特殊槍管式構造：牽一「管」而動全身

要了解原子彈的構造，得從最單純的槍管式構造開始說起。

槍管式構造使用在史上第一顆實戰原子彈 Mk-1，代號：小男孩 Little Boy，也就是投在廣島的那顆原子彈。它準備了超過臨界質量的鈾 235 核心，並且將核心分成兩份。當兩份核心單獨分處於兩端時，兩端的質量分別都在臨界質量以下。直到起爆的時候，才一鼓作氣地將兩份核心合為一體，使質量超越臨界質量。

內部的砲管構造，兩端的核心分別配置。圖/聯經出版社提供

基於這種裝置辦法，它的內部採用類似砲管的構造，在砲管的兩端分別配置分割成兩份的核心。然後，在其中一份核心裝設使用一般炸藥（稱為推進劑）的起爆裝置，待推進劑爆炸，即可促使同一端的核心在砲管中朝反方向移動。

啟動物也是，分割成釙與鈹，分別裝設在兩份核心。在說明啟動物時曾提到，釙與鈹只要在空氣中相隔 4 公分以上，就能超越 α 射線的射程，啟動物也就不會啟動。

推進劑起爆，核心加啟動物那一端在砲管中往對向移動，核心的總量於是在合體的瞬間超越臨界質量，同時間，啟動物啟動，釋放中子，促成超臨界狀態──發生核爆。

欠缺失效安全模式，投彈前一刻才裝上起爆裝置

槍管式的優點是構造單純，不過也存在重大的問題。首先，

槍管式的核心只使用鈾製作。

至於不使用鈽的原因，請容我留待稍後說明。濃縮數十公斤的鈾異常艱辛，為了節省試驗消耗的鈾，這枚並未經過試驗，就被直接投入實戰。

槍管式的另一項重大問題是：

安全性。

如同前述說明，只要單方面的核心往管中央移動，就能引發核反應。不僅構造單純，就連啟動也簡單。一般而言，一失控就會造成慘重災情的機械或裝置，會被限定在所有條件都順利到位的情況才能啟動。換句話說，我們會希望，只要有任何一項非在意料之中的不適當情況出現，它就無法作動。這稱為失效安全（fail-safe）模式。然而，槍管式原子彈並不存在失效安全模式。

所以美國對廣島投彈的實況是：在缺乏起爆相關裝置的狀態下出擊，直到投彈前一刻才裝上起爆裝置。所以當時，能組裝起爆裝置的技術人員必須隨機待命。正因為它如此欠缺安全性，在處理上尤須謹慎。

小男孩的核心所使用的鈾 235 僅僅 50 kg，其中真正發生核分裂反應的量卻只有 1 kg。也就是說，費盡千辛萬苦濃縮精煉得來的鈾的絕大部分都沒有發生反應。而且其餘的鈾，也因為受到最初發生核分裂反應的部分爆炸之影響，而飛散至四處。

總而言之，小男孩的效率一點也稱不上好。

小男孩採用槍管式構造，體型細長。圖/聯經出版社提供

不容小覷的超級男孩：個頭小巧、威力無窮

儘管如此，小男孩的威力還是一般炸彈（化學反應型的炸彈）所無法比擬。小男孩的能量高達 60 TJ。一般而言，核武器的威力以「相當於幾公噸的 TNT 爆炸所產生的能量」的表現方法呈現。TNT（三硝基甲苯，俗稱黃色炸藥）為一般炸藥，它的爆炸能量定義為：每 t（公噸）4•184 GJ（十億焦耳）。小男孩的爆炸威力是 60 TJ，經過換算則相當於 15 kt 的 TNT。

核爆造成的蕈狀雲。圖/Wikipedia

換句話說，相當於引爆 15000 t 的 TNT。而 15000 t 又相當於重巡洋艦的重量。請各位想像一艘全部用火藥建造的重巡洋艦，這樣應該就不難想像它的威力—簡直誇張到荒謬的程度。而那麼龐大的威力，竟然只消一枚原子彈就能實現！只需要一架轟炸機，就能運載 15000 t 的爆炸當量。看在這樣的報酬率，當然是哪個國家都會拚了命地去開發原子彈吶。

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。

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《物種起源》的問世：那些怪怪島上的怪怪生物

這件事發生在達爾文放棄就讀醫學院，重新進入劍橋大學修習神學，準備朝著牧師之路邁進的時候。他在此時得到機會搭上英國海軍測量船「小獵犬號」，為人生帶來重大改變：這次機會使他放棄成為牧師，走上博物（生物）學者之路。

小獵犬號的船長當時二十六歲，是一名業餘地質學家，他想在船上尋求可以對談的知識分子，於是選中了二十二歲的達爾文。

小獵犬號（HMS Beagle）。圖 / Wikimedia Commons

小獵犬號繞地球一圈的航程長達五年，達爾文在行經南美各地時，曾下船前往內陸地區四處調查。有一次，他登上位於今天厄瓜多的加拉巴哥群島，這次經驗讓他在不久後便建立了演化論。

加拉巴哥群島由大大小小超過一百座以上的島嶼及岩石組成，象龜、鬣蜥、企鵝等許許多多生物在此棲息，這些生物都不只與大陸上的生物大相逕庭，每座島上的生物也都有不同的特徵。

加拉巴哥群島上曬太陽的鬣蜥。圖 / pen_ash@pixabay

觀察到這個現象的達爾文心想，這些生物或許是因為生活在被海洋包圍的環境，所以發展出異於大陸的獨特演化體系。回國後，達爾文建立了「生物可能在反覆突變中逐漸演化」的假說，而這個假說也在一八五九年出版的《物種起源》中首度問世。

達爾文 1859 版《物種起源 Origin of Species》封面。 圖 / wikimedia

達爾文在《物種起源》中所寫的假說是這樣的：

各式各樣的生物經過反覆突變，演化成現在的樣貌。所謂的「突變」，指的是後代突然出現與親代或祖先不同的性狀；而「性狀」則是指生物的特徵，是將生物分類的重要依據。

達爾文認為，如果沒有突變，生命就無法演化。各種生物在突變中誕生，而其中必定只有能躲避天敵、適應環境的物種存活下來。這就是達爾文提出的假說。

是「演化」不是「進化」，讀成弱肉強食就搞錯啦

如果沒有好好理解達爾文的演化論，會誤以為那就等於弱肉強食；也就是生物為了適應環境而產生突變，最後只有繼承這個突變基因的後代，才得以存活下去。

但突變並不是這麼回事。所謂的「突」指的是突然，換句話說就是後代偶然出現不同於親代的性狀。

漫長的歷史當中，應該也有許多生物即使發生突變，卻仍無法存活下來。許多生物發生了各式各樣的突變，能夠存活下來的，只有突變後「偶然」能適應環境的生物。所謂的突變，不過就是偶然發生的現象。

所以，翻譯成「演化」，或許比「進化」更符合實情。「進化」給人生物不斷進步的感覺，不過這可能只是人類的一廂情願；實際上是生物一再且偶然地發生突變，而且只有剛好能適應環境的生物存活下來。

咦？在說我嗎？圖 / publicdomainpictures

舉例來說，長頸鹿的脖子為什麼會那麼長呢？

想必大家都知道原因了吧！並不是原本脖子短的長頸鹿拚命想吃到位置高的食物，最後脖子就伸長了，而是某天長頸鹿因突變而誕生了脖子比較長的個體。當然，仍有許多未突變的短脖子長頸鹿，但是牠們只能取得低處的食物，競爭對手當然比較多，最後距離地面較近的食物就被大家吃光了。如此一來，脖子短的長頸鹿自然無法繼續存活下去。

至於因為突變而生來就有長脖子的長頸鹿，則可吃到競爭對手吃不到的高處樹葉。到了最後，只剩下長脖子的長頸鹿存活下來。

編按：關於長頸鹿演化的討論，可參考延伸閱讀：麒~麟麒~麟，你的脖子怎麼那麼長？

達爾文的演化論的確為十九世紀的英國社會帶來衝擊。基督教會在當時的英國擁有極大的勢力，使得「神創造萬物」的想法仍是主流。達爾文所提出「生物一再發生突變，最後只有適應環境的個體才能存活」的說法，等於否定了神的造物性。

因此，基督教長期以來都對演化論持否定看法，直到一九九六年，才由前面介紹過的教宗若望保祿二世發表承認演化論的書簡。不過，近年又發生了變化，美國出現了「智慧設計論」的想法。提倡者認為，生物的某些特徵過於複雜，用無序的自然演化無法充分解釋，應是由另一個更高的「智能」設計而來；也就是試圖在演化論的基礎上，說明神的造物性，但普遍不受科學家支持。

到底什麼「突變」了？後來才誕生的基因觀念

那麼，「突變」是什麼東西發生變化呢？

達爾文並沒有想到「基因」的概念。直到二十世紀後半，分子生物學的研究成果揭曉了基因的存在，才為達爾文的演化論帶來新的曙光。因為科學家發現，所謂的突變，是由染色體的基因突然發生變異所引起的。

突變是基因的變化，但基因又是什麼？ DNA 和基因是不是一樣的東西？這應該也是很多人似懂非懂的問題吧！

細胞中有稱為「核」的部分，核的裡面有許多絲狀物體，它們就是染色體。之所以命名為「染色體」，是因為它們很容易以實驗用的染料染色。

染色體是由 DNA 和蛋白質所組成的，而 DNA 的正式名稱是「去氧核醣核酸」，因為裡面含有「去氧核醣」這種物質，使得細胞核內呈現酸性。由此可知，DNA 是一種物質的名稱。

雙螺旋結構的 DNA 分子，雙股結構由 A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鳥糞嘌呤）四種鹼基連結而成。圖 / 究竟出版社提供

DNA 分子為雙螺旋結構，兩股之間以 A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鳥糞嘌呤）這四種稱為「鹼基」的物質兩兩成對連接起來，而且 A 一定與 T 相對應，C 一定與 G 相對應。簡單來說，DNA 分子中的鹼基都是以 CGATGCTA⋯⋯這種有如文字般的方式排列，而生命的發生、疾病與老化的機制等遺傳訊息，就透過這樣的排列方式表現出來。這些鹼基排列的順序稱為「DNA 序列」，也就是所謂的「基因」，因此，基因指的不是物質名稱，而是資訊。

如此一來，科學家當然會想針對基因進行更深入的研究，譬如 ATGC 的哪種排列方式會對應到生命的哪種作用。類似這樣的基因解析，正在目前的分子生物學領域中急速發展。

本文摘自《讓人生從此改變的科學思考》，2018 年 9 月，究竟出版。

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全球暖化陰謀論？人們稱它「氣候門」

科學從懷疑開始。

所以我們首先試著對常識提出質疑吧！地球正在暖化是現在普遍的說法，但這是真的嗎？全球暖化真的正在發生嗎？

實際上，科學家之中，也有人對全球暖化提出質疑。

南極和格陵蘭冰芯中，氫或氧的同位素比例紀錄了地球 140000 年來的冷暖期變化。圖 / wikipedia

綜觀地球的歷史，冰河覆蓋整個地球的寒冷時代，與溫暖的時代一直交替出現。考慮到這樣的循環，認為地球今後不可能持續暖化，總有一天必定會進入寒冷的時期。這就是暖化懷疑論。

但專家已經對懷疑論提出反駁，認為地球在不久的將來進入冰河期的機率極低，很難認為暖化懷疑論是個具有說服力的論點。但現在依然有許多人對全球暖化抱持質疑的態度，起因是二○○九年的「氣候門事件」——這起事件讓人聯想到迫使美國尼克森總統辭職的「水門事件」，因此稱為「氣候門」。 當時英國溫室效應研究者之間的電子郵件往來遭到駭客入侵，公開在網路上。郵件內容包含「捏造」證明溫室效應的數據、對批評溫室效應的研究者所寫的論文施壓等等，這些內容也被當成醜聞報導出來。

「我就說吧！」這起事件助長了懷疑論者的氣焰，據說歐美質疑全球暖化者的比例也一口氣提高。媒體還報導，美國「近半數的國民都開始對全球暖化抱持著懷疑的看法」。

都是政治惹的禍：研究掛勾利害關係？

這起事件在溫室效應專家之間也成為嚴重的問題，於是展開了各式各樣的調查，最後發現：

暖化正在發生的結論並沒有改變，爭議姑且算是塵埃落定。

但是懷疑論者對全球暖化研究的質疑依然根深柢固。理由之一，就是連一般人也很容易就能推測出，全球暖化的研究背後，有許許多多的利害關係。

舉例來說，有人以懷疑的眼光看待主張「暖化正在發生」的研究者，認為他們之所以這麼說，目的是為了爭取研究預算。或者是只要以「暖化正在發生」為由，嚴格限制二氧化碳的排放量，就能減少煤炭與石油等化石燃料的使用，推動核能發電。因此也有人懷疑，這是否代表擁核派與研究者彼此勾結呢？

隨著暖化的推進，政治上與經濟上也都會採取各種措施，這表示不論科學上的實證性如何，溫室效應的研究原本就容易遭到懷疑，也容易成為政治鬥爭的工具。

但否定暖化的人不也一樣嗎？

哈！全球暖化，我不吃這套。圖 / Michael Vadon@staticflickr

舉例來說，以美國總統川普為首，共和黨議員大多主張「全球暖化並未發生」。美國有個針對政治人物發言進行驗證的網站「政治真相（ PolitiFact.com）」，根據該網站二○一四年的資料顯示，二七八名共和黨議員中，只有八名承認人為引發的全球暖化，這些議員多半從石油產業與煤炭產業收受高額的政治獻金。因此不禁令人懷疑，他們或許就是因為這樣，才無法說出「暖化正在發生」。

由傅立葉奠基的溫室效應概念

懷疑雖然重要，但基於政治上的疑慮而懷疑全球暖化的態度並不科學。

接下來就讓我們翻開科學的歷史，來看看科學家對全球暖化進行了那些研究。 現代的我們已經知道全球暖化是由「溫室效應」引起的，但科學家到底是如何發現溫室效應的呢？

法國物理學家傅立葉在一八二七年的論文中，提出了日後發展成「溫室效應」的最初概念。

法國物理學家傅立葉的兩個假說，為日後「溫室效應」奠定了基礎。圖 / wikimedia

他首先提出了這樣的疑問：地球在接受太陽光能量的同時，也會以紅外線的形式朝著宇宙釋放能量。如果兩者的能量相等，地球的溫度理論上應該更低，但現實的氣溫卻比理論值高。這是為什麼呢？

為了解答這個疑問，傅立葉建立了兩個假說。

第一個假說是，地球也接收了來自宇宙的其他能量。

宇宙中還有其他和太陽一樣，能靠自己燃燒而發光發熱的恆星。地球是否也接收了這些恆星發出的能量？

第二個假說是，地球的大氣是否儲存了這些原本應該往外釋放的能量。

而這個假說就是發展成溫室效應的想法。

兩個假說中，第一個假說已因為理論上的瑕疵而遭到否定，使得第二個假說變得有力。但傅立葉並未發展到實證階段，後來由愛爾蘭的物理學家廷得耳透過實驗證實他的理論。

溫室氣體：會吸熱的不只是二氧化碳

廷得耳認為，地球的大氣中說不定存在著能吸收紅外線的物質，因此他進行了以下實驗：

首先，廷得耳準備了幾只長筒，在各筒裝入構成大氣的氣體，並以紅外線照射其中一端，另一端則裝置能感測紅外線量的偵測器。如此一來，應該就能知道哪種氣體會吸收紅外線了吧？

結果，氧氣與氮氣完全不會吸收紅外線，但水蒸氣、二氧化碳，以及氮氧化物都會吸收紅外線，並儲存熱量。透過這個實驗，廷得耳找出了能吸收地球朝宇宙放射的紅外線的氣體。

經過現代科學的計算，如果地球朝宇宙放射的能量完全不受阻擋，地球的平均氣溫將在負十八度到十九度左右。但實際上，地球整體的平均氣溫約有十四度到十五度。兩者之間的溫度差異，明顯來自水蒸氣、二氧化碳、氮氧化物吸收紅外線所儲存的熱量。帶來溫室效應的氣體就此發現。

大家提到全球暖化的原因時，往往只會把注意力擺在二氧化碳，然而從廷得耳的實驗中我們知道，水蒸氣與氮氧化物同樣能吸收紅外線。所以，未來海水若因全球暖化持續蒸發，暖化的速度也將會加快。

冰封的甲烷氣泡。圖 / wikimedia

此外，西伯利亞的永凍土中冰封著大量甲烷，若永凍土融化，冰凍的甲烷將以氣體形式釋放出來。甲烷的帶來的溫室效應遠高於二氧化碳，科學家預測，這也會加速全球暖化。

《卜多力的一生》：文學家宮澤賢治筆下樂觀的暖化現象

廷得耳透過實驗發現溫室氣體，是一八六一年的事情。三十五年後的一八九六年，瑞典學者阿瑞尼斯證明了大氣中的二氧化碳濃度增加，將使氣溫產生變化。雖然廷得耳已經發現二氧化碳能儲存熱量，但真正證明二氧化碳含量增加，將會加速暖化的，其實是阿瑞尼斯。

二氧化碳變多？我覺得可以。 阿瑞尼斯照片。圖 / wikimedia

不過阿瑞尼斯對於溫室效應的看法卻很樂觀。他認為二氧化碳增加得越多，人類就越能擁有溫和舒適的氣候；穀物的產量會因此提高，人類也將從糧食不足中獲得解放，並使得全球的人口急速成長。

在這裡，我們要請一位大家意想不到的人物登場──日本文學家宮澤賢治。

宮澤賢治在一九三二年寫了一部小說《卜多力的一生》。小說採用傳記體，描述卜多力這名虛構人物的一生。 宮澤賢治生長的時代，東北總是受寒害所苦；主角卜多力居住的地方，也因為日漸寒冷而完全採收不到農作物。想要解決這個問題的卜多力注意到二氧化碳，並與博士之間有了如下的對話：

「老師，如果大氣層裡的二氧化碳增加，地球就會變溫暖嗎？」
「應該會吧。甚至有人說，地球形成至今的氣溫，大致上取決於空氣中的二氧化碳量呢。」
「如果現在卡爾波納度火山島爆發，會噴出足以改變氣候的二氧化碳嗎？」
「這個我也計算過了，如果火山現在爆發，氣體應該就會立刻與大循環上層的風混合，包覆整個地球。如此一來，就能防止下層的空氣與地表的熱發散，我想地球整體的平均氣溫大約可以上升五度左右。」

本書的觀點與阿瑞尼斯一樣，將暖化視為能夠拯救寒害的現象。雖然沒有確切證據，但宮澤賢治曾就讀於盛岡高等農林學校（現在的岩手大學農學院），因此或許讀過阿瑞尼斯論文的英譯本。

如果多些二氧化碳，是不是就能溫暖點了呢。圖 / satoshi sawada

只不過，在宮澤賢治生長的時代，尚未把暖化當成危機。

來看看碳十四吧！以放射性定年法佐證二氧化碳變化

阿瑞尼斯雖然證明了二氧化碳增加會使氣溫升高，卻沒有證明與過去相比，二氧化碳實際上增加了多少。

至於這一點，要等到第二次世界大戰結束後的一九五五年，才透過美國物理學家漢斯．蘇斯的研究確認。當時他使用的方法，就是「放射性碳定年法」。

蘇斯首先調查周邊的樹木中，含有多少放射性物質碳十四。放射性物質有半衰期，含量將隨著時間減少，因此越老的樹木，碳十四的濃度應該越少才合理。但調查結果卻相反。老樹的碳十四濃度，竟然比年輕的樹還要多。

這到底是怎麼回事呢？他根據調查結果，建立了驚人的假說：

老樹總有一天會埋入地底成為煤炭，但碳十四仍會持續衰減。因此，燃燒煤炭所排放出來的二氧化碳中，碳十四的含量極少，甚至沒有，並不影響定年結果。

蘇斯認為，年輕的樹木在進行光合作用時，或許就吸收了燃燒煤炭所產生（沒有碳十四）的二氧化碳，使得年輕樹木中的碳十四濃度降低。

年輕樹木吸收燃燒煤炭所產生的二氧化碳，碳十四含量因而比老樹木低。圖 / Pixabay

當時是一九五五年，正是大量使用化石燃料的時候，地球上的二氧化碳也因燃燒煤炭而逐漸增加。年輕的樹木吸收了這些二氧化碳，使得碳十四的濃度被稀釋；換句話說，蘇斯得到的結論就是，地球因人類持續燃燒煤炭，充滿大量的二氧化碳。

匯集各方證據，二氧化碳真的在上升

蘇斯證明了他的假說之後，科學家也開始使用各式各樣的方法觀測二氧化碳。譬如從南極的冰層，也能觀測到二氧化碳濃度的變化。

藉由南極冰層中的冰封空氣，我們就可得知大氣組成。圖 / pixabay

南極從很久以前就開始結冰積雪。這些雪越堆越高，使得下方的雪積壓成冰。由於空氣被冰封起來，所以只要調查堆積的冰層，就能得知各個年代的大氣成分。

透過這樣的分析發現，二氧化碳從工業革命後開始急速增加。南極雖然距離英國很遠，但由於大氣循環的緣故，就算是南極，二氧化碳含量也同樣越來越高。

此外，科學家也從一九五八年開始，持續在夏威夷茂納羅亞火山的山頂附近觀測二氧化碳的變化。結果發現，從開始觀測後，二氧化碳的量就不斷增加。

工業革命後，大氣中二氧化碳的含量急遽增加。圖 / pixabay

這堂課開頭曾試著提出「全球暖化是真的嗎」的質疑。但既然有這麼多的科學根據，我們應該承認，至少在目前，「地球正因為二氧化碳增加而暖化」的假說是事實吧？

本文摘自《讓人生從此改變的科學思考》，2018 年 9 月，究竟出版。

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• 郭文華│國立陽明大學科技與社會研究所／公共衛生研究所

艾德蒙：「先生，你也會在那裡嗎？」
亞斯藍：「是的，不過在那裡我有另一個名字，你得用那個名字來認識我。這正是你們被帶到納尼亞的原因。在這裡你知道我一點，在那裡會更知道我。」

