編按：《天氣之書》以編年形式講述一百個具有里程碑意義的時刻，標註了氣候與人類生活共同演化的歷史。一篇一個歷史時刻，皆以一張主題圖片搭配六百到八百字的短文呈現。本文摘錄兩篇：一七五二年〈班傑明．富蘭克林的避雷針〉與一七五五年〈追風的富蘭克林〉。

茲茲茲，就算觸電還是要做實驗！

班傑明．富蘭克林（Benjamin Franklin，1706-1790）最為人所知的身分是美國的開國元勛之一，但他也是一位作家、畫家、發明家、郵政專家、外交官、公民運動家，而且特別著迷於與電相關的早期科學研究。富蘭克林從一七四七年開始實驗，意外讓自己嚴重觸電──「宇宙的一擊從頭到腳貫穿我的全身」──他在一封信中如此描述此事件。

富蘭克林也學習氣象學，所以他深信閃電和靜電相似，並開始探索不同的方式，以保護建築結構免受這種強大的氣象威脅。一七四九年，富蘭克林開始發展理論，認為一根末端尖尖的棒子若與地面連接，就能保護建築免受雷擊。

一七五二年六月，他對費城一座教堂的尖塔尚未完工感到不耐──本來希望用這座尖塔來測試他的避雷針概念。於此同時，他進行了那一場傳奇的風箏實驗：在雷雨天放風箏，線上綁著一把鐵製的鑰匙。富蘭克林活著結束這個實驗是很幸運的，因為後來有人嘗試重現該實驗，結果遭雷擊身亡。而當富蘭克林的研究傳到歐洲時，那裡也進行了數個實驗，想確認他的想法。

富蘭克林從天空取電（c.1816）。畫家為英裔美籍的班傑明．魏斯特（Benjamin West，1738-1820），描繪富蘭克林出名的風箏實驗。 圖／《天氣之書》

有裝有保庇，避雷針橫空出世啦

風箏實驗和避雷針的設計都顯示了一項科學原理：電會試著找到抵抗最小的路徑以抵達地面。利用這些見解為本，富蘭克林在一七五三年度的《窮李查年鑑》（Poor Richard’s Almanack）中發表了一篇文章，描述保護房子免受雷擊的方法。他的系統由三個關鍵元素組成：一根立在屋頂尖端的金屬棒，水平的屋頂導體，以及垂直的導體，將電荷引導到接地。

圖／pixabay

富蘭克林在自家立了一根避雷針，並增加創新的細節──接地線有電時，鈴鐺就會響，通知大家這間房子上方的大氣是通電的。富蘭克林的避雷針最後被裝在多個重要建築上，包括之後成為美國獨立紀念館（Independence Hall）的賓夕維尼亞州州政府。

不只追電還要追風，富蘭克林衝一波

除了研究閃電與電，富蘭克林也一直對龍捲風等其他旋風抱持濃厚的興趣。證據來自於一系列相關信件與其他文章，特別是一七五三年一篇關於水龍捲的詳細論文，內容還附有詳細的圖片，闡述了他對於水龍捲構造及能量的理論。

富蘭克林論文〈水龍捲與旋風〉所附的水龍捲示意圖，收錄於1806年出版之《已故的班傑明．富蘭克林博士哲學、政治學、道德研究全集》（The Complete Works in Philosophy, Politics, and Morals, of the Late Dr. Benjamin Franklin）。（點圖放大）圖／《天氣之書》

富蘭克林顯然渴望近距離觀察它們。一七五五年，他帶著兒子威廉住在班傑明．塔斯克上校（Colonel Benjamin Tasker）的馬里蘭州宅邸。在鄉間騎馬時，兩人碰上了一陣剛形成的塵捲風。富蘭克林後來寫信給經常與他討論電學的彼得．寇林森（Peter Collinson），回憶接下來發生的事；以下摘錄自他的信：

它以圓錐形出現，在端點上旋轉，沿著山坡朝我們移動過來，一邊前進一邊變大。當它經過我們時，靠近地面的較小部分差不多是一個普通桶子的大小，但是往上愈變愈大，在十二．二或十五．二公尺高的地方，直徑變得有六．一或九．一公尺那麼寬。同行的其他人都站在那兒看，但我的好奇心愈來愈強烈，於是我跟著它，騎馬接近它的側面，觀察到它一邊前進，一邊帶起那體積較小端下方的所有灰塵。因為一般認為開槍射擊水龍捲會破壞水龍捲，所以我揮舞馬鞭數次，試圖破壞這個小旋風，但徒勞無功。

這段追逐結束於這股旋風橫掃過一座菸草田後消散無蹤，只留下滿天被捲起的樹葉。富蘭克林以下列妙語為他的追風之旅做結：「當我問塔斯克上校，這種旋風在馬里蘭州是否很常見時，他愉快地回答：『不，一點也不常見，但我們為了招待富蘭克林先生，故意使其發生。』真是高規格的待遇啊⋯⋯」

《天氣之書》延伸閱讀

• 1806年〈蒲福為風力分級〉p.67
• 1989年〈電子「精靈」的證據〉p.173
• 2016年〈極端的閃電〉p.195

編按：關於富蘭克林的風箏實驗，後人描述的故事版本紛紜，其實富蘭克林本人曾撰寫文章描述該實驗，於1752年10月19日刊登在賓夕維尼亞公報（Pennsylvania Gazette）。

本文摘自《天氣之書：100個氣象的科學趣聞與關鍵歷史》，時報出版，2018  年 10 月出版。

The post 追風又追電，富蘭克林的冒險──《天氣之書》 appeared first on PanSci 泛科學.

編按：《天氣之書》以編年形式講述一百個具有里程碑意義的時刻，標註了氣候與人類生活共同演化的歷史。一篇一個歷史時刻，皆以一張主題圖片搭配六百到八百字的短文呈現。本文摘錄：一九八三年〈核子冬季〉。

摧毀氣候又一招──核子冬季

一場完美的冷戰風暴、環境的考量、氣候科學的演變，在一九八○年代初期一併爆發，導致一種新型的環境威脅預警──核交換後的大火，可能引發「核子冬季」。

1980年代初，科學家計算發現，由核戰所引發的數百場大火會造成陰暗、遮蔽太陽的煙雲上升，使地球冷卻，進入「核子冬季」。1991年，薩達姆．海珊（Saddam Hussein）燃燒科威特油井，科學家測量到擴散的黑雲造成當地冷卻，但是煙升得不夠高，因此沒有造成更廣泛的影響。圖／《天氣之書》

在核子戰爭中起火的城市會升起大量濃密的煙雲，導致地球冷卻，引發饑荒等更糟糕的情況。這種概念來自於一系列早期的論文，並逐漸演化，其中以一九八二年的分析論文〈核戰後的大氣：正午的微光〉（“The Atmosphere After a Nuclear War: Twilight at Noon”）為濫觴，作者為大氣科學家保羅．克魯琛（Paul J. Crutzen，b.1933）與約翰．布力克思（John W. Birks，1946）。一九七○年代初，克魯琛因為確認了可能破壞臭氧層的化學反應而聲名大噪，該研究也讓他與同僚共同獲得一九九五年的諾貝爾化學獎。

走走走，來去禁用核武

然而，核子冬季的假設，是因為卡爾．薩根（Carl Sagan，1934-1996）的參與而廣為人知。薩根和其他四位作者在一九八三年十二月二十三日的《科學》發表論文：〈核子冬季：數次核子爆炸的全球性後果〉（“Nuclear Winter: Global Consequences of Multiple Nuclear Explosions”），薩根在《漫步》（Parade）雜誌的特別報導與電視節目上提出警告，表示數百萬人都面臨著這項威脅。他，以及一名與他抱持相同看法的蘇聯物理學家維塔利．金茲堡（Vladimir Alexandrov，1938-85）共同前往梵諦岡並出席各種場合，想促成禁用核武。

核子冬季的假設，是因為卡爾．薩根的參與而廣為人知。圖／wikipedia

別打啊！再小的核戰都不行！

但經過深入的科學分析探討，原先的末日式後果愈來愈微妙；另一位著名的氣候科學家史蒂芬．史奈德（Stephen H. Schneider，1945-2010）認為比較可能發生「核子秋季」。另一方面隨著蘇聯解體，核戰的威脅也逐漸消退。

最近，由艾倫．羅巴克（Alan Robock，b.1949），以及當初和薩根一同發表一九八三年論文的歐文．布萊恩．東（Owen Brian Toon，b.1947）進行的氣候模擬指出，就算是有限的核交換，都會造成長達十年的災難性氣候崩潰。原因為何？核子火焰的煙會上升到海拔四十公里高處，已經超過了能由降雨迅速沖刷的範圍。

《天氣之書》延伸閱讀

• 1941年〈俄羅斯的「冬將軍」〉p.133
• 2006年〈設計的氣候？〉p.179

本文摘自《天氣之書：100個氣象的科學趣聞與關鍵歷史》，時報出版，2018  年 10 月出版。

The post 核子戰爭後遠離災區就沒事？氣候災難讓你無所遁逃──《天氣之書》 appeared first on PanSci 泛科學.

• 作者｜摩亞‧薩納（Moya Sarner）：自由作家兼編輯
• 譯者｜高英哲：英國約克大學經濟學碩士，台灣大學科學教育發展中心長期合作譯者

我國主計處公布去年兩性薪資差距為 14％，女性需多工作 52 天，才能達到男性領到的年薪。有人說薪資完全透明化是解決之道，不過我們真的準備好告訴大家自己賺多少嗎？

有場革命悄悄在英國各地的辦公室、餐桌邊以及報紙頭版標題醞釀：人們開始談論自己賺多少錢。長久以來一談到錢就保持禮貌性沉默，一直是「英國人」的陳規陋習；對某些人來說，光是談到這個話題，就相當於直探我們對自己以及這個社會的看法。

今年 3 月 5 日，英國廣播公司（BBC）將近250名員工簽署一封給總裁湯尼‧霍爾（Tony Hall）的公開信，要求「薪資全面透明化」─起碼就這點來說，這間名字裡有「英國」字樣的公司，似乎不再那麼渾然天成。這事起因於去年夏天，有人檢視 BBC 的薪資結構後發現，公司裡薪水最高的 96 名員工中，只有三分之一是女性，而且前七名都是男性。今年 4 月，許多大公司跟公家機關公開其男性跟女性員工的平均薪資，結果發現 78％公司給男性的薪資較高。

簽署公開信的 BBC 員工認為，薪資透明化是「處理薪資不公最快速、成本最低、 最為公平的方式」，也是揭露因種族、性別、年齡或階級等等導致不公因素的最有效方式。那些已採取薪資透明化政策的公司執行長（為數不多，不過挺熱心的），認為這麼做可以改善人們一直以來處理事情的態度。不過這有根據嗎？一直以來我們努力爭取薪資保密（確實如此），改弦更張會讓我們的想法產生什麼變化？

英國男性跟女性的薪資中位數差距有 9.8％。

撇開薪資保密的悠久歷史，有些實驗顯示，無論對雇主還是員工來說，薪資保密可能是在工作場所施行過最糟糕的政策。美國康乃爾大學的艾蓮娜‧貝洛果洛夫 斯基（Elena Belogolovsky）以及以色列特拉維夫大學的彼得‧班伯格（Peter Bamberger）在研究中，把受測者分成一半，要他們用電腦執行一項工作。

每輪工作結束後，其中一組會在螢幕上看到薪資條狀圖，不過僅顯示每個人依據自己的工作表現拿到多少錢，而且他們被禁止跟組內其他人以電子郵件討論酬勞，藉此模擬薪資保密狀況。另一組則在薪資透明化的情況下工作，他們會看到同時顯示自己跟其他受測者酬勞的薪資條狀圖，並且可用電子郵件討論。

經過三輪工作之後，研究者發現薪資保密組的表現變差了，而且比較不願意繼續工作。他們的後續研究還發現，員工在薪資透明的情況下，合作共事比較有效率，因為他們能根據同事的薪資，評估誰是自己尋求建議的最佳對象。貝洛果洛夫斯基說，「在一個重視績效的營運系統中，薪資保密對於個人工作表現以及持久性有負面影響，因為這會減弱績效與薪資呈正比的效應。」

研究證據似乎很明顯：薪資保密有礙生產力。但是在真實職場中，薪資透明化顯得較為曖昧難明。

薪資透明化有哪些優點？哪些缺點？

倫敦政經學院的研究人員喬迪‧布拉奈斯‧伊維達（Jordi Blanes i Vidal）以及馬瑞克 ‧ 諾索（Mareike Nossol），利用一間德國量販零售商的資料，試圖回答這個問題。這間公司讓員工知道自己相較於同事的薪資跟生產力表現，結果整體生產力提升了 6.8％。

不過加州大學經濟學教授大衛‧卡德（David Card），針對大學裡其他職員進行實驗，結果卻沒有這麼正面。他隨機選了一些職員，寄給他們當地報社的網址，網站上列出了所有州政府雇員的薪資，其中包括在加州大學工作的人，但是並沒有關於生產力的資訊。然後他再訪查這些職員，對於薪資、工作的滿意度以及求職意願。

毫不意外地，他發現薪資低於部門中位數的員工，對工作感到較不滿意，也想另尋頭路。不過那些薪資高於中位數的人，工作滿意度沒有任何明顯提升，想要另尋頭路的意願也沒受到什麼影響。那些薪資較低的人受到公開薪資的負面影響， 並未被薪資較高的人受到的正面影響所抵銷。據卡德所言，意味著「雇主有維持薪資保密的動機」，難怪這長久以來都是職場常態。

研發並販售社交工具程式的Buffer公司，採行完全透明化的薪資政策。

社群媒體管理平台 Buffer 執行長喬爾‧賈斯康恩（Joel Gascoigne）認為，薪資透明化引起的工作動機，遠比大家所知還要強烈。他致力於他所謂的「激進透明化」，不但公布旗下所有員工的薪資，就連收入資料細節也一併公布。

「在我們實施薪資透明化時，最擔心的是不知道會產生什麼影響。」他解釋，「這樣的做法至今仍然相當罕見，幾乎沒有其他案例參考，也找不到人諮詢。不過我們發現所有疑慮都只是假設，而且帶來的好處遠超過麻煩─團隊的互信程度立刻增長，整體也十分融洽。知道他人表現狀況、薪資公式如何計算，而且知道這很公平，讓人感到安心。」

不過他也說，在網路上公開薪資，結果就沒有那 麼直截了當。「這在心理上有點挑戰性。我們對此討論更久，許多人擔心一旦路人皆知自己的薪資，不知道會發生什麼事。如今在 Buffer 公司內部，薪資透明化變得極為重要，我們並不想反其道而行，不過員工能自己決定是否要向社會大眾公開；倘若他們有個人安全疑慮，也可以選擇不公開。」

這並不容易，但值得去做。「薪資透明化就跟其他事情透明化一樣，需要額外的努力。創造一個清楚明白又公平的薪資系統需要時間，也需要持續維護跟擴充（我們調整過數次計算薪資的公式）。倘若我們沒有堅持要把一切透明化到這種程度，也許公司推動某些方案的速度可以更快，甚至短期內能夠成長更多；不過如果把眼光放遠，就能毫不猶豫地往這個方向努力。這麼做使任何人都無法透過控制資訊掌控權力，有疑問的人都可以取得資訊，因此能夠培養信任感。同時確保團隊能夠擁有作出關鍵決策所需的所有資訊，而不是像一般情況那樣，只有高階主管才知道整體情勢，因此有助於創新。若是團隊成員跟社會大眾對我們的薪資系統有 疑問，也能直接反應，這產生公平、公正的感覺。」

你願意讓大眾查閱自己的薪資單嗎？

賈斯康恩說他決定把一切透明化之後，應徵 Buffer 工作的人數及素質，都有巨幅提升。曼徹斯特商學院組織心理學與健康教授卡瑞‧庫柏（Cary Cooper）表示，關鍵在於光是讓人們知道自己跟同事薪水的差別還不夠，必須要有配套才行。被問到薪資透明化在心理學上算不算好事時，他長嘆了一口氣。

「我認為倘若透明化會導致公開化，且公司主管態度開明，歡迎屬下公開討論自身價值、待遇是否公平的話，就算是好事。」他說，「但要是公司沒有這樣的文化，就有可能導致衝突跟麻煩。」

貝洛果洛夫斯基也認為，透明化只能夠當成解決方案的一部分。「我認為真正的問題不在於薪資是否應當透明化，而在於薪資系統是否公平、制度是否受到完善的管理、主管與員工溝通是否良好。無論採取薪資保密，還是員工能互相比較薪資的透明化政策，都不是薪資系統不公的解方。不過在實務上，為了說服員工薪資系統的公平與公正，還是必須要有某種程度的薪資透明化。」

薪資除了事關經濟，更關乎情緒

解決這個問題有個比較不時髦，卻實際的做法，就是體認揭露這種資訊可能會產生什麼影響。塔維史托克顧問公司（Tavistock Consulting）的羅蘋‧維塞（Robyn Vesey）認為，我們必須思考公司的系統跟結構，對於員工心理會造成哪些影響；以及人們潛意識裡的動機，對於工作以及同事的觀感會造成什麼影響。她說想到跟別人相較之下，自己拿到多少薪資，可能會引發極為複雜的感覺，「這雖然只是些數字，但又不只如此。在我們這個年代，擔任高階職務時談到薪資多寡，以及誰值得拿多少薪資，是一大焦慮來源。」

她指出公司讓薪資保密有個好處，有助於管理伴隨著認同感產生的焦慮。「薪資這件事相當敏感，它跟各種情緒都有關聯。現行系統可以把員工間的某些競爭意識跟敵對感，控制在一定範圍內，並且壓抑當人們想到薪資時會產生的某些強烈情緒。」

（點圖放大）

這聽起來有點違反直覺，不過維塞說這就是為什麼深思熟慮非常重要。「在我們那個年代，通常不會認為擁有更多資訊會造成不良影響。就心理層面而言，分享資訊總是有其後果，可能是理性的，也可能非理性。因此假設這樣做一定有正面影響，未免有點先入為主。」

若把透明化當成萬靈丹，是過度簡化事態。雖然關於薪資透明化以及性別差距的討論，乍看之下是經濟問題，但也有非常深刻的心理層面：這關乎人們覺得自身價值何在。

「這就是關於薪資透明化的重點。」庫柏對我說，「它相當於讓你知道，身為一名員工，公司是否重視你。這可不只是薪資那麼單純。」我們若把價值這個概念視為心理跟財務的交會點，雖然薪資透明化可以明顯點出問題所在，但是共享資訊卻無法解決問題，員工必須深信自己做的事情有其價值才行。

同場加映：如何要求加薪？

讓《你先請：激勵團隊成長茁壯並完成任務》（You First: Inspire Your Team to Grow Up, Get Along, and Get Stuff Done）作者黎安‧戴維（Liane Davey），以組織心理學家的專業，為你提供一些建議。

1 選對時機

在你做出正面績效時要求加薪。倘若你在年中時交出相當不錯的成績單，就可以準備談調薪。即使公司的給薪週期還沒到，無法馬上調薪，你也要在長官對你印象不錯的時候，開始談加薪的事。

2 知道自己的價值

要求調薪之前，列張工作成果清單，詢問你信任的人，問他認為你為工作團隊帶來多少價值，尤其是你有什麼獨特的貢獻，以確保成果清單的詳實。要能夠說出你有什麼功勞，而不只有苦勞，這對於談調薪比較有說服力。

3 眉角要漂亮

談麻煩事的時候，語調跟肢體語言特別重要。保持冷靜，並展現出你為團隊增添價值的樣子。不要避開視線或是退縮，這樣不夠有力；但也別表演過頭，要是昂首睥睨、大發議論，或是說些你沒打算做的事，會讓你的可信度毀於一旦。

4 問個清楚

倘若你沒能成功要求調薪，記得想辦法找出被打槍的原因。別讓你的主管用『我們沒預算』之類的膚淺理由矇混過去──公司永遠都有預算，你必須知道什麼事情比幫你調薪更重要。接下來問他具體做法，未來才比較有調薪機會。

5 身段要靈活

切記，薪水只是公司肯定你價值的方式之一。有些公司沒什麼調薪空間，不過能夠給你年假或在家上班的彈性。倘若你調薪失敗，在你找出其他可以斡旋的價值之前，不要輕言放棄。

本文摘錄自《BBC 知識國際中文版》2018 年 9 月號 85 期。原文標題為〈薪資該不該透明化？〉。

The post 薪資該不該透明化？──《BBC 知識》 appeared first on PanSci 泛科學.

