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【Gene思書齋】塞爾登先生的南中國海地圖

Gene Ng_96
・2016/07/22 ・3261字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 554 ・八年級

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南海爭議。圖/Voice of America, Public Domain, wikimedia commons

最近南海主權問題極為敏感,台灣參了一腳,馬來西亞也參了一腳,更甭提中國和美國簡直就是劍拔弩張。美軍第七艦隊所屬「斯坦尼斯號」航空母艦一度在巡洋艦「莫比灣號」和「安提坦號」、驅逐艦「史托克代爾號」和「鐘雲號」的伴隨下,正駛入南海。雖然膚淺的主流媒體從未全面完整地探討這個問題。

南海是一個位於東南亞,被中國大陸、台灣本島、菲律賓群島、馬來群島及中南半島所環繞的陸緣海,為西太平洋的一部分。東南亞國家對南海有不同的稱呼,如越南稱其為東海(越南語:Biển Đông/㴜東),菲律賓則稱其為呂宋海(他加祿語:Dagat Luzon)或西菲律賓海(Dagat Kanlurang Pilipinas)。中國漢朝、南北朝時稱其為漲海、沸海,清朝以後逐漸改稱南海,並延續至今。新加坡、馬來西亞、印尼及英殖民時期的香港等從國際上通用的英語名稱「South China Sea」稱之為南中國海(馬來語:Laut China Selatan;印尼語:Laut Tiongkok Selatan)。

南海海域面積有 350 萬平方公里,有超過 200 個無人居住的島嶼和岩礁,被合稱為南海諸島。除了是主要的海上運輸航線外,南海還可能蘊藏著豐富的石油和天然氣,因此圍繞南海海域及島嶼的主權爭議,一直被視為亞洲最具潛在危險性的衝突點之一。中國政府認為其對「南海」的主權是不容質疑的,其他國家也不放棄其對南海海域的主權要求。目前,中華民國、汶萊、馬來西亞、菲律賓和越南、中華人民共和國等南海週遭國家均宣稱對南海諸島或部分島嶼擁有主權,是一個極為敏感的地區。

一張 350 年沒人注意的古地圖,意外引發的故事

不僅南海周圍的主權國家都來參上一腳,連英國人也不甘示弱!《塞爾登先生的中國地圖:香料貿易、佚失的海圖與南中國海》Mr. Selden’s Map of China: The Spice Trade, a Lost Chart and the South China Sea)就是要揭示一個和南海有關的歷史故事。

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1659 年,倫敦的商業律師、政治活動家及前國會議員約翰‧塞爾登(John Seldon,1584–1654)把他的遺物送給牛津大學博德利圖書館(Bodleian Library in Oxford) 。塞爾登先生是倫敦的「東方通」,贈送給博德利圖書館的一張長 160 公分、寬 96 公分的巨大中國古地圖,卻在圖書館內沒沒無聞地待了長達 350 年。

點擊看大圖。

2008 年,美國南喬治亞大學歷史系副教授羅伯特‧班切勒(Robert K. Batchelor)等人訪問牛津大學時,發現這張不可思議的中國古地圖。為何那是個不尋常的地圖呢?因為這張手工彩繪的地圖,繪製了大面積的海域,地圖中心也非中國,而是爭端四起的南海,把整個中國大陸擠到地圖左上方,一半的版面繪滿了中國南部沿海、東亞、東南亞海域和島嶼,地圖對中國以外世界描述得異常精準,一點也不像中國歷朝以天下自居的態勢。

塞爾登地圖的範圍北起西伯利亞,南至今印尼爪哇島和馬魯古群島(香料群島),東達北部的日本列島和南部的菲律賓群島,西抵緬甸和南印度,比任何明朝地圖覆蓋的範圍廣許多,呈現的並非明朝人所認知的領土。可是地圖上無疑全都用中文標示,老外在狀況外是正常的,可是任何有中文閱讀能力的人都不會懷疑那是張中國地圖。

長年研究全球史的班切勒發現,這不是一般的中國古地圖,而可能是一張珍貴的明朝遠洋航海圖!塞爾登地圖一條條依稀可辨的細線標示了六條東洋航路和十二條西洋航路,從福建泉州延伸而出把中國福建沿海與東南亞各港口連接起來,揭示了明朝福建海商在海外的活動範圍、航海路線和主要港埠等資訊。這顯示明朝雖然有「尺板不得出海」的海禁,可是山高皇帝遠,當時官方未知的貿易量據說高得驚人。

