2022年6月30日 星期四

懂得數學的妙用,被教科書填滿的鴨終於能徜徉於碧波浩渺之間






除了少數天才學生,大多數人都視學習數學為畏途,我也不例外。更雪上加霜的是,當初沒人告訴我們,除了拿高分有利升學外,這些數學究竟要學來幹嘛?

記得當初在高中學數學時,真的令人感到痛苦和辛酸;願意乖乖作練習題還不是為了升學而已。對數學感興趣的只有少數怪咖,我甚至有一些數學成績頗好的朋友,記憶力好到所有數學題都是用背的,但從來不曾理解其中因果。

而對科學還是很感興趣的我選擇了生命科學,希望能夠儘量擺脫數學的惡夢,沒想到為了讓我們有紮實的數理基礎,大學要修不少富含數學的物理、化學等科目;以為上了研究所就不需要面對數學時,博士班的生態學還是一大堆微積分,就連現在做研究也要使用不少統計學的方法——數學簡直就是如影隨形到無所不在。

有時候我也不禁要懷疑,為什麼萬事萬物都得要符合數學的法則呢?不管是物理學、化學或生物學,大氣科學、地球科學、材料科學、工程學還有社會科學,不管假說有多簡單和多複雜,在數學上是對的,實證上還不一定,但若是在數學上是錯的,就只有在科幻世界才能成立了!這根本不科學啊!這是憲法吧?

不管數學是否統治了所有自然科學和社會科學領域,卻還是許多莘莘學子在求學階段最受挫的學科吧?我記得在高中和大學時,學過的有代數、幾何、集合論、三角學、微積分,可是絕大部分都還給了老師,即使在工作中有應用到統計學,但也多半是用Excel或程式來運算的,只有偶爾才會用到比基本算術複雜一些些的數學,那麼教導那些數學的意義是?

這本《翻轉你的數學腦》Pluses and Minuses: How Math Solves Our Problems)就是要告訴我們,數學在生活中有多麼無孔不入並且奇趣橫生。懂得了數學的妙用後,原本像被教科書填滿的鴨,終於能跳出囚籠而徜徉於碧波浩渺之間。

《翻轉你的數學腦》作者斯蒂芬・布伊斯曼(Stefan Buijsman)18歲時就在荷蘭萊頓大學(Leiden University)取得碩士學位,隨後赴瑞典斯德哥爾摩大學攻讀博士學位,以18個月獲得數學哲學博士學位,成為有史以來最年輕的博士學位畢業生之一。他目前在荷蘭台夫特理工大學(Delft University of Technology),從事數學哲學方面的博士後研究工作。





布伊斯曼透過《翻轉你的數學腦》告訴我們,數學比我們想的還要無所不在。因為我們就生活在大數據時代,越來越受到演算法的支配,也不斷面臨著從政治到健康等方方面面的大量統計資料,在疫情時感受應該更明顯。

布伊斯曼向我們展示,如何實際使用數學來讓各種問題更容易解決。他帶領我們環遊世界、參觀沒有使用數學的社會並回顧歷史,瞭解數學觀念是如何以及為何被發明。展示數學重要性的同時,也告訴我們為何理解數學能幫助我們更好地瞭解整個世界。

《翻轉你的數學腦》主要透過數學的三大領域來談論數學到底被用到哪去了:微積分、機率與統計、圖論。也不忘順便談論大數學家如畢達哥拉斯、阿基米德、牛頓、萊布尼茲、伯努利、貝斯、尤拉等等的軼事。雖然堅信數學很重要,布伊斯曼還是很盡責地為我們找來幾個沒在使用數學的社會讓我們見識一下。

當然,那些社會的人們還是分辨得出東西的多寡,因為數感是天生的。剛赴國立自然科學博物館的同事焦傳金老師就發現,連烏賊都會玩魷魚遊戲……哦不……有數感。

那麼,為何還需要數學來折磨學生呢?因為這世界,如果可以複雜,有誰想要簡單?美索不達米亞、埃及、希臘和中國都不約而同地發展出精妙的複雜的數學,因為有人吃飽太閒……這不算玩笑,因為生產力的提升讓有些人能夠騰出雙手來做管理的工作,而更大的城市和更多的人口需要一種新的形式和思想來處理作物產量、土地分配、稅收、大規模建築工程以及所有文明的標誌。

所以別怪數學家太刁鑽了,沒有他們,我們就不會有《翻轉你的數學腦》開篇談到的谷歌地圖導航、咖啡機、臉書、網飛等等了。否則疫情宅在家的時候,日子和時間要怎麼過啊?這些演算法,都使用到了數學的圖論,這在我研究上要使用的生物資訊程式中也是——連生命科學都不放過。

在大學時,我最害怕的一門課是微積分,現在幾乎全都還給老師了(雖然我現在都跟學生玩笑地說,教過的別還給我,除非先換成錢……)。《翻轉你的數學腦》告訴我們,微分巧妙地解釋了事物變化的速度和變化的程度,這就要用上無窮小的概念,積分這個關於事物變化的總量,也和無窮小有關。我們生活中各種工程和經濟活動,也都要處理到變化和總量,難怪微積分會成為理工科的共同科目。

而機率和統計的問題,可能在我們生活中更常見了,畢竟知道中威力彩和被閃電劈的機率,才能讓我們決定是否下注吧?這可能也是媒體最搞不懂的:所以那些機率很小的事情都被媒體說得好像我們身邊隨時會發生,可是對很大的機會會發生的天災人禍卻又視而不見。只要記者在統計學上,有那麼一點點正確概念而不濫用,這世界肯定會變得更加美好。至少要有效終結這個疫情,在政策上鐵定需要統計學的幫助,才能規劃出解封之路啊!

