,因此這個領域的規則仍然模糊且發展迅速,但這肯定是一個值得全球關注的趨勢。隨著生物科技市場的加速擴張,韋伯和海瑟指出平等和特權的概念將面臨再定義。這也讓科學家不禁擔憂,公共政策應如何理解這些大變革呢?

合成生物學也涉及地緣政治的競爭,中國在這一領域的進步也顯示,突破性的科學創新已經成為全球競爭的焦點,韋伯和海瑟在《未來的造物者》的不同篇章中,也一再擔憂美國喪失這方面的領先。加上,這種競爭並非僅是常規的經濟角力,還可能對人類社會帶來前所未有的影響,甚至引發新興形式的地緣政治對抗,如在生物武器、醫療科技、全球糧食安全以及氣候變遷策略等方面。

韋伯和海瑟還提出了生物科技和合成生物學最可能的大變革,包括醫學、全球糧食供應和環境,並在《未來的造物者》中詳細介紹了九個具體的風險領域,這些都是值得深入探討的複雜問題。為了讓我們更生動地體驗未來造物者的威力,他們也化身科幻小說家,構思出五個精彩的情境,展示了合成生物科技可能如何塑造未來。他們強調,這些科技的超預期使用是不可避免的,需要我們深思其變革和相關風險。

未來已來,我們很可能在有生之年目睹現在科幻小說或電影中的各種場景,是否要提前做好準備呢?


【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人知識庫〉】

閱讀全文...
Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...