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不起眼的紅頭魩仔,多重身分堪比怪盜基德?

eeft_96
・2017/08/24 ・2263字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 481 ・五年級

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文/李政霖(本文撰寫由人禾環境倫理發展基金會及肯夢 AVEDA 支持合作)

「紅頭魩仔」來自清澈自然溪流的出海口,甚至可能源自數丈高的瀑布之上。圖/By 楊維晟、李政霖

多數人都吃過「魩仔魚」,但你吃過「紅頭魩仔」沙西米嗎?吃下這種高檔的仔稚魚料理時,除了吃掉一般魩仔魚三至四倍的價格,也吃掉了許多謎團!因為,牠們並不同於一般由漁船撈捕的「魩仔魚」,而是來自清澈自然溪流的出海口,甚至可能源自數丈高的瀑布之上……這究竟是怎麼回事?

神秘小魚一號:月亮的金孫,美味盤中飧

有一種沙西米料理,外觀就像沒煮過的魩仔魚,因為身體透明可看見鰓部內臟而被稱作「紅頭魩仔」,但是價格貴了三倍,來自東台灣。每年四月,沿海居民會用三角網,在溪流出海口附近,持網逐浪撈取「紅頭魩仔」,在勒嘎‧舒米新作《巴克力藍的夏天》中有很唯美的一幕。

臨海原住民自古就有使用魚簍撈捕牠們的傳統,原住民語名為「烏佬」,也就是「月亮的孫子」,不知道是不是滿月大潮之時,撈捕的狀況會特別之好?聽說男人吃了,不只頭好,還會壯壯……。

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沿海居民會用三角網,在溪流出海口附近撈取「紅頭魩仔」。圖/張才(1951)。[三角網網魚]。《數位典藏與數位學習聯合目錄》。照片提供者:張姈姈

神秘小魚二號:逆流而上、發憤圖強

夏天到了,去溪邊玩玩吧。咦?溪床上流水不穩定的大石頭上怎麼黏著幾尾小魚?是誰這樣惡作劇虐待野生動物,把魚抓來黏在石上?仔細一看,原來這些魚胸部長著吸盤樣的鰭,牠們是用這雙鰭,把自己吸在石頭上的。這類胸部長吸盤的魚,通稱鰕虎。

為什麼魚要黏在大石頭上呢?

黏在石頭上的鰕虎。圖/By 黃瀚嶢

神秘小魚三號:會從海裡爬上瀑布的「鯊魚」?

東台灣某個濱海的瀑布,水從數十公尺的高度奔流入海。在這樣陡峭的瀑布頂上,竟然還棲息著一種魚,成魚約莫 10~20 公分,名曰「日本禿頭鯊」。

魚類達人看著不斷墜落數丈海崖之下的溪水說:「牠們是從海裡上來的。」讓人忍不住想摸摸達人的額頭,確定一下他有沒有沒發燒。不只如此,達人還說:

「在日本,這禿頭鯊成魚是高級炸物料理,一尾可要數千日幣……。」

日本瓢鰭鰕虎。圖/By 賴擁憲

以上說的三種魚,其實都是同一種。牠是日本瓢鰭鰕虎,也俗稱日本禿頭鯊,東台灣溪流裡最常見的一種洄游性鰕虎,也是專屬於清澈溪流環境的最重要指標生物。

少年出家的和尚魚,不只茹素還修行?

話說這日本禿頭鯊的故事,還需從海裡說起……

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「紅頭魩仔」的記憶,源自在海裡漂流著的某一天,嚐到海裡浮游微生物的那一刻開始。牠們漂流了將近半年,每天被來自海底、海上的掠食者吃掉大半,身體總算一點一滴地長到了一寸長度。身體的改變,讓牠們對淡水愈來愈敏感,在那個「天時水利魚和」的日子,終於抵達溪口,往溪裡游去……。

運氣不好的,被漁民撈去做了「紅頭魩仔」沙西米;走運的,抵達了下游溪床,透明的身體開始浮現欖灰與黑褐色交錯的漂亮橫斑,鰭也亮出了鮮紅色。 牠的背鰭如鯊魚般呈現三角尖形,又擁有水平的巨大胸鰭,所以被稱作「禿頭鯊」。

原本是大口狂吞浮游生物的小魚苗,此時雖名為「鯊」,卻突然「遁入空門」茹起素來,用開口朝下的大嘴,哇啦哇啦又吸又含地啃起溪底石上的藻類,做起了「和尚魚」,你看牠圓圓的禿頭上,有時還浮現出戒疤般的斑點呢!

