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跨越運動場上無形的障礙:性別

Dino
・2017/08/23 ・3957字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 575 ・九年級

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2017台北世大運官方宣傳圖。source:Taipei 2017 Universiade – 世大運

2017 年 8 月 19 日,世大運在臺北順利登場(雖然場外多了一些特別為國內外選手製造驚喜的即興演出),各領域的運動高手也準備好踏上屬於他/她們的舞台。我個人絕對不會錯過的比賽項目是網球、游泳與舉重。在查詢比賽時程時,和過往的經驗相仿,打開重大賽事的網頁介紹,第一個映入眼簾的分類選項是「男子組」及「女子組」,某些比賽項目會進一步按照參賽選手的體重分為蠅量級、羽量級、輕量級、中量級、重量級等;或是依據選手的年齡、身心健全與否(以奧運為例,為身心障礙者舉辦的比賽稱為特殊奧運〔Special Olympics〕)分組。

但等等,這套習以為常的分類系統似乎讓一群人被遺忘了。

世界大學運動會官網跆拳道賽程截圖。 source:世大運官網

長年以來被遺忘的運動選手

全球大多數運動賽事,向來以國際奧委會(IOC,International Olympic Committee)的規定為準。正當這個歷史悠久的組織,因女性運動員的參賽比例迅速成長(註 1)而獲得肯定時,卻同時面臨了一個更為棘手的問題:無法歸屬男性女性兩種族群的選手:跨性別者(transgender,自我認同或表現出來的性別與生理性別相關之社會準則有別,其中部分個體期待透過醫療手段改變生理性別的人),以及雙性人(intersex,又稱間性人或第三性,即染色體、性腺及/或生殖器等性徵變異,以致無法明確鑑定為男性、女性的人)。

自 1992 年冬季奧運會起,國際奧委會為了解決此問題,統一採用聚合酶鏈鎖反應(PCR, Polymerase Chain Reaction),測試位於 Y 染色體上的「性別決定基因區」(SRY, Sex-determining Region on the Y Chromosome),但此測試方法卻引發強烈的爭議。爭議的原因來自以下三點:

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  1. 檢測出SRY不等於生物性別;而有男性性別決定基因者,也未必代表擁有男性的性徵或體能
  2. 準確度的疑慮:有些人體內可能原本就擁有多種染色體,例如部分細胞為XY、部分細胞為XX。
  3. 歧視:當初基於「競爭公平原則」,只有女性運動員必須接受測試。而假設某運動員沒有通過測試,其結果還會公諸於世。

因此到了1999年,國際奧委會決定不再進行性別鑑定。

歷史回顧:運動場下為難的性別裁判

然而,不再進行性別鑑定,問題並不會憑空消失;反而導致更多參與女子組競賽,但外表「陽剛」的選手遭到媒體嚴峻的檢視,甚至得承受服用禁藥等無中生有的不合理指控。接下來先大致回顧 1992 年實施的 SRY 檢測法外,奧委會還曾經嘗試過哪些性別鑑定手段。

1968 年以前,最早期的檢測方式十分簡陋粗糙——就是讓選手們列隊,一個個在醫師面前赤身裸體,醫師逐一用肉眼觀看到的外生殖器官判定性別;頂多輔以抽血檢驗,確認選手的性染色體。

到了 1968 年,隨著穆雷‧巴爾(Murray Barr)醫師的科學發現公諸於世,奧委會改為採取新的性別鑑定方式:刮取選手的口腔黏膜細胞,經染色後檢驗「性染色體」上的「巴爾氏體」(Barr body,又稱性染色質)是否存在。巴爾氏體檢測法的原理如下:男性的性染色體為 XY、女性的性染色體為 XX;一般女性細胞的其中一條X染色體不活化後,會形成結構緊密的巴爾氏體,使細胞只能表現出一條X染色體。如此一來,只要細胞中發現有巴爾氏體存在,就代表受試者為女性;而沒有發現任何巴爾氏體的人即為男性。當時的奧委會成員一致認同巴爾氏體性別鑑定法「簡單、客觀又精準」。[1]