很多人因為熱愛音樂而想學音樂，但卻因自認沒有天分而卻步。這樣其實很可惜，因為本章接下來要說明的，就是這類「我沒有天分」的顧慮，其實是不必要的。事實是，大多數的專業樂手，也並非與生俱來就有天分。

「天分」這個詞有好幾種用法，但最常見的兩種是：

1. 對他人的技能抱持無害的驕傲態度。（「是的，我太太跟我對小女獵海豹的天分，感到無比驕傲。這間俱樂部，就是我們送給她做為八歲生日的禮物。」）
2. 一種大家不時對於人生的不公平，所產生某種摻雜了傲慢、懶惰以及怨恨的奇特感受。（「不，我並沒有被球隊選上，是我那懶散的哥哥入選了──不過是因為他有天分罷了。」）

在以上兩個例子中，天分都被認為是一種與生俱來的天賦。這些人也許值得讚賞，但不能過譽，因為他們只是運氣好而已。就像有的人生來就是捲髮一樣，有的人不過是天生就具有冰雕的才華罷了。

顯然沒有人一出生就是音樂好手。圖／pxhere

關於音樂天份的好消息與壞消息

在音樂界中，「天分」是個常常被人討論的字眼：世界上充滿了「有天分」的小提琴家、指揮家、以及搖滾吉他手。但顯然沒有人一生下來就會拉小提琴，天才就跟一般人一樣，也得要學習怎麼彈奏樂器。然而普遍的看法都是，那些有天分的人在學音樂的時候，要比可憐的平庸大眾學起來更快、更容易，也出色得多。

關於這點嘛，我有好消息，也有壞消息。

好消息是，天分多半是種迷思。因此現在，你大可為自己的偶像或是兒女，感到更驕傲一些，因為他們可能並非生來就特別有才能。

壞消息是，天分多半是種迷思。因此現在，你不用再拿「我沒有音樂天分」做為藉口，自認學鋼琴根本是徒勞，而不去嘗試。

但我憑什麼能這麼說呢？某些人在音樂上的表現，的確要比其他人出色。要是他們沒有天分的話，又該怎麼解釋這一點呢？

且讓我先說個故事給你聽。

遇到挫折時難免會懷疑自己是否適合學習某項技能。圖／pixabay

一九九二年，有個英國研究團隊決定針對音樂天分這件事，進行一項嚴謹的研究。約翰‧斯洛博達教授和他的團隊，調查了二百五十七位年輕樂手，這些人從只學過幾個月樂器就放棄，到正在認真接受專業訓練的都有。

而研究人員很幸運，能直接取得這些研究對象在一項精確的能力評量，亦即英國等級評量系統（UK grade system）上所獲得的成績。如果你在英國境內學音樂的話，就能參加每年的級數測驗，直到達到最高等級，也就是第八級為止。一旦到達這個程度，就表示你演奏樂器的技巧很高明，而且還有能力舉辦演奏會，或是在妹妹的婚禮上演奏，而不會讓所有人尷尬。這同時也是就讀音樂學院所需的條件。

因此，研究人員不但知道這二百五十七位年輕樂手，過去各等級的音樂教育成績，而且還知道他們何時通過各等級的測驗，如此一來就能比較所有人的優劣了。

他們將這些研究對象分成下列五組：

• 最頂尖的一組樂手透過參加比賽，已取得了就讀某所高級音樂學院的資格。這些人都受過專業樂手的訓練，因此我們稱這一組為「A組」。
• B組學生也很不錯，但由於他們的比賽成績不盡理想，因此無法進入音樂學院就讀。
• C組學生很認真地學習音樂，並曾考慮申請音樂學院，但終究決定不參加比賽。
• D組學生學音樂只是玩票性質，自己或他人都不認為適合進音樂學院深造。
• E組學生則曾經學過音樂，但後來放棄了。

很顯然地，曾贏得比賽，且最後走上專業訓練之路的 A 組學生，平均而言要比 B 組學生更有天分，而 B 組則又比 C 組更有天分，以此類推。因此斯洛博達教授及其同僚打開電腦穿上實驗袍，想看看這些有天分的學生，相較於天分不高的其他組別，晉級的速度有多快。

當然也有人的晉級速度飛快。圖／pixabay

當他們檢視數據，並訪談這些學生及其家長時，發現結果一如預期：這些佼佼者的確要比其他人更快晉級。在學了三年半的音樂後，A 組學生平均都能達到第三級，而在同樣學了三年半後，C 組學生卻只達到了第二級。

但在這些學者進一步深究後，他們卻開始質疑，成功的關鍵或許並不在於天分。數據顯示，A組學生平均需要花費跟其他組別一樣多的時間來練習，才能通過下一個級數測驗。不論是哪一組學生，若想從第一級升到第二級的話，平均需要投入練習的時間都是兩百小時，而從第六級升到第七級則平均約需練習八百小時。每一位學生從初學者到第八級，平均所需的總練習時數，剛好是三千多小時（當然，並不是所有人都能達到第八級）。

結論很簡單：你練習得愈多，就愈快成為優秀的樂手。A 組學生唯一擁有的「天分」，就是勤奮──他們不但一開始投入練習的時間就比其他組多，並且還逐年增加練習時間。此組學生第一年從每天練習半個小時開始，到了第四年則增加到一個多小時。而級別較低的學生則從不足半小時開始，之後亦並未增加太多練習時間。例如，D 組一開始每天只練習十五分鐘，並在最初四年期間，只增加到令人昏倒的二十分鐘。

平均而言，A 組學生並不特別有天分，他們只不過是每個禮拜練習的時間較多罷了。

一萬小時的刻意練習

另一組由心理學家所組成的研究團隊，在一九九○年代初期，針對柏林音樂學生所進行的一份研究，也證實了斯洛博達教授的發現。研究人員請西柏林音樂學院（Music Academy of West Berlin）的老師，將自己的學生分成三個等級，我們姑且稱之為「優等組」、「良好組」和「普通組」。接著，研究人員以小時為單位，分析所有學生每小時都做些了什麼，並檢視他們過去學習音樂的情況。研究人員發現，學生們在很多地方都大同小異──他們大多都在八歲時開始學音樂，並且每週都花費大約五十小時，從事音樂相關活動。

不能否認的是反覆練習的重要性。圖／pixabay

各組間最大的差異，則是他們過去單獨練習的時間有多長。優等組的學生到了十八歲時，平均已投入了七千四百一十小時在練習上，而良好組的學生是五千三百零一小時，普通組則是三千四百二十小時。這些數據相當符合一般認知的法則，也就是從建築學到動物學，幾乎所有技能，只要投入一萬小時的練習時間，任何人都能達到專業程度（要是想知道一萬小時究竟是多久的話，它大約相當於每天四小時，共需時七年）。

如果你是那種很相信天分，但對成就多半來自簡單枯燥的練習的觀念深感不滿的人，別忘了，這種觀念反而會讓有成就的人更受人尊敬，而非相反。

當做父母的驕傲地述說心肝寶貝的音樂天分與潛能時，其實他們並不知道，自己述說的，其實是子女們在學習樂器上有了長足的進步。這些父母並不會在孩子將小髒手放在小提琴上前，就說「我兒子說不定會成為傑出的提琴家」。他們其實會等到孩子學會了某項技能，並能夠演奏〈我有一隻小毛驢〉或「Smoke on the Water」後，才宣稱自己的孩子有天分。此時，他們似乎已將那一次次勉強通過測驗的日子，以及為此所付出的一切努力，都拋諸腦後了。

擁有高超音樂技能的關鍵，就是所謂的刻意練習。愈是刻意練習，技巧就愈好，這道理適用於任何一種需要技巧的活動。但刻意練習跟一般練習不同，後者通常指的是單純重複已相當熟練的事。而刻意練習則相反，它表示你正準備更上一層樓。你所練習的是對你來說困難的事，一旦能成功予以掌握，就離精通此項技能更近一步。刻意練習的特性之一，就是它並不是一件有趣的事—這也正是為何傑出的人有如鳳毛麟角的原因。

越是努力，越有天份

知名電影製片山姆‧戈德文（Sam Goldwyn）曾說過一句名言：「我愈是努力，就愈幸運。」* 對從事音樂的人來說，這句話可以改成「我愈是努力，就愈有天分。」

• 戈德文向來以創造許多名言著稱，像是「include me out」（別把我算進去），以及「A verbal contract isn’t worth the paper it’s written on」（口頭約定連張紙都不如）等。但這句關於努力和幸運的名言，並非完全由他原創，而是改編自美國第三任總統湯瑪斯‧傑弗遜（Thomas Jefferson）的名言「我堅信運氣，而且我發現自己愈努力，運氣也就愈好。」

但事情並非僅止於此。

天分與練習時間究竟是成正比，還是成反比呢。圖／pxhere

你大概注意到了，我目前只提到了各組別的平均表現，但其中有某些學生的表現，是遠高於所屬組別的平均值的。他們花在練習上的時間，要比該組平均練習時數多出許多，而某些人即使練習時間少了許多，卻依然能夠成功。這項調查最有意思的結果之一，就是在每一組中都有「少數特例」，這些特例即使投入練習的時間，較該組平均值少了五分之一，卻仍然能成功地通過級數測驗。倘若世上真的有天分這回事，必定跟這部分有很大關聯。

但這些人的天分究竟是什麼？他們是有音樂方面的天分？還是在有效的練習上特別有天分？而且，既然他們這麼有天分，為何有的人沒被分到 A 組？

我們也許可以嚴苛地說，他們不過是比較懂得練習罷了。可能他們就是有本事在每一百小時的練習中，能達到九十小時的刻意練習效果，而其他人卻只能達到三十小時。又或者他們很喜歡刻意練習的高難度挑戰，也就是不厭其煩地重複困難的部分，直到能快速流暢地彈奏為止。但若果真如此，這難道不是另一種對天分的定義嗎？一般對這個字眼的定義是「與生俱來的能力」，而且人們還能輕易地將這種能力，運用在相關的事務上。

斯洛博達教授及其團隊還探討了這些學生在孩提時期，第一位音樂老師對他們所產生的影響。他們發現最終能達到專業演奏等級的重要因素之一，就是學生的第一位老師是否風趣又親切。雖然，在之後的學習過程中，老師是否風趣，並沒有老師是否專業來得重要，但很顯然，在學習的最初階段，小朋友會很努力地取悅自己喜歡的老師。反之亦然：我看過許多在小時候便放棄學音樂的人，都是因為教他們的老師有如缺乏感情的法西斯祕密警察，在家執行勤務一樣。

但其實，每個人對於天分的想法並不都相同。圖／imdb

二○○三年，心理學家蘇珊‧海拉姆和凡娜莎‧普林斯（Vanessa Prince）邀請了一百多位專業音樂人，就這一句「音樂技能是……」來造句，並發現絕大多數答案中的用詞，都以「經過學習」以及「經過養成」為主。而請非專業音樂人作答時，則較傾向使用暗示這件事涉及某種天賦的詞彙。

不論我們如何定義天分，顯然就是有一些人具有音樂天分，但卻猶如鳳毛麟角，即使是在專業音樂人的圈子裡也一樣。斯洛博達教授的研究結果認為，一百個交響樂團的團員中，只有大約十位真的具備天分。這表示在大多數情況下，這些有天分的樂手能在練習時間少很多的情況下，達到跟其他同僚一樣高明的演奏層次。不過，在這群人中又有極少數的人，會投入跟同僚一樣多的練習時間，以成為擔綱獨奏的台柱。

那其餘百分之九十傑出樂手的驕傲父母，大概都會說自己的孩子有天分，但這種說法是錯誤的。針對他們所有的努力，給予他們應得的肯定，才是較為正確的做法。

而從另一個極端角度誤用「天分」這個字眼的人，則是那些不實地宣稱自己是「音癡」的人。對真正的音癡來說，這的確是一大問題，或至少是音樂方面的缺陷，但幸好相當罕見。

本文摘自《好聲音的科學：領袖、歌手、演員、律師，為什麼他們的聲音能感動人心？》，本事出版，2017 年 10 月出版。

The post 是天分還是努力？專業音樂人怎麼養成的？──《好聲音的科學》 appeared first on PanSci 泛科學.

一九九三年，以羅雪（Frances Rauscher）為首的一群心理學家，在聲譽卓著的科學期刊《自然》（Nature）上，刊登了一篇題為〈音樂與空間測試的表現〉（Music and Spatial Task Performance）的論文。

圖／論文截圖

這項研究是為了瞭解學生們，在花十分鐘做了下面三件事的其中一件後，於某項智力測驗上的表現如何：在這十分鐘裡，有的學生聽的是教人放鬆的指令，有的只是安靜地坐著，而其餘學生則聽了十分鐘的莫札特鋼琴曲。接著，所有人都做了同樣的測驗。

測驗結果顯示，聆聽莫札特音樂的那組學生，比聽放鬆指令或是什麼都沒做的學生，成績都要來得好，而進步的幅度，相當於比他們原本的智商高出了八或九分──這對他們來說可是很有用的。

在這項測驗中，學生們要看一些經過摺疊裁剪的紙張上面的圖形，並猜測這張紙在沒有摺過前是什麼樣子。這裡有一個類似的例子：你能看出下圖的紙張，在經過摺疊和裁剪後，會變成圖A到E中的哪個形狀嗎？（解答請見本章最後一頁）

圖／出版社提供

問題在於後來發生的事。

要是當初羅雪博士及其團隊，將這項測試結果發表在某份不知名的心理學期刊上，那麼在她專業領域內的同僚就會閱讀，並將它加進眾多有關大腦運作的已知資料中，並勤於增修這些資料。但，《自然》可是首屈一指的期刊，許多非常新奇、甚至顛覆世界的科學發現都會刊登在這裡，也就是說，各家報紙媒體都會聘請專家學者（或至少是某個戴眼鏡的傢伙），按月詳讀其中的每篇文章，搜尋有關癌症療法，或是無需熨燙的褲子等各種新穎題材。

古典音樂可以提升智商？這說法實在太誘人了！

羅雪博士的發現，在經過這些戴著眼鏡的記者不斷散播後，媒體便充斥著古典音樂能提高智商的報導，而「莫札特效應」（Mozart effect）的說法也就不脛而走。但羅雪博士不但從未表示聆聽莫札特的音樂能提高智商，而且還對媒體那些短視的新聞從業人員解釋了好幾次，卻根本是徒勞。她所談的，不過是某些「技能」，與我們所想像特定行為的結果有關罷了。

當然，根本沒人關心她到底說了什麼。古典音樂能讓人變得更有腦的說法實在太誘人，因此可不能揭露實情，免得大家想像幻滅。

圖／pixabay

之前有很長一段時間，各行各業人人都相信這套說法。

英國古典音樂廣播電台 Classic FM 還推出了一張名為《嬰兒音樂》的暢銷 CD。在美國，新罕布什爾州則贈送新手媽咪人手一張古典樂 CD，佛羅里達州還通過一項法案，要求州立的托育中心播放古典音樂，德州監獄甚至播放交響樂給受刑人聽，還因此引發許多淋浴時刺傷人的事件，因為大哥們竟為了拉赫曼尼諾夫和西貝流士孰優孰劣而起爭執。到了一九九○年代末期，由心理學家亞德里恩．諾斯和大衛‧哈格里夫斯在加州和亞利桑那州所進行的調查，發現每五個人中就有四個人知道莫札特效應。莫札特應該會感到很欣慰才是。

從那時開始，許多心理學家就開始探究智商與聆聽莫札特音樂之間是否有關聯。二○一○年，研究人員在檢視了各種與此主題相關，共有超過三千人參與的三十九項調查後，確定真的有所謂的莫札特效應──但卻跟莫札特一點關係也沒有。

從莫札特到史蒂芬金……也太不懷好意了吧。圖／imdb

多倫多大學的心理學家 E．格倫．夏倫柏格（E. Glenn Schellenberg）及其同事，針對這方面做了許多研究，在其中一項實驗中，他們將莫札特音樂換成了驚悚大師史蒂芬金（Stephen King）小說的錄音。這項做法看似奇怪，但夏倫柏格教授和他的團隊卻想藉此瞭解，是否音樂本身根本就不是重點。

其實，重點是要讓心情變好

也許在做智力測驗之前，只要播放任何讓人愉快的東西，就能使人擁有好心情，並因此表現得更好。由於參與測試的都是大學生，不可否認地，這些大學生可能只是對史蒂芬金的小說，跟對兩百年歷史的鋼琴曲一樣喜愛罷了。我相信，若是學生們事前先聆聽一段音樂或故事，而非安靜地坐著的話，也會在相同的「紙張未摺前應該是什麼形狀」測驗上，有較佳的表現。測驗結束後，這些學生必須表明自己比較喜歡聽故事還是音樂。較喜歡聽故事的學生，在聽完故事後所做的測驗分數最高；同樣地，較愛好音樂的學生，則是在聽完音樂後做的測驗分數最好。

因此，我們現在不必再費神搞懂，為何莫札特的音樂能神奇地重整大腦模式，讓它變得更有效率了。因為，這個「莫札特效應」不過是一個眾所周知的道理罷了──處於正面的心理狀態，就能增進智力上的表現。

《阿瑪迪斯》劇照。圖／imdb

所謂「正面心理狀態」就是好心情加上適度的刺激。這裡的「刺激」指的是與沉悶相反的情緒。如果你處於不夠刺激的情境（覺得無聊或昏昏欲睡），你的大腦就沒辦法做太多事，此時要是有人突然拿智力測驗給你做，成績自然就會不好。

相反地，你也可能受到太多刺激，如太過興奮或緊張等，如此也會導致表現不佳。只有在處於適度刺激的狀態下，也就是在聽了故事或音樂後，再接受測驗，才會有最佳表現。最重要的是，你若愈喜歡這個故事或音樂，心情就會愈好，而心情好也有助於增進表現。當你心情不錯時，多巴胺的分泌就會增加，據說這樣思考時就會更有彈性，解決問題和做決定的能力也會變強。

為了證實這一點，多倫多研究團隊開始嘗試在進行測驗之前，播放各式各樣的音樂，然後看看結果如何。不出所料，他們很快就發現了「舒伯特效應」，也就是出現了跟莫札特效應一樣的效果。雖然其他作曲家的作品也都產生了相同的效果，但研究團隊卻預測應該不會出現「阿比諾尼效應」。

義大利作曲家阿比諾尼（Tomaso Albinoni）是那種一曲成名走天下的音樂家之一，你或許曾聽過他那一千零一首作品〈慢板〉，但由於這首曲子實在太過悲傷和緩慢，因此不太可能讓你感到振奮，或是讓你擁有好心情。不用說，要是在做摺紙（剪紙）測驗前播放這首曲子的話，自然也就不會出現阿比諾尼效應了。

• 其實，阿比諾尼恐怕是音樂史上唯一的「無曲」成名者。因為就連那首〈阿比諾尼之慢板〉，也極有可能是出自一九五○年代義大利音樂學家兼作曲家雷莫‧賈佐托（Remo Giazotto）之手。

在當初的測驗中所播放的莫札特作品，乃是以大調譜寫且曲速稍快，因而給人一種歡快的感覺。多倫多研究團隊曾嘗試以較緩慢的速度，以及將它變成小調（我們知道小調會激發較為悲傷的情緒）等方式，播放這首曲子的不同版本給受測者聽。他們用了各種版本做測試後，證實曲速較快的音樂更具激勵效果，而大調樂曲則會讓人心情更好，因此，速度快的大調樂曲就會讓人們在測驗時擁有最佳表現。

圖／pexels

之後當研究團隊在多倫多再也找不到受害（測）者時，便決定入侵英國。他們說服英國國家廣播公司（BBC），協助他們同時為大約兩百所學校裡近八千名學童做測試。他們將每一所學校中的十到十一歲學生分為三組，並分別集中在三間教室裡，且每間教室都準備了一台收音機。

• 第一組學童聽的是BBC第一電台（Radio 1）播放的流行樂團Blur的歌曲；
• 第二組聽的是BBC第三電台播放的莫札特作品；
• 第三組聽的則是心理學家蘇珊‧海拉姆（Susan Hallam）探討他們正在做的這項實驗的錄音。

在播放完畢後，學童們做了兩項關於空間能力的測試。在這項針對好心情（刺激）理論所做的實驗中，一如我們所料，這些學童在聽過最能刺激他們且最喜歡的播音內容後，所做的測驗結果也最好──因而現在又多了一個「Blur效應」了。

這一切重點在於，在接受下一個腦力挑戰前，你聽的是什麼內容並不重要，不論是莫札特、Blur的音樂作品還是史蒂芬金的小說都行，只要是你喜歡又具有溫和刺激效果的東西，就能短暫地提升大腦的性能。

進行這些測試的目的，是為了瞭解當人們因為聽了某些東西，導致精神與情緒變得更為高昂時，會產生什麼效果。雖然我們的精神和情緒通常是同時起落，但兩者卻並非總是息息相關。你可能既開心又想睡，也可能既開心又興奮。你的心情隨時都跟大腦分泌了多少多巴胺有關，而精神卻跟另一種截然不同、稱為「正腎上腺素」（norepinephrine）的化學物質有關。

大腦中可以以正腎上腺素為神經傳導物質的區域。圖／wikipedia

為了將情緒和精神這兩種心智效果分開來看，心理學家賈本葉菈‧伊利耶（Gabriela Ilie）以及威廉‧福德‧湯普森在二○一一年時，找了幾組人進行了一項實驗。他們請實驗對象在聽完為時七分鐘的古典鋼琴曲錄音後，接受幾項心理和創意測驗。其中有些人覺得這首鋼琴曲彈得很大聲、快速且音調高；有些人反而覺得這首曲子音量小、速度慢且音調低；至於其他組別則在音量、速度和音高上有各種不同的看法。此曲的節拍最具有提振精神的效果（較快的曲速所產生的刺激效果最好），而音高對情緒效果來說則比較重要（音高較高的曲子最能使人們感到開心）。因此這首樂曲在各組中，產生了不同程度的精神和情緒提振效果。

