要隔離多久，才能形成新人類物種？－－《未來人類》

• 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？

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。

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：

• 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

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？

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。

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？

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?

（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）或。

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。

在過去，許多電影創作者曾經嘗試在電影裡加入氣味，隨著劇情走向讓觀眾聞到不同角色、場景的味道，更能夠融入電影的情境中。而現在，則有科學家想藉由偵測電影院裡的空氣，反過來得知觀眾在看電影時的情緒反應、甚至推測電影當時播放的情節。

我們時常會形容一部電影是歡樂的、或者驚悚懸疑的，光是坐在電影院裡頭就能感受到影片的氣氛。但最近有科學家發現，對於某些電影來說「氣氛」並不是只有字面上的抽象意義。在德國的麥因茲（Mainz），馬克思．普朗克化學研究所（Max Planck Institute for Chemistry）和約翰．古騰堡大學（Johannes Gutenberg University）的科學家分析了電影院裡的空氣，發現不同的電影在放映時分別會在空氣中留有一些獨特的特徵。

藉由化學分析來分辨電影場景究竟是緊張、有趣、或者是無聊的，如今已經是一項有可能實現的技術。麥因茲的研究人員分析每位觀眾在觀看不同類型的電影時，空氣中的化學成分組成有何改變，來區分觀眾對每部電影的感受，利用分析的結果還可以反過來推斷電影播放到哪一幕。根據研究結果顯示，當電影播放到緊張或者有趣的片段時，空氣中的化學特徵是最容易辨認的。

馬克思．普朗克化學研究所的研究團隊負責人強納森．威廉斯（Jonathan Williams）表示：「電影『飢餓遊戲』的化學訊號非常明顯，即使我們對不同的觀眾重複進行實驗依然得到同樣的結果。例如播到主角在為了她的生命奮戰時，電影院裡的二氧化碳和異戊二烯濃度會明顯地提高。」過去威廉斯和他的團隊經常到亞馬遜雨林進行氣體偵測，異戊二烯是人類呼吸時除了二氧化碳之外最常排出的微量化合物，不過目前還不知道是什麼樣的過程導致異戊二烯的分子生成。

研究團隊發現，二氧化碳和異戊二烯濃度提高的原因是因為觀眾在看到刺激的電影片段時因為緊張、焦慮而使得呼吸速度加快。至於喜劇片則會產生不同的分子跡象，而且研究團隊可以清楚的分辨出兩者的不同之處。

人類呼吸對於全球微量氣體濃度變化的影響

「我們一直很好奇是否能夠用化學方法來分辨不同電影情節所引發的情緒」，威廉斯一直致力於研究一大群人在特定時間內呼出來的氣體，還曾經用裝置測量麥因茲的一座足球場在比賽時的空氣組成。當時他想要知道人類的呼吸是否會對微量氣體(例如溫室氣體：二氧化碳與異戊二烯）的濃度造成顯著影響，不過他在足球場所做的實驗結果並不如預期，原本想要觀測足球迷在進球後極度興奮地歡呼、吶喊對空氣造成的化學反應也沒有成功，因為該場比賽最後是0：0打成平手（呃）。後來威廉斯和他的同事才決定改在電影院這個較穩定的環境裡分析人們的情緒體驗。

氣體偵測技術未來的發展可能

威廉斯說到：「目前看來，我們可以測量空氣中是不是有緊張的氣氛存在」，他相信這些微量氣體的測量結果有十足的潛力可以應用在和人類呼吸相關的研究，還有更多的數據可以拿來分析調查人體的新陳代謝系統。

測量一個大型群體的呼出氣體，或者所謂的「群聚呼吸」，提供給許多個案研究一個新的研究方向，特別是近來許多研究都面臨了艱困的挑戰和道德框架的束縛。此外，這類研究也可以實際應用在產業方面，例如廣告商可以迅速而且具體的測量一大群人對於情緒刺激的反應，不再需要進行費時的調查。

研究團隊的測試內容總共包含16部電影，向不同體型的觀眾放映了許多遍，例如光是「哈比人」就播了15次。研究人員會替每部電影裡的各個場景剪成約30秒的片段，然後替這些片段想出具體的形容標籤。接著交由十位志願者分別判定這些片段是屬於「幽默」、「對話」、或者「打鬥」的場景，一個場景的標籤必須要數個研究人員都做出相符的判斷才會被採用。