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圖/醫谷(yigoonet)

可惜不久之後,「性別裁判」又遭到科學家的挑戰。其中最著名的例子莫過於波蘭選手埃瓦‧克洛布克瓦斯嘉(Ewa Klobukowska)了。

她雖然在奧委會實施巴爾氏體檢驗法的前一年,已經通過裸體檢驗,卻在抽血檢查中驗出體內同時具有XX和XXY兩種混合的性染色體,國際田徑總會(IAAF, International Association of Athletics Federations)因而取消她的參賽資格和之前贏得的獎牌,這位選手從此黯然退出國際賽事。而諷刺的是, 假如她那時能夠堅持到 1968 年,接受巴爾氏體檢驗,便可輕鬆通過性別鑑定。

另外,巴爾氏體檢驗還存在其他盲點,例如患有雄性激素不敏感症候群(AIS, Androgen insensitivity syndrome)的女性選手,會因為體內含有 XY 性染色體而無法通過性別鑑定;而對於罹患克林菲特氏症(Klinefelter’s syndrome)的男性選手,體內的 XXY 性染色體則會使他被判定為女性。[2]

2003 年,為了解決這項重大爭議,國際奧委會在瑞典斯德哥爾摩舉行討論會。這場討論會訂定了體壇所謂的 「斯德哥爾摩性別重整分類共識」(Stockholm Consensus on Sex Reassignment in Sports,以下簡稱斯德哥爾摩共識):允許雙性/跨性別者參加奧運賽事。

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這個結論乍看之下似乎是立意良善的改革方向,但從現在的性/別常識來看,斯德哥爾摩共識不但限制重重,還明顯帶有歧視色彩。斯德哥爾摩共識中的主要規範為:雙性/跨性別參賽者「應當」在參賽的兩年之內接受性激素替代治療,獲取新性別的法律認可,並且需要接受「強制性」生殖器整外手術。 [3]「應當」和「強制性」這兩個用語,讓運動選手不得不為了「參賽」被迫選邊站;在成為一位運動員之前,必須先成為一位符合斯德哥爾摩共識所定義的「女性」或「男性」。

卡絲特‧塞門亞於倫敦奧運為南非取得800公尺女子田徑賽銀牌。圖/奧運官網

2008 年,田徑場上竄起一位南非女子新秀卡絲特‧塞門亞(Caster Semenya),再度將體壇的性別爭議帶到高峰。她初次參加世界青少年田徑賽便以 2 分 4.23 秒的成績取得冠軍,隔年,又在世界田徑錦標賽打破自己的紀錄,以 1 分 55.45 秒的成績贏得了「全世界跑得最快的女子選手」這個名符其實的頭銜。

但出乎塞門亞意料的是,接踵而來的質疑聲浪,遠遠蓋過了喝采及掌聲。

起初,由於她天生低沈的嗓音、粗壯的肌肉,討論她是否服用禁藥的輿論四處流竄。緊接著,國際田徑總會和奧委會旋即要求她接受性別檢測 [4],發現塞門亞體內的睪固酮含量偏高。而最終的檢測結果認定,塞門亞體內沒有子宮與卵巢,而是有睪丸的雙性人。[5]

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塞門亞的抉擇

依據 2003 年的「斯德哥爾摩共識」,她必須接受外科手術治療以及兩年以上的荷爾蒙治療,才能重返田徑場。但包含田徑比賽在內的許多運動項目,選手的黃金巔峰期有限,錯過了幾乎就等於選擇放棄自己的運動生涯。因此,在收到奧委會禁賽通知後,塞門亞一邊思索著自己要成為女性或是男性、一邊與教練枯等奧委會下一步的決定。

