【Gene思書齋】反轉四進制的神秘密碼

本文與  益福生醫 合作，泛科學企劃執行

昨晚，你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎？這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾，甚至在腦海中數了幾百隻羊，大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程，讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇：你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠，我們得先認識身體的一套精密防衛系統：下視丘-垂體-腎上腺軸（HPA axis） 。這套系統原本是演化給我們的禮物，讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時，能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動，腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙)，這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性，讓我們在危機中保持清醒 。

然而，現代人的「劍齒虎」不再是野獸，而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說，身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

在理想的狀態下，人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後，身體會進入「修復模式」，此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點，讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素（Melatonin）接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號，它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素（Orexin）神經元，幫助大腦順利關閉覺醒開關。

然而，當壓力介入時，這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出，長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化，使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌，更會讓食慾素在深夜裡持續活化，強迫大腦維持在「高覺醒狀態（Hyperarousal）」。 這種令人崩潰的狀態就是，明明你已經累到不行，但大腦卻像停不下來的發電機！

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升，而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸，分泌更多皮質醇來試圖消炎，高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期（REM），導致睡眠品質變得低弱又破碎，最終形成「壓力－發炎－失眠」的惡行循環。也就是說，你不是在跟睡眠上的意志力作對，而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關：PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局，科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系：腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路，這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」，而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便，更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話，直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」（Psychobiotics）。

在眾多研究菌株中，發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發，累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」（First Night Effect, FNE），也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難，俗稱認床。科學家在進行實驗時發現，補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期（NREM）的睡眠長度，且入睡更快，起床後也更容易清醒。更重要的是，不同於常見的藥物助眠手段（如抗組織胺藥物 DIPH）容易造成快速動眼期（REM）剝奪或導致睡眠破碎化，PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力，它能有效縮短入睡所需的時間，並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現，即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理（Heat-treated），轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」（Postbiotics），其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點，讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中，科學家觀察到一個耐人尋味的現象：當詢問受試者的主觀感受時，往往會遇到強大的「安慰劑效應」，無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人，主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相，讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而，客觀的生理數據（Biomarkers）卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後，實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人（84.6%）出現了夜間褪黑激素分泌增加，且壓力荷爾蒙（皮質醇）顯著下降，這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統，而不僅僅是心理安慰。

最值得關注的是，對於那些失眠指數較高（ISI ≧ 8）的族群，這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後，不僅生理標記改善，連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間，以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌：https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠：構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息，而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠，關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石，始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境，到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統，並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現，身體便能更順暢地啟動睡眠開關，回歸自然的運作節律。

與其將失眠視為意志力的抗爭，不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持，每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始，為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作，泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡，乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生；但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視，那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」（IPF），其預後往往不太樂觀，確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先，我們得先破解一個迷思：肺纖維化並不是單一疾病，而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」，腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象，患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕，像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是，IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性，一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化，是兩種完全不同的概念。

肺部為何會變成「菜瓜布」？

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布？這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織，就是肺部間質組織（interstitium）的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍，包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下，肺部損傷後會啟動修復機制，並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內，這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號，導致負責修復工作的「纖維母細胞」（fibroblasts）被過度活化，進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織，最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現，這個過程之所以棘手，在於它是一個「惡性循環」，肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ，它們相互加乘，演變成難以阻斷的強大破壞力。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ，但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸，特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外，患有自體免疫疾病（如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎，）的患者，他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人，必須特別警覺。

打斷惡性循環的挑戰，為何只對抗「纖維化」還不夠？

面對這個不可逆的疾病，醫學界長年束手無策，直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥：Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺，首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而，這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望，卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看，這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題：既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊，那麼，我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略，從而更有效地打斷這個惡性循環？

找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題，科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素：磷酸二酯酶 4B（PDE4B）。

為什麼鎖定它？讓我們看看它的「雙重作用」機制：

1. 關鍵位置： PDE4B 同時存在於免疫細胞（與發炎有關）與纖維母細胞（與纖維化有關）當中。
2. 作用機制： PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP（環磷酸腺苷） 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
3. 雙重抑制： 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性，細胞內的 cAMP 就不會被分解，濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞，同時產生抗發炎與抗纖維化的雙重效應。

簡單來說，鎖定並抑制 PDE4B，就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程，有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來，全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗，我們相信，在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後，期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

最後，我們必須再次提醒，特發性肺纖維化（IPF）與漸進性肺纖維化（PPF）是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手，雖然現有的治療手段能延緩惡化，但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織，因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

