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「報告班長,我想睡覺!」軍人愛睏怎麼辦?──《不為人知的敵人》

八旗文化_96
・2017/05/15 ・5942字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 【科科愛看書之本月選書】軍隊最大的對手是誰?才不是那些顯而易見的持槍敵人,而是疲勞、噪音、酷熱、腹瀉、恐慌……等等你根本料想不到的邪惡角色。快跟著瑪莉羅曲那明快而幽默的腳步,一起深入軍營去見識那些《不為人知的敵人》,看看科學是如何用有趣的方法力抗各式另類殺手。本書為泛科學 2017 年 5 月選書

找不到地方睡嗎?去睡在導彈旁邊吧!

導彈艙最近新增了不少床位。美國海軍潛艦田納西號下水後幾年,因為做了技術升級,需要增加水兵來操作伺服器。但問題是,沒有地方可以設置寢室床位。後來有人想到在兩枚核子飛彈之間有空位可以安置床鋪,於是這些熱騰騰的床位便誕生了。艦上的三叉戟二型飛彈的發射管四十五呎高,貫穿潛艦全部四層甲板,總共二十四座。這幾層的導彈艙是全艦最僻靜的地方,像是老舊大學圖書館的藏書架,安靜、隱密,可以躲進去補眠。

但是我現在講話這一刻卻不是這樣。「全部人員起床!」艦內對講機內的廣播,伴隨著又吵又持續的起床警報:砰!砰!砰!砰!像個討厭的小鬼拿著木棍在敲水壺一樣。

「模擬發射全部飛彈。」真這樣的話,要發射的飛彈可不少。三叉戟飛彈是多彈頭飛彈,每個彈頭都可以設定其目標,精準度──我聽過兩次人家這樣講──「可以擊中投手丘」。

三叉戟飛彈是多彈頭飛彈,每個彈頭都可以設定其目標,精準度極佳。圖/Public Domain, wikimedia commons

美國海軍彈道飛彈潛艦艦隊總共有十四艘潛艦,是一股水下移動式核子武力,和陸地發射井中的飛彈,以及轟炸機上的飛彈,構成了美國戰略性嚇阻(strategic deterrence)的「 核子三合一 」(nuclear triad)。

這個「核子三合一」戰略性嚇阻所傳達的訊息是:「你瘋了才會用核彈打我,我們的核彈比你多,而且你也無法先發制人,因為你不知道我們的彈道飛彈潛艦在哪裡。」彈道飛彈潛艦可以躲在整個海洋的任何地方,艦上的核子反應爐可以產生動力,並且製水,永遠不必為了加油而浮出水面;糧食用罄之前,可以一直待在海底深處。

田納西號副長納珊.穆瑞(Nathan Murray)邀請我進飛彈艙看他進行演習。(我和一群未來的指揮官一起登艦做評估。)我們沿著艙壁通過一排床位;某些還用黑色聚合物的簾子遮住,看起來像 80 年代某些龐克俱樂部的洗手間。穆瑞指著一位年輕人的床位,他要和牆上的消防水管共享這個空間。他昨晚已被消防演習吵醒,現在又要演習。

一天到晚演習,想睡覺都沒辦法

美國海軍潛艦部隊(The Submarine Force)已經正式承認他們有官兵睡眠問題。

《部隊任務重點通報:船員休息問題特刊》(Force Operational Notes Newsletter: Special Crew Rest Edition)裡面便提到:「個人於海洋中的睡眠未獲保護,使得行政訓練、保養以及『迫切的』問題,常態性地縮短或打斷了人員的睡眠……。」田納西號的船員要做消防演習、進水演習、液壓破裂演習、氣壓破裂演習、人員落水演習、安全違反演習、魚雷發射演習等等,艦上做飛彈發射演習比某些人用牙線還來得頻繁。

一方面,你希望船員都訓練有素,你不想「打錯投手」。但是另一方面,你卻又希望訓練和演習不要這麼頻繁,弄到那些操作炸彈、反應爐的人員長期睡眠不足。

想要士兵訓練有素,又希望他們睡眠充足,到底該怎麼辦?圖/skeeze@Pixabay

1949 年的潛艦作息時間表允許人員一天睡眠十小時。除了這種「長眠」之外,一半船員至少在一天之內還能小睡一次。但從 1954 開始,潛艦由柴油引擎逐漸改為核子動力。結果就是艦上要看守的部位多了起來,不再像以前只是看看溫度計或油量表而已。以田納西號來說,現在人員睡眠時間平均四小時。

此次登艦之前,我和睡眠研究專家葛瑞格.貝蘭奇上校(Colonel Greg Belenky)通過電話。他是位於史波肯的華盛頓州立大學(Washington State University, Spokane)睡眠與效能研究中心(Sleep and Performance Research Center)的創立人。

貝蘭奇很清楚人從一天睡八小時減為四、五小時後有什麼變化。他們的認知能力在幾天之內就開始下降,猶如從高原狀態衰退到一個無法運作的狀態。睡眠時間越少,智能衰退越嚴重,後來才能回升。

但是是哪種心智能力會衰退呢?是大部分。貝蘭奇說, 睡眠不足會使記憶力減退,維持思考、決策,整合情緒和理性的網絡弱化。「你是不是也有過那種碰到問題,但想不出該怎麼辦的時候?結果是不是你睡了一晚好覺之後,醒過來,啊,有了!這就是睡眠的功用。睡眠使大腦恢復正常功能。」

短少的睡眠時間會使人的智能退化。圖/Kelsey @Flickr

你是新來的?那睡覺時間再打個折吧!