幸好,三年多以前開始逐漸成形的規範,化為塞門亞的及時雨。2005 年,國際奧委會通過更新版本的雙性人/跨性別人士參賽相關指引。 [6] 原本,雙性人/跨性別人士必須要接受生殖器整形外科手術,加上接受兩年以上的荷爾蒙療程,再通過性別檢測才能參賽。根據 2005 年的修正版本,生殖器整外手術已明文改為「非強制性」,且雙性人/跨性別人士能夠無條件參加男子組賽事。假設雙性人/跨性別人士希望報名女子組賽事,必須借助荷爾蒙療程,將血清中的睪固酮含量於比賽一年前測試時控制在 10 nmol/L 以下,並持續接受追蹤,以符合參賽資格。

幾經考量過後,賽門亞同意接受荷爾蒙治療,定期服用睪固酮阻斷劑。儘管許多媒體在日後每一場比賽中,依舊反覆提起她的「非傳統性別」競爭優勢,並拿來大做文章,但賽門亞畢竟順利回到她所熱愛的田徑場上。

奧運選手性別鑒定方法年表示意圖。

我知道自己是誰

賽門亞於一連串的折磨後接受訪問,她向記者坦承自己的心路歷程:「我最私人和最隱秘的部分受到毫無根據的、侵略性的審查。這不僅侵犯了我作為一個運動員的權利,更侵犯了我最基本的人權,包括我的隱私和尊嚴。」但至少,如她所言,這些性別鑑定的插曲已屬於過去式了,身為一名專業運動選手,她未來將持續專注於自己的速度和體能訓練。

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至於相形之下不那麼幸運的田徑選手,就是前文提到因染色體異常而遭禁賽,甚至被取消1964年東京奧運會贏得的女子100公尺短跑接力金牌、兩項銅牌的波蘭選手克洛布克瓦斯嘉,在引退前曾說:「我知道自己是誰,也知道自己的感受。對我來說這是既卑劣又愚蠢的指控。」

I know what I am and how I feel. It’s a dirty and stupid thing to do to me.

直到今年為止,科學家始終無法找到任何直接有力的證據,能證明處於不同階段、睪固酮穩定控制(註 2)的雙性/跨性別者,在運動場上擁有高於一般選手的競爭優勢。[7]

然而,類似賽門亞這樣的選手,每一次出賽勢必都得面對先天生理優勢的質疑;只要她還在田徑場上,便難以擺脫背後努力受到外界低估的宿命。

「我知道自己是誰。」

凸顯出原本不該由克洛布克瓦斯嘉來承受的種種指控——因為真正的荒謬,來自對運動選手的付出視而不見,卻永遠只看得到性別的每一道目光。

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取消埃瓦‧克洛布克瓦斯嘉奧運獎牌的新聞報導。圖/smithsonian

參考文獻

  1. Barr ML, Bertram EG. A morphological distinction between neurones of the male and female, and the behaviour of the nucleolar satellite during accelerated nucleoprotein synthesis. Nature. 1949 Apr 30;163(4148):676.
  2. Ruth I. Wood and Steven J. Stanton.Testosterone and Sport: Current Perspectives. Hormones and Behavior. 2012 Jan;61(1): 147–155.
  3. Genel, Myron MD. Transgender Athletes: How Can They Be Accommodated? Current Sports Medicine Reports: 2017 Jan/Feb;16(1): 12–13.
  4. Vanessa Heggie. Testing sex and gender in sports; reinventing, reimagining and reconstructing histories. Endeavour. 2010 Dec;34(4): 157–163.
  5. Schultz J. Caster Semenya and the “question of too”: sex testing in elite women’s sport and the issue of advantage. Quest. 2011;63(2):228–243.
  6. IOC Consensus Meeting on Sex Reassignment and Hyperandrogenism November 2015
  7. Bethany Alice Jones, Jon Arcelus, Walter Pierre Bouman, and Emma Haycraft. Sport and Transgender People: A Systematic Review of the Literature Relating to Sport Participation and Competitive Sport Policies. Sports Med. 2017;47(4): 701–716.

