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20秒看出是不是個好人

蔡宇哲
・2012/01/10 ・910字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

你能一眼看出對方是不是好人嗎?加州柏克萊大學的一項研究指出:人們只需花20秒的時間,就可以偵測出一個陌生人是否為可靠、親切、具有同情心的基因傾向。

這個研究想了解人們在艱難的情境下是否能識別出那些陌生人會幫助自己,另外也為天生較無同情心者的基因遺傳療法開闢新路。

研究者Aleksandr Kogan提到:「很明顯的,即使只是看著一個完全陌生的人坐在椅子上聽別人說話,我們還是可以在20秒內看出哪個是值得信任、親切或富同理心的人。」

這項在加州柏克萊大學的研究共有24對情侶參與並提供自己的DNA樣本。研究員讓每對情侶坐在椅子上談論關於受苦的經驗,並用錄影機記錄了傾聽者的影像畫面。而另外一群完全不認識這些情侶的觀察著則觀賞20秒關於傾聽者的錄影片段,在看完後根據他們的面部表情及肢體語言,來判斷哪些人是屬於比較值得信任、親切或富同理心的。

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結果發現那些同理心評價最高者確實有與眾不同,他們在催產素(oxytocin )接受器基因型皆為GG

「人們是看不到基因的,所以這代表著一定有著某些訊號告訴陌生人:我們的確不同於其他!」Kogan說到。「而我們發現那些擁有GG型、表現出較多同理心的人,在傾聽時會有較多的點頭、眼神接觸、笑容及開放的身體姿勢,而這也透露出了自己的和善。」

這項研究奠基於過去另一個同為加州柏克萊大學、關於同理心的基因傾向研究,該研究針對能促進社交行為的催產素的三種基因型組合:AA、AG及GG做探討。結果發現較有同理心、能正確的解釋別人的情緒的人多為GG型,而AA及AG型的人則較不能去同理別人。

但假如你不是擁有GG基因型的人也無需擔心!Kogan認為這並不代表擁有AA及AG 基因型的人就真的是絕情的。「最終造就我們是否和善與合作,是由許多基因及非基因的因素所構成。沒有任何一個基因是可以完全操縱結果,他們只是把你拉往任何一個方向的因素,而催產素接受器基因恰巧便是其一罷了。」

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因此,或許你因為沒有擁有GG基因型而常在第一印象時被認為不是個和善的人,但相信長久的相處還是會讓別人發現你是好人的!

編譯:劉怡青
外電連結:
University of California – Berkeley (2011, November 15). Is a stranger trustworthy? You’ll know in 20 seconds. ScienceDaily. link.

原始文獻:
Thin-slicing study of the oxytocin receptor (OXTR) gene and the evaluation and expression of the prosocial disposition. link.

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蔡宇哲
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中正大學心理學博士,台灣應用心理學會理事長、「哇賽!心理學」創辦者兼總編輯。泛科學、幼獅少年、國語日報科學版……等專欄作者,著有《神奇的心理學》、《哇賽!心理學》、《用心理學發現微幸福》。 喜歡分享心理學,希望人人都可以由心理學當中認識真實的自己,也因此能夠更溫柔的對待他人。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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惱怒飛機上的哭聲和幫助脆弱的嬰兒,都是人類演化後的行為?——《利他衝動》
知田出版_96
・2024/12/09 ・3771字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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苦難與同理心:能激發出援助還是自我關注?