在潛艦上,新兵的情況更慘。他們除了每天的工作和值更之外,還要準備「資格考」──潛艦版的律師資格考。六十幾題潛艦組件及系統的口試題,再加上本艦特有的──從操舵、到操作深度計,到排出衛生水櫃等等──各種任務實作。

蒸汽瀰漫的士官兵休息室裡,一名臉長長的水兵正在讀潛水液壓學。他說:「我曾經一個晚上只睡三個小時,隔天又完全沒睡。」(休息室裡水氣瀰漫, 又有人在打活屍末日〔zombie-apocalypse〕電玩,或是玩桌上足球機,實在不是讀書的好地方。或許因為我是個中年人才這麼想。)

水兵會告訴你他還好,但貝蘭奇知道其實不然。人一天睡眠不足四小時,他們就連復原都沒辦法。他們的智能會一直下滑,最後直達睡眠科學家想出的特殊詞彙才有辦法表達的低點,比如說「災難性代償失調」(catastrophic decompensation)就是其中之一。

「簡單地說就是,每天無法得到適當持續的睡眠,導致人員過於疲憊,在幾天內出現類似於酒醉的『不足』狀態。」《部隊任務重點通報》當中,這幾個句子在編排上被極度強調,又是黑體字,又是底下畫線,又是斜體字。

長期睡眠不足和酒醉一樣,會導致危險加倍;因為,這時人員連自身的損害都無法正確判斷。傑夫.戴克(Jeff Dyche)曾經在潛艦醫學研究實驗室擔任研究心理學家,現在則在詹姆斯.麥迪遜大學(James Maddison University)任職。

他告訴我說,有項研究顯示,人連續兩週每天睡眠六小時, 其認知能力會降低到等同於連續四十八小時未眠。長期每天睡六小時的人和整晚沒睡的人不一樣的地方是,他們不覺得需要小心。他們在長時間感到有些疲勞後,已經覺得那是正常狀態。戴克說: 「他們會說,『啊,我已經習慣了。』」這兩天我聽過很多人說這句話。

一名水手一面把垃圾推進業務用壓縮機裡面,一面說:「我一晚睡四個半小時;在二十四小時的週期內我覺得還好。」他不知道這個壓縮機要是壓到他的肉或手指,效率會和壓垃圾一樣好。

「我不睡覺我驕傲!」這種心態正確嗎?

穆瑞和潛艦艦長克里斯.包納(Chris Bohner)自告奮勇要在艦上實施一份新的值更表;其目的在於讓官休息得更好,為了他們的健康(近來認為睡眠不足和過重、高血壓、糖尿病與心臟病有關)及所有人的安全。這項任務並不容易。

穆瑞說:「為了弄清楚人的『休息』這回事,我花了相當多的時間。」他是個很受歡迎的領導者;不論舉止或是儀表,都是個值得信賴的人。你絕對不會看到他走路懶散、靠牆站立,或是站三七步,屁股歪一邊。他總是雙腳穩穩地站著,堅定如石,雙手放在腰際,偶爾摸一下理得很短的頭髮。他的髮際線在哪裡,就和潛艦在哪個緯度一樣,對我始終都是個謎。

問題在於總會有事情發生。有人進度落後,值更表就四分五裂。而本周的問題之一就是在下的造訪,小女子的到來讓每個人的工作都受到了干擾,因為組員必須花上四、五個小時,找一處海浪比較小的海域,好讓潛艦和我搭乘的船艦之間能搭上跳板。

海軍要處理官兵睡眠不足的問題,其挑戰有部分在於某些人對此引以為傲。我在潛艦醫學研究實驗室認識一位資深的潛艦艦長雷.吾爾利奇(Ray Woolrich)。他告訴我說:「陸戰隊員在酒吧會告訴你他們可以做多少下伏地挺身,飛行員會告訴你他們可以承受幾 G 重力,潛艦水兵會告訴你他們可以多少個小時不睡覺。」寧可累死,也不願被人說是「 愛睏狗 」(rack hound) 1 。

我才不是愛睏狗!我沒有在睡覺! 圖/GIPHY

睡眠之戰,原來軍方一直抓錯重點

幾十年來,軍方的睡眠研究重點一直一成不變,偏重於怎樣讓官兵可以少睡,而不是怎樣讓官兵好好入眠。他們試行各種模擬狀況來測試飛行員、戰士和水兵,但是一直到近年,維護官兵的睡眠才成為國防部的優先政策。

現行陸軍政策(Current Army Policy)規定戰區內各級主管應擬定並實施一項睡眠管理計畫。(不過針對從伊拉克、阿富汗歸來官兵所做的一次小規模調查顯示,80% 的官兵都不知道有這項計畫。)照貝蘭奇所見,轉捩點在於陸軍野外演訓(Field Training Exercises,簡稱 FTXs)被延長的緣故。

這種大規模的模擬對抗,就等於是官兵在實務上的期末測驗。貝蘭奇說:「在某個階段,擬定教範的人認為,那些值得出兵的戰爭通常會持續一、兩週。所以他們就把野外演訓從三天延長到兩週。」在這之前,傳統是整個演訓期間都不睡覺,目的是要讓官兵「看起來有士氣,並得到好的評定。」他還記得,演訓期延長之後不久,他接到一個部隊指揮官的電話。

「他說:『我需要你給我藥理學的建議。我要我的手下能撐更久不睡覺。』」他以為那名指揮官說的「更久」是指兩、三天。「 我說:『你要他們多久不睡?』他說:『兩週。』實際上人們試圖想撐過去。」這無疑是一個生動且有趣的例子,清楚說明了睡眠對戰力表現的重要性。

將軍累了嗎?看他作戰就知道

歷史上也有同樣生動的實例。「石牆」.傑克森(“Stonewall” Jackson)是內戰期間南軍的將領。醫學史學家麥考威克(Philip Mackowiak)藉由比較目擊者和軍官的陳述,做出關於「石牆」.傑克森在南北戰爭一系列戰鬥之前,睡眠機會與戰力表現之間的關係。

他發現,若是戰事發生後前三天傑克森都沒有睡覺,這種情況下,他的領導百分之百被認定為「無方」(poor)。蓋恩斯磨坊戰役(Battle of Gaines’ Mill)之時,他的總參謀長描述他「自始至終完全地混亂。」麾下各旅不僅「表現失常」,他連他們的位置在哪裡都不知道。格蘭岱爾戰役(Battle of Glendale)時,他人「 如麻木般……無法深入思考或無法做費力的動作……心不在焉又毫無活力。 」瑪爾文山戰役(Battle of Malvern Hill)期間,他「一副旁觀者的樣子」。麥道威戰役(Battle of MacDowell)時,有人看到他在打嗑睡。

