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有限又無限?意志力怎麼這麼玄?──《大腦先生的一天》

PanSci_96
・2017/05/25 ・2663字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 488 ・五年級

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  • 【科科愛看書】從睜開眼睛就事事不順心?你的大腦到底為什麼要跟你過不去?還不都因為你根本就不了解它!《大腦先生的一天》用 24 小時為你揭密腦袋到底都在忙些什麼,從日常生活開始,教你重新掌握它的喜惡與需求,讓你趁此機會好好修理腦洞、治療腦殘,搖身一變成為大腦達人。

你能抗拒在早上十點多去一趟販賣機的誘惑嗎?或是你「知道」那罐糖果就在實習生桌上?或是拼湊某份報告的時候,你能不去點已開啟的瀏覽器視窗,查看名人八卦嗎?

意志力是什麼?能吃嗎?

意志力是大腦維持專注的能力,就算面對的是誘惑著你、令你分心或讓你感到不舒服的事物,仍能讓你保持專心。

關於意志力,說法分成兩派:一種是只要在腦中挖得夠深,總是能找到更多意志力;另一種是意志力用完的時候,就是沒有了,因此這時候就需要做些其他事來補充。

你覺得意志力用完就沒了,還是意志力可以在腦中更深處挖出更多?圖/By stefan koopmans @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

研究皆支持這兩種看法,或更精確地說,有些研究人員相信意志力是無限資源,而其他人則認為是有限資源。不過大家都同意意志力本身很有用,也和一些事有關,包括「更健康的人際關係、更受歡迎、更健康的心理、更有效的處理能力、減少敵對情緒、出色的學業表現,還有更不容易出現毒癮和酒癮、犯罪情形和飲食失調」,這些就是羅伊.鮑梅斯特(Roy Baumeister)和他的佛羅里達州立大學同事在《人格與個體差異》(Personality and Individual Differences)期刊寫下的內容。

有限的意志力,一切都與糖有關

鮑梅斯特剛好是屬於「有限資源」的陣營。雖然意志力看起來可能就像創造力這類能力,在人腦中漂來浮去,對著試圖找出源頭的研究人員吐舌發出嘲笑聲,但鮑梅斯特相信意志力比在腦中亂竄還更有規則性。對他來說,意志力的一切都和糖有關。

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在意志力「資源有限」的陣營中認為,一切都與糖有關。圖/By Gunilla G @ flickr, CC BY-SA 2.0

還記得本書先前談到糖和健康早餐的章節嗎?當你去學校或上班,並決定究竟是要確實完成工作,還是偷偷瀏覽《赫芬頓郵報》(Huffington Post)的名人新聞,一點一滴緩緩流進大腦的葡萄糖就會變得特別重要。葡萄糖變得有點少或有點多時,大腦多數區域都還是能繼續保持正常運作,但意志力可不是這麼回事。

鮑梅斯特指出,當狀況變得嚴峻時,人就會需要糖:腦中葡萄糖含量低的話,需要持久專注力(例如意志力)的考試分數就會大幅下降,如果葡萄糖含量較低,困難(但不乏味)的駕駛模擬測試分數也會更低。

事實上,鮑梅斯特進行的一連串實驗顯現了相當具有說服力的事實,也就是葡萄糖相當於意志力的貨幣,他並這樣總結:「首先,參與實驗者進行了需要自我控制的實驗後,特別是在非常努力工作的受試者身上,可以看到血糖值很明顯下降了。第二,第一次自制實驗過後的低葡萄糖量,和接續測驗的糟糕自制表現有關。第三,以實驗方式操控葡萄糖,減少或消除了來自第一次自制實驗的自我控制減少量。」

換句話說,自制會燃燒葡萄糖;一旦可用的葡萄糖耗盡,自我控制就會降低;如果獲得葡萄糖,就能重拾自制。如果你很想查看名人新聞而不是工作,就喝瓶純品康納碳酸飲料(每盎司有 4.38 公克的糖)!