蠟燭測試。圖／wikimedia

至於這些實驗對象所做的創意測驗，則是由心理學家當肯（Dunker）所提出的一項著名的蠟燭測試，以及麥爾（Maier）的雙索測試。在蠟燭測試中，受測者會拿到一盒圖釘、一組火柴棒，還有，想當然，一根蠟燭。受測者必須利用手中的物品，以避免讓蠟油滴到地板上的方式，將蠟燭固定在牆上。

（假如你現在有興趣的話，可在往下讀之前，先小試身手一下……）

這項測驗的標準答案是取出兩根圖釘，並扔掉其餘圖釘後，將空盒釘在牆上，然後再將蠟燭黏在盒子上。

圖／pxhere

至於雙索測驗則比較難搞，要是在做測驗當天剛好又沒什麼靈感的話，就更傷腦筋了。研究人員在天花板上掛了兩根不同長度的繩索，受測者必須要將兩根晃動繩索的尾端綁在一起。而難搞之處就是，你在抓住了一根晃動的繩索後，便無法碰到另一根。而你所能使用的輔助工具，就只有一把剪刀和一張椅子。

（同樣地，在往下讀之前，你可先小試身手一下……）

我相信有些人會想到利用椅子，但其實並不需要。只要把剪刀綁在其中一根繩索上，然後讓它擺盪起來，接著，在抓住了另一根繩索後，等第一根繩索向你擺盪過來時，再把它攔截住。一旦兩根繩索都抓住後，就可以輕鬆地將兩端綁起來了。

最後一項測試則不太需要創意，這項簡單的腦力活動只要速度快便能完成。在電腦螢幕上有四百零八個幾何圖形，受測者必須找出並點選那個出現了五十八次的圖形。

心情好，創意佳，刺激就有好精神

那麼結果如何呢？是這樣的，當音樂並沒有讓情緒變得比較好，但卻大幅地提振了受測者的精神時，這些人在最後一項簡單的速度測試上的表現相當好，而在蠟燭和雙索試驗上表現較差。相反地，那些沒有得到什麼精神刺激，但情緒卻大幅改善的測試者，則在創意測驗上的表現較佳，而在簡單的圖形測試上反應較慢。因此，這項實驗的兩個結論是：

一、情緒改善能讓人變得更有創意；

二、增加刺激能讓人在簡單的思考活動上反應較迅速。正如我之前說過，當我們在聆賞音樂時，情緒和精神通常會同時起落，讓你兩種好處一次滿足。

目前，我們所探討的是在接受測驗前，聆聽音樂所產生的效應。但要是在你需要思考和專心做某件事，例如唸書或是填報稅單時播放背景音樂的話，又會如何？

本文摘自《好聲音的科學：領袖、歌手、演員、律師，為什麼他們的聲音能感動人心？》，本事出版，2017 年 10 月出版。

The post 聽古典音樂讓你變聰明？「莫札特效應」是真的嗎？──《好聲音的科學》 appeared first on PanSci 泛科學.

• 作者／凱特‧亞尼（Kat Ar ney）│自由撰稿人和編輯，推特帳號是@Kat_Arney
• 譯者／林雅玲│中央研究院國際研究生學程生物科技學博士，長期從事科普翻譯

婦女實施生理或物理性避孕機制，已有半世紀之久，如今很多男性希望能為伴侶盡一分心力，究竟男性避孕藥還要多久才能問世？

女性激素避孕藥Enovid僅以五年便引發了社會巨變。圖／BBC知識

50 多年前，第一個女性激素避孕藥 Enovid 通過美國食品及藥物管理局（FDA）核准，英國隨後於 1961 年核准。爾後婦女廣泛用它調節生育和健康，全世界每天消耗了數百萬顆藥丸，僅僅五年便引發了社會巨變。

如今，女性擁有眾多可靠且可逆式控制生育的選擇，包括子宮內避孕器（IUD）、避孕貼片、避孕針和植入避孕器。而男性只有兩種選擇：第一種是保險套，實際運用的失敗率高達 15％，而且很多伴侶不喜歡使用；第二種是輸精管切除術，切斷將精子從睾丸傳送到陰莖的輸精管，術後雖然有機會恢復生育能力，但不一定會成功。那麼，為什麼不開發男性服用的避孕藥？

平克斯致力於開發避孕藥，發現男性激素也可以阻礙精子生成。圖／BBC知識

相較於女性避孕藥的發展，男性避孕藥的開發歷程顯得起起伏伏，其研究可追溯至 1950 年代，當時身為女性避孕藥共同發明者的美國生物學家格雷戈里‧平克斯（Gregory Pincus），發現人工合成的男性激素睪固酮，能關閉精子製造程序，就像女性避孕藥內含的女性激素能停止排卵一樣。

「男性激素避孕藥的生理學和科學原理與女性避孕藥相似。」美國華盛頓大學男性生殖生物學專家史蒂芬妮‧佩奇（Stephanie Page）解釋，「額外提供男性睪固酮，會阻礙睾丸等器官製造該激素。由於男性體內血液中仍然含有大量睪固酮，並不會影響身體其他部位。但是，精子發育時最終需要高達 100 至1000 倍的睪固酮才能成熟，因此睾丸中睪固酮的不足，將導致精子無法順利完成發育。」

顯微鏡下的睪固酮晶體。圖／BBC知識

阻止精子發育

美國明尼蘇達大學的化學家岡達‧格奧爾格（Gunda  Georg）採取另一種做法，她和同事正在研究名為烏巴苷（ouabain）的化學物質，這種來自植物的強效毒素最早被東非部落塗抹在獵箭尖端。烏巴苷的作用機制是阻斷「鈉鉀離子轉運蛋白」的分子，這種蛋白質通常能幫助細胞調控鹽離子的出入。有趣的是，鈉鉀離子轉運蛋白複合體當中有種特殊的「α4 單元」，只存在於精子細胞的轉運蛋白，體內其他部位完全沒有它的蹤跡。

「當我們移除雄鼠α4 單元的基因編碼時，發現牠除了不育之外，各方面都相當正常。」格奧爾格說，「這些雄鼠甚至能正常製造精子，但是精子無法順著輸卵管，游至卵子所在，也無法進行最後的扭動動作好讓卵子受精。這項研究顯示，如果我們能開發出選擇性阻斷α4 單元的藥物，便有潛力將之開發成男性避孕藥。」

為了激發研究創意，格奧爾格和團隊鑽研教科書，尋找修飾烏巴苷化學結構的方法，希望能讓它專一影響α4 單元。他們調整了分子結構後，便利用大鼠測試效果。不可思議的是，他們第一次就中了大獎。她笑道，「事實證明，我們找到一種非常有效的化合物，即使低劑量也具有很高的活性，還能以口服給予。當然，首度嘗試就能達到這樣的效果，讓我們相當興奮！」

男性避孕藥的作用機制通常是阻止精子在睾丸中發育，或是經由特定方式妨礙其運動，使精子無法接觸到卵子。圖／BBC知識

目前，研究人員只透過實驗動物測試這種新藥，結果顯示它似乎能降低50至60％的精子活力。然而，在進入人體臨床試驗之前，格奧爾格和同事需要解決一些問題。首先，他們希望繼續研發更有效的藥物，讓藥物在更低劑量下仍然有效。下一步是進行長期動物交配的實驗，了解這種藥物是否能有效預防懷孕，以及是否有潛藏副作用。更重要的是，他們必須確認藥物作用是可逆的，而且不會導致後代產生任何先天缺陷或其他健康問題（一旦有此類疑慮，該藥物便失去進一步發展的機會）。

另一種途徑：干擾射精管道

開發男性避孕的另一方法是干擾睾丸內部「管道」，避免射精時送出精子。澳洲蒙那許大學的沙布‧文杜拉（Sab Ventura）的團隊為了進一步探究這個策略，申請了「男性避孕倡議」組織提供的 15 萬美元研究資助；這個非營利組織致力於提升大眾對男性避孕藥的認知。

圖／BBC知識

「射精前，睾丸裡的精子會沿著輸精管移動到陰莖末端，」文杜拉說，「我們試圖干擾神經信號，好讓輸精管周圍的肌肉不要收縮，這樣一來，男性仍然享有愉快的高潮，卻不會射出精子。」文杜拉正在研究一種藥物組合，藉此完全阻斷兩種神經信號，也就是被稱為神經傳遞物的 ATP 和去甲腎上腺素（noradrenaline）。

「我們採用的策略不是影響激素，因此藥物試驗中不會出現令人排斥的副作用。」他說，「它不會影響精子發育，只會影響精子行經的管道，我們將會檢驗用藥後精子狀態是否仍然良好，能否在體外讓卵子受精。我們推論這個作用可逆，日後造成新生兒畸形的可能性也很小。」

市場趨勢

男性避孕藥議題由來已久，其原型藥物在2001 年便出現了。圖／BBC知識

儘管研究人員取得進展，但如果男性避孕藥沒有市場也難以推動。2011 年，英國劍橋地區的社會科學家蘇珊‧沃克（Susan Walker）調查 54 名男性和 134 名女性對於男性避孕藥的態度，這些受訪者都採用過某種避孕方法。將近一半的受訪者表示樂意服用男性避孕藥，但他們也表達對於健康風險的影響和長期生育能力的疑慮。此外，超過 40％受訪者擔心忘記服藥，針對這點女性比男性更為關切。橫跨數洲的大型研究也得出相似結論，顯示比起注射、避孕針或其他方法，男性更偏好服用避孕藥。

儘管許多男性表態願意服用避孕藥，但是目前仍須克服監管措施和研究經費。由於市面上還沒有男性避孕藥，FDA 等機構難以確認男性避孕藥的藥效和接受度。雖然高效男性避孕藥有很大的潛在市場，但製藥公司並不願意為了取得核准，大量投資並推動候選藥物進入大規模臨床試驗。

1970 年，社工為前來諮詢的民眾解說避孕藥。圖／BBC知識

沃克認為這種情況可歸結為男性和女性避孕的風險差異。「服用女性避孕藥的人是因為意外懷孕會對女性身體和生理造成巨大影響，儘管男性可能也會因此在社會、心理和經濟方面受影響，他的身體卻不會有明顯改變；因此我們談論的是不同的風險基礎。」她也點出，分娩過程也有可能讓女性面臨嚴重健康問題甚至死亡。

她補充，「我們必須根據用藥者的健康狀況和其他可能疾病，來判斷不同類型避孕措施所伴隨的健康威脅，是否超過懷孕的風險。我們還沒有機會針對男性避孕藥進行這種微妙的風險計算，因為目前還沒發展到那個階段。」

任何避孕藥都無法預防性傳播疾病，因此保險套仍是面臨此類風險的必要措施。但開發男性避孕藥的最終關鍵在於提供男性承擔更多預防懷孕的機會，也給他們更多避孕的選擇，尤其當女性伴侶無法透過其他形式避孕。「我們認為現在正是推動男性避孕藥的好時機，因為男性比過去更願意思考自身的社會責任，以及他們想從伴侶關係中獲得什麼，甚至是管理自己的生育能力。」佩奇說，「我們低估了男性其實很想進一步參與，只是他們現在受限於不怎麼好的方法，基於男性對於掌控生育能力以及對於分擔懷孕責任的需求，我們得提供更多可行的避孕選擇。」

同場加映：女性避孕藥的發展簡史

格雷戈里‧平克斯（左）、約翰‧洛克（右）共同成功製出炔諾酮。圖／BBC知識

女性避孕藥源於 1950 年代，當時美國研究人員格雷戈里‧平克斯在尋找干擾動物生育能力的化學物質，他發現給予雌性動物一定劑量的黃體激素（一種性激素），可以停止排卵程序，抑制卵子的釋放。

平克斯與婦產科醫生約翰‧洛克（John Rock）合作，洛克當時針對女性進行化學避孕藥試驗。他倆後來獲得來自婦權主義者暨生物學家的凱瑟琳‧麥考密克（Katherine McCormick）資助。與此同時，化學家卡爾‧翟若適（Carl Djerassi）於墨西哥研究，想要利用非食用性山藥製造人工激素，最終他成功製出一種合成黃體激素：炔諾酮（norethindrone）。

Enovid 是首創的女性激素避孕藥，目前的版本比早期含有更低劑量的激素。 圖／BBC知識

Enovid 結合了人工雌激素和黃體激素，1954 年首次於美國麻州進行臨床試驗，1956年在波多黎各進行大規模研究。FDA 最初核准用於治療月經失調，最終在 1961 年核准其作為女性避孕藥。

由於女性希望掌握生殖選擇權和維持健康，避孕藥銷售額迅速增加。從那時起，全世界數百萬女性都採用了激素避孕措施，市面上亦有許多型式可供選擇。激素避孕藥對於預防懷孕非常有效，只要正確服用，避孕率幾乎可達 100％，同時可用於治療經期不規則或經痛。

由於大眾日益擔憂早期臨床試驗未能找出避孕藥潛在副作用，使用率因而稍微受到影響。截至 2010 年，已經有一千多起未決訴訟，聲稱多種避孕藥可能導致血栓、心臟病發作和中風；大量研究指出它可能提高罹患乳癌和子宮頸癌的機率（不過它也可能減少子宮或卵巢腫瘤的發生率），還有研究指出，利用激素避孕可能影響心理健康，甚至可能增加自殺風險。

同場加映：男性避孕的替代策略

圖／BBC知識

1 草藥療法

中國植物尖尾鳳（Justicia gendarussa）的化合物 gendarussa（或gandarusa），被認為會阻礙受精，目前正在印尼進行小型臨床試驗。另一種有潛力的男性避孕藥是 pristimerin，來自古老藥用植物雷公藤。

圖／BBC知識

2 阻斷輸精管

可阻止精子沿著輸精管移動，做法是先注射一種聚合物，再注射另一種化學物質或是使用超音波促使聚合物分解。最著名的是避孕凝膠 Vasalgel，已經成功測試於實驗猴，預計很快會進入人體臨床試驗。

圖／BBC知識

3 清除精子

這種讓肌肉麻痺的實驗性藥物，能排出輸精管中的精子，導致「乾式」高潮。這種藥物由前倫敦國王學院的研究員納梅卡‧阿莫比（Nnaemeka Amobi）開發，目前因為缺乏資金而停滯不前。

圖／BBC知識

4 干擾精子發育

JQ1 最初開發是治療睪丸核蛋白（NUT）中線癌（一種罕見癌症），針對致病的一種缺陷分子。不過，JQ1 也能干擾精子細胞組織DNA 時的必需分子，阻礙精子正常發育。

圖／BBC知識

5 避免精子生成

精子生成過程需要穩定供應視網酸，這是維生素A 在體內分解時產生的化學物質。控制睾丸中視網酸的生成和運用，例如透過阻斷分解維生素A 的酵素功能，也許是開發男性避孕藥的新思路。

本文摘錄自《BBC 知識國際中文版》2018 年 11 月號 87 期。原文標題為〈男性避孕行不行〉。

The post 避孕藥的原理是什麼？男性避孕藥有可能問世嗎？──〈BBC〉 appeared first on PanSci 泛科學.

常見於居家環境的真菌有哪些？

台灣溫暖又潮濕，真菌最愛的家

真菌（或通稱為黴菌）幾乎可以生長在任何東西上面，只要是溫暖又潮濕的地方，就很容易孳生黴菌。臺灣地處熱帶與亞熱帶之間，四面環海，雨量充足濕氣重，是黴菌生長的最佳環境。所以，一般我們的建材與家具都會添加殺菌劑，否則家具與牆壁就會被真菌破壞殆盡，例如在潮濕房間牆壁上常出現紙齦枝孢（Ulocladium chartarum）。因此，如果從未在家具上發現黴菌蹤跡，有可能是居家環境很乾淨，也有可能是家具添加了殺菌劑，黴菌都被毒死，無法生長──也就是家具很毒的意思。

圖/《菇的呼風喚雨史》p.184

黴菌會讓食物腐敗，或是長在家具、衣物、皮鞋、皮包、浴室內（矽膠上常見的黴菌種類為球孢枝孢）以及牆壁上，吸入太多黴菌對人體健康有害。居家最常見的應該是屬青黴菌（Penicillium spp.）。青黴菌約有一百五十多種，可以產生抗生素青黴素（或稱盤尼西林），是二戰時用於受傷士兵身上的重要藥物。但是，青黴菌也造成農產品或建材分解腐敗，且會釋放孢子造成過敏，危害人體健康。麵包，尤其是吐司上的黴菌大多屬於枝孢菌屬（Cladosporium spp.）、麴黴屬（Aspergillus spp.）、青黴菌屬、鬍鬚黴屬（Phycomyces spp.）或是匍莖根黴菌（Rhizopus spp.）。如果買來的吐司好像很不容易發黴，那是因為加了防腐劑。

大量孢子讓你病，黴菌生長伴隨的危險

黑黴菌（或匍莖根黴菌）也是居家內外常見的黴菌。黑黴菌會引起過敏反應，更嚴重的是，如果其分生孢子侵入腦神經系統，就會導致分生孢子菌症的疾病。這種黴菌也被認為是「大廈綜合症」（Sick Building Syndrome）的可能病因，大樓的中央空調讓真菌更容易傳播。免疫力較弱的孩童，如果長期暴露在含有大量黑黴菌孢子的環境中，就會導致肺出血，並且引起呼吸系統的疾病。如果孢子濃度高，還有可能會造成腦神經嚴重損傷。

麴黴菌和青黴菌一樣，也會產生大量的分生孢子，這些孢子會隨著氣流四處飄散，如果掉落在適合生長的有機物上，例如穀物或是飼料上，再加上適合的溫濕度，就會開始萌芽生長，生長的過程會伴隨產生有毒的黃麴毒素。另外，還有腐黴菌（金黃擔子菌屬，Aureobasidium spp.），也很常在住家的牆壁上出現，如果家中牆壁黏貼的是壁紙，就可以看到明顯的紫紅色黴菌斑點。腐黴菌也會造成食物腐敗（麵包或是米飯等），若不慎食用，會引起食物中毒。

空氣中的大量孢子會引發某些人的過敏反應。圖/@pxhere

木黴菌也是環境常見的真菌，存在於土壤裡，不過其分生孢子會飄散在空氣中，在加上溫暖潮濕的氣候（通常是多雨的季節），就會出現在木質建材或家具上。其菌落的外觀為綠色，因為會產生大量的纖維分解酵素，讓紙張與木材變質脆化，因此造成木質家具與建材使用年限縮短。大量的木黴菌分生孢子，亦會引起某些人的過敏反應。

其他居家常見的真菌，還有長在草莓上，造成葡萄灰黴病的灰黴菌，以及讓蘋果腐敗的果腐病菌，與長在紙板或是木板裝潢上的紙板葡萄穗黴（Stachybotr ys chartarum）。

黴菌除了會引發食物中毒與過敏之外，還會造成其他疾病危害。像是「癬」，常發生在皮膚的表面、指甲內、頭皮甚至生殖器等部位，主要是由皮癬菌（Epidermophyton floccosum）、皮屑芽苞菌（Pityrosporum sporumovale）或是念珠菌（Candida spp.）等引起。因為氣侯的關係，「癬」在臺灣是很常見的皮膚疾病之一。另外，根據統計，超過 90% 的慢性鼻竇炎患者對黴菌有過敏反應。黴菌的孢子因為體積微小，藉由空氣傳播，四處飄散，很容易隨著我們的鼻腔進入呼吸道，並一路到達肺部停留。流行病調查也發現，有大約 10% 的過敏性氣喘患者，其氣喘症狀是來自於黴菌過敏。

唉呀，發霉了！該怎麼辦？

食物發黴還能吃嗎？

食物一旦發黴就不能吃了，即使將表面的黴斑移去，黴菌的菌絲也早已經深入食物內部，而黴菌所產生的毒素在生長時，也已經釋放到食物中了，有些毒素就算加熱也難以破壞。正確的作法是，只要懷疑食物發黴，就毫不猶豫的丟棄，因為我們的身體經不起黴菌毒害。還有，過期的花生即使外觀看起還沒事，也要丟棄，因為花生最容易有黃麴毒素殘留。

食物發霉就不要吃了。圖/pxhere

乳酪發黴還能吃嗎？

一般的乳酪發黴後就建議丟棄，因為一般的乳酪是用乳酸菌做的，不會長棉絮狀的毛（菌絲）。如果是白黴乳酪或是藍黴乳酪，因為是由青黴菌（絲狀真菌）所製成，而且在熟成過程，該菌已經變成了優勢菌種，理論上再長毛（菌絲）應該就是原來的青黴菌。

發黴的物品怎麼處裡？

對人體最無害也是最安全的方式，就是用 75% 的酒精來擦拭。浴室裡的黴，可以用稀釋的漂白水去除。

如何防止黴菌生長？

欲防止黴菌生長，最重要的就是控制溫濕度。乾燥低溫（低於 21ºC）的地方，不利黴菌生長。在多雨的季節裡，利用除濕機或是開冷氣來降低室內濕度，高溫的季節裡，讓容易發黴的物品晒晒太陽，利用自然的紫外線與高溫來殺菌。雖然也可以用化學的方式來殺黴菌，不過這些化學品既然殺得了黴菌，就代表對人體的健康同樣不利。

想吃也要有訣竅，菇菇愛好者注意了！

我家旁邊空地長了一朵菇，可以吃嗎？

三個字：不能吃。野菇不是野菜，許多都具毒性，運氣好，拉拉肚子，運氣不好可能就得進醫院。另外，菇類對環境相當敏感，生長的地方如果水或空氣不乾淨，菇會累積這些有毒物質。所以就算在大馬路旁長出美味的牛肝菌（雖然發生的機率很低），它應該也累積了不少汽機車排放的廢氣與重金屬，絕對吃不得。

路邊的菇類可以採來吃嗎？圖/@pxhere

子實體好還是菌絲體好？

坊間常見的菇類健康食品，有「菌絲體」和「子實體」之分，一般消費者可能不太能分辨其差異。菌絲體是菇的「無性世代」或是「營養世代」，子實體則是菇的「有性世代」，市場買到的菇，例如香菇和洋菇等都是子實體。「有性世代」與「無性世代」兩者的代謝途徑迥異，所以產生的二次代謝物也不同。有些菇因為產生子實體需要很長時間，或是沒辦法以人工方式誘發子實體產生，所以一些廠商就會以菌絲體來代替，例如冬蟲夏草或牛樟芝。菌絲體是利用發酵槽以培養液大量生產，生產成本較子實體低廉許多，還可透過調整培養液的成分來改變菌絲體的成分。孰好孰壞，實見仁見智。筆者認為，如有美味、營養又口感極佳的「子實體」（菇）可以食用，又何必選擇包成膠囊的「菌絲體」？

我可以在家種香菇嗎？

理論上可以，不過實際操作起來有困難。種香菇不像種花草樹木――澆水、施肥以及晒太陽就能成功。種香菇首先必須要有殺菌設備，例如壓力鍋，還要調配菇需要的生長基質，不同菇的生長所需不盡相同。操作時，必須在盡量無菌的地方，因為空氣中有太多懸浮的孢子，生長基質很容易被汙染。再來就是要取得菌種。菌種可以自己分離（對一般人來說，難度太高）或是購買，然後就是接種，還需要有涼爽的地方以供生長，走菌與出菇時的照顧更不可馬虎。總歸一句，去買別人（養菇場）準備好的太空包，是最省錢省時又方便有效的方式，能輕輕鬆鬆滿足當城市菇農的心願。

本文摘自《菇的呼風喚雨史》，積木文化，2018 年 11 月出版。

The post 對真菌有許多疑問嗎？解答都放在這裡了！──《菇的呼風喚雨史》 appeared first on PanSci 泛科學.