註解

  • 註1:1928年夏季奧運的女性運動員僅佔了 9.6%,到了 2010 年倫敦奧運女性運動員提升至 44.2%。
  • 註2:參考文獻 [7]「有效度」(eligibility)科學論文的條件篩選準則如下圖。研究樣本涵蓋選手接受荷爾蒙療程的初始期以及往後的各個階段、變性手術前後,或是同時接受荷爾蒙程及變性手術者等案例,並與對照組交叉比對:

 

 

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Dino
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週間為科普人兼專利人,週末悄悄變身為素人畫家。 臺大動物學系學士、動物學研究所碩士畢,主修病毒遺傳。美國常春藤Dartmouth College工商管理學碩士畢。 譯有多本科普人文書籍與影片字幕,熱愛科普閱讀、寫作和從科學發想的藝術創作。獲頒吳大猷科學普及著作翻譯類獎。

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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
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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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「藍色食物」是什麼概念?——水產食品為何是更營養且環保的選擇?
Evelyn 食品技師_96
・2021/11/07 ・3541字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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藍色食物在世界上愈來愈重要

2020 年新冠肺炎疫情蔓延全球,聯合國世界糧食計劃署 (World Food Program; WFP) 指出,疫情造成糧食缺乏的人口倍增,由 2019 年的 1.35 億人暴增至 2.7 億人。封城防疫措施打亂全球供應鏈,貿易保護主義抬頭與食物運輸、加工中斷,使得全球糧食危機惡化。

除了各國衝突及經濟衰退之外,糧食系統佔了所有溫室氣體排放量的四分之一,氣候變異使全球生物多樣性逐漸喪失。故世界各國普遍認識到現今糧食系統需要轉型,如何建立健康、公平且具永續性的糧食系統逐漸受到重視。

今年年中,藍色食物評估 (Blue Food Assessment;BFA) 正式成立,由全球超過 25 個科學機構中 100 多名科學家聯合倡議,旨在研究「藍色食物」在未來糧食系統中所扮演之重要角色,提供相關政策資訊並推動變革,以促進健康、公平及具永續性的糧食系統。

疫情造成糧食缺乏的人口倍增兩倍。圖/Pixabay

什麼是藍色食物?

藍色食物,即水產 (海鮮) 食品,包括在淡水和海洋環境中培育或捕獲的水生動物、植物和藻類。其具多樣化、高營養價值、環境永續性,以及符合公平交易原則等特性,在糧食系統中相較於陸生食物更具極大的潛力。

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各式各樣的水產食品。 圖/Pixabay

水產食品成分資料庫 (Aquatic Foods Composition Database; AFCD) 分析將近 4,000 種水生動物食品所含之數百種營養素,結果如下圖「水生動物食品與陸生動物食品的營養多樣性」比較所示,藍色 (水生動物) 或綠色 (陸生動物) 方塊的顏色愈深,代表每 100 克食物所含之營養素愈高,包括礦物質 (鈣、鐵、銅、鋅)、維生素 (A、B12) 與脂肪酸 (DHA 和 EPA)。

圖由上至下為按食物營養豐富度 (food nutrient richness) 排序,評估標準為每 100 克食物所含之各種營養素濃度與該營養素每日建議攝取量[註1]之比值,可見營養豐富的動物源性食品的前 7 類都是藍色食物,包括遠洋魚類、二枚貝類和鮭魚等。

圖一:水生動物食品與陸生動物食品的營養多樣性比較。圖/Nature

藍色食物,營養價值超群

相較於陸生動物食品,藍色食物更具備許多優勢與潛力,分析如下。

ㄧ、藍色食物是補充不飽和脂肪酸的優質來源

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在魚脂肪中,特別是脂肪含量較高的鰻魚、秋刀魚、鯖魚、鮭魚或鮪魚等,含有大量不飽和脂肪酸,以二十碳五烯酸 (eicosapentaenoic acid; EPA) 和二十二碳六烯酸 (docosahexaenoic acid; DHA) 最受大眾注目,EPA 是前列腺素 (prostaglandin) 的前驅物之一,有抑制血漿凝固的作用;DHA 是大腦、視網膜及神經中含量最高的脂肪酸。