只要沒睡飽,傑克森將軍就會有點ㄎㄧㄤ 。圖/John Dunne @Flickr

貝蘭奇告訴我,人每二十四小時不睡覺,就會喪失 25% 有效的心智能力。所以傑克森是以清醒狀態下 25% 的能力在率領手下衝鋒(或者根本沒有率領)。我盡量不去想田納西號輪機室一個叫派特森(Patterson)的人。他為了修電解造氧機,已經足足二十二小時沒有睡覺。電解造氧機是一台巨大的鐵殼分子分裂器,「基本就是氫彈,」──他興致高昂地說。

貝蘭奇要實驗受試者不睡覺的時間,最長是八十五小時──超過三天。他說,這大概是人的極限了,「這對任何人都沒有益處。」雖然有人宣稱自己可以一百小時,甚至兩百小時不睡,但由於他們的腦波未受到持續監測,因此難以確定他們沒有「斷續睡眠」(microsleep)。

人要是很累,會墜入第一階段短暫睡眠,眼睛開著,甚至看似手裡照常做著一樣的事。曾在飛機上睡過覺的人都知道,人入睡的時候是可維持肌張力(muscle tone)的;除非進入快速眼動睡眠期,肌肉才會放鬆。人如果在其晝夜循環的非正常時段入睡,會提前進入快速眼動期。如果你白天打瞌睡,嘴巴開開,頭還點個不停,那就要怪「 早發性眼動期 」(early-onset REM)。

人在飛機上睡著時,同時肌肉也仍維持著張力。圖/mark taylor @Flickr

既然一定要睡覺,那就用半個腦睡吧?

偶爾有報告說軍人──包括「 石牆 」.傑克森──會在夜間行軍時睡著。貝蘭奇說,當你夠累的時候,大腦似乎會暫時解離,也就是一半睡著、一半醒著。有些鳥類、海洋哺乳類都會這樣;海豚、海豹都可以單腦半球入睡,也就是腦只有一半入睡。這是因為另一半腦還要讓身體能游到海面上呼吸。鴨、鵝類成群趴在地上入睡時,外圍的鴨、鵝會睜著一隻眼睛,並保持對應的腦半球清醒,防備掠食者。

從軍方的觀點看,士兵要是能夠在行軍、游泳甚至索敵期間休息,這是最可取的;這完全符合以軍方未來觀點思考的國防先進研究計畫局(Defense Advanced Research Project Agency)其中一項目標:「要讓士兵最多一連七天,在不使用任何當代興奮劑的前提下,始終保持清醒、警覺、有效, 並且生理、心理能力不減退。」就是這個原因,所以你才會發現國防部有在贊助某些單腦半球睡眠基礎研究計畫。

如果科學能夠研究出鴨子是怎麼做的,或許就能用化學或手術方法──只有天曉得!──讓部隊如此。貝蘭奇輕蔑地說:「我們甚至不確定是什麼觸發全腦睡眠的。」

到底要怎麼做才能像鴨子一樣睡覺?圖/Kurt Bauschardt @Flickr

不過軍方單位並未就此不再幻想半腦睡眠。我曾經參加過北約組織的人類效能最佳化(Human Performance Optimization)論壇,其中一個議題就是要收集可用來將戰士能力最佳化的各種醫學技術, 其中包括「能夠提供超人體力」的義肢、利用眼球移植物使戰士具備紅外線及紫外線視力,再來就是胼胝體切開術(corpus callosotomy)──製造單腦半球睡眠及不中斷警戒。

現在的醫生有時候也會將病患兩個腦半球之間的連結切斷,以降低癲癇病患抽搐的次數。但病患的睡眠有因此同時改變嗎?南佛羅里達大學綜合性癲癇計畫(University of South Florida Comprehensive Epilepsy Program)主任賽林.班伯迪斯(Selim benbadis)說:「沒有」。他寫過一篇論文專論這種手術。他說,有部分嬰兒胼胝體發育不全,但是兩個腦半球卻能同時且正常地睡眠。

貝蘭奇認為國防先進研究計畫局把「有很多輕率的想法,認為是好的構想。」真的,他們真的是這樣。比如說,他們的想法裡面就有一樣是「以手術植入魚鰓。」

注釋:

  1. 在軍中,每個人都有個友善的稱號,比如我就叫做「媒體穢物」(media puke)。

 

 

 

本文摘自《不為人知的敵人:科學家如何面對戰爭中的另類殺手》八旗文化出版。本書為泛科學 2017 年 5 月選書

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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從零打造「MIT迷你潛艇」——專訪中山大學水下載具研發中心主任王朝欽
科技大觀園_96
・2022/01/11 ・3874字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

想到臺灣的「海洋文化」你會先聯想想到什麼呢?是海灘、衝浪、潛水,還是漁船、海鮮、跑船?有發覺幾乎都是「海上」的關鍵字嗎?但其實,海面下藏著許多常人難以探勘的資源,例如可作為替代能源的「可燃冰」、難以開採的「稀土礦」,抑或是深海生物觀測或是海底考古等等,都是極具發展潛力的水下事業。也因此,世界列強早已投入鉅資開發水下載具技術,期望從海底世界找到更多可能性。

而在王朝欽教授的領導下,由中山大學水下載具研發中心所開發的「第一代雙載水下載具(Two-person manned underwater vehicle, MUV)」,今年終於成功踏出指標性的一步!

中山大學水下載具研發中心所開發的「第一代雙載水下載具」。圖/中山大學提供

從無到有打造水下載具,臺灣跨出第一步!