麥角（ergot）是穀類作物如小麥被真菌感染後所形成的黑色麥角菌硬粒，含有複合生物鹼，食用後會出現循環與神經傳導的問題。麥角中毒（ergotism）可引起一系列令人痛苦的副作用。開始於相對溫和的感覺，如頭痛、全身發燙以及皮膚瘙癢，之後會痙攣、抽搐、意識障礙、出現幻覺和精神病症。更嚴重的情況下，身體組織會出現物理性副作用，例如失去末梢神經感覺能力、全身腫脹、出現水泡、乾性壞疽，最後甚至會死亡。

今日，歷史學家猜測過去的一些奇怪事件，可能都是因為人們誤食黑麥角菌導致中毒所引起的幻覺，中毒症狀也可能引發狼人、女巫的傳說與煉獄景象。

麥角。圖/《菇的呼風喚雨史》p.170

黑麥角菌 Claviceps purpurea 小百科

• 原生地（發現地）
  世界各地都有發現，但是主要在歐洲與非洲。
• 拉丁名稱原義
  Claviceps，Clavi 來自拉丁文的 clava 是「club」，「棒狀構造」的意思。
  –ceps 則是由字根 –headed 指的是「頭」，由其外形而來。
  purpurea，紫色。
• 應用
  迷幻、疾病與醫療藥用。

詛咒、中邪，還是天啟？麥角中毒帶來的「異象」

西元 944 年，法國的中南部發生了「火疫病」（fireplague），得病後會因為身體循環降低導致四肢末端壞疽、木乃伊化。由病徵的描述以及感染途徑與規模，幾乎可以斷定是「麥角病」所引起。之後的六百年間，隨著戰爭或饑荒，這種病在歐洲發生了無數次，尤以法國最為嚴重，史料裡充斥著四肢脫落而死，生肉腐爛發出惡臭，或整個村莊居民同時中毒等駭人聽聞的記載。

在十七世紀以前，麥角中毒的流行往往被視為是上帝為了懲罰人類，用聖火燒掉受罰者的四肢。麥角病至今仍有「聖安東尼之火」（The Temptation of St Anthony）之別名。

舞蹈狂（Dancing mania）又有舞蹈疫（dancing plague）、聖約翰的舞蹈（St John’s Dance）、聖維圖斯的舞蹈（St. Vitus’ Dance）等別名，是一種於十四至十七世紀之間，主要發生在中歐的群眾現象。發生時，通常是一群人開始不正常的舞蹈，有時多達上千人，無論男女老幼，所有人日夜舞蹈直到筋疲力竭而倒下。中毒事件往往出現在洪水或是多雨的生長季節，而潮濕的季節適合麥角菌生長，根據種種線索推論下來，麥角中毒引起的幻覺和抽搐是最可能的解釋。

舞蹈狂。圖/畫家：Pieter Breughel the Younger (1564-1638) @wiki

麥角菌 Neotyphodium sp. 小百科

• 原生地（發現地）
  世界各地都有發現。
• 拉丁名稱原義
  Neotyphodium，Neo 是「新」的意思。typhodium 是由拉丁字 typhous 而來，意思是「蒸氣」。到了希臘字變成 tŷphos 意思是「發燒」或是 túphō 也就是「發煙」的意思。到了原始印歐語系，變成「dhubh–」意思是「跟灰塵一樣散開」。
• 應用
  迷幻、疾病與醫療藥用。

舞蹈狂事件最早的記錄出現在 1020 年代，德國貝恩堡（Bernburg）有十八個農夫忽然圍著教堂唱歌跳舞。1237 年，一大群小孩從愛爾福特（Erfurt）步行到阿恩斯塔特（Arnstadt），全長約二十公里，一路上不間斷的又是跳躍又是跳舞，就和童話故事《吹笛人》（Pied Piper of Hamelin）的描寫不謀而合。1278 年，在德國莫茲河（River Meuse），約莫二百人在莫茲河的橋上跳舞，跳到所有人都倒下為止。大規模流行發生在 1373 至 1374 年之間，橫掃英國、德國、荷蘭、比利時、法國、義大利與盧森堡。之後陸陸續續在歐洲各地發生，直到十七世紀，舞蹈狂就突然消失了。

十二世紀至十六世紀，歐洲盛行「審判女巫」。許多發生群眾集體追捕與審判女巫的地區，都是以極度容易感染麥角菌的黑麥為主食，而「被詛咒」的症狀，也與麥角中毒一致。因此，雖然沒有直接的歷史考究，間接證據已足以解釋，人們歇斯底里追殺女巫，其實是吃了黑麥角菌而中毒的緣故。

1730 至 1740 年代，新英格蘭的殖民地發生了「第一次大覺醒」事件，當時人們認定集體接收到神的旨意，過程中，不少人看見了異象，並解釋成神傳來訊息。然而，根據描述，這應該又是另一次的集體麥角中毒事件。

瘋狂之外，麥角的醫藥用途

自人類開始農耕，麥角菌就悄悄跟隨。根據記載推測，黑瘟疫疾病流行發生的原因，也因為人們長期食用被麥角生物鹼等毒素汙染的麵包所致。直到 1765 年，天梭（Simon– Andre Tissot）提出麥角中毒的罪魁禍首是麥角菌，自此，人們才漸漸了解這種致病真菌。

麥角最早在十六世紀末，有被當作草藥使用的紀錄。歐洲助產士用黑麥角菌核來加速分娩，產婦食用後，可以縮短分娩的時間數小時。十九世紀的美國醫生斯登醫師（Dr. John Stearns）也提出了麥角的催產性質。許多麥角生物鹼或其衍生物也已被作為藥物使用──酒石酸麥角胺為中樞神經系統用藥，是一種解熱鎮痛劑，可緩解偏頭痛；溴隱亭，麥角靈的衍生物，可以抑制激素的過量分泌，用於治療肢端肥大症和高催乳素血症。溴隱亭也可治療帕金森氏症，作用就和多巴胺一樣，能直接作用於腦細胞，因而改善帕金森的症狀。

歐洲助產士用黑麥角菌核來加速分娩。圖/pxhere

「愛睏草」（Achnatherum robustum）裡的麥角菌內生菌，可以幫助睡眠。北美和中美洲印第安人會使用愛睏草來當作安眠藥和睡眠誘導劑。真正使用愛睏草的歷史可能更久遠，來自早期的馬雅文化，由西元前約 2500 年的馬雅帝國一路傳承下來，直到現今的中美洲。

• 迷幻 LSD
  霍夫曼（Albert Hofmann）在瑞士山德士藥廠中，負責研發娛樂性藥物，他的開發對象正是麥角鹼。1943 年 4 月的某一天，霍夫曼在實驗室裡頭昏眼花，懷疑是某種物質透過皮膚被吸收，進而發現了 LSD25。LSD 是「麥角二乙醯胺」（德文：lysergsäure–diäthylamid）的簡稱，為一種強烈的半人工致幻劑。經過一系列實驗之後，LSD 很快就傳遍世界各地，開啟了「迷幻時代」。

本文摘自《菇的呼風喚雨史》，積木文化，2018 年 11 月出版。

The post 巫師的黑暗咒語，黑麥角菌與麥角菌──《菇的呼風喚雨史》 appeared first on PanSci 泛科學.

左腦人？右腦人？這種二分法真的對嗎？　圖／ElisaRiva @Pixabay

關於大腦，一個最常見的迷思（大概就和「人的一生當中只使用了大腦的 10％」這個謠言一樣熱門）是：人類可能有左腦人和右腦人之分。根據這個迷思，你的個性和「認知方式」會由你哪一邊的大腦比較強來決定，而左右兩邊大腦有明顯不同的功能，左腦據說主管分析和語言，右腦則負責創意和情感。這個迷思到底是從哪裡來的？又有多少真實性呢？

地球分南北，大腦分左右？

首先，大家必須先理解左腦和右腦是什麼。這是指大腦的左半球和右半球，就和一般人常見的大腦圖像一樣。

圖／遠流出版提供

左右半腦構成大腦皮質，而大腦皮質是腦部最大、最外層的部分，分成左右兩個半球，中間以一道溝（或說裂縫）分隔兩半。正常來說，左右半腦之間會以神經纖維束作為橋梁連接，尤其是稱為「胼胝體」（corpus callosum）的神經纖維束，裡頭有超過六億個神經纖維，左右半腦便是藉此溝通、協同合作，而外在世界的感知訊息也會因此同時進入左右半腦，所以左右半腦通常會獲得等量的訊息輸入。

人腦的正中橫切面，胼胝體是圖正中白色的弧形結構。　圖／wikipedia

有鑑於此，好奇心旺盛的科學家們自然會想知道，如果胼胝體斷裂，而形成所謂的「裂腦」，會發生什麼事？於是，美國神經心理學家斯佩里（Roger Sperry）在 1960 年代開始實驗裂腦的貓隻（他後來以這項研究獲得諾貝爾獎），最後，他和認知神經科學之父葛詹尼加（Michael Gazzaniga）受邀在人體上進行實驗，受試者為患有可導致殘疾的癲癇病人，為了減緩症狀，兩人透過手術切斷了患者的胼胝體，造就出一連串影響深遠的研究。

實驗證明，左右腦的功能的確有所不同，最明顯的發現是，大多數病人的右腦難以製造語言。這些實驗的結果很細微複雜，若是直接刊登在科普報導裡頭，勢必晦澀難懂，於是，許多過度簡化，甚至以偏概全的學說開始流傳。

偏側化只是小區域的局部現象

輕易將大腦分為左右，並將人格分為理性與感性，是粗略且危險的二分法。　圖／Arcaion @Pixabay

1973 年，《紐約時報週報》（New York Times Magazine）刊登了一篇千古留名的文章，標題為〈我們是左腦人或右腦人〉（We Are Left-Brained or Right-Brained），開頭便寫道：「我們的腦袋住著兩個極為不同的人（中略）……一個擅長語言、分析，一個擅長藝術……。」在這之後，《時代雜誌》（Time）、《哈佛商業評論》（Harvard Business Review）、《今日心理學》（Psychology Today）也刊登了類似文章，這個廣為人知的科學迷思就此誕生！左腦和右腦的分野，如今已成為「認知方式」最籠統的概論：左腦是聰明但無趣的會計師，有自閉傾向；右腦則是呆呆傻傻但心靈奔放、情感強烈、有創意的藝術家。但斯佩里本人也提出警告：「實驗觀察到的左右腦認知方式二分法只是個大致的概念，這樣的二分法很容易失控。」斯佩里如果地下有知，大概也沒料到自己的學說竟然會失控到這種程度吧？

此後，心理學家一再指出左右腦二分概論的謬誤。2013 年，一份明確的證據出現於猶他大學（University of Utah）神經科學家的研究中。他們掃描了超過一千個人的大腦，得到的結論是：「腦部功能的偏側化 [1] 顯然只是發生於小區域的局部現象，而不是整個腦部網絡的普遍特性；研究數據無法佐證人的整體腦部表型（phenotype）有出現左腦比較優勢，或右腦較占上風的情況。」換句話說，某些功能的確與大腦某些小區域的活躍活動有關，但並沒有證據顯示人的某半腦強過另外半腦。

打破左右分野，柯斯林提出新分法

頂尖認知神經科學家費德梅爾（Kara D. Federmeier）則表示：「看起來比較安全的說法是：大多數情況下，我們幾乎每次都是同時使用左右兩邊的腦。」儘管「裂腦」病人的腦部的確在某些區域有差異，但也不是分得那麼涇渭分明，也就是說，雖然右腦無法言語，但仍然會參與處理語言的某些層面，例如語調和重音。另一方面，有別於「右腦有創造性、左腦缺乏想像力」的普遍認知，葛詹尼加從裂腦實驗得到的結論是：左腦才是「創造力、敘述能力」的中心。

既然各種理論都無法周延，或許打破左腦和右腦的分野會有幫助。頂尖認知心理學家柯斯林（Stephen Kosslyn）和米勒（Wayne Miller）合寫了一本《上腦與下腦：人類思維方式新洞見》（Top Brain, Bottom Brain: Surprising Insights into How You Think, 2014），他們提出另一個方法來取代左右腦的分法，強調：「上腦負責擬定計畫，以及在情況不如預期時修改計畫；下腦則是分類、解讀我們所感知的事物。」

注解：

• [1]：即腦側化（lateralization），意指左右腦各有專司職掌。

本文摘自《為什麼有點變態，反而很可以？》，2018 年 3 月，遠流出版。

The post 左腦人？右腦人？別再用過度簡化的二分法──《為什麼有點變態，反而很可以？》 appeared first on PanSci 泛科學.

嚇人的恐怖驚悚電影，人氣始終居高不下，這產生了一個心理上的矛盾：為什麼電影越可怕，越多人喜歡？

其他受歡迎的恐怖娛樂還包括鬼屋秀、恐怖故事（影集）、驚險刺激的雲霄飛車，這些娛樂提供了多元的體驗，有的是一步步累積的陰森恐懼；有的則熱愛突如其來、冷不防的驚嚇。這些驚險、刺激、甚至令人作嘔的感受不一而足，所以或許無法用單一簡單的答案，來解釋人們為什麼喜歡恐怖電影。例如，研究恐怖電影若只鎖定砍砍殺殺的血腥片，並排除那些以營造心理驚悚取勝的作品，就會陷入困境。不過，裡頭顯然有些共通的現象與作用，心理學有辦法解釋嗎？

2017 年引起話題的恐怖電影《牠》。儘管大家都被嚇個半死，討論熱度仍然不減。　圖／IMDb

恐懼是演化而來的避險機制

說到恐怖電影及其激起的情緒，首先一定要提到「恐懼」，這是恐怖片予人最普遍的情緒之一，在跨文化之間具有高度的一致性。例如，一位西方電影觀眾可能看不懂韓國的喜劇片，因為裡頭有大量異國的社會文化比喻，但他幾乎毫不費力就能看懂、回應韓國的恐怖電影。從這種共通的恐懼文化，大概可看出天生情緒反應的演化起源。

2010 年京都大學的心理學家正高信男（Nobuo Masataka）等人進行了一份研究，證實了所謂「先備學習」效應 [1]。研究顯示，城市出身、年僅三歲的孩童一眼就能看出螢幕上的蛇，其速度遠比從螢幕中看出花朵要快上很多；如果那條蛇作勢要攻擊的話，孩童的反應還會更快。

即便是生活在城市中，看見蛇的機會不多的三歲孩童，也能迅速辨識出圖片中的蛇。而這個速度遠遠快於辨識出一朵花。　圖／Foto-Rabe @Pixabay

這種源自演化的避險反應淺顯易懂，此為一種對「掠奪」的原始恐懼。其他常見的恐懼反應──例如恐懼傳染病、害怕個人受到侵犯──大概也有同樣淺顯易懂的演化起源。2004 年，加拿大貴爾輔大學（University of Guelph）的戴維斯（Hank Davis）和賈佛（Andrea Javor）請參與研究者根據三種恐懼（掠奪、傳染病、個人受到侵犯）來給四十部恐怖電影打分數，結果發現，票房成績與分數有強烈的正相關。換句話說，票房成績最亮眼的電影，確實最訴諸人們最原始的恐懼，也就是戴維斯所說的：「（這些恐懼來自於）人們演化過的認知機制。」

二手的恐懼體驗，滿足了本我的誘惑

上述論述或許可以解釋恐怖電影為什麼這麼嚇人，但無法說明人們為什麼喜歡這種不舒服的體驗。這時就要請現代心理學之父佛洛伊德出場了。他曾發表一篇影響深遠的文章〈論詭異〉（The Uncanny, 1919），自此掀起了心理學界從精神動力的角度來解釋各種現象的深厚傳統──也就是採用心理學的精神動力理論。這個精神分析法從佛洛伊德的傳統學說來看，恐怖電影可提供一種二手（但安全）體驗的驚悚來探究本我，並喚起深埋已久的情緒，以及被長期禁止的欲望。而從榮格的學說來看，恐怖故事的吸引力在於可以和原型接觸交流──所謂原型，指的是最原始的「文化模板（cultural template）」，深深烙印在眾人的集體潛意識裡，可觸發內心深處的情感共鳴。

然而，心理學界把佛洛伊德和榮格的理論視為哲學，而不是可驗證的科學假設。近代對恐怖電影吸引力的解釋還包括齊爾曼（Dolf Zillmann）在 1970 年代提出的興奮轉移理論。他指出，恐怖電影結束時，當緊繃的張力平息下來、好人獲勝，這時觀眾會感覺良好，這是古希臘「宣洩」（catharsis）概念的現代版。然而這套理論最明顯的瑕疵是：很多恐怖電影並沒有快樂結局。

另有一套理論認為，恐怖電影有一種類似於做夢的功能，是一種虛擬實境演練，以利於應付真實人生的危急情況。在虛構的世界裡預先體驗恐懼，可讓我們先做好準備，以因應真實世界裡的危機。

約會不看恐怖電影，真的不酷

約會必看恐怖電影，是有心理學根據的！　圖／rolandoemail @Pixabay

1986 年，齊爾曼、門道夫（Norbert Mundorf）等人發表了一篇研究，指出男大學生在看恐怖電影時，如果女伴表現出憂慮、受苦，男大生會看得更過癮；而女大學生的男伴如果保持冷靜鎮定、堅忍，女大生會看得更高興。1960 年代一項經典研究也證明，男性如果在不穩的吊橋，或其他容易引起恐懼的情況下遇到年輕女子，這時男性所散發出的吸引力，會勝過在平穩的地面上與女子相遇時的狀況。這意味著，一旦高漲的情緒被激起（意即腎上腺激增的生理情況）並轉移到其他感受或性吸引力上時，就會出現這種「錯誤歸因效應」。

此外，夫妻或情侶檔去看恐怖電影，或許也會有類似的狀況，也就是所謂的「依偎效應」。甚至，若在一個安全、可掌控的環境裡觀看虛構電影，當恐怖片激起了高張反應，就可能會讓人產生「後設情緒」，意即觀眾能夠清楚察覺到自己的害怕及恐懼，並以此為樂（因為不會真的有危險）。

注解：

• [1]：prepared learning，指演化上的適應能力，生物為了求生存，某些能力的學習會比較快，例如對蛇的恐懼、懼高等就是為了生存而容易學到的能力。

本文摘自《為什麼有點變態，反而很可以？》，2018 年 3 月，遠流出版。

The post 為什麼電影越可怕，越多人喜歡？──《為什麼有點變態，反而很可以？》 appeared first on PanSci 泛科學.

