第一部科幻作品《科學怪人》的誕生──〈談科論幻話創意〉

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

星際捷徑

一個無底深淵怎能成為星際飛行的捷徑呢？原來按照愛因斯坦的理論，黑洞是一個時空曲率趨於無限大——也就是說，時空本身已「閉合」起來的區域。但往後的計算顯示，若收縮的星體質量足夠大的話，時空在閉合到某一程度之後，會有重新開敞的可能，而被吸入的物體，將可以重現於宇宙之中。只是，這個「宇宙」已不再是我們原先出發的宇宙，而是另一個宇宙、另一個時空（姑毋論這是甚麼意思）。按照這一推論，黑洞的存在，可能形成一條時空的甬道（稱為「愛因斯坦－羅森橋接」），將兩個本來互不相干的宇宙連接起來。

這種匪夷所思的推論固然可以成為極佳的科幻素材，但對於克服在我們這個宇宙中的星際距離，則似乎幫助不大。然而，一些科學家指出，愛因斯坦所謂的另一個宇宙，很可能只是這一宇宙之內的別的區域。如果是的話，太空船便可由太空的某處飛進一個黑洞之內，然後在遠處的一個「白洞」（white hole）那兒走出來，其間無須經歷遙遠的星際距離。把黑洞和白洞連結起來的時空甬道，人們形象地稱之為「蛆洞」、「蛀洞」或「蟲洞」（wormhole）。

「蛆洞」是否標誌著未來星際旅行的「捷徑」呢？不少科幻創作正以此為題材。其中最著名的，是《星艦奇航記》第三輯《太空站深空 9 號》（Deep Space Nine, 1993-1999），在劇集裡，人類發現了一個遠古外星文明遺留下來的「蛆洞」，於是在旁邊建起了一個龐大的星際補給站，成為了星際航運的聚散地，而眾多精彩的故事便在這個太空站內展開。

我方才說「最著名」，其實只限於《星艦》迷而言。對於普羅大眾，對於「蛆洞」作為星際航行手段的認識，大多數來自二○一四年的電影《星際效應》（Interstellar，港譯：《星際啟示錄》），其間人類不但透過蛆洞去到宇宙深處尋找「地球 2.0」（因為地球環境已大幅崩壞），男主角更穿越時空回到過去，目睹多年前與年幼女兒生離死別的一幕。電影中既有大膽的科學想像，也有感人的父女之情，打動了不少觀眾。大家可能有所不知的是，導演基斯杜化．諾蘭（Christopher Nolan, 1970-）邀請了知名的黑洞物理學基普．索恩（Kip Thorne, 1940-）作顧問，所以其中所展示的壯觀黑洞景象，可不是憑空杜撰而是有科學根據的呢！

那麼蛆洞是否就是人類進行星際探險的寄託所在呢？

然而事情並非這麼簡單。我們不要忘記，黑洞的周圍是一個十分強大的引力場，而且越接近黑洞，引力的強度越大，以至任何物體在靠近它時，較為接近黑洞的一端所感受到的引力，與較為遠離黑洞的一端所感受到的，將有很大的差別。這種引力的差別形成了一股強大之極的「潮汐張力」（tidal strain），足以把最堅固的太空船（不要說在內的船員）也撕得粉碎。

潮汐張力的危險不獨限於黑洞，方才提及的中子星，其附近亦有很強的潮汐力。 拉瑞．尼文（Larry Niven, 1938-，港譯：拉利．尼雲）於一九六六年所寫的短篇〈中子星〉（Neutron Star），正以這一危險作為故事的題材。

尤有甚者，即使太空船能抵受極大的潮汐力，在黑洞的中央是一個時空曲率趨於無限，因此引力也趨於無限的時空「奇點」（singularity）。太空船未從白洞重現於正常的時空，必已在「奇點」之上撞得粉碎，星際旅程於是變了死亡旅程。

然而，往後的研究顯示，以上的描述只適用於一個靜止的、沒有旋轉的黑洞，亦即「史瓦西解」所描述的黑洞。可是在宇宙的眾多天體中，絕大部分都具有自轉。按此推論，一般黑洞也應具有旋轉運動才是。要照顧到黑洞自旋的「場方程解」，可比單是描述靜止黑洞的史瓦西解複雜得多。直至一九六三年，透過了紐西蘭數學家羅伊・卡爾（Roy Kerr, 1934-）的突破性工作，人類才首次得以窺探一個旋轉黑洞周圍的時空幾何特性。