同時這些不飽和脂肪酸可降低血液中中性脂肪的含量及膽固醇濃度,對降低罹患心血管疾病的風險可能有助益。然而他們身為必需脂肪酸,人體無法自行合成,須額外靠飲食攝取。雖然陸生動物的脂肪含量高,卻以飽和脂肪酸居多,而藍色食物的脂肪含量較低卻含豐富的不飽和脂肪酸,是他們得天獨厚的優勢。

鮭魚、鰻魚、秋刀魚、鯖魚或鮪魚等,含有大量對健康有益的不飽和脂肪酸。圖/Pixabay

二、藍色食物具填補營養不良缺口的潛力

全球大約有 30% 的人口 (約 23 億人) 的飲食中至少缺乏一種微量營養素 (如鐵、鋅、鈣、碘、維生素 A、B12 或 D 等),大多集中在收入不高的開發中國家,如位於非洲的查德、尚比亞和史瓦濟蘭;位於亞洲的印度、印尼和越南;位於美洲的巴西和墨西哥等。尤其兒童、婦女及老人影響更為顯著,每年約有 100 萬人因此而死亡。

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藍色食物除了富含上述的不飽和脂肪酸之外,蛋白質與微量營養素也十分可觀。魚類蛋白質約 18~20%,其組成與家畜類相似,為完全蛋白質[註2];所有藍色食物含豐富的維生素 B1、B2 及菸鹼酸,高脂含量的魚為維生素 A、D 的良好來源,另外魚類所含的鈣、磷、鐵也很豐富,海水魚更含有碘,牡蠣則為碘、銅及鋅的良好來源。故同樣吃 100 克的陸生動物食品,吃 100 克的水生動物食品可獲取更多的營養素,相較之下藍色食物更具有效填補營養缺口之潛力。

三、藍色食物可減少肉類及其加工食品的攝入量

根據 BFA 圖二的研究,模擬 2030 年紅肉、家禽、雞蛋和乳製品等各蛋白質來源食物的消費狀況,圖內量化的值為「各類食物消費量於生產量高時之百分比」與「各類食物消費量於基本生產量時之百分比」的差,差若大於零,表示在高產量情景下消費量更高,差若小於零則反之。

可觀察到中國、印度、菲律賓、美國和加拿大等北半球地區,藍色食物消費量會隨產量增加而增加;而紅肉、家禽、雞蛋和乳製品等產量雖然增加但消費量卻無隨之增加,南半球地區藍色食物消費量的影響則不顯著。故藍色食物可減少紅肉或不太健康的加工肉類之消費,間接降低罹患高血壓、中風、心臟病、糖尿病、直腸癌或乳腺癌的風險。

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圖二:(a) 水生食物消費、(b) 紅肉消費(牛羊豬)、(c) 家禽類消費、(d)蛋類消費、(e)乳製品消費(牛奶、奶油等製品)、(f)非水生動物食品消費;大於 0 代表產量越高、消費量越大;小於 2 萬 5 千平方公里的國家用「點」來表示;歐盟國家在圖內共享同樣的值。圖/Nature

藍色食物,能解決「營養不公平」的問題?

過去大部分的學者對藍色食物的營養價值常採取較狹隘的方法分析,會侷限於單一物種的熱量及蛋白質含量,沒有考慮到其必需的微量營養素與脂肪酸具有高生體可用率 (bioavailability)[註3]

雖然 BFA 已分析了藍色食物在微量營養素和脂肪酸對人類的許多益處,但研究仍有限,因只探討到魚肉的營養價值,其他像是魚油或魚皮等其他部位的營養價值仍待補充,所以實際上藍色食物所擁有的高營養價值潛力可能是被低估的。