永豐銀行在過年期間傳出多位卡友信用卡被盜刷，而且明明都使用 OTP 一次性密碼驗證了，卻還是難逃駭客魔爪。難道，我們已經沒有安全的交易方法了嗎？

好消息是，Google 、 Apple 、 Microsoft 都不約而同宣布導入「Passkeys」無密碼驗證技術，只要使用生物辨識，使用者不需要再創作密碼，大幅減少被破解或是被側錄盜帳號的機率。

Passkeys 用作原理

也許你會提出疑問，指紋登入不是早就有了嗎？又與二階段驗證（Two-Factor Authentication, 2FA）看上去十分類似，這套「無密碼驗證」機制，我們真的可以相信嗎？

首先，我們先來釐清Passkeys 的運作原理。在 Passkeys 的運作之中，一共有三個重要的角色：使用者 Device、平台供應商 Authenticator、應用服務 Relying Party。

在第一次申請 Passkeys 功能並使用生物驗證時，便會生成一組對應的公鑰與私鑰，公鑰存放在應用服務端（如：網路銀行）、而私鑰則保存在使用者的硬體裝置上（如：手機）；每當未來要進行 Passkeys 登入時，應用程式便會發起一個驗證請求，要求使用者利用裝置內的私鑰進行簽章，以證明自己的身分。

當然，為了確保當下持有手機的是使用者本人，手機裝置就會要求透過指紋等生物驗證機制，完成識別後，再使用裝置內的私鑰進行簽章回傳給應用服務，應用服務端則利用他們所持有的公鑰，來驗證簽章的效力。

我們可以把登入情境變成一張如下的邏輯架構：

密碼與鑰匙

更進一步討論，就得要先知道「公開金鑰密碼」（Public Key Cryptography, PKC）與「公鑰」（Public Key）、「私鑰」（Private Key）的概念。

一般所說的「加密」概念，就是希望只有對方能夠「解密」。

早期的「對稱式密碼學」，在加密和解密時均使用同一把鑰匙，如此一來便衍生了一個小問題——多了一個「額外的秘密」需要被傳遞，這樣既麻煩也不安全。

後來就出現了「非對稱密碼學」，也就是前述提到的公開金鑰密碼學。在這個理論中將用到兩把不同的鑰匙——「公鑰」及「私鑰」；私鑰僅留存給使用者，公鑰則是公開給所有人。演算法分別使用這兩把鑰匙進行加密與解密，具有單向、無法回推等特徵。

如此一來，可以達到不同的應用方式：

第一種是「傳遞秘密」，每個人都持有一把自己的私鑰、向大家公開一把成對的公鑰，任何人都可以「用公鑰加密訊息」給我、並且只有我可以「用私鑰解密訊息」看到秘密訊息的內容。

第二種常見的應用方式則是 Passkeys 架構中所用到的「數位簽章」。數位簽章的邏輯正好和傳遞秘密相反：「用私鑰加密簽章」並「用公鑰解密驗章」；如此一來，任何人都能持有的公鑰，便能用以驗證訊息是否確實由世上唯一擁有私鑰的使用者所簽名發出。

重新回來看 Passkeys 的架構，就不難理解為什麼 Passkeys 在不使用密碼的前提下，也能透過裝置上的私鑰，來向應用服務進行身分驗證。當然，Passkeys 的安全與強大之處並不只在於公鑰密碼系統，而是可以完全擺脫掉「帳號密碼」的概念，進而避免非常多的威脅。

從根本上解決問題

一般來說，在登入帳號時所使用的「密碼」，並不會直接被明文儲存在應用服務的伺服器裡，會透過編碼、雜湊、加密等各種方式進行儲存。

即便如此，太過簡單的弱密碼容易被暴力或查表破解。此外，駭客也可以透過網站釣魚（Phishing）或鍵盤側錄（KeyLogger）等方式偷取使用者的密碼，再轉手將偷來的資訊傳給應用服務進行中間人攻擊（Man-in-the-Middle Attack）；常見的簡訊驗證碼等二階段驗證方式，也可能受此攻擊的影響。

Passkeys 則從根本上解決了釣魚網站的威脅。存在使用者裝置中的 Passkeys 並不僅是一把私鑰，它連帶也儲存了應用服務網址、使用者帳號等資訊；無論釣魚網站做的與原服務有多相像，只要來源並非原本的服務網站，Passkeys 功能就不會被啟動，駭客自然就無法執行驗證或偷取到任何資訊。