旋轉的黑洞

科學家對「卡爾解」（The Kerr solution）的研究越深入，發現令人驚異的時空特性也越多。其中一點最重要的是：黑洞中的奇點不是一個點，而是一個環狀的區域。即只要我們避免從赤道的平面進入黑洞，理論上我們可以毋須遇上無限大的時空曲率，便可穿越黑洞而從它的「另一端」走出來。

不用說，旋轉黑洞（也就是說，自然界中大部分的黑洞）立即成為科幻小說作家的最新寵兒。

一九七五年，喬．哈德曼（Joe Haldeman,1943-）在他的得獎作品《永無休止的戰爭》（The Forever War, 1974）之中，正利用了快速旋轉的黑洞（在書中稱為「塌陷體」——collapsar）作用星際飛行——以及星際戰爭得以體現的途徑。

由於黑洞在宇宙中的分佈未必最方便於人類的星際探險計劃，一位科學作家阿德里安．倍里（Adrian　Berry,1937-2016）更突發奇想，在他那充滿想像的科普著作《鐵的太陽》（The Iron Sun, 1977）之中，提出了由人工製造黑洞以作為星際轉運站的大膽構思。

要特別提出的一點是，飛越旋轉黑洞雖可避免在奇點上撞得粉碎，卻並不表示太空船及船上的人無須抵受極強大的潮汐力。如何能確保船及船員在黑洞之旅中安然無恙，是大部分作家都只有輕輕略過的一項難題。

此外，按照理論顯示，即使太空船能安然穿越黑洞，出來後所處的宇宙，將不是我們原先出發的那個宇宙；而就算是同一個宇宙，也很可能處於遙遠的過去或未來的某一刻。要使這種旅程成為可靠的星際飛行手段，科幻作家唯有假設人類未來對黑洞的認識甚至駕馭，必已達到一個我們今天無法想像的水平。

然而，除了作為星際飛行途徑，黑洞本身也是一個怪異得可以的地方，因此也是一個很好的科幻素材。黑洞周圍最奇妙的一個時空特徵，就是任何事物——包括光線——都會「一進不返」的一道分界線，科學家稱之為「事件穹界」（event horizon）。這個穹界（實則是一個立體的界面），正是由當年史瓦西計算出來的「史瓦西半徑」（Schwarzschild radius）所決定。例如太陽的穹界半徑是三公里，也就是說，假若一天太陽能收縮成一個半徑小於三公里的天體，它將成為一個黑洞而在宇宙中消失。「穹界」的意思就是時空到了這一界面便有如到了盡頭，凝頓不變了。

簡單地說，穹界半徑就是物體在落入黑洞時的速度已達於光速，而相對論性的「時間延長效應」（time dilation effect）則達到無限大。對太空船上的人來說，穿越界面的時間只是極短的頃刻，但對於一個遠離黑洞的觀測者，他所看到的卻是：太空船越接近界面，船上的時間變得越慢。

而在太空船抵達界面時，時間已完全停頓下來。換句話說，相對於外界的人而言，太空船穿越界面將需要無限長的時間！

無限延長的痛苦

了解到這一點，我們便可領略波爾．安德遜（Poul Anderson, 1926-2001）的短篇〈凱利〉（Kyrie, 1968）背後的意念。故事描述一艘太空船不慎掉進一個黑洞，船上的人自是全部罹難。但對於另一艘船上擁有心靈感應能力的一個外星人來說，情況卻有所不同。理由是她有一個同樣擁有心靈感應能力的妹妹在船上，而遇難前兩人一直保持心靈溝通。由於黑洞的特性令遇難的一剎（太空船穿越穹界的一剎）等於外間的永恆，所以這個生還的外星人，畢生仍可在腦海中聽到她妹妹遇難時的慘叫聲。

安德遜這個故事寫於一九六八年，可說是以黑洞為創作題材的一個最早嘗試。

太空船在穹界因時間停頓而變得靜止不動這一情況在阿爾迪斯一九七六年寫的《夜裡的黑暗靈魂》（The Dark Soul of the Night）中，亦有頗為形象的描寫。恆星的引力崩塌，在羅伯特．史弗堡（Robert Silverberg）的《前往黑暗之星》（To the Dark Star, 1968）之中卻帶來另一種（雖然是假想的）危險。故事中的主人翁透過遙感裝置「親身」體驗一顆恆星引力塌陷的過程，卻發覺時空的扭曲原來可以使人的精神陷於瘋狂甚至崩潰的境地。