研究也指出,藍色食物的產量增加可使價格約降低 26%,連帶使消費量增加,藍色食物消費量增加能大幅提高弱勢地區的婦女及女孩的營養素攝入量,不但為「營養公平」提供了一項可行的解決方法之外,還能減少弱勢地區微量營養素攝入不足的情況。

藍色食物的生產方式,對環境更加友善

在永續性最重要的環境議題方面,小型遠洋捕撈漁業、二枚貝類或海藻生產的溫室氣體排放量低於家禽和其他陸生動物食品。在水產養殖業中,傳統飼料是使用大豆生產,種植大豆需要砍伐森林,若改採高科技循環系統,由藻類或微生物製成的新型飼料,生產一磅魚所需的飼料量,可以減少原本高達 54% 的溫室氣體排放量。

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故可將市場轉移到碳足跡較低的系統和物種去運作,使藍色食物對環境永續性發揮更大的收益。若遇到氣候變遷、流行病盛行或其他問題的時候,藍色食物更具有提供糧食安全和糧食系統恢復能力的重要可能性。

小型遠洋捕撈漁業、二枚貝類的溫室氣體排放量低於陸生動物食品。 圖/Pixabay

在全球的未來,藍色食物勢在必行

藍色食物,不管是物種或營養素皆具有高度多樣化、營養價值高、公平且經濟,更重要的是對環境友善具永續性。

一直以來,人們只針對肉類與植物飲食進行爭辯,而藍色食物這個巨大潛力股,在葷素之爭中徹底被忽視。

當然藍色食物不是靈丹妙藥,每個糧食系統都會面臨挑戰。但若全球要建立促進健康、公平及具永續性的糧食系統,勢必需要藍色食物的一大助力。

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註解

  • 註 1:每日建議攝取量 (recommended dietary allowance; RDA) 表示可滿足 97-98% 的健康人群每天所需要的營養素量。
  • 註 2:蛋白質是由 20 種胺基酸組成,其中 11 種是非必需胺基酸,9 種是必需胺基酸,完全蛋白質指的就是含有「完整」9 種必需胺基酸的蛋白質,大部分都是來自動物。
  • 註 3:生體可用率 (bioavailability):在營養學上,表示食物與營養補充品中所含營養素的吸收程度;在藥物動力學上,指藥品有效成分由製劑中吸收進入全身血液循環或作用部位之速率 (rate) 與程度 (extent) 之指標。

參考資料

  • 1. 顏嘉南,2020。新冠疫情導致全球糧食危機惡化。中時新聞網,檢自https://www.chinatimes.com/realtimenews/20201007006321-260410?chdtv (Oct 26, 2021)
  • 2. 黃佳慧,2017。全球糧食安全的進展與挑戰。行政院農業委員會。臺北。
  • 3. Golden, C. D., Koehn, J. Z., Shepon, A., Passarelli, S., Free, C. M., Viana, D. F., Matthey, H., Eurich, J. G., Gephart, J. A. Fluet-Chouinard, E., Nyboer, E. A., Lynch, A. J., Kjellevold, M., Bromage, S., Charlebois, P., Barange, M., Vannuccini, S., Cao, L., Kleisner, K. M., Rimm, E. B., Danaei, G., DeSisto, C., Kelahan, H., Fiorella, K. J., Little, D. C., Allison, E. H., Fanzo, J. and Thilsted, S. H. Aquatic foods to nourish nations. Nature. 2021. 1-6.
  • 4. 施明智,2013。食物學原理 (第三版)。新北市:藝軒圖書出版社。
  • 5. 藍色食物評估 (The Blue Food Assessment) 官方網站:https://bluefood.earth
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Evelyn 食品技師_96
23 篇文章 ・ 28 位粉絲
一名食品技師兼食品生技研發工程師,個性鬼靈精怪,對嗅覺與味覺特別敏銳,經訓練後居然成為專業品評員(專業吃貨)?!因為對食品科學充滿熱忱,希望能貢獻微薄之力寫些文章,傳達食品科學的正確知識給大家!商業合作請洽:10632015@email.ntou.edu.tw