第一代雙載水下載具被媒體廣泛稱為「MIT 迷你潛艇」,但其實我們的「MIT 迷你潛艇」(MUV)和一般所認知的潛艇是截然不同的水下載人載具,「講的簡單一點,裡面有廁所的是一般熟知的潛艇,沒有廁所的叫做『迷你潛艇』,而我們這次做出來的是後者。」王朝欽教授指出,雖然與自造潛艇還有一段距離,「但臺灣目前能獨立製造 MUV,其實是非常不容易的事。」

臺灣原本就有海洋及造船相關科系,但只要牽涉到水下載具這類需要涉及跨領域整合的製造需求,通常都只能向外採購,開發的技術和工具都只能仰賴國外進口,成本相當高昂,如今我們可以自己從無到有做出一台載人水下載具,即使還不完美,但至少讓世界知道臺灣在海底領域已經跨出了關鍵的一步,「未來在海底世界我們不會缺席!」

「臺灣有造船的技術,但水上載具跟水下載具是完全不同的世界。」王朝欽教授表示,自 2018 到 2021 年,這台MUV從「構想」到「成功下海」可謂漫漫長路。由於製造經驗是零,光是畫設計圖就耗時一年。過程中團隊不斷向海外專業團隊及友人請益,是非常重要的經驗累積。

由於缺乏製造經驗,第一代 MUV 光是畫出設計圖就耗時一年。圖/中山大學提供

從無人「動力航行測試」到載人「固定深度航行」

今年 MUV 的研發已經進入中後段的測試與調整階段,中山大學水下載具研發中心已於 2021 年 1 月完成了在台南港的「無人動力航行測試」,並在此次測試中,完成了垂直、水平及下潛到水深 8 米的深度,接著上升回海面等等的動力航行測試。這也意味著,MUV 在水下的行動能力已經完備。

接著於 2021 年 9 月於高雄港完成更進階的「載人入艙」測試,除了測試載人後的艙體維生系統運作外,也完成了「固定深度航行」的機能測試;此次測試的成功,也代表著未來科研人員在艙內可以不用一直分心去控制載具的深度,能夠更順利的進行科研活動。不過王朝欽教授表示,台南港與高雄港算是比較平靜的水域,下個階段團隊將前往更真實、更多狀況的海域進行測試。

2021 年 9 月,中山大學團隊於高雄港完成更進階的「載人入艙」測試。圖/中山大學提供

小琉球測試,從真實世界繼續經驗累積

在訪問的當下,王朝欽教授已經帶領團隊完成這次移師小琉球海域的「載人入艙實海測試」,並且很坦白的和我們分享測試第一天發生的問題:「下水不是每一次都成功,失敗的時候就要去知道發生什麼問題。」

而這次到小琉球的實驗,是先由艙外潛水員進行艙外控制操作,到達指定的深度後,進行海中的動力航行測試(垂直、水平航行以及定深航行)。考量到深度超過 50 米的海域海流比較強且難以預測、風險較高,所以選擇在深度 20 米以內的近海海域執行測試。

為了將 MUV 移至小琉球沿海的測試地點,首先必須先雇用拖船將 MUV 帶到定點,但由於搭載 MUV 的母船吃水較深,無法一口氣將 MUV 載至測試海域,因此還得另外租用中型船將艙體移至深度 20 米以內的近海海域。另再加上指揮船與戒護艇,光是單次的實海測試就足足出動了四條船。

王朝欽教授表示,在第一天的測試過程中就發生了動力失效的問題,但團隊事後也迅速找出了發生問題的原因,原來是外部的控制面板可能因為壓力差與結構問題產生裂痕後進水,進而影響到動力系統:「團隊在迅速調整後第二天就可以正常執行任務了。」

「工程就是這樣,我們設計時會考量許多因素,但現場執行肯定還是會有狀況,在測試中修正問題——就是工程的作法。對於這次的發現(指控制面板進水)其實也算是出乎意料,面板上的裂痕竟能造成這樣的結果。」然而,每次的失敗都是學習機會,失敗的經驗正是團隊累積成長的養分,而這次小琉球海域的實測狀況,正是打造MUV一路走來的真實寫照。

一張含有 天空, 室外, 運動, 游泳 的圖片

自動產生的描述
這次的小琉球實海測試,由艙外潛水員進行艙外操作,在深度20米的近海進行動力測試。圖/中山大學提供

MUV 開發的最高守則——安全第一

談到在研發過程中必須克服的問題,王朝欽教授指出:「在海底可能什麼都看不到,不但艙體要設計防撞、操控面板也必須易於操作,通信系統得隨時暢通,而且一定要有備用電力設備。只要牽涉到水下,連零件工法錯誤都會造成極大風險,畢竟是要載人的載具,必須更加謹慎。」

王朝欽教授舉例,在今年 9 月高雄港的測試中,研發團隊發現艙蓋有滲水的問題,經過調查發現,原來是艙蓋中金屬交接處的橡膠環在製作工法的問題。原本團隊是採用像繩子「頭接尾」的成環方式,這種方式的接口就是滲水的原因,最後團隊將橡膠環更改為一體成形的環型結構,才解決了滲水問題。

除了載具硬體設計外,專業操作人員的訓練也非常重要,除了學習操作載具外,工程師與操作員還必須忍受待在密閉的小空間裡執行任務長達數小時,需要強韌的心理素質,「你能想像把自己關進一個鐵牢籠好幾個小時不出來嗎?我自己進去六七分鐘就快受不了了,這真的是要很有愛與決心才能辦到。」

一張含有 室內 的圖片

自動產生的描述
水下載具的操作員操作員必須忍受待在密閉的小空間裡執行任務長達數小時,需要強韌的心理素質。圖/中山大學提供

為了讓操作員的身心狀況維持在健康狀態,研發團隊也必須考量到水下載具的舒適度與穩定度,因為光是濕度沒控制好,就可能會發生艇內起霧的現象,而這些變化都可能造成操作員的情緒波動,進而影響駕駛安全。

王朝欽教授表示,在開發與設計的過程中,人員的安全是最高指導原則,所以載具本體防護、通訊系統及逃生機制,都是水下載人載具設計時不可或缺的環節。

王朝欽教授和我們分享了 MUV 逃生系統的四層設計。最基礎的是「動力上浮系統」,藉由機身上的推進器將水下載具推往水面;第二層是「急速氣囊系統」,藉由讓氣囊快速充氣使 MUV 增加浮力浮上水面;第三層則是「快卸系統」,藉由把機身上的配重卸除,來幫助機體可以順利上浮。

但如果以上三者都失效,還有第四層逃生設計,當緊急狀態發生時,機體內的電力與維生裝置可以持續運作 72 小時,讓操作人員在海中等待救援。

不管做什麼,勇敢踏出第一步最重要!