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無限的意志力,取決於你的信念

接著還有另一個陣營:那些相信意志力是無限資源的研究人員,他們也相信即使沒有糖漿飲料的影響,還是能往腦中深處挖出更多意志力。研究人員競相在期刊文章中公開表示不同意見,找到這種事就像是科學金礦。

讀過鮑梅斯特的文章後,再看由史丹佛大學卡蘿.德威克(Carol Dweck)率領的研究團隊在 2010 年發表的下列聲明,實在很難不認為這是針對佛羅里達團隊發出的反擊砲火:「近期多項研究提出,可以發揮自制的意志力是有限資源,用完後便消耗殆盡。我們提出的觀點是,意志力究竟是否會消耗殆盡,取決於人是否相信意志力是有限資源。」

在意志力「資源無限」的陣營中認為,意志力究竟是否會消耗殆盡,取決於人是否相信意志力是有限資源。圖/By Neal Wellons @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

這是很有力的主張,哪裡有問題?就像鮑梅斯特宣稱的一樣,「問題」就顯現在一連串實驗當中。在第一個實驗裡,德威克和她的史丹佛同事得到的結果是,對一些人來說,意志力在進行很耗腦力的測驗後會消耗殆盡,而其他人則能繼續進行下一個挑戰,卻完全沒有意志力疲勞。兩組的差別就在於各自的信念:對相信意志力是有限的人來說,意志力就是有限,但對相信意志力無限的人來說,意志力就是無限。

第二項研究操控受試者對於意志力的信念,再讓他們進行測驗。又一次,學會要相信無限資源理論的人總是能找到更多意志力,而學到油箱會見底的人則會在首次困難任務後就燃燒殆盡。

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德威克的第三個實驗則顯示,兩組人馬都覺得這個任務同樣令人精疲力竭,只是認為意志力沒有限制的人,不會讓任務耗盡他們的心力。

最後,第四項研究放眼全世界,尋找分別相信這兩種理論的人。一份網路問卷評估學生對於意志力的意見,並請他們列出個人目標。之後在考試週的期間,問卷提出的問題包含學生有多常看電視而不是唸書、有多常吃高脂、高糖食物以及他們朝個人目標前進了多少。你大概可以猜出最後的結果:比起認為意志力是無限的人,相信意志力是有限的學生吃了更多垃圾食物、看更多電視、更不努力朝個人目標前進。

看完兩邊的說法,你相信哪一個?圖/Tumisu@Pixabay

看完兩邊的論點,你相信哪一個?

史丹佛的德威克,還是佛羅里達州大的鮑梅斯特?究竟意志力是有限也需倚賴葡萄糖,還是意志力只是受到個人信念的限制?如果你需要好好認真努力,完成某個計畫,同時還要壓抑查看名人八卦的強烈衝動,你認為最好要挖得更深,還是喝汽水?如果你相信永遠可以找到更多意志力,就會找到;如果你不這麼認為,那想提高意志力,可能就需要灌下一瓶百事可樂,自行應付可能的後果。如果你先嘗試第一種策略,你的腰線會感謝你。


 

 

本文摘自《大腦先生的一天:從起床開始的思緒與工作,腦力如何幫助我們做好(或搞砸)每件事?》,大寫出版。

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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
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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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喝糖比吃糖更肥?飲料慢慢喝比較不會胖!——《大自然就是要你胖!》
天下文化_96
・2024/06/25 ・1953字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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飲料中的添加糖和食物中的添加糖,造成的影響有所不同嗎?

如果生存開關的啟動只與熱量有關,無論是吃軟糖,還是喝汽水,高果糖玉米糖漿所產生的作用理當一樣。但事實並非如此,喝糖通常比吃糖更糟得多。為什麼會這樣?生存開關是由於肝臟中的 ATP 濃度下降所觸發,因此關鍵在於有多少果糖到達肝臟。如果肝臟接收到大量果糖,則 ATP 會大幅下降,刺激生存開關強烈反應。倘若只有少量果糖到達肝臟,果糖代謝效應會比較溫和。這意味著,儘管我們在談論生存開關時,一直將它簡化為一種按鈕,可控制為開或關,但實際狀況比較像是可調整強度的旋轉鈕,會根據狀況產生強弱不同的反應。