《翻轉你的數學腦》沒有出現會令人害怕的數學式子,除了幾個簡單的之外,也沒有要給我們練習題來交作業,而是帶我們好好地認識這一個重要的工具,以及其內涵。這是布伊斯曼寫給15歲的自己,可是對於超過51歲好學不倦的朋友來說,也很值得一讀!


本文原刊登於關鍵評論

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2022年6月29日 星期三

疫情失控預兆








COVID-19因為中國的隱匿疫情,甚至武漢還在春節期間舉辦萬家宴,待中國政府終於查覺到類SARS的傳染性肺炎可以人傳人而封城,已有幾萬百人離開武漢,把病毒帶到全世界。

當初,本以為生物醫學最發達的美國至少應該能管控好,沒想到,美國後來淪落為疫情中最慘烈的國家,迄今保守估計至少超過一百萬人喪生。以WHO的估計,一個因COVID-19病死的病人,背後還可能至少有1.5個因醫療崩潰無法得到及時醫療照護而病死的其他病人,美國至少因COVID-19而損失至少兩百五十萬人命!

當初疫情先在紐約爆發,居然還有右派落井下石、興災樂禍地嘲諷疫情初期最慘的是民主黨人執政的州,刻意忽視自由派的州在是人口、經濟和商貿領先的州,因為人與人的連結特別多,忽略唇亡齒寒的道理。風水輪流轉,不僅不戴口罩、不接種疫苗,而且鼓吹疫情是媒體炒流量、醫界炒生意的右派名嘴一個接著一個喪命⋯⋯

台灣疫情期間,我們也一再見識到政治口水比人命似乎更重要的荒謬言論,看到敵對政黨縣市疫情升溫就幸災樂禍,忘了垃圾⋯⋯哦不⋯⋯病毒會不分藍綠紅白地跨縣市傳播,遲早會延燒到自家後院。甚至還有檢討受害人家屬,忘了當初口口聲聲一個孩子都不能少的嘴炮。

從疫情開始大流行到現在的上海「全城靜態管理」,我們見識一個又一個政治鬧劇。也讓許多人對歐美疫情之慘重不可置信。許多美國的有識之士也很想一再叩問,美國到底怎麼了?美國號稱最頂尖的CDC究竟幹了啥?

暢銷書作家麥可.路易士(Michael Lewis)就要用對美國為何沒擋下疫情而打破砂鍋問到底!他在《預兆:疫情失控紀事》The Premonition: A Pandemic Story)就是要好好剖析,美國究竟曾為這場疫情做過任何準備嗎?麥可.路易士本來就擅長挖出鮮為人知的真實故事,他的書本本暢銷,也多次被改編成電影。他在這本書中,挖出主流媒體甚少關注的許多人物和故事,即使長期關注COVID-19疫情,也都能有所收獲。




從中,路易士發掘出原來美國對傳染病的公衛體系有多落後,那些政府機構不僅山頭林立,原來還有多不透明和官僚作風,而川普政府內部的專家意見有多不受重視!

然而,儘管深受排擠,一群醫務人員和科學家還是不懈地努力試圖讓美國政府認真地應對流行傳染病,而他們不少不僅沒獲得應有的尊重,還被政府甚至社會當作麻煩製造者。無法解決問題就解決提出問題的人,古今中外皆然。其中不少處境,我想自己身處其中,應該很無望吧?遑論還像他們那樣奮鬥。

加州公共衛生部副主任雀樂蒂.狄恩(Charity Dean)就是被當作流氓的一份子,她放棄高薪接手燙手山芋,在COVID-19肆虐的日子裡,她成為了讓聯邦政府認真對待這一威脅的鬥爭中的弱勢女英雄。然後是理查.哈切特(Richard Hatchett)和鄉巴佬流行病學家卡特.梅雪爾(Carter Mecher),他們在小布希政府中製定了流行病計畫。當時小布希讀了約翰.M.巴瑞(John M. Barry)經典的《大流感:致命的瘟疫史》The Great Influenza: The Story of the Deadliest Pandemic in History),認定傳染病會是美國未來會面對到的危脅。1918年西班牙流感大約 18 個月內導致全球四千萬至六千萬人和五十萬美國人死亡。

後來與迪恩和其他人一起組成神秘的「狼獾隊」(Wolverines),從權力核心之外努力減輕正在發生的災難。 還有像是生化學家喬.德瑞西(Joe DeRisi)開發出快速檢測病毒的晶片。梅雪爾和他在小布希政府的特別工作小組共事過的同事們重新發現了保持社交距離的想法,並在研究了1918年的流感大流行之後,起草了一項關閉學校的計畫,並鼓勵美國人在大流行的情況下在家工作。他們發現學校是一個把大量難以控制的小阿宅們關在狹小空間很長時間的特殊產物,在今年中的疫情中,我大部分COVID-19快篩兩條線的朋友家中都有要上學的小阿宅,關閉學校就能夠病毒的傳播減緩。

