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要隔離多久,才能形成新人類物種?--《未來人類》

八旗文化_96
・2017/11/05 ・2586字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

  • 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。

美洲原住民的祖先從東北亞遷移到新大陸已經超過十五萬年,隔離已久,卻未形成獨特物種。圖片來源:wikipedia

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。

史密森國家自然歷史博物館。source:wikimedia

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。

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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。

收藏於史密森博物館的佛羅勒斯人骨骼化石,約三英呎的身高明顯與智人有所差異。圖片來源:NMNH

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。

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不知何故,哈比人的祖先成功穿越幾段開闊水域,來到充滿奇怪生物的佛羅勒斯島。圖片來源:Nature

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。

或許未來地外殖民地的建立,才是人類產生隔離種化的契機。圖片來源:wikipedia

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。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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看《飢餓遊戲》會緊張是真的!電影院裡的空氣騙不了人
KevinC
・2016/07/29 ・2130字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 607 ・十年級

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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。

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圖片來源:Free images

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。

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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。

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電影《飢餓遊戲》劇照。圖片來源:電影官方粉絲團

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。

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足球場上的熱情觀眾。圖片來源:Free images

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。

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電影《哈比人》劇照。圖片來源:wikia

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。

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研究人員湯瑪斯正在電影院的通風系統中安裝管線,用來偵測電影放映時影廳內的空氣組成。 圖片來源:MPI for chemistry

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。」

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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:

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KevinC
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小時候曾經夢想成為太空人,隨著近視度數越來越高、數理成績越來越低,發現宇宙的距離也越來越遠,幸好喜愛科學的初衷沒有改變。 長大後就讀大眾傳播研究所,關注科學傳播、關注新媒體,希望成為一個不會被時代淘汰的媒體人。

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哈比人的奇幻漂流 佛洛勒斯島洞窟裡的大謎團
寒波_96
・2016/04/09 ・4228字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 544 ・八年級

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。

佛洛勒斯島位於島嶼東南亞地區。冰河時期時,現在是島的爪哇,與東南亞大陸連在一起,稱作「巽他陸棚」,現在的澳洲則與新幾內亞連在一起,稱作「莎湖陸棚」,佛洛勒斯與北方的蘇拉威西島都位於當時兩者間的海域上。跨海對幾萬年前的智人不成問題,但佛洛勒斯人怎麼渡海抵達島上,仍不清楚。(取自ref 8)
佛洛勒斯島位於島嶼東南亞地區。冰河時期時,現在是島的爪哇,與東南亞大陸連在一起,稱作「巽他陸棚」,現在的澳洲則與新幾內亞連在一起,稱作「莎湖陸棚」,佛洛勒斯與北方的蘇拉威西島都位於當時兩者間的海域上。跨海對幾萬年前的智人不成問題,但佛洛勒斯人怎麼渡海抵達島上,仍不清楚。圖/取自Nature

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。

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佛洛勒斯島上的遺址位置,佛洛勒斯人在西邊的Liang Bua出土,島中部的Mata Menge發現80餘萬年前的石器,附近的Wolo Sege則找到100多萬年前的石器。(取自ref2)
佛洛勒斯島上的遺址位置,佛洛勒斯人在西邊的 Liang Bua 出土,島中部的 Mata Menge 發現 80 餘萬年前的石器,附近的Wolo Sege 則找到 100 多萬年前的石器。圖/取自ref2

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。

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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]。

取自這裡
圖/取自moviequotesandmore

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]。

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梁布亞洞穴內部。Liang Bua的意思是「cool cave」,也許翻譯為「涼布亞」更為達意?(取自ref 8)
梁布亞洞穴內部。Liang Bua的意思是「cool cave」,也許翻譯為「涼布亞」更為達意?圖/取自Nature

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]。

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佛洛勒斯人由於混合了古老與現代的形態特徵,因此學者至今仍爭論著他的演化位置。短腿、強壯下顎、喇叭形臀骨這些特徵接近南猿,小腦袋與強壯下顎這組合又像巧人,眉脊、較單薄的骨架、頭骨形狀則符合直立人。(取自ref 8)
佛洛勒斯人由於混合了古老與現代的形態特徵,因此學者至今仍爭論著他的演化位置。短腿、強壯下顎、喇叭形臀骨這些特徵接近南猿,小腦袋與強壯下顎這組合又像巧人,眉脊、較單薄的骨架、頭骨形狀則符合直立人。圖/取自Nature

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。

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佛洛勒斯人祖先,抵達佛洛勒斯島的三條潛在路線。(取自ref 2)
佛洛勒斯人祖先,抵達佛洛勒斯島的三條潛在路線。圖/取自ref2

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]。

佛洛勒斯島附近的海流方向。(取自ref 10) 佛洛勒斯島附近的海流方向。(取自ref 10) 佛洛勒斯島附近的海流方向。(取自ref 10)
佛洛勒斯島附近的海流方向。圖/取自ref 10

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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:

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  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.

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寒波_96
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