縱貫全文,我們持續主張,苦難演化得十分凸顯、讓我們不能不關注,而且它還得以在子代照護背景脈絡中激發行動。利他反應模型的這項原則,似乎與巴特森(Daniel Batson)和讓.德塞蒂(Jean Decety)以及其他人的普遍觀點互相衝突,後者主張苦難會阻礙援助。

根據同理心──利他行為假設,人們在感到溫暖、柔情、冷靜、關切和慈悲時,會專注關心他人的需求,並提供無私的援助;相反,當發愁、憂心、痛苦、不安和沮喪時,他們就會專注關切自己的需求,並只有在自己的苦難減輕時,才會提供幫助。舉個例子,當實驗室中的學生目睹某人受到痛苦的電擊時,表示感受同理心的觀察者,即便可以離開,也都會伸援,至於感到個人苦難的人,則較少提供幫助,除非他們被迫留下並繼續觀看痛苦的電擊。因此,人們有能力出於無私的原因提供幫助,但可以出於自私的動機行事,以緩解自己的苦難。

我們自己的研究有時確實會披露很棘手的苦難。例如,我們往往會複製出巴特森的發現,遭逢苦難的受害者有可能觸動觀察者的同理心以及負面反應。當人們觀看我們最悲苦醫院患者的錄影時,一部分參與者甚至還表示他們感到驚恐(亦即忐忑、憤怒、驚恐)。這種高度負面的反應還更加引人注目,因為參與者知道,這些是真正的重症病人或末期患者。

因此,當他人表達的苦難會引發多餘的、會感染的負面感受之時,嫌惡反應也就可能因此發生──特別當他們的問題看來很沒有道理或者難以解決。(舉例來說,一位護理師表示,「嗯,對這個問題她打算怎麼辦?」)不過還不算滿盤皆輸,因為比起對快樂的患者,一般人對苦難的患者會看出更多需求、感受更多同理心,並提供更多幫助。不過這種慷慨精神是有侷限的。

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例如,倘若參與者必須坐下來陪伴患者,而不是只給他們幾塊錢並不做社交接觸,那麼他們就會提高協助快樂患者的相對偏好度。所以,即便苦難肯定帶來嫌惡的知覺和感受,它仍能成功傳達需求並激發反應,而這也正符合它的設計功能。

倘若我們思忖,在任意給定的情境中,利他反應模型的種種屬性如何權衡取捨,也就能預測這類複雜的關係。舉例來說,飛機上有小寶寶啼哭時,人們就會抱怨。這似乎自相矛盾,因為,我們理當演化來幫助那些身處苦難的寶寶。

利他反應受情境權衡影響,飛機上寶寶啼哭引抱怨反映其限制。圖/unsplash

啼哭的力量:無助者需求與觀察者情緒的博弈

然而,這種惱怒和模型相符,因為那些寶寶並不是其他乘客熟悉的或有感情紐帶的對象,他們多數人都相隔太遠,不會陶醉於寶寶的可愛模樣,也不知道是哪裡出了問題,所以幫不上忙。因此「飛機上有小寶寶啼哭」經典案例自然會惹人苦惱──這就證明了聲音很凸顯,激使我們去讓它平息──然而我們沒辦法產生同理心,也幫不上忙,因為欠缺界定親代照護的感情紐帶、熟悉度、專門知識和掌控權,況且社會規範告訴我們,不要去碰陌生人的寶寶,進一步約束自身的舉止。

碰到兒童虐待一類狀況時,這種衝突就變得更嚴重了,這時照護者會抽身或甚至攻擊、傷害他們應該保護的兒童。根據研究,由於苦難是如此明顯、有激勵性,而且不容忽視,於是當苦難或啼哭接連持續了好幾個小時或好幾天時,人們也就會變得非常煩躁,特別當沒有明確的解決方案之時(好比,由於寶寶罹患腹絞痛)。

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人們必須接受培訓,並在這種情況下獲得支持而非遭受懲罰;他們應該能夠讓自己置身激烈情境之外,好讓自己冷靜下來,而且我們需要提供幫助,好讓照護者能夠休息片刻。釀成這種情況的起因,是由於人類演化出的本性是在相互支持的社會性團體生活中養育兒童,然而如今我們多數人所體驗的西方式工業化獨自育兒方式,卻已經與此脫節所致。