當初王朝欽教授只是私下喜歡海上活動,專精 IC 設計的電機系教授,受到當時中山大學海科院院長王兆璋教授(現任國研院臺灣海洋科技研究中心主任),以及海下所陳信宏所長的邀請,便一腳跨入水下載具的開發計畫,「沒想到一走也走了三年多。」王朝欽教授表示,在這個計畫中大家都對海洋科研非常有愛,畢竟水下有人載具領域在資源有限的情況下,一路走來真的不容易。

針對給學子們的職涯建議,王朝欽教授表示,最重要的是找到熱情所在,並且勇敢堅持下去。圖/呂元弘攝

他特別感謝中山大學鄭英耀校長的大力支持,沒有當初校長的支持,計畫不可能走到現在。另外王朝欽教授也非常感謝中信造船集團與韓育霖總經理,二話不說全力支援 MUV 的艙體製作,還有國研院臺灣海洋科技研究中心的勵進號全體船員的配合與支持海域實驗,「沒有大家的支持,就無法有現在的成果,所以除了感謝還是感謝。」

對於目前正在求學的莘莘學子,王朝欽教授建議要先找到自己有熱情的領域,以他目前從事的水下載具研發為例,需要跨領域整合各種技術,因此不是只有電機的人才能入行,「就看你要怎麼切入你有熱情的領域。」不過王朝欽教授強調,最重要還是擁有熱情,然後勇敢地踏出第一步,然後持續堅持下去。

王朝欽教授在訪談最後指出:「人活到最後通常會後悔的都是『沒做什麼』,而不是『做了什麼』,所以去尋找自己有熱情的事,是自我成就最關鍵的一件事。」

科技大觀園_96
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這裡有個好好睡覺的理由:沒睡好容易造成工作意外!
哇賽心理學_96
・2019/10/09 ・1689字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 555 ・八年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

作者/蔡宇哲(哇賽心理學 創辦人兼總編輯)

一般企業對於職災的防範都是針對工作的 SOP 建立,以及維持適當工作時數這兩方面。然而員工的睡眠好壞在職災上也有很大的影響力,只是企業多半不清楚睡眠的影響力,認為這是屬於員工個人健康問題,而非企業本身的問題。

其實,員工睡眠可是對職災有很大影響的

對於企業員工的睡眠管理,我喜歡用城市的自來水管線更新來比喻。更換地底下的水管需要花經費,而且做了市民們也看不到、感受不到市政府有在做事。但如果政府不管、不更新水管,漏水率無法降低,就造成不必要且巨大的浪費,因此所有的政府都必須要編列經費來進行管線更新。

企業員工睡眠管理也是如此,不重視這個問題,首當其衝的就是會職災的發生會居高不下,而這是建立再多 SOP 都救不了的。

如果不重視睡眠管理,職災的發生將居高不下,而這是建立再多 SOP 都救不了的。圖/pixabay

但員工睡眠對企業的影響,終究還是難以想像。不過還好國外已經越來越重視這樣的議題,也有一些研究成果可以檢驗。透過科學方法可以更有效地看見那些隱形的成本。

睡眠少於五小時,職災風險直接高兩倍以上!?

一篇涵蓋了 2004-2008、共 17 萬多人的調查研究1,在控制性別、年齡、種族、授薪階級……等變項後發現:工時的確是職災發生重要指標,除此之外,若以每天睡眠 7-8 小時為基準,睡 6-7 小時的話職災風險提高為 1.41 倍、睡 5-6 小時為 1.79 倍、少於 5 小時則為 2.65 倍!

也就是說,職災風險必須同時考量工作時數與睡眠時數兩者,單純考量工作時數是不夠的。

來看看同為亞洲國家的日本,一篇研究2收集了 18,682 位員工,平均年齡為 43.7 歲,透過問卷瞭解他們的每週工時多長,與是否發生過職業傷害或者是差點發生事故 (near miss),以下所說的職災包含這兩者。

睡眠則是透過常用的 Pittsburgh Sleep Quality Index  (PSQI) 來鑑別。這個量表結果所呈現的的不只是睡眠品質,還包含有睡眠時數以及白天工作情況,因此可看做一個綜合評估睡眠質與量的指標。

很不意外地,每週工時 51 小時以上者,發生職災的情況會明顯比 35-40 小時的工作者還高,顯然工時過長的確是職災的重大指標。除此之外,結果也顯示睡得不好的人也比較容易發生職災,就如同上段的研究一樣,工時與睡眠兩者都是職業傷害的重要指標。

不過呢,工時的影響力會因為職業類別而有差異,例如對於公共運輸業者(巴士/卡車司機)的影響就明顯較大。睡不好卻是無差別性的影響,對任何行業的工作者都具有同樣的影響力!這意味著睡不好所造成的是核心、基礎性影響,不因外在環境與工作性質而改變。

睡不好所造成的是核心、基礎性影響,不因外在環境與工作性質而改變。圖/pixabay

睡眠不佳會使人的注意力與警覺度下降,對於執行功能、情緒控管也都有負面影響,而這些都是人在因應各式各樣的情境所需要的功能。因此員工如果因為沒睡好而導致功能降低的話,顯然會讓工作意外的發生率提昇,這是再多 SOP 也難以避免的。因此對於員工睡眠管理議題,企業不該僅認為是員工個人健康因素,還需以維護工作環境安全的觀點來加以重視。