《預兆》中,我們也能見識到美國疾病控制與預防中心(CDC),作為美國的公共衛生機構,理論峠應上負責預防疾病的傳播。然而,在這場疫情中,CDC沒有人願意冒著因採取錯誤行動而被解僱的風險,他們對自己烏紗帽的重視多過預防傳染病的流行。CDC的負責人由總統任命並且可以被總統解僱,這一事實也意味著這個角色往往屬於應聲者。而川普又是以喜愛炒反對者魷魚著稱。另外,CDC甚至比大學更加象牙塔地不食人間煙火,他們自視為學術機構遠多過政府部門。為了讓傲慢的CDC官員接受社交距離的建議,梅雪爾等人還特意包裝成是CDC的功勞。

《預兆》指出,在制度失靈的情況下,美國政府把公民拋棄給沒有能力處理的私營部門。當初,迪思單槍匹馬地處理了她在聖巴巴拉轄區的肺結核,試圖把一個無能的驗屍官拖出辦公室對一具感染肺結核的屍體進行屍檢。美國政府既然無法解決問題,那麼迪恩就嘗試應用市場的力量。勇敢對抗體制的迪恩放棄了公務員身份,創立了一家醫療保健初創公司,哈切特和梅雪爾擔任該公司顧問。

因為路易士其實是流行病學和病毒學的門外漢,因為這本《預兆》對非醫學或生命科學出身的朋友來說,可能讀起來會很輕鬆愉快,可是對相關領域的朋友來說,稍嫌搔不到癢處,不過還是非常值得一讀!

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2022年6月23日 星期四

生而為人




我們對自己這個物種的關注,遠超過其他生物物種,是合情合理的。因此,我們才會因為一小片古人類化石的發現,就在媒體上鬧得沸沸揚揚。

我們智人是現存唯一遍及全球的生物物種,在文明社會發展出來以前,草原、高山、沙漠、凍原等等嚴峻的生態區域都有人類的蹤跡,全球無論人種、膚色,也都有遠在非洲的共同祖先。作為一個充滿好奇心的動物,我們從古至今都愛追問祖先從何而來,只是過去的解釋是神話和傳說,現在是科學。

我在大學教授演化生物學時,原先很有野心地希望每年談人類演化時補充的最新科學發現,只需要用到當年頂尖科學期刊如《自然》(Nature)、《科學》(Science)和《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的學術論文就好,只是試了沒幾年,就改為讓學生自行分析最新的發現來當作考題,因為當這些發現一再「改寫教科書」,除非是學有專精的演化人類學家,否則可能很難有條不紊地傳道、授業、解惑了。

現在,這個教授人類演化的工作可以變得更輕鬆一些了,因為賴瑞和老師以平易近人的方式,寫下了這本好書《人從哪裡來:人類六百萬年的演化史》。賴老師原是唐史學者,他精湛的史學功力,在梳理科學文獻時應付裕如。他對人類演化的興趣和探索並非是退休後閒暇時才有的嗜好,他在清大任教時就在圖書館慢慢閱讀相關文獻十幾年了。

其實,生物演化本來就是一個歷史科學的問題,人類的當然也不例外。只是生物學家一般擅長用分子、遺傳、發育、解剖、形態、生理、生化等等生物學的間接證據,重建出各類生物演化的歷史,這和史學用遺址、遺骸、器物、傳說、風俗、文獻等等試圖還原歷史真相,在本質上並無差別。賴老師用史學的學養來探究人類演化的示範,正說明了所謂的「文理不分家」的道理。

在這本書中,賴瑞和老師用深入淺出的方式來為大家介紹人類演化的來龍去脈,除了各種已知的重要知識,也很清楚地交代各種爭議之處。這本書就像是和朋友輕鬆聊天討論人類演化的對話,可是內容卻完全不失學者的嚴謹,不需要任何科學背景也能好好一讀。

我們智人貌似萬物之靈,似乎是地球的主宰,但是人類演化史可謂血淚斑斑,如果我們的祖先能像黑猩猩那樣生活在宛如花果山般的叢林樂園裡頭,有誰甘願到林地甚至稀樹草原冒險呢?我們現在知道,老祖宗和黑猩猩分家後,就演化出了許許多多人亞族(Hominina)的物種,包括知名的地猿屬、南猿屬、傍人屬、沙赫人屬、人屬等等,同時生活在地球上。和我們智人同屬不同種的物種也有不少,可是如今除了智人,其他人亞族的人類也都灰飛煙滅了。

過去認為是智人把其他人類給消滅了,可是近年古DNA基因體學的研究卻指出,歐洲大陸的遠古智人,可能和尼安德塔人及丹尼索瓦人有情慾流動,因此可能有約百分之一至四的基因來自他們。根據我在遺傳檢測公司 23andme 的報告,我就有約百分之二的DNA可能是來自尼安德塔人。

智人比起其他人類物種,可能更擅長交流,能夠產生出許多意想不到的緣分。當我於二○一六年到母校清華大學分子與細胞生物研究所和生命科學系任教時,賴瑞和老師剛好從清大退休,回到馬來西亞柔佛州新山市的老家,雖然人文社會學院就在我們生命科學館的對面,但我並不認識賴老師。然而,非常碰巧的,我也來自新山。我們高中後都出國到臺灣留學,然後赴美念博士班,再回到臺灣的大學任教。