── C. S. Lewis，《納尼亞傳奇：黎明行者號》
（The Chronicles of Narnia: The Voyage of the Dawn Treader）

這是期待已久，從藥物切入醫療體制的好書。

作者傑瑞米．葛林（Jeremy Greene）任教於醫學史重鎮約翰．霍普金斯大學，專長為藥物與社會，他也是內科醫師，不斷從實作中汲取歷史書寫的線索。相較過往用偉大醫師與醫療發現串起的大事記，或者爬梳現代醫學起源，解構其客觀性的概念分析，或者聚焦臨床，探究醫病互動中體現的身體論述，這本書提供扣合製藥趨勢，反省臨床操作，直指市場的跨界書寫，情節緊湊，高潮疊起。

從藥物切入醫療體制。圖 / pexels

此間不乏批判高騰的研發費用、問題重重的臨床試驗，甚至是藥價黑洞的內幕報導，這本書有何特出之處？它是產業分析、商業史，還是批判醫療的社會研究？

對此，我認為可以先從這本書的主題──「藥物」開始。

有吃有保障？我們生來渴求藥物：人類與藥物的糾纏史

很少人可以自信地說他從小到大從沒用過藥。就算沒上醫院，沒看過醫師，他們或許去過藥房買過成藥，上超市買維他命，喝過各種提神飲料，更別說在醫食同源的概念下，把傳統藥物當進補食材天天服用。

正如醫學人文大師威廉．奧斯勒（William Osler）的睿智觀察：

人天生渴求藥物；歷世累代的勇猛劑量早已養大身體對藥的胃口。是人類對藥物的渴望將他們從其他動物中區分出來。

確實。人與藥物的糾纏歷史源遠流長。從長生妙藥到愛情靈藥，從天然動植物到合成配方，從處方藥到萬靈丹，從養生煉丹到疫苗製劑，從管制嚴格的成癮物質到打擊惡疫的生技新藥，藥品是天天使用，無所不在的日常科技，更是目前影響全球產業，價值不菲的尖端商品，引起產官學界的關注。

人生自古誰無藥。圖 / Flickr

這些關注部分反映在日益興盛的藥物與治理的歷史研究。這裡我以專業與公衛角度，在「專業、市場與研究倫理：歷史上的藥品與臨床試驗」課綱裡整理相關文獻。

簡單說，藥物是高度管制的商品，層出不窮的藥害造就嚴格的立法，讓藥品從研發、製造到流通銷售都要層層把關。而管制要有讓人服氣的遊戲規則。以美國來說，一九六二年食品與藥品法修正案（Kefauver Harris Amendment）確立當代臨床試驗的架構。藥物不但要安全可靠，還要證明有足夠療效（substantial evidence of effectiveness for the product’s intended use）才能獲得核准。

換句話說，即便藥廠擁有藥品專利，如果不能讓它們通過審查就不能上市回本，更不用說賺錢。

另外複雜的臨床試驗帶動美國食品藥物管理局（Food and Drug Administration，FDA）與創新製藥產業（以 Pharmaceutical Research and Manufacturers of America，PhRMA 為代表）的擴張。前者為廣大藥物使用者把關，後者則護送產品儘早上市。這兩者的交手攻防構成製藥業的尖端形象。不但進入產業的門檻不斷提高，造成藥廠的寡佔特質，跨國藥廠更灑下大筆經費在準備臨床試驗資料與通過審查。

可抹可噴，內服外用任你挑：藥物的發展與市場性格

如果回溯製藥產業與日常生活的反差，藥物的發展歷程也有特殊之處。醫學史家克爾．瓦丁頓（Keir Waddington）在《歐洲醫療五百年》中指出十六世紀以降自助醫療（medical self-help）的需求，帶動以藥物為中心的醫療市場。走方郎中（quacks）固然在此過程中扮演重要推手，但正規醫師也沒閒著，有大力抨擊者，也有加入市場，發明與販售成藥者，造就不斷擴張，繁榮興盛的品牌醫藥經濟。

聽我的準沒錯！走方郎中用親切的語氣這麼說。圖 / flickr

這些藥品不但宣稱製作精良、有名流加持，更扣合在地文化，提供生物醫療無法輕易許諾的治療保證。時至今日，這些藥品早已走出藥房，以各種身份出現在生活周遭，東西方無不如此。它們打出傳統老藥名號，宣稱傳承經典名方，可抹可噴，內服外用任君選擇，是藥物的市場性格。

而消費者是市場的主體。相較自一九九○年代後半在美國迅速增加，鋪天蓋地的藥物直通消費者廣告（direct-to-customer advertizing）與名人代言，臺灣「社會醫療化」（medicalization of society）的趨勢尚不明顯。但或許是此間兼具中西與傳統另類的多元醫療特性，藥物成為養生保健，打開話匣的話題。

從「先求不傷身再求效果」、「與醫師處方箋成分相同」、「已獲得美國 FDA 肯定」的一般性說法，到「國產藥用起來效果較差」與「服用合成藥物反而延誤病情」之類的挑逗言論，反映大家渴求好藥，但對繁複的法規科學（regulatory science）與製藥體制無從認識，信任不足，既期待又怕受傷害的矛盾心理。這是藥物與社會的難題，也是目前醫療史亟待突破的領域。

便宜沒好藥？學名藥的普遍印象

在這個意義下，學名藥提供看似不起眼但十分重要的切入點。

對於不熟悉藥物研發的讀者，一個瞭解學名藥的好例子是普拿疼（Panadol®）。它是四五年級生的回憶，也是目前最常使用的退燒止痛藥，但「普拿疼」其實只是像「可口可樂」一樣的商品名，最初由葛蘭素史克（GlaxoSmithKline，GSK）藥廠所生產，而它的主成分乙醯胺酚（Acetaminophen）才是學名或公定名。

乙醯胺酚（Acetaminophen）才是普拿疼的學名或公定名。圖 / wikimedia

雖然普拿疼大名鼎鼎，但市場上以乙醯胺酚為主成分的藥品多達兩百種以上，包括此間常見的斯斯或伏冒，還有小兒常用的安佳熱等。這些藥在現實世界有不同名稱，但只要翻翻藥典，會發現它們分享同一個學名。

學名藥也是許多醫師的臨床日常。在筆者接受臨床訓練時記住藥品的學名是重要的一部分，因為學名是固定的，以此為準瞭解使用劑型或劑量更清楚。至於評價方面，本書作者認為學名藥是健康照護體系中少數「便宜有好貨」的例子，但這個看法與大家的印象或有落差。

學名藥在臺灣常被認為是「劣貨」或次級品。

老一輩醫師看過太多本地生產、品質參差的「品牌模仿藥」，一些醫師也承認他們不相信學名藥，覺得它們成色不足、藥效不穩、不夠創新。學名藥當然合法有用，要不然衛生機關不會准予上市。但對一些病人來說，使用這些藥不但沒有撿到便宜的感覺，反而有種無從選擇的無奈。

抽離偏見，從三個事件看學名藥的意義

雖然學名藥的優劣人言各殊，但如果抽離個人感受，將格局放大到產業與健康照護體系，意義便有所不同，以下用三個事件分析。

在長達一年多的折衝後，二○一八年三月美國總統川普在壓力下撤守調降藥價的競選承諾，改以鬆綁管制來促進市場競爭。

在川普當選之初這些擁有專利，標榜創新的藥廠曾推演最壞狀況，認為政府會大力介入聯邦醫療保險（Medicare），或者大舉引進國外學名藥產品，但結果並未如此。在節制藥價的前提上川普一方面將部分藥物納入議價範疇，同時美國 FDA 也放寬管制，加速審查，讓藥物可以迅速引進，相互競爭。

又是我，開心嗎？圖 / Gage Skidmore@flickr

往回推幾個月，當美國因為推翻患者保護與平價醫療法案（〔Patient Protection and Affordable Care Act〕也就是所謂「歐巴馬健保」），各界沸沸揚揚之際，

臺灣立法院於二○一七年十二月通過《藥事法》修正，引進專利連結制度（patent linkage），讓國內學名藥審查與其是否侵害跨國原廠藥專利掛鉤，興訟時甚至將延緩國內學名藥發行上市許可。

這個修正是因應台美貿易暨投資架構協定（Trade and Investment Framework Agreement）會議及跨太平洋夥伴協定（Trans-Pacific Partnership, TPP，現改名跨太平洋夥伴全面進展協定）規範，引起相關人士批評。他們認為此舉將不利本土學名藥的競爭，經濟部也於二○一八年四月在公共政策網路參與平台回應，指出臺灣的藥廠不能侷限於學名藥與國內市場，而必須以併購、開發與挑戰專利權等方式積極擴展。

事實上，這次修法同時納入學名藥獨占制度，鼓勵本土藥廠思考升級戰略，而衛生福利部食品藥物管理署（臺灣 FDA）也在幾個月前宣示與通過「國際醫藥品稽查協約組織藥品優良製造」（PIC／S GMP）稽查的學名藥廠攜手合作，揮軍東南亞市場。

再往回到二○一六年。

當年二月，C型肝炎原廠口服新藥取得台灣上市許可。

相較過去的干擾素加雷巴威林（ribavirin）治療，新藥尚未傳出副作用，療程較短，但價格昂貴。因此有代辦業者從印度、孟加拉引進學名藥，但定價不一，品質不明，造成市場混亂。政府雖然編列預算因應，但緩不濟急，被媒體砲轟失職。於是健保署以專款專用方式在二○一七年一月將原廠藥納入給付，以病況與治療策略來決定優先使用對象，總額為八千人。之後名額逐步放寬，到二○一八年時治療名額已增加到一六四四○人。

對此政策演變媒體加以肯定，並指出世界衛生組織宣示二○三○年撲滅肝炎，全球進入「根除競賽」，呼籲加碼全公費治療方案。但也有藥政專家黃文鴻質疑當局購買原廠藥的策略，認為台灣應該善用國家高度洽商在本地生產學名藥。這樣不但確保藥物來源，節省支出，更可強化製藥產業並推動國際衛生。

在這三個事件裡我們看到學名藥催動的國際政治與製藥產業折衝。

即使是有能力研發新藥，主導市場的美國，依然需要學名藥來維持群體健康。原廠藥為了在專利到期前穿透海外市場，則不惜督促政府透過貿易談判，以智慧財產權之名要求貿易對手配合管制。而台灣則在具有「國病」意義的肝炎上受到學名藥挑戰。它打亂政府將新藥納入健保給付的時程，也讓政府默許患者以自費方式進口藥物。

這樣說，原廠藥與學名藥看似《納尼亞傳奇》裡的現實與魔幻世界，各自生產與流通，但實際上並非如此。

準備好打開那通往藥與專利的魔衣櫥了嗎。圖 / wikipedia

以專利為「魔衣櫥」，它們相互連動，相生相剋。沒有原廠藥廠的研發不會有可用的新藥，也沒有蓄勢待發的學名藥。沒有這些潛在的競爭對手原廠藥不會精進，以新專利阻擋學名藥上市。而原廠的專利佈局是學名藥的研發焦點，突破後才能以競爭性價格搶奪市場。如果將醫藥當作一個以專業與專利框住的領域與市場，學名藥是挑逗規則，打破壟斷的推動者。學名藥一方面挑戰製藥業高科技因此高獲利的論述，一方面也在不遜於原廠藥物的前提下給予使用者多元的治療選擇。

跨領域的學術養成，作者葛林成一家之言

不同於一般藥物史，本書貼近產業又兼具社會敏銳度與學術深度，顯示作者獨特的背景與觀點。

葛林出身哈佛大學，從大學部（主修生物與人類學）到醫學院與博士，接受優質的醫學人文教育。與許多醫師研究者（M.D. -Ph.D）一樣，葛林的學術啟蒙於數位跨界前輩，精神科醫師與跨文化醫療先驅者凱博文（Arthur Kleinman）與感染科醫師與國際衛生專家法默（Paul Farmer）與金勇（Jim Yong Kim）等，從人類學親近醫學與社會，特別是南美洲殖民經驗與用藥文化。

但他最終跟隨醫學史大師艾倫．布藍德（Allan Brandt），以美國近代醫學取得科學史博士學位，並在知名的布萊根婦女醫院（Brigham and women’s Hospital）完成住院醫師訓練。

葛林在醫學史、藥物開發與科技與社會研究中得其所哉。圖 / pixabay

這段期間葛林出版他的博士論文，也是第一本著作《按數字下藥：打造藥物與疾病》（Prescribing by Numbers: Drugs and the Definition of Disease）。得力於豐厚的醫學史資料、一流的臨床環境與學術社群，葛林選擇三種處理慢性病的藥物——噻嗪類利尿劑（Diuril，學名 Chlorothiazide）、磺醯尿素類降血糖藥（Orinase，學名  Tolbutamide）與他汀類降血脂藥（Mevacor，學名 Lovastatin），從研發、行銷與臨床使用看相關的行動者——科學家、醫師、藥廠與它們的產品如何型塑「用數字定義」與「用藥物管理」的健康地景。

雖然二十世紀不能說是醫學史研究的主流，但有賴作者的精緻分析與獨到觀點，為這些似近還遠的慢性病預防與治療拉出歷史縱深，提出介於知識史與社會史的新取徑，讓這本書一舉成名，得到美國藥學史學會的愛德華．克雷默（Edward Kremers）獎與國際科技的社會研究學會（Society for the Social Studies of Science）瑞秋．卡森（Rachel Carson）獎的肯定。

葛林重拾聽診器，在與大學合作的醫療中心第一線臨床工作。圖 / pxhere

此後葛林在醫學史、藥物開發與科技與社會研究（science, technology and society studies，STS）中得其所哉。從二○○八年到二○一二年間他與艾倫．布藍德一樣任教哈佛大學的科學史系與醫學院，擔任藥物流行病學與藥事經濟學教席。他參與社會醫學科與醫師科學家學程的教學，也在頂尖的《美國醫學會雜誌》（JAMA）與《新英格蘭醫學雜誌》（The New England Journal of Medicine，NEJM ）中發表藥物與臨床試驗的歷史分析。

轉任約翰．霍普金斯大學後他除了繼續研究外也重拾聽診器，在與大學合作的東巴爾的摩醫療中心（East Baltimore Medical Center）擔任第一線臨床工作。

他不但與醫藥史學者華金斯（Elizabeth Siegel Watkins）與康卓（FlurinCondrau）合編《開藥：近代美國的處方領用、使用與濫用》（Prescribed: Writing, Filling, Using, and Abusing the Prescription in Modern America，2012）與《治療革命：藥物與二十世紀的社會變遷》（Therapeutic Revolutions: Pharmaceuticals and Social Change in the Twentieth Century，2016），更與資深 STS 研究學者希斯蒙都（Sergio Sismondo）合編《藥物研究讀本》（The Pharmaceutical Studies Reader，2015），提倡跨領域、多學科的藥物與社會研究。

• 本文接續下一篇：學名藥物的漫漫發展路——《便宜沒好藥？》推薦序（中）

本文為《便宜沒好藥？一段學名藥和當代醫療的糾葛》推薦序，2018 年 7 月，左岸文化出版。

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• 郭文華│國立陽明大學科技與社會研究所／公共衛生研究所
• 本文接續上一篇：從學名藥看現代製藥的前世今生——《便宜沒好藥？》推薦序（上）

本書體現葛林對藥物與社會的研究理想，或可說是兼具學術性與社會意義的歷史書寫。如前所述，現代製藥的創新性某種程度上仰賴專利，而專利又需要龐大經費與人力才能轉化成可賺錢的商品。但作者不附會製藥產業的邪惡，也不過譽學名藥破解法規的機巧，反而回到藥物史的原點，指出學名現象之於醫藥體系的意義：

為何藥物要「去品牌」（unbrand），成為訴求市場的「剪標品」？

抑或是反過來問：

如果現在學名藥泛指某類不特定稱呼的藥物，那它們原先的「特定稱呼」會是什麼？

如果現在學名藥泛指某類不特定稱呼的藥物，那它們原先的「特定稱呼」會是什麼？圖 / maxpixel

專利並非歷史上辨識藥物的唯一方式。

對此，與本書同年出版，歷史學者加百列（Joseph M. Gabriel）的專書《醫藥壟斷：智慧財產權與近代製藥產業的源起》（Medical Monopoly: Intellectual Property Rights and the Origins of the Modern Pharmaceutical Industry，2014）提供必要的前情提要。

前情提要：戰後觀念鬆動，專利藥物興起

十九世紀上半葉美國的醫師與藥師基本上不開專利藥或品牌藥，認為這種行為將助長壟斷，違背醫藥是活人濟世的共有資產的理念（即所謂「把關藥」〔ethical drugs〕的概念）。

戰後醫療人員觀念開始改變，讓藥廠轉為投資專利、提升品質。圖 / goodfreephotos

但美國內戰後這樣的觀念開始鬆動。智慧財產權與商標逐步在倫理、法律與科學上站穩腳步，不再成為醫療人員開藥的道德障礙，而這樣的轉向也讓藥廠致力投資專利，提升品質，做好品牌藥物（proprietary drugs），造就製藥產業的興起。

學名／商品名／通用名？深入探究學名藥，從名稱開始

續著加百列的故事回到本書，作者葛林以歷史學家的嚴謹，臨床醫師的同理切進二十世紀的醫藥體制，如庖丁解牛般悠遊自在。與一般學術書不同，本書分為六個部分十四章，章章短小精悍。

本書分為六個部分十四章，章章短小精悍，但無法靠快速翻過就通透內文。圖 / libreshot

但它不是討好輕薄的科普書，可以快速翻過或者隨意挑個章節進入。喜歡平鋪直敘的讀者或許迷惑作者溯前帶後的非典型敘事，想儘速瞭解學名藥原理的讀者要等到第三部分才會看到具體介紹。

作者的堅持很清楚：

要瞭解學名藥就不能忽略學名現象之下藥物研發與競合的歷史發展。要掌握市場動態就不能只談學名藥物美價廉，不深究創新（innovation）在打造醫藥生態的關鍵角色。

於是本書從「正名」開始，為讀者開展在藥品秩序化過程中誕生的學名（第一部分）。簡單說，為了方便管理合成藥產業，避免大眾的用藥誤導，十九世紀末開始出現介於詰屈聱牙的化合物稱呼與繁複商品名之間的俗名或者是通用名，並透過像《美國藥典》之類的官方典籍進行體系化。藥廠持續為自己的商品命名，但在與美國醫學會的折衝中磨合出學名的產出機制。對他們來說，如何讓學名不「惡紫奪朱」搶了商品光彩，甚至取代自家產品，是一九六○年代的話題。

學名藥產業現身，與原廠藥廠打對台

交代這段「史前史」之後，第二部分處理學名藥產業的現身。

一九六二年食品與藥品法修正案中授權衛生與公共服務部訂出統一學名，原先定位不明的「無名藥」也就有了身分，與摻偽假藥有所區隔，不至被污名化後一籌莫展。

學名讓原先定位不明的藥物能與假藥區分，有了新身分。圖 / pxhere

但一直到一九七○年代，也就是醫藥黃金時代「神奇子彈」的專利開始過期後，這些學名藥廠才有機會用自家好藥打出一片天。

這樣說，十九世紀以商品壟斷的藥品市場在二十世紀前半葉分化成以專利為界，各有品牌的學名藥與原廠藥。雖然產品態勢看似涇渭分明，但生產端則曖昧不清。原廠藥廠以「創新不足」的老梗貶抑學名藥廠，但同時仗著堅實的製造基礎跨界學名藥。一些學名藥廠本來就是原廠「代工」，發展自有品牌也是常理。更何況一些學名藥還可以趁亂而起，搶在專利到期前就達陣上市。

各家藥廠的競爭亂象。圖 / publicdomainpictures

逐步接納學名藥，讓醫療成為公共財

如何處理開放競爭後的管制亂象是第三部份的主題。

前面提到一九六○年的修法確立臨床試驗體制，大舉拉高藥品上市的審查門檻。因此，如果一九八四年的《海契——韋克斯曼法案》（ Hatch-Waxman Act）讓學名藥可以跳過不確定的研發過程便可分食市場，就要有說得過去的法規論述，「學名藥相似性」便是在這樣的基調下產生的。

雖然藥品相等性或可取代性不是新話題，但隨著藥物法規的發展這兩個概念於一九六○年代後重回焦點。原廠藥廠試圖阻擋，指出同成分藥品（即學名藥）不見得有一定藥效，或者在使用上與原廠藥有差異。既然學名藥是既成事實，許多人透過藥品的競爭而受惠，這些差異就不宜誇大。於是，一方面美國 FDA 統一藥物生體可用率（bio-availability）的標準，保住學名藥的上市之路，另一方面原廠藥廠則不買單，堅持學名藥是「未受檢驗」的產品。

雖然學名藥與原廠產品的比較莫衷一是，但從群體健康的角度它確實活絡了照護系統，創造繞過原廠把持的替代方案（第四部分）。只是與十九世紀把關藥的想法相反，此時如何說服醫事人員從摻偽假藥的泥淖中脫困，相信學名產品可以接手原廠品牌，變成政府的難題。

政府必須說服醫事人員接受學名藥，從摻為假藥的泥濘中脫困。圖 / pixabay

但這一回合製藥產業已非吳下阿蒙。

雖然全國性的統一規定並未出現，以《紐約州安全、有效與可互換藥物處方集》（New York Formulary of Safe, Effective, and Interchangeable Drugs）為代表，各州開始立法為學名藥廠背書，將醫療還原成健康的公共財。

歷經各方角力，學名藥站穩腳步

而像這樣牽涉公共利益、專業與法規管理的現象也從藥品的消費端看出（第五部分）。

一方面學名藥廠如同原廠的競爭者，可以向消費者推銷產品，提醒他們的健康權益，而原先是原廠藥「消費者」的醫師們則受到來自病患需求的挑戰。而關注焦點移到藥房與賣場等通路，學名藥以其製作品質獲得上架機會，但同時期消費運動發起的去品牌「通用食品」（generic food）則不被美國 FDA 認同，顯示主管機關面對食品與藥品管制的矛盾立場。

就結果而論，學名藥站穩了腳步，從一九六○年代市占率百分之十增加到二○一○年的近百分之八十，對長期予取予求的創新製藥產業造成壓力。這不全是學名藥廠的功勞，而是公共衛生、專業自主與市場角力的結果。