日本瓢鰭鰕虎。圖/By 周銘泰

除了茹素啃藻,牠們還「修行」。一邊成長,一邊逆著溪水,不斷上溯,尋找夢中的「淨土」。遇到障礙,牠們就跳上去,用合抱的吸盤狀腹鰭吸住石壁,等待多一點的水流,繼續往上衝,過了一關,再溯一關,沒有什麼能阻擋牠們!

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如果找到自己中意的伊甸園,修成以後,洗盡鉛華,年少時期艷麗的鰭與身上的斑紋都慢慢褪去,牠們會在隱密的石縫裡產下卵、排下精,下一代於是誕生,任務完成。剛剛孵化的魚苗沒有完整的運動構造,只能任憑湍急的溪水一路沖流,就這樣,入了大海,繼續漂流,啟動下一世代的循環……

多變的日本瓢鰭鰕虎,牠的一生有多精彩?

日本瓢鰭鰕虎(日本禿頭鯊)生活史。點擊可看大圖。圖/By 李政霖

海漂而來,溯溪而上,成長繁衍,順流而下——周而復始,在不同階段不同姿態之下與濱海居民、饕客、戲水遊客、生態觀察者相遇,而產生多種不同的身分,這就是紅頭魩仔、烏老、日本瓢鰭鰕虎、和尚魚、日本禿頭鯊的生命史。

觀察野生日本禿頭鯊很簡單,你只需要……

  1. 確認你身在台灣北海岸或東部、恆春半島任何一條水質清澈的小溪中或下游。
  2. 把腳踩進布滿大小石礫、石塊的冰涼溪水裡。
  3. 看到水下四散流竄,又隨即消失在就近石堆中的黑影,幾乎大半都是日本禿頭鯊。如果看到很多這樣的魚,請在心裡感恩,這條小溪還「活著」!
  4. 用防水相機或水窺箱突破水面的視覺障礙,在禿頭鯊分布密集的地方靜靜等待,牠們就會慢慢現身,繼續哇啦哇啦的啃食石頭上的藻類,甚至為了爭地盤上演全武行。
  5. 注意一下成體和幼體在外觀的比例、花色上的差異。
  6. 在河道落差大的地點,或許可以觀察到他們以吸盤輔助,黏在石壁上進行一個上溯卡關的動作。如果因此受到啟發,未來應該可以成為大人物 XD
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人禾環境倫理發展基金會成立於2007年,以「推動體制內環境教育的落實」、「推動環境學習中心的建構」和「擴大社會對永續環境議題的關注和參與」為願景,持續致力於各式環境學習中心場域之教育推廣與經營管理工作,運用各種媒介平台,向大眾推廣大自然服務及水資源等主題的重要性,並持續累積發展不同主題之環境教育教材供教育單位使用。

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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

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  • 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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上溯小溪,隨朱背樸蟌偷看枝牙鰕虎的「集團婚禮」吧!
eeft_96
・2018/04/03 ・2714字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

  • 文/李政霖(本文撰寫由人禾環境倫理發展基金會及肯夢 AVEDA 支持合作)

隨朱背樸蟌上溯小溪

溪邊的朱面樸蟌見證彩色鰕虎們的情事。圖/李政霖提供。

豔陽蒸發的水氣,被熱風吹到她小麥色的面上凝成汗珠,無情地說明今夏的乾涸,仍是進行式。
小溪兩岸的野草還喊著:「我們要乘勝追擊。」急往溪床中央擴張。

「來。」朱背樸蟌(Prodasineura croconota)肩上的那盞橙色明燈,領著她繼續上溯,前方開始出現了更密集更高大的九芎(Lagerstroemia subcostata)與水同木(Ficus fistulosa),那颱風只在溪床撒下了雜亂的斷枝殘幹,卻不願施捨足夠的水分。