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同婚後,性別真的平等了嗎?——變更身分證性別的不合理要求
法律白話文運動_96
・2021/09/14 ・3324字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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  • 作者 / 林伯謙。
    作者介紹:畢業於世新大學法律學系,目前就讀世新大學法律研究所,從小患有脊髓性肌肉萎縮症,雖然身體的障礙,但從來不影響我看世界的角度,熱愛關係社會時事,並且以人權之角度來看待分析社會議題,曾經擔任世新大學特教推行委員的委員,目前也從事主持並製作以障礙者為主的廣播節目,未來更去挑戰更多的不可能。

2017 年 5 月 24 日,在我國不論是憲法史或是社會發展上,都是十分重要的一天,因為我國司法院大法官做出了釋字第 748 號解釋,正式宣告台灣的同性婚姻,取得跟異性婚姻一樣的保障。但就算大法官已在釋字第 748 號解釋,為性別平等(如性傾向)做出了一番努力,但無論我國機關或是法院對於性別議題還是趨於保守,比方說變更性別這件事。

想表達性別認同,卻被要求切器官的證明書?

筆者前陣子注意到一則新聞,主要內容是說有一位生理性別為男性的民眾,因自我認同是女性,想去戶政事務所將身分證上的男性變更為女性,但戶政事務所卻依照函釋認為:該位民眾必須提供二位精神科專科醫師的鑑定書,還有與摘除生理性器官完成的診斷書。

由於為了避免不肖人士利用變更來達到不法意圖,所以針對醫師確認,並要求提供鑑定,對於此部分筆者認為是合理的。但有疑慮的地方在於,該函釋要求變更性別的當事人,除了附上兩位精神科醫師的證明文書外,也必須附上性器官摘除手術完成的診斷書。對於摘除的要求,筆者認為並不合理,因為這違反了憲法上的平等原則。

表達性別認同所需提供的書面資料,似乎違反了憲法上的平等原則 。圖/Pexels

變更性別為何要忍受差別待遇?

身分證上的註記只是為了區別身分,而「性別欄位」的變更,與「變更姓名」的變更,並沒有什麼大不同。

姓名比起性別,甚至更是代表社會活動的象徵,像是借款。而性別的區別在現今性別平等的社會中,也沒有那麼明顯影響公益的急迫性。

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那麼當變更姓名只需要當事人去戶政事務所辦理即可,那麼為何變更性別還要如此繁雜手續:除了醫師證明還不夠,還必須切除器官證明,如此的差別待遇是否合理,即須進一步檢視。

這次的差別待遇,發生在孤立隔絕的少數身上

變更性別者之所以要申請調整,是因為他們心理與生理性別不一致的狀況,並無法用後天手段加以調整;他們縱然有生理性別特徵,但他們還是會將自己裝扮成心理所認同的性別。

而社會上的多數人卻經常以「人妖」等有歧視意味的詞來稱呼這個族群,且變更性別的族群仍舊為社會上的少數,所以在討論性別平等的時候,就會稱呼這樣的狀況為「孤立而隔絕之少數[註1]」。

而點出「孤立而隔絕之少數」這件事,用意如大法官在司法院釋字第 748 號中所說:將來政府對於這番情況所做的差別待遇,應該要採取較為嚴格的審查標準,也就是要更仔細去審查,這樣的分類是否正當[註2]

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也就是說,政府在做這項決定時,必須追求的是重要公共利益,而且所使用的手段與達成目的之間必須要有實質關聯。

孤立而隔絕之少數。圖/Pexels

摘除器官才能變更性別,這要求是否正當?

變更性別的流程,要求當事人於摘除器官之後,才可以進行變更。如此作法,雖然可能是要避免社會對於某人性別認知錯亂的問題,但跨性別者,通常會將自己裝扮成心理所認知的性別,只有極度親密的人才會知道真實性別,所以筆者認為避免他人誤認,很難算得上是具體的重大公益。

而且筆者實在想不出來,摘除器官這個手段與避免大眾誤認的目的之間有何實質關聯?