前瞻未來，藥物市場在本世紀的三個發展

因此，作者在本書的最後一部分帶出三個本世紀的發展。

第一是同療效替代（therapeutic substitution）與「模仿藥」（“me-too” drugs）問題。

相較於學名藥同成分卻藥效不同的論述，模仿藥是成分類似（因此不是學名藥），但實際藥效差異不大的藥物。這些藥物固然增加市場選擇性，但是否可以學名藥施行「替代」，考驗著醫療的專業判斷。

模仿藥固然增加市場選擇性，但是否可「替代」學名藥，考驗著醫療的專業判斷。圖 / publicdomainpictures

第二是健康保險機構的興起與健康科技評估（health technology assessment）。

過去原廠藥與學名藥直接在市場廝殺，現在主戰場轉移到保險的藥物處方集，透過給付方式操弄開藥行為。同時保險機構也有自己的考量。不管原廠藥還是學名藥，承保單位會透過科技評估衡量藥效與進貨成本。

第三是來自海外的學名藥挑戰。

在美國的大藥廠關心海外市場，但在智慧財產權談判上遭遇阻力，不像在國內一樣呼風喚雨，讓一些學名藥廠可以成長坐大。而呼應美國的醫藥需求，海外的學名藥大廠則順勢叩關美國，分食市場大餅。

呼應美國的醫藥需求，海外的學名藥大廠順勢叩關，分食市場大餅。圖 / pixnio

究竟學名藥何去何從？迥異於商品與全球化的抽象批評，葛林回到藥物的基本關懷——創新與分享。在製藥產業從小分子的合成藥往大分子的生物製劑邁進時，學名現象繼續存在，但這次的主角是生技藥品。生技藥品不算學名藥，但依循著學名藥打出來的研發脈絡發展。

另一方面，作者指出學名藥完成「創造競爭，打破壟斷」的階段任務，開立學名藥成為各界共識，但跨國藥廠的品牌角逐才正開始，對此他不樂觀。他指出這些大藥廠挾龐大資本翻弄原廠藥與學名藥，用品牌將這些產品納入旗下，回到二十世紀初期製藥大廠主導品牌與市場的光景，值得有志者關注。

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本文摘自《藥櫥裡的時空穿越：從學名藥看現代製藥的前世今生》，2018 年 7 月，左岸文化出版。

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• 郭文華│國立陽明大學科技與社會研究所／公共衛生研究所
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這本藥物與社會的精彩研究獲得醫學史、科學史、醫療社會學、公共衛生、醫學人類學、醫學與化學領域期刊的關注。

書評者肯定本書的重要，但重點不同。

和而不同，積極對話的藥物社會研究

就書寫手法而言有人看到時間的延伸，有人看到主題的鋪陳。就內容來看有人認為本書對美國 FDA 的分析十分精彩，有人則從本書看到學名藥的全球流動。而最令人震驚的自然是「generic」的概念。如索博達（Debra Swoboda）在《健康與疾病社會學》（Sociology of Health &Illness）期刊的書評指出的，本書一言以蔽之是指出「學名藥宣稱與品牌相同但卻不同；任何斷言它們相同的說法遮掩了兩者之間的差異」。

學名藥宣稱與品牌相同但卻不同；任何斷言它們相同的說法遮掩了兩者之間的差異。圖 / pixabay

同為醫師人文學者，在藥物與社會的研究裡耕耘，對我來說本書的重要啟示不是學界讚譽，而是社會影響。在本書出版後葛林接受各種電台，包括美國公共廣播電台的訪問，將這個冷門議題打進《紐約時報》、《富比世》與《紐約客》等大眾媒體，提醒大家重估作為「老技術」的學名藥的市場可能。

在這個意義上本書已經不只如羅林斯（Michael D Rawlins）在《柳葉刀》（Lancet）的書評所說，將學名藥研究「帶出生命」；它進一步讓傳統的文史研究與當代議題對話，共同找尋群體健康的可能。

有朋自各方來，藥物將我們匯聚一起

這讓我憶起研究東亞臨床試驗時「和而不同」的同好。

這些人中有的關心墨西哥的學名藥產業，有的正處理非洲的藥物供給與健康計畫，有的試圖串接印度學名藥與生技產業，有的才出版阿根廷精神用藥的專書。

在傳統學科分類中我們單打獨鬥，題目各不相同，但藥物這既尖端又普遍，既資本密集又活人濟世的科技讓我們認識彼此，從案例裡拼湊全球製藥（global pharmaceuticals）的複雜圖像。數年後我們陸續在學界安身立命，但沒讓成果束之高閣。我們出版著作，也在國際衛生、全球政治經濟、健康產業的反省上積極加入討論，提出建議。

圖 / staticflickr

也是在這群朋友的介紹下我知道本書作者，參加他《按數字下藥》專書在 4S 會議的討論。但有機會跟他長談時這本書的英文版已即將出版。在馬尼拉的艷陽下我們分享在波士頓的共同老師與朋友，醫師人文學者的生涯規畫，自然還有這本書。

學名藥不算我熟悉的領域，葛林也剛到亞洲，對東亞製藥不熟。雖然如此，我們都習慣與專業交流的方式，迅速將各自所學傾囊以告，也找到幾個有趣的合作課題，相談甚歡。此後我們時有聯絡，加上左岸出版社林巧玲女士的慧眼，以致有本書的出版。本書翻譯自二○一四年的精裝本，但他特別為中文版撰寫長序，補充他「老藥新生」的觀點，點出亞洲製藥的動態與提醒二○一六年才通過的《二十一世紀醫療法案》，誠意十足。

回望自身，台灣的學名藥困境

雖然如此，我們終需面對自己的學名藥困境。

臺灣製藥業始於一九二○年代，特色是藥廠家數多，水準參差不齊，創新上並未著力，外商則挾其強勢品牌主宰市場，類似十九世紀的美國。

自己的困境只能由自己來解。圖 / staticflickr

一九八二年實施的優良藥品製造標準（Good Manufacturing Practice，GMP）是藥業轉型的里程碑。透過專職稽查與追蹤考核，原先約五五○家的西藥廠在實施後的五年內陸續減少到二一一家，一些老牌學名藥廠商如生達、永信、中化等則擴大版圖，穩健精進。而政府也逐步提升製藥品質，在二○○五年與二○一四完成現行優良藥品製造作業標準（current Good Manufacturing Practices，cGMP）與 PIC/S GMP 稽查，讓一一○家藥廠與國際接軌，是藥政的里程碑。

如果臺灣學名藥已經「與世界同步」，健保也將學名藥納入，使用比例高達七成，那為何大家還是對它們沒有信心？

學名藥遭遇的市場與健保問題

前面我用三個事件提醒讀者學名藥不光是個人感受，更與藥物法規、健康體制與全球政治相關。從本書出發，在本文最後我分享幾個粗淺觀察。

首先是市場與健保。

本書第四與第五部分提及學名藥替代的市場競逐，在臺灣健保署是最大買家，但給付卻並非純然根據市場機制，一些原廠藥即使專利到期後依然有較高給付價格，延續品牌效應。對此，二○一四年健保署打出支持學名藥的「三同」政策，宣布專利逾期且給付超過十五年的老藥不分原廠或學名都給付相同價格。當然原廠藥多半進口，需要較高成本，但是就事論事，適用「三同」政策的原廠藥在失去市場壟斷後還享有品牌優勢，大可不必動輒宣稱退出臺灣。

相較跨國藥廠以出走促使政府試辦藥價差額負擔，以自費填補品牌選擇的差價，學名藥雖有「三同」政策支持，但無法改變它在健保下生存不易的現實。不但學名藥的品牌存在感遠低於學名（對醫師）或者是原廠商品名（對病患），每兩年的給付檢討不斷下修藥價，大幅壓低學名藥的利潤。

二○一五年《天下》雜誌的專輯說得好：「救命的藥，比一顆糖果還便宜；補充營養的點滴，價格竟不如一瓶罐裝水……。這麼『好康』的價格，真的是消費者的福音嗎？」

圖 / wikipedia

當然，我們無須就此質疑學名藥的品質，但將本求利，藥物製作的門檻並不低。要讓學名藥變成薄利多銷的「良心」企業，那市場操作就要更加靈活，有時要併購與擴張，風險不比經營原廠藥小。本書提到的學名藥廠天王梯瓦（Teva）一度引領風騷，但二○一七年的錯誤投資導致債務危機與市值暴跌便是一例。

學名藥品牌應重視臨床在地性

另一個學名藥的觀察是品牌與臨床在地性。

在一般學名藥的討論裡往往將原廠藥當作標準，只要比原廠藥使用劑量稍多，用藥期間較長就認為藥效不如原廠。

確實，一顆藥丸裡大多數內容是賦形劑，要能顆顆與原廠相同幾乎不可能，而本書也從療效相等的觀念為原廠藥學名藥「不可共量」的兩難解套。事實上，學名藥的最大貢獻不是技術創新，而是打破壟斷，提供醫師、藥師與病患更多治療選擇，例如本書第五部分所指出它對特定族群的用藥幫助。如果這種說法言之成理，那我們似乎不必過於在意學名藥是否與原廠藥完全一樣（因為它們不會一樣），而是回歸臨床，在個別病患與藥物之間找到最佳的治療策略。

對此，日本經驗值得參考。眾所周知日本製藥在一九六○年代與一九七○年代被詬病沒有創新，多半仿製原廠藥或者是推出模仿藥。但如果先放下這些成見，會發現他們是用「國藥國用」的想法打造適合日本人的藥物。

以阿斯匹靈來說，日本版的藥不但有不同於歐美的小劑量，在製程上也做足功夫，推出腸溶錠、緩衝錠與腸溶顆粒錠等劑型，滿足使用者的要求。

阿斯匹靈。圖 / staticflickr

又例如大家愛比較的抗生素，在引進第一代頭孢子菌素藥物時日本藥廠不但重新製作，更透過醫師的臨床經驗找出適合的使用方式放進使用說明。

我認為學名藥固然受惠於原廠，有效成分無庸置疑，但一味拘泥於原廠設定的使用方式，忽略藥物的臨床在地性，似乎也矯枉過正，拘束了醫師藥師揮灑專業的空間。

別忘了老祖宗的智慧：從學名藥的角度談中藥的發展

在政府整頓製藥產業之際中藥也引進 GMP 制度，在二○○五年以查驗與輔導方式將中藥廠加以轉型，更計畫在二○二五年部分實施 PIC/S GMP 認證。這些法規的改進，參照近年來政府推出的「中草藥產業技術發展五年計畫」（2001-2005）與「生技製藥國家型計畫」的中醫藥部分與「中醫藥現代化與國際化」等大型研究計畫，顯示臺灣善用豐富使用經驗與研究基礎，結合產官學，在中草藥領域拔得頭籌的企圖心。只是「立足中藥，放眼全球」的說法雖然吸引人，但如何找出創新之道則人言各殊。

圖 / pixabay

不同於原廠藥的專利研發模式，本書「品牌中心」的論點提供中藥發展的另類可能。具體而言，中藥內容上類似學名藥，藥方來自經典，藥材來自大自然，不算是祕密。

雖然如此，因為臺灣大多使用科學中藥，也就是中藥的濃縮顆粒，在製作、劑型與確認藥效上都有許多研發空間。因此，如果要打造現代中醫藥產業，政府一方面可以繼續鼓勵廠商找出中藥有效成分，申請專利，但同時也應該透過審核機制，協助優良藥廠建立品牌（或者用本書作者的說法，是「再品牌化」），以優質產品開拓市場，貢獻群體健康。

總結本文。

葛林是新一代的醫師，也是新一代的人文研究者。他身具多學科訓練，處理跨領域的課題，主張從醫療生態的過去看到未來。

他這幾年往來亞洲，關心全球的藥物流動，也在藥品與藥價議題上以 STS 專家身分參與立法聽證。我們期待他來台建言，但先讓這本書來引導大家進入製藥的「魔衣櫥」，在時空穿越中對藥物與社會研究、學名藥，以至於製藥體制的前世今生有新的認識。

本文摘自《藥櫥裡的時空穿越：從學名藥看現代製藥的前世今生》，2018 年 7 月，左岸文化出版。

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中國有一陣子很流行穿越劇，一堆現代阿宅穿越到了古代，多到似乎留下不少現代物品，以致於在古裝劇裡穿幫出現代物品，編劇都可以大剌剌地宣稱那是另一部劇埋下的梗……

不過，據說現在穿越劇也跟娘砲、靈異、BL、嘻哈、犯罪、炫富、霸凌、貧富……等等題材一樣被禁了，因為中共高層顯示是擔心太多穿越會搞亂歷史，真是心懷天下蒼生啊。如果真可以改變歷史，我想那些編劇應該很想寫部限制級穿越劇本，劇情只有個變態穿越到過去逼迫那些高官的老爸們把他們全部射在牆上吧！或者，既然怕搞亂歷史，不如送他們一些鐘吧。

這裡很多鐘，請自取。圖/geralt @pixabay

老實說，我是一部穿越劇都沒看過，也不知道它們有趣在哪。如果有一天我不小心睡醒穿越到了古代，在一個沒有電、沒有網路、沒有手機的年代，我是要如何生存啊？穿越回去就成了先知嗎？那時候，我一定非常後悔沒把歷史上每個年代和人物給鉅細靡遺地背到滾瓜爛熟，然後一整個在狀況外……這想想就太恐怖了……

你要一台時光機幹嘛咧？

我在教演化生物學時，常跟學生說，演化生物學是門歷史科學，因為沒有時光機，我們無法回到過去眼見為憑，所以只能從生物在生理、解剖、生化、遺傳等等留下的各種蛛絲馬跡來推斷過去發生了什麼事。歷史學更不用說了，也要靠遺留的文獻、遺跡、傳說等等拼湊過去。然而，即使有了時光機，我們回到歷史現場就能判案了嗎？太多事情的發生都有其脈絡，即使有了時光機，就沒了羅生門嗎？

演化生物學是門歷史科學，需要從各種線索拼湊過去。圖/falco @pixabay

姑且不論這些古怪的想法和劇情，時間旅行本來就是很普遍的科幻題材，但是我也非常好奇，為何時間旅行有這麼大的吸引力呢？讓科幻小說家樂此不疲地創作相關題材。會一再成為小說題材，當然是因為迄今還沒人辦到呀，過去對著手錶說話傳視訊是幾十年前科幻片的劇情，現在你對著智慧手錶說再多話，都沒人多看你一眼，除非你正在爆料……

其實想想很有趣，我們在空間中的移動，可以上下左右前後，可以「唉呀，我跳進來啦。怎樣？我又跳出去了，唉呀，我又跳進來啦！打我啊笨蛋！」可是，在時間上，我們卻不能這樣跳回過去啊，又跳到未來去啦，別打我啊笨蛋！

跳出來又跳回去。GIF/Youtube

人們對於時間的觀念是變動的

那麼時間旅行的概念又從何而來？是知曉了愛因斯坦的相對論後，還是愛因斯坦讀了科幻小說才有了靈感？時間，從古至今對人類來說都是一樣的嗎？那什麼是時間呢？

科普暢銷經典《混沌：不測風雲的背後》（Chaos: Making a New Science）和《資訊：一段歷史、一個理論、一股洪流》（The Information: A History, a Theory, a Flood）作者詹姆斯．葛雷易克（James Gleick）在他的新作《我們都是時間旅人：時間機器如何推動科學進展，影響21世紀的人類生活》（Time Travel: A History）就要來告訴我們歷史、哲學、文學、影視和科學中的時間文化誌。

《我們都是時間旅人》告訴我們，人類和時間概念的關係並非一成不變的。科幻大師 H‧G‧威爾斯（H. G. Wells，1866－1946）寫下《時間機器》（The Time Machine）後，才打開了人們對時間軸的想像，我們才能夠想到原來可以「唉呀，我跳到過去啦。怎樣？我又跳到未來去了，唉呀，我又跳到過去啦！打不到我啊笨蛋！」，至少在小說中可以這樣哦。

不僅是西方的科幻小說愛用這時間旅行的元素，前述的中國影劇也愛（直到可能被禁為止），日本的科幻卡通也有不少，族繁不及備載。在《我們都是時間旅人》中，葛雷易克化身歷史學家，彷彿也搭了台時光機回到過去，不斷探索時間旅行幻科小說的歷史及意義，讓這本科普書充滿了濃濃的文學味。

我們熱衷於想像未來

未來主義誕生於工業革命後，而過去人類幾千年的歷史中，大多數技術上的變化往往要好幾十甚至幾百年才勉強看得出來一些些，直到最近幾個世紀，我們才能在一生中清楚看到科技的飛速進展，快速到沒幾年就有令人瞠目結舌的新科技出現。於是，人們熱切地想像未來的光景，才會有穿越到未來的科幻作品吧。

時間旅行除了到未來，當然還要回到過去啊。考古學家在過去的遺址挖出來有待破譯的東西可多的，但是別幻想了，它們幾乎全都不是寫給未來的考古學家看的，過去的人們連考古學的概念都沒有，更甭提會想到未來有人會對他們感興趣。只有當我們熱衷於想像未來，才會刻意為未來的考古學家留下所謂的時間膠囊，《我們都是時間旅人》就為我們介紹好些有趣的。不過，我想也不必這麼刻意啦，很多無法分解的垃圾，早就為未來的考古學家留下極為大量的東西來考察了。

未來的考古學家表示：太多了啦！圖/Pexels @pixabay

我們對於時空的認知在物理學家的調教下，也從三維進化到四維。愛因斯坦、艾丁頓、惠勒、霍金等理論物理學家提出重力場、蛀孔理論、多重宇宙等等新學說，為時間旅行做出理論上的貢獻，例如封閉宇宙裡的閉合時間曲線，如果你找得到蛀孔（wormhole，舊譯蟲洞），就能玩穿越。當然這全都是理論，或者如果科學家找到了所謂的「快子」（tachyons）──比光速快的粒子，那就不再是想像。

時間究竟是什麼？

嗯，好吧，理論上可行，但是至少不再純粹是天方夜譚。然而在邏輯上，時間旅行卻製造了一個麻煩的悖論：如果有個變態回去殺了他那還是小正太時的老爸呢？好吧，人性本善，所以回去殺了希特勒呢？時間旅行把已經不容易搞清的因果關係弄得令人覺得好亂啊。

時間究竟是什麼啊？你我都認為自己知道時間是什麼，直到我們必須定義它的時候。我們的語言和認知限制了自身的時間觀和體驗，尤其是在隱喻的部分，像是工業革命後鐵路誕生，時刻表一再提醍我們要看看錶或鐘，或者資本主義的世界裡，時間就是金錢的概念。有人比喻時間就像條河。但實際上，時間並不如河，至少不會分成小支流，除非你以為那可以用來比喻多重宇宙。

在封閉宇宙中，一切都已經發生了，時間只是我們意識的錯覺。如果這是真的，那我們的未來是由命運還是自由意志所決定？

《金剛經》（वज्रच्छेदिकाप्रज्ञापारमितासूत्र）云：「過去心不可得，現在心不可得，未來心不可得。」，如果我們這麼在乎過去和未來，那當下呢？

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一九七八年，俄羅斯科學家阿納托利．布戈爾斯基（Anatoli Bugorski）在視察俄羅斯最強的粒子加速器（能把亞原子粒子加速到接近光速的機器）「U–70」時，遭主粒子束打中後腦勺，並從鼻子穿出。他不覺得疼痛，只表示看到「宛如上千個太陽的閃光。」醫生速速把他送去醫院檢查，以為他會死於輻射中毒。不過，除了臉部癱瘓、偶爾癲癇、輕微輻射病及頭上有個小洞之外，布戈爾斯基並無大礙，繼續完成博士學位。

大型強子對撞機。圖/flickr

那強百倍的大型強子對撞機可以嗎？

這是不是表示，你可以把手放進歐洲新的大型強子對撞機（Large Hadron Collider）？你會不會得到一個挺酷的傷疤，除此之外毫髮無傷？不。你和你的手都不會這麼幸運，畢竟俄羅斯 U–70 加速器的威力還不到大型強子對撞機的百分之一。

大型強子對撞機是世上最強大的粒子對撞機，可把在十七哩（二十七公里）圓型隧道內的質子，加速到 0.99999999 c（時速僅比光速少七哩），並在世上最大的撞擊大賽中讓它們相撞。這撞擊威力相當強大，曾引發小社群強烈反彈，擔心會產生足以吞噬地球的黑洞。

大型強子對撞機可把質子加速至0.99999999 c（時速僅比光速少七哩）。它們相撞的撞擊威力相當強大，曾引發小社群強烈反彈，擔心會產生足以吞噬地球的黑洞。圖/pixabay

這質子束是由一千億個質子構成，若加速到接近光速，會帶有巨大能量，相當於四百噸的列車以時速百哩前進。

質子束的能量很強，可在一毫秒內在銅中鑽一百呎（約三十公尺）深。正因如此，多數加速器都指向地底，以免故障時質子束射向城市，造成傷亡。

震破耳膜的巨響──電子束的第一波衝擊

這樣你該明白，為什麼不能把手伸進質子束了吧？但假設你沒看見警告標誌，仍然把手伸進去。那麼，第一個會出的問題是什麼？你的耳朵。

在大型強子對撞機中，碳纖維骨架引導質子束的前進。如果質子束偏離，會撞擊到碳纖維，這聲音聽起來就像你站在演唱會的喇叭之前那麼大聲。之後，當科學家做完實驗，這質子束的能量就會被扔進當作質子阱（proton trap）的石墨塊，聽起來像是兩百磅（九十一公斤）的黃色炸藥（TNT）爆炸，足以震破耳膜。

如果質子束偏離，會撞擊到旁邊的碳纖維骨架，而你的耳朵就好像站在演唱會的喇叭之前。當實驗結束，這質子束的能量就會被扔進當作質子阱（proton trap）的石墨塊，聽起來像是兩百磅（九十一公斤）的黃色炸藥（TNT）爆炸，足以震破耳膜。圖/pixabay