注重睡眠管理,減少工作意外

2018 年由美國睡眠醫學學會、疾病預防控制中心與數個單位共同發起一個睡眠健康覺知計畫 (The National Healthy Sleep Awareness Project) ,推行一個「Sleep Works for You」活動,呼籲企業要幫助員工培養良好睡眠習慣、避免疲勞睏睡,如此才能讓單位有長期穩定的成功與幸福。

這個運動鼓勵企業進行以下三部份:

  1. 瞭解工作場所因嗜睡、疲勞所帶來的睏睡代價有多大,並注意這將如何影響到員工的工作安全。
  2. 將睡眠健康教育列為員工健康計畫的一部分,藉由良好的睡眠習慣與作息,來避免因睏睡帶來的工作效率低落。
  3. 將疲勞風險管理列入安全體系的一部分,以確保企業的工作安全。

注重員工睡眠管理,是減少工作意外的發生不可或缺的一環。

研究出處:

  1. Lombardi, David & Folkard, Simon & Willetts, Joanna & Smith, Gordon. (2010). Daily sleep, weekly working hours, and risk of work-related injury: US National Health Interview Survey (2004–2008). Chronobiology international. 27. 1013-30.
  2. Long working hours, sleep-related problems, and near-misses/injuries in industrial settings using a nationally representative sample of workers in Japan. PLOS ONE. 14. e0219657. 10.1371/journal.pone.0219657

本文轉載自哇賽!心理學

哇賽心理學_96
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「報告班長,我想睡覺!」軍人愛睏怎麼辦?──《不為人知的敵人》
八旗文化_96
・2017/05/15 ・5942字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 【科科愛看書之本月選書】軍隊最大的對手是誰?才不是那些顯而易見的持槍敵人,而是疲勞、噪音、酷熱、腹瀉、恐慌……等等你根本料想不到的邪惡角色。快跟著瑪莉羅曲那明快而幽默的腳步,一起深入軍營去見識那些《不為人知的敵人》,看看科學是如何用有趣的方法力抗各式另類殺手。本書為泛科學 2017 年 5 月選書

找不到地方睡嗎?去睡在導彈旁邊吧!

導彈艙最近新增了不少床位。美國海軍潛艦田納西號下水後幾年,因為做了技術升級,需要增加水兵來操作伺服器。但問題是,沒有地方可以設置寢室床位。後來有人想到在兩枚核子飛彈之間有空位可以安置床鋪,於是這些熱騰騰的床位便誕生了。艦上的三叉戟二型飛彈的發射管四十五呎高,貫穿潛艦全部四層甲板,總共二十四座。這幾層的導彈艙是全艦最僻靜的地方,像是老舊大學圖書館的藏書架,安靜、隱密,可以躲進去補眠。

但是我現在講話這一刻卻不是這樣。「全部人員起床!」艦內對講機內的廣播,伴隨著又吵又持續的起床警報:砰!砰!砰!砰!像個討厭的小鬼拿著木棍在敲水壺一樣。

「模擬發射全部飛彈。」真這樣的話,要發射的飛彈可不少。三叉戟飛彈是多彈頭飛彈,每個彈頭都可以設定其目標,精準度──我聽過兩次人家這樣講──「可以擊中投手丘」。

三叉戟飛彈是多彈頭飛彈,每個彈頭都可以設定其目標,精準度極佳。圖/Public Domain, wikimedia commons

美國海軍彈道飛彈潛艦艦隊總共有十四艘潛艦,是一股水下移動式核子武力,和陸地發射井中的飛彈,以及轟炸機上的飛彈,構成了美國戰略性嚇阻(strategic deterrence)的「 核子三合一 」(nuclear triad)。

這個「核子三合一」戰略性嚇阻所傳達的訊息是:「你瘋了才會用核彈打我,我們的核彈比你多,而且你也無法先發制人,因為你不知道我們的彈道飛彈潛艦在哪裡。」彈道飛彈潛艦可以躲在整個海洋的任何地方,艦上的核子反應爐可以產生動力,並且製水,永遠不必為了加油而浮出水面;糧食用罄之前,可以一直待在海底深處。

田納西號副長納珊.穆瑞(Nathan Murray)邀請我進飛彈艙看他進行演習。(我和一群未來的指揮官一起登艦做評估。)我們沿著艙壁通過一排床位;某些還用黑色聚合物的簾子遮住,看起來像 80 年代某些龐克俱樂部的洗手間。穆瑞指著一位年輕人的床位,他要和牆上的消防水管共享這個空間。他昨晚已被消防演習吵醒,現在又要演習。

一天到晚演習,想睡覺都沒辦法

美國海軍潛艦部隊(The Submarine Force)已經正式承認他們有官兵睡眠問題。

《部隊任務重點通報:船員休息問題特刊》(Force Operational Notes Newsletter: Special Crew Rest Edition)裡面便提到:「個人於海洋中的睡眠未獲保護,使得行政訓練、保養以及『迫切的』問題,常態性地縮短或打斷了人員的睡眠……。」田納西號的船員要做消防演習、進水演習、液壓破裂演習、氣壓破裂演習、人員落水演習、安全違反演習、魚雷發射演習等等,艦上做飛彈發射演習比某些人用牙線還來得頻繁。

一方面,你希望船員都訓練有素,你不想「打錯投手」。但是另一方面,你卻又希望訓練和演習不要這麼頻繁,弄到那些操作炸彈、反應爐的人員長期睡眠不足。

想要士兵訓練有素,又希望他們睡眠充足,到底該怎麼辦?圖/skeeze@Pixabay

1949 年的潛艦作息時間表允許人員一天睡眠十小時。除了這種「長眠」之外,一半船員至少在一天之內還能小睡一次。但從 1954 開始,潛艦由柴油引擎逐漸改為核子動力。結果就是艦上要看守的部位多了起來,不再像以前只是看看溫度計或油量表而已。以田納西號來說,現在人員睡眠時間平均四小時。

此次登艦之前,我和睡眠研究專家葛瑞格.貝蘭奇上校(Colonel Greg Belenky)通過電話。他是位於史波肯的華盛頓州立大學(Washington State University, Spokane)睡眠與效能研究中心(Sleep and Performance Research Center)的創立人。

貝蘭奇很清楚人從一天睡八小時減為四、五小時後有什麼變化。他們的認知能力在幾天之內就開始下降,猶如從高原狀態衰退到一個無法運作的狀態。睡眠時間越少,智能衰退越嚴重,後來才能回升。

但是是哪種心智能力會衰退呢?是大部分。貝蘭奇說, 睡眠不足會使記憶力減退,維持思考、決策,整合情緒和理性的網絡弱化。「你是不是也有過那種碰到問題,但想不出該怎麼辦的時候?結果是不是你睡了一晚好覺之後,醒過來,啊,有了!這就是睡眠的功用。睡眠使大腦恢復正常功能。」

短少的睡眠時間會使人的智能退化。圖/Kelsey @Flickr

你是新來的?那睡覺時間再打個折吧!