我們的祖父母輩,來自中國南方的省分,漂洋過海到南洋討生活。我常聽阿嬤說,當初他們在船上度過環境惡劣的艱困,捱不住的人一旦病死,會馬上被麻布包裹棄屍海裡。到了人生地不熟的南洋開埠,不同籍貫的華人,聚集在同一個城市打拼,夢想能夠給予子女更美好的生活。我們更古早的祖先,何嘗不也是為了更好的出路,願意前仆後繼地冒險遠渡重洋或翻山越嶺呢?於是直立人也好,智人也好,成為了遍及全球的唯二動物物種,寫下可歌可泣的宏大史詩,只是我們現在只能從他們稀少遺物的蛛絲馬跡中拼湊出支離破碎的隻言片語,待越來越多的化石出土,科技也越來越進步後,說不定我們能還原出史詩的一些篇章呢!

人類演化的故事還有諸多謎團,讀了賴老師的這本好書,心中也還有不少疑惑,原本想說疫情退散後,說不定有機會在他來臺或我回馬時跟他當面請教,更深入地詢問他身為史學家,對另一些生物學上的反面證據有何見解,沒想到當我把此書讀到一半時,就從馬來西亞的中文媒體得知他於四月二十六日因肝病與世長辭了,享年六十九歲,真是不勝唏噓。

我們智人最了不起之處,是能夠留下思想和著作,即使肉身腐朽了,精神仍能長存,啟發一代又一代後人。感謝賴老師留下這本好書,如果可能,多年以後也希望能夠為此書增添更新的發現!


本文為《人從哪裡來:人類六百萬年的演化史》推薦序

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2022年6月15日 星期三

給身體擁有者的説明書






人,似乎總是失去了,才懂得珍惜。

我們只有一副身體,比我們的手機還珍貴。手機還沒壞,你就想換新的吧?但為了盯著這個小螢幕,你是否冒著肩頸痠痛和視力折損的風險呢?身體裡許多器官,壞了可是很難修理的,更甭提生病過程的折騰。

如果我們使用一個新電子用品前,需要好好讀一讀使用說明書或至少先看看快速入門,那請問,對我們無比珍貴的身體,每個人是否也該一生中,找本說明書好好讀一讀呢?

人類和所有動物一樣,都來自一顆小小的受精卵。我們絕大多數人,不論長相、高矮、胖瘦,從母親子宮中發育成胚胎,艱難地出生而成長成人後,所有器官在大部分時間,密切地合作無間。就零件的數量和種類而言,我們身體遠勝地表上最精密的儀器,各器官調控的複雜,遠超過地表上最大的工廠!無論是純知識上的樂趣,還是醫療上的務實,都值得我們好好來認識一下!

然而,如果不是生物學家、人類學家、醫藥相關專業人士等等,我們有辦法好好讀懂關於身體,我們所需要知道的一切嗎?

有一本好書可以讓你輕鬆愉快地完成這個任務,因為很幸運的,著名科普作家比爾.布萊森(Bill Bryson)就完成了這個高度挑戰性的工作,野心勃勃地為我們撰寫了一本生動有趣、深入淺出的好書──《身體:給擁有者的説明書》(The Body: A Guide for Occupants),導覽了我們從頭到腳、從受孕到死亡的身體。

事後諸葛地說,布萊森是寫這本身體說明書最佳人選,因為他的《比爾.布萊森的大不列顛碎碎唸》(The Road to Little Dribbling)、《哈!小不列顛》(Notes from a Small Island)、《萬物簡史》(A Short History of Nearly Everything)、《別跟山過不去》(A Walk in the Woods)、《那個夏天》(One Summer)、《閃電男孩的輝煌年代》(The Life and Times of the Thunderbolt Kid),與《家居生活簡史》(At Home)在全球都非常暢銷。《萬物簡史》還贏得了英國皇家學會科學圖書獎(Aventis Prize)和笛卡兒獎(Descartes Prize)。《身體》這本書不僅行文風趣幽默,連實體書的印刷也是,簡直就是本不折不扣的「說明書」(Guide)。






布萊森帶我們遊覽逐個身體部位,其中的章節專門介紹頭部、五官、皮膚、四肢,再到體內的骨骼、大腦、內臟、消化系統及微生物群落。每章都把歷史、軼事、專家訪談和醫學與解剖學的專有名詞解釋等等編織在一起。也就因為布萊森完全不是醫藥或生命科學相關領域出身的人士,他也要花費許多精力和時間,才能搞懂許多有關身體的知識,所以這本《身體》甚至可以算是他個人的學習筆記哦!他這門外漢都能搞懂的,你我也不會有什麼障礙的!

《身體》中許多趣事,能供你在餐會時打許多嘴炮,只不過要先避免一些會倒胃口的。你大可談論那些在極端情況下活下來的阿宅,例如1944年,一名英國機尾炮手在沒有降落傘的情況下從燃燒的飛機上跳下,從三英里的地面上墜落,撞穿樹木、降落在雪堆上,幾乎毫髮無傷。同時,也別忘了你在聚餐時是怎麼嚐到各種料理和飲料的色香味的,如果你沒唬爛到忘了用超過一萬個味蕾品嚐食物可能的一兆種味道的話。

還有,好好拜讀了這本好書,你會由衷地更想要好好保養身體,就像一個阿宅買了台限量版超跑,一定會用心地極致愛護的吧?沒有阿宅會在超跑裡塞滿垃圾、加廉價汽油、在巷弄裡和其他汽機車搶道左右亂刮、一天油門踩到底狂操引擎十幾個小時⋯⋯的吧?沒錯,你的身體就是限量版,絕對是全宇宙獨一無二、舉世無雙的!那為何我們很多人還是會狂啃垃圾食物、疲勞工作、睡眠不足⋯⋯的呢?