因此，你得戴耳塞。但說真的，耳膜震破是最不嚴重的問題。更大的問題在於質子束的力量。

手一動就切兩半──電子束的第二波衝擊

質子會毫無阻礙地通過你的手。質子束很小，寬度只和鉛筆的鉛芯差不多，且移動速度之快，你根本不會覺得痛。質子束很可能錯過你的骨頭，你的手或許能繼續正常運作，但只有手掌在非常非常靜止的時候是如此。

U–70 俄羅斯反應器不僅力量比大型強子對撞機小得多，而且只打出一發，因此布戈爾斯基頭上只有一個洞。大型強子對撞機比較像質子機關槍，在兩秒內發射將近三千發。如果你在第一發時把手抽離，質子束就會把你的手切成兩半。

千萬別這麼做。

U–70 俄羅斯反應器只打出一發，因此布戈爾斯基頭上只有一個洞。大型強子對撞機比較像質子機關槍，在兩秒內發射將近三千發。如果你在第一發時把手抽離，質子束就會把你的手切成兩半。圖/pixabay

輻射中毒而死──電子束的第三波衝擊

質子穿過你（但願是）靜止的手時，還會發生另一個更嚴重的問題。移動得這麼快的粒子必定有強烈的輻射。即使你離質子束好幾公尺，得到的輻射量還是會和照完整的胸腔 X 光一樣。

不過，如果質子束打到你，你究竟會得到多少輻射卻很難說。質子束本身帶有極大量的輻射，殺死你還綽綽有餘，不過大部分的輻射會錯過你。這是因為，雖然你認為你的手是靜止的，但從原子層次來看，其實是很大的空間。

如果你手上的一個原子放大成足球場的規模，那麼原子核就是在五十碼處的一粒彈珠。由於朝你發射的輻射子彈也相當小，多數都會錯過，因此饒了你一命，你不會馬上死。可惜的是，雖然大部分會錯過，但你可能被剛好夠多的輻射量擊中，於是緩慢而痛苦地死去。

質子束本身帶有極大量的輻射，殺死你還綽綽有餘，不過大部分的輻射會錯過你。可惜的是，雖然大部分會錯過，但你可能被剛好夠多的輻射量擊中，於是緩慢而痛苦地死去。圖/pixabay

即使 U–70 加速器不到大型強子碰撞機力量的百分之一，就差點讓布戈爾斯基死於輻射中毒。有鑑於此，我們敢打包票，大型強子碰撞機的質子束必定會奪去你的性命。質子束打到你手部時所產生的粒子，會以至少十西弗的輻射毒害你全身，而你的經歷會像一九九九年日本東海村核燃料製備場的意外中，兩名死亡的工作人員一樣。

巨量輻射讓你怎麼死？

大內久與篠原理人在製造小批量的核燃料時，因配方計算錯誤，導致混合物發生臨界事故。即使是接觸到致命的輻射量，受害者也不會立刻感到不適。症狀可能要經過幾個小時才會浮現。但是暴露在極端大量的輻射量時（例如你、大內久與篠原理人），症狀卻會馬上出現。

等到質子束穿過你的手，你眼前會馬上出現藍光，這是因為輻射通過你眼球液體的速度比光速還快（光速在水中的速度，比在真空慢三○％），並產生看起來是藍色的電磁波，稱為「契忍可夫輻射」（Cherenkov radiation）。大內久與篠原理人都說看見房間變成藍色，然而安全攝影機卻未顯示任何顏色改變。

質子束穿過你的手，你眼前會馬上出現藍光，稱為「契忍可夫輻射」（Cherenkov radiation）。 圖/wikimedia

質子束的能量會讓你變熱，因此你除了覺得房間顏色變藍之外，也會感覺變得很熱。你也會馬上想吐，因為輻射攻擊胃壁。你的皮膚則嚴重灼傷，此外還呼吸困難，可能失去意識。

你的白血球數量會降到趨近零，免疫系統無法發揮作用，內臟慢慢受損。醫生能治療你的症狀，卻無法挽回遭到輻射毒害的器官。你會在四到八週內死亡，確切時間取決於你所接收到的輻射量及內臟損壞惡化的速度。

不過，你手上的洞會很小，遲早會癒合，只留下小小的傷疤。

本文摘自《然後你就死了：被隕石擊中、被鯨魚吃掉、被磁鐵吸住等45種離奇死法的科學詳解》，2018 年 5 月，臉譜出版。

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• 卜宏毅（加拿大圓周理論物理研究所博士後研究員）

迷人的時間旅行

我們都是時間旅人？我們已經可以時間旅行了？！我們都對哆啦 A 夢的時光機不陌生，但時間旅行與時間機器的這個想法，原來是在上個世紀英國作家威爾斯（H. G. Wells）的科幻作品中才首次露面。「時間旅行」確實是個引人入勝的概念，光是提到這個名字，每個人心中或許都浮現出自己的故事與畫面，卻又難以道盡：也許是因為我們總不免懷念過去，也許是後悔某些決定，又也許是對充滿未知變數的未來好奇。或多或少，我們也都想像過如果能時間旅行會是什麼樣的場景。

當然無數的小說與電影，例如：《風雲人物》（It’s a wonderful life, 1946）、《回到未來》（Back to the future, 1985/1989/1990）、《接觸未來》（Contact, 1997）、《救世主》（The one, 2001）、《蝴蝶效應》（The Butterfly Effect, 2004）、《真愛每一天》（About Time, 2013）、《超時空攔截》（Predestination, 2014）、《星際效應》（Interstellar, 2014），都曾在時間旅行的主題上譜出動人的故事，有些故事甚至能使我們更反思當下生活的點滴。這就是時間與時間旅行的魅力，但同時，我們卻常忘記自己其實是會隨著時間流逝而變化、衰老，不由自主地在時間中旅行──屬於我們自己的時間旅行。

電影《回到未來》的時光車。圖/wikipedia

作者葛雷易克用他個人的品味與廣泛探究，綜合歷史、哲學、文學、科學、文化等不同面向來探討時間旅行這個主題。從第一章開始，作者以時間旅行的始祖開頭，接著娓娓道來和時間相關的想法和概念，包括第四維度、未來學、未來主義（第二章）悖論、黑洞、蛀孔、相對論、同時的相對性、光（第三章）、記憶（第四章）、自由意志、宿命論、決定論（第五章）、熱力學、時間箭頭、熵（第六章）、時間之河、量子力學、量子電動力學、薛丁格的貓、多重世界（第七章）、佛教、永恆、幻象（第八章）、時間膠囊（第九章）、蝴蝶效應、多重宇宙（第十章）、因果論、封閉類時曲線、時序保護猜想（第十一章）、量子引力（第十二章）、非自主記憶、精神時間旅行（第十三章），到最後一章（第十四章）作者提到時間是個殺手，時間旅行是躲避死亡的一種手段，並給出活在當下的忠告。

書中隨意的輕重分配比較像是作者在飽覽時間與時間旅行的相關作品和研究後，思緒與心得恣意奔馳的作品──有時是概念的匆匆一瞥以及在不同章節的跳躍出現，有時是突然大量描述引用小說的劇情；作者這樣的安排或許增加了讀者對書中提到的各個領域理解的困難度，但也確實激發讀者對某些從未耳聞的主題或作品有一探究竟的動機。本書像是一次出航，讓不同背景的讀者在不同的章節中找到共鳴而流連（讀者可以看看是否你對時間旅行的聯想也被納入書中，而作者又是用什麼樣的角度去描述）。本書又或是更像一張地圖或是一袋種子，讓讀者的思緒或好奇心在某個午後發芽。

時間與空間的觀念革新

在開始閱讀本書之前，或許以下額外的物理資訊會對你有所幫助：

時間和空間，像是兩個擁有截然不同特性的東西。在日常生活中，我們可以在空間中相對自在地移動，但在時間中我們只能往前。在十七世紀牛頓的時代，人們認為存在著絕對的時間與空間：它們提供了萬事萬物存在互動的舞台。想像一下，在這樣的絕對時間與空間中，有位在地面上的觀察者 A，和相對於 A 在等速運動的火車裡的另一位觀察者 B。如果觀察者 B 丟出一個球，那麼觀察者 A 將會看到這顆球的速度是火車相對於 A 運動的速度加上 B（相對於火車不動）丟球的速度。

然而，到了十九世紀，人們漸漸注意到時間和空間並非獨立運作，他們以一種巧妙的方式一起合作，讓即使是相對運動速度接近光速的兩位觀察者（例如在地面上的觀察者 A，和相對於 A 在一個接近光速且等速運動的火箭裡的另一位觀察者 B），居然量測到的光速都是一樣的！如果你還記得描述速度概念時我們同時運用到了時間與空間的概念（例如：火車的速度是每小時一百公里），意味著時間和空間的建構在不同的座標系統（即是兩位觀察者各自存在的座標系統）並不一樣，使得觀察者 A 與 B 能測量到同樣的光速！甚至對觀察者 A 來說，兩個「同時」發生的事件對觀察者 B 來說並非同時（相對論就是指這樣「相對」的概念）。

一九○五年愛因斯坦提出的狹義相對論即是描述與規範了時間和空間（還有質量）的相對性。因為時間和空間的共同合作，時間和空間也一併稱為時空（spacetime）：三維空間加一維時間（而不是指把時間當成空間的四維空間描述）。這就是書中隨處可見的第四維度，第一章提到的時空就像是個「塊體」（block）的結構，以及在第四章中特別提到的光和時空的背景故事。

時空是可以彎曲的。圖/JohnsonMartin @pixabay

理解時空的故事還在繼續。狹義相對論雖然有了時空的概念，但在狹義相對論中所討論的時空，是個處處均勻的「平坦」時空。人們接著發現時空可以彎曲，而且物體在彎曲時空中的表現，就等同於重力對物體的影響。同時，物體本身的存在也造成了時空的彎曲。

一九一五年愛因斯坦提出的廣義相對論即是描述上述的時空彎曲與能量（與質量）的關係。而黑洞（在廣義相對論中被理解成一種時空結構）附近的奇怪性質是最經典的一個例子：黑洞的內部被定義成是光都無法往外逃出的區域，而在黑洞外部，空間在黑洞附近會沿著半徑方向被拉長，而越靠近黑洞時間流逝得越快，而且光線還會被彎曲（黑洞內部的時空結構則又更奇怪了）。因此，的確可能利用時間流逝速率的差別來做時間旅行。如果太空船有機會靠近黑洞，待一陣子再離開的話，太空船裡的人經歷的時間會比沒有靠近黑洞的人要慢許多，就等於是到達了那些沒有靠近黑洞的人的未來（電影《星際效應》裡也有這樣的劇情）。書中的第三章與第十一章簡短提到了這樣的想法。

在提出廣義相對論之後約一百年的今天，我們開車導航所仰賴的全球定位系統（Global Positioning System，其原理是接收在高空至少四個人造衛星送出的訊號，再根據時間差來計算在地表上的位置），就必須要考慮在地表的時間流逝比在人造衛星所在高空的時間流逝要慢的相對論效應（就像是在黑洞附近一樣，只是效應要小許多：GPS 需要考慮到 10^-9 秒的時間修正），才能做到精準的定位，這些在書中的第二章也曾提到過。

配備 GPS 讓你開車不迷路。圖/pxhere

時間旅行有可能嗎？

探索廣義相對論所允許與預測的時空結構讓人意外連連。時空不但可以彎曲，還可以旋轉、誕生，甚至有些時空能允許觀察者在不超過光速的情況下，在時空中不停「旅行」，最後卻能回到當初出發的時空點（這樣的奇怪宇宙由第十一章提到的哥德爾［Kurt Godel］所發現）。這樣的時空旅行在時空中呈現一個閉合的曲線，也就是在十一章提到的封閉類時曲線（closed timelike curve；這裡的「類時」［timelike］指的是旅行過程中從時空的每一點到下一點都在光速的限制內）。在這理論下允許的時空雖然吸引人，但我們的宇宙似乎沒有這樣的特性。

另外，根據廣義相對論，時空也可能允許形成一種蛀孔（wormhole）的結構（在第三章與第十一章提到），在時空中的兩個地方建立捷徑。讀者不妨把時空想成蘋果表面，而蛀孔就像是在蘋果上蛀的一個洞。蛀孔的時空結構並不穩定，無法穩定存在到真的有生物可以穿越過去。因此我們特別稱呼可以穿越過去的蛀孔稱為可穿越蛀孔。想像某個先進文明可以自由控制著蛀孔兩端的入口，將一端放在黑洞附近，另外一端放在遠處，根據洞口兩端的時間流逝的不同（之前提過的相對論效應），經過一段時間後，就可以建立起一個洞口兩端連接起穿越過去與未來的時間機器。

然而，假如時間機器與時間旅行真的能實現，那又會如何？雖然到達未來的時間旅行在因果關係上比較沒有問題，但如果是回到過去，就會出現一些讓人頭疼的問題。當歷史已經確定，我們有可能回到過去改變歷史嗎？第三章與第十一章提到的祖父悖論，就是時間旅行中經典的問題：如果回到過去殺害自己的祖父（甚至是殺害自己），你還會存在嗎？

的確有些物理學家認真探討過這種問題，大致上有兩種觀點：第一種是無論你怎麼嘗試，絕對無法成功，甚至你回到過去的所作所為就是造成你出發前的歷史。在這種情況下，歷史只有一個，而且因果律被保存下來。這就是時序保護猜想（第十一章）。雖然這樣解決了時間旅行中因果矛盾的問題，但又衍生出另一個問題：如果回到過去的我們沒有辦法做出或完成某些決定，那麼自由意志在哪裡（第五章）？另一種觀點，是你真的有可能成功殺害過去的自己。這種情況下，自由意志被保存下來，卻又產生了因果矛盾。其中一個解套的方法，就是允許有另一個歷史，但是不同的歷史卻各自存在於不同的世界中。這樣的想法源自於下面要提到的量子力學所提供的另一種觀點。

如果你回到過去殺了祖父，那還會有你的存在嗎？如果你不存在，又怎麼能殺了祖父？圖/pxhere

科學家仍然在奮鬥的難題：時空結構可能更複雜

時間再拉回十九世紀，當相對論為時間與空間帶來新的生命時，人們對分子尺度以下的微觀世界的認識也從發現光量子（光的能量不是連續的，而是一個個可以分開數的「光子」；這樣非連續的本質稱為「量子」）誕生的量子力學而徹底改變。量子力學描述的微觀世界是個充滿魔法的世界：系統的狀態只能允許呈現不連續的物理特性，粒子可以穿牆，也能呈現波的性質，而且對粒子的位置測量的越精確，就越不能確定其運動狀態。

在量子的世界中，粒子性質在被測量前呈現隨時間演化的機率分布，直到測量時粒子性質才被確定下來。人們雖然找到描述量子世界中機率隨時間演化的數學描述，卻對這些描述產生不同的理解與詮釋（儘管這些理解不影響數學公式的運作以及對實驗的預測）。其中一種觀點是沒有被觀測到的結果，其實在另一個世界中被觀測到，而那個世界和我們這個世界彼此各自獨立。這就是在第七章和第十二章提到的多世界詮釋（many-worlds interpretation）。

在相對論與量子力學在各自的領域獲得空前成功的同時，狹義相對論與量子力學結合成了一個新的分支，稱為量子場論。量子場論中最先被推導出來的部分是（第六章提到的）描述電磁作用的量子電動力學。量子場論適當地描述了基本粒子與它們之間交互作用，唯獨重力還未能包含在這個大架構之下。時至今日，物理學家還在努力朝這個方向前進，希望由一個更廣泛的理論來概括廣義相對論和量子力學。這個企圖將重力量子化的理論稱做量子引力。合併量子力學和廣義相對論是一個艱難的工作，甚至物理學家們對考慮量子力學後的黑洞表面（廣義相對論中最經典的時空結構之一）的本質，至今過了四十多年還是各有看法，懸而未解。

無論如何，量子引力將能回答諸如「時空在極小的尺度下是否是不連續？怎麼不連續？」的艱難問題，並帶給我們對時空更加深刻的理解。在發展量子引力理論的過程中，對於時間空間的維度有了新的猜測，時空也許不只是相對論中所考慮的四維，而有更多的維度（十維甚至更多！）。這些可能存在的高維度世界也許共存著我們宇宙之外的平行宇宙（parallel universe），在某些狀況下這些平行宇宙也可能互相影響。這些概念與十二章提到平行宇宙的分類其中幾種相關聯（前面提到的多世界詮釋也是平行宇宙的分類之一）。這些「隱藏」的維度是否真的存在或者只是數學上的概念，是物理學界的大哉問。無論如何，在葛雷易克的穿針引線下，讀者將會在一路上隱隱約約看見這些風景。

更高維度是否真的存在或者只是數學上的概念？圖/geralt @pixabay

熱力學定律能指出時間的方向

最後，我們再來認識一個和時間有關的物理領域：熱力學。熱力學是探討溫度（能量的一種形式）、系統與環境的能量轉移的一門科學，從八○年代開始，為了增加蒸汽機效能的了解而發展。在熱力學中有些過程一旦發生是無法回到之前狀態的（例如將一杯水倒入大海中），稱為不可逆過程。了解不可逆過程的一種看法是觀察系統的微觀狀態的統計性質──在各種可能的微觀系統組合中，系統的狀態會趨於最可能出現的狀態。不同的系統狀態根據不同微觀系統組合的可能程度，擁有不同的「熵」值。

熱力學中的其中一個定律就是，系統的熵值只會保持不變或是變得越大。後者的陳述描述了不可逆過程，也讓時間有了一個能分辨的方向。就像第六章裡提到的，這讓時光旅行的討論變得更加複雜。

「時間」，我們對它為何那麼熟悉又陌生的可能原因之一是，它有太多的名字：很久很久以前、小時候、當初年輕時、長大後、下一世代、未來……。另一個原因是它也有太多的身分：時間是金錢、是沉澱、是養分、是變化、是河、是箭頭，也是通往永恆的起點（也或許是終點）。書中的最後一章，是我最有共鳴的章節。面對永遠，也許在我們的時間旅行中，都有過這樣的時刻：

Millions long for immortality who don’t know what to do with themselves on a rainy Sunday afternoon.（人們渴望永生，卻又不知道在下雨的周日午後要做什麼。）

──英國小說家蘇珊‧艾耳茲（Susan Ertz）

你最喜歡書中的哪個章節？如果你可以時間旅行，你想要做什麼呢？

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編按：《學生為什麼不喜歡上學？》這本書以認知心理學研究成果為根基，歸納出大腦如何學習和記憶，並提供了教師如何應用這些認知原則於教學現場的方法。

心智模型長這樣，原來我是如此思考！

稍微瞭解一下思考運作的方式，有助於你瞭解思考困難的原因，這樣一來就能讓你瞭解如何幫助學生把思考變容易，也就能讓學生更樂於上學。

我們從非常簡單的心智模型說起：

【圖 1-6】最簡單的心智模型莫過於此。圖／《學生為什麼不喜歡上學？》

圖 1-6 左邊是環境，充滿了可見可聞的事物、待解決的問題等等。右邊是你心智的一部分，科學家稱之為工作記憶，現階段暫且將其等同於意識，承載你目前正在思考的內容。從環境指向工作記憶的箭頭，表示工作記憶是你大腦內意識到周遭環境的區塊：一道光線落在佈滿灰塵桌面的景象、狗在遠方吠叫的聲音等等。當然你也同時注意到目前不存在環境中的事物；舉例來說，你可以回想起媽媽的聲音，即使她不在房間裡（或其實已不在人世）。

長期記憶是儲存你對於世界的事實型知識的巨大倉庫：瓢蟲有圓點、你最愛的冰淇淋口味是巧克力、你家三歲幼兒昨天突然迸出「金桔」 （kumquats）一詞讓你又驚又喜等等。事實型知識可能是抽象的，比如三角形是三個邊的封閉圖形，還有你對狗一般外型的瞭解。

所有長期記憶中的訊息都存在於意識之外，靜靜蟄伏，直到被需要，這才進入工作記憶中，成為意識。舉例來說，要是我問你：「北極熊是什麼顏色？」你幾乎會立刻回答「白色」。這個訊息三十秒前還在長期記憶中，直到我丟出問題，你才會意識到它的存在，讓訊息變得與目前思緒有關，於是進入工作記憶中。

來試試解題吧，體驗在工作記憶中組合訊息

當你用新的方式組合訊息（來自於環境和長期記憶），思考於焉產生。組合訊息的場域就是工作記憶。為了讓你感受此一過程，請閱讀圖 1-7 所描述的問題，並試著回答（重點倒不是解題，而是體會思考和工作記憶為何）。

【圖 1-7】／《學生為什麼不喜歡上學？》

本圖描繪有三根方樁的遊戲臺。最左邊的方樁上套著三塊面積由小到大的圓盤。題目要你把三塊園盤從最左邊的方樁移到最右邊的方樁，但移動規則有二：一次只能移動一塊圓盤，而且不能把大圓盤放在小圓盤之上。

稍微想一下，就能解出這個題目， 此時重點在於體驗工作記憶被問題占據的感覺：你一開始從環境裡汲取訊息——遊戲臺的規則與配置——然後想像移動圓盤來達到目標。

在工作記憶內，你必須保持目前在謎題的狀態——圓盤的位置——並想像且評估可能的移動方式。同時你必須記住哪些移動才符合規則，如圖 1-8 所示。

【圖 1-8】你的大腦在解圖 1-7 謎題時是這麼運作的。圖／《學生為什麼不喜歡上學？》

對於思考的描述讓我們清楚知道，在工作記憶裡如何組合及重新安排概念，是成功思考的關鍵。舉例來說，在圓盤與方樁問題中，你怎麼知道要把圓盤移到哪裡？如果你沒有見過這個問題，你或許覺得自己像在瞎猜。如圖 1-8 所示，長期記憶裡並沒有任何訊息來引導你。

拆解計算的思考過程，中間需提取長題記憶

但如果你曾看過這類似問題，那麼長期記憶中很有可能有如何解題的訊息，即使訊息並不是那麼的簡單明瞭。

比方說，試著心算這道數學題：

18 × 7

你知道怎麼做這道題。我有信心你的心算步驟和以下順序相去不遠：

1. 用 8 乘以 7。
2. 從長期記憶中提取 8×7=56 的事實。
3. 記住 6 是答案的一部分，然後把 5 進位。
4. 用 7 乘以 1。
5. 從長期記憶中提取 7×1=7 的事實。
6. 把進位的 5 和 7 相加。
7.  從長期記憶中提取 5+7=12 的事實。
8. 寫下 12，後面再寫 6。
9. 答案是 126。