與苦難不能激發援助的情況相反,只要觀察者理解狀況,能介入並對他們的反應抱持信心,那麼即便強烈的和嫌惡的苦難,也依然能夠促成援助。哺乳類動物的神經激素壓力反應之所以演化出現,並不是為了讓我們在工作壓力下能吃餅乾,這種反應的演化,是藉由調動交感和新陳代謝歷程,犧牲了消化和成長等較慢、長期的生理歷程所促成的即時行動。

人們在理解並有信心介入時,即便是巨大的苦難仍能激發援助行動。圖/unsplash

我們的壓力系統經過演化,能在脅迫下最有效地快速反應,好比當觀察者受了壓力驅使,必須迅速採取行動來幫助某人──假定他們知道該怎麼做,也知道分寸。所以,即便苦難線索啟動你的壓力和自主神經系統,當我們無法行動時──強烈激情和不安找不到明確的出口之時──它們就會產生冷漠、紛擾或攻擊行為,因為這些狀態本身就是演化來激發行動。

人們面臨苦難時,若認為自己有可能遭人操控,也會感到矛盾。由於苦難會激發援助行為,人們有時會偽裝陷入苦難來誘發支持,這有可能讓開始懷疑受害者的觀察者感到困窘、惱怒、生氣或反感。舉例來說,赫迪便曾描述,像狨猿和檉柳猴這類合作養育後代的新世界猴,通常會與無助的寶寶分享食物,特別是當牠們乞求食物之時。

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然而,當年輕個體年齡增長獨立生活,成年個體就比較不會與牠們分享食物,而這就會導致年輕個體以愈強烈並引人嫌惡的方式懇求乞討食物,有時訴諸偷竊。這種現象已經在著名的吸血蝠動物模型的利他行為研究中重複驗證,研究發現,成年蝙蝠較少與已經發育超越青少年階段,理當自給自足的蝙蝠分享血餐。

小寶寶確實很無助,起碼在嬰兒早期階段是如此,實在不能認為他們是藉由啼哭來「操控」照護者,起碼不像是幼童、較大兒童和成人那般以刻意的、邪惡的手法來操控。嬰兒有可能「使用」哭聲來激使照護者為他們提供食物、溫暖、撫慰或移除有害刺激物。這是他們溝通需求的僅有方式之一。這些需求有的並不是真的很緊急,不過即便是需求被動照護,好比身體撫慰,也可能影響嬰兒的長期健康和幸福。

例如,寶寶獨自被留在嬰兒床或汽車座椅時,通常就會放聲啼哭,因為他們喜歡照護者充滿愛心的溫暖擁抱。不過這些並不是必須立刻解決的急迫需求(而且就汽車座椅的情況,這說不定正是拯救他們的要素)。

嬰兒以啼哭表達需求,這也是他們唯一與外界的溝通方式。圖/unsplash

即便寶寶使用哭泣來激使我們幫助他們,我想我們都同意,他們並不是刻意密謀對付任何人,而且他們的要求也相當合理──特別是在面對相當惱人的現代裝置之時。因此,寶寶哭聲的真情實意、毫不誇張,未加操控的性質,提供了一種促成行動的誘發刺激,而且就算出自成年人,我們也依然遵從。

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苦難的演化功能:從激發行動到引發嫌惡

人們對於苦難哭聲的音質非常敏感,能區分反映出不同需求的哭聲,好比需要接觸、肚子餓了和疼痛。因此在醫院接受腿部注射的新生兒,所引發的同情比較多,超過在圖書館因無法帶回家的玩具,半哀鳴半啼哭的十八個月大的兒童。後面這樣的哀鳴和啼哭,會讓觀察者感到非常煩躁,他們甚至還可能覺得小孩是在操控而惱火,特別當目標是要取得玩具火車或更多金魚餅乾等獎賞時。然而,聽到新生兒為真正的需求而啼哭時,人們確實會心生同情,這樣的哭聲比較溫和、有規律,並暗示了脆弱的、幼態的、受苦受難和有援助需求的理想組合。