確定測試片段的類型之後，研究人員在電影院的技術室內安裝測量裝置，記錄觀眾在空氣中呼出的二氧化碳其他數以百計的化學元素。他們在通風系統中放置了質譜測定儀的偵測器，每隔30秒會進行一次偵測。這個裝置會將化學分子離子化之後，讓它們在一個電子場域內加速，以判定各個元素所佔的比例。

得到這些資料之後，威廉斯也約翰古騰堡大學電腦科學研究室的克萊瑪(Stefan Kramer）教授請求幫助，這個研究室是世界上數一數二的系統化資料搜集與分析（數據挖掘）機構。而發展出這套評估機制另一位研究人員威克爾（Jörg Wicker）說出他的結論：「從統計學的角度來看，我們從喜劇片和驚悚片蒐集到非常明確的化學信號，我們甚至可以不用看電影就分辨出來。」

而威克爾和克萊瑪的下一項研究也準備好了：觀察觀眾在觀看熱門電影「星際大戰」時的釋放出的微量化學物質，不曉得星戰迷在看電影的時候是不是會釋放出特殊的化學元素，或者會偵測到原力的存在呢！？

資料來源：

• Suspense in the movie theater air

印尼東部的佛洛勒斯島（Flores island）得名於葡萄牙文的「花」，位於度假勝地巴里島東方，面積 14300 平方公里，大概是 40% 台灣大。1998 年論文報告，島上出土距今 80 幾萬年的石器時[1]，沒人料到隨後幾年這個島上的新發現，將徹底顛覆我們對人類演化史的認知。

智人以前，島上的石器製造者

人類現存於世最近的親戚是黑猩猩，兩者大約在 700 萬年前有共同祖先。人這一邊，幾百萬年來曾演化出許多與人類似的物種，例如阿法南猿（Australopithecus afarensis）、尼安德塔人（Neanderthal）等等，統稱「hominin」，不過他們全都滅絕了。除了 hominin 之外，沒有別的動物會製造石器，因此 88 萬年前島上有石器，等於那時島上也有 hominin 存在。

當時推論最可能的石器製造者，來自附近的爪哇，畢竟講到直立人（Homo erectus），最有名的就是一南一北的爪哇人與北京人。但這無法解釋一個問題：直立人怎麼渡海？所有大猿與 hominin，都沒有主動渡海的能力，唯一例外就是我們智人。

冰河時期時海平面較低，許多現在是島的地方，以前曾與臨近陸地相連，例如不列顛、台灣、爪哇。不列顛島上有尼安德塔人、台灣島附近有澎湖原人、爪哇島上有直立人，都可以推論是走過去的，然而佛洛勒斯島不同，這個島一直都是個島，即使海平面最低時，離最近的陸地仍有 19 公里之遙，沒有已知的 hominin 有能力克服[2]。

不過 2004 年發表的新發現遠比渡海更難解，讓全世界都驚呆了。

在很久很久以前，有一個哈比人住在洞裡

事實上，佛洛勒斯人（Homo floresiensis）公諸於世前，早就先震驚了知情者。每個人類演化學家都期待有新發現，但當你費盡千辛萬苦後找到的，是個看起來像成人，身高卻只有一公尺，腦容量只有 400 cc（智人大概是 1300）的「人」，正常反應也會是驚嚇的無法言語，甚至沒辦法寫出令編輯滿意的論文。

Nature 期刊編輯 Henry Gee 看到論文初稿時，腦補作者們真正的意思是：「幫幫我們，我們實在不知道找到的是什麼，該怎麼描述，只好先來個曖昧的寫法，看看你覺得怎樣。」那時電影《魔戒》系列當紅，有作者甚至一度打算把這矮小的人種命名作「Homo hobbitus」，後來雖然沒有成真，「哈比人」仍成為佛洛勒斯人通用的外號[3]。

總之 2 篇論文還是在 2004 年發表了，「Homo」這個分類也不意外引爆論戰，這可是腦容量不到 500 cc 的物種，第一次被歸類為人屬[4] [5]。但隨著化石一起出土的石器卻表示，這種住在海島上的小腦袋生物，有製造工具的能力，更驚人的是，他們一直生存到距今 2 萬年內，那時智人都已經抵達附近的島嶼和澳洲幾萬年了。

至今唯一發現佛洛勒斯人化石的，仍只有佛洛勒斯島上的梁布亞洞穴（Liang Bua Cave），在此後續幾年的挖掘又找到一些化石與石器。今年最新研究則發現，以前低估了化石所處地層的年代，定年結果修正後，化石介於 6 到 10 萬年前，石器介於 5 到 19 萬年前[6]。