你的長期記憶不僅包含事實型訊息，如北極熊的顏色與 8×7 的數值，還包含我們所謂的程序型知識，也就是進行工作時必備的心智程序知識。如果思考是在工作記憶中組合訊息，那麼程序型知識就是組合內容與時序的清單，就像是一份處方，用以完成某種類型的思考。你可能儲存處理某些事務的程序，如計算三角形面積、用 Windows 複製電腦檔案，或從家裡開車到公司。

長期記憶不僅包含事實型訊息，還包含我們所謂的程序型知識。
圖／pixabay

很顯然地，長期記憶中儲存適當的程序有助於我們思考。也因如此，解上述的數學題很容易，但解圓盤與方樁問題卻有難度。那麼事實型訊息也能幫助你思考嗎？答案是肯定的，而且還以好幾種不同的方式，這點在第二章中會討論。現階段請注意解數學題需要提取事實型訊息，如 8×7=56 這樣的事實。我說過，思考需要在工作記憶中組合訊息，通常若環境中提供的訊息不足以解決問題，你必須用來自長期記憶的訊息來補充。

當工作記憶的空間被塞爆，思考就卡住了

思考還有最後一個必要條件。舉例說明最易理解，請看下列問題：

在某些喜馬拉雅村莊的旅店裡，有一種講究的茶道儀式。參與儀式者包含一位主人和兩位客人，不多也不少。客人抵達後在桌邊入座，主人會為他們表演三道規矩。這些規矩按照喜馬拉雅人認為的尊貴程度來排列，分別是：點火、搧風、倒茶。儀式進行時，在場者任何一位都能問其他人：「可敬的先生，能夠讓我為您進行這個繁複的規矩嗎？」不過，一個人只能向另一人詢問比他正在進行的規矩中尊貴程度最低的。此外，如果一人正在進行某一規矩，那他就不能要求比他已經做過尊貴程度最低的規矩更高階的規矩。習俗規定，茶道儀式結束之時，所有的規矩都會從主人移轉到客人中最年長者。請問該怎麼進行呢？

讀完這個問題，你的第一個反應可能是「啊？」你可能會覺得必須多讀幾遍才能懂，更不用說著手解題。問題看起來很棘手，因為你的工作記憶沒有足夠空間來容納所有問題的層面。工作記憶空間有限，所以工作記憶太擁擠時，思考變得更為困難。

茶道問題其實和圖 1-7 的圓盤方樁問題是一樣的。主人和兩位客人就像三根方樁，而規矩就是要在這當中移動的三塊圓盤，如圖 1-9（很少人看出這個類比以及類比對於教育的重要，這點會在第四章中提到）。

【圖 1-9】此處以圓盤方樁題的形式來呈現茶道題。

這個版本的問題顯得困難許多，因為在圖 1-7 中清楚明瞭的內容現在必須憑空想像。舉例來說，圖 1-7 提供了方樁的圖片，有助於我們在思考移動步驟時，在心裡保有圓盤的影像。問題的規則占據許多工作記憶的空間，使得思考過程受阻，解題變得困難。

成功的思考有四大因素

總之，成功的思考仰賴四大因素：來自環境的訊息、長期記憶裡的事實、長期記憶裡的程序，以及工作記憶的空間。任何一個上述因素不夠，思考就有可能失敗。

讓我總結一下這一章。人類心智並沒有特別適合思考；思考很緩慢、費力、不可靠。因此，大多數情況下引導人類行動的，並非深思熟慮；實際上人們反而是仰賴記憶，遵循過去採取過的行動。

不過，人們覺得成功的思考有樂趣、喜歡解決問題、瞭解新的概念等等。因此，人們會找機會思考，但這麼做是有選擇性的；我們選擇那些有點難度，但看似有機會解決的問題，因為這些問題能帶來愉悅及滿足感。要解決問題，思考者需具備來自環境的足夠訊息、工作記憶的空間以及長期記憶中不可或缺的事實與程序。

本文摘自《學生為什麼不喜歡上學？：認知心理學家解開大腦學習的運作結構，原來大腦喜歡這樣學》，久石文化，2018  年 12 月出版。

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編按：《學生為什麼不喜歡上學？》這本書以認知心理學研究成果為根基，歸納出大腦如何學習和記憶，並提供了教師如何應用這些認知原則於教學現場的方法。

背景知識不但能提升閱讀力，還是思考力的源頭。我們最希望能培養學生批判思考、邏輯推理的能力，但若沒有背景知識則都是空談。

首先，你要知道，多半時候當我們見到他人在進行邏輯思考時，他其實是在進行記憶檢索。

圖／pixabay

缺乏背景知識時，解題比較困難

正如我在第一章所言，記憶是我們認知過程的第一個資源。面對問題時，你會先在記憶裡找解決方法，如果有的話，你很有可能會直接使用。這麼做很省事，也很可能有效；你會記得那個解決方法，多半也是因為上回使用時奏效，而不是行不通。

要理解這個效果，請先試著去解你缺乏相關背景知識的問題，如圖 2-6 所示：

【圖 2-6】／《學生為什麼不喜歡上學？》

每張卡片的一面是字母，一面是數字。規則如下：如果字母那面是母音，那數字那面就是偶數。你的任務是要查核這四張卡片是否符合上述規則，而翻的卡片數量要降到多少，你應該翻哪機張卡片？

圖 2-6 闡述的題目比看起來難。實際上，只有百分之十五至二十的大學生答對。正確答案就是翻開卡片 A 和卡片 3。

多數人能正確答出卡片 A，顯然若該卡片反面不是偶數，那麼就會違反規則。很多人誤以為需要翻開卡片 2，但是規則裡並沒有說偶數牌的背面一定要是什麼。卡片 3 必須翻開，因為若反面印的是母音字母，那就違反規則了。

如果我有背景知識，解題會是什麼感覺？

現在再來看看這個問題的其他版本，如圖 2-7 所示：

【圖 2-7】／《學生為什麼不喜歡上學？》

假設你是酒吧裡的保鑣。每張卡片代表一位客人，卡片一面寫著客人的年齡，一面是他喝的飲料。你要執行以下規定：喝啤酒的人一定要滿二十一歲。你的任務是查核上述四個人是否符合這個規定，但你只能翻最少數量的卡片，你應該翻哪幾張卡片？

對大多數人來說，這個題目相對簡單：你會翻開寫著啤酒的卡片（確認顧客已經滿二十一歲）和數字 17 的卡片（確認這個未成年人沒喝啤酒）。從邏輯上來看，卡片 17 和前一個版本問題的卡片 3 角色相同，但卡片 3 卻是大家都沒答對的那張卡。

為什麼第二版的問題容易許多？原因之一（但並非唯一的原因）就是這個主題你很熟悉。

你具有飲酒年齡的背景知識，也知道該怎麼執法，因此不需要邏輯推理。你對此問題有經驗，也記得該怎麼做，於是便不需要思考推理。事實上，大家憑記憶來解決問題的頻率，比你想像中要高出許多。

下西洋棋靠推裡？其實頂尖棋手的關鍵在記憶

舉例來說，世界頂尖西洋棋好手的過人之處，不是他們對於棋局推理的能力，也不是能下一著絕妙好棋，而是他們關於棋譜的記憶。之所以有這個結論，最主要的發現如下：西洋棋賽是有計時的，每位棋手都有一小時來走完他的棋。偶爾會有所謂的超快棋錦標賽，棋手只有五分鐘來下完一局（見圖 2-8）。

【圖 2-8】圖／《學生為什麼不喜歡上學？》

這個裝置叫棋鐘，是西洋棋計時器。黑色指針倒數剩下的分鐘數。每下完一步棋，棋手按下自己棋鐘上的按鈕，停止自己的計時，同時也開始對手時鐘的倒數。棋手在時鐘上設定的時間是一樣的，超快棋錦賽只有五分鐘，也就是說在這段時間內要走完所有的棋。黑色指針快要走到 12 時，靠近 12 的小旗就會被指針推到一旁。一旦小旗倒下，就代表棋手超過規定的時間，是喪失比賽資格。

大家在超快棋錦標賽中下得比較差是意料中事。 但令人訝異的是，頂尖棋手表現還是最優異，次優的依然是次優，以此類推。這個發現指出，讓頂尖選手優於其他人的原因，在超快棋錦標賽中依然存在；他們具有的優勢，並不是花很多時間的過程，因為倘若如此，那在超快棋錦標賽中就會失去優勢。

頂尖棋手之所以卓越超群，原因似乎是記憶。錦標賽等級的西洋棋手在選擇走法時會先評估局勢，判斷棋盤上哪塊區域最危急、自己與敵手防禦最弱之處等等。這個過程要靠棋手對於類似棋譜的記憶，而且因為那是記憶處理過程，花費時間極少，也許不過幾秒而已。經過評估之後，大幅縮小了棋手可能走的步數。只有到這個時候棋手才會進行較慢的推理過程，從好幾個可能的步數中選定最佳走法。

也因如此，頂尖棋手在超快棋錦標賽中表現依然亮眼。大部分的重活都是靠記憶完成，這個過程所花時間極少。根據這個和其他研究，心理學家預估，頂尖西洋棋手的長期記憶中可能儲存了五萬份棋譜。因此，即使在西洋棋這種大家認為是典型的思考推理遊戲中，背景知識依然具有決定性的作用。

背景知識幫助意義組塊的形成

毫無疑問，所有的問題都是藉由比對你過去見過的案例來解決的。當然，你有時候確實會思考推理，而當你在思考時，背景知識也有幫助。先前我在本章討論過意義組塊，也就是讓我們把個別部件視為一個整體單位的過程（比方說 C、N、N 變成 CNN），好為工作記憶騰出更多空間。我強調過，在閱讀中因為意義組塊而多出的腦力空間，可以用來連結句子之間的意思。這個多出來的空間對推理思考也很有用。

舉個例子來說，你有沒有那種能夠走入別人家廚房，快速地用現有素材做出一整桌美味佳餚，讓主人家驚訝不已的朋友？你的朋友看食物儲藏櫃時，眼中看到的不是烹調原料，而是食譜， 她利用了自己對於食物與烹飪的淵博背景知識。

請看看圖 2-9 中的食品儲藏櫃：

【圖 2-9】假設你到朋友家，朋友請你用一些雞肉和現成素材烹煮晚餐。你會怎麼做？圖／《學生為什麼不喜歡上學？》

美食專家具備背景知識，能從中端詳出多道食譜，例如：菰米蔓越莓餡料或是雞肉莎莎醬義大利麵。必備原料會在工作記憶中形成意義組塊，於是專家的工作記憶就有空間來進行規劃的其他層面，比如考量可以為這道菜增色的其他菜餚，或是開始規劃烹調步驟。

意義組塊也可應用在課堂活動中。就拿代數課上的兩位學生來說吧，其中一位對分配律還不太熟悉，另一位則非常熟練。 當第一位學生試著要解題，看到 a(b+c)，不確定那表示 ab+c， 還是 b+ac，抑或是 ab+ac。因此他停下來，拿幾個簡單數字代入 a(b+c)，確定他沒搞錯。第二位學生把 a(b+c) 視為意義單位，不需要停下來釐清，不會多占工作記憶。顯然第二位學生更可能成功解出題目。

學習專家的思考策略？背景知識仍不可或缺

關於知識與思考技巧，還有最後一個重點。專家告訴我們，他們在思考有關其領域的過程中，許多都需要背景知識，即使並非那麼描述。

舉科學為例，我們可以告訴學生許多科學家如何思考事情，學生也能記住那些建言。比方說，我們能告訴學生詮釋實驗結果時，科學家對異常（也就是出乎意料的）結果特別有興趣。出乎意料的結果顯示他們的知識不盡完全，而這個實驗包含了新知識蘊藏的種子。若想結果能出乎意料，你得先有所預料！而對於結果的預料，則是根據你對該領域的知識。我們告訴學生所有關於科學思考的策略，多數或全部都不可能在缺少恰當背景知識之下運用（見圖 2-10）。

【圖 2-10】科學家善於用「像科學家一樣思考」，但要這麼做不僅得知道並練習思考策略，還要有背景知識，才能讓他們運用思考策略。難怪知名地質學家里德曾說：「最優秀的地質學家是見過最多石頭的那位。」圖／《學生為什麼不喜歡上學？》

同樣道理在歷史、語言、藝術、音樂等也通用。我們可以提供學生關於某領域中如何成功思考推理的歸納陳述，可能看起來像不需要背景知識，但當你考量怎麼去應用時，其實是需要的。

本文摘自《學生為什麼不喜歡上學？：認知心理學家解開大腦學習的運作結構，原來大腦喜歡這樣學》，久石文化，2018  年 12 月出版。

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編按：《學生為什麼不喜歡上學？》這本書以認知心理學研究成果為根基，歸納出大腦如何學習和記憶，並提供了教師如何應用這些認知原則於教學現場的方法。

記憶力取決於知識量

說到知識，具備越多知識的人，知識增長得也越快。運用同樣的基本方法，許多實驗都確認了背景知識對記憶的好處。

研究者請一些具備專業領域知識的人（比如說橄欖球或舞蹈或電子電路），以及另一些不具備任何專業知識的人來做實驗。所有人都會讀到一則故事或一篇短文，內容很簡單，即使對該領域不擅長的人也能理解，也就是說他們可以告訴你每句話代表的意思。但到了隔天，有背景知識的人比沒有的人記得的內容要多出許多。

圖／pixabay

你可能會認為，這個結果是因為注意力造成的。如果我是籃球迷，我會樂於閱讀籃球相關內容，也會讀得特別仔細；相反地，若我不是球迷，我就會覺得無聊。在其他的研究中，研究者請受試者學習對他們來說新鮮的主題（比方說百老匯音樂劇），一半受試者學很多，一半只學一點點。之後研究者請受試者閱讀其他有關該主題的新事實，然後他們發現「專家群」（也就是之前學很多的人）學習新知學得更快更好，勝過那些「新手」（之前只學一點點的人）。

我知道這個主題，所以我記得更好！

為什麼對主題稍有瞭解後，更容易記住內容？我之前說過，如果你對特定主題知道越多，就越容易理解該主題的新訊息。舉例來說，懂棒球的人比不懂的人更容易理解關於棒球的故事。事情有意義，我們會比較有印象。

下一章會對歸納推論更深入討論，但為了讓你先有概念，請讀以下兩段短文：

運動技能學習是執行熟練動作能力的改變，這些動作能達到環境中的行為目標。神經科學界有個根本且未解的問題，就是有沒有獨立的神經系統來代表習得的連續運動技能反應。用腦成像及其他方法來定義該系統，需要詳細描述為了特定的排序任務要學習的確切內容是什麼。

 

戚風蛋糕將傳統蛋糕所用的奶油換掉，改用植物油。烘焙界有個根本且未解的問題，就是何時烤奶油蛋糕、何時烤戚風蛋糕。以專家品嚐會及其他方法來回答這個問題，必須詳細描述理想中的蛋糕有哪些特色。

第一段落擷取自一篇學術研究論文。7 每個句子都可以理解，如果你花點時間，就能看出句子之間的關聯：第一句提供定義；第二句提出問題；第三句闡述在解決問題前，必須先描述正在研究中的事物（技巧）。

第二段段落是我模擬第一段短文結構所寫的，每一句的結構都是一樣的。

你覺得到了明天再來回想，你會對哪一篇比較有印象？

圖／pixabay

第二段段落較容易理解（因此較易記住），因為你可以將內容和已知的事物連結起來。經驗告訴你，好吃的蛋糕滑順有奶油香，而非植物油的油膩，所以有些蛋糕改用植物油這個事實就足夠引起你的注意了。同樣地，最後一句提到「理想中的蛋糕有哪些特色」，你能想像蛋糕的特色可能是鬆軟、濕潤等等。

請注意，這些結果和理解無關；儘管缺乏背景知識，你也能理解第一段段落，不過少了點廣度和深度。那是因為當你有背景知識時，儘管不自覺，你的大腦也會將你所閱讀的內容，和你對該主題已知的資訊連起來。

大腦會將你所閱讀的內容，和已知的資訊連起來。圖／Andrea Nguyen @flickr

幫助記憶的關鍵就是這些連結；記住東西基本上就是給記憶提示。當我們想起和目前正試著要記起來的事物有關的東西時，就是在記憶裡搜索。因此，當我說：「想想你昨天讀過的短文」，你會對自己說：「嗯，跟蛋糕有關」，然後自動地（也許完全不自覺），關於蛋糕的訊息開始閃過你的腦海——是烤的……有糖霜……生日派對……用麵粉、蛋、奶油做的……突然之間，那個背景知識（蛋糕是用奶油做的）為回想起短文提供了立足點：「啊哈，是關於棄奶油改用植物油來烤的蛋糕。」把短文中的這些句子加入你的背景知識，會讓短文更容易理解，也更好記。但是啊，運動技能的短文卻孤立無援，獨立於任何背景知識之外，所以之後比較難想起。

不只金錢，「知識」也是富者越富

長期記憶中存在事實型知識使得獲取更多事實型知識更容易，這個背景知識的最後效應值得多加思考。你能持有的訊息量多寡，端賴你已經具備的訊息量。所以，如果你具備的訊息量比我多，那你能獲得的就比我更多。

為了讓這個概念更具體（但讓數字清楚可辨），假設你的記憶中有一萬筆事實，但我只有九千筆，我們各自記住一定比例的新事實，比例多少視個人記憶中原本有多少而定。你可記得你聽聞之新訊息的百分之十，但因為我長期記憶中的知識較少，我只能記住百分之九的新訊息。假設我們兩人每個月都接觸五百則新訊息，表 2-1 顯示了十個月之後我們兩人長期記憶中所有的訊息量。

【表 2-1】從表中可見，談到知識，富者越富。圖／《學生為什麼不喜歡上學？》

十個月之後，我們之間的差距從 1000 筆訊息拉大成 1043 筆訊息。因為長期記憶中儲存內容越多的人，學習就越容易，所以差距只會越來越大。我要迎頭趕上別無他法，只能接觸比你更多的事物。就拿求學來說，我得努力趕上，但執行起來很難，因為你以持續增加的速度在拉大我們之間的差距。

前例中的數字當然都是我編的，但基本觀念正確無誤——富者越富。我們都知道豐饒物產哪裡可以找到，如果你想接觸新單字與新觀念，你要從書本與報章雜誌裡找，學生流連忘返的電視、電玩與網路（比如社交網站、音樂網站等等）多半都是沒有幫助的。研究者悉心分析學生閒暇時間會接觸的許多內容，書籍、報紙、雜誌對於學生認識新觀念與新單字格外有幫助。

知識才是比想像力更重要

我在本章一開始引用了愛因斯坦的名言：「想像力比知識更重要。」希望現在你已經相信愛因斯坦是錯的。

知識更重要，因為知識是想像力的先決條件，或至少是引發解決問題、作出決策與創造力之想像力的前提。其他名人也曾發表過知識無用之類的 言論，見表 2-2：

【表 2-2】偉大思想家貶低事實型知識重要性的言論摘錄。（點圖放大）圖／《學生為什麼不喜歡上學？

我不知道為什麼一些偉大的思想家（他們毫無疑問相當博學）那麼喜歡詆毀學校，視學校為只讓學生進行無用知識背誦的工廠。我想我們應該把這些看法視為反諷，或至少是趣談，且我不需要傑出、能力過人的智者告訴我（和我的孩子）得到知識是多愚蠢。

正如我在本章所言，最高階的認知過程——邏輯思考、問題解決等等——都和知識密不可分。確實，沒有能力使用知識，空有知識也是枉然；但同樣地，沒有事實型知識絕對不可能有效運用思考能力。

在此我引用一句西班牙諺語，提出與表 2-2 語錄不同的見解： 「Mas sabe El Diablo por viejo que por Diablo」。大致是說：「魔鬼之所以是魔鬼，並非因為有智慧，而是因為有年紀。」這句話強調經驗很重要，由此推斷知識亦然。

本文摘自《學生為什麼不喜歡上學？：認知心理學家解開大腦學習的運作結構，原來大腦喜歡這樣學》，久石文化，2018  年 12 月出版。

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乳汁，一種專門演化出來給我們吃的食物

圖／pixabay

我們可以確實說，乳汁是唯一一種專門演化出來給我們吃的食物。我們把這個演化的禮物和其他生物共享，製成了起司。製造起司時，乳汁中的一小部分能量給了那些生物，它們慷慨回報無窮的好味道。乳腺，以及有時從乳腺分泌而出的乳汁，對哺乳類所有新生兒的生存都無比重要，真不知道哺乳類的祖先在還沒有乳汁時是怎樣活下去的。我們對於任何適應，都可以提這個問題。

達爾文在《物種原始》中堅稱，天擇造成的演化是一種漸進的過程，大自然不會突然跳一大步，而是踩著小碎步，經過長久的時間，才造成顯著的變化。他認為漸變論是天擇演化的基礎，讓這個理論能夠接受測試，並且寫道：

「如果有任何複雜的器官不是經由許多複雜、連續且細微的改變而造就的，那麼我的理論就完全失敗了。」

生物學家米瓦特（St. George Mivart）一直抓著這個句子攻擊達爾文的理論（他的名字是聖喬治，和傳說中的屠龍英雄一模一樣，或許因為這樣，覺得自己要有一樣的精神），指出古老祖先最早的乳腺應該還沒有發育完全，對於新生小動物來說根本沒有絲毫用處。他說：

「有某個動物年幼的時候能夠活下來，是因為偶然間吸取了母親皮膚上偶然出現的腫大腺體所分泌的一滴液體，其中的營養成分還少得可憐，這種說法可信嗎？」

好一個有著既定觀點的問題。

生物學家米瓦特（St. George Mivart）。圖／wikimedia

從汗腺演化而來的乳腺，比哺乳類更早出現

米瓦特年輕的時候支持達爾文的理論，但是在成為演化學家的過程中，由於本身在宗教上的信仰，他抗拒天擇的普遍性，也反對完全不含有上帝設計或指導的這個演化理論。一八七二年，達爾文在進行《物種原始》第六版（也是最後一版）的修改工作時，發現需要撰寫一章全新的內容，才能夠回答米瓦特的各種批評。