一路上,水中不斷耀動著一些銀藍、銅綠色的彩光,「老朋友」的密度如此之高,她會心一笑。此刻,一尾馬口魚突然來襲,藍青色的小東西們死命逃竄,不該出現於獨立小溪的這一幕,讓她皺了眉。

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大石間沉積細砂礫的潔淨水域是彩色鰕虎們最愛的婚禮場所,圖/方韻如提供。

她的右腳突然輕扭了一下,所幸敏捷穩住身子,沒有受傷。

「對不起。」腳下晃動的大石對她說。

這溪,從海口以上,溪床底質一路都是大小顆粒遍布,從砂狀的細粒,到兩手抱不動的大石都有,可以說完整保留了典型獨立水系地貌複雜的特色。因為位置冷僻,規模小,遠離了住宅區和觀光景點,所以逃過了被整治的劫難,說起來實在是非常非常幸運。

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朱背樸蟌停了下來,隨即隱入背景。
眼前的景象讓她心跳加速。

闖入枝牙鰕虎的「集團婚禮」

宛如集團婚禮的場景,圖/周銘泰提供。

這是一處略為開闊的淺灘,溪床底質以 10 公分以內的卵石為主,但也不乏橫陳斜立的大石,更有一塊塊面積不一的細砂區域。就在這樣「萬緣俱足」的環境裡,令人毫不意外又萬分意外地,出現了極為龐大的枝牙鰕虎族群。

雄魚們忘我展現著美色;而雌魚們,一一鼓著肚子,顯然已懷著卵塊,準備好要傳承那些得來不易的幻彩。

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黑鰭枝牙鰕虎Stiphodon percnopterygionus)們顯眼的朱色尖形背鰭,在一張一縮之間相互喊話較勁,軀體上黑橘相間的斑紋將視覺向前導引,到了額部突然閃出混著銅綠與天藍的曜光,那是牠窮盡自己與萬千代先祖的一生,從大大小小石塊上的波光中,蒐集到的所有美麗的天空藍,濃縮在牠嬌小卻驕傲的吻端,重播著千百萬年來的每個美的瞬間。

枝枒鰕虎雄魚的色澤多彩,圖/周銘泰提供。

較深一些的區塊,還混有幾尾罕見的黑紫枝牙鰕虎Stiphodon atropurpureus),牠們體型略大,鱗上的色彩,不只是天光,而是更難得一見的虹、霓、陽光,透過先驅植物的濃密葉隙被更深的水折射解析於底泥、大石上的光斑……

這麼看牠們其實並不太誇張,美麗與耀眼是要付出遭受掠食的代價的,這些生物,必定是在吸引配偶的效益,與被天敵發現的危險之間權衡拉鋸,演化、淘汰了千萬年,才在溪床上的石與礫、波瀾下的光與影間,淬鍊出這樣外型繽紛又能兼顧生存的存在,可說是大自然中歲月與機緣的精華產物。

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有能躲避的溪石,保障這幻彩小魚不致太容易被掠食,圖/李政霖提供。

她環伺溪床的每個小角落,想像著接下來牠們將找到屬於自己的大石舞台,在舞台前跳起熱情美妙的舞蹈,兩情相悅下,一起進入大石下預先掘好的新房,在內壁掛上卵,不久之後,子嗣們將會孵化,漂流入海再洄溯返鄉,美麗可望延續……