或許內政部可能認為,既然你都要變更成新的性別了,當然要把舊的性別性特徵移除,但試問有誰在一般社交場合,會去檢查對方有無摘除器官,以便確知跟身分證上面的性別顯示是一致的?

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且當內政部仍然堅持必須摘除私密性器官才可以變更性別時,將會使已裝扮與另一個性別外型無二致的人,因為無法變更性別,讓身分證顯示與實況有出入,導致參與社會活動時,容易受到歧視對待——不論是求職或是聯誼等社會活動,長久下來更會對那些族群的心理與生理產生不小的壓力。

更何況,變更性別手術費用高昂、危險性高、術後照護困難,如同報導訪問醫師指出:因為變更性別手術是從身體原本沒有的器官製造出一個新的器官,而製作的材料通常是從身體上既存器官或是組織所產出,而這樣的器官終究並非自然天生存在,所以也容易後天造成開刀部位感染的問題。

再者,由於摘除的性器官是人體荷爾蒙主要產生器官,而缺少荷爾蒙會造成心理上與身體上不小負擔,也因此容易導致變更性別者壽命比起常人縮短[註3]

由此可知,假使變更性別手術的弊大於利,那麼有變更性別需求的民眾,為何還要為自己的認知而被迫賭上那珍貴的性命呢?

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變更性別手術帶來的弊恐遠遠大於利。圖/Pexels

結語

針對內政部函釋,即變更性別的要求,就算去打訴訟來伸張權利,但不可諱言的,訴訟過程傷身耗時。相比之下,內政部只需要花費一點時間,就可以把函釋變更,卻依舊不為所動;換句話說,簡單在身分證上的性別欄位變更性別,其所耗費的行政資源遠遠不及當事人為訴訟所花費的成本。

號稱民主法治國家的臺灣,卻讓人民持續遭受委屈,實在是一大遺憾。

而當內政部不願意變更函釋,人民唯一能做的就是提起救濟,而近年相關案件也因有了「台灣伴侶權益推動聯盟」的協助,讓當事人不需要為此花費高額金錢聘請律師。

筆者有幸,也旁聽了該案件在台灣高等行政法院的言詞辯論。旁聽的過程中,也理解到就算大法官已於釋字第748號解釋中,為性別平權做了許多努力,但我國機關甚至法院可能還是會對性別議題——如這次的性別認同——趨於保守。

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希望類似案件在九月宣判的時候,到時結果會是:應尊重跨性別者的意願,不再強迫規定要摘除性器官之後才能變更性別,徹底解決內政部怠惰不肯除去的違法產物,移除跨性別者追求自我的換證障礙,讓我們能對世界驕傲疾呼臺灣是個重視性別平等的國家!

讓我們能對世界驕傲疾呼臺灣是個重視性別平等的國家。圖/臺灣同志遊行

註釋

  1. 孤立而隔絕之少數,是指這個群體有不可改變的特徵,而社會或是歷史上總是以特徵作為與其他群體的分類,而這個群體在社會或政治上較少注意。因為民主國家的決定大多數是以多數決的方式,所以這個群體因為人數比較少就比較無法以民主多數決方式發聲,也因此他們這個族群的需求比較難被大家注意到,所以長久下來容易造成這個族群在社會地位上跟其他多數族群容易發生不平等的現象,所以需要透過法律來幫助這個「孤立而隔絕之少數」的群體,能夠獲得與其他多數族群有一樣平等的地位。
  2. 「…同性性傾向者過去因未能見容於社會傳統及習俗,致長期受禁錮於暗櫃內,受有各種事實上或法律上之排斥或歧視;又同性性傾向者因人口結構因素,為社會上孤立隔絕之少數…」
  3. 其它詳盡觀察,可參考:徐淑婷,變性慾症患者變性手術後的身心社會適應,高雄醫學院行為科學研究所碩士論文,1998年。

參考資料

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法律白話文運動_96
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