可愛的鴨嘴獸。圖／wikimedia

在這一章中，達爾文寫道：「所有哺乳類動物皆具備乳腺，其存在無庸置疑，且必在遙遠古時便已出現……」達爾文繼續說道，米瓦特質疑原始的乳腺對於後代的用處，這個問題其實並不恰當，因為當時已經知道，鴨嘴獸有類似的器官，年幼的鴨嘴獸會直接從母獸皮膚上的腺體吸取乳汁，皮膚上並沒有乳頭，鴨嘴獸幼兒不太可能出現米瓦特所說的那種問題。

鴨嘴獸是卵生的哺乳動物，這類動物稱為「單孔類」，人們認為牠們類似早期的哺乳動物。只有澳洲才有野生的鴨嘴獸，牠們在夜間活動，白天躲在地道深處。在一八七二年的時候，鴨嘴獸能夠生蛋這件事情，還只是沒有經過確認的謠言。如果當時達爾文就知道鴨嘴獸除了有原始的乳腺之外，還會生蛋，那麼他應該可以更用力強調這種動物是演化史上的孑遺生物，是哺乳動物產卵的祖先和後來具備完整乳頭的哺乳動物之間的過渡期。

就和達爾文當年的推測一樣，製造乳汁的腺體在結構上類似於皮膚上的汗腺，乳腺幾乎可以確定是由汗腺演化而來、具有特殊功能的腺體。他也正確推論出泌乳的古老起源。現在的遺傳學與生物化學證據指出，最早的哺乳動物大約在二億年前出現。包括鴨嘴獸在內，會分泌乳汁的動物全部具備了一群相同的基因，製造出基本成分相同的乳汁，這便是證據。所有的哺乳動物都得起源於一個共同祖先，這個祖先當時便有了完整的泌乳機制，才會出現後來這樣的狀況。由於泌乳機制本身很複雜，需要時間才能演化出來，因此起源的時間必定早於二億年前。這聽起來很矛盾，但是蛋比飛鳥更早出現，乳腺和乳汁也比哺乳動物更早出現。

乳糖的優勢：避免細菌及酵母菌感染乳腺

乳汁是一種特殊的液體，有兩種相輔相成的功能：

提供營養，以及提供保護。

營養來自於乳汁中的蛋白質、脂肪、糖類（乳糖）、鈣質與其他礦物質。保護來自於乳汁中的抗體，以及其他具備抗菌功能的酵素，這些成分在初乳中特別豐富。初乳是剛出生哺乳動物最早吸到的乳汁，其中也含有母親的免疫細胞。

乳汁中含有的碳水化合物，全都是罕見的糖類：乳糖，而不是所有細胞都能夠共通使用的葡萄糖。這種情況很少見，值得注意。哺乳動物為什麼要提供這種需要消化之後才能利用的碳水化合物給幼兒？如果乳汁中含有的是即刻便能利用的高能葡萄糖，對幼兒不是更好嗎？答案可能在於乳糖的獨特性質，具備了葡萄糖所缺乏的優勢。世界上到處都充滿想要大吃葡萄糖的細菌和酵母菌，只有幾種細菌能夠利用乳糖。想想看細菌或酵母菌感染了乳腺之後，會對母親和幼兒造成什麼樣的災難？

圖／pexels

釀酒者利用了酵母菌無法讓乳糖發酵的特性，在啤酒中加入乳糖以增加甜味，製造出來的啤酒稱為牛乳司陶特（milk stout）。如果加的是葡萄糖或是蔗糖，酵母菌會把這些糖類轉換成酒精。

乳糖酵素與乳糖不耐症，都是對偶基因在作怪

如果要用特殊的糖類餵養幼兒，會產生一個問題：幼兒需要特殊的酵素分解乳糖，之後才能加以利用。哺乳類的幼兒能夠製造乳糖酶來解決這個問題。當幼兒長大斷奶之後，乳糖酶便愈來愈少，最後身體不再製造這種酵素，因為沒有需要了。成年動物吃的食物中沒有乳糖。所以，哺乳類在小時候把乳汁中的乳糖當作能量來源，成年後卻通常無法消化乳糖。

人類成年後往往也無法消化乳糖。

如果你有乳糖不耐的狀況，又吃了沒有經過發酵的新鮮乳汁，那麼可能會腹瀉、肚子疼，因為腸胃道的細菌會大吃這些乳糖，讓你的肚子漲氣。如果你能夠耐受乳糖，是因為你身上有一種對偶基因，讓你在成年後依然持續產生乳糖酶。這類突變的出現與散播，與個人的家族歷史有關。

摘錄自《與達爾文共進晚餐》，2018 年 10 月，天下文化出版

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說起怪獸或西洋惡龍的得意絕招，那就是噴火啦！以能力來說可算是王道中的王道了。相對於此，也曾偶爾出現過「超低溫」或「冰凍」之類的能力。

最早的冰與火對抗電影：《大怪獸決鬥．神龜對巴爾貢》

說到「火焰 VS 冰凍」，的確是會令人期待的場景呢。

直接把「火焰與冰凍對抗」當成題材的作品，首見於 1966 年的電影《大怪獸決鬥．神龜對巴爾貢》，噴火的神龜與能吐出冷凍液的巴爾貢在大阪決戰。設定上，巴爾貢的冷凍液是攝氏零下 100 度。第一戰裡巴爾貢獲得壓倒性的勝利，把神龜冰凍在大阪城後悠哉地離去。後面的電影就是巴爾貢對自衛隊，故事就是這樣了。然而到了最後，似乎是經過一段很長的時間，神龜終於解凍復活，所以雙方再度交戰……。

冰與火的抗爭是動漫或電影中時常加入的有趣元素。圖／pxhere

哇，這該怎麼說咧，這……確實做為一部電影來說，這樣安排比較熱鬧有趣啦，但所謂「因為過了一段時間後就會解凍」，根本完全暴露出冰凍能力的弱點了嘛！因為地球的平均氣溫為攝氏 15 度，所以就算把整個大阪城周圍全都冰封起來，要解凍也只不過是時間問題罷了。總覺得巴爾貢有夠可悲的……。

正因為有這部電影的記憶，我總認為所謂的冰凍能力，要活用在戰鬥中好像很困難吧？

然而為了寫這本書，把過往所做過的研究重新再看一遍之後，才發現這些具備冰凍能力的人們，遠比我印象裡來得驍勇善戰啊！以為這種能力很不起眼，但出乎意料的似乎並非如此。

在此，就選出優秀的冰雪能力者前五名（另有外卡選手一名）來介紹一下吧！

超～帥氣的冰雪能力，到底是怎麼一回事？

當水隨著密度的變化形成冰雪，不論是溫度或質量都具有難以想像的威力。圖／pxhere

在動畫或漫畫的世界裡，常會出現一些擁有隨心所欲造出冰雪的特殊能力的人。在許多作品中都稱呼為「冰雪能力」，但從科學上來考量，可以區分為以下兩大類型。

• 一類是像《海賊王》（ONE PIECE）中的青雉那樣，能把眼前的水在一瞬間凍結成冰。
• 另一類是如《冰雪奇緣》的艾莎那樣，能夠憑空造出冰塊的人。話雖如此，因為沒有水就無法造出冰，所以艾莎這一類恐怕是把空氣中的水蒸氣凍結成冰的吧。

要把冰變成水，或把水變成水蒸氣，只要供應熱能就行了。然而冰雪能力卻是相反的，是把水或水蒸氣變成冰的能力。這就必須反過來「取走熱能」才行。那要怎樣才能辦到此事呢？

就如同人類「懂得用火」遠早於「發明冷藏庫」一般，比起「給予熱能」，要「取走熱能」是比較困難的技術。

冷藏庫維持冷度的原理，便是將熱能排放別處。圖／wikipedia

要說最簡單的原理，就是「把自己的身體變冷，進而使周遭冷卻下來」了吧。雖然乍看之下就像是把自身發出的「冷」向周圍傳播開來，但實際上是熱能在轉移，是自身將四周的熱能吸收了。但若是青雉或艾莎是利用這種原理的話，吸取來的熱能應該會讓自己的體溫上升，導致當場就失去了冷卻能力才對。

在現實世界裡的冷藏庫或冷氣機，是利用「液體轉變成氣體時會吸收熱能，氣體轉變成液體時會放出熱能」的原理，自冷藏庫內或室內的空氣吸收熱能，然後排放到庫外或室外。換句話說，

只是把熱能從此處移動到彼處而已，其自身的溫度並不會上升。

雖然具體的過程不明，但恐怕青雉或艾莎他們也是利用此一原理造出大量的冰或雪的吧。

青雉型 vs 艾莎型：吸收熱能越多，越費力！

那麼，能力最強的又是誰呢？如同前述，冰雪能力者可以區分為兩大類型。一種是把水變成冰的青雉型，另一種是從水蒸氣變成冰的艾莎型。

若是在「造出等量的冰」的情況下，很明顯的，艾莎型比較費力。因為由水變成冰只要進行「水 → 冰」的變化就好，但由水蒸氣變成冰就一定要經過「水蒸氣 → 水」和「水 → 冰」兩個階段的變化才行。此外，要引發「水蒸氣 → 水」的變化，這會比引發「水 → 冰」的變化所要吸取的熱能必然更多，而且要把空氣中的水蒸氣凍結，還必須將包含它們的空氣也一起變冷才行。結果就是要把「攝氏 20 度的水變成零下 10 度的冰」與「攝氏 20 度的水蒸氣變成零下 10 度的冰」相比，艾莎型所必須吸收的熱能要比青雉型多 6 倍！

圖／遠流出版

另一方面，要造出越多的冰，就必須要吸取越多的熱能。因此，要比較冰雪能力，必須取決於「是艾莎型還是青雉型」和「造出多少的冰」兩大要素。

這裡就以各冰雪能力者能發揮多大的力量，以及就筆者所知曾經造出最多的冰為著眼點，來計算他們吸收了多少熱量，試著選出前五名吧。為了公平起見，全部假設是在氣溫或水溫為攝氏 20 度，造出的冰則是零下 10 度的前提下做比較。

當然，在此所著眼的並不只限於各人展現最大能力的情景而已。因為他們若是認真起來，說不定還有更強的可能性。此外，這些冰雪能力者們之中也有人不只會單純的造出冰而已，還能使用冰做出超強的攻擊。所以這裡只限於他們「吸收的熱量多寡」做出排名，也請各位讀者諒解。

第 4 名　冰雪奇緣：一面歌唱一面建造冰雪城堡的艾莎！

圖／IMDb

《冰雪奇緣》裡的艾莎是亞倫戴爾王國的公主。從小她只要一揮手就能造出冰雪。然而，她原本只是想造出冰雪讓妹妹安娜高興一下，卻不小心誤傷了妹妹。從此艾莎深深自責，為了封印自身的能力而躲在房間閉門不出。妹妹安娜卻完全不明白，為何原本要好的姊姊突然變得不跟她玩耍，只能在姊姊緊閉的房門前歌唱「妳想不想來堆雪人？」……

動畫中那座艾莎邊唱著「Let it go」邊造出的冰雪城堡非常巨大。雖然因為沒有可以作為比較的對象，所以不得不依靠目測，但由外觀上看來，大約直徑約 30 公尺，高度約 100 公尺左右，形狀近似於圓筒型。考慮到冰塊的強度，為了形成一座城堡而不被自身的重量所壓垮，其全體體積就必須有 30％ 都是由冰塊構成才行。由此可以計算出冰的重量高達 2 萬噸！以能力類型來說當然要算艾莎型，所以其所吸收的熱量高達 130 億千卡！

第 3 名　TIGER & BUNNY：凍結大海來抓住飛船的藍玫瑰！

圖／IMDb

《TIGER & BUNNY》中，有一群被稱為「NEXT」的特殊能力者，以超級英雄的身分活躍在世界上的故事。這群超級英雄們要和贊助廠商簽訂契約，每次發生事件都會透過現場電視轉播，依他們在解決此一事件時的貢獻度來排行。所以每年都要競爭排名。

其中有位超級英雌藍玫瑰，被稱為「超級英雄界的超級偶像」而大受歡迎，同時也是位歌手。她的能力是用冷凍液體槍凍結水，並能自由自在的操縱冰塊。所以想來她必定是屬於能把水凍結的青雉型吧。

之所以將她排名第 3，是因為她能冰凍的水量不是普通得多。在第一集的一開場，強盜劫持了飛船正要撞到停泊在港口的豪華客船時，突然港口的海水湧起了水柱，水柱瞬間冰凍並且變形成巨大的人類的手掌形，咔的一聲就抓住了飛船。這時藍玫瑰登場了，並說出「我的冰有點冰冷，將你的惡行完全掌握！」等絕招台詞。此刻，周遭的海水已經完全被凍結……

與客船相比可以看出，藍玫瑰似乎把方圓 200 公尺以內的海水都凍結了。若港口的水深為 20 公尺，冰的重量便高達 80 萬噸，吸收的熱量就有 680 億千卡！

第2名　超極謎界：能把夏季的東京冰封起來的冷凍怪獸貝基拉！

截圖／YouTube

怎麼突然列入怪獸了啊！？雖然可能會令讀者們很驚訝，不過既然是比較冷凍能力的排名，當然不能少了冷凍怪獸貝基拉啊！在《超極謎界》^[註1]的故事裡，它曾經兩次展現過驚人的冷凍能力。

在第五集「貝基拉來了！」中，它能吐出攝氏零下 130 度的冷凍光線，襲擊了抵達南極的日本觀測隊。本來南極就已經有夠冷了，竟然還變得更冷，想來觀測隊也頭大不已吧？

但這裡要用來比較的是它在第十四集「東京冰河期」中的活躍過程。它竟然出現在盛暑的東京，並把所到之處都冰凍起來！因為是把盛暑的東京變冷了，這衝擊可不是普通得大。

截圖／YouTube

在此，就由畫面中的魄力來想像把東京 23 個區域全部凍結起來的情形吧！此外，雖然其他人都是以「從氣溫攝氏 20 度冷凍到攝氏零下 10度」為前提來計算的，但因為此一場景是限定在「盛暑的東京」，所以只有貝基拉是以把氣溫攝氏 30 度冷凍到攝氏零下 10 度來計算的。

東京 23 個區域的上空，有著 62 億噸的空氣。而東京盛暑的濕度大約平均為 70％ 左右。在如此氣溫及濕度下，62 億噸的空氣中含有 1 億 1 千萬噸的水蒸氣。貝基拉也很明顯是屬於艾莎型，所以要把這些水蒸氣冷凍到攝氏零下 10 度，所必須吸收的熱能有 80 兆千卡！真不愧是怪獸，冷凍能力也不是同一個等級的啊。

第1名　海賊王（ONE PIECE）：把眼前的大海凍結的海軍大將青雉！

圖／wikipedia

貝基拉都只能排到第 2 名，意思便是第 1 名非青雉莫屬了。雖然本來就覺得他的凍結能力很強，但竟然比怪獸貝基拉還強，連筆者都沒預料到啊！

青雉本名為庫山，直到海軍之頂點決戰之前他都還是海軍大將之一。因為吃過涼涼果實而成為「冰凍人」，只要用手摸到就能把對方冰凍，並可以讓海嘯在一瞬間凍結成冰塊。性格極為悠閒懶散，自認當海軍的格言是「從容不迫的正義」。

他所展現最大的冰凍能力，是在偉大的航路上有座名叫長環長島的島。長環長島平常都被海水分隔成 10 座小島，但每年只有一次的大型退潮，讓 10 座小島間能自由通行。在其中一個島上，魯夫等人遇見了一位被夥伴留下來的老人。此時青雉也來了，一面躺著聽老人訴說事情，一面把整片大海凍結讓他們能渡海而行。這位任性的前任海軍大將也有好心腸的一面。

而這凍結的方式也很厲害。他把手浸在海裡，當中有巨大的海王類^[註2]攻擊過來。青雉看都不看，說道「冰河時代」，然後大海所見之處就全部保持著海水波浪的形狀，連帶其中的海王類一起被凍結成冰了。

海水一直結凍到水平線上。從人類的眼睛高度看見水平線的距離大約是 5 公里。當然，有可能連水平線的另一側的海水也一起被凍結了，不過在此就當做半徑 5 公里以內、水深 10 公尺處的海水都被凍結了。這種情形下，被凍結的水有 7 億 9 千萬噸，吸收的熱能高達 82 兆千卡！

嗯，因為貝基拉是 80 兆千卡，所以只是相差分毫而已。只有這種程度的差距，基於貝基拉所冰凍的東京當天的氣溫和濕度，以及青雉冰凍的海域大小及深度，這第 1 名第 2 名的位置就算交換一下也是很有可能的啊。在此還是妥當一點，把貝基拉和青雉並列冠軍，以冰凍界的雙璧作為結論吧！可是一個人類能跟怪獸並列冠軍，也太強了吧？

註解：

1. 超級謎界：原名〈ウルトラQ〉，或翻作〈超異象之謎〉。（編註）
2. 海王類：《航海王》世界裡虛構的巨大兇猛海中生物。（譯註）

本文摘自《空想科學讀本：空想世界排行榜》，2018 年 4 月，遠流出版。

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我們為什麼沮喪？看看各家學者怎麼說

達爾文在紅毛猩猩和黑猩猩身上就可以觀察到沮喪的痕跡。圖／pixabay

自達爾文在紅毛猩猩和黑猩猩身上觀察到沮喪的跡象至今，行為科學界已經發展出許多與低落心情的適應價值相關的理論。有一派學者一開始就假設：

由於競爭經常會產生對峙這種危險的後果，所以心情低落有助於降低衝突。

低落的心情能藉由幫助失敗者屈服放棄，讓他們繼續生存及奮鬥下去。另一派學者強調心情低落作為一種「中止機制」的好處，並且主張，在堅持目標很可能會白費力氣或導致危險的情況下，低落的心情是一種讓人放棄嘗試的手段。

還有一派學者提出，心情低落的狀態會幫助人意識到「社會風險」，並且在他們即將遭群體排除之際，幫助他們和群體恢復連結。此外又有一派學者指出，低落的心情具有適應性，因為它讓人能夠針對自己的環境做出更精準的分析，這在面對重大困難時可能會特別有幫助。

乍看之下，同時存在這麼多理論似乎令人困惑。我們要怎麼判斷哪個理論才是正確的？其實若我們觀察得仔細一點，便會發現這些理論顯然就像是在並行軌道上行駛的火車。

對於沮喪得理論很多，許多理論就像是在並行軌道上行駛的火車。圖／publicdomainpictures

每一套理論都有助於解釋低落心情得以在演化過程中保留下來的部分原因。雖然這些理論當中沒有一套是全面的，但只要將它們一字排開來檢視，我們就能開始領悟低落的心情為何會持續存在：這種狀態在許多不同情勢當中，都可能會帶來助益。

當然，有的理論很可能比其他理論還要準確。此外，光有理論也證實不了什麼。這些學者在建構能讓人信服的實例來說明低落心情的特定功能時，最大的難題之一，就是要證實理論中所推定的效益並不僅僅是一個說法而已。幸好，透過一些控管嚴謹的實驗所產生的統計數據，我們證明了理論中低落心情所具有的功能，有部分確實存在。

圖／pixnio

憂鬱現實主義：心情低落讓思緒變得更周詳

其中一個反覆受到測試的見解是，低落的心情能讓人更精準分析自己所處的環境。由心理學家琳・亞伯蘭森和蘿倫・艾洛伊進行的經典實驗將焦點著重於人感知自身環境時的準確程度，在各種試驗情境中有計畫地改變受試者真正握有的掌控能力。

不同情況下，受試者的反應（按下按鈕與否）對環境後果（綠燈亮起）的控制程度不一。有趣的是，煩躁的受試者（心情很差，並且表現出其他憂鬱的徵兆）執行這個任務的表現優於一般受試者（心情正常）。心情正常的受試者比較容易高估或低估自己對燈亮與否的掌控程度。

亞伯蘭森與艾洛伊的研究被稱為「憂鬱現實主義」（Depressive Realsim），其成果激發了其他大多很精密的實驗，證明心情低落令思考變得更周慮、更清晰的各種方式。

心情被弄差的受試者比心情好的受試者更具說服力。圖／pexels

二〇〇七年，澳洲心理學家約瑟夫・福加斯的研究發現，人的辯證能力會因為心情受到短暫影響而改變。

心情被弄差（透過觀看十分鐘有關癌症致死的影片）的受試者針對調漲學費或澳洲原住民土地權利等標準化議題所發表的言論，比心情好的受試者更具說服力。

後續分析顯示，心情差的人較具說服力的關鍵原因在於他們的論點中含有較多具體細節。在別的實驗中，福加斯和同事證明了心情低落會帶來多種不同的好處。它會增強記憶表現、減少誤判、讓人稍微比較能看穿別人的謊言，還會促成更有效的人際互動策略，例如有求於人時的禮貌態度。

這些迥然不同的效果會集結在一起，原因似乎是壞心情――至少是常見的那種――會令人更謹慎、更存疑、也更仔細地處理從自身所處環境所得到的資訊。

心情低落是一種警訊，提醒我們避開危難

憂鬱現實主義這個極具爭議性的假說也屢遭抨擊，這並不令人意外；而學界為了找出可能觀察到這個現象的時機，也有計畫地持續投入心力。但是，「壞心情會強化認知功能」，這一點就應該會讓人停下來思考，我們說的心情「正常」到底是什麼意思。如果心情不好的人偶爾可以很準確地感知世界，那麼心情「正常」而健康的人或許就和現實有點脫節了。至少有一些資料指出，心情正常的人可能常出現正向錯覺、過度自信、無視錯誤的現象。

為情感的功能提出爭辯，可能是頗為困難的事。有一些假設性的情感功能要經過長時間才看得出來，幾乎不可能透過實驗產生明確的測試結果。以這兩個假說為例：

（一）心情低落會幫助人放棄無法達成的目標，所以（二）我們的下場會比較好，這是放手的結果。

測試這個假設性的事件鏈，需要取得相關資料、了解人在現實生活中想要達成的目標有哪些，也需要有能力評測人長期的適應狀況及幸福感。

圖／imdb

一項針對加拿大青春期少女進行的非實驗研究做到了這點，這個研究以十九個月的時間收集到四波目標與憂鬱症之間關係的長期追蹤資料。有憂鬱症狀的少女所回報的資料顯示，她們有隨著時間逐漸放棄目標的傾向，這與第一個假說相符。在一般人的刻板印象中，無所事事的少女在房間裡聽著 iPod 生悶氣，看起來可能並不像是在重建心理健康。但其實研究結果符合假設，放棄是一種正向發展：