在潛艦上,新兵的情況更慘。他們除了每天的工作和值更之外,還要準備「資格考」──潛艦版的律師資格考。六十幾題潛艦組件及系統的口試題,再加上本艦特有的──從操舵、到操作深度計,到排出衛生水櫃等等──各種任務實作。

蒸汽瀰漫的士官兵休息室裡,一名臉長長的水兵正在讀潛水液壓學。他說:「我曾經一個晚上只睡三個小時,隔天又完全沒睡。」(休息室裡水氣瀰漫, 又有人在打活屍末日〔zombie-apocalypse〕電玩,或是玩桌上足球機,實在不是讀書的好地方。或許因為我是個中年人才這麼想。)

水兵會告訴你他還好,但貝蘭奇知道其實不然。人一天睡眠不足四小時,他們就連復原都沒辦法。他們的智能會一直下滑,最後直達睡眠科學家想出的特殊詞彙才有辦法表達的低點,比如說「災難性代償失調」(catastrophic decompensation)就是其中之一。

「簡單地說就是,每天無法得到適當持續的睡眠,導致人員過於疲憊,在幾天內出現類似於酒醉的『不足』狀態。」《部隊任務重點通報》當中,這幾個句子在編排上被極度強調,又是黑體字,又是底下畫線,又是斜體字。

長期睡眠不足和酒醉一樣,會導致危險加倍;因為,這時人員連自身的損害都無法正確判斷。傑夫.戴克(Jeff Dyche)曾經在潛艦醫學研究實驗室擔任研究心理學家,現在則在詹姆斯.麥迪遜大學(James Maddison University)任職。

他告訴我說,有項研究顯示,人連續兩週每天睡眠六小時, 其認知能力會降低到等同於連續四十八小時未眠。長期每天睡六小時的人和整晚沒睡的人不一樣的地方是,他們不覺得需要小心。他們在長時間感到有些疲勞後,已經覺得那是正常狀態。戴克說: 「他們會說,『啊,我已經習慣了。』」這兩天我聽過很多人說這句話。

一名水手一面把垃圾推進業務用壓縮機裡面,一面說:「我一晚睡四個半小時;在二十四小時的週期內我覺得還好。」他不知道這個壓縮機要是壓到他的肉或手指,效率會和壓垃圾一樣好。

「我不睡覺我驕傲!」這種心態正確嗎?

穆瑞和潛艦艦長克里斯.包納(Chris Bohner)自告奮勇要在艦上實施一份新的值更表;其目的在於讓官休息得更好,為了他們的健康(近來認為睡眠不足和過重、高血壓、糖尿病與心臟病有關)及所有人的安全。這項任務並不容易。

穆瑞說:「為了弄清楚人的『休息』這回事,我花了相當多的時間。」他是個很受歡迎的領導者;不論舉止或是儀表,都是個值得信賴的人。你絕對不會看到他走路懶散、靠牆站立,或是站三七步,屁股歪一邊。他總是雙腳穩穩地站著,堅定如石,雙手放在腰際,偶爾摸一下理得很短的頭髮。他的髮際線在哪裡,就和潛艦在哪個緯度一樣,對我始終都是個謎。

問題在於總會有事情發生。有人進度落後,值更表就四分五裂。而本周的問題之一就是在下的造訪,小女子的到來讓每個人的工作都受到了干擾,因為組員必須花上四、五個小時,找一處海浪比較小的海域,好讓潛艦和我搭乘的船艦之間能搭上跳板。

海軍要處理官兵睡眠不足的問題,其挑戰有部分在於某些人對此引以為傲。我在潛艦醫學研究實驗室認識一位資深的潛艦艦長雷.吾爾利奇(Ray Woolrich)。他告訴我說:「陸戰隊員在酒吧會告訴你他們可以做多少下伏地挺身,飛行員會告訴你他們可以承受幾 G 重力,潛艦水兵會告訴你他們可以多少個小時不睡覺。」寧可累死,也不願被人說是「 愛睏狗 」(rack hound) 1 。

我才不是愛睏狗!我沒有在睡覺! 圖/GIPHY

睡眠之戰,原來軍方一直抓錯重點

幾十年來,軍方的睡眠研究重點一直一成不變,偏重於怎樣讓官兵可以少睡,而不是怎樣讓官兵好好入眠。他們試行各種模擬狀況來測試飛行員、戰士和水兵,但是一直到近年,維護官兵的睡眠才成為國防部的優先政策。

現行陸軍政策(Current Army Policy)規定戰區內各級主管應擬定並實施一項睡眠管理計畫。(不過針對從伊拉克、阿富汗歸來官兵所做的一次小規模調查顯示,80% 的官兵都不知道有這項計畫。)照貝蘭奇所見,轉捩點在於陸軍野外演訓(Field Training Exercises,簡稱 FTXs)被延長的緣故。

這種大規模的模擬對抗,就等於是官兵在實務上的期末測驗。貝蘭奇說:「在某個階段,擬定教範的人認為,那些值得出兵的戰爭通常會持續一、兩週。所以他們就把野外演訓從三天延長到兩週。」在這之前,傳統是整個演訓期間都不睡覺,目的是要讓官兵「看起來有士氣,並得到好的評定。」他還記得,演訓期延長之後不久,他接到一個部隊指揮官的電話。