以穹界的時間延長效應為題材的長篇小說，首推弗雷德里克．波爾（Frederik Pohl, 1919-2013）的得獎作品《通道》（Gateway, 1977），故事描述人類在小行星帶發現了由一族科技極高超的外星人遺留下來的探星基地。基地內有很多完全自動導航的太空船，人類可以乘坐這些太空船穿越「時空甬道」抵達其他的基地，並在這些基地帶回很多珍貴的，因此也可以令發現者致富的超級科技發明。

故事的男主角正是追尋這些寶藏的冒險者之一。他和愛人和好友共乘一艘外星人的太空船出發尋寶，卻不慎誤闖一顆黑洞的範圍。後來他雖逃脫，愛人和好友卻掉進黑洞之中。但由於黑洞穹界的時間延長效應，對於男主角來說，他的愛人和好友永遠也在受著死亡那一刻的痛苦，而他也不歇地受著內疚與自責的煎熬。

故事的內容由男主角接受心理治療時逐步帶出。而特別之處，在於進行心理治療的醫生不是一個人，而是一副擁有接近人類智慧的電腦。全書雖是一幕幕的人機對話，描寫卻是細膩真摯、深刻感人，實在是一部令人難以忘懷的佳作。

由於這篇小說的成功，波氏繼後還寫了兩本續集：《藍色事件穹界以外》（Beyond the Blue Event Horizon, 1980）及《希徹會晤》（Heechee Rendezvous, 1984）。而且兩本都能保持很高的水準。

時間延長效應並非一定帶來悲劇。在先前提及的《永無休止的戰爭》的結尾，女主角正是以近光速飛行（而不是飛近黑洞）的時間延長效應，等候她的愛侶遠征歸來，為全書帶來了令人驚喜而又感人的大團圓結局。

七○年代末的黑洞熱潮，令迪士尼（Walt Disney）的第一部科幻電影製作亦以此為題材。在一九七九年攝製的電影《黑洞》（The Black Hole）之中，太空船「帕魯明諾號」在一次意外中迷航，卻無意中發現了失蹤已久的「天鵝號」太空船。由於「天鵝號」環繞著一個黑洞運行，船上的人因時間延長效應而衰老得很慢。這艘船的船長是一個憤世疾俗的怪人，他的失蹤其實是故意遠離塵世。最後，他情願把船撞向黑洞也不願重返文明。

比起史提芬．史匹堡（Steven Spielberg, 1946-）的科幻電影，這部《黑洞》雖然投資浩大，拍來卻是平淡乏味，成績頗為令人失望。除了電影外，科幻作家艾倫．迪安．霍斯特（Alan Dean Foster, 1946-）亦根據劇本寫成的一本同名的小說。

——本文摘自《超次元．聖戰．多重宇宙》，2023 年 11 月，二○四六出版，未經同意請勿轉載。

「無夏之年」說故事比賽

舉世公認 1818 年是科幻元年，但恐怕並非人人都知道，這個元年背後藏著近乎八竿子打不著的偶然因素。那就是三年之前的春天，遠在印尼的一座火山強烈爆發，因而影響了全球的氣候。

一座火山竟然能影響全球氣候？沒錯，一旦火山灰升到平流層，就再也不會落下來，只要數量充足，粉塵就能逐漸在全世界產生遮天蔽日的效果。因此在歐洲歷史上，1816 年是著名的「無夏之年」。

由於沒有任何科學家預測到這件事，當年五月，幾個年輕人興沖沖前往瑞士日內瓦湖畔度假，結果幾乎天天困在鄉間別墅中，眼巴巴望著湖水興嘆。

在那個沒有電視、沒有手機更沒有網路的時代，這幾位英國文藝青年只好發揮自娛娛人的創意，舉辦一場說故事比賽，而且限定要講恐怖故事，才配得上淒風苦雨的氣氛。正是在這個背景下，一位名叫瑪麗的妙齡女子構思出《科學怪人》這個故事──主人公試圖憑空創造生命，而他所使用的材料，竟然是拼拼湊湊、縫縫補補的許多屍塊！