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 著迷中國的外國人,說中國歷史

《塞爾登先生的中國地圖》作者卜正民(Timothy Brook)藉由塞爾登地圖,呈現了 17 世紀中國在東亞及東南亞地區的海外貿易,以及中國在亞洲海洋世界中的位置,這可是連福建人的後裔可能都未必知道的。對當時海洋貿易有重要地位的台灣而言,也是瞭解自己歷史的好資料,對我這閩南泉州後裔來說,也能瞭解祖先的過去。 卜正民是加拿大英屬哥倫比亞大學歷史系教授,曾任英國牛津大學邵逸夫漢學講座教授、加拿大多倫多大學歷史系教授等。他研究以明朝社會文化史、全球史為主,著述豐富,包括《縱樂的困惑:明代的商業與文化》、《維梅爾的帽子:從一幅畫看十七世紀全球貿易》、《為權力祈禱:佛教與晚明中國士紳社會的形成》等書。

《塞爾登先生的中國地圖》中,塞爾登和英國 17 世紀幾位為中國著迷的學者,在早期現代歷史中持續地強化著中英兩種文化的聯繫,《塞爾登先生的中國地圖》還牽起塞爾登和一位改信天主教的中國人沈福宗(Michael Shen,1658-1691),他是南京醫師之子,耶鮮會傳教士柏應理的弟子,在 1680 年代之間進行了中英文化交流。沈福宗與博德利圖書館助理館長湯瑪斯‧海德(Thomas Hyde,1636-1703)合註了塞爾登地圖。

南海最混亂的,是中國(中華人民共和國和中華民國,倒底幾個「中國」,搞得我好亂啊)宣稱主權的海域,可是卻和許多東南亞國家的領海重疊,各家都有各家的法理依據,搞得大家都好亂啊。《塞爾登先生的中國地圖》也來漟渾水,探討早期法津如何定義領海概念,塞爾登本人寫的《閉鎖海洋論》(Mare clausum),主張國家擁有領海主權。

《塞爾登先生的中國地圖》中還講述了公海上的航行經驗,卜正民把中西的航海技術的異同描述得很詳盡生動,例如水手如何使用羅盤等等,彷彿讓人身歷其境地在大海中航行。塞爾登地圖有個詭異之處,就是有羅針圖及尺,因為中國地圖從不出現那樣的東西,《塞爾登先生的中國地圖》書中也比較了諸如此類中國和西方地圖表現手法的不同之處。

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《塞爾登先生的中國地圖》結合了傳記、歷史和科學,生動地講述了一個謎團,雖然最後我們還是不知塞爾登地圖的原作者以及製作的目的,可是卻令人大開眼界。除了塞爾登地圖,《塞爾登先生的中國地圖》還談了本《順風相送》,其副頁有一行拉丁文,是明朝的一部海道針經。現存鈔本也被收藏在博德利圖書館,著者姓名及成書年代不詳,封面有「順風相送」四字,因此得名。《順風相送》內容豐富,包括氣象觀察、天氣預報、危險警告、指南針導航紀錄、天文導航紀錄、水文觀測、地文觀測紀錄、拜神等等,簡直就是當時的航海百科吧。

《塞爾登先生的中國地圖》這本由一位加拿大學者寫的和中英關係有關的歷史,雖然讀起來頗有趣,可是對真正在南海周遭生活的人來說,恐怕還是有點隔靴搔癢的感覺。南海曾經對各國商人來說是重要的商路,可是我們對南海的認識,卻要透過老外的書寫,那片南海究竟又是誰的南海?南海的古往今來,和南海有關的諸國,又能否心平氣和地客觀研究出我們所共有的南海歷史?

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。

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Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 30 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
43 篇文章 ・ 56 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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中國古代的造船與航海——造船大國的海上興衰│環球科學札記(28)
張之傑_96
・2021/05/26 ・2257字 ・閱讀時間約 4 分鐘

  • 作者 / 張之傑

和平號上的活動有很大一部份是「自主企劃」,也就由乘客提出,經過審核,爭取到場地,就可以執行。在船上期間,我曾提出過三次自主企劃,題目依次是中國古代的造船與航海、我的西藏因緣、中國古代的天文。

第一次是六月二日申請的,也就是和平號離開聖米格爾島直趨紐約的第二天。經一位台灣船友介紹,這天上午十一點半到八樓阿古拉廳申請,這才知道自主企劃到底是怎麼一回事。

我有兩個在國家圖書館講過的演講,很適合提出申請:鄭和下西洋記事簿和達爾文小獵犬號環球之旅。無奈存放演講 ppt 的隨身碟沒帶出來,只好不做此想。前幾天那位台灣船友已申請到一個自主企劃,不禁又動了念頭。