• 作者｜菲利浦‧鮑爾（Philip Ball）：科學作家、BBC線上廣播科學故事節目主持人，著有《不只是怪》（Beyond Weird）。
• 譯者｜劉書維：畢業於國立台灣大學農藝學系、作物生理組碩士，譯有《笑的科學》。

記憶讓我們鑑古知今，藉此準備未來，誰會知道記憶也有冒牌貨？心理學家正在研究，這些記憶贗品或許有不為人知的妙用⋯⋯

洛柏‧奈許博士（Rob Nash）在妹妹的畢業典禮上，見到前新聞主播特雷弗‧麥克唐納（Trevor McDonald），令他感到相當興奮。

「那時麥克唐納獲頒某種榮譽學位，」奈許回想，「我恰好坐在禮堂後方，只能瞥見他穿著不合身又繽紛的學士袍。他的致詞很長，好像沒完沒了，但在那之後我逮到機會與他會面。」

然而奈許這位英國阿斯頓大學的心理學家在數年後發現，麥克唐納根本沒有參加那個典禮。事實上，連他自己也沒有出席妹妹的畢業典禮──整個故事都是他的想像。

諸如此類的虛構記憶其實不少見，我們確實會記錯事情，不過虛構的記憶卻可能有著極為豐富的細節；與其說是記錯，更像是細緻的幻想。我曾記得有本年輕時練習彈奏過的樂譜，裡面的樂曲充滿蕭邦與佛瑞的風格、帶點傷感調性的浪漫音符，我甚至依稀記得幾段樂句，但我逐漸體認到不可能找出那本樂譜，因為那事實上是我的想像。

《時代》雜誌近期有篇專訪，小說家伊恩‧麥克伊旺（Ian McEwan）談及類似虛構記憶的事件。他確信自己寫過一篇「驚為天人」的中篇小說佳作，文稿在他搬家後收藏在抽屜某處。後來，他四處搜尋這篇佳作，他說，「我他是研究這門學問的專家，但他的專業與經驗也無法使他倖免。」

那麼，我們最初究竟如何產生虛構記憶？過去十年間，奈許等心理學家開始懷疑，虛構記憶非但不是一時心理錯亂，甚至可能有實際好處。它也許能促進我們處理資訊的程序，幫助我們思考；更令人意外的是，它可能是認知上隨手可得的工具箱。

記憶到底有多不可靠？

根據奈許的說法，記憶並不是在腦中資料櫃翻找事件，「記憶比較像是在說故事。」所以大腦會自動補上被遺忘的細節。我們很難知道哪些部分與事實不相符，充其量也只能認同，「記憶就是我們所擁有的事實。」儘管累積了數十年的研究，我們還是無法分辨記憶的真實或虛構，除非透過其他事情來印證或否定。但往往不可能，或是不值得這麼做；試想，誰會介意究竟是上週三還是上週四吃粥呢？

不只如此，倫敦大學心理學家馬克‧豪（Mark Howe）說，「虛構記憶產生的方式與真實記憶相同，都是由原始經驗留下的心理印痕，加以建構而成。」這也就不意外我們傾向用美化過的假證據，植入虛構記憶了。2009 年，奈許與同事要求受試者做某些動作，並拍攝影片。幾天過後，他們把影片放給受試者看，不過影片已用數位軟體編輯，添加了一些受試者沒做過的動作。然而超過半數受試者宣稱，他們很清楚且鮮明地記得自己做過這些事實上沒做過的動作。

早在2000年初期，由英國亞伯丁大學教授費歐娜‧加伯特（Fiona Gabbert）與同事執行的實驗中，將受試者兩兩組隊，讓他們觀賞年輕女性偷錢包的影片。不過只有其中一位受試者的影片視角，可以得知整起偷竊事件。但當兩位受試者一同討論影片中的事件時，沒有直接看到偷竊事件的受試者中，約60％宣稱他們也看見了。

加伯特另外請一些人看一段記錄商店搶劫案的假監視影片並讓他們討論看到的內容。他在受試者中安排暗樁，導入虛構概念：

強盜拿了一把槍，對吧？他穿的是皮衣，沒錯吧？

事實上這兩個都是錯誤訊息。爾後，大約四分之三的受試者在被問到相關細節時，會充滿信心地複述這些虛構的內容。這種容易受他人影響的特質，心理學家稱之為記憶的從眾效應，對於犯罪或意外事件的目擊證詞是一大問題。加伯特表示，「記憶從眾效應的結果，對於判決的影響匪淺，而且是相當嚴肅的議題。」事實上，記憶從眾效應已經變成犯罪事件中的司法戰場。

如果眾人的記憶可信，那麼曼德拉早在1980年間，就在監牢裡過世了。

這種具感染力的影響，也可能造成集體妄想，其中一例是許多人認為前南非總統曼德拉在 1980 年間死於牢獄，甚至對他的喪禮記憶猶新；直到他 2013 年過世後，這種妄想才撥雲見日，如今這個現象被稱為曼德拉效應。另一個比較輕鬆的例子，是英國知名洋芋片的包裝，許多人深信不移鹽醋口味與洋蔥起司口味的包裝分別是綠色與藍色，然而事實恰好相反。

這是漂浮的殘骸，還是那有名卻難以捉摸的生物？你預期所見的事物，其清晰的概念會在你回憶時，形塑出你自認為見到的畫面。

加伯特指出，這種群眾效應也能解釋尼斯湖水怪現象。「大家都明確知道水怪應該長什麼模樣，所以當他們看見某些東西時，便會用許多既有影像來詮釋那個東西。」

為未來的情境做準備

記憶顯然是種演化上的適應特徵，它讓我們能鑑古知今，藉此準備未來。這麼說來，虛構記憶豈不是件壞事？如果我們記錯了，對未來的預測也就不準確了。不過答案並沒有這麼簡單。有些認知科學家認為，認知讓我們為可想像的未來情境做好準備，即「如果我們這麼做，就會發生那樣的事」。

這個程序仰賴蒐集並保存相關資訊，記錄環境如何對我們的行為反應。基於這樣的概念，有時候某種可行的猜想，總比完全沒有頭緒有用；這種猜想呈現在心理上，也就是對過去事件的虛構記憶。從這種角度來看，提供另一種情境刺激心智，可使它解決問題的技能更為純熟。畢竟這些虛構記憶在特定情況下確實可能發生，只不過它對我們過去想像中的角色不正確而已。

過去幾年間，豪與同事嘗試闡述虛構記憶的好處，他們給受試者一組單字，例如刷子、口香糖、軟膏，這些單字都和一個未知概念有關（就這題來說，答案是牙齒）。如果某個關鍵概念被受試者誤以為寫在字串中，而被誤記的單字恰好是該題答案時，受試者的答題表現就會比較好。彷彿心裡有個聲音對自己說：「啊！我知道答案，因為它就出現在字串中。」豪與同事還發現，這個錯記的單字，對於類推詞組（例如：牙齒之於刷，頭髮之於洗）的答題表現也有所提升，且這種效應無論是對孩童或是長者，各年齡層都有效。

虛構記憶可能協助洞見關聯性與連結

虛構記憶能幫助我們洞見關聯性與連結，並提高警覺性。有時候，因為錯誤的原因而得到正確的結果，倒也無傷大雅；例如誤信字串中有關鍵概念，而答對題目。換句話說，最有用的記憶，說不定不是最精準的。

記憶上的錯覺，除了能協助認知事實外，或許還有其他作用。舉例來說，它可能具有社交適應的功能。豪認為，我們有時修改記憶而不自覺，把記憶改成符合他人感覺或思考的方式，能讓我們與他人的連結更緊密。豪解釋，「扭曲過去的事實，可以增進對他人的同理心與親密度，進而滋潤社交關係。」比方說奈許的爸爸記得自己曾與父親（也就是奈許的爺爺）相處過，但事實上，他的父親早在奈許出生前就過世了。

換句話說，用一廂情願的美好角度來體察世界，並不全然是件壞事。豪認為，「如果能更正向地看待過去發生的事，可讓我們對自我的感覺更好，與他人的互動以及維持社交關係也更為滑順。」這種錯覺能增進自信，使其發揮正向效果。試想，如果你記得上次不費吹灰之力就解決了問題，那麼這次就有機會表現得一樣好；儘管實際上，你上次可能使盡了洪荒之力。對於腦來說，促進自信心的虛構記憶，或許值得冒險一試。

創意無限

虛構記憶也有正向價值，這樣的觀念逐漸抬頭。如同奈許想像曾與麥克唐納會面的經驗一般，虛構記憶具有高度創造性。奈許甚至認為，這可能是人類創意的展現。「我十分確信大多數藝術或是音樂，包含了許多借用或重組自其他來源的概念或是母題。」奈許表示，「所以我們可以將記憶與創意的構築加以類比。」

麥克伊旺曾試圖針對他想像出來的中篇小說，尋找創意的回應。他告訴《時代》雜誌，「那部小說不管從哪個角度來看，都完美無缺。」並補上一句，如果想重現這種完美，「我只能動筆寫下來。」

只不過，想把虛構的記憶召喚到現實，恐怕不如說得簡單。他感傷地說，「那部不存在的傑作靈感，隨著多次在公開場合的談論以及相關報導，早已了無影蹤。」

同場加映：虛構記憶的黑暗面

關於虛構記憶的本質，以及它對於犯罪事件的意義，心理學界的辯論方興未艾。虛構記憶能否憑空捏造？還是必須以現實為基礎？如果虛構的記憶能無中生有，那麼被告、原告與證人的證詞又有何意義？

以 1990 年代的事件為例，曾有接受心理治療的病患，被植入幼年時遭受性虐待的虛構記憶，引起大眾一陣恐慌─治療師挖掘被遺忘的孩提時代創傷時，是否有可能種下虛構記憶，成為往後人生的隱憂？

心理學家馬克‧豪指出，「雖然有些人的確對於孩提時代的受虐經驗，有頗為精確的記憶；也確實有些情況下，透過提示性的訪談或療法，可能創造實際上不存在的記憶。」2015 年兩位心理學家發現，訪談中透過重複性與提示性的問題，能使 70％ 受試者錯以為自己在青少年時曾犯罪，而導致警方約談。他們所敘述的記憶，細節相當豐富，儘管理論上並非事實。

不過，倫敦學院大學臨床心理學家克里斯‧布魯林（Chris Brewin）對於名譽良好的治療師是否會在工作時，意外種下虛構記憶的種子，抱持懷疑。他指出，記憶並非如此容易無中生有。「如果不具備某些連結，我們或許不會產生這樣的虛構記憶。」布魯林認為，人們或許會記錯這些回憶中的細節，但其中通常有些許

真相。問題在於，那些真相究竟是真實發生的事件，抑或是來自書本、電視節目、電影，乃至於耳聞而來。

虛構記憶的這個面向仍受高度爭議，然而布魯林指出，臨床專家認為確實存在能正確回想起的記憶，「這些記憶或真、或偽、或真偽錯雜。」他與伯妮絲‧安德魯斯教授（BerniceAndrews）論道，「毫無辯證就接受虛構記憶，或是駁斥正確回想起的記憶，都可能造成巨大傷害。」

本文摘錄自《BBC 知識國際中文版》2018 年 10 月號 86 期。原文標題為〈虛構的記憶〉。

The post 記憶宮殿中，不應該存在的房間：那些純屬虛構的記憶──《BBC 知識》 appeared first on PanSci 泛科學.

編按：本文選自《聽見海底的形狀》第十章，講述地質學家瑪莉‧薩普與研究夥伴布魯斯繪製海底地形圖，進而發現中洋裂谷的故事。

研究船來來回回，先拼湊完整大西洋航線

一九五二年九月，瑪莉的辦公室有一落紙箱，紙箱裡是一卷又一卷由博士和他的學生利用亞特蘭提斯號研究船，從一九四七年夏天蒐集至一九五二年九月的聲納紀錄。她另外還有一份記載研究船航線的詳細資料。這五年間，亞特蘭提斯號多次往返美國東岸與歐非兩洲西岸，航線有長有短。每一次的航程路徑──也就是航道（好比動物留下的獸徑足跡）──皆清楚標示在航海圖上。該紀錄亦定期標示經緯度，好讓測得的深度可與測定位置互相吻合。

由於研究船鮮少一出海即一口氣橫越大西洋，因此大部分的航線都經過縝密的編纂規畫。舉例來說，研究船可能從瑪莎葡萄園（麻州島嶼名）沿岸出發，橫越大西洋四分之一的幅度（期間每隔一段距離便使用各種工具進行各式實驗，包括採岩芯、撈取沉積物樣本、測量水溫與鹽度，也許再追加上折射震測），然後返回美國；而另一段航程可能只蒐集「四分之一幅度至大西洋中線」這一段的紀錄。搞不好還有誰搶在所有人之前，一路直奔直布羅陀並蒐集聲納紀錄。因此，瑪莉若想取得從瑪莎葡萄園直達直布羅陀的航道圖，她得像剪輯三十五釐米底片一樣，利用前述三份資料設法拼湊出來。剪接中的航道區段猶如一張張電影分鏡。

她得像剪輯三十五釐米底片一樣，利用前述三份資料設法拼湊出來。剪接中的航道區段猶如一張張電影分鏡。圖／pixabay

著手剪接時，瑪莉眼前總共有六份航道圖：最北的一條始於瑪莎葡萄園，終於直布羅陀；最南的一段介於巴西勒西非（Recife）與獅子山共和國自由城（Sierra Leone, Freetown）之間。這些畫在紙上的航道圖如一條條曬衣繩，恣意隨興地垂掛大西洋兩岸；沒有一條完全水平，大多朝海洋中線下垂。把這六條航線加總統計，可見亞特蘭提斯號已航行超過十萬哩，總共產出三千呎長的聲納紀錄紙，也就是堆在瑪莉辦公室角落那疊紙箱裡的紙卷大軍。

點點相連視覺化，繪製海底地形剖面圖

瑪莉後來回憶，她和布魯斯的期望是呈現北大西洋的「完整模樣」，因此他們的下一步是將那三千呎長的聲納紀錄轉譯成圖像──這可是驚世創舉。為了執行這項任務，瑪莉將幾張布紋紙黏接成條，再畫上六幅橫圖；頂端是最北的航道圖，尾端是最南的航道圖，其他四條則依序畫在兩者之間。每一幅圖皆以縱軸標示深度（刻度為一千、兩千、三千及四千噚），橫軸則以五百哩為單位，標示距離。每張圖皆像極了樂譜：五條橫線，線與線之間有固定間隔，標示距離的直線則就像是小節線。

每張圖皆像極了樂譜。圖／pxhere

接下來，瑪莉在圖上標出每一座高峰與低谷的深度，以垂直水平比「四十比一」的幅度放大海底地形的垂直比例。縱軸的一吋相當於一海里（一八五二公尺），橫軸一吋代表四十哩（六四三七三公尺）。瑪莉和布魯斯刻意選擇誇大垂直比例，如此才能看見極可能在無意間忽視的海底細微變化：放大比例後，山脊變得更高（像太妃軟糖一樣朝海平面被延展拉高）；而山谷則顯示往海底深鑿的凹溝。他倆之所以選擇四十比一的比例，理由是最長那段航道需要八七．五吋（近七．五呎）的橫幅寬度。

「當年，我們在製圖這方面還有點天真。」瑪莉說，「所以我們弄了一幅需要好幾張製圖桌才容得下的超大原稿。」要說天真，是因為他們認真做出一份不符雜誌或報紙規格且難以複製翻印的原圖，但亦不失為聰明之舉：正因為原圖超大，他們才能看出那些在「可印刷的尺寸」（瑪莉稱為「正常、可對折的圖紙」）之下，極可能消失不見的細微變化。

海底地形剖面。圖／wikimedia

在紙上標出一個個註記深度、宛如五線譜音符的黑點後，她將點與點連接起來──這部分就需要仔細斟酌詮釋方法了。在深度方面，她標記的刻度為每一吋畫一點，但點與點之間呢？如此豈不像少了好些音符的樂譜？音樂家可運用在和絃行進、和聲或旋律方面的知識，於視譜過程中創出新曲，順利完成演奏；瑪莉的做法也差不多，只不過她並非即興創作，而是在尚無數據之處插入假設數值，再與已知深度的各標定點相連。這可不是隨意亂連，而是基於地質學家的紮實訓練，步步為營。然而，不是每個人都能像瑪莉一樣，嫻熟演繹不同深度間的連結；就像在鋼琴前坐下來嘗試即興演奏的大有人在，但多數送出的僅是噪音，而非音樂。

瑪莉在高高低低的鋸齒線下方點上墨點，成果顯示這六份航道圖呈現的海底剖面實在複雜。六幅海底地形剪影，以墨點標註在看似樂譜的圖表上：大陸棚陡降進入大陸坡，大陸隆堆再緩降進入布魯斯尋尋覓覓的深海平原。百慕達群島浮出海平面。十九世紀晚近，眾海洋學家推敲臆測的寬闊中洋脊也出現了。此外，非深海平原之處亦布滿許多細小如石筍的山脈地貌。這是一項了不起的成就：瑪莉的作品是有史以來最精密詳細的海底地形剖面圖。但她並不滿意，她認為她完全沒發現任何新玩意兒。

大西洋中央橫亙了一長條中洋脊。圖／wikipedia

慧眼看出 V 型槽口，難道大陸漂移是真的？

說到底，以前也有人製作過這個區域的部分海底剖面圖，其中絕大多數都是一九二五至二七年之間，由德國研究船「流星號」的幾位海洋學家遠征南大西洋時完成的。這些圖在一九三○年代即已公開發表，而全球科學家也早已見過。事實上，布魯斯之所以在把聲納紀錄交給瑪莉時順帶提起深海平原與大陸隆堆，是因為他已經大致看過這些地貌了。但瑪莉反駁他的缺乏想像力。「我覺得這些地貌原本就相當明顯，哪需要這般胡搞瞎搞？」她寫道，「我想找的是更複雜，或者更細微、不易察覺的差異。」以布魯斯的立場來說，她繼續寫道，他想描繪勾勒的是「不曾出現在任何文獻上、值得明確標示出來」的地理特徵；然而，看在她眼裡，這個想法「絲毫不具智能上的挑戰」。她期望能發現更多東西。

瑪莉日復一日窩在二樓女兒房，持續研究剖面圖。圖／pixabay

這項工作初期就耗去她約莫六周時間。夏去秋來，瑪莉日復一日窩在二樓女兒房，持續研究剖面圖。有時，她和共用辦公室的夥伴會在壁爐生火。她常盯著能眺望哈德遜河景的大窗子，凝視良久。她會花好長一段時間細瞧已確認存在的中洋脊，即海床上抬的寬闊隆起。中洋脊在六幅航道剖面圖上皆清晰可見。也就是說，這道隆起不是單一一座山，而是一條山脈。這時發生了一件事：「當我更仔細研究，試圖解讀與拆解其構造細節時，」她說，「我注意到，在每一幅剖面圖中，中洋脊峰頂附近都有一道頗深的 V 型槽口。」深溝、裂谷。這絕對是新發現。她繼續研究，重複確認聲納紀錄，確定她並未標錯深度。最後她確信她的判斷正確，立刻致電布魯斯。

中洋脊頂峰具有凹陷之 V 型槽口。圖／wikipedia

其結果是兩人首度爆發嚴重爭執。雙手來回比畫，執拗與不願妥協的反覆聲明四射：布魯斯輕蔑大笑，咆哮駁斥瑪莉的女人直覺；瑪莉臉繃得跟拳頭一樣緊。白色布紋紙製成的巨大地圖橫亙在兩人之間，布魯斯用手指猛戳某段裂谷。從這個角度看，崎嶇的海底不也像捕獸夾嗎？瑪莉大罵布魯斯冥頑不靈、食古不化，她說，至少她動腦思考，也想了些東西出來；況且他到底在怕什麼？

她非常清楚他在怕什麼。他們倆都曉得，這道裂谷的存在意味著大陸漂移。魏格納的理論在美國普遍遭到駁斥謾罵，卻也因此廣為人知。比方說，瑪莉就是從密西根教授那兒學到的。許多年後，瑪莉在投稿《自然史》（Nature History）的一篇文章中提到：「假如有一種學說叫大陸漂移，那麼就邏輯而言，極可能涉及『中洋裂谷』這類構造。源自地球深處的新物質自裂谷湧出，將中洋脊一分為二、往兩側推離，也因此推動了不同板塊上的大陸。」她開始描述相關效應，但布魯斯不想聽，也肯定不想看見相關證明。他繞著屋子踱步，手支著腰，指控她做白日夢。瑪莉徹底失去耐性。她得使出最大的氣力阻止自己拿釘書機扔他腦袋。她威脅要再度辭職。同辦公室的其他人早已全員疏散。最後，布魯斯手指著裂谷，飆出這一句──女孩子家瞎扯淡。不可能是那種東西。那看起來太像──