而在跨裝置登入上，流程會是：使用者在筆電上開啟應用服務網站，選擇以 Passkeys 登入，網站會跳出一個 QRCode，使用者只要用存有私鑰的那隻手機掃描 QRCode，便會開啟 Passkeys 功能，讓使用者透過生物驗證完成登入。

這個過程不需要用到任何的「帳號」，因為 Passkeys 本身就儲存了使用者是誰的身分資訊，而使用 Passkeys 跨裝置登入時需要掃描 QRCode 來啟動的這一點，是為了避免駭客利用來進行中間人攻擊；Passkeys 要求這兩個裝置之間必須有藍牙連接，也就是必須在一定的物理範圍之內，裝置之間才能夠順利啟動 Passkeys 認證。

帶來的便利

對一般使用者來說，除了安全性以外，便利性也非常重要。

前述提及 Passkeys 的無密碼驗證機制，其實就等同於讓「裝置」擁有代表使用者本人的效力，那麼，若裝置不慎遺失、還能簡單地取回自己的身分嗎？答案是可以的。

使用者與提供 Passkeys 功能的平台供應商之間，原則上本來就會有相互驗證的方式，例如本來的帳號密碼登入、或者是額外的找回帳號機制，透過這些方式找回並登入帳號後，就可以進行設置，停用舊有 Passkeys 或啟用新的 Passkeys。

此外，Passkeys 提供多裝置同步私鑰的功能，以使用者對平台提供商的信任為前提，平台可能會在其雲端中儲存使用者的私鑰，以便在使用者需要的時候，可以將該私鑰輕鬆地同步到相同作業系統的其他裝置上，讓使用者也可以利用平板或電腦等裝置進行驗證登入。

另外，使用不同作業系統的裝置，一樣能用原本的私鑰登入；系統會在新的裝置上生成一組新的公私鑰繼續運作。也就是說，不管你是 Android 轉 iOS，還是 iOS 轉 Android，都不需重新設定，對使用者來說，可謂一大福音！

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據說北歐因為長時間天寒地凍、冰天雪地，在漫漫長夜需要打發時間，所以犯罪小說特別流行，雖然北歐有全世界最好的治安。

尤其是已故瑞典犯罪小說家史迪格拉森（Steig Larssen，1954─2004）的「千禧年三部曲」（Millennium trilogy）──《龍紋身的女孩》（Män som hatar kvinnor）、《玩火的女孩》（Flickan som lekte med elden）和《直搗蜂窩的女孩》（Luftslottet som sprängdes），在全球瘋狂暢銷，也是我最喜愛的犯罪小說。 這三部犯罪小說不僅劇情緊湊精彩，史迪格拉森還置入性行銷地大書他反極右派的政治觀點。就連史迪格拉森本身的意外身亡，也充滿了陰謀論；他的高額版稅被關係疏遠的父兄奪走，而最親密的同居伴侶一文未獲，也像足了八點檔的灑狗血。史迪格拉森雖然寫的是犯罪小說，但他年輕時最沉迷的是科幻小說。說不定他仍在世的話，也會寫出優異的長篇科幻作品。

史迪格拉森雖然沒有創作長篇科幻小說，但其他瑞典作家肯定是有的，例如瑞典作家費德瑞‧烏勒森（Fredrik T. Olsson）的《反轉四進制》（Slutet På Kedjan）。《反轉四進制》是本高潮迭起的科幻驚悚作品，拿人類未來的命運來大作文章，只是該文章是用四進制的方式儲存在我們身體中。

我們日常生活中使用的是十進制，因為我們人類有十根手指，道理就是如此而已。如果我們人類有八根或十二根手指，我們日常使用的就會是八進制或十二進制了吧。電腦使用的是二進制，就是傳說中的 0 與 1。四進制的，就鮮為人知，不過如果告訴大家說，所謂的四進制，用的符號代碼是「AGCT」，相信多數讀者都會在心中發出「啊～」的一聲吧。

據說華納兄弟已買下《反轉四進制》的電影版權，由《模仿遊戲》導演執導拍攝。這應該會是部精彩的科幻驚悚電影，因為《反轉四進制》讀起來就很像部好萊塢的大製作了，有特務間的大混戰、神秘的傳染病、古文明的遺產、生物科技、關係全人類命運的密碼等等。

《反轉四進制》中，一位密碼學家和一位蘇美學家，原本不該相遇但卻在一起破解一個密碼編成的蘇美語預言。故事開頭，密碼專家威廉想不開要自尋短見，偏偏訣別的電話讓前妻報警破門救出送去醫院。某個神秘組織從醫院偷偷把絕望的威廉帶到阿爾卑斯山的古堡裡，要他破解一串由蘇美人的楔形文字組成的密碼。