來瞧瞧我們身體的能耐吧!我們可是地表上散佈和適應到最多生態棲位的生物,沒有之一!我們身上大概有7千兆兆個原子,所有元素的市場售價約96,546.79英鎊(不含增值稅的),組成了37.2兆個人體細胞。我們的大腦約860億個神經元的數以兆計的連結數量,可能比全宇宙的恆星數量都還多許多。別以為我們厲害的只有大腦,我們的心臟每小時泵出約260公升血液,從不休息地在一生中跳動35億次,總共可以把一噸重物舉到離地150英里高之處;我們的肺一生共呼吸呼吸5.5億次,一天處理了二萬二千五百公升左右的空氣;骨骼比鋼筋混凝土還堅固且輕便;加上其他總總器官,能帶我們上天下海地運動,甚至還能上太空旅行。每四年在奧運會中,各國運動員還屢次展示身體所能達到的極限!

早在六百萬年前,我們的祖先是直立行走的,儘管頗為笨拙。在接下來的四百萬年裡,我們脫掉了大部分毛髮並長出了汗腺。我們的腳變得更加圓拱和有彈性,我們的跟腱變長了,我們在臀部長出了大塊的臀大肌,有著大的腦額葉、社交天性和馬拉松運動員的體格,非常適合群體合作進行持久性狩獵。但我們也別小看其他小型肌肉,因為布萊森指出,我們操縱拇指的三小塊肌肉就是文明的核心。

從演化的觀點來看,我們的身體像是二輪拼裝車——兩足架在修改的四足底盤上。我們的背部、臀部和膝蓋會隨著年齡的增長而磨損。我們的鼻竇排水不暢,每年冬天都會變成充斥病毒的污水池。而且我們比任何其他哺乳動物都更容易窒息而死,氣管更容易被食物意外堵塞,一場百年一見的肺炎瘟疫也搞得全球哀鴻遍野。

布萊森在《身體》不僅讓你知道醫學和生命科學最新穎的發現和尖端的發展,他也不忘交待了過去人們是怎麼認識各章節的主題,科學也在嘗試錯誤中學到教訓和不斷前進,有些歷史上瘋狂科學家和醫師為了瞭解人體的運作所進行的實驗還真是匪夷所思,例如惡名昭彰的腦葉切除術(lobotomies)。他也挖出許多醫藥領域不為人知的無名英雄故事,熟讀醫學教科書及從事醫護和生物醫學工作的朋友也會很有收獲。同時,他不忘為我們破除各種保健的迷思,例如味精可能真的無害,而抗氧化劑卻很可能無益。

雖然我們大部分人的身體應該還算得上是健全,可是有些朋友的製造藍圖(基因)偶然出了錯,所以先天上不足,還有後天罹癌,這些都算是故障。然而,就人類的健康和壽命來說,我們其實一直都在破記錄。儘管我們會嘲笑說有許多藥是治標不治本,可是愈來愈多令人不適的大小症狀,都能用藥物來舒緩,能夠治療的遺傳疾病和癌症也愈來愈多,這其實是我們人類科學知識累積迄今豐碩無比的成果!

關於身體,很肯定的,我們需要探索的,比已知的還多太多了!我們精妙的身體,偶爾還是會被連光學顯微鏡都看不到的微生物如病毒搞得慘兮兮,幾百萬人甚至一命嗚呼。這代表我們現有的知識,仍僅是冰山一角,所以都還搞不清引起嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)的嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)為何對一些人的肺臟會有極大的破壞,甚至還搞得大腦、心臟、腎臟等非呼吸道器官七葷八素。

還好我們現在除了有PCR技術可以準確認出症狀多變的SARS-CoV-2,還用史無前例的速度研發出了疫苗!甚至連主流的疫苗技術之一的mRNA疫苗,都是醫藥史上首創!即使有了藥物,疫苗還是防疫必要物資,但也要接種到人身體裡才會發揮作用。這當然也要拜能夠辨認出敵我的免疫系統所賜,接種疫苗後才能有備無患地萬一感染上COVID-19,仍不致於發展到重症,而且能夠清空病毒後全身而退。

我們的身體,不是遺世獨立的,除了性愛時和另一個身體親密的接觸,我們天天都和一大群微生物為伍,它們也為我們幹了許多髒活、累活,例如我們腸道微生物就為我們提供了多一成熱量。能為害人類的微生物已知約有一千四百多種,只是微生物中的少數恐怖分子。許多病毒、細菌和真菌,大約有四萬多種,其實是和我們的免疫系統和平共處的,除非把身體操壞或者年老色衰。布萊森當然不會忘掉我們的這些亦敵亦友的夥伴們。

除了和身體有關的知識,布萊森也反思了美國昂貴的醫療體系,以及我們為了對抗各種疾病而濫用的藥物包括抗生素和止痛藥等等;並且他也指出各種戕害身體健康的行為,尤其是肥胖的嚴重問題。出身美國但現居英國的布萊森,對美國花了高昂的醫療費用卻在全球預期壽命排名中,差強人意地名列第31位而已,有著嚴厲的批評。另外。過度醫療的問題也在《身體》中有所討論。

科學家們仍然不知道人類為什麼會衰老,而治療疾病只是避免死亡的臨時解決方案,一個人的壽命取決於許多因素。按照健康的生活方式,一個人平均可以活到80歲左右,要活得更久就要取決於基因。可是,有許多理論顯示,人類未來的平均壽命將延長五成。未來的人類恐怕最困擾的問題是活太久該怎麼辨。

我們為這個難得、寶貴的身體乾杯吧!《身體》真是本不可多得的說明書!