隨時面臨幻滅的伊甸園

許許多多有彩色鰕虎的小溪,都面臨隨時被人為改變的黑白夢魘,圖/李政霖提供。

「這樣的幻想,只是一時興奮的產物。」朱背樸蟌說。

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「雖是一塊漂亮的棲地,但你看,這麼小的面積,哪裡能供給這麼多對新人足夠的愛巢呢?現實是,高密度的群集,可能肇因於缺水,原本分散於各個合適棲所的鰕虎,因為棲地面臨乾涸而離開,慢慢匯聚至相對穩定的此處。在這枯竭的旱季,溪床一側還陳設了一束束塑膠引水管,毛蟹、沼蝦躲在固定水管的石堆下,天真地以為找到避難所,殊不知這些設施將加劇小溪枯水的困境。另外,一路至此,都未見體型更小的年輕新血,很可能與掠食性的人為放流馬口魚有關,足見前景也不樂觀……」

再往上溯,一顆巨石擋住她與枝牙鰕虎們的去路,落差造就了小規模的瀑流,以及其鑿出的小小深潭。深潭周邊的一個小岩槽底泥上,竟然聚集了數十尾黑紫枝牙鰕虎!雌魚無一不是肥美壯碩,雄魚則閃耀著寶藍至銅綠、甚至金色的神祕光澤。面對此景,她同樣止不住心窩奔騰而出的欣喜,隨即又沉落現實的推想中。

原來又是個伊甸園的幻象。

如果哪天這個深潭的邊壁崩塌,潭水流逝?如果哪天水族業者發現了這個絕佳的撈捕點,一網打盡?如果哪天一條產業道路開進了溪邊,渡假村開始入住?

突然想起幼時父親帶她看到生命中第一群禿頭鯊的那條溪。年幼時,那條溪也有少量枝牙鰕虎的分布,十幾年前,小溪暴漲釀災的頻率增加,地方政府隨即發包了整治工程,當時宣稱是「現地取材」的生態工法,讓怪手開入溪床,鏟起一塊塊溪石,作為堆砌護岸的材料。

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工程只進行了短短幾個月,只是搬走了一些溪石,他們一廂情願地以為干擾甚小,然而,提供躲藏的複雜的地貌不再,拓寬墊高的溪床留不住水,每年枯水期必有斷流,歷經百千萬年演化而來的溪中寶藍閃光,也就此滅絕。

相形之下,這條溪,還算有著無限希望。

「你們那顆大大的腦袋,只被簡簡單單的格式化成一些數字與公式,大概永遠無法理解小小的朱背樸蟌為什麼要緩緩溯溪懸飛、無法體會為什麼枝牙鰕虎要在小小的額上精煉千萬年的石上光斑,這些關於『時間』、關於『機緣』的事吧。」

──掛著一串銀流的巨石,如是說。

色彩斑斕的枝枒鰕虎們。圖/作者繪,EPSON scanner image


同場加映:枝枒蝦虎小檔案

 

黑鰭枝枒鰕虎,圖/周銘泰提供。

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黑鰭枝枒鰕虎 Stiphodon percnopterygionus
兩側洄游魚類,成幼魚棲息於獨立溪流,中下游砂礫質底兼具中小石塊淺水緩流處,於石下掘巢窟產卵,仔稚魚在海中漂流約 100 日後入溪,回溯生長。

黑紫枝枒鰕虎,圖/李政霖提供。

黑紫枝枒鰕虎 Stiphodon atropurpureus
兩側洄游魚類,台灣較少見,成幼魚棲息於獨立溪流,中下游砂質底,石塊較大水略深處,棲地常有蔽蔭植被和底泥,生活史類似黑鰭枝牙鰕虎。

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溪畔石頭上的神秘刮痕是怎麼回事?苦花魚在石頭上的數學考卷
eeft_96
・2017/10/17 ・2840字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 388 ・三年級

 文/李政霖(本文撰寫由人禾環境倫理發展基金會及肯夢 AVEDA 支持合作)