神秘組織的首腦只說事關無以計數的人命，而且時間所剩無幾，但完全不肯透露其他來龍去脈。許多人已患上不明疾病而死亡，他們真的是為了拯救全世界，還有背後另有險惡的大陰謀？威廉在古堡中巧遇到一位也是被神秘組織綁的蘇美學家珍妮。後來威廉與珍妮設法一面與神秘組織對抗，一面又渴望破解密碼找出答案，但時間已極為急迫，世界正瀕臨滅亡，預言彷彿早已寫在密碼之中……

《反轉四進制》中提到的蘇美語（Sumerian），是古代美索不達米亞蘇美人的語言，是一種孤立語言，它不與任何其它已知語言相近。蘇美（Sumer）為目前發現於兩河流域文明中最早的文明體系，同時也是全世界最早產生的文明之一，蘇美人來自何處，蘇美文明發源於何處，目前仍是一個謎。

蘇美人發明了一種象形文字，後來這種文字發展為楔形文字，是最古老的已知人類文字。今天已經發掘出來的有上十萬蘇美文章，大多數刻在黏土板上。其中包括個人信件、匯款、食譜、法律、讚美詩、祈禱、魔法咒語，還有包括數學、天文學和醫學內容的文章。許多大建築如大型雕塑上也刻有文字。許多文章的多個版本被保留下來了，因為它們經常被抄寫複製。抄寫是當時的人唯一的傳播文章的方法。即使專家也很甚少完全弄懂蘇美文字，據說近代破解蘇美語言以來，迄今能夠讀懂蘇美語文字的人不超過兩百五十人。

讀《反轉四進制》的過程就像在解碼，不僅密碼編得巧妙，最終的破解也充滿哲理的智慧。不知作者烏勒森在創作過程中有沒有受到《聖經密碼》（The Bible Code）的啟發？

1980 年代，以色列耶路撒冷希伯來大學的數學家 Eliyahu Rips 和物理學家 Doron Witstum 利用一套數學運算模式進行電腦計算對比，挑選聖經時代以來的三十二位知名人物，結果發現他們的名字和出生與死亡日期在《創世記》中都是編在一起的。後來他們把整本希伯來文聖經原文採用電腦跳躍碼（Equidistant Letter Sequence）方式，在字符串中尋找名字、單詞和詞組，找到了一系列相關資訊。他們把發現撰寫成論文 Equidistant Letter Sequences in the Book of Genesis，於 1994 年 8 月正式發表在了專業學術期刊 Statistical Science 上。

1997 年面世的《聖經密碼》更引起了世人對聖經密碼的關注，作者卓斯寧（Michael Drosnin）是一名無宗教信仰的記者，曾於《華盛頓郵報》和《華爾街日報》工作，他經過五年的採訪和調查研究後寫成《聖經密碼》一書，聲稱聖經密碼可以預測未來 。他甚至通過密碼找出了「Year of Bible Code Revealed 1997」的詞組。1997 年我剛上大學，當時《聖經密碼》紅得發紫，在國內外書市媒體中引起了很大量的討論。

相信聖經裡藏有密碼的人，相信聖經當然是出自上帝之手。可是反對者認為，希伯來文聖經自古以來均出現許多不同版本，幾千年來的抄寫必定會產生不同的字句，解碼所研究的聖經原文已經跟古抄本有一定的差別，包括字數、句點和字距等都不一樣。而且所解碼的希伯來文聖經，只有輔音字母（consonant），沒有元音字母（vowel），因此可信度不高。加上整本聖經的希伯來文有三十多萬個字母，起碼可以發生 100 億種字母組合，所謂的聖經密碼不過是種斷章取義的望文生義。

儘管還有少數科學家在繼續這個工作，但是現在絕大部分科學家對此持否定的態度。我本身也認為，所謂的聖經密碼，絕對是一種鬼扯。人類從非洲草原演化出的大腦，最擅長的功能之一就是尋找模式（pattern），有時候使用這能力過頭了，甚至能從隨機雜訊中編出故事。不僅是聖經，只要是長篇大論的任何書籍字數夠多，任何密碼專家就能從中找到任何他們想要揭示的訊息。

就我一貫的立場，偽科學的材料，最適合用來撰寫科幻作品。正如《反轉四進制》所揭示的，有些東西人類自以為聰明地挖出來，還把其中的資訊當真時，是會闖大禍鬧出很多人命的！

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】，並同步刊登於The Sky of Gene。