逐漸放棄目標的少女最後狀態比較好，後來的評估顯示她們的憂鬱程度較低。

隨著證明心情低落會帶來效益的資料愈來愈多，我們對於它不只有一種好處也不應感到訝異。適應作用具有多功能的特徵，在人體的其他部分也看得到，眼瞼就是一個例子。閉上眼睛能保護雙眼免於異物或強光傷害。每幾秒鐘眨一下眼睛，能把淚水送到角膜，保持角膜濕潤。在睡眠時保持眼瞼閉合，能保護眼睛並預防乾眼現象。眼瞼能改善健康，因為它們帶來的好處很多。

心情低落可能具有多種功能。圖／imdb

「心情低落可能具有多種功能」，與這個概念互相呼應的顯著事實，是心情低落確實會由完全不同情況引發。能夠引發低落心情的刺激包括離開群體、搬到陌生的環境、無法脫離緊繃局面、摯愛的人死去、缺乏食物來源、身體長期疼痛，以及社交挫敗等……。

人面臨危急狀況、需要謹慎評估眼前的難題之時，就是低落心情在人類身上受到充分測試的時刻。提起這種情況，我們或許會想到新郎在婚禮上被放鴿子、忠誠的員工突然遭到開除，或是父母有小孩死去。如果我們一定要找出心情低落在這些不同情境中所具有的相同功能，那就是它提供一層情緒的防護，讓人有空間停下來分析問題出在哪裡。在這個模式下，我們會停下自己手邊的事，評估狀況、吸引他人；如果有必要的話，也會改變行為。

幻想一個沒有低落心情的世界是無意義的舉動。低落的心情以某種形式存在於各種人類文化中已有成千上萬年。有個方法可以知道低落心情為何會帶來持久益處，就是仔細思考，如果我們無法感受這樣的心情，情況會是什麼樣子。

圖／wikimedia

一如無法感受焦慮的動物早在很久以前就被掠食者吞下肚，我們和其他動物若是無法感受悲傷，便可能會出現草率的行為，並且重複犯下代價慘重的錯誤。身體的疼痛教會孩子避開炙熱的火爐、精神上的痛苦教會我們帶著應有的謹慎，在人生暗藏的崎嶇險境中前行。作家李・斯金格在描述他的重度憂鬱症時，用很文藝的措辭表達了前述概念：

「也許我們所謂的憂鬱症根本不是疾病，而是某種警訊，有如身體的疼痛那樣警告我們某個地方必定出了問題；也許我們該停下來好好休息，多久都可以，並且專心做那件我們沒有想過要做的事，亦即豐富我們的靈魂。」

斯金格的經驗提醒了我們，低落心情令人不快或不吸引人的那些面向並不一定要與其效益相違。心情低落的人會責怪並批判自己，不斷在腦中扭轉出錯的狀況，並且對未來悲觀。這些特徵雖然令人不自在，卻也可能很有幫助。

深刻體認已經出錯的地方並了解怎麼做會導致錯誤再度發生，可以幫助人在未來避開類似的壓力源。套句心理學家蘭多夫・尼斯簡明扼要的話，低落心情的這些特色「儘管會讓痛苦延續，卻也同時能避免大難發生。」

凡是適可而止！認知與行為的弱點可能引發自殘傾向行為

這些弱點不用白眼都能看的一清二楚。圖／imdb

心情低落可能帶來的好處有助於解釋其持續存在的原因。但只要有任何理論宣稱某項特徵向來都很有益處及適應性，我們都應該保持存疑。心情低潮期可能會造成弱點，行為弱點（behavioral vulnerability）即是其中最顯著的弱點之一。什麼都不做也可以很危險；久而久之，持續毫無動作可能會提高被掠食者捕食的風險。機會之窗或許也會關上。

此外還有潛在的認知弱點。重度憂鬱的人有辦法產生扭曲程度相當驚人的想法，而這些想法似乎與憂鬱的現實主義完全對立。我們很難看出來人可以從「我是惡人」、「全世界的罪孽都是我犯下的」或者「我想我全身的器官不斷從裡爛到外」等錯亂的想法中得到什麼好處。

這類扭曲的想法可能會引發看似具有自殘傾向的古怪行為。弗倫克・彼得斯博士憶起一名被介紹到其精神病小組接受評估的女性。小組成員認為她急需幫助，聽到此專業見解後，這名女性承認自己需要治療，但她無法展開療程，因為付不起治療費用。 她的說法很奇怪，因為那並非實情：她的財務狀況很好。然而她因為妄想自己很窮而不斷拒絕接受治療。

圖／wikipedia

重度憂鬱症患者經常抱怨自己無法好好思考。「我覺得我的大腦就好像一團原生質，」有一則生動的描述開頭是這麼說的，「裡面嵌有微小的電路，其中有些電線一直短路，在我腦中迸出小小的火花，留下鬆脆毀壞、冒著煙的神經元區塊。」

神經心理學在這方面有一個術語，叫作「執行功能」（executive funcitoning）。這個術語可能會讓人想到有個穿著體面的小人住在腦袋裡的畫面，不過它所指的其實是一系列涉及心智控制的基本認知能力，其中包括讓資訊持續存在於工作記憶中（亦即你剛剛才在會議中認識的人的名字），以及同時處理一件以上事物（發表演說並注意在場聽眾的表情，以理解其反應）。

有研究發現，重度憂鬱症可能會減弱執行功能的幾個面向，這個結果與臨床報告及病患本身的感覺相符。這種弱化現象會透過工作或學業上的專注力減弱而展現出來，而它通常就是讓最頑固的病患也不得不接受治療的原因。

對於低落的心情會在何時何地帶來壞處，我們還沒有詳細的了解。而且，對於低落心情同時具有的好處與壞處，曾經嘗試調和相關證據的科學家也非常少。憂鬱症的爭論大多分成兩大彼此排斥的陣營，分別是主張憂鬱症有益的一邊，和主張憂鬱症有害的一邊。現在我們應該要把這兩個陣營團結起來、縮小兩者之間的歧異了。

本文摘自《憂鬱的演化：人類情緒本能如何走向現代失能病症》，左岸文化出版。

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圖／pixabay

我們想到喪失親友時，腦中最先浮現的通常是死亡一事在文化中的外在表飾：

棺材、墓園、反覆聽見的哀悼之詞「我很遺憾」、黑色、殯儀館。

要釐清憂鬱的歷程，就從動物的喪親之痛開始著手

愛爾蘭人在守靈時喧鬧地講述往事，或者猶太人遮蓋鏡子並進行七日服喪儀式的習俗。無論遵循什麼傳統，心情低落和憂鬱都是失去親友時會經歷的過程。要將憂鬱症研究清楚，我們需要詳細分析失去親友導致的心情變化。為了釐清整個過程的起因，我們就從研究動物著手，喪親之痛最原始也最基本的形式著手——研究動物。

圖／Eric Kilby@flickr

以一隻失去孩子的黑猩猩媽媽為例，科學團隊在幾內亞拍攝到牠守護屍體的影片。牠照看屍體，拿著一根長滿葉子的樹枝趕走周圍飛來飛去的蒼蠅。這段影片很短，但拍攝影片的科學家證實黑猩猩媽媽在屍體旁邊待了數天。一段重要的關係終結，一般來說是很重大的事件。

也曾有人目睹圈養的大猩猩媽媽在孩子死去後，做出類似的事。德國明斯特動物園有一隻十一歲的大猩猩嘉娜，牠曾被人看見走到哪都帶著自己死去的寶寶克勞帝歐；有時候是抱著，有時候是背著。牠會對著屍體又戳又撫摸，宛如希望孩子活過來。結果並沒有如願。

大猩猩會不會悲痛？所有跡象都指出答案是肯定的。一隻大猩猩不吃、不睡、不四處探索，看似把心思放在剛剛失去的東西上；這些徵兆無疑和人類悲傷時表現出來的跡象很類似。如果我們從這隻大猩猩媽媽身上採集生物樣本，我們一定會看到類固醇荷爾蒙增加的現象，而同樣的現象在悲痛的人類身上很明顯。在所有哺乳類物種當中，與至親分離和失去至親都會造成壓力指標顯著上升。行為及荷爾蒙的跡象綜合起來便可看出，大猩猩在孩子死去後，的確會感受到低落的心情。

悲痛是我們為愛付出的代價。圖／youtube

當社交性動物的感情聯繫斷絕時，會立即感到痛苦

然而從演化的觀點來看，為什麼「悲痛與哀傷」會如同法國作家拉馬丁所言，「比快樂更能將兩顆心緊緊繫在一起」？哺乳類物種大多是社交性動物，會與母親、同伴、伴侶形成強烈且持久的感情聯繫。最重要的聯繫若斷絕，或者有斷絕的危險，會立刻激發痛苦。如果聯繫無法復原――例如在有人死去的情況下――心情便會開始低落。英國女王伊莉莎白二世就曾經說過：「悲痛是我們為愛付出的代價。」

情感系統會監控重要的關係，因為在社交性物種當中，「關係」是不可或缺的。跟我們同族的其他成員，也就是同種的個體，會為生存和繁衍做出重要貢獻，例如尋找及提供食物、針對危險做警戒與防護，以及撫養年幼成員。有成員死去時，生存繁衍就會受到「適應性降低」的影響；適應性降低是一種簡略的說法，意思是可供生存繁衍的資源變少了。團體中若有一個成員死去，活著的成員就必須團結合作，重建這些資源。

如果有一份演化分析報告，我們大概可從中推測，失去孩子對母親而言，特別令人悲傷。因為這對適應性是嚴重的打擊，而且直接降低了母親將自己基因傳遞下去的機會。從數個人類文化收集而來的資料證實，最強烈的悲痛是由孩子死亡所引起的。此外，孩子如果是在接近生育年齡時死去，引發的反應又最為劇烈。這是另一個線索，足以顯示悲痛與適應性有關。

失去一個父母或供養者也會降低適應性，在世的親屬可能無法取得食物或避開掠食者。除非這個群體能得到幫助，否則其生存就會面臨危險。心情低落是一個強烈的信號，代表生存可能陷入危險。就連陌生的對象死去，都可以觸發低落的心情。在遠古時期，一個物種當中若有一個個體死亡，通常代表環境不利於生存繁衍：附近可能有疾病或敵人。這種時候，最聰明的做法就是至少暫時保持低調。

圖／imdb

失去摯愛引發的強烈悲痛，是引起憂鬱症的重要因素

在人類當中，死亡是激發低落心情的一種強大因素。我們可以說每一個文化都發展出了以死亡為中心的複雜儀式以抒發、控制並掌握低落的心情。由於我們有能力用言語表達思想及情感，摯愛對象（也包括愛人以外的人）的死在我們身上，可能比在其他物種的身上更能激發情感。人類可以刻意藉由回想過去發生的事來記住一個最近死去的人。語言給了我們工具，讓我們可以思考永久失去某人的重要性及含意。確切地說，我們對死者的思念和對生活少了他們之後的擔憂，經常會在言談間自然而然地流露出來。

幾乎每一個痛失摯愛的人都會經歷心情低落期，時間長短各有不同――從數小時、數天、數週到數月都有可能，有時候甚至會持續數年。因為失去至親好友而悲痛的人大多不會罹患嚴重影響健康的憂鬱症，但是其中有將近三分之一會陷入一段臨床上很顯著的發作期。沒有人能避免面對死亡，所以死亡一直都會是引起許多人憂鬱的因素。即便統計資料不完善，我們也可以推估大約四分之一的憂鬱症病例與傷慟有關。

有了這些數字，加上幾乎人人都會遭遇傷慟，我們不難提出有力的論據來支持相關研究，觀察人類對死亡的反應，以了解低落心情及憂鬱症。事實上，如果造成低落心情及憂鬱症的樣本情境是無法挽回的失落，而且還是摯愛之人死亡，那麼邏輯上來說，傷慟應該會是憂鬱症研究的一個重要主題。然而這個議題並未受到注目。

圖／imdb

舉例來說，二〇一〇年共有四百零四篇論文發表於探討範圍遍及所有情感疾患的重要精神病學期刊《情感疾患期刊》（Journal of Affective Disorders），但討論到傷慟的只有三篇。同樣地，近年出版的《國際憂鬱症百科全書》（International Encyclopedia of Depression）厚達五百七十四頁，關於傷慟的內容卻只占了三頁。這些數量代表了傷慟這個議題在憂鬱症研究中的地位。「傷慟」與「憂鬱症研究」極少同時被提起。

之所以有這種情況，是因為就研究領域來看，傷慟與憂鬱症一直到不久前都還分屬於兩個完全分開的學界。研究憂鬱症的人和研究傷慟的人大體而言處於不同領域，在不同期刊發表論文，出席不同的研討會，而且在根本上驅策他們的研究問題和考量也不同。

如何區分憂鬱症及傷慟？了解傷慟在憂鬱症當中扮演的關鍵角色

憂鬱症與傷慟之間存有隔閡，顯著證據就是，在面對與死亡有關的低落心情時，研究人員一直沒有找到它在現代診斷系統中的定位。舉例來說，有長達數十年的時間，在《精神疾病診斷與統計手冊》（DSM）這本心理疾患診斷的官方聖經中， 親友死亡兩個月內出現的憂鬱情況經常不被稱為「憂鬱症」。

親友死亡引起的憂鬱症反而被歸到另一個範疇，稱為「單純傷慟」（simple bereavement），但研究人員並未指出它與心理疾患或症狀的關聯。其實，在一個人可能發生的所有不幸中，傷慟是歷史上唯一有可能推翻憂鬱症診斷的人生事件。怎麼會這樣？要了解原因，我們必須回溯這本診斷手冊的第一個前提：

心理疾患反映出來的是疾病，它們並不屬於正常的心理變化。

照疾病模型的原則來看，憂鬱症的症狀必定會反映出官能異常。問題是，DSM體系的創建者認為，人在傷慟的情況下，經歷短暫的憂鬱期，可能是很典型、甚至具有適應性的現象。與傷慟有關的憂鬱症使得這種疾病模型陷入了窘境，因為傷慟會產生和一般認定的憂鬱症相同的症狀，但不會反映出任何官能異常現象。因此，將與傷慟有關的憂鬱症（被認為具有適應性）排除在憂鬱症（被認為是一種疾病）之外，對於保持「DSM中記載的所有情感疾患都是官能障礙」的前提來說很重要。

圖／pixabay

一個人表現出來的症狀被認為是某種官能障礙，也就是從憂鬱症模型來看，是「電化學干擾」所造成的後果，這種觀點影響深遠，我們以此明顯劃分出有意義、甚至健康的憂鬱症和與其相反的憂鬱症。將傷慟引起的憂鬱症與其他憂鬱症分隔開來，並不是什麼深奧難懂的診斷實務；此舉會影響到數百萬人如何被其他人看待、治療，以及評斷。我們以為這樣的切割有其根據，也就是有大量證據證明，傷慟性與非傷慟性憂鬱症在一些重要層面上確實有所不同。然而事實並非如此。

直到最近，才有科學家根據實際資料，相互比較憂鬱原因是傷慟與非傷慟的人，重新檢討是否要讓傷慟排除在心理疾患之外。如果透過這樣的試驗，我們能發現，由不同觸發事件引起的憂鬱症都很相像，就能支持這個觀點：我們的情感系統運作設定為，對於任何重大失落，都以大致類似的方式作出反應──無論失去的是至親的人，是工作，還是名譽。

我們得到的結論確實支持以下見解：無論形成原因是喪偶還是失去畢生積蓄，憂鬱症就是憂鬱症，無可否認。

有了這些新的研究發現，心理疾患委員會總算在二〇一三年發行的最新版 DSM-5 中，取消了傷慟排除條款。我們不再受此條款影響之後，便能用更一致的方式去觀察憂鬱症，並了解傷慟在憂鬱症當中扮演的關鍵角色。

本文摘自《憂鬱的演化：人類情緒本能如何走向現代失能病症》，左岸文化出版。

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當我們追求快樂，我們就會快樂嗎？

可惜這些書不是真正的快樂，我們的傷從不肯完全的癒合 。圖／pxhere

我們是唯一的物種，會依靠文化來引導自己找出哪些感覺值得嚮往，又該如何處理令人令人不快的感覺。在人類嘗試「糾正」低落心情時，一直都不只是靠自己。從來沒有一種動物像人類一樣，有這麼多關於心情低落時該怎麼做的建議可以參考――精神上的、藥物的、心理學的、源自民間的都有。

過去十五年來，我們看到一股趨勢掀起，探討快樂與教人如何變得更快樂的心理學和科普書籍不斷成長。理想上，這些資源應該作為抵抗憂鬱症的堡壘。但事與願違，真實情況可能是相反的。我們以優勢文化建立心情方面的規範，雖然立意想必是良好的，卻令憂鬱症的流行更加惡化。

在西方，有一股促使人感受快樂的強大驅動力。這個傳統在美國尤其根深柢固。確切地說，我們很難想到任何比追求快樂還要能代表美國的事物。快樂和生命、自由一起被寫入《獨立宣言》，是人民的基本權利。想要快樂這件事，就跟蘋果派一樣美國。但是我們到底應該要多快樂？比全世界其他國家的人還要快樂嗎？

情況似乎是這樣。在數千份訪談資料中，研究人員要求不同國家的人評估各種心理狀態的吸引力與適當性，分析結果發現，澳洲人和美國人比臺灣人和中國人更喜歡愉悅、受歡迎這些正面狀態。

史丹佛大學的珍妮．蔡（Jeanne Tsai）所做的跨文化研究同樣也指出，歐洲裔美國人最重視某些特定形式的快樂，會把熱情或興奮這樣的狀態理想化，她稱為「高激發正向狀態」（high arousal positive state）。相反地，中國和其他亞洲國家的試驗則指出，東方人重視其他形式的快樂，最理想化的狀態就是安詳和平靜，她稱為「低激發正向狀態」（low arousal positive state）。

文化會灌輸我們什麼是理想標準的感受，據此，文化差異在人生早期就出現了。圖／pexels

文化會灌輸我們什麼是理想標準的感受，據此，文化差異在人生早期就出現了。研究人員發現，讓年幼的兒童評斷各種笑容照片時，美國兒童偏愛興奮笑容多過平靜的笑容，臺灣兒童則沒有這種偏好。美國人偏好高激發正向狀態，這或許有許多成因，但部分都出自一個重視活潑快樂的媒體環境。一項圖像分析研究發現，美國女性雜誌的笑容照片多是興奮的笑容，但是當中平靜的笑容照片，則比中國女性雜誌裡的還少。

那麼，問題出在哪裡？我認識的每個人都想要活力、自由，還要快樂。盡可能追求最大的快樂有什麼不對？你愈重視你的快樂，就會愈快樂，對吧？

你愈重視你的快樂，就會愈快樂？那可不一定喔。圖／pexels

錯，令人信服的近期研究這樣說。

因為一定要快樂，反而不快樂

心理學家艾莉絲．莫斯主持了兩項相關研究，從中找到證據支持另一種假說：

比較重視快樂的人，得到預期快樂的可能性比較低。

在第一項研究中，研究人員提出了一份問卷，用途是評量受試者在多大程度上把體驗快樂作為基礎目標。莫斯和同事發現，有些人對快樂特別重視，還下了註解：「如果沒有覺得快樂，也許是我有什麼問題」和「為了讓生命有意義，大多數時候我都得覺得快樂」。令人意外的是，比起自認不重視快樂的女性，宣稱自己比較重視快樂的女性其實比較不快樂。

具體說來，高度重視快樂的女性表示，她們對自己生命的整體過程比較不滿意，而且較容易受到憂鬱症症狀侵擾。更奇怪的是，太重視快樂反而會困擾生活壓力小的女性――她們才應該是最能輕鬆得到快樂的人。

第二項研究是一個很巧妙的實驗，研究人員在實驗中嘗試短暫地提升參與者對快樂的重視程度。他們的方法是讓一群參與者閱讀一篇假造的報紙報導，內容是頌揚達到快樂境界的重要性（另一群參與者閱讀的報導則與快樂無關）。在實驗過程後半段，參與者看了兩部不同的短片。閱讀頌讚快樂報導的女性說自己看完快樂的影片後，感覺沒有那麼快樂。研究人員再度推斷，重視快樂可能反而會令人感覺比較不快樂，尤其是在快樂唾手可得的時候。

圖／pixabay

這些實驗幫助我們了解，優勢文化的心情規範何以可能使憂鬱症更加流行。我們現在的文化風氣是，追求快樂的步驟就如同達到其他目標一樣。只要我們努力追求快樂，就能掌握快樂，正如學會使用新的電腦軟體、彈鋼琴或者說西班牙語。然而，如果變快樂不能與其他類目標一概而論，為了增加快樂而付出努力，就可能會產生和期望相反的結果，讓我們失望―――也許還會憂鬱――因為無法達到預期的目標。

無法達到預期目標，所以我們變的失望

莫斯和她的同事推論，設下目標、想要變得更快樂，就像站上一臺奇怪的跑步機，跑得愈努力、速度就變得愈快。提高快樂標準，就會使得想要的感受和實際的感受之間落差變大。我們從珍妮．蔡的研究中得知，西方人一般會把興奮和其他的高激發正向狀態理想化。

雖然這是一般趨勢，但她指出，理想化的強烈程度因人而異。更重要的是，把正向情感過於理想化的人，想要的感受和實際上得到的感受，落差可能很大。這個落差的大小能預示憂鬱症狀的強度。正向情感的理想程度與實際感受之間的落差愈大，憂鬱症的症狀也比較多。

把快樂目標設得很高的人受到低落心情打擊時，就像努力想成為億萬富翁的人收到法院查封通知。圖／pixabay

這並不令人意外，把快樂目標設得很高的人受到低落心情打擊時，就像努力想成為億萬富翁的人收到法院查封通知。若你認為高度正面的心情應該很容易達成，就會把長期心情低落當成一種羞辱，也許還會引起你自我懷疑，把自己孤立與汙名化：