好，我們現在知道佛洛勒斯人可能在 5 萬年前滅絕，那時剛好智人抵達附近區域，給人不少想像空間。然而這只是發現佛洛勒斯人後，一長串疑問中的一個，學者只能一方面儘量拼湊已知線索，另一方面繼續尋找更多資訊。目前佛洛勒斯人還有環環相扣的三大未解問題：他們是誰？怎麼抵達島上？在島上住了多久？

哈比人：意外旅程

佛洛勒斯人在島上住了多久？不知道。但 2010 年的論文報告，佛洛勒斯島上另一個地方找到距今 102 萬年的石器，刷新之前的 80 多萬年記錄，而且相隔甚遠的三個年代，石器技術卻很相似，也許意謂佛洛勒斯人獨居島上有百萬年之久[7]。不過 80 到 19 萬年間，畢竟是段很長的落差。

佛洛勒斯人是誰，演化上如何定位？假說主要有三個[8]。一說認為這些矮小、小腦袋的人，其實只是病態的智人，而非一種獨立的物種，但隨著對 9 個陸續挖掘出個體的分析，這論點站不住腳，因為不同個體的化石，皆在某些形態上觀察到原始的特徵，可見佛洛勒斯人與智人分家很早，有著不同的演化史[9]。

其餘兩個假說，又關係到佛洛勒斯人是哪裡來的，至今勝負未分。一派學者主張，佛洛勒斯人本來是住在海的西邊，爪哇的直立人，在佛洛勒斯島上歷經島嶼侏儒化（insular dwarfism），所以身高變矮、大腦變小。另一群學者則認為（善意提醒，本文作者較為偏好這個，以下描述可能會有偏見），佛洛勒斯人源於某個古老的演化分枝，或許接近巧人（Homo habilis）、甚至是某種南猿，如此一來就比較難判斷，佛洛勒斯人經歷過哪些改變、變化程度如何。

不論佛洛勒斯人的祖先是爪哇直立人，或不知道哪來的人，要登陸佛洛勒斯島都勢必要先渡海；而不管是主動用木筏渡海，或是被動漂到島上，海流的方向都至關重要。

哈比人：隨波逐流

假設佛洛勒斯人的祖先無法主動渡海，最初又是如何抵達島上？學者推論是被海流帶上去的，海嘯、颶風在佛洛勒斯島附近的海域並不罕見，2004年的南亞大海嘯，更是有生還者直接從一個島被沖到另一個島，可見這種狀況的確有機會發生。

假如佛洛勒斯人從那時連著南亞大陸的爪哇來，最近路徑是「爪哇－巴里－龍目－松巴－佛洛勒斯」，直線距離看來比另外兩條可能路線更短，一條是「加里曼丹－蘇拉威西－佛洛勒斯」，另一條繞更遠：「中國－台灣－菲律賓－蘇拉威西－佛洛勒斯」。兩點間直線一定是最近距離嗎？考慮到海流方向，通過佛洛勒斯的海流，方向大致是從太平洋往印度洋，換句話說，爪哇路線距離雖短卻是逆流，機率反而不如另外兩條隨波逐流之路要高[10]。

兩條繞島路線共通點是，佛洛勒斯的前一站，都是形狀很神奇的蘇拉威西島，若此假說為真，意謂爪哇那邊住著直立人，「蘇拉威西－佛洛勒斯」這邊住著佛洛勒斯人一脈，兩者擁有不同的過去，也沒見過面。蘇拉威西島上最近找到 10 到 20 萬年前的石器，替此說提供新的佐證[11]。

值得一提的是，抵達蘇拉威西前，佛洛勒斯人可能曾路過台灣，機率不高就是。台灣目前已知的非智人 hominin 雖然只有澎湖原人，但台灣在人類演化史中，也許還有更重要的一席之地。（《除了左鎮人，還有哪些古代人們在台灣生活過？ 》）

人類來到西邊與哈比人的隕落

綜合佛洛勒斯島的各項資訊，本來看似合理的故事是，百萬年來佛洛勒斯人在島上歷經海嘯、颶風、地震的重重兇險，一直延續到一萬多年前，終於不敵一場巨大的火山爆發，與島上共存許久的大型動物們，如劍齒象（Stegodon）一起滅團。但佛洛勒斯人更早消失的新事證，推翻了這個故事，也增添一個新問題：這與智人有關嗎？