換句話說,肝臟的反應是依據接收到的果糖濃度,而不是果糖量。比起果糖一次全部進入的狀況,當果糖緩慢進入時,肝臟接觸到的果糖濃度會比較低。也因為如此,軟性飲料比固體糖類更容易啟動生存開關。軟性飲料含有大量的糖分(以 600 毫升的汽水為例,當中含有約 17 茶匙的高果糖玉米糖漿,其中約 9 茶匙是果糖),通常幾分鐘即可喝完,而且由於是液體,不需要消化,這會讓肝臟中迅速充滿果糖和葡萄糖。相較之下,固體食物必須經過消化,需要更長的時間才能到達肝臟。(這也是完整水果較不易啟動生存開關的原因,因為水果纖維有助於減緩吸收。)因此,固體食物中的果糖到達肝臟的速度較慢,不會讓生存開關一下子轉到最強狀態。

營養學家兼遺傳學家斯皮克曼(John Speakman)進行的實驗證實了這一點,他發現餵食液體糖的小鼠,比餵食固體糖的更肥胖。人體臨床研究也比較食用液體糖(來自軟性飲料或其他飲料)和固體糖(來自糖果和甜點)的差別,所有證據都指向同一個結果:液體糖導致肥胖和(或)糖尿病前期的可能性,比固體糖更高。在一項研究中,將年輕受試者隨機分成兩組,一組每天喝一杯 240 毫升的軟性飲料,一組吃下含糖量相等的軟糖,持續四週,然後恢復正常飲食,也持續四週,並在這段「淨化」期之後,讓兩組受試者交換,原本喝軟性飲料的改吃軟糖,反之亦然,再持續四週。試驗結束時,研究人員發現,受試者在「喝糖」期間攝取的總熱量,比「吃糖」期間多了約 17%。在喝了四週的軟性飲料後,受試者的體重增加,脂肪也增加。相較之下,吃軟糖的四週內,他們的體重並未增加。

液體糖導致肥胖和(或)糖尿病前期的可能性,比固體糖更高。圖/envato

液體糖比固體糖更容易導致肥胖,而且喝液體糖的速度也會造成影響。為了證明這一點,我們在伊斯坦堡科曲大學的合作夥伴坎貝,提供蘋果汁給志願的受試者,這些蘋果汁內的果糖含量與軟性飲料相似。坎貝讓一半的人在 5 分鐘內喝下 500 毫升果汁,另一半則是每隔 15 分鐘喝下 125 毫升,用一小時喝完 500 毫升的果汁。一小時結束時,雖然兩組人喝下的蘋果汁分量一樣,但兩組間的差異卻非常驚人。5 分鐘內喝完蘋果汁的人,體內的尿酸和血管加壓素(肥胖荷爾蒙)快速增加。相較之下,花一小時喝完蘋果汁的受試者,尿酸和血管加壓素的變化比較緩和。由於尿酸和血管加壓素升高相當於生存開關活化的證據,這表示如果一定要喝軟性飲料,慢慢享用會比大口豪飲來得安全。

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含糖飲料慢慢喝會比大口豪飲來得安全。圖/envato

幾年前,曾有人基於軟性飲料含糖量高,提議紐約市政府對軟性飲料課稅。軟性飲料業者指出其他食品也含有大量的糖,專挑軟性飲料課稅並不公平。基於這項爭議,再加上其他因素,飲料稅法案最後沒有通過。但根據前面提到的研究,軟性飲料業界的論點其實有誤。

根據液體糖和固體糖的研究,還可以得到一個結論:「魚與熊掌或許可以兼得」。也就是說,享用富含糖類的甜點時,如果吃得夠慢,或許可能避免觸發生存開關。這時蛋糕就只是熱量而已。問題是,要慢慢的吃甜點幾乎是不可能的事!