石頭上的數學考卷,蔬食的魚請作答。圖/作者提供

溪畔少年的煩惱

戲院播著《回到未來》的那個夏至,東北角的一條小溪旁,微弱的南風中,漫著溫溫的泥土味。

「八婷還沒來喔,女人就愛遲到。」綽號「運將」的黝黑少年說,順手拾起一顆石頭用力擲進溪中,霎時水花飛濺、水下幾十個黑影放射竄開。

「嗯啊。」相貌斯文,綽號「智怪」的少年,因為畢業考數學科一個計算題多寫了一個零,耿耿於懷,蹲在水邊鎖著眉望著潺潺流逝的溪水應答道。

「說你跟八婷啊,你們這些好學生太奇怪了,數學是可以當飯吃嗎?每天為了一個紅筆寫的分數在那邊拼拼拼…,其實考再爛天也不會塌下來吧。」運將拾起一塊很大的石頭端詳著。

「ㄟ你該不會要丟那塊石頭吧?整條溪的魚都被你嚇死光光。」

「嘿嘿,我是要讓你看看,我的數學考卷就是長這樣。」

運將手上的石頭,上面覆滿乾土般的物質,還有一道一道斜的、交叉的刮痕,就像老師用紅筆劃著代表「答錯」的痕跡,還愈劃愈激動的樣子。

「(嗶),一看就懂。」智怪接過那塊石頭,放鬆笑了。

「華生,其實這塊石頭是有秘密的。」運將神秘兮兮地說。

石頭上面覆滿乾土般的物質,還有一道一道斜的、交叉的刮痕。圖/作者提供

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不只是弱肉強食

「這是石斑『ㄎㄠ』出來的痕跡?」智怪睜圓了眼。

「嗯。就是牠們。」運將指著大石邊水略深的區域,幾尾身上長著些許橫斑的魚。

身上長著橫斑的魚。圖/作者提供
在學校,智怪或許是所謂的贏家,不過在溪邊,運將簡直什麼都能叫出名字、說出個道理,這位「溪流博士」的所知,幾乎都來自於他那位釣魚成痴的老爸。

「還真的,這邊也有。」

兩人光著腳在溪床上東尋西找,發現不少有著神祕刮痕的石頭。

圓石上面有著彎彎曲曲、如數學方程式上的代數「符號」。圖/作者提供

「ㄟ你看,這邊有數學考卷上的題目。」運將指著近岸邊一塊不大的圓石,圓石上面有著彎彎曲曲、如數學方程式上的代數「符號」。

「那壺不開提那壺,這又是什麼痕?」

「應該是螺爬過的痕跡吧。」

「運將,這是日本禿頭鯊吧?」

一個水流紊亂的湍瀨處,十來隻 20 公分大的魚,在溪底用嘴喙快速地一張一縮「吸」著石頭,像在吸吮大地分泌的乳汁一般。

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「沒錯,禿頭鯊。」

「原來他們吃藻。那他們的痕跡長什麼樣?」智怪的好奇心已不可收拾。

「考倒我了,我爸沒教過我耶。不過我猜應該也是像某人的數學考卷一角。」

「可以不要再扯數學考卷了嗎?」智怪看著一塊滿布點痕的石頭,「這些小小密密麻麻的是什麼?」

圖/作者提供

「可能是石貼仔吃的痕跡。」運將歪著頭答道。

「什麼石貼仔?」

「一種躲在石頭下面的魚,長得有點像水族館賣的垃圾魚。我找一條給你看好了。」

說罷便放輕了腳步,如魚狗的銳利眼神開始搜尋著急流處的石塊。不一會,粗壯的手指便指向一隻相貌扁平、身披花斑的魚,而牠正好以獨特的動作啃著石頭上紫紅的藻,像打字機打著新詩,啃了一小段便要「換行」繼續啃。

  • 纓口台鰍(石貼仔)用嘴喙快速地一張一縮「吸」著石頭,像在吸吮大地分泌的乳汁一般。

魚吃石頭上的藻類,所留下的痕跡。圖/作者提供

「原來很多魚都吃石頭上的藻啊,我還以為魚的世界就是大魚吃小魚。」智怪嘆道。

「吃藻、吃蟲、吃屍體的都有啊,不會全部都搶一樣的食物。就像人的世界一樣,不一定每個人只能一直讀書考試搶第一名,還有很多事可以做。簡單道理,就你們好學生不懂。」

「扯屁。」

持續往溪的上游緩步,兩岸的草木逐漸變得高大,遮蔽了午后熾熱的陽光,啃蝕著藻類的生物一一現身,同時,兩位少年正如小說裡福爾摩斯與華生在某案發現場,細細觀察著各種跡證…,被發現的痕跡五花八門,有些是不同種類的魚類啃食留下、有些疑似是沼蝦、毛蟹刮的,即使運將也無法一一道出肯定的解答。