本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


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2022年6月6日 星期一

恐龍一億五千萬年的興亡史








我過去和朋友打賭「我可以請大家吃恐龍肉,輸了就請吃雞排!」的話,在科學上完全無誤,但是這幾年漸漸失效了──因為愈來愈多人知道鳥就是恐龍,那些電影中出現的兇猛恐龍,是非鳥類恐龍。所以雞肉就是貨真價實恐龍肉啊!

最近一篇恐龍胚胎化石的新聞又洗了我臉書的版。可能因為那個暱稱為「英良貝貝」(Baby Yingliang)的偷蛋龍胚胎實在太可愛了,引起原本不關心古生物學的朋友關注。居然有朋友問我,如果恐龍真的那麼像鳥,為何過去沒有新聞報導過⋯⋯好吧,看來還是有不少成人被《侏羅紀世界》(Jurassic World)系列偽科學電影誤導,壓根兒不知道過去廿年,早就有大量有羽毛恐龍化石的出土,科學教育果然不能等⋯⋯

我們千萬別以為恐龍在六千五百萬年前就全部滅絕了,牠們活得比我們想象中的長久。沒錯,現在有大量證據,從羽毛、骨骼、胚胎、肺臟、心臓、發育、生殖生理、求偶行為、育幼行為等等的相似性,說明恐龍沒有完全滅絕,而是有一支演化成了鳥飛上天!恐龍不僅稱雄了整個中生代,牠們仍然在新生代逍遙自在,演化成近一萬種鳥類。

介於古生代與新生代之間的中生代(Mesozoic,兩億五千一百萬年前至六千六百萬年前)又分成三疊紀(Triassic,兩億五千一百九十萬年前到兩億一百三十萬年前)、侏羅紀(Jurassic,兩億一百三十萬年前到一億四千五百萬年前)和白堊紀(Cretaceous,一億四千五百萬年前到六千六百萬年前),前後共約一億八千萬年。這段時期地表上的優勢動物是爬行動物,尤其是恐龍!

恐龍其實是有史以來在地表上最成功的生物之一。當我們談論恐龍的隕落時,數以萬計的恐龍仍然生活在我們週遭,只是我們稱它們為鳥。儘管大多數恐龍都在白堊紀晚期滅絕了,牠們留下來的化石,很難讓人不注意到,因為恐龍的化石遺骸在地球上幾乎隨處可見。許多自然史博物館的大廳,都愛以牠們的化石骨架迎接參觀者。








想知道和恐龍有關的最嚴謹知識,這本《恐龍一億五千萬年:看古生物學家抽絲剝繭,用化石告訴你恐龍如何稱霸地球》(The Rise and Fall of the Dinosaurs: A New History of a Lost World)無疑是最權威和好讀的科普書!《恐龍一億五千萬年》作者史提夫.布魯薩特(Steve Brusatte),目前任教於英國愛丁堡大學,是恐龍古生物學的權威!他發表過超過百篇論文,曾遠至中國、葡萄牙和波蘭等地進行了實地考察。

由史蒂芬.史匹柏(Steven Spielberg)執導,改編自麥可.克萊頓(Michael Crichton)出版於1990年的同名小說的科技驚悚電影《侏羅紀公園》(Jurassic Park)在1993年上映,開始引起社會大眾對恐龍的關注。《侏羅紀公園》上映幾年後,中國就出土了帶羽毛恐龍——中華鳥龍(Sinosauropteryx),一直到近年,每年在頂尖科學學術期刊《自然》(Nature)和《科學》(Science)都有帶羽毛恐龍的論文發表,而被描述的恐龍新種已差不多是一週一種,各種新的科學技術也讓古生物學家能夠探索更多新問題。




布魯薩特很有系統地帶我們經歷了恐龍演化的各個階段。三疊紀開端於古生代的大滅絕,為恐龍的崛起掃清了演化之路。古生代末期的兩億五千萬年前,熔岩從無數噴發的火山噴出,流過之處生靈塗炭,溫室氣體覆蓋了地球,加熱了古老的海洋並引發了酷熱的全球變暖。高達七成的陸生脊椎動物和超過九成的海洋生物從此銷聲匿跡。沒有這個重塑地球生態環境的戲劇性事件,恐龍就不可能繁衍生息,因為當時的大滅絕消滅了大多數陸地動物,騰出許多空間。

三疊紀時期陸地上主要爬行動物並非是恐龍,雖然牠們已演化出具備所有我們熟知的恐龍特徵,還有快速的行動力、小小的身軀以及更大的腦袋瓜,讓牠們能夠穿梭在三疊紀超大蠑螈、巨型鱷魚等大型爬行類橫行的地表上。恐龍和其他爬行動物最大的不同之一,在於恐龍具有直立的步態,類似大部分的現代哺乳類,而大部分其他爬行動物則是四肢往兩側延展的步態。