喝軟性飲料時不能大口暢飲,而得用一小時的時間慢慢啜飲完畢,也同樣不容易。另外,與其單獨飲用軟性飲料,不如在用餐之間慢慢喝,畢竟邊吃邊喝,讓液體中的糖與食物混合,可減慢吸收速度。

重點

液體糖比固體糖更有害,大口喝下軟性飲料是啟動生存開關最有效的方法。含糖軟性飲料、能量飲料、果汁、含糖的茶和咖啡,全都應該避免。如果偶爾想放縱一下,請放慢飲用速度,並一定要與食物搭配。

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——本文摘自《大自然就是要你胖!》,2024 年 06 月,天下文化出版,未經同意請勿轉載。

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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聽說戒糖好處多!身體少了糖會發生甚麼事?
careonline_96
・2020/10/15 ・3082字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

在被客戶刁難的日子,被家人朋友氣瘋的時候,你是不是想要去找塊甜滋滋的蛋糕,或喝杯青蛙黑蛋奶才能壓壓驚呢?吃甜甜好開心似乎是人之常情,你也是只要心情不好,就想吃個甜食獲取療癒嗎?

然而,現在大家都在喊「戒糖」,似乎戒糖才能控制體重。然而,你是否會擔心萬一不能吃到甜食,會不會變成太過憂鬱?究竟戒糖之後,身體會產生怎樣的變化呢?

糖隨處都在——自然界中的天然糖分

自然界中存在許多糖。水果吃起來甜甜地,就是裡面存有糖分;番薯飯在嘴裡嚼一嚼,甜,因為裡面有天然的糖;再看看成分無調整的鮮奶裡,每 100 克的鮮奶就有 4.8 公克的糖分。沒錯,水果、蔬菜、穀物、牛奶等天然食物裡都有糖。

不過,這大概不是我們戒糖的重點,大家先不要擔心一旦戒糖,是不是連蔬菜水果都不能吃了,其實只要是原型食物,同時就還有礦物質、維生素、與各種身體所需的營養素,只要烹調方式簡單點,別加太多調味,都可以繼續適量的攝取

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所以,我們這裡要說的戒糖,是要請大家從「額外添加的精緻糖」做起。

戒糖 STEP 1:先戒掉額外添加的精緻糖

哪些食物是有添加的精緻糖呢?其實除了天然的蔬果、牛奶、穀物之外,如果你吃到會甜的東西,常常都是額外添加精緻糖做成的。不管是手上拿著的大杯珍奶、飲料、調味的牛奶、可樂、冰糖滷味、各類醬汁、冰淇淋、糖果、餅乾、各類麵包蛋糕等烘焙品,都是額外添加的糖份,這就是我們需要戒掉的。

無論廣告告訴你這是用黑糖、蜂蜜、楓糖漿、玉米糖漿、還是蔗糖,這些額外添加的糖份都會豐富食物的風味,但同時也是增加熱量,卻沒有其他的營養成分。請記得,這些添加糖即使含有一些礦物質或維生素,含量也是少之又少,請不要以為用黑糖、蜂蜜就是很健康。

每當我們吃進甜食,糖分會促使腦內釋放多巴胺與血清素,暫時性讓人覺得舒服愉快,然而這時身體又需要分泌胰島素降低血糖。血糖和情緒就在攝取甜食之中一下飆高,一下陡降,分泌不穩定。

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不僅如此,這些糖分是不帶有其他營養素的「空熱量」,在攪亂內分泌後,還會轉成脂肪存在體內。所以,添加了精緻糖的甜食就真的是「包著糖衣的毒藥」,還是種成癮物質,讓你有種來得快、去得快的愉悅感,而這眼前的快樂持續不了多久,下次又想再來一點、多來一點,需求量愈來愈高。

假使我們現在對甜食已經開始成癮,覺得大杯飲料全糖都不夠甜的話,就要非常小心啊。我們曾討論過「戒糖的方式」,這次,就來說說戒糖之後對身體的變化。

戒糖 STEP 2:初戒很痛苦,想想好處有這麼多!