「我哪裡出了問題？」

對負面感受所抱持的負面感受，會讓壞心情變得更有破壞性。人如果為自己的心情設下不切實際的目標，在感受到焦慮或悲傷等負面情緒時，可能會比較難接受或容忍它們。說也奇怪，能夠接受負面情感，不再努力讓它們消失，長期下來，似乎與感受惡化無關，反而與感受好轉的關聯較大。有證據顯示，人在接受負面感受之後，對那些經驗的關注和負面評價反而會比較少。有一些研究指出，在負面感受出現時能加以接受的人，往後出現憂鬱症症狀的可能性比較小。

短暫存在的愉悅感，享樂適應會如何影響我們？

歸根究柢，追求快樂的強烈文化規範讓我們遇到了麻煩：我們的情感系統並不是以實現最終持久的愉快狀態為目的。

在追求其他有重大演化意義的目標時，情感系統會以欣快感獎賞我們。舉例來說，當你發生性行為、或者最想邀請的對象答應和你一起參加舞會，欣快感就會出現成為獎賞。這些獎賞出現的頻率本來就很低，數量不大。

圖／pixabay

的確，兔子吃完胡蘿蔔之後的愉悅感，是牠找到胡蘿蔔而得到的獎賞，但是身心健全的兔子不會就此滿足。兔子最終能活得夠久、繁衍出更多下一代，是因為愉悅感會中止後，兔子期待更多的愉悅感，才會趕快去尋找更多胡蘿蔔。

一個目標達成後，強烈的幸福感消失得很明顯，心理學家與經濟學家還為這個現象取了一個外號：享樂適應（hedonic adaptation）。這種現象的影響力很強大，而且研究證實它簡直無所不在：無論是在購買一輛拉風的跑車、得到重大的升遷，還是搬進一間很酷炫的新公寓之後，愉悅感都會隨著時間（通常短得驚人）消失。

享樂適應和我們遵循不了的文化規範湊在一起，是一個殘酷的組合。人會經常到不了強烈愉悅的境界，然後視之為失敗。在這些條件限制下，捷徑便顯得很誘人。忘了必須實現具有重大演化意義的目標，現在就給我愉悅感吧，拜託。吸食快克幾乎立即就會產生快感，但卻不能持久。長期下來，走快樂捷徑的人就會引火自焚，情感系統終究會主宰一切。

本文摘自《憂鬱的演化：人類情緒本能如何走向現代失能病症》，左岸文化出版。

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本文摘錄自《醫療與帝國──從全球史看現代醫學的誕生》，現代醫學與西方帝國主義的發展息息相關，本文將就病菌與文明的關係來探究帝國主義下的病菌史。

消滅病菌就能消滅落後？

病菌學說發現特定的病原是特定疾病的成因，提供了新的可能性以及迫切性去消滅疾病。然而，醫師和衛生官員從未完全接受病菌學說。即便在病菌學說已經確立之後，盛行於熱帶地區或歐美窮人的疾病仍和數個世紀前一樣，和骯髒連結在一起。例如，一八九○年代的霍亂被形容為「由骯髒的人帶到骯髒地方的骯髒疾病」。

引起霍亂的霍亂弧菌。圖／wikimedia

一八七○年代的酵素學說（zymotic theory）認為疾病是由分解與退化所造成，而創造了新的連結，將病菌學說與稍早的腐敗觀念關連在一起，並納入原先和骯髒腐敗相連結的道德價值觀，認為骯髒與病菌都會助長疾病。醫師相信道德瘴癘和物質瘴癘是相對應的；道德汙穢和身體汙穢同樣令人擔憂。就衛生與道德而言，新的病菌都代表了汙穢。病菌的「人類帶原者」（human carrier）理論認為，即便是最健康的人也可能在體內帶有病菌而感染他人，但本人卻沒有顯示出任何的疾病症狀，這重申了要根據種族和階級來進行醫學隔離。因此消滅病菌也成為一種清潔行動，清理掉汙穢、不乾淨的習慣與偏見，甚至隔離不受歡迎的種族與族群。

另一方面，巴斯德學派的科學家、公共衛生官員、疫苗接種者和政府，認為消滅熱帶疾病或窮人的疾病不僅是針對病菌進行疫苗接種，也是改革社會與文化的行動。汙穢與病菌的觀念在熱帶殖民地被賦予新的意義，帝國的醫療人員採取道德十字軍姿態，對抗殖民地和熱帶的病菌、疾病與偏見。細菌學在殖民地成為科學與工業現代性的新象徵，巴斯德滅菌法和疫苗接種在殖民地許諾了商業與工業的進步，因此消滅病菌經常象徵著消滅野蠻。

「文明人」的優越感和特權

在亞洲、非洲、澳洲及南美洲的不同殖民脈絡下，「文明」一詞取得了不同的意義。

菁英使用「文明」與「病菌」等名詞來保護自己的特權，區隔城市的窮人。圖／pixabay

就階級、種姓與種族而言，它反映了一個群體或社群將其文化優越感強加在另外一群人身上，使得前者能夠決定後者的生活條件和經濟活動。病菌為政治、經濟與社會的歧視和隔離提供科學上的有效性。例如，十九世紀晚期在巴西里約熱內盧，該城的菁英使用「文明」與「病菌」等名詞來保護自己的特權，區隔城市的窮人。先是將窮人等同於汙穢與疾病的帶原者，接著將他們從市中心驅離，改變其日常習慣，大規模強迫接種疫苗。而里約城中日益增長的隔閡有更大的帝國背景。巴西是「非正式帝國」的一部分，高度依賴外國對成長中的可可與橡膠大農場進行投資，這同時導致移工和都會菁英的增加以及貧富差距擴大。

對國際資本的需求導致里約快速成長，國際資本提供資金並且規畫和督導經濟轉型，不僅里約熱內盧甚至整個巴西都是如此。城市菁英藉由「文明」一詞「改革」窮人的生活。由巴黎的巴斯德研究所訓練出來的奧斯華多．克魯茲（Oswaldo Cruz）擔任公共衛生總長，採取清潔城市的新措施，引進對都會窮人的疫苗接種。一九○二年克魯茲在里約建立細菌學研究所，並在城中展開嚴格的疫苗接種規定，且限制窮人進入城市某些區域，讓窮人遠離富人的視線。

圖／pixabay

在澳洲，「文明」用來標示白人居民和亞洲移民之間的分隔線。澳洲政府在二十世紀發動了一位記者所謂的「對外國病菌的戰爭」，基本上這是對中國移民的戰爭。在政府對「白澳」（White Australia）的想像與規劃中，中國移民被視為是危險病菌的不潔儲主。當鼠疫於一八九○年代在中國爆發時，這樣的觀念變得非常明顯。隨著細菌理論的興起，澳洲的檢疫系統變得更為嚴格與更侵擾。

被當地人視為病菌的移民

移民與病菌被視為是同義詞，澳洲政府為了保護邊界不受入侵，甚至在一九二○年代介入美拉尼西亞與波里尼西亞島嶼的公共衛生事務。澳洲的衛生官員如此做，就是認為島民「原始」而容易受到病菌侵襲，需要現代科學衛生措施。澳洲醫師在太平洋島嶼建立預防衛生措施，自認為是在將文明帶到這些島嶼。

自以為是的保護。圖／torange.biz

病菌與文明在巴勒斯坦指涉的是現代性與東方主義之間的分隔。李奧．波姆（Leo Böhm）這位猶太復國主義醫師在二十世紀初期發起運動，要在巴勒斯坦設立巴斯德研究所，這個運動是要將「曠野」文明化並轉變為現代國族。他的努力受到世界猶太復國主義組織（World Zionism Organization）的支持與鼓勵。

該組織的成員抱持同樣觀點，認為猶太人要在巴勒斯坦復國，有賴現代科學與科技的應用。由歐洲一些猶太醫師與博士所組成的「猶太醫師與自然科學家巴勒斯坦衛生權益促進協會」（the Association of Jewish Physicians and Natural Scientists for the Sanitary Interests in Palestine）對此也加以支持。波姆在巴勒斯坦發動對抗瘧疾的戰爭，他認為瘧疾是現代文明的禍根。他也教導人們健康衛生的習慣以及檢疫制度的好處。

——本文摘自《醫療與帝國：從全球史看現代醫學的誕生》，2019 年 2 月，左岸文化出版。

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教科書與科普書籍常描述向日葵的追日行為雖與刺激方向有關，但不屬於生長，而是膨壓變化所造成，故屬於傾性反應。這樣歸類是否合理？什麼是追日行為？對其運動機制的研究又有什麼新發現？

只有向日葵才知道的情報。圖／Svgsilh。

爭議在哪裡？

大多數動物具有顯著的神經系統與肌肉，遇逆境可立即逃避。

植物運動能力較不顯著，但對環境變化亦可適當反應，包含向性 (tropism) 與傾性 (nasticmovements) 反應。

高中生物教科書對向性的描述如下：

• 「有些刺激會引起植物組織的生長不均勻，而造成和刺激方向有關的運動」
• 「植物受環境刺激時，因局部生長的速率或方向產生改變，導致植物體兩側生長差異」
• 「植物器官因應外界的光照、水分、接觸或地心引力等刺激，使植物組織的生長不均勻，產生和刺激方向有關的生長反應」

大學普通生物學也有類似的內容：

「任何一種導致植物器官朝向或遠離刺激而彎曲生長的生長回應皆稱為向性。」 (Campbell and Reece， 2005)

向光性。圖／wikimedia。

所以教師與學生常認為「向性」需符合兩項條件：和刺激方向有關的運動，以及肇因於生長不均勻，故向性是種生長現象。

而傾性反應自然就歸類於和刺激方向無關的運動，且與生長無關的現象。基於上述推論，植物的器官於白天追隨太陽東起西落的運動雖與刺激方向有關，但不屬於生長（而是膨壓變化造成），故屬於傾性反應。植物器官追隨太陽東起西落的運動稱為追日行為，雖然現在高中教科書已不再介紹此例，但許多參考書、講義、考題與教師上課的內容中，追日行為始終被歸屬於傾性反應的範疇中。這樣的歸類是否合理？

圖一：向日葵莖頂的角度隨太陽移動而改變 (參考 Vandenbrink, et al., 2014) 。圖／《生物學學理解碼》。

那麼追日行為到底是？

追日行為又稱向日性 (heliotropism) ，源自希臘文 helios （意指太陽，希臘神話中的太陽神即為 Helius ）與  tropos（意指轉彎）。

追日行為見於菊科、豆科、錦葵科等 (Ehleringer and Forseth, 1980)，其中最為人所知的是向日葵  (Helianthus annuus) ，其葉子、頂端芽和發育中的花序，都表現向日性，其中發育中的花序表現最強的追日行為，在花成熟的過程中其向日性逐漸減緩直到開花，成熟的花朵保持面向東方直到衰老凋萎 (Vandenbrink, et al., 2014) 。

日出。圖／Pxhere。

雖然向日葵花序的向日性廣為人知，但科學家多是研究其葉子的向日性機制，對花的向日性機制所知甚少。向日葵幼苗亦具有向光性，其下胚軸受單側光刺激後引起彎曲生長，而莖頂的追日行為直到後來的發育階段才表現，代表兩者具有不同機制 (Vandenbrink, et al., 2014) 。向日性可分為橫向日性 (diaheliotropic) 與側向日性 (paraheliotropism)  (Silvertown, and Gordon, 1989; Vandenbrink, et al., 2014) 。

橫向日性使葉子在白天時與太陽光方向垂直，可增加光合作用效率，而側向日性使葉子與太陽光方向平行，以減少強光的傷害。

圖二：不同行為特性的葉子於白天中不同時段的受光強度 (修改自 Silvertown and Gordon, 1989) 。  (A) 具橫向日性、維持水平方向與具側向日性的葉子，其受日光照射情形的示意圖； (B) 不同行為特性的葉子於不同時段的受光強度比較。圖／《生物學學理解碼》

一種「向性」，各自表述

向日性的字根為 -tropism，可知向日性應屬於向性，而與部份教材的歸類不同。

《植物生理學》 (Hopkins and Hüner, 2013) 與《現代生物學》 (Postlethwait and Hopson, 2007) 對「向性」的說明，是指與刺激方向有關的運動，與其是否屬於生長無關。這樣的定義也見於國際學術期刊的研究報告或回顧性文章 (Chen, et al., 2012; Lee, et al., 2014; Silvertown and Gordon, 1989) 。

換句話說，某項植物行為是否屬於向性，與其「是否屬於生長」無關。

葉子的向日性可透過葉柄基部的運動構造:葉枕 (pulvinus) 的膨壓變化所引發。葉枕驅動的運動速度可以很快，例如錦葵科花葵屬的副瓣對消錦葵 (Lavatera cretica) ，其葉子的向日性運動可達每小時偏轉 40 度角。另一方面，向日性也可能是因生長所引發，而不一定是透過細胞的膨壓變化，例如許多具追日性的植物器官不具葉枕，尤其是莖與花，他們透過局部組織生長的方式產生追日行為，但此種生長屬於不可逆的細胞擴展 (Vandenbrink, et al., 2014)，與引發向光性的生長方式類似，但此領域的研究極少。

原來感光器官在葉子上呀。圖／Pixabay。

向日性的感光構造為何？對向日葵莖的向日性研究發現其感光受器可能為葉，當去除幼葉(長度小於四公分)後，於數天內可抑制其追日行為；但若去除成熟葉(長度大於四公分)則使追日行為消失，直到幼葉發育成熟
(Vandenbrink, et al., 2014) ，但葉子是否確實為感光受器仍須進一步研究。除了葉子之外，科學家也發現具向日性的高山植物草玉梅 (Anemone rivularis) 花具有追日行為，其花瓣為感光受器 (Zhang, et al., 2010)；而雪毛茛 (Ranunculus adoneus) 的感光受器位於莖的頂端，也就是總花梗 (Sherry and Galen, 1998) 。

破除「追日」的刻板印象

◎「是否屬於不可逆的生長」並不是判斷向性的條件。
◎向日葵的追日行為(向日性)，其反應方向與刺激方向有關，應屬向性。
◎部分植物器官的追日行為可能屬於生長現象。

情資來源：

• Campbell, N. A. and Reece, J. B. 2005. 生物學第六版。（鍾楊聰等人譯）。臺北市：偉明圖書有限公司。
• Chen, J., Moreau, C., Liu, Y., Kawaguchi, M., Hofer, J., Ellis, N., and Chen, R. 2012. Conserved genetic determinant of motor organ identity in Medicago truncatula and related legumes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109(29):11723-11728.
• Ehleringer, J. and Forseth, I. 1980. Solar tracking by plants. Science. 210(4474):1094-8.
• Hopkins, W. G. and N. P. A. and Huner. 植物生理學第四版。（徐善德、廖玉琬編譯）。臺北市：偉明圖書有限公司。
• Lee, H., Garrett, W. M., Sullivan, J., Forseth, I. and Natarajan, S.S. 2014. Proteomic analysis of the pulvinus, a heliotropic tissue, in Glycine max. Int. J. Plant Biol. 5(1):8-12
  
• Postlethwait, J. H. and Hopson, J. L.2007. Modern Biology Chapter 31: Plant Responses. Holt, Rinehart and Winston.
• Sherry, R. A. and Galen, C., 1998 The mechanism of floral heliotropism in the snow buttercup, Ranunculus adoneus. Plant Cell Environ. 21: 983-993.
• Silvertown, J. and Gordon, D. M. 1989. A Framework for Plant Behavior. Annu. Rev. Ecol. Syst. 20:349-366.
• Vandenbrink, J. P.,Brown, E.A., Harmer, S. L. and Blackman, B. K. 2014. Turning heads: The biology of solar tracking in sunflower. Plant Sci. 224:20-26.
• Zhang, S., Ai, H-L., Yu, W-B., Wang, H. and Li. D-Z. 2010. Flower heliotropism of Anemone rivularis (Ranunculaceae) in the Himalayas: effects on floral temperature and reproductive fitness. Plant Ecol. 209(2):301-312.

本文摘自《生物學學理解碼：從研究史、生態、生理到分子生物，完整剖析39個高中生物學疑難案例》，2019  年 3 月，紅樹林出版。

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• 文／台大歷史系助理教授　陳慧宏

擺脫歐洲中心觀，從生物學的觀點來談歐美洲的交流

在歐洲史的觀念中，十五世紀是「世界史」的開端，因為歐洲是到了十五世紀才開始廣泛接觸其他世界。對當時的歐洲人來說，最驚人的事蹟當然不外乎發現「美洲新大陸」。第一位踏上美洲土地的哥倫布則被認為是歐洲認識美洲的指標性開創者，「哥倫布發現新大陸」，已是十五世紀歐洲的最重大歷史事件之一，而且十六世紀以來，歐洲人甚至讚揚其為「世界誕生以來最偉大的事件」。

圖／wikipedia

傳統歷史陳述中對哥倫布偉大事蹟的讚揚，源自於歐洲十六世紀舊學術體系對海外探險的英雄式贊同。這其中對異地的想像，深受基督宗教的世界觀，和開發非基督宗教地區的使徒精神之影響。誠然，若僅止於哥倫布的開拓性和「發現」意義的強調，免不了有種歐洲中心思維之嫌。

二十世紀下半葉西方學界著力於批評歐洲中心觀，並試圖脫離基督宗教的一元概念，歐洲與美洲早已不只存在著舊世界發現新世界的單向認知。舊和新兩個世界到底如何接觸，接觸後又發生了什麼事，這些問題愈來愈成為學界關注的核心。隨著西方歷史學愈來愈偏向非主流思潮，和聆聽第三世界的聲音，哥倫布英雄般的開拓者形象，已成了一道可質疑的問題。因「發現」美洲而帶來全球文化和地區之交流，十五世紀後的歐洲史研究更需要各地區之間的視野比較，歐洲史家因此有更多的空間檢討傳統論述的侷限。

1689 年的世界地圖。圖／wikipedia

本書作者克羅斯比為權威環境和生態史學者，這本完成於一九七二年的經典著作《哥倫布大交換》，二○○三年修訂再版，顯示「哥倫布大交換」的概念在這三十年間有相當重要的回響。

本書關心的是一四九二年後，哥倫布首次登上美洲而開啟新舊世界生命形態的交流，以及這種交流所產生生態上決定性的影響。

從哥倫布的時代出發，主軸雖是歐、美兩洲，但亞、非兩洲的相關討論也無法避免，因為在此之後全球經濟體系已漸漸成形，現代意義的世界交往體系也出現了。此三十周年版收有歷史學家麥克尼爾的序言，其中即指出，克羅斯比提出的「哥倫布大交換」即是一種「生物學的交換」，這個概念提供歷史學家一種新視野、新範例，以檢視世界其他地區的生態交往，比如亞洲內部各地或歐、亞兩洲之間。所以本書提供洲際或國際間環境生態交往互動的討論，對世界史、跨文化，或世界性社群研究有興趣的讀者而言，是相當具有閱讀趣味且發人深思的。

從生態和環境切入，而非以「人」為出發點的研究方式

「生物學的交換」，其中當然包含了人類和動植物等。不過作者在初版序言中特別強調，人類的生命體無法遠離食物及衣物等而存在，因此，想要了解「人」，最重要的即是視其為一生物性的實體，這個實體會和其他的生命有機體互為影響。這種以生態和環境切入的觀察角度，與傳統歷史學從「人」，以及和人相關的種種機制來看歷史，是一種相當不同的新嘗試，也因此得到了和傳統史學完全不同的結論。作者指出，十六世紀的史料清楚說明，因哥倫布的航行所帶來的「最重要」改變，在本質上是屬於生物性的，並不在於政治或社會等層面。因此，歐洲人因歐美航路的開始而將天花帶入美洲，造成美洲人口急速的下降，該人口因此致命衝擊，是歐洲人能在幾場對決中輕易致勝的主因。

歐洲人因歐美航路的開始而將天花帶入美洲，造成美洲人口急速的下降。圖／wikipedia

這個結論，與傳統說法中，因西班牙入侵者的暴行而造成的高死亡率，是完全不同的。再者，克羅斯比的研究顯示，一四九二年以來三百多年世界人口的成長，與美洲原生的食物，像馬鈴薯和玉蜀黍，進入世界人口的日常生活飲食有絕對關係。以上天花和食物的實例，說明了生態與環境演變角度的歷史研究，所展現的長遠之時間結構和跨洲的世界史視野。如果人類生命體需要依賴動植物而存，那人類社會中動植物轉換成任何人類所依存的物質性，就有相當重要的意義。

此書的研究及寫作，雖然出於七十年代，但其結論所顯示的重要性卻能與近數十年的歷史研究取徑呼應，以動植物的物質性之重要來說，就和物質文化的研究有相當的謀合處；天花或梅毒所顯示的生命體交流的複雜度，是一種多層次的「交換」概念，也和近年來文化研究所關注文化接觸的複雜性相契合。

以人的力量改變自然，破壞生態也劫掠了未來

克羅斯比的結論相當有撼動力：「哥倫布大交換」時至今日都還持續著，它破壞了新大陸原有的生態穩定性，而新世界的人口也持續受到舊世界病菌的侵襲。唯一正面的意義，也許只有一四九二年後人口及食物生產的穩定成長。作者認為「哥倫布大交換」所引發的種種生態及環境上的改變，從自然演化的角度看來，即是一種暴力。人類在這個新舊世界的交往中，為了當下的需求及便利而移植或運輸了動植物，是以人的力量試圖改變自然，所造成的生態破壞，即是「劫掠了未來」。

克羅斯比這種先進的言論，在環境史才剛萌芽的一九七○年代遭遇到相當多的反對意見。然而在二十一世紀的今天，人與自然的關係重新獲得了重視，克羅斯比的角度因此能在當今世界獲得正面的回響。其也代表了生命史，可以是相對於人類文明和文化史的一門潛力學科。這也相當呈現出歷史學研究的廣度，和對人類社會發展省思的高度價值。

本文摘自《哥倫布大交換：1492年以後的生物影響和文化衝擊》，2019 年 3 月，貓頭鷹出版

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