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「這裡好多不一樣的,圓型的。」智怪停在一塊大石頭旁,「像豹的斑。」
「苦花。」運將想都沒想即答道。
「喔喔!! 你爸常釣的那個苦花嗎?」智怪興奮道。
「不信喔?來看。」

被刮過的石頭上,留下了小小的圓痕。圖/作者提供

苦花魚的石頭餐廳

兩人循著水下往來游動的魚影,來到一個魚群聚集的角落。

一小群肥碩的苦花自不遠處靠近過來,一隻接著一隻像排隊般,用一模一樣的動作掠過大石頭,嘴巴接觸石頭的瞬間,身體猛然翻扭一下,露出銀亮的側腹,被刮過的石頭上,果然留下了小小的圓痕。

兩人循著水下往來游動的魚影,來到一個魚群聚集的角落。圖/作者提供

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「奇怪了,為什麼石斑的食痕是條狀,苦花卻是圓形?」 智怪不解地說。
「苦花是吸收到某人畢業考數學考卷多寫了一個零的怨氣,所以不斷在石頭上刮出「0」的圈圈啊。」
「說正經的。」
「我爸說,石斑的嘴向下,並不是只吃藻,啃藻的時候,是直直掠過去;苦花的下嘴完全為了啃藻而生,像鏟子一樣,掠過的瞬間在石頭上用力剷出一個大圓洞。像這些食痕,只有在非常非常乾淨的溪段才會有,如果溪邊有田、住戶排水的,石頭上長的就都是綠色毛毛的那種藻,只有石斑偶而會用拔的方式去吃,苦花就不來了。」運將滔滔不絕地說了一大段。

苦花的下嘴完全為了啃藻而生,像鏟子一樣,掠過的瞬間在石頭上用力剷出一個大圓洞。圖/作者提供

「好像有很深的學問。」智怪說。

兩人仔細端詳著苦花群剷石頭的樣子,就像某種武術動作,精準又充滿力道。

突然間,苦花群一窩蜂地往下游衝去,刮藻的石頭附近只剩寥寥幾尾在晃蕩。

兩人往苦花移動的方向望去,看到一個小灣凸岸處,一個短髮少女朝著溪裡投擲麵包屑,麵包屑一接觸到水面,苦花群就像餓鬼般搶食著…。

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「八婷,你在衝啥啦。」兩人氣極敗壞地齊聲喊道。
「這樣魚才會靠近啊。」少女笑著答。「你們要玩嗎?這片給你們。」順手捏了半片吐司,遞給運將。

運將接過吐司,撕成兩半,把其中一半交給智怪,同時向智怪使了個眼色。

智怪也點了點頭…。

兩人同一時間,把吐司塞進了自己嘴裡。

「白癡喔你們!」八婷大喊。
「這樣魚才會靠近啊~」運將嗲聲模仿著。「因為我以為自己是白雪公主……」

智怪笑得直不起腰,八婷脹紫了臉。

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溪水裡麵包屑的味道流盡,苦花群繼續回到長滿矽藻的大石邊,用那完美的扭轉翻身,剷下一個又一個的「0」,清澈的溪水,持續持續地流逝……。

清澈的溪水,持續持續地流逝。圖/作者提供

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人禾環境倫理發展基金會成立於2007年,以「推動體制內環境教育的落實」、「推動環境學習中心的建構」和「擴大社會對永續環境議題的關注和參與」為願景,持續致力於各式環境學習中心場域之教育推廣與經營管理工作,運用各種媒介平台,向大眾推廣大自然服務及水資源等主題的重要性,並持續累積發展不同主題之環境教育教材供教育單位使用。