科幻小說誕生！

這種情節夠恐怖吧？可是話說回來，恐怖不一定要涉及妖魔鬼怪。為了讓故事更有說服力，瑪麗決定捨棄靈異手法，改用當時十分熱門的科學知識「生物電」為關鍵情節背書。

生物電的研究可追溯至義大利解剖學家伽伐尼，他在 1780 年發現青蛙即使被大卸八塊，蛙腿仍有可能抖動，因而認為這是動物體內普遍有電的證據。此後數十年，這類研究吸引了歐洲許多科學家，包括電池的發明人伏打，以及達爾文的祖父等人。

必須強調的是，瑪麗借用生物電是為了求新求變，並未刻意創造一種新的文體，但由於她的敘事方式恰好符合科幻創作的基本精神──結合當時當代的科技再加以延伸──因此在後人眼中《科學怪人》成了道道地地的科幻小說。

所謂「當時當代的科技」自然是指生物電的研究，另一方面，「生命源自於電」則屬於瑪麗的大膽延伸。在科幻小說中，延伸的部分不需要對科學百分之百負責，只要本身言之成理、足以說服讀者即可（否則就是科學論文，不是科幻小說了）。正因為如此，科學家至今還不能用《科學怪人》的方法製造生命，而且恐怕永遠不可能。

瑪麗的遠見與後來的故事

不過，如果我們放寬標準，允許比較廣義的解釋，就不得不佩服瑪麗的遠見。因為從二十世紀起，凡是與生命起源相關的實驗，「電」大多扮演不可或缺的角色。例如 1996 年誕生的複製羊桃莉，在它還是一個細胞的時候，就曾經接受過適度的電擊，才得以啟動細胞分裂的機制。所以，如果你覺得桃莉這個名字不夠響亮，不妨稱牠為科學怪羊。

在結束本文前，我們再做幾點補充：

一、1816 年在瑞士度假的文藝青年，除了瑪麗之外，還有兩位名詩人拜倫與雪萊，以及拜倫的私人醫生波里道利等人。當時瑪麗還是雪萊的情婦，後來兩人正式成婚，從此她以瑪麗‧雪萊(Mary Shelley)這個名字躋身文學史冊。

雖然他們都講述了自己的恐怖故事，但正式寫成小說的只有瑪麗的《科學怪人》（1818年出版）以及波里道利的《吸血鬼》（1819年出版），後者正是吸血鬼文學的始祖。

二、如果你以為科學怪人誕生於一片火花閃電之中，很抱歉，那是後來好萊塢添油加醋的結果。瑪麗並不是科學家，她在小說裡對生物電的描寫僅僅點到為止。

三、去年底成功誕生的複製猴「中中」和「華華」，雖然大致沿用桃莉的複製流程，但在關鍵步驟上未曾使用電擊，改採較溫和的化學方法誘發細胞分裂。

• 編按：《科學怪人》作者瑪麗·雪萊生於1797年，1818年《科學怪人》出版時瑪麗年僅21歲。

• 延伸閱讀：那些勇闖禁忌科技的普羅米修斯們──〈談科論幻話創意〉
• 本文同時刊載於《科普時報》專欄「談論幻話創意」，原文標題〈科幻元年與科學怪人〉

• 作者／寒波

如果你收到寫作主題「從醫學技術到生命藝術－後人類與後物種」，你會怎麼理解這個題目？嗯，這題一定有人寫過，萬事問 Google，演算法讓一篇 2006 年的論文名列前茅，就從它開始好了。

藝術家的身體改造

這篇已顯過時的文章〈醫學干預—視覺藝術遇見醫學技術（Medical interventions—visual art meets medical technology）〉，提到幾位藝術家及他們的創作，第一位叫作奧蘭（Orlan）。這位法國藝術家最出名的事蹟，是在 1990 年代經歷多次整形手術，將自己身體的某部分改造成蒙娜麗莎、維納斯的外觀。

自己整形昭告天下，來反思別人的整形，奧蘭以自體為素材的創作轟動一時。她較新的新聞是 2013 年時，控告女神卡卡 2011 年的〈天生完美〉音樂錄影帶，抄襲她 1996 年的概念，並且索賠 3170 萬美金。最後奧蘭敗訴，還要賠償 1.8 萬美金。她應該是沒有演出行為藝術的意思。