看到這裡，讀者應該能更加了解佛洛勒斯人。這種小腦袋、小身軀的神秘 hominin 發現後，讓學者提出一個又一個推論，卻沒一個能肯定。每個如佛洛勒斯人或納萊迪人般（《納萊迪人－既原始又現代的南非新星 》），人類演化領域的震撼發現都提醒我們，對這方面的了解仍是多麼侷限。

參考文獻：

1. Morwood, M. J., O’Sullivan, P. B., Aziz, F., & Raza, A. (1998). Fission-track ages of stone tools and fossils on the east Indonesian island of Flores. Nature, 392(6672), 173-176.
2. Dennell, R. W., Louys, J., O’Regan, H. J., & Wilkinson, D. M. (2014). The origins and persistence of Homo floresiensis on Flores: biogeographical and ecological perspectives. Quaternary Science Reviews, 96, 98-107.
3. The discovery of Homo floresiensis: Tales of the hobbit
4. Brown, P., Sutikna, T., Morwood, M. J., Soejono, R. P., Saptomo, E. W., & Due, R. A. (2004). A new small-bodied hominin from the Late Pleistocene of Flores, Indonesia. Nature, 431(7012), 1055-1061.
5. Morwood, M. J., Soejono, R. P., Roberts, R. G., Sutikna, T., Turney, C. S., Westaway, K. E., … & Hobbs, D. R. (2004). Archaeology and age of a new hominin from Flores in eastern Indonesia. Nature, 431(7012), 1087-1091.
6. Revised stratigraphy and chronology for Homo floresiensis at Liang Bua in Indonesia
7. Brumm, A., Jensen, G. M., van den Bergh, G. D., Morwood, M. J., Kurniawan, I., Aziz, F., & Storey, M. (2010). Hominins on Flores, Indonesia, by one million years ago. Nature, 464(7289), 748-752.
8. Human evolution: Small remains still pose big problems
9. Jungers, W. L., Harcourt-Smith, W. E. H., Wunderlich, R. E., Tocheri, M. W., Larson, S. G., Sutikna, T., … & Morwood, M. J. (2009). The foot of Homo floresiensis. Nature, 459(7243), 81-84.
10. Morwood, M. J., & Jungers, W. L. (2009). Conclusions: implications of the Liang Bua excavations for hominin evolution and biogeography. Journal of Human Evolution, 57(5), 640-648.
11. van den Bergh, G. D., Li, B., Brumm, A., Grün, R., Yurnaldi, D., Moore, M. W., … & Storey, M. (2016). Earliest hominin occupation of Sulawesi, Indonesia. Nature, 529(7585), 208-211.

• 作者：史考特．索羅門
  演化生物學家和科學作家。
  萊斯大學生物科學系的教授，開授生態學、演化生物學和科技傳播。
  

如果形成新物種最簡單的方法是隔離族群，那麼，何種程度的隔離能形成新人類物種的出現呢？再次回顧人類歷史，我們知道有許多族群歷經隔離數百年甚至數千年，卻沒有形成新物種。美國原住民被認為從東北亞遷移到新大陸已經超過十五萬年，似乎是與外界隔離時間最長的族群。

但是大衛．賴克、尼克．帕特森和同事比較現代美洲原住民與其他人類族群，發現遺傳證據顯示，從亞洲至美洲至少有兩波不同的移民潮，表示基因流動持續的時間可能比原本所設想的更長。雖然美洲原住民在長期隔離期間歷經了天擇作用，再加上遷徙期間一連串人口瓶頸帶來的遺傳漂移，讓他們成為基因獨特的族群，卻從沒有形成一個獨特的物種。

佛羅勒斯島上的小小哈比人

人類歷經種化的過程無例可循，要瞭解隔離如何影響人類世系的形成，必須觀察我們的近親。為了親身見證，我拜訪了古人類學家里克．波茨（Rick Potts）位於史密森國家自然歷史博物館的辦公室。雖然我已經在人類起源廳看過化石展出，波茨提供我某些未公開展示的標本。我在完成博士研究後，曾在博物館的昆蟲學門擔任過訪問學人，故而已有多次經驗走進展覽後方限制公眾進入的區域。但即使如此，每當我穿過以黃銅為框的雙層玻璃門進入管制區時，我仍然有種像是最初進入時的眩暈感受。我永遠不會忘記還是孩子時參觀博物館，夢想有一天能在那裡工作──這確實是童年的夢想成真。