苦難不是單一事物。苦難有多樣化形式和背景脈絡,其中有些有激勵作用,另有些沒有。不過倘若我們從照護無助新生兒的背景脈絡來理解苦難,模式便自然浮現。真正的苦難,肇因於嚴重的急迫狀況,而需要觀察者提供力所能及之幫助的困境是有激勵作用的,而當觀察者不熟悉或沒有形成感情紐帶、不知道該怎麼辦、力有未逮,幫不上忙,或者感覺受了操控,這時苦難就可能引人嫌惡,也不太可能激發援助。

科學文獻有必要更明確地釐清,苦難何時會促使人們走向困難處境,何時則會讓他們遠離,並拿包含利他反應模型屬性的情境(好比受害者與觀察者存有感情紐帶、呈幼態模樣、明顯受苦受難,並需要觀察者力所能及的即時幫助)來與不包含這些屬性的情境進行比對。這些研究將能讓我們就現實世界對苦難之反應範圍方面達成更完整的認識,這類反應並不總是充滿同情,但確實會產生比自我關注更多的可能結果。

——本文摘自《利他衝動:驅策我們幫助他人的力量》,2024 年 11 月,知田出版,未經同意請勿轉載。

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知田出版_96
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成為世界幸福、希望的緣起──知田出版「環境永續」、「心靈提升」、「自我成長」等類型圖書,探討由個體的轉變進而影響整個群體命運等議題,希望藉由閱讀,以更多元化的角度,讓每一位讀者的心跟著轉動,認識到我們生活在同一顆星球。 已出版:《回到地球》、《人類是五分之四的灰熊》、《利他衝動:驅策我們幫助他人的力量》等書。

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從遺傳學角度剖析:女性能在體育場上超越男性嗎?——《運動基因》
行路出版_96
・2024/08/10 ・3712字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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科學期刊的預言:女性能追趕甚至超越男性?

我在 2002 年還在讀大四時,第一次看到兩位 UCLA 生理學家的論文〈不用多久女性就會跑得比男性快?〉,當時我覺得這個標題很荒謬。在那之前我花了五個賽季,進行 800 公尺中距離跑步訓練,成績已經超越世界女子紀錄。而且我還不是自己接力隊上跑最快的。

但那篇論文發表在《自然》(Nature)期刊上,這是世上極具聲望的科學期刊,所以一定有些道理。大眾就是這麼認為的。《美國新聞與世界報導》雜誌在 1996 年亞特蘭大奧運之前,對一千個美國人做了調查,結果其中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。

1996 年亞特蘭大奧運前,一千位美國人中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。 圖/envato

《自然》期刊上那篇論文的作者,把男子組和女子組從 200 公尺短跑到馬拉松各項賽事歷年的世界紀錄畫成圖表,發現女子組紀錄進步得遠比男子組急速。他們用外推法從曲線的趨勢推斷未來,確定到 21 世紀前半葉,女性就會在各個賽跑項目擊敗男性。兩名作者寫道:「正因進步速度的差異實在非常大,而使(兩者)差距逐漸縮小。」

2004 年,趁著雅典奧運成為新聞焦點之際,《自然》又特別刊出一篇同類型的文章〈2156 年奧運會場上的重要衝刺?〉(Momentous Sprint at the 2156 Olympics?)──標題所指的,正是女子選手會在 100 公尺短跑比賽中,勝過男子選手的預計時間。

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2005 年,三名運動科學家在《英國運動醫學期刊》發表了一篇論文,省去問號開門見山在標題宣稱:〈女性終將做到〉(Women Will Do It in the Long Run.)。

難道男性主導世界紀錄的情況,始終是歧視女性、把女性排除於競技場外的結果?