整形手術自古有之，隨著醫學技術不斷進步，如今「醫美」成效可謂鬼斧神工，身體改造程度遠超過奧蘭的人也為數不少。然而，現實世界中最激進的肉體改造實踐，在科幻想像中只能算是幼幼班。

科幻很豐滿，現實很骨感

許多科幻作品中，運用自如的義肢和指甲彩繪同等級，大腦如電腦可以連結數據庫，人造人、改造人是常態角色，觀眾時常爭議某個角色到底是人或不算人，算生化人、仿生人，還是賽伯格。

這篇文章的高端讀者們，若看到舉例是《攻殼機動隊》、《魔鬼終結者》或《銀翼殺手》，肯定認為作者只會跟風。那就舉些冷門又沒那麼冷門的例子：《阿伊朵（IDORU）》、《海伯利昂（Hyperion）》、《小黑盒子（The Little Black Box）》。

隨著生物科技發展，科幻的眼鏡鍵盤俠，也讓出不少空間給試管白袍人。可惜科幻與科學往往是兩回事，《曼谷的發條女孩》藝術成就頗為可觀，對遺傳學的描述卻一塌糊塗，水準堪比《星海爭霸》。

然而，人造人講起來那麼順口，如今的科學技術不要說造人，即使只是最簡單的生命體，想要無中生有也非常困難。1818 年問世《科學怪人》描述的人造生命，至今依然是無法突破的障礙。

現實中的進度到哪兒呢？病毒不算，最小的生物僅有 525 個基因，叫作生殖道黴漿菌（Mycoplasma genitalium）。假如只求維生，有些基因是不需要的，於是科學家去除其一個一個基因，以此為基礎創造出名喚「JCVI-syn3.0」的人造生命，只有 473 個基因……好了，這種題材要是寫成科幻小說，不加入大量的屍體、裸體，應該是賣不出去。

來改造基因吧

人類不會無中生有新生命，改造既有的生物倒是在行。自古以來人類便透過人為挑選，造就一種又一種馴化的動物、植物，而且持續育種。在了解 DNA、蛋白質的法則，又研發出分子生物學的工具以後，每個人只要有裝備與材料，都可以改變遺傳訊息。

說起來簡單，其實也沒有那麼容易。單純「改變遺傳訊息」非常簡單，只要用 X 光、紫外線等輻射直擊細胞，就可以破壞性的改變 DNA 序列，但是一般人想像的好像不是這種。若是希望比較精確的修改，則需要借用生命的產物：各種酵素。

DNA 遺傳訊息由許多 ATCG 排列組成，有些酵素可以切割特定組合的 DNA 位置，例如見到 AATGCC 這種序列，便切斷成 AATG 和 CC。此一技術在 1970 年代開始使用後，協助人類邁入生物科技的時代。

基因改造的另一常用技術來自「跳躍的基因」，和轉座子、轉位子等中文名詞，皆指稱英文的 transposable element。生物所有的遺傳訊息合稱基因組，「玉米田裡的先知」麥克林托克率先發現，有些遺傳片段會在基因組的不同位置跳躍。後來有人想到可以利用轉座子的特質，去改變遺傳訊息為人所用。

這些方法使用上算是不難，卻沒那麼精準。每一個 DNA 位置都有 ATCG 四種可能性，讓 6 個位置隨機組合，有 4096 分之 1 的機率會出現 AATGCC 這樣的片段。乍看機率不高，可是人的基因組總共有 30 億個位置，一乘起來……而轉座子實用上也有不少限制。

基因剪刀：幾個改寫生命密碼的工具

切割 DNA 的酵素及其辨識序列，搭配起來類似密碼。排列組合一致的機率愈低，密碼愈難靠亂槍打鳥的試誤破解；DNA 序列符合辨識的機率愈低，操作也能愈精準，不容易影響其餘不想改變的位置。

那麼有沒有習慣辨識十幾二十個位置的酵素呢？要是能隨心所欲控制酵素在基因組上作用的位置，像控球大師麥達克斯（Greg Maddux）那般想投哪就投哪，將有多大的實用價值？