大陸漂移，瑪莉說。

大陸漂移，布魯斯說。

兩人沉默對望。除此之外，你還能怎麼解釋這玩意兒？

連續分布於不同大陸的化石，為大陸飄移的證據。圖／wikipedia

顛覆認知的革命性發現

一九五二年，「大陸漂移」是頗具爭議的字眼。「在當時，」瑪莉在《自然史》文中寫道，布魯斯和「拉蒙居以及全美科學家，幾乎都認為大陸漂移根本不可能發生。」提到「大陸漂移」多半會引起從輕微焦慮至洩氣恐懼等不同反應，這點依個人對自我腦力的信心而定。美國學者不僅認為陸塊不可能漂移，甚至覺得「這幾乎是某種形式的科學異端邪說。」瑪莉寫道，「如果暗示某人相信大陸漂移說，幾乎等同於暗批此人腦袋肯定有問題。」布魯斯對這項假設的反應近乎恐懼，但瑪莉不然；若要說瑪莉曾感到不安的話，唯一的證據不過就是她在告訴布魯斯之前，曾經一而再、再而三不斷檢查而已。

為了解瑪莉何以敢斷定海底有裂谷──正如大陸漂移說所暗示──必須先迅速回顧一下她曾受過的訓練。在地質學家養成過程中，瑪莉學會如何一葉知秋，透過觀察一塊岩石或一片特殊地域，利用其結構、組成與位置等細節，推演其歷史來由，此即岩石的地形學背景資料，解釋岩石何以與如何形成。據瑪莉表示，在校期間的她「沉迷」、「嗜讀」地形學教科書；不論是學校指定教科書，或是她自己找到的那一本，她皆貪婪飢渴地從第一頁讀至最後一頁。

在校期間的她「沉迷」、「嗜讀」地形學教科書；不論是學校指定教科書，或是她自己找到的那一本，她皆貪婪飢渴地從第一頁讀至最後一頁。圖／pxhere

她也提到一項地質系學生很難躲掉的習作：「通常，你會拿到一張可能來自世界任一地點的方塊地形圖，然後，你必須根據地形地貌，推測這塊土地的地質史。」這套方法是她從陸地上學來的，現在她將同一套程序應用於海底研究：當她看見海床出現一道裂谷，她自問，這道裂谷為何出現在這裡、為何呈現如此模樣。裂谷即裂縫，而這道裂縫龐大且連續，還跟地震活動扯上關係，於是，她能想到最簡單的答案即是大陸漂移。

東非大裂谷則是陸地上的裂谷。圖／wikipedia

簡單，卻具革命性：在瑪莉做出重大發現之前，流星號的聲納紀錄已流傳近二十載，卻沒有一個人注意到這道裂谷。除了瑪莉與布魯斯，無人見過大圖版的大西洋中洋脊系統，無人調整比例、壓縮雜訊、凸顯原本不起眼的裂谷，也沒有人將這些黑點和同區域的地震活動連結起來，大膽使用「裂谷」一詞描述其發現。

一九三八年，一位名叫均特．迪里屈（Günter Dietrich）的男子曾於《國際水文評論》（International Hydrographic Review）發表過一篇文章，算是截至當時為止最接近瑪莉與布魯斯的成就。雖然他在一些小海域發現相似的地形模式，迪里屈寫道，不過一旦擴大觀測範圍，「彼此之間是否絕對相關就很難說了。」大西洋中洋脊充滿「一團混亂糾結的峰頂和山谷」。他只看見混亂，瑪莉卻找出模式。誠如布魯斯某次談到的：有人問他，流星號發表那些紀錄時，何以未在科學社群留下深刻印象？布魯斯的答覆是：「沒有人找對方向。直到瑪莉出手才正中紅心。」

當然，布魯斯是後來回顧時才這麼說的。早在一九五二年，他更擔心這道裂谷對於他未來人生的影響；當時他腦中想的是「異端邪說」，而非革命創見。瑪莉將那道裂谷呈現在他眼前，他叫她全部重做一遍。她照辦了。

本文摘自《聽見海底的形狀：奠定大陸漂移說的女科學家》，2017 年 11 月，貓頭鷹出版社出版。

The post 從大數據中看出端倪，瑪莉發現中洋裂谷──《聽見海底的形狀》 appeared first on PanSci 泛科學.

食物的結構與組織

食物的物理狀態和結構， 可以定義為和其物理組成（ physical composition）有關的一切，也就是食物的不同部分和分子，從最小到最大各個層級是怎麼組合在一起。理論上，我們多少可以用量化的方式去觀察、測量和描述食物的結構。食物結構的一些層面是肉眼可以看到的，有些可以用顯微鏡觀察，還有些必須利用特殊儀器才能看到。無論物質是固體、液體、氣體、混合物或乳化物，都具有特定的重力、熱能和黏稠度等性質。

食物的「形狀」和「形態」這兩種物理性質，對於風味經驗中的視覺層面而言也極為重要。舉例來說，一顆又大又圓的蘋果、一粒小巧多瘤的核桃、一塊透明的果凍和一些可可粉的外觀，都會讓人心中產生不同的期待。

食物的外型會讓人們產生不同的期待。圖/pxhere

不管是物理狀態或結構，都是食物這個物質本身具備的性質，但質地卻是我們體驗食物之後的感覺，其中又以口感最為重要。雖然「質地」和「口感」兩詞一般使用時往往可以替換，但實際上，質地成了我們形容食物口感時最重要的概念。質地其實就是入口後感受和辨認出的食物結構。

我們通常是在將食物放入口中的時候，才會認知到它的結構，所以我們很容易搞混一些食物的結構和組織。吃義式冰淇淋的時候，要等咬嚼到小冰晶咔滋作響，我們才知道冰淇淋不是均質的。同理，吃果凍時要等果凍接觸上顎，並因為口中的溫度加熱而融化，我們才知道果凍柔軟易融；用餐時舌頭接觸到肉汁醬（gravy），我們才知道是濃稠有團塊或稀薄滑順。

要等咬嚼到小冰晶咔滋作響，我們才知道冰淇淋不是均質的。圖/pixabay

一個「質地」，各自表述？

質地的定義從前並不清楚一致，不同的科學家和食品產業界的專家各說各話。有些食品業界人士的用意，是希望使用的詞語，要有助於減少產品質地可能的缺陷或不一致。直到最近幾十年，科學界才逐漸發展出一套理性、精準的詞彙來描述食物的質地，包括「綿密」、「柔韌」、「硬脆」、「耐嚼」等描述用的詞語都有明確的定義，對於定量感官實驗的執行和食品工業的應用都有莫大助益。所達到的成效中，一方面在於描述質地時依據的不同參數的定義更加清晰，而在改良特定食物帶來的感官經驗方面，質地的運用也更形重要。

有些質地的參數只是機械式的性質，可以在實驗室裡以量化方式測量。有些參數則定義較不明確，最理想的是透過個人的感官印象以質性方式檢測。其中以口感最為重要，但視覺和聽覺也牽涉其中。由於食物入口之後會和唾液接觸，受到口腔中的溫度影響，並經過舌頭翻攪和牙齒咬嚼，其質地就會改變，一切就更形複雜。再者，進食時的機械式動作因人而異：嚼很快的人覺得硬脆的食物，由一個嚼很慢的人來吃，卻會覺得柔軟有彈性。

質地的感受會受口腔環境及咀嚼速度而改變。圖/wiki

很多種食物都處在不平衡的狀態，隨時會自動產生變化，而且變化速度時快時慢，這一點的重要性與食物本身可保存的特質有關。餐廳裡的菜餚都是現煮現吃，適用於現煮食物的，就不會適用於食用前可長久保存的量產加工食品。麵包等食物在質地上的變化，往往決定了該項加工食品的保存期限。

固態、液態和氣態，食物有多樣的相態

不管是生鮮食材或加工食品，是固體、液體或氣體，所有物質的結構都是與其物理狀態相關的一種靜態性質。但結構不會一直保持平衡，隨著時間過去，可能會從一種相態轉變成另一種相態，也可能因為受到外力而產生劇烈改變。舉例來說，糖的結晶原本是硬實的固體，可以放入嘴裡嚼碎；奶油是較軟的固體，含入嘴裡或放在長柄平底鍋裡加熱就會融化變形；果汁之類的液體會流動；食物散發出的氣體分子等氣味物質，被鼻子吸進之後會在鼻腔中盤旋向上。

未煮過的乾燥義大利麵（硬韌有彈性）和煮過變軟的義大利麵（可塑形）。圖/出版社提供

純物質平衡時的狀態判定起來相對容易，最典型的例子大概就是水了：凝結成固體時是冰，是液體時會流動，蒸發時是氣體。

固體多半呈結晶形式，例如食鹽的分子結構很有秩序，所有分子之間維持很穩定的關係。相對的，固體在分子層次的結構也可能混亂無序，可能是缺乏結晶體結構的非晶質（amorphous）物質，或是像焦糖這樣屬於玻璃態物質。非晶質物質的分子彼此之間的關係還算穩定，但經過長時間之後可能產生位移，會像極濃稠的液體一樣緩緩流動。玻璃態這樣的狀態看似怪異少見，但卻是影響多種食物的性質和口感的重要元素，舉凡巧克力、硬糖果、麵包脆皮、乾燥義大利麵、粉末和冷凍食品，都是玻璃態的食物。

液體的結構在分子層次很混亂。雖然分子彼此之間有部分相互結合，但多少可以自由移動。液體會流動，而像濃稠糖漿這樣的液體，流動的速度可能慢到不可思議。

氣體的分子彼此之間並未接觸，可以很自由地流動，甚至可以移動到很遠的地方，這就是為什麼有時候隔很遠也能聞到食物的味道。雖然沒有製成氣體狀態的加工食品，但食品本身卻可能含有大量氣體，包括打發鮮奶油（whipped cream）、蛋白霜（meringue）和烘焙食品。很多生鮮食材裡也含有大量空氣，例如蘋果全部體積裡有 25%是空氣。

顯微鏡下的蛋白霜。泛白的區域是氣泡，其中最大的直徑約 80 微米。圖/出版社提供

還有一種純物質稱為液態晶體（liquid crystal），它的結構屬於中間相（mesophase），也就是介於傳統的固體和液體之間的相態。很多種脂肪都可以形成液態晶體，常見的包括細胞壁裡的脂肪和巧克力裡的可可脂。

固液氣通通來，食物還能更複雜

食物裡只有一些是成分全都處於相同狀態，其中以液體居多，例如油、葡萄酒和啤酒，也有一些固體如純脂肪和焦糖形式的糖。但一般的食物飲料多半是由處於不同狀態的成分混合構成，狀態也就更為複雜。以沙拉醬、醬汁和啤酒泡沫為例，是由兩種不同狀態的成分構成，而奶油和黑巧克力的成分則分別處於三種不同狀態，聖代和牛奶巧克力含有四種不同狀態的成分， 至於白脫奶的成分則分屬五種不同狀態。

要知道不同的狀態如何在食物裡共存，可以舉幾個簡單的例子：魚肉裡有一滴一滴的魚油，固態的果凍裡會有水珠，還有乳化物裡混合了兩種液體。有一些食物的泡沫，是由氣體和液體混合組成的結構，狀態變化和固體相似。有些如優格和卡士達醬，則處於所謂的半固體狀態（semisolid state）。還有一些如膠凍等物質，雖然看起來不太像，但卻是貨真價實的固體。

還有一些如膠凍等物質，雖然看起來不太像，但卻是貨真價實的固體。。圖/pxhere

從「物理－化學」的觀點來看，食物的狀態和物理結構，基本上取決於本身成分以及融於或混合其他物質時接觸到的成分之間，發生的各種物理作用和分子間的作用力。這些作用力往往會互相競爭，而且在很大程度上受到其他因素左右。影響因素可能包括：可溶鹽類具有的帶電粒子，酸類和鹼基之間平衡決定的酸鹼度，或醣類和大的碳水化合物分子等高分子聚合物，與水和油裡對應之乳化劑的互溶性。有時候只要輕微的變動，就能造成一種成分結構的實質改變。例如，在煮菜的水裡加一點氯化鈣，就能讓蔬菜變得硬韌，在牛奶或奶油醬汁裡加檸檬汁會讓乳蛋白凝結成塊，在美乃滋裡加一點卵磷脂會讓油和醋的結合更穩定，而加入果膠有助於讓水果點心或果凍定形。

為了讓一些液體、溶液或混合物的口感更好，我們會想將它們變得質地更均勻、更黏稠或更硬實。傳統上有很多方法都可以運用，包括加入增稠劑、安定劑、乳化劑或膠凝劑，這些添加物可以改變食物或飲料的狀態、黏稠度以及與其他物質的互溶性。

本文摘自《口感科學： 由食物質地解讀大腦到舌尖的風味之源》，2018 年 11 月，大寫出版。

The post 綿密、柔韌、酥脆、耐嚼，食物的結構如何影響吃出來的口感？──《口感科學》 appeared first on PanSci 泛科學.

來自植物的兩種澱粉

澱粉是廚房裡的經典材料，最常用的增稠劑之一。在植物體內，澱粉以碳水化合物的形式儲存能量，主要集中在種子和可食根部，例如稻米、小麥、玉米和馬鈴薯。在全人類攝入的總熱量中，澱粉佔了約 50%。澱粉由直鏈澱粉和支鏈澱粉這兩種多醣類構成，兩者整齊緊密地聚結在一起，在植物組織裡形成小的澱粉粒。不同種類植物裡的澱粉粒大小和形狀各異，稻米裡的通常很小（直徑約 5 微米）；而小麥裡的大些（20 微米）；馬鈴薯的澱粉粒則更大（30∼50 微米）。

構成澱粉的兩種多醣：直鏈澱粉（左）和支鏈澱粉（右）。圖/出版社提供

澱粉粒外圍包覆著多種蛋白質，這些蛋白質可以和水結合，而它們的性質決定了澱粉的吸水力和抵抗酵素作用的能力。低溫環境中，蛋白質含量高的澱粉比含量較低的容易吸水。蛋白質與水結合之後，澱粉粒之間會相互黏結，澱粉就沒辦法再吸收更多水，這也就是為什麼蛋白質含量高的澱粉特別容易結塊。

電子顯微鏡下生馬鈴薯的澱粉（左）和煮熟馬鈴薯的澱粉（右）。生馬鈴薯裡的澱粉粒直徑通常介於 30～50 微米， 煮熟後會因吸水而崩解，形成澱粉膠。圖/出版社提供

直鏈支鏈兩樣情

直鏈澱粉和支鏈澱粉之間的關係，在不同的植物中會有些許不同。直鏈澱粉通常佔澱粉成分的 20∼25%，但也有可能高達 85%。例如豌豆澱粉就有約 60% 是直鏈澱粉。但也有些澱粉幾乎完全由支鏈澱粉構成，這類澱粉稱為糯性澱粉（waxy starch），可見於糯米、玉米、大麥和綠豆等作物。

就澱粉做為增稠劑的功能而言，這兩種多醣扮演很不同的角色。兩種多醣都是由聚結在一起的大量葡萄糖構成，直鏈澱粉裡的葡萄糖形成長鏈，而支鏈澱粉裡的葡萄糖則形成大型的枝狀網絡，單個支鏈澱粉分子可能包含多達一百萬個葡萄糖。澱粉糊化的時候，直鏈澱粉分子會和水結合，並形成交纏的結構，而結構很大的支鏈澱粉分子不會互相交纏，並會形成比較密實的結構。例如取自木薯根（cassava root）的木薯澱粉（tapioca）裡有 83% 是支鏈澱粉，就可以形成非常厚重黏稠的凝膠。

澱粉深藏不露的強大吸水力

整顆的澱粉粒不溶於冷水但能吸水，最多可以增加 30% 的水分含量。但只要溫度升高，澱粉的吸水力就會明顯改變。這就是為什麼將馬鈴薯煮熟後可以搗成泥，而穀物可以煮成稀粥。溫度在 55∼70℃（131∼158℉）時，澱粉粒會開始融化並大量吸水，要加熱到 100℃（212℉）才能完全破壞澱粉粒整齊有序的結構。

澱粉粒經加熱時，吸收水分形成凝膠的示意圖。圖/出版社提供

直鏈澱粉含量高的澱粉吸水能力較佳。例如富含直鏈澱粉的馬鈴薯澱粉與水結合的能力就十分驚人，所以增稠效果勝過支鏈澱粉比例較高的玉米澱粉。澱粉粒吸水以後，可以膨脹成原本在生馬鈴薯裡體積的一百倍大。馬鈴薯磨成泥之後，可以輕鬆吸收原本馬鈴薯三倍重的水，卻還能保持原本的形狀。

澱粉粒吸水的同時，一些直鏈澱粉分子會開始向外滲入液體，讓溶液變得更硬。這些長鏈分子會逐漸交纏在一起，並且半困住澱粉粒，讓它們變得比較難移動。上述兩種效應都會讓澱粉溶液變得更濃稠。

馬鈴薯磨成泥之後，可以輕鬆吸收原本馬鈴薯三倍重的水。圖／pixabay

糊化增稠，澱粉吸收水的效果

如果直鏈澱粉分子的濃度夠高，在溫度夠低時，直鏈澱粉分子形成的網絡就會變硬，且形成類似固體的凝膠，而澱粉粒溶化和吸收水的過程就稱為糊化。如果去攪拌凝膠，直鏈澱粉分子形成的網絡會破碎成片，澱粉粒也會開始碎裂，凝膠的黏稠度就會降低。冷卻之後的凝膠只會有部分重組，因為直鏈澱粉分子會再次形成網絡，但澱粉粒本身還是碎裂的。想想看在肉汁醬裡加澱粉讓它更濃稠，還有煮粥時攪拌再放涼的情況，就會發現這些效應其實再常見不過。

除了溫度和水分含量，澱粉的糊化也會受其他因素影響。如先前所述，澱粉粒維持聚結成團的能力高低，取決於包覆其外的蛋白質，而脂肪在糊化控制上也扮演一角。這對於製作油炒麵粉糊（roux）就很重要，因為等比例的麵粉和奶油會限制澱粉粒吸水的能力。

放置過久水分滲出，直鏈澱粉的回凝離水現象

澱粉形成的凝膠靜置冷卻一段時間之後，凝膠會變硬且具彈性，開始有水滲出。其中不溶於冷水的直鏈澱粉分子，就會開始重新組成類似晶體的結構，但本質上和原本澱粉粒的緊密結構是不同的，這個過程稱為回凝（retrogradation）。這也就是為什麼不應該將麵包放在冰箱冷藏的原因了。雖然大家常說這樣可以防止麵包變得乾而無味，但其實沒弄清楚問題癥結。麵包放久會變得索然無味，不是因為流失水分，而是因為澱粉回凝。直鏈澱粉分子結晶化的時候會排出水分，就可能造成水分滲出，在此情況下稱為離水現象。用澱粉增稠的肉汁醬也可能發生同樣的狀況：肉汁醬靜置放涼一段時間之後會變硬，裡頭的水分可能滲出並累積於肉汁醬表面。

麵包放久會變得索然無味，不是因為流失水分，而是因為澱粉回凝。圖／pxhere

含有澱粉的冷凍食品也可能發生回凝。結果就是將食品解凍之後，裡頭的汁液會滲出，例如造成派餡滲漏。如果採用支鏈澱粉含量高的澱粉，某種程度上是有可能預防回凝。即使支鏈澱粉回凝，也可以藉由加熱來回復，但直鏈澱粉回凝就是不可逆的。另外，含有一定量的脂肪或乳化劑的麵包糕點，可能也不會產生回凝，因為脂肪分子能防止澱粉結晶。

將充滿澱粉的凝膠體如麵團加以烘烤乾燥，可能會讓澱粉形成玻璃態，這也是為什麼新鮮現烤的麵包脆皮、餅乾和洋芋片會具有特殊的酥脆質地。

本文摘自《口感科學： 由食物質地解讀大腦到舌尖的風味之源》，2018 年 11 月，大寫出版。

The post 米粥麻糬麵包洋芋片，從黏膩到酥脆，澱粉風貌百變的秘密是什麼？──《口感科學》 appeared first on PanSci 泛科學.