「他說:『我需要你給我藥理學的建議。我要我的手下能撐更久不睡覺。』」他以為那名指揮官說的「更久」是指兩、三天。「 我說:『你要他們多久不睡?』他說:『兩週。』實際上人們試圖想撐過去。」這無疑是一個生動且有趣的例子,清楚說明了睡眠對戰力表現的重要性。

將軍累了嗎?看他作戰就知道

歷史上也有同樣生動的實例。「石牆」.傑克森(“Stonewall” Jackson)是內戰期間南軍的將領。醫學史學家麥考威克(Philip Mackowiak)藉由比較目擊者和軍官的陳述,做出關於「石牆」.傑克森在南北戰爭一系列戰鬥之前,睡眠機會與戰力表現之間的關係。

他發現,若是戰事發生後前三天傑克森都沒有睡覺,這種情況下,他的領導百分之百被認定為「無方」(poor)。蓋恩斯磨坊戰役(Battle of Gaines’ Mill)之時,他的總參謀長描述他「自始至終完全地混亂。」麾下各旅不僅「表現失常」,他連他們的位置在哪裡都不知道。格蘭岱爾戰役(Battle of Glendale)時,他人「 如麻木般……無法深入思考或無法做費力的動作……心不在焉又毫無活力。 」瑪爾文山戰役(Battle of Malvern Hill)期間,他「一副旁觀者的樣子」。麥道威戰役(Battle of MacDowell)時,有人看到他在打嗑睡。

只要沒睡飽,傑克森將軍就會有點ㄎㄧㄤ 。圖/John Dunne @Flickr

貝蘭奇告訴我,人每二十四小時不睡覺,就會喪失 25% 有效的心智能力。所以傑克森是以清醒狀態下 25% 的能力在率領手下衝鋒(或者根本沒有率領)。我盡量不去想田納西號輪機室一個叫派特森(Patterson)的人。他為了修電解造氧機,已經足足二十二小時沒有睡覺。電解造氧機是一台巨大的鐵殼分子分裂器,「基本就是氫彈,」──他興致高昂地說。

貝蘭奇要實驗受試者不睡覺的時間,最長是八十五小時──超過三天。他說,這大概是人的極限了,「這對任何人都沒有益處。」雖然有人宣稱自己可以一百小時,甚至兩百小時不睡,但由於他們的腦波未受到持續監測,因此難以確定他們沒有「斷續睡眠」(microsleep)。

人要是很累,會墜入第一階段短暫睡眠,眼睛開著,甚至看似手裡照常做著一樣的事。曾在飛機上睡過覺的人都知道,人入睡的時候是可維持肌張力(muscle tone)的;除非進入快速眼動睡眠期,肌肉才會放鬆。人如果在其晝夜循環的非正常時段入睡,會提前進入快速眼動期。如果你白天打瞌睡,嘴巴開開,頭還點個不停,那就要怪「 早發性眼動期 」(early-onset REM)。

人在飛機上睡著時,同時肌肉也仍維持著張力。圖/mark taylor @Flickr

既然一定要睡覺,那就用半個腦睡吧?

偶爾有報告說軍人──包括「 石牆 」.傑克森──會在夜間行軍時睡著。貝蘭奇說,當你夠累的時候,大腦似乎會暫時解離,也就是一半睡著、一半醒著。有些鳥類、海洋哺乳類都會這樣;海豚、海豹都可以單腦半球入睡,也就是腦只有一半入睡。這是因為另一半腦還要讓身體能游到海面上呼吸。鴨、鵝類成群趴在地上入睡時,外圍的鴨、鵝會睜著一隻眼睛,並保持對應的腦半球清醒,防備掠食者。

從軍方的觀點看,士兵要是能夠在行軍、游泳甚至索敵期間休息,這是最可取的;這完全符合以軍方未來觀點思考的國防先進研究計畫局(Defense Advanced Research Project Agency)其中一項目標:「要讓士兵最多一連七天,在不使用任何當代興奮劑的前提下,始終保持清醒、警覺、有效, 並且生理、心理能力不減退。」就是這個原因,所以你才會發現國防部有在贊助某些單腦半球睡眠基礎研究計畫。

如果科學能夠研究出鴨子是怎麼做的,或許就能用化學或手術方法──只有天曉得!──讓部隊如此。貝蘭奇輕蔑地說:「我們甚至不確定是什麼觸發全腦睡眠的。」

到底要怎麼做才能像鴨子一樣睡覺?圖/Kurt Bauschardt @Flickr

不過軍方單位並未就此不再幻想半腦睡眠。我曾經參加過北約組織的人類效能最佳化(Human Performance Optimization)論壇,其中一個議題就是要收集可用來將戰士能力最佳化的各種醫學技術, 其中包括「能夠提供超人體力」的義肢、利用眼球移植物使戰士具備紅外線及紫外線視力,再來就是胼胝體切開術(corpus callosotomy)──製造單腦半球睡眠及不中斷警戒。

現在的醫生有時候也會將病患兩個腦半球之間的連結切斷,以降低癲癇病患抽搐的次數。但病患的睡眠有因此同時改變嗎?南佛羅里達大學綜合性癲癇計畫(University of South Florida Comprehensive Epilepsy Program)主任賽林.班伯迪斯(Selim benbadis)說:「沒有」。他寫過一篇論文專論這種手術。他說,有部分嬰兒胼胝體發育不全,但是兩個腦半球卻能同時且正常地睡眠。

貝蘭奇認為國防先進研究計畫局把「有很多輕率的想法,認為是好的構想。」真的,他們真的是這樣。比如說,他們的想法裡面就有一樣是「以手術植入魚鰓。」

注釋:

  1. 在軍中,每個人都有個友善的稱號,比如我就叫做「媒體穢物」(media puke)。

 

 

 

本文摘自《不為人知的敵人:科學家如何面對戰爭中的另類殺手》八旗文化出版。本書為泛科學 2017 年 5 月選書

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