不少專家經歷多年奮鬥，研發出兩款尖端科技的結晶：鋅手指（Zinc finger）、類轉錄活化因子核酸酶（transcription activator-like effector nucleases，簡稱 TALEN）。名字是聽起來很科幻，可惜它們都不太好用，這也使得另一款技術一推出便大受好評：CRISPR。

如今還沒下檔就乏人討論的科幻電影，都已經出現 CRISPR 之名，說明它的成功。CRISPR 原本是細菌的免疫系統，被人變成基因改造的工具，它的全名 clustered regularly interspaced short palindromic repeats 其實也很科幻。

和之前的技術相比，CRISPR 尊絕不凡，不能屈就基因改造這舊名詞，要配上「基因編輯」才高端（其實本質上還是同一回事）。由於操作簡單又迅速，相關技術被廣泛應用，發明人也已經獲得諾貝爾獎。

佛蘭金仙的想像與實踐

受到諾貝爾獎肯定，被普遍使用的尖端生物科技，不時要來上幾條醜聞。影響不下 CRISPR 的幹細胞，曾經有小保方晴子的造假事件。濫用 CRISPR 最知名的案例，無疑是 2018 年底賀建奎的基因改造嬰兒：他用 CRISPR 技術移除一個基因，隨後兩位基因改造人誕生。

我們身體的細胞分為兩種：體細胞和生殖細胞，體細胞不會遺傳給下一代，生殖細胞會。目前各界普遍接受的底線是，針對人類的基因改造研究，不可以遺傳到下一代，所以禁止對人類胚胎幹細胞的操作。賀建奎不但打破底線，還真的搞出活生生的寶寶，真可謂當代的「佛蘭金仙」，實現梁啟超、嚴復一百多年前的野望。

一百多年前的中國在內憂外患下，不少知識份子抱持讓國家民族強大的夢想。造就「科學怪人」的英國以及西方文化，普遍將其視為負面形象的怪物，但是嚴復 1898 年介紹科學怪人時，採取非常正面的態度，他甚至覺得一個人成為別人眼中的科學怪人，也是歷史進步的方式。隔年梁啟超在文章〈動物談〉中更是讚頌「佛蘭金仙」，也就是 Frankenstein 為「沉睡中的獅子」、「先睡後醒的巨物」。

賀建奎應該聽過梁啟超、嚴復，大概不知道佛蘭金仙。不過不要緊，作為中國先賢的繼承人，賀建奎成為這個時代的佛蘭金仙，創造出別人眼中的科學怪人——沈睡的獅子醒了，中國人民站起來了！

邁入未來前，先回首智人這個物種的過去

好消息是，站起來的中國人又坐了回去。賀建奎和科學怪人一樣消聲匿跡，至少暫時如此。短時間內，中國人並不至於自我改造為全新的物種，進入「後人類」的階段。

如今的「人類」都屬於同一個「物種」，並沒有明顯分化，預備形成新物種的跡象。如上所述，僅管科學技術持續進步，和科幻想像相比，當下能做的仍很有限。

科技、文化快速發展的我們什麼時候會邁向後人類呢？思考這個問題，不妨反過來思量已經發生過的歷史：如何從「前人類」與「前物種」演變為當今的人類物種。

物種是分類的概念，方式很多。人類這類兩性生殖的動物，可以用「生物物種（biological species）」定義，也就是「個體間可以生下後代，沒有生殖隔離發生，後代彼此間也能再生下後代」。一些遺傳學研究指出，如今分家最久的人類族群可能超過 30 萬年，卻依然不存在生殖隔離，仍可歸類為同一物種。

生殖隔離有程度之別，原本屬於同一物種的生物，若是開始生殖隔離，累積到一個程度而不再能產下共同的後代，便能視作有新物種誕生。簡單說來，我們所屬的物種稱為智人（Homo sapiens），和平行發展的近親尼安德塔人、丹尼索瓦人，擁有共同的祖先海德堡人（Homo heidelbergensis），因此海德堡人（或其他定義下，算是我們直系祖先的那種人）可以算是智人的「前物種」。

智人的基因組中存在少量尼安德塔人、丹尼索瓦人的 DNA 特徵，源自幾萬年前的情慾交流。既然可以生下後代，能算是同一個物種嗎？答案因智人而異。考慮到三者遺傳上分家超過 55 萬年，又已經存在相當的生殖隔離，否則也分不出彼此的遺傳差異，我想區分成不同物種比較合適。