20 世紀上半葉,文化規範與偽科學嚴重限制了女性參與運動競技的機會。在 1928 年阿姆斯特丹奧運期間,有媒體(捏造)報導指稱,女性選手在 800 公尺賽跑後筋疲力竭地躺在地上,這讓一些醫生和體育記者十分反感,使得他們認為這個比賽項目會危害女性健康。《紐約時報》上有篇文章就寫:「這種距離太消耗女性的體力了。」〔1〕那幾屆奧運之後,在接下來的三十二年間,距離超過 200 公尺的所有女子項目,都突然遭禁,直到 2008 年奧運,男女運動員的徑賽項目才終於完全相同。但《自然》期刊上的那幾篇論文指出,隨著女性參賽人數增多,看起來她們的運動成績到最後可能會與男性並駕齊驅,甚至比男性更好。

運動能力的基因密碼:性別差異的生物學根源

我去拜訪約克大學的運動心理學家喬.貝克時,我們談論到運動表現的男女差異,尤其是投擲項目的差異。在科學實驗裡證實過的所有性別差異中,投擲項目一直名列前茅。用統計學術語來說的話,男女運動員的平均投擲速度相差了三個標準差,大約是男女身高差距的兩倍。這代表如果你從街上拉一千個男子,其中 997 人擲球的力氣會比普通女性大。

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不過貝克提到,這種情形可能是反映女性缺乏訓練。他的太太是打棒球長大的,輕輕鬆鬆就能贏過他。他打趣說:「她會發出一束雷射光。」那麼這是生物學上的差異嗎?

男性和女性的 DNA 差異極小,僅限於在女性身上為X或男性為Y的那單一染色體。姊弟或兄妹從完全相同的來源取得基因,透過重組母親和父親的 DNA,確保兄弟姊妹絕對不會相近到變成複製人。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,它的全名是「Y 染色體性別決定區基因」。若要說有「運動能力基因」,那就非 SRY 基因莫屬了。人類生物學的安排,就是讓同樣的雙親能夠同時生育出男性的兒子和女性的女兒,即使傳遞的是相同的基因。SRY 基因是一把 DNA 萬能鑰匙,會選擇性地啟動發育成男性的基因。

我們在生命初期都是女性──每個人類胚胎在形成的前六週都是女性。由於哺乳動物的胎兒會接觸到來自母親的大量雌激素,因此預設性別為女性是比較合算的。在男性身上,SRY 基因到第六週時會暗示睪丸及萊氏細胞(Leydig cell)該準備形成了;萊氏細胞是睪丸內負責合成睪固酮的細胞。睪固酮在一個月之內會不斷湧出,啟動特定基因,關閉其他基因,兩性投擲差距不用多久就會出現。

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男孩還在子宮時,就開始發育出比較長的前臂,這使得他們日後投擲時會做出更有力的揮臂動作。儘管男孩和女孩在投擲技能方面的差異,不如成年男性和女性之間那麼顯著,但這種差異在兩歲幼童身上已經很明顯了。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,會選擇性地啟動發育成男性的基因。 圖/envato

文化與訓練的影響:投擲項目中的性別差距

為了確定孩童之間的投擲差距有多少與文化有關,北德州大學和西澳大學的科學家組成團隊,共同測試美國孩童與澳洲原住民孩童的投擲技能。澳洲原住民沒有發展出農業,仍過著狩獵採集生活,他們教導女孩丟擲戰鬥及狩獵用武器,就像教導男孩一樣。這項研究確實發現,美國男孩和女孩在投擲技能上的差異,比澳洲原住民男孩和女孩之間的差異顯著許多。不過儘管女孩因為較早發育長得較高較壯,男孩仍比女孩擲得更遠。

普遍來說,男孩不僅比女孩更善於投擲,視覺追蹤攔截飛行物的能力往往也出色許多;87% 的男孩在目標鎖定能力的測試上,表現得比一般女孩好。另外,導致差異的部分原因,至少看起來是因為在子宮的時期接觸到了睪固酮。由於先天性腎上腺增生症,而在子宮裡接觸到高濃度睪固酮的女孩,上述項目的表現會像男孩一樣,而不像女孩;患有這種遺傳疾病的胎兒,腎上腺會過度分泌男性荷爾蒙。