我的筆電裡有世新「中國科技史」課程的 ppt,其中一講「中國古代的造船與航海」或許適合提出申請。那位台灣船友給我一份申請單,在阿古拉廳上完「一起與艾莉絲來保養身體」,留在原地等候。一起與艾莉絲來保養身體是日本團員艾莉絲的自主企劃項目,其實就是坐姿瑜珈。

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這天申請的是六月五日的活動。十一點二十五分,一組工作人員將一面白板推到前方,寫著各個場地的開放時間。一位女工作人員撕下一條條黏力膠帶,貼在白板下緣,貼了一排。我近前觀看,巴伊亞廳下午有一個半小時,這個廳較為獨立,也較大,決定時間一到,就把寫好的申請單貼上去。十一點半,等候者紛紛把自己的申請單貼到自己希望的場地。申請單包含姓名、題目、房號、場地等。台灣籍的小玄在場做華語翻譯。

讓我吃驚的是,每天都義務上兩堂「日語咖啡」課的 E 將和艾莉絲,也坐在椅子上等候,等著貼申請單,原來她們也得天天申請啊!這樣的恆心毅力與熱心,不能不讓人敬佩。等所有申請者,不下三十人,都貼完了,發現巴伊亞廳貼有五張申請單,換句話說,每人大約只能分配到 25-30 分鐘。我決定不玩了。

台灣籍的小玄得知我不想玩了,問我,阿古拉廳十時至十一時零五分還沒人貼,願不願意移過去?這個廳是個開放空間,不是個好地方,就將就著吧。可是日本籍的工作人員說,要等一會兒,看看有沒有人爭取才能決定。結果等到十二點半才算定案,前後折騰了一個多小時!

六月五日(週三),上午十至十一時零五分,進行我的自主企劃「中國古代的造船和航海」。阿古拉廳坐滿,沒人中途離席。意外的是,Japan Grace 代表、老船長挾間俊也來了,他不懂華語,竟然從頭聽到底,大概是看文案和圖片吧。講完,一位香港人過來對我說,希望多了解些。有位大陸人拷去演講 ppt,又詢問我的書哪裡可以買到?整體來說,反應相當好。

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6 月 5 日上午 10:10-11:05 在和平號阿古拉廳演講,講題「中國古代的造船與航海」。圖/吳嘉玲攝

中國不曾成為海權國家,但中國卻是造船大國,從可考的東晉到鄭和下西洋時期,造船一直領先世界各國。中國很早就能建造大船,法顯從斯里蘭卡回國所乘的船,「上可有兩百餘人,後繫一小舶,海行艱險,以備大船毀壞。」西方到了地理大發現時代,海船只能坐幾十人。哥倫布發現新大陸的三艘船,加起來只有九十人!

中國有多項造船與航海的重大發明,諸如指南針、尾軸舵、風帆利用、水密隔艙、槳輪船、船塢等。前三者地理大發現前即已傳到西方,論者咸認,如果沒有羅盤、尾軸舵和桅桿及風帆的改進,地理大發現不可能發生。

宋元時期,海上貿易興盛,元朝時阿拉伯旅行家伊本‧巴杜達從印度西岸的古里搭船到中國,在其遊記中說:往來印度洋的中國船分為三級,自三帆至十二帆不等,大的有船員千人,都有小船隨行。因此鄭和下西洋並非橫空出世,他是踏著宋元以來的航海成果和經驗完成的。

宋代(13世紀)繪畫中的帆船。船尾舵、披水板是中國的重大發明。圖/wikipedia

明永樂三年(1405)鄭和奉詔下西洋,先後共七次。西洋是指馬六甲海峽以西海域。下西洋船隊的船數約兩百至三百艘,出動人員約兩萬八千人。旗艦九桅十二帆,長度可能超過一百公尺,可載六、七百人,甚至千人。

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鄭和下西洋是為了特殊目的所執行的航海活動。遙想十五世紀,鄭和及西方探險家先後進軍海洋,鄭和作了七場海上大秀,西方探險家的幾艘小船卻改變了世界政治版圖!