編按：《人類這個不良品》羅列人體的各種缺陷與設計不良之處，但其實這就是演化自然產生的結果。這些不完美成就了獨一無二的我們，也讓我們照見演化的歷史。

一條條軸突傳遞神經訊號

人類神經系統的複雜性和重要性簡直到了驚人的地步。我們有高度發展的腦子，而腦子得透過神經才能發揮功用。

軸突就像一條一條獨立的細小纜線，負責在腦部和身體各處之間來回傳遞神經脈衝，聚集成束的軸突就是神經。好比位於腦部頂端的某些運動神經元就有極長的軸突，這些軸突延伸至腦部以外， 沿著脊髓下行，離開腰椎區，再沿著雙腿往下，最後抵達大腳趾。

神經系統分布全身。圖/wiki

這條路徑雖然漫長，但目的直接又明確。腦神經和脊神經的軸突則有如一張綿密的網，從腦部出發，分布至人體各個肌肉、腺體和器官。

經過大動脈再回到喉頭，繞遠路的喉返神經

在人類的神經系統裡，演化作用同樣留下了古怪的缺失。就拿「喉返神經」（recurrent laryngeal nerve，簡稱RLN）來舉例，先容我在此說明：人體多數神經是成對存在的，左右半身各一條，不過為求敘述方便，姑且就以左半身的喉返神經為例。

喉返神經的軸突從腦部頂端附近起源，並與喉頭的肌肉相連。喉頭肌肉受到神經的指揮，讓我們在說話、悶哼和唱歌時，能夠發出聲音，並加以控制。

始於腦部，終於喉嚨上半部，這條路徑理應很短：經過脊髓， 進入喉嚨，抵達喉頭，大不了幾公分的距離吧？

錯了。喉返神經的軸突包覆在一條更出名的神經—迷走神經（vagus nerve）之內。迷走神經自脊髓往下抵達上胸部，自此喉返神經才從迷走神經中分支出來，從肩胛骨稍下處離開脊髓，接著， 左喉返神經繞經大動脈下方，然後再重新回到頸部，抵達喉頭。

圖中所示為左迷走神經以及自左迷走神經分支出來的神經，包括喉返神經在內。喉返神經繞經胸腔回到頸部的行進路線非常迂迴，可回溯至脊椎動物早期祖先的身體構造，當時連接腦和鰓之間的神經路線非常直接，而且很接近心臟。圖/出版社提供

喉返神經的總長度足足比預定長度多了三倍以上，繞經不需經過的肌肉和組織，和許多心臟大血管互相交纏，是心臟外科醫師替病人手術時，得特別小心注意的一條神經。

都是演化搞的鬼？喉返神經要追溯至古老的魚類

早在古希臘時代，著名的加倫醫生就發現這個古怪之處。如此迂迴的神經行進路線，有什麼功能上的意義嗎？幾乎沒有。事實上，同為支配喉頭肌肉的上喉頭神經（superior laryngeal nerve），行進的路線就完全切中我們的預期。上喉頭神經同樣由更大的迷走神經中分支出來，在腦幹下方就離開脊髓，然後直接抵達喉頭，既簡單又明瞭。

那麼，為什麼喉返神經要選擇這麼一條孤單而漫長的道路呢？答案同樣藏在古老的演化歷史裡。

喉返神經源自於古老的魚類身上，所有現代脊椎動物身上都有這條神經。魚類的喉返神經連接腦和鰓，鰓可謂喉頭的祖先。然而，魚類腦子小，沒有頸部，沒有肺，牠們的心臟比較像一條肌肉軟管，不像人類的心臟有如一顆幫浦。因此，魚的中央循環系統，位置幾乎就在鰓的正後方，這一點跟人類大不相同。

魚類的腦與鰓距離很近。圖/ wiki

魚的喉返神經離開脊髓抵達鰓，走的是一條想當然耳又兼備效率的短路徑。魚的喉返神經在這條路途中，也確實和離開魚心的部分主要血管互相纏繞，這些血管等同哺乳類動物的動脈分支。

在魚身上，神經和血管交織的狀況是合理的，這樣才能在極度局促的空間裡，以最緊密又簡單的方式安置神經和血管。然而，隨著魚類演化出四足類，再演化出人類的過程，這樣的安置方式卻也造就了人體內荒謬的結構設計。

心臟距離腦部愈來愈遠，喉返神經只好愈來愈長

在脊椎動物演化過程中，出現了明顯的頸部和胸部，因此心臟的位置往後移動許多。從魚類到兩棲動物，兩棲動物到爬行動物，再從爬蟲類到人類，心臟的位置距離腦部愈來愈遠，然而鰓的位置並沒有變動。就解剖學的角度而言，人的喉頭之於人腦，就如同魚鰓之於魚腦。

要是喉返神經沒有和心臟血管互相纏繞，行進路線就不會受到心臟位置變動的影響。但是從腦部出發的喉返神經確實和心臟血管交纏，所以脫不了身，想要返回頸部就不得不繞這麼一大圈。顯然，想要從胚胎發育期著手，解開交纏的心臟血管和返喉神經，重新設計神經行進的路線，對演化作用而言不是一件簡單的任務。

人類的喉返神經白白繞了一大圈，經過頸部和上胸部所造成的後果，或許看起來不算太嚴重，畢竟所有四足的脊椎動物都從共同祖先「硬骨魚」那兒承襲了相同的結構設計。

所有脊椎動物的左喉返神經都會繞經大動脈下方。因此，腕龍的喉返神經長度勢必非常驚人。圖/出版社提供

鴕鳥的喉返神經其實只需要行進二至三公分的距離，就可以發揮功用，但鴕鳥喉返神經沿脊髓下行的長度就有一公尺，再返回到頸部又是一公尺的距離。長頸鹿的喉返神經長度高達五公尺！更別提迷惑龍、腕龍，和其他隸屬蜥腳亞目的恐龍，牠們的喉返神經有多長了。這麼一比較，人類似乎應該懂得知足。

本文摘自《人類這個不良品：從沒用的骨頭到脆弱的基因》，2018 年 12 月，天下文化出版。

The post 近路不走走遠路，喉返神經的奇幻之旅──《人類這個不良品》 appeared first on PanSci 泛科學.

編按：《人類這個不良品》羅列人體的各種缺陷與設計不良之處，但其實這就是演化自然產生的結果。這些不完美成就了獨一無二的我們，也讓我們照見演化的歷史。

要討論女性懷孕和分娩時所承受的死亡風險，就不得不提到子宮外孕（ectopic pregnancy）。

在科學界，「ectopic」代表某個物體出現在不該出現的位置，或某個事件發生在不該發生的地方。子宮外孕的地點幾乎都發生在輸卵管（fallopian tube），也就是受精卵著床的位置在輸卵管，而不是子宮，這是十分危險的狀況。現代醫學出現之前，子宮外孕的女性幾乎必死無疑。

漂阿漂，卵子移動慢悠悠

卵巢排卵之後，卵子沿著兩根輸卵管的其中一根往下移動，最後抵達子宮。卵子不像精子具備可以幫助推進的鞭毛，而且卵子周圍有數百顆濾泡細胞（follicular cell）形成的保護層，稱為放射冠（corona radiata），這一點也跟精子不一樣。

卵子周圍由百顆濾泡細胞構成放射冠；精子有鞭毛幫助向前移動。圖/wiki

濾泡細胞也沒有鞭毛，於是卵子和這些濾泡細胞只能在輸卵管裡漫無目的緩慢移動，就像好幾艘綁在一起的救生筏，在廣闊的大海中漂流。卵巢距離子宮僅僅十公分，但卵子至少需要一個禮拜以上的時間才能抵達目的地。

相比之下，精子因為有鞭毛的推動，前進速度比卵子快多了。卵子移動速度慢，精子移動速度快，在輸卵管中漫遊的卵子碰上急忙衝來的精子，所以卵子受精的地點幾乎總在輸卵管。未受精的卵子通常在抵達子宮之前就會死亡。別懷疑，它移動的速度就是這麼緩慢。

移動太慢認錯壁，子宮外孕就這麼發生了

受精之後，合子內部會發生一連串的化學反應，為後續的發育做準備。

受精後大約三十六小時之中，合子開始不斷快速分裂。單細胞的合子一分為二， 二變四， 四變八⋯⋯一直到受精之後的第九或第十天，受精卵形成有兩百五十六個細胞的中空球體，也就是胚胎。

合子不斷快速分裂，並向著子宮移動。圖/Ttrue12 @wiki

這時的胚胎才有著床能力，並傳送訊息給母體，阻止母體月經來潮，孕期也從此時開始。之前我曾說過，胚胎面臨的第一項挑戰，也是最大的挑戰，就是阻止母體月經來潮，未能成功的胚胎會隨著下一次月經一起離開母體。

十天的時間應該足夠讓胚胎抵達子宮，不過胚胎就和卵一樣，移動起來漫無目的。偶爾，胚胎分裂至兩百五十六個細胞時，根本還沒有離開輸卵管，這時胚胎便會把輸卵管壁當成子宮壁，開始著床，子宮外孕就這麼發生了。

OMG，胚胎認錯地方啦！圖/Casey Fleser @flickr 

一暝大一寸，胚胎撐破輸卵管

孕期的前八週，胚胎還非常小，周圍組織滲透而來的養分和氧氣就足夠胚胎使用。因此在子宮外孕早期階段，無論是胚胎或是輸卵管，都無法察覺異狀。然而，隨著胚胎持續生長，問題就會逐漸浮現。

輸卵管不可能承受得了胚胎這樣持續生長下去，對輸卵管而言，胚胎簡直就像寄生蟲。

胚胎本身沒有任何方式能夠察覺這是不正常的狀況，因此繼續生長發育，對輸卵管造成極大威脅。懷孕過程一旦出現危險，子宮能以流產的方式終止母體懷孕，但輸卵管沒有這種能力。情況愈來愈失控，生長中的胚胎已經開始壓迫輸卵管壁，孕婦在這時候可能才發現事情不對勁。

李組長眉頭一皺，發現事情並不對勁。圖/pixabay

壓迫輸卵管壁的胚胎造成孕婦愈來愈嚴重的疼痛，如果沒有找上醫生協助處理，繼續生長的胚胎終有一天會撕裂輸卵管。除了帶來劇痛，還會導致內出血，如果不緊急動手術修補受傷的組織、縫合破裂的血管，孕婦很可能流血致死，而兇手正是那找錯地方著床的孩子。

卵巢到輸卵管其實沒有相連

另外還有更罕見、更奇異，也更危險的子宮外孕：離開卵巢的卵子根本沒有進入輸卵管。這種情況少之又少，說來奇怪，這竟是因為輸卵管和卵巢其實並沒有相連。

輸卵管的開口包圍著卵巢，這就好像水管開口太大，而水龍頭太小的狀況。輸卵管和卵巢並沒有實際接觸，有時候卵子離開卵巢後直接進入腹腔，而沒有進入輸卵管。

女性的生殖器官。由於卵巢和輸卵管並沒有實際相連，因此卵巢排出的卵子未必能進入生殖系統。圖/出版社提供

其實這種狀況也無關緊要，卵子幾天之後就會死亡，然後被環繞腹腔，高度血管化的組織—腹膜（peritoneum）重新吸收，並不會造成大礙。

腹腔也能懷孕？克服種種困難的奇蹟寶寶

然而，如果卵子進入腹腔之後，在一天左右的時間有精子趕到現場，卵子可能因此受精。這也是同樣罕見的狀況，因為精子必須跑到腹腔來搜尋卵子的蹤跡，而不是像平常一樣順著陰道前進，不過，這種事情偶爾就是會發生。

於是，完全不知道自己來錯地方的胚胎，就這樣開始生長、分裂，在附近的組織著床，著床地點通常在腹膜，偶爾也會發生在大腸、小腸、肝臟或脾臟的外膜上。

腹腔懷孕帶來極大的風險。在開發中國家，腹腔懷孕常常導致孕婦死亡；在已開發國家，可以藉由超音波掃描輕易發現這種狀況，並且透過手術移除注定無法長大的胚胎，修補任何受傷或流血的組織。

如果沒有先進的醫學和絕佳的運氣，奇蹟不可能發生。圖/pixabay

令人難以置信的是，有少數幾起腹腔懷孕的例子，孕婦和胚胎雙雙安然無恙來到孕期第二十週。經手術取出的胚胎根本尚未成熟，雖然伴隨著嚴重的併發症和發育問題，究竟也活了下來。大眾媒體總稱這些胎兒為「奇蹟寶寶」，但如果沒有先進的醫學和絕佳的運氣，奇蹟不可能發生。

本文摘自《人類這個不良品：從沒用的骨頭到脆弱的基因》，2018 年 12 月，天下文化出版。

The post 找對地方著床好難？讓古代媽媽致命的子宮外孕──《人類這個不良品》 appeared first on PanSci 泛科學.

編按：《人類這個不良品》羅列人體的各種缺陷與設計不良之處，但其實這就是演化自然產生的結果。這些不完美成就了獨一無二的我們，也讓我們照見演化的歷史。

說起自然界中最古怪的動物結構設計，最經典的例子莫過於脊椎動物的視網膜，從魚類到哺乳類動物無一倖免。

前後顛倒的感光細胞

脊椎動物視網膜上的感光細胞似乎裝反了：負責傳遞神經訊號的軸突面向外部光源，負責感光的光受器卻面向眼底。各位可以把感光細胞的模樣想像成麥克風，麥克風一端有聲音接受器，另一端連接負責把訊號傳給揚聲器的纜線。人類的視網膜坐落在眼球的底部，上面所有的小小「麥克風」都裝反了，有纜線的一端朝外面向光源，而接受器朝內面向眼球組織。

頭足動物視網膜中的光受器（上）面相光源；脊椎動物的光受器（下）則不然。雖然這種不合宜的設計逐漸對脊椎動物帶來不利影響，但演化作用已經無力矯正錯誤。圖/出版社提供

這樣的結構，顯然絕非最佳配置。光子必須先穿越整顆感光細胞，才能抵達位於眼底的光受器。這就像你演講時把麥克風拿反了，但只要你調高麥克風的靈敏度，然後大聲說話，麥克風還是能發揮作用，人眼也是一樣的道理。

編按：以上兩段字句做了微調。

感光細胞就像麥克風，傳遞訊號出去的一端就如同纜線，具有光受器的一端就如同聲音接受器。圖/pxhere

此外，光線必須先穿越一層布有血管的薄膜組織，才能抵達光受器，更讓這已經過度複雜的系統更添一筆多餘的複雜性。時至今日，沒有任何一個假說能夠解釋為什麼脊椎動物的視網膜安置在面朝後方的古怪位置。由於突變是演化作用僅有的工具，但要用零星發生的突變來改正這項缺失太過困難，也於是這缺陷成了人眼演化過程的一個死結。

不是突變救得回來，讓我們接受它、放下它

這讓我想起有一回在家裡安裝家具護板的經驗，這種護板距離地面大概半牆高。那是我第一次動手做木工，結果不如預期。家具護板是一條很長的木條，長邊兩側的結構並不對稱，你必須搞清楚哪一邊朝上，哪一邊朝下。而家具護板也不像冠頂線板或踢腳板那樣，一眼就能看得出來哪邊是上，哪邊是下。

總之，我按照看起來最順眼的方式開始施工：測量、裁切、上漆、懸掛、打釘、補土、再上一次漆，終於大功告成。結果，第一位有緣欣賞我這項木作成品的客人，立刻發現我把護板裝反了：該朝上的地方朝下，該朝下的地方朝上。

反了反了。圖/pxhere

這個例子就跟視網膜裝反了是同樣的道理。在脊椎動物眼睛演化之初，未來將發展成視網膜的感光組織不管朝向任何方向，對動物而言都沒有太大的功能性差異。然而，當眼睛持續演化，出現未來將形成眼球的腔體時，光受器開始往腔體內部移動，最後產生了裝反的視網膜，想要補救為時已晚。

不過，在那當下，有任何可行的補救措施嗎？想讓整個眼球結構翻轉過來，不是幾次突變就能達到的成果，就像我不能直接把家具護板倒轉過來一樣，因為所有的切口和接縫也都會倒轉。除了整個打掉重練，沒有其他方法可以矯正我的失誤。脊椎動物的視網膜也是如此。所以，我接受裝反的家具護板，一如我們的祖先接受裝反的視網膜。

頭足動物的視網膜就沒有裝反

說來有趣，章魚、魷魚等頭足動物的視網膜就沒裝反。頭足動物和脊椎動物的眼睛結構非常相似，卻源自彼此獨立的演化路徑。大自然造物過程中，至少曾兩次「發明」有如相機一般的眼睛結構，一次在脊椎動物身上，一次在頭足動物身上。至於昆蟲、蜘蛛和甲殼動物，則擁有截然不同的眼睛結構。

章魚、魷魚等頭足動物的視網膜就沒裝反。圖/wiki

頭足動物眼睛演化的過程中，視網膜以比較符合邏輯的方式形成：光受器朝外、面向光源。然而，脊椎動物就沒這麼幸運，至今我們仍受這種僥倖遺留下來的演化產物所苦，倒置的視網膜導致脊椎動物比頭足動物更容易發生視網膜剝離的問題，這是多數眼科醫師同意的論點。

倒置的視網膜還造成視覺盲點

人眼結構還有個值得一提的古怪之處。位於視網膜正中央的視神經盤，是數百萬個光受器細胞軸突聚集形成視神經的地方。想像數百萬個小小麥克風的纜線全部集合成一束，每一根纜線負責將訊號傳遞至大腦，附帶一提，人腦的視覺中心恰好位在腦部的後方， 離眼睛非常遠！

視神經盤有如一個占據視網膜表面的小小圓盤，其中竟然沒有任何光受器細胞，導致人類的兩眼各有一個盲點。因為雙眼可以互補，而腦子會替我們填補影像的空缺，所以我們很少注意到眼睛有盲點，但盲點的存在是千真萬確的事實。各位只要上網搜尋關鍵字：視神經盤盲點，就能找到許多簡單的例證。

將右眼遮起來，以左眼凝視右側的十字，慢慢將頭靠近螢幕，在某個距離之下左側的圓點消失了，代表此時圓點落入了你的盲點。圖/劉馨香

視神經盤是眼睛必不可少的結構，畢竟視網膜中的軸突必須在某一點匯集。如果視神經盤可以位於眼底較深處，在視網膜後方而非表面，會是比較好的設計。然而，倒置的視網膜導致盲點必然存在，所有脊椎動物無一例外。頭足動物就沒有這個問題，在方位正確的視網膜上，視神經盤不費吹灰之力就能形成於視網膜後方，也不會破壞視網膜的完整結構。

人類若想要有像老鷹一樣銳利的眼睛，或許貪心了點。不過， 希望人眼至少能像章魚眼一樣，應該不是太過分的要求吧？

本文摘自《人類這個不良品：從沒用的骨頭到脆弱的基因》，2018 年 12 月，天下文化出版。

The post 視網膜竟然裝反了！演化留給人類的奇怪結構──《人類這個不良品》 appeared first on PanSci 泛科學.