受過良好投擲訓練的女性,能輕易勝過未受訓練的男性,但受過良好訓練的男性,表現會大幅超越受過良好訓練的女性。男子奧運標槍選手擲出的距離,比女子奧運選手遠大約三成,儘管女子組使用的標槍比較輕。此外,女性投出的最快棒球球速的金氏世界紀錄是 65 mph(相當於時速 105 公里),表現不錯的高中男生的球速經常比這還要快,有些男子職業球員可以投出超過 100 mph(相當於時速 160 公里)的球速。

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在跑步方面,從 100 公尺到 1 萬公尺,經驗法則是把菁英級表現差距定在 11%。從短跑到超級馬拉松,不管任何距離的賽跑,男子組的前十名都比女子組的前十名快大約 11%。〔2〕在職業等級,那就是個鴻溝。女子組的 100 公尺世界紀錄,跟 2012 年奧運男子組的參賽資格還差了四分之一秒;而在一萬公尺長跑,女子組的世界紀錄成績,與達到奧運參賽資格最低標準的男選手相比落後了一圈。

不論距離,男子組前十名的跑步速度普遍比女子組快約 11%。圖/enavato

投擲項目與純爆發力型運動項目的差距更大。在跳遠方面,女子選手落後男子 19%。差距最小的是長距離游泳競賽;在 800 公尺自由式比賽中,排名前面的女子選手,與排名前面的男子選手差距不到 6%。

預言女性運動員將超越男性的那幾篇論文暗示,從 1950 年代到 1980 年代,女性表現的進展遵循一條會持續下去的穩定軌跡,但在現實中是有一段短暫爆發,隨後趨於平穩──這是女子運動員,而非男子運動員進入的平穩期。儘管到 1980 年代,女性在 100 公尺到 1 英里各項賽跑的最快速度,都開始趨於穩定,但男子運動員仍繼續緩慢進步,雖然只進步一點點。

數字很明確。菁英女子選手並未趕上菁英男子選手,也沒有保持住狀況,男性運動員則在非常慢地進步。生物學上的差距在擴大。但為什麼原本就有差距存在?

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註釋

  1.  各報上氣不接下氣地報導 800 公尺女子選手紛紛倒在跑道上。正如運動雜誌《跑步時代》(Running Times)2012 年的一篇文章指出的,實情是只有一個女子選手在終點線倒下,其餘三名都打破了先前的世界紀錄。據稱人在現場的《紐約郵報》記者寫道,「11 位淒慘的女性」當中有 5 人沒有跑完,5 人在跑過終點線後倒下。《跑步時代》報導說,參賽的女運動員只有 9 個,而且全部跑完。
  2. 過去普遍認為,隨著比賽距離拉長,女子賽跑選手會超越男子選手。這是克里斯多福.麥杜格(Christopher McDougall)在《天生就會跑》這本很吸引人的書裡談到的主題,但不完全正確。成績非常優秀的跑者之間的 11% 差距,在最長距離和最短距離同樣穩固存在。儘管如此,南非生理學家卻發現,當一男一女的馬拉松完賽時間不相上下,那個男士在距離短於馬拉松的比賽中通常會贏過那個女士,但如果競賽距離加長到 64 公里,女士就會跑贏。他們報告說,這是因為男性通常比較高又比較重,比賽距離越長,這就會變成很大的缺點。然而在世界頂尖超馬選手當中,男女體型差異比一般群體中的差異小,而 11% 的成績差距,也存在於超級長距離的最優秀男女選手之間。

——本文摘自 大衛・艾普斯坦(David Epstein)運動基因:頂尖運動表現背後的科學》,2020 年 12 月,行路出版,未經同意請勿轉載

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