鄭和寶船與哥倫布船之比較,攝於杜拜 Ibn Battuta Mall 中國廳。Lars Plougmann 攝。圖/wikipedia

從明太祖起,就嚴禁人民出海。明成祖防範更嚴,甚至將原有的海船悉數改為平頭船,使其無法遠航。其後海禁愈來愈嚴。明世宗嘉靖四年(1525),下令焚燬海船,逮捕船員。嘉靖三十年(1551),嚴令海船出海,違者視同外國人,以間諜罪重處。

明代中葉,正值地理大發現的高潮,國際貿易興盛,外國人尤其喜歡中國的絲綢和瓷器。但明代實施海禁,於是一些膽子大、有冒險精神的沿海居民,包括一些不得志的知識份子,就冒著殺頭之罪從事走私活動。漸漸地,走梟結集成武裝海商集團,既然在中國不能立足,就依附日本藩主,雇用日本浪人當打手,明目張膽地到沿海港埠做生意,如遭到阻擋,就大肆劫掠,從海商變成海盜。

事實上明代中葉的倭寇以華人為主,首領都是華人。所謂「倭寇」,不過是官府對武裝海商集團的通稱。明代中葉,正是大航海時期,西方的商船大多亦商亦盜。中國平定倭寇,意味著失去了海洋。明清兩朝閉關自守,埋下國勢衰弱的種子。

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張之傑_96
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張之傑,字百器,出入文理,著述多樣,其中以科普和科學史較為人知。

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航向關島:3500年前,2300公里的南島遠航
寒波_96
・2021/02/06 ・3868字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

分佈於太平洋、印度洋眾多島嶼的南島語族,源頭能追溯到台灣。目前的認知是,南島族群的祖先距今 4000 多年前離開台灣,移民到菲律賓,數百年後又持續南向。

要釐清陳年往事,由遺骸中取樣的古代 DNA 能帶來重要線索。最近關島的新發現指出,早在 3500 年前從菲律賓出發的人,曾經向東遠航 2300 公里之遙![1, 2]

南島移民圖。圖/取自 [參考資料1]

密克羅尼西亞最初移民,3500年前

地理上,關島位於菲律賓東方 2300 公里處,屬於馬里亞納群島(Mariana Islands),更大範圍則被歸類為密克羅尼西亞。距今 4300 年前,關島出現比較明顯的環境變化,或許是由於人類登陸所致,不過無法確認。

能夠肯定的是,關島距今 3500 年前出現陶器,所以人類至少在這個時刻已經抵達。下一個關鍵時刻是距今約 1000 年前,考古上發生明顯的文化轉變。再來就是 500 年前,公元 1565 年起接觸到歐洲人後,悲劇性的近代殖民史。

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新發表的古代 DNA 研究,能回答關島歷史的重要問題:最初的關島移民來自何方?經歷殖民荼毒以後,是否有血脈傳承至今?

Ritidian 遺址一景。圖/取自 [參考資料2]

古代關島血脈,仍然傳承至今

新研究由關島的 Ritidian 遺址,取得距今約 2200 年的 2 個古代基因組;此一年代,算是人類抵達關島一帶的一千多年之後,文化明顯改變的一千多年之前。

樣本中殘留的 DNA 不是太多,無法拼湊出完整的基因組,不過仍然有分佈在基因組各處,幾十萬處遺傳變異可以用於分析。兩人遺傳上是「一度親戚關係」(例如母子),因此論文隨後的分析都將 2 人的 DNA 變異合在一起,視為一個樣本。

其中一位 RBC1 遺傳上看來是男生,Y 染色體單倍型為 O2a2;粒線體覆蓋率為 95.2。另一位 RBC2 是女生,沒有 Y 染色體,粒線體覆蓋率為 261.3,兩人的粒線體單倍型皆為 E2a。

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關島原本的居民是查莫洛人(Chamorro)。現代關島的查莫洛族群有 65% 的粒線體為 E2a。另一方面,大洋洲的美拉尼西亞、玻里尼西亞,不論古代或現代人,卻幾乎沒有 E2a 存在。

由此推斷,儘管經歷至少兩次劇烈的文化轉變,關島族群在遺傳上仍保有相當的延續性。

古關島樣本,和現代人樣本一起進行 PCA。圖/取自 [參考資料1]

兩千年前的關島人,仍是亞洲移民直系後裔

考慮整個基因組,倘若和現代的各地族群比較,2200 年前的關島人,和台灣原住民與菲律賓族群共享最多遺傳變異,展現明顯的南島淵源。

現代大洋洲的南島族群,遺傳上可以視為兩款祖源的合體;一款是所謂的「近大洋洲」,另一款則源自亞洲,能追溯到台灣。有趣的是,古代關島人完全沒有近大洋洲的祖源。

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此一發現相當重要。南島族群離開台灣,移民菲律賓,又往東南方向前進,抵達澳洲東北方的俾斯麥群島(Bismarck Archipelago),距今 3300 多年前發展出「拉匹達文化(Lapita)」之際,當時的移民幾乎不存在近大洋洲血緣。但是隨後數百年,近大洋洲 DNA 便陸續出現在大洋洲各處。

儘管也許有個體差異,不過暫時可以假設,2200 年前的關島尚未出現近大洋洲的血緣。也就是說,關島的居民直到那個時代,仍然是最初亞洲移民的直系後裔。

古關島樣本,和古代與現代人樣本一起進行 PCA。圖/取自 [參考資料1]

菲律賓、新幾內亞,關島移民的前一站是?