身心俱全，成為完全體的現代人類

但是人類不只由 DNA 定義，尤其是我們智人。與近親在遺傳上分家後，智人走上愈來愈獨特的道路，漫長的過程並非一步到位，至少可以分為身心兩個方面。

近來學術文獻描述智人時，流行一個名詞：「解剖學意義上的現代人（anatomically modern human）」，這兒的「現代」不是看年份，而是和海德堡人、直立人（Homo erectus）等古早人（archaic hominin）對照。具備智人形態特徵的化石，最早距今 30 多萬年；所以有 30 多萬年前的現代人，也有 11 萬年前的古早人。

身體形態比較容易辨識，頭腦心智、行為表現卻難的多。兩位外觀相似的人，心靈和行為可能截然不同。光看化石的形態特徵，能分辨誰長的像智人，卻無法判斷是否為「行為學意義上的現代人（behaviorally modern human）」。採用此一概念，尚未發展出類似我們心智、行為的智人，或許可以算是「前人類」的階段。

前人類是怎樣過渡到人類的？這是人類演化學爭論不休，近來成果可觀的一大問題。最直接的設想是，假如古代人展現出抽象、象徵思維、藝術創作等特徵，便足以視為「跟我們一樣的人類」。

儘管證據稀少而零碎，逐漸累積的考古學證據指出，距離遙遠的東南亞與歐洲兩地，智人距今 4 萬年前就會在壁畫、雕刻中展現明確的象徵思維；可見當時的智人，肯定擁有和我們一樣複雜的心靈。貝殼珠之類缺乏實用價值的物品，具有價值交換、情感互動、身份認同等用途，在非洲、中東的使用歷史有 10 多萬年。

更早以前不清楚，但是十萬多年前的智人，現代價值應已足夠，足以貼上「人類」的標籤。也就是說，心智和我們平起平坐的同類，已經有超過十萬年的歷史。

人類的下一階段，從神獸到神人？

目前的人類如何演變而來？按照上述脈絡，先是智人與近親在遺傳上分家，累積生殖隔離（超過距今 50 萬年），接著產生特定的形態特徵，形成新的身體（超過距今 30 萬年），從「前物種」轉型為智人物種；接著又出現行為、思維、文化上的轉變（超過距今 10 萬年），從「前人類」過渡到心靈複雜的人類。

即使長期缺乏接觸，智人間要產生生殖隔離也不容易，實際看來幾萬年都不夠。未來人們只要持續情慾交流，幾乎不可能讓生殖隔離累積到形成新的「後物種」。但是「人類不只由 DNA 定義」的道理一如過往，倘若人為影響導致非常巨大的文化差異，衍生自現代人的「後人類」便有機會誕生。

哈拉瑞的暢銷書「人類三部曲」，前兩本的中文副標題分別叫作「從野獸到扮演上帝」和「從智人到神人」，可謂以劇烈變化的觀點看待人類演化的路徑。我想也可以反過來，採取連續演進的解讀：智人其實早有成為神人的潛力，即使早在野獸的階段，也已經是配備神性的野獸；從神獸到智人，再到神人的發展，是發揮潛能而實踐的過程。

人類持續演化下，假如過程中沒有滅亡，或是受到其他智慧生命干預，神獸有機會徹底開發潛能而成為神人。未來將如何發生？到時候帶來轉變的，會是不斷在已知疆域之外探索的藝術家、科學家、思想家、政治家，或是其他角色，像是哈里．謝頓（Hari Seldon）、保羅．亞崔迪（Paul Atreides）之類的人物？

如果人類真的邁入下一階段，我猜不會是任何特定角色或人物，而是心智的集體成果。過程中會涉及極少數幾位天選之人，如精通科學的思想家、具備藝術感的科學家、洞觀事物本相的藝術家、某件事以外什麼都不懂的專業精英（為避免誤會，本文提及的所有真實人名皆不屬於上述行列），甚至是覺醒的人工智慧。

不過想像力再強大，發揮出的超能力，還是要擺在人類集體的框架中落實。我們不論願不願意，或許都牽涉其中。

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「無夏之年」說故事比賽

舉世公認 1818 年是科幻元年，但恐怕並非人人都知道，這個元年背後藏著近乎八竿子打不著的偶然因素。那就是三年之前的春天，遠在印尼的一座火山強烈爆發，因而影響了全球的氣候。