博物館管制區大到好比迷宮，甚至在做研究時我也常一天到晚迷路。不過我還是設法找到了人類館藏，該區走廊的櫥櫃從地板延伸到天花板，櫃子抽屜裡裝著人類骨骼。我在大廳盡頭找到波茨的辦公室，他向我展示一組頭骨和骨骼化石的複製品，明顯比其他大多數化石都小得多。波茨解釋說，這個因為尺寸小而被稱為哈比人的標本，或許是顯示隔離如何導致人類近親的種化之已知最佳例子。

2003年，哈比人（Hobbit）的骨架在於印尼佛羅勒斯島（Flores）上的山洞裡發現。他們細小的體型震驚了古人類學界。這副骨架是個成年人，直立身高大約三英呎，他的大腦只有現代人的三分之一大小。懷疑論者認為這必定是身染疾病的智人，但因為至少發現九副遺骸都是相同尺寸，隨後的分析說服了大多數心懷疑慮者。這些化石代表一種新人類，被稱為佛羅勒斯人（Homo floresiensis）。舉起複製品，波茨指出該物種的某些生理特徵，例如頭骨上的眉脊、手腕骨和下顎形狀，通通類似於原始物種好比直立人或甚至更古老的南方古猿。

但哈比人的遺骸年代太近了（最初估計該物種可能生存最晚到距今一萬八千年前），不可能來自這些遠古物種。此外，其他特徵例如骨盆、牙齒和臉部形狀，與遠古物種有著根本上的差異。波茨解釋，基於現有證據指出最有可能的情況是：佛羅勒斯人是從直立人族群演化而來的，後者來到佛羅勒斯島上後被孤立，最終導致種化。

到佛羅勒斯島的路程並不簡單。該島位於澳大利亞和爪哇島之間，一八九○年厄真．杜布瓦（Eugène Dubois）在此發現了第一副直立人化石。阿爾弗雷德．羅素．華萊士──天擇作用的共同發現者──在他收集該地區標本時曾造訪佛羅勒斯島。根據他對當地生態的觀察，他指出居住在佛羅勒斯島和其他鄰近島嶼上的動物，與西方爪哇島及附近島嶼的非常不同。這點很怪──各島嶼無論在氣候和植被方面看來都很相似，彼此間的距離也約略相當，所以沒有明顯障礙阻止動物只能在某些特定地點之間移動。

事實上，峇里島和龍目島（Lombok）這兩個島嶼相距不到二十英哩，島上卻有非常不同的鳥類和哺乳動物。動物族群的變動如此之大，讓華萊士在地圖上畫了一條線分隔該地區──在分隔線西邊，動物大多是亞洲可以發現的類型；分隔線東部，則是較為典型的澳大利亞和新幾內亞動物。

後來人們發現，華萊士立下的分隔線正好是沿著大陸棚的邊緣。華萊士沒有瞧見峇里島東部的海水很深，其深度是即便海平面下降也足以隔離該島；但西部的海水較淺，當海平面較低時，峇里島和爪哇島等島嶼之間可由陸橋相連，而讓分隔線西邊的島嶼得以連接到亞洲大陸。因此，爪哇島和峇里島的動物甚至毋須穿越海洋就可以走過、跳過或飛過島嶼。但要到龍目島以及佛羅勒斯島，則意味著得穿越幾段開闊水域，而直立人沒能力做到這一點。然而不知何故，哈比人的祖先必定做到了，他們穿越地平線，越過華萊士的分隔線，來到充滿奇怪生物的島嶼，並且不再返回。

波茨解釋說，目前的考古證據顯示在哈比人的例子中，隔離導致種化的過程持續了數萬年。正如我們所看到的，當前人類的趨勢恰恰相反：今日族群間的聯繫比人類歷史上的任何時候都更加緊密。要符合種化產生的模式有賴大規模的改變，例如人口大幅下降或是人類全球運輸網絡完全並長期崩潰，造成現代人之間的相互分離。這是在人類還受限於地球上生活的時候。

雖然在其他行星上建立永久人類殖民地的想法向來是科幻小說界的題材，但將之付諸實現的討論，近年來有越發認真的趨勢。無論是政府機構如美國國家航空暨太空總署或是商用太空梭公司，都表明他們打算在地球之外建立人類更具永久性的基地。我知道有些人已經著手準備實踐這種可能性。

本文摘自《未來人類：人類將演化到哪裡去？》，八旗出版。