三疊紀以一次滅絕事件結束,大多數主龍形下綱(Archosauromorpha)和合弓綱動物(Synapsida)都消失了。許多早期的恐龍也均滅絕,而一些恐龍卻倖存下來。這次滅絕事件為恐龍的發展提供了巨大的機會。恐龍在此後的一億四千萬年中成為了地球上最主要、種類最多和數量最大的陸地動物群。

三疊紀末期的大滅絕空出的生態棲位空隙讓恐龍總目一枝獨秀,伺機稱霸陸地。在森林逐漸恢復後,植食性的早期蜥腳亞目恐龍開始數量暴增,導致肉食性的角鼻龍下目也跟著增多。在海洋中,菊石亞綱開始大量出現,眾多海洋軟體動物的出現吸引魚龍超目成為了第一批重新回歸海洋的陸地動物。侏羅紀中晚期,恐龍真正成為地球上最繁榮的優勢物種。

侏羅紀時期的陸地上,真蜥腳類恐龍開始成為地表史上最大的陸地動物,劍龍類和異特龍超科分佈於全球各地。翼龍目成為第一批飛上天空的脊椎動物,鳥類開始從恐龍中迅速分化出來,有鱗目開始在熱帶地區、沙漠地區中從原始雙孔亞綱進化出來,離片椎目在沼澤和樹林中逐漸演化為無尾目。海洋中,蛇頸龍亞目和魚龍一起成為主要德海洋爬行動物,從蛇頸龍類中演化出的上龍亞目則成為海洋中的頂級掠食者 。

其實,電影《侏羅紀公園》和《侏羅紀世界》中,大多數恐龍其實是來自白堊紀的!那才是恐龍的全盛時期!陸地上,白堊紀和侏羅紀中晚期一樣,恐龍總目佔據了陸地所有階層的生態位,晚白堊世(Late Cretaceous)更是恐龍物種數量的巔峰,並且屬於恐龍總目的鳥類在白堊紀早期就已經展開了豐富的平行演化,即使把鳥類剝離出恐龍的計算範疇,非鳥恐龍的物種數量依然是有史以來的最多。地球上最大的獵食者——霸王龍,就是在白堊紀時出現的。

因為霸王龍實在太酷了,布魯薩特忍不住在《恐龍一億五千萬年》要花兩章來介紹牠。霸王龍簡直就是完美的殺戮機器,其咬合力在所有恐龍食肉動物中非常獨特。 霸王龍能夠深深地咬住了其受害者,刺穿骨頭,然後再豪邁地撕開。霸王龍的腦和身體的比例——「腦化指數」(encepphalization quotient,EQ)顯示,牠們和黑猩猩差不多聰明,至少強過貓狗。而且,霸王龍很可能長出了羽毛,作為保暖或求偶展示的功能。

布魯薩特不僅要告訴大家許多關於恐龍的知識,也分享了他從年輕時就當起化石獵人的經歷以及學術生涯遇到的趣事。身為最富盛名的恐龍專家,他在年輕氣盛時就幹過一個傻事。他在高中時就致電給加州大學柏克萊分校的美國國家科學院院士阿爾巴雷茲(Walter Alvarez),後者就是提出巨型小行星撞擊地球導致恐龍滅絕的科學家,詢問他義大利的一個地質斷層要怎麼去。雖然他當時沒到達該處,但後來大學時以地質學野地考查的名義過去時,才知道領隊就是阿爾巴雷茲。可見布魯薩特從小對恐龍的痴迷。他在芝加哥大學念書,在紐約市的哥倫比亞大學取得博士學位,認識許多恐龍專家,在《恐龍一億五千萬年》中也揭露了許多恐龍專家的秘辛,包括一場「化石戰爭」,兩位學者之間的鬥爭頗為狗血。

《恐龍一億五千萬年》最後一章,現在的墨西哥猶加敦半島(Yucatan Peninsula of Mexico),被小行星以超過百兆噸TNT的威力擊中,大約相當於十億顆核彈的能量。並不是所有的恐龍都因為這個撞擊而滅絕。倖免於難的是鳥類的祖先,遇有我們的哺乳動物祖先。這場災難,為倖存的小型哺乳動物的興盛開闢了新道路,我們的祖先終於不必在恐龍的陰影下苟延度日了。如果沒有那一天,今天就不會有智人寫出這本書讓我們能夠讀到了!