納入所有已知的古代與現代樣本一起分析,與古關島人共享最多遺傳變異的樣本,是二到三千年前間的拉匹達人(位於萬那杜與東加);接著是距今 1800 年的古代菲律賓人,再來是現代菲律賓人和台灣原住民,以及澎湖的鎖港遺址,近 5000 年前的古人。

由 DNA 推論,2200 年前的關島人能追溯到菲律賓或印尼西部。再考慮地理和其他因素,菲律賓似乎機會最大;而新幾內亞一帶不太可能是前一站。

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綜合語言、遺傳、地理等已知證據推論,南島族群在 4000 多年前由台灣前往菲律賓之後,又經過一段時間發展,有群人 3500 年前從菲律賓出發,向東航行,抵達關島所屬的馬里亞納群島。

與航向關島差不多的年代,菲律賓還有其他人向南移民,抵達現在的印尼、新幾內亞地區;當中有些人又繼續往東,前往俾斯麥群島、索羅門群島(Solomon Islands);接著在 3000 年前左右,踏上所謂遠大洋洲的領域,登陸更東方的萬那杜(Vanuatu)。

古關島人和古今樣本比較親疏,愈左邊的愈親近。圖/取自 [參考資料1]

古關島人曾經南向,參與大洋洲南島文化的形成?

為什麼遺傳上,古關島人和拉匹達人最接近呢?我想原因是,他們最近的共同祖先,能追溯到 3500 年前的菲律賓;後來菲律賓分別向東和向東南,兩個方向移民的直系後裔,各自形成 600 年後的拉匹達人,以及 1300 年後的古關島人。由於親戚關係很近,分家也還沒有經過太久,累積的差異仍很有限。

南島族群漫長的遷徙歷史,已知樣本仍十分短缺。現有的其餘樣本中,澎湖鎖港遺址的古人,可以代表 4000 多年前台灣的南島族群,尚未離開台灣時的狀態。現代的台灣原住民、菲律賓人,則分別代表數千年前,兩地古代人的直系後裔。這批人是已知遺傳上最接近古關島人的親戚。

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不過論文還提出一點假說:由於古關島人和拉匹達人遺傳上最接近,因此移民馬里亞納群島的人,後來又往南航行到新幾內亞一帶,參與拉匹達文化的形成。[3]

對於上述假說,我覺得文化上不是不可能,遺傳上恐怕沒什麼影響。因為新幾內亞一帶和遠大洋洲,包括拉匹達文化的所有已知古代樣本,沒有任何人的粒線體型號是 E,也能追溯到台灣的另一支 B4 系列卻很有存在感。

三地陶器上紋飾的相似性,隱約反映出它們可能的文化關聯。左:菲律賓北部、中:馬里亞納群島、右:俾斯麥群島的拉匹達陶器。圖/取自 [參考資料3]

南島人,不可思議的航海家

整理一下這回的新發現:獲得 2200 年前 2 位古關島人的基因組,他們是 3500 年前移民的直系後裔,祖先應該來自菲律賓;後來經過距今一千多年前,以及歐洲殖民時代兩次明顯的文化巨變,仍有部分血脈延續到現在。

不知道各位對新發現有什麼感想。有些讀者或許不會覺得驚訝,因為幾百年前歐洲開始大航海時代之前,南島族群一直都是全世界最佳的航海家。但是距今 3500 年前的這趟遠航,如今回顧依舊相當不可思議。

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從中國到台灣最短距離約 200 公里,台灣到菲律賓是 350 公里;也就是說,南島族群在航向馬里亞納以前,最遠的航程只有 350 公里左右。

從菲律賓到馬里亞納有 2300 公里,足足是之前紀錄的 6 倍。但是不論看起來多麼不可能,這群航海家們,就是辦到了。

延伸閱讀

參考資料

  1. Pugach, I., Hübner, A., Hung, H. C., Meyer, M., Carson, M. T., & Stoneking, M. (2021). Ancient DNA from Guam and the peopling of the Pacific. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(1).
  2. Ancient DNA sheds light on the peopling of the Mariana Islands
  3. 2013 從中國東南沿海到太平洋–由考古學新證據看南島語族史前史

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。