一座火山竟然能影響全球氣候？沒錯，一旦火山灰升到平流層，就再也不會落下來，只要數量充足，粉塵就能逐漸在全世界產生遮天蔽日的效果。因此在歐洲歷史上，1816 年是著名的「無夏之年」。

由於沒有任何科學家預測到這件事，當年五月，幾個年輕人興沖沖前往瑞士日內瓦湖畔度假，結果幾乎天天困在鄉間別墅中，眼巴巴望著湖水興嘆。

在那個沒有電視、沒有手機更沒有網路的時代，這幾位英國文藝青年只好發揮自娛娛人的創意，舉辦一場說故事比賽，而且限定要講恐怖故事，才配得上淒風苦雨的氣氛。正是在這個背景下，一位名叫瑪麗的妙齡女子構思出《科學怪人》這個故事──主人公試圖憑空創造生命，而他所使用的材料，竟然是拼拼湊湊、縫縫補補的許多屍塊！

科幻小說誕生！

這種情節夠恐怖吧？可是話說回來，恐怖不一定要涉及妖魔鬼怪。為了讓故事更有說服力，瑪麗決定捨棄靈異手法，改用當時十分熱門的科學知識「生物電」為關鍵情節背書。

生物電的研究可追溯至義大利解剖學家伽伐尼，他在 1780 年發現青蛙即使被大卸八塊，蛙腿仍有可能抖動，因而認為這是動物體內普遍有電的證據。此後數十年，這類研究吸引了歐洲許多科學家，包括電池的發明人伏打，以及達爾文的祖父等人。

必須強調的是，瑪麗借用生物電是為了求新求變，並未刻意創造一種新的文體，但由於她的敘事方式恰好符合科幻創作的基本精神──結合當時當代的科技再加以延伸──因此在後人眼中《科學怪人》成了道道地地的科幻小說。

所謂「當時當代的科技」自然是指生物電的研究，另一方面，「生命源自於電」則屬於瑪麗的大膽延伸。在科幻小說中，延伸的部分不需要對科學百分之百負責，只要本身言之成理、足以說服讀者即可（否則就是科學論文，不是科幻小說了）。正因為如此，科學家至今還不能用《科學怪人》的方法製造生命，而且恐怕永遠不可能。

瑪麗的遠見與後來的故事

不過，如果我們放寬標準，允許比較廣義的解釋，就不得不佩服瑪麗的遠見。因為從二十世紀起，凡是與生命起源相關的實驗，「電」大多扮演不可或缺的角色。例如 1996 年誕生的複製羊桃莉，在它還是一個細胞的時候，就曾經接受過適度的電擊，才得以啟動細胞分裂的機制。所以，如果你覺得桃莉這個名字不夠響亮，不妨稱牠為科學怪羊。

在結束本文前，我們再做幾點補充：

一、1816 年在瑞士度假的文藝青年，除了瑪麗之外，還有兩位名詩人拜倫與雪萊，以及拜倫的私人醫生波里道利等人。當時瑪麗還是雪萊的情婦，後來兩人正式成婚，從此她以瑪麗‧雪萊(Mary Shelley)這個名字躋身文學史冊。

雖然他們都講述了自己的恐怖故事，但正式寫成小說的只有瑪麗的《科學怪人》（1818年出版）以及波里道利的《吸血鬼》（1819年出版），後者正是吸血鬼文學的始祖。

二、如果你以為科學怪人誕生於一片火花閃電之中，很抱歉，那是後來好萊塢添油加醋的結果。瑪麗並不是科學家，她在小說裡對生物電的描寫僅僅點到為止。

三、去年底成功誕生的複製猴「中中」和「華華」，雖然大致沿用桃莉的複製流程，但在關鍵步驟上未曾使用電擊，改採較溫和的化學方法誘發細胞分裂。

• 編按：《科學怪人》作者瑪麗·雪萊生於1797年，1818年《科學怪人》出版時瑪麗年僅21歲。

• 延伸閱讀：那些勇闖禁忌科技的普羅米修斯們──〈談科論幻話創意〉
• 本文同時刊載於《科普時報》專欄「談論幻話創意」，原文標題〈科幻元年與科學怪人〉