然而,如果智人就像Netflix電影《千萬別抬頭》(Don’t Look Up)那樣愚蠢,那麼我們就會重蹈恐龍的覆轍吧:






本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


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2022年6月4日 星期六

八九・六四・卅三




今年是六四天安門事件卅三週年紀念,過去我有不少朋友深覺中國近年的改革開放讓中國人民富足,六四大學生被屠殺和中國人的福祉相比,死不足惜。

不可否認,大部分馬來西亞華人都很親中,甚至相信獨裁專制也沒關係,只要人民生活富足、國泰民安,人權不過是可以犧牲的;然而,在上海「全域靜態管理」(和俄羅斯的「特別軍事行動」有異曲同工之妙)之下,我那些親中親共的群組,不僅沒人再幫這個「全域靜態管理」說話,還天天幹譙台灣不全面開放國界是超後部署,真是「厲害了,我的國!」



















在習維尼霸道蠻橫、毫無章法的管理之下,「潤學」赫然成了中國顯學。上海原本是受到中共改革開放最有利的城市,大多數市民都支持黨的統治,沒想到習維尼政權為了假裝他們的統治方式比西方的更優越,成天造謠西方政權罔顧人命,並且封鎖中國上海复星原本參與投資的mRNA高效疫苗,把自己鎖死在一放就亂、一管就死的囚徒困境中,完全沒有科學章法可言。

在這麼多亂象下,能逃出上海還真是可喜可賀。《中國陌路:來自中國境內最後一位澳洲通訊記者的內幕報導》(The Last Correspondent: Dispatches from the Frontline of Xi’s New China)作者麥可.史密斯(Michael Smith)今天大概會超慶幸他早就逃出上海,雖然當初是被逼的。








中澳建交五十週年,近年因為中共試圖操控澳洲選舉以變相掌控澳洲龐大的礦業被捉包(習維尼若是真有種,應該趁俄羅斯膠著烏克蘭戰事趁虛而入,強佔俄羅斯亞洲部分,成為資源和製造雙大國,絕對能超英趕美!),雙方關係降至最冰點。當習近平政權要把澳洲記者全面清零。於是,二〇二〇年九月三日,中國公安深夜突襲史密斯在上海的住處,強迫他在中文紙本上畫押簽名,並且以國安調查的利益關係人之名義,禁止他出境中國,並要求他配合調查。後來他在澳洲政府的幫助下,成功逃離上海。

死裡逃生的史密斯在遠離風暴中心後,在《中國陌路》中揭示他駐華任期內的見聞,描繪出中國人民急速提升生活品質後付出的代價,還有習維尼專制主義下逐漸收緊的內政管制與言論控制讓中國人民因為恐懼而噤聲。 中國自以為比歐美更富裕和強大後,就開始用戰狼外交大外宣,可惜買單的大概只剩馬來西亞華人。

在《中國陌路》中,史密斯親訪馬雲,見證他從阿里巴巴高峰急流勇退到馬雲神話的破滅。其實,以中國暗中把人民分階層的統治模式,一點也不意外。其他諸如再教育營和大內宣,離天堂太遠,離中國太近的台灣也不算是新聞了。史密斯對香港及台灣近年的政治局勢也有不少描寫。不僅人用腳投票,錢也是。大量出逃的資金沒有也不會流向粵港澳大灣區,反正是新加坡現在非常爽歪歪。

《中國陌路》可以該我們從中國內部用旁觀者視角看到中國近年的各種整肅。不過從中,也可看出西方媒體和中國知識份子天真的一面。因為台灣媒體的國際新聞實在是⋯⋯所以我好一陣子只看歐美的媒體,左右的都有。

只是,看著天真的西方媒體對中俄政治的分析和判斷,也忍不住想要一再吐槽。西方媒體天真地把中共和普丁政權的合法性建立在對經濟和疫情甚至戰事的治理與控制上,壓根兒就是完全在狀況外,完完全全用西方怪人(WEIRD),也就是西方、受教育、工業化、富裕、民主(Western, Educated, Industrialized, Rich, and Democratic)的視角來檢視長達幾世紀甚至上千年的中俄極權專制政體。

西方媒體往往以為在現代會撼動WEIRD政權的事件對中俄也會有同等或相近的殺傷力。然而,香港革命撼動了誰的政權呢?中國武漢肺炎傳播全球,中共地位可有任何影響?中國恆大危機衝擊了誰?美國對香港高官的制裁完全無效!中美貿易戰對中共幾乎完全沒有任何影響!甭說人口2500萬人的上海封城,即使中國死了2500萬人,中共大概都能把喪事辦成喜事!

同樣的,俄羅斯入侵軍事上弱小的烏克蘭,只留下烏克蘭百孔千瘡,還有俄國軍人屍橫遍野,可是普丁在國內完全是老神在在,支持率依然居高不下。WEIRD媒體到底是多麼以為戰鬥民族稀罕麥當勞啊?

這是WEIRD國家無法想像的,因為在WEIRD國家,甭說搞出社會撕裂、經濟危機、疫情、戰亂,就連和平繁榮時期,只要執政黨稍不讓人民稱心如意,就等著被換下台。WEIRD媒體根本以怪人之心度強國之腹!

當中俄利用言論控制、監控人民行為、公然放送假新聞、逮捕異議人士、再教育營等等手段就讓人民不敢發聲,而國家政權建立在寡頭們的長短期利益輸送上,人民的經濟、疫情、戰亂的影響,根本和政權穩固與否無關。

加上中俄大量人民一出生或者超過大半輩子活在專制極權體制下習以為常,幾乎可以肯定的說,WEIRD媒體上出現任何中俄領導人為了經濟、疫情和戰亂的政權保衛戰,根本就是子虛烏有!況且中共其實是在進化的,利用網路和AI,他們對政權的掌握到了前所未有的地步,可以更加不顧人民的死活,對他們來說,政權的合法性來自權力的一把捉,和人民的生活福祉愈來愈無關。可見在可預見的未來,中國人只會因為共同貧窮而愈來愈苦!

身為中國人的後裔,我沒有想要唱哀中國,只是我真的很不樂觀!

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