• 文／冬耳 科普編輯

記者看到奇觀，不足以為奇，而死亡可能是大眾普遍能想到的其中一類、也是最容易震撼人心的報導主題，國際線、社會線、戰地線記者最常前往異地的第一線，代替讀者體驗他者的痛苦。當生命消逝，人的離去使人掩目沉思；但在新聞綜藝化的今日，死亡卻不再令人驚異 ── 假若我們不談謀殺、意外死亡或孤獨死，死亡能否有別於哀痛或者獵奇的其他可能？

假若我們不談謀殺、意外死亡或孤獨死，死亡能否有別於哀痛或者獵奇的其他可能？
圖／pixabay

死後生活大解密

在《不過是具屍體》(Stiff) 這本堪稱「死後生活百百種」的專書中，瑪莉‧羅曲對死亡的態度值得玩味，她筆下的亡者分明沒有活過來，但卻「重獲新生」，往往會來到一個非關天堂、真實存在，還能參與車廠、軍方、墜機研究等幕後實驗，其涉獵程度或許還超越生前。在這些研究之地，科學家大多不把屍體當成屍體，而是一種可以穿上衣服、另外取名字的物件。唯一例外的恐怕是背負著原罪的醫學院師生，他們時時回顧英國維多利亞時期的盜墓與解剖史，警醒自己應該尊重解剖刀下的大體。

在「屍體出版界」，大多數的書籍多屬資深法醫專家回憶錄，他們在面對特殊驗屍事件時，往往正視死前最後一刻的殘酷和困境，為失去自主能力的死者找回人性的尊嚴：如同法醫病理學家茱蒂．梅琳涅克 (Judy Melinek) 的暢銷作《告訴我，你是怎麼死的》，書中羅列 911 災難現場中各異的死因死狀，主旨是為提醒生命無常，還有死者偷藏的祕密；瑪莉‧羅曲一樣呼應了這類型書籍的寫作關懷，並兼探討醫學倫理的歷史。這些醫生的兩難，便收錄在〈解剖的原罪〉章節裡。

茱蒂．梅琳涅克 (Judy Melinek) 的暢銷作《告訴我，你是怎麼死的》主旨是為提醒生命無常，還有死者偷藏的祕密。
圖／博客來

詼諧的寫法 讓死亡變得不可怕

當然，死者（還是應該說「屍體」？）的生命並不以死亡為終止，而是有它們自己的另類生命週期，比如〈不朽的來生〉就揭穿了屍體參與自己的腐爛實驗（以便研究人員理解屍體的每一個「生命階段」），這個「自我觀察地」就位於田納西大學醫學中心最邊緣的停車場旁，因捐贈而來到此地旅遊的屍體們可在此曬太陽或者躲樹蔭 …… 好吧，其實就是任其自我腐爛。在這個章節，瑪莉‧羅曲幽默地呈現死亡的不同階段：屍體不會排氣，而是膨脹；同時屍體也是很好的細菌培養基，只要沒有定期清理，屍體會產出各種黏液、分泌物，而且據說當腦部液化後很像某種好喝的湯……。

當然沒有研究者是出於好奇目的而將屍體擺這擺那加以觀察；死者每個小時的腐爛狀況都對鑑識科學大有幫助，足以協助偵辦人員回推凶手棄屍的日程。許多人文記者注重死亡的崇高和神祕，但《不過是具屍體》對屍體的各種世俗變化真是津津樂道，甚至寫到了捐贈頭顱的作用是為了讓醫生練習隆鼻手術，彷彿講死人的書還不夠讓人詫異一樣。

死者的生命並不以死亡為終止，而是有它們自己的另類生命週期。
圖／pixabay

當然，屍體為何會產生千奇百怪的用途，自有它的倒楣特質：它不需忍痛，又表達得太多，因此警察需要、法醫需要，還有很多科學家也需要屍體。破壞跟切開都是另一種創造，我們在此說的不是創造繼起之生命的法蘭克斯坦，而是許許多多因屍體科學大有進展的應用領域。車禍研究尤其是一種，諸如安全帶、方向盤、安全氣囊跟強化玻璃的設計改良，不完全來自車禍現場的勘驗，更源於實驗室一次次的「加工車禍」：科學家會為屍體戴上加速計、荷重計（如果是軍事研究則是加件防彈衣），然後這麼一撞——換句話說是「再死一次」，幫助活人測出「胸腔穿刺、膝蓋擠壓和內臟碎裂的人體承受限度」；也有人研究從天而降的死亡，諸如飛機失事只要墜落高度在八十公尺，懸空的人「通常鞋子會彈開，鼠蹊部的褲襠部分會剝離，褲子後方的兩個口袋也會不見」，當黑盒子消失，科學家可憑此回推飛機失事時的高度和時間 …… 原來這種死法會讓人類裸身離開世間。

而瑪莉‧羅曲在此巧妙地加入了個人疑惑：在屍體還沒參與的那個年代，為何研究人員想用穿衣服的天竺鼠作實驗？於是本來有點悲傷又有點好笑的墜機研究，加入了令人捧腹的歡愉，沖淡了死亡的慘烈。

科學 V.S. 屍體

不過，也不是每個科學家都喜歡跟屍體一起共事，對多數研究者來說，這還是太難了，大部分時間他們都不想跟整具屍體合作，寧願面對一隻手臂、兩隻眼睛或者一隻斷腳 …… 就算幫死者取小名，很多人仍無法適應活人跟死人共處的不適。買六十根豬的大腿或者用上乳膠假腿，實驗效果都未必理想，而屍體的「好處」在此表露無遺：一條假腿的花費可是五千美元，但一具屍體的運費、檢驗和焚化等費用總計也才五百美元！不適感？或許還是吞下去吧。

科學家和常人同樣都會面對屍體和死亡的禁忌，因此揭開死亡面紗遠比避而不談是更好的選擇。基因於此羅曲跳脫人體研究，在〈出了火坑，進堆肥箱〉這章，轉而關注下葬方式跟環保的關聯。如土葬支持者所言，土葬讓我們回歸自然，「我們就像死在樹林中的動物一般」，但在墓地空間不足的今日，火葬、樹葬和海葬的爭端亦難消停，瑞典殯葬業者甚至也曾試圖推行人體堆肥運動。如《父後七日》的傳達意念，悲傷需要時間和儀式來沖淡演化，但屍體的第二生命卻很有限。到頭來，能夠看透屍體乃死後身外之物的人，才會捐出無用的軀體，在科學世界多活一次。然而科學之外羅曲也加入了溫情，她寫到親愛的丈夫無法接受太太先走、身軀卻跑到腦學研究中心或者醫學院大體課堂之上，因此她將自己的身後事交給丈夫決定，畢竟活著的人同樣有權利選擇安撫自我悲痛的方式。

圖／pixabay

幫「屍體」找尋另一扇窗

瑪莉‧羅曲可說是科普領域的異秀，她是記者而非技術人員或學者出身，且自承其書寫領域「大多跟人體有關。除了《活見鬼》有點偏離，因為這本書大多說的是靈魂，而非人體血肉；但我的書寫都牽涉不尋常情境中的人類身體」。由此來看《不過是具屍體》的首要閱讀價值不一定是嚴謹的學術，畢竟能夠具體說明法醫原則和學科發展史的著作在所多有。

羅曲「大驚小怪」且幽默的筆法，剛好表露了非科學從業人員對科學研究的關心，她不全盤接受學界的單一解釋，而是親身採訪科學現場，理解到實驗的非人及異質感。而閱讀本書的意義也在於藉由一一並置屍體的各種狀態，爬梳人類的恐懼，還有如何淨化死亡，找到屍體的世俗意義。

本文編修自《不過是具屍體》書評，時報出版。

The post 從死亡開始的屍體科研之旅 ── 《不過是具屍體》書評 appeared first on PanSci 泛科學.

• 文／黃貞祥

衝出太陽系、迎向星際效應、穿越時空超光速、征服全宇宙，邁向人生究極巔峰

我們人類現在活在一個很奇妙的時代。

就當作智人這個物種的歷史有廿萬年好了，我們是唯一存活的人種，可見要人科動物要生存在地表上有多困難。我們的祖先在七萬五千年前，因為蘇門達臘島的多峇火山爆發造成的氣候劇烈影響，人口一度縮減至只剩兩千人，可是卻發生了認知革命，開始有了語言。

大概在一萬年前，中東地區的人類首先進入農耕生活，其他文明陸續加入。直到發生工業革命前，我們人類在過去幾千年來，儘管累積了長足的科技進展，可是重大發明出現的間隔，往往是以百年來計，在承平時期也要數十載才感受到經濟的變化。在這幾千年前，認真研究過去歷史的文明，就寥寥無幾了，更遑論對未來的科技能有預測。

我們現在擁有的科技進步，卻真的能以日新月異來形容了。也只有在我們這個時代，人類才熱切地想要預測未來，並且任憑想像力奔馳而發展出各種科幻作品。先進國家也出現了一個新職業 ── 未來學家 (futurists)！

只有在我們這個時代，人類才熱切地想要預測未來。
圖／pixabay

想準確預測未來，首先你要知道這些！

能否準確預測未來的科技變化，對不少企業來說，不管是高科技產業，或者所謂的傳統產業，都是悠關生死存亡的。一旦作出錯誤的判斷，或者沒及時有所作為，不管這家企業的過去有多輝煌，都能一夕崩盤，柯達就是個令人感到惋惜的例子。可見預測未來科技發展，真是門好生意呀。

然而，會不會就像大多數的華爾街的分析師以及投資基金的經理人對市場變化的預測並沒有比猩猩猴子好一樣，未來學家的預測也不比射飛鏢好多少呢？這我不知道，如果我知道，我也不會告訴你，但是跟著我一起買股票炒期貨就對了⋯⋯才怪！

要準確預測未來的科技知識，要有大量的科學知識，並且深入瞭解科學理論對各種現象之極限的描述，除此之外還要知道有哪些正在萌芽的科學理論及科技。簡單來說，就是要能夠用嚴謹的科學方法探究如何有所為，以及有所不為。

要準確預測未來的科技知識，要有大量的科學知識，並且要深入瞭解科學理論。
圖／pixabay

科技發展預測大師 ── 加來道雄

我才疏學淺，不能對未來科技發展作任何預測，可是仍很有信心告訴大家，我知道有這號人物就是有這能耐，他就是大名鼎鼎的物理學家和科普作家 ── 加來道雄！

物理學家和科普作家 ── 加來道雄。
圖／維基百科

他在《2050 科幻大成真：超能力、心智控制、人造記憶、遺忘藥丸、奈米機器人，即將改變我們的世界》(The Future of the Mind: The Scientific Quest to Understand, Enhance, and Empower the Mind) 就要帶我們到 2050 年的世界；另一本《2100 科技大未來：從現在到 2100 年，科技將如何改變我們的生活》(Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100) 則帶我們到接近百年後的世界，探討腦、人工智能、醫學、奈米科技、能源、太空旅行、財富、人類的未來。

加來道雄是紐約市立大學理論物理學教授，超弦理論 (Superstring) 的奠基者之一。他同時是 Discovery 頻道《科幻成真》(Sci Fi Science: Physics of the Impossible) 的節目主持人。他主持了兩個廣播節目：《探索》(Explorations) 和《奇幻科學》(Science Fantastic)，在超過 140 個廣播電台播出。

加來道雄的學術根底紮實，又有製作科普電視節目的豐富經驗，極為擅長用平易近人的語言，讓人覺得那些物理學專有名詞不僅不可怕，甚至還很好玩。

加來道雄在最新出版的《離開太陽系》(The Future of Humanity: Terraforming Mars, Interstellar Travel, Immortality, and Our Destiny Beyond Earth) 認為人類終將必會飛出太陽系開拓宇宙！他從建立月球基地娓娓談到火星殖民地，再談到我們如何邁向星際之旅再到永存整個宇宙！看得我也熱血沸騰想要一起上月球、住火星了！

加來道雄作為一個弦論專家，他也精通量子力學和相對論（畢竟弦論就是要統合量子力學和相對論），對各種未來科技的可能性，瞭如指掌，因此所有討論中，都不僅是天馬行空而已，不管是奈米船、太陽風帆、曲速引擎等等，都不僅是科幻小說家的專利，他都提供了紮實的科學理論基礎。

對科幻迷來說，人類能夠作星際旅行是很令人興奮的，可是我們是否要先解決人類連月球都只上過一次的問題，否則沒再多人類的幾大步，那也不過是白日夢而已。加來道雄在整本書中，充分分析和介紹了各種各樣能夠讓人類實現這些夢想的科技和困難，問題似乎只是，我們人類是否有探索外星的破釜沉舟決心。

老祖宗的探險魂還深深扎根在我們心中

以生物學的眼光來看，人類其實是個很詭異的物種，因為智人 (Home sapiens) 是地表上，唯一佈滿全球七大洲、五大洲的單一物種！我們幾乎散布到所有地表上的生態環境和海拔高度。我們的祖先源自非洲熱帶稀樹草原，他們膽大到敢離開自己熟悉的環境，四處奔走散佈到全球各地。

我的祖父母來自中國福建泉州，他們為了生計離開家鄉搭上擁擠髒亂的船，到充滿瘴氣的陌生南洋發展，然後在馬來西亞落地生根，我自己也到台灣和美國求學然後定居海外。膽敢離開熟悉的家園出去闖蕩，是根植於我們人類基因中的。

當然，我們仍留著老祖宗在草原和穴居生活時的各種習性，例如我們天生喜好翠綠的廣闊草原，還有要和親朋戚友交換八卦。但是有了 VR 和 AR 科技，在移民外星時要安撫人們心靈，未來似乎不難辦到。只要人類沒因為核戰或氣候變遷而太早毀滅自己，離開太陽系成為多行星族類應該只是時間的問題而已。

只要人類沒因為核戰或氣候變遷而太早毀滅自己，離開太陽系成為多行星族類應該只是時間的問題而已。
圖／pixabay

不簡單的宇宙長征

讀《離開太陽系》，真的會熱血沸騰，這真是人類未來的指南啊！

人類已找到幾千顆圍繞恆星旋轉的行星，確認和地球極為類似的孿生行星之存在，也應該只是時間的問題而已，畢竟全宇宙有兩億兆顆和地球差不多大小的行星。

source：NASA

加來道雄認為我們人類建立月球基地、殖民火星、登上類木行星、移居太陽系外、探索鄰近恆星，都會是科技進展的推波助瀾之下愈來愈可行。我們現在已在發展 AI、奈米科技、生物科技，未來還會有更酷炫的科技，例如奈米船 (nanoships)、雷射光帆 (lasersails)、衝壓噴射核融合引擎 (ramjet fusion machines)、反物質引擎 (antimatter engines) 等等，甚至可能改變時空結構，利用蛀孔來穿越時空。

要在茫茫宇宙中長征，我們也需要應用生物科技來改造人體，讓人體能夠適應旅程中的各種變化。我們現在至少都有了 CRISPR/Cas9 等等基因體編輯技術，雖然現在還不是百分之百好用，但未來很可能有更好用的版本，或者全新的基因體編輯技術。所以改造人類基因現在是匪夷所思的，但是我們不也接受了許多古代無法置信的醫療科技嗎？在漫長的未來，改造人體的倫理思考也是今天難以想像的。

加來道雄在介紹未來可能出現的科技時，也沒忘記把人類過去探索太空的歷史脈絡做了清楚交待，也讓我們理解各種現狀。我們的宇航科技能走到今天，都是靠許多了不起的人堅毅不拔地實現夢想，讓我們能夠進入太空旅行的黃金時代，不過後來也因各種政治因素而逐漸冷卻。

近年，對太空探索的熱情又重燃，因為有幾位身懷巨款的企業家開始投入大筆資金研發更創新的宇航科技，加上美國政府也重啟載人太空計畫，這些努力讓人類在可見的未來，我們很有可能見證《月球城市》(Artemis) 般在月球建立相當程度上自給自足的基地，並且像《火星任務》(The Martian)（電影《絕地救援》原著小說）那樣送人到火星去種馬鈴薯。

未來我們可能像《火星任務》那樣送人到火星去種馬鈴薯。
圖／IMDb

加來道雄也仔細為我們規劃了在月球和火星上生活的科技願景。把火星改造成人類適宜居住的星球，成為地球的後花園，已經是人類史上最壯觀的的巨大工程了，沒有之一。然而，加來道雄還想要人類衝出太陽系，他的野心怎麼可能只停留在火星呢，他甚至提出計畫來登上氣態巨行星如木星甚至彗星和奧特雲，還有移居土衛六「泰坦」等等。

未來對於生活在地球上的人類而言，宇航科技的開發並不僅是少數人上太空的專利那麼簡單和自私而已。有許多在地球上稀少且重要的礦產資源，在太空中的其他行星甚至小行星，是遍地都可見的，也難怪我小時候玩的電腦遊戲，有不少是上太空去搶錢、搶糧、搶娘們⋯⋯哦不，是搶地盤來挖礦的。

就像史詩般的科幻作品，不會滿足於讓人類待在太陽系，邁向星際之旅才能向全宇宙展示地球的威儀吧！物理學家鐵馬克 (Max Tegmark) 在《Life 3.0：人工智慧時代，人類的蛻變與重生》(Life 3.0: Being Human in the Age of Artificial Intelligence) 中認為通用人工智慧會是人類的最後一個發明，之後就沒人類的事了。人工智慧發展到最後，也是要征服全宇宙的。加來道雄當然也很清楚，要做星際旅行，鐵定要有人工智慧的協助，就像諸多科幻電影中那樣，有機器人來為旅程操心。

出征宇宙的人工智慧也需要靠電腦運算，而且還要用到丹．布朗 (Dan Brown) 的《起源》(Origin) 提到的量子電腦。這樣人類就能打造星艦邁向浩瀚無垠的宇宙了吧？然而，在現實中，真實的星艦可能不會如美日的科幻電影或卡通那樣酷炫，加來道雄為我們介紹了「奈米船」的想法，用雷射光帆航向宇宙的四面八方。

如果要載人在星際中趴趴走，可能要用到離子引擎、電漿引擎、核融合火箭、核子脈衝火箭仍至反物質火箭來推動星艦快速前進，加來道雄仔細為我們分析了這些高科技的可能性，而且他還更有信心地認為，搞不好我們未來能夠直接改造時空結構，利用蛙孔瞬間穿越時空，或者像《銀河飛龍》(Star Trek: The Next Generation) 那樣造出阿庫別瑞曲速引擎進行超光速旅行。

宇宙的機密尚未解開

和諸多科幻電影一樣，我們雖然現在還不知道宇宙中是否還有另一種形式的生命，但是未來卻可能遇上外星生命。我真的很難想像地球是宇宙中唯一孕育出生命的星球。加來道雄當然也不忘探討外星文明的可能性，還有先進文明是怎麼回事。

宇宙再浩大無邊，也是會經歷「成、住、壞、空」的。然而，宇宙中還有太多我們未知的事物，例如暗能量和暗物質。物理學家仍有許多工作可以做，這就留給未來的科學家來完成吧。永遠對宇宙保持好奇心不斷地探索，就是人類現在和未來存在真正的意義吧！

圖／pixabay

人類未來三部曲：《2100 科技大未來》＋《2050 科幻大成真》＋《離開太陽系》，本文為《離開太陽系》書評，由時報出版。

The post 星際移民、系外觀光？一本屬於現代人的宇宙旅遊規劃指南 ── 《離開太陽系》書評 appeared first on PanSci 泛科學.

編按：相信背過元素週期表的各位對釙 Po 這個化學元素不算陌生，這個原子序 84 的放射性元素除了特別難念外，還有著致命的危險性……

壽司當前，不戰而「釙」：窺探俄羅斯前特務之死

各位或許聽過釙這個名詞。

它是放射性物質，就是那個塗在壽司上……好啦好啦，其實就是二○○六年前蘇聯國家安全委員會（簡稱 КГБ，英譯 KGB）／今俄羅斯聯邦安全局（簡稱 ФСБ，英譯 FSB）幹員亞歷山大•瓦爾傑洛維奇•利特維年科暗殺案中所使用而聲名大噪的那個元素。

2006年被釙暗殺的利特維年科。圖/聯經出版社提供

利特維年科因為吃了釙，導致體內曝露而身亡。

釙的同位素全都具有放射性（會釋放輻射），根據推測，暗殺當時所利用的應該是釙 210。

釙 210，一般是出自於核子反應爐的人工產物，不過在自然界中也有一定程度的含量。有可能讓各位攝取到釙的途徑是：菸草。肥料中含有的放射性物質衰變後產生的釙 210 會附著在菸草的葉片上。由於抽菸是燃燒菸草後吸食，所以抽菸會攝取到釙。

根據輻射醫學綜合研究所的評估（《吸菸者實際吸入的輻射劑量評估──菸草含有的自然起源放射性核種》，岩岡和輝、米原英典、 RADIOISOTOPES, 59,733-739 (2010)），一天吸食 20 支菸的人，一年的受曝量大約是 190 微西弗。雖然這個程度屬於不需要管制介入的程度，在危害健康的受曝程度（每年 1 毫西弗）以下，不過還是要提醒各位避免吸菸過量。

泰國 Mild Seven Lights 香菸的肺癌圖像。圖/聯經出版社提供

提到吸菸過量，上圖是在泰國販售的七星柔和淡菸的包裝，包裝上的圖像是不是很嚇人呢？那是罹患肺癌的肺臟。泰國規定警示畫面必須占香菸盒面的 85％ 以上。以這種下場看來，這菸哪裡溫和，哪裡清淡了呢？！

而這樣嚇人的釙元素，在美國竟然以令人意外的形式──商品靜電刷的形式販賣流通。為黑膠唱片去除表面塵埃的刷子竟然用上釙元素！

販賣凶器？美國用釙做清潔用刷子

去靜電刷毛根的金屬片中含釙。圖/聯經出版社提供

請參考上圖，刷毛根部有金色的金屬片（ ），就是這片金屬含有釙 210。釙 210 會釋放 α 射線，將空氣分子變成離子，因此能幫助去除靜電。美國竟然允許會釋放 α 射線的釙 210 以去靜電刷的商品形式在市場上販售流通！

我只能說，這非常符合美式大膽作風。只要透過網路訂購，在日本應該也買得到它。

我並不打算在本書詳談輻射。各位大概知道 α 射線的射程很短，在水中（在人體內也是）大約只能穿越數十 μm（微米）的距離。假如我碰觸這把去靜電刷的金屬片，α 射線只到我的皮膚層就會完全停止下來。但是，α 射線行進數十 μm 後停止下來這件事，代表 α 射線的能量影響了這數十 μm 範圍內的所有皮膚──對行進路線周圍的細胞造成重大損害。

簡短地說， α 射線進入體內會造成重大傷害。而這正是暗殺前俄羅斯特工亞歷山大•瓦爾傑洛維奇•利特維年科的手段！

因此，假如要以這種方式利用釙 210，絕對要防範它以粉末等形式侵入人體，製作過程也要避免它暴露在外。只要做好防範，就能輕鬆裝置相關製造設備。如此因應而生的製造方法就是之前所提到的：現代煉金術。

這回不用等價交換：現代煉金術讓你安全製造釙製品

首先，準備好銀金屬板。先為銀板鍍上鉍金屬，接著再鍍上黃金。這麼一來就可避免鉍暴露在外。然後使用核反應器，對板子照射中子，使鉍的原子核吸收中子而轉變成釙。

只要使用這種方法，釙就不會在製造過程中直接暴露在外，所以（除了核反應器以外），即使沒有特別的設備也能安全地製造釙製品。這就是實用的現代煉金術的實例。

現代煉金術，不用特殊設備也能安全地製造釙製品。圖/Wikipedia

順帶一提，利特維年科遭暗殺時，日本曾流傳「唯獨俄國有能力準備釙，所以是俄國犯案」之類的說法。不過，採信這種說法的人，不知又是如何看待美國稀鬆平常地在市面上販售去靜電刷一事呢？

本文摘自《跟著怪咖物理學家一起闖入核子實驗室》，2018 年 6 月，聯經出版。

The post 暗殺專用！？殺人壽司中的「釙」——《跟著怪咖物理學家一起闖入核子實驗室》 appeared first on PanSci 泛科學.