戒糖後,你大概會想得到,剛開始會有點痛苦的。

原本點綠茶時至少要半糖,現在變成不加糖,可能有點喝不下。畢竟我們對糖的需要是種成癮,那想要戒糖時,就跟想要戒斷任何其他對酒精、毒品成癮一般,變得很焦躁不安。戒糖者會說,剛開始點無糖的飲料後,腦袋瓜像被蒙上一層薄霧,更容易覺得疲憊不堪、頭痛,內心有說不出來的焦躁感呢。然而,請堅持下去,戒糖的好處即將出現。

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  • 頭腦更清晰

很多人會想,要吃一點甜的,血糖充足了,腦筋應該會比較好吧!不過,攝取過多的糖分其實會影響腦內的化學物質,讓頭腦難以形成新的記憶,進而認知功能。戒糖之後,反而會讓頭腦裡正常分泌化學物質,讓思緒更清晰。

  • 皮膚變好

過個幾天,戒糖者可能就會發現自己皮膚變好了!畢竟當加工糖份愈多,身體就需要加強分泌胰島素,而胰島素的濃度高峰愈多,愈容易引起皮膚發炎反應,導致彈性纖維與膠原蛋白受傷分解,皮膚就難保水嫩 Q 彈。

而且當糖分攝取太多,體內糖化終產物愈多,也會破壞彈性纖維與膠原蛋白。所以很愛吃甜食,比較容易長皺紋,或有酒糟性皮膚炎、青春痘等問題,這些狀況在戒糖後會獲得改善。

  • 睡得更好

有些戒糖者會明確發現自己睡得比較好,或說能睡得比較深。

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根據研究,精緻加工糖會影響慢波睡眠與快速動眼期。慢波睡眠期是我們睡覺時的深度睡眠期,這段時間沒睡好,精神就比較差,意識鈍鈍的,比較沒辦法清醒過來,白天學習到的知識、記憶都更難存好放在腦袋裡。而快速動眼期屬於我們夜間作夢的階段。

擺脫糖分的影響後,戒糖者半夜突然醒來的次數會變少,睡眠時比較不會那麼淺眠,整體來說都能增進睡眠品質。

  • 體重、心血管疾病機會降低

剛開始想要戒糖的人,許多都是為了要減輕體重,畢竟這些多餘的糖分屬於「空熱量」,會轉成脂肪存入體內。

因此常常吃太多糖,還會增高血壓與血中壞膽固醇的濃度。而開始戒糖後,就可以減少熱量攝取,體重會降低,血壓、血脂也會跟著降低,進而減少心血管疾病發生的機會。根據研究,每天熱量來源中,糖分占了 25% 的人,死於心血管疾病的機會是每天糖份佔熱量 10% 人的兩倍。

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  • 牙齒更健康

口腔內有糖份時,細菌就容易滋長。就算每天有好好刷牙,假使隨時來一杯可樂或珍珠奶茶,就會讓口腔成為細菌生長的好場所,就很難維持口腔衛生。

戒糖看重點:控制額外添加精製糖份量

所以,看到這裡,我們的建議非常明確,就是要「控制額外添加精製糖」的份量,無論是麵包烘焙品、醬料、糖飲等含糖的食物,最好是適可而止,不吃也沒關係。一般飲食建議成人每天的添加糖攝取不要超過總熱量的 10%,美國心臟學會的建議更明確,希望女性每天控制添加糖的攝取量在 25 克以內,男性在 37 克以下。然而,統計上看起來成人攝取的糖量常常超標兩、三倍以上。

剛開始大家可能對「添加糖有幾克」是沒什麼概念的,而這時就要多多讀食物的成分標示。當食物標示上面有寫到「蔗糖、葡萄糖、果醣、麥芽糖、糖蜜、水解澱粉、轉化糖、玉米糖漿、蜂蜜」等成分的,都是指添加糖份。盡量選擇每 100 公克裡,含糖量小於 5 克的食物

戒糖有陷阱:零脂肪或幫助消化就是好?小心精緻糖!

如果認真看食物成分你會發現一罐 330cc 的可樂,總糖份就是 35 克。一天喝一瓶就接近添加糖超標了。而許多人認為很健康的乳酸菌飲料,糖份比例也極高,每 100 毫升常含有 15 克左右的糖,千萬不要以為上面寫著零脂肪或幫助消化就是健康飲品。

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另外,一杯大杯 700cc 的珍珠奶茶,就算你很客氣的點了微糖版本,總糖量也是將近 40 克,全糖的就更不用說了,已經是超過 60 克 的糖。為了健康著想,這些都是少碰為妙。更多減糖技巧,請看「七招減糖大作戰」。

想要健康飲食,就要注意自己每次做出的選擇,不要養成喜歡重口味的壞習慣,才能常保健康。