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巨石陣用途新解:巨大音效系統?──《傷風敗俗文化史》

時報出版_96
・2018/03/07 ・3248字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

史前存在的任何建物,其生辰八字我們都只能猜個大概。學者相當篤定巨石陣(Stonehenge)的動工是在西元前三千年到兩千兩百年之間。這一來一往差了八百年,美國歷史都可以跑三遍了。但這還算好的,因為我們對於巨石陣一開始為什麼要蓋,我們連個大概都說不出來。

巨石陣:神主牌、天文曆、音效系統?

在風行的理論中,有比較腳踏實地的(祖先的神主牌、巨型的天文曆),也有人天馬行空地說那是外星人的降落區。但我這兒有一種你應該沒聽過的版本,那就是巨石陣是一個巨型的音效系統。古代如果有所謂的大型場館,長得應該就是這副模樣。或者用英國人聽得懂的說法,這就是古人在廢棄的倉庫裡搭了一間DJ的混音室。

圖/bosmanerwin@wikimedia

索爾福德(Salford)、布里斯托(Bristol)與哈德斯菲爾德(Huddersfield)等大學的學者研究顯示巨石的陣型能產生人耳可輕易辨別的音效──想當然那些慢慢把石頭拖到定位放置的史前人類也有耳朵。布魯諾.法詹達博士(Dr. Bruno Fazenda)是位科學家,他長年投身於巨石陣的音場研究。對於研究的發現,他抱持著審慎的觀點。所以在我跟他連絡上之後,他第一件事就是要我別把事情想得太簡單了,巨石陣很可能不是為了單一的功能而生。

我們應該假設巨石陣在古人的心中,是一種有如瑞士刀的實用主義概念。這麼多巨石要多少人才拖得動?要供養這些人的資源,在五千年前肯定不是「小數目」。何況當時的人不論居住在地球上的哪個角落,恐怕都還沒有精通一門藝術叫做「不要被狼吃掉」。當時的人為了物盡其用,巨石陣很可能「身兼多職」,而且主要的用途還可能在建造的過程中幾度換過。

不過巨石陣是史前某種「演唱會」場地的理論,還是可以解釋這些石碑的一項成分之謎。巨石陣用上的較小石塊,都是屬於青石(bluestone),也就是輝綠岩或粗粒玄武岩(spotted dolerite)。人類學家咸信這些青石是從約兩百英里(三百二十餘公里)外的地方拖來──不過也有一說是這些青石搭了冰河移動的便車。明明不遠處就有很多大石頭可用,立陣者為什麼要捨近求遠,大費周章地弄來這些特別的石頭?

圖/Andymoor1980@wikimedia

嗯,關於舊石器時代音樂家的經驗談,現代的聲學知識已經可以解開。倫敦皇家藝術學院(Royal College of Art in London)的學者發現普萊西利群丘(Preseli Hills)作為巨石陣可能的青石源頭,上頭的許多青石都有一個特色是敲擊後會產生「共鳴」。拿給專業的打擊樂手測試,這些青石甚至能當作高音鐵琴(glockenspiels)使用(高音鐵琴像是木琴,算是兄弟)。

巨石陣複製品:華府瑪莉丘博物館

要測試這理論有一個顯而易見的難題,那就是巨石陣是珍貴的文化資產,不可能讓人隨便拿根棍子去敲。現行法律甚至禁止在巨石陣中使用多種電器。所幸皇天不負苦心人,美國有一個一比一的巨石陣複製品,就在華府瑪麗丘(Maryhill, Washington)的一間博物館裡,是位百萬富翁要求設置的。

圖/donwhite84@pixabay

山姆.希爾(Sam Hill)──山姆是個活生生的人,不是老掉牙的「惡魔」委婉語──的職涯都在美國西北各地造橋舖路。不過真正披荊斬棘的不是他本人,是一大群勞工弟兄的功勞,他的身分是建設公司的老闆。總之,他賺到了錢,蓋起了屬於他自己的巨石陣。所以你看人有多「長進」,以前蓋個東西要耗費幾代人的韌性,現在只不過是有錢人的任性。

不過我想替山姆講兩句話。他複製巨石陣的動機,並不只是想要把史前懶散的山頂洞人給比下去,他還沒那麼無聊。他的初衷是想替在一戰中戰死的數百萬青年立碑。在當時,主流的觀念下巨石陣是祭壇。而在希爾的心中,一戰也是個無形的祭壇,犧牲品就是那些莫須有死去的百千萬年輕人。全尺寸複製歷史上最知名的異教徒衣冠塚,真的恰好是致敬之舉。

希爾複製的巨石碑,其實也是美國第一次有人以建物來紀念一戰死難者。實際上,極少有證據指向原版的巨石陣是作為人類獻祭之用。在歷史的長河中,巨石陣所在的區域有不少人安葬,但看得出被處決或犧牲的人數甚少。經年累月,巨石陣見證了五花八門,甚至狗屁倒灶的各種事件,但我們可以確信這裡辛辛苦苦蓋起來,興建者心心念念想的絕不是一個午門或刑場的概念。

儘管如此,瑪麗丘巨石碑向死難者致意的心意仍舊非常溫暖,而山姆本人也很合情合理地在這裡埋骨安息。我對他充滿了感激,因為有他才有這座複製品,而有這巨石陣的複製品,我才有機會測試巨石陣作為遠古的環場音效設備,到底稱不稱職。

圖/MaartenB@pixabay

建造石器時代迪斯可的科學

瑪麗丘的巨石陣是水泥做的,不是青石或任何一種自然的岩石。但蓋的人很用心地讓複製品呈現出逼近本尊的質感。索爾福德大學法詹達(Fazenda)博士的團隊選擇在華府進行他們驚世的聲學實驗,就是因為華盛頓「贗品」與英格蘭「真貨」間的音質差距小到可以忽視不計。

法詹達團隊的研究發現瑪麗丘石陣的回聲程度正符合人類預期中良好的講堂設計。該研究發現石陣會導致聲學活動的增加,不論是演說或「念經」都會產生顯著不同的效果。當然你會說任何一處場地或房間夠大、夠圓,多少能產生一些回響,但巨石陣的設計恐怕不是這麼單純。

巨石之間穿插的兩圈石頭雖小,對整體音效的挹注卻很大,讓音波在其中進行折射跟散射。根據索爾福德大學的報告,這意味著「空間內所有音波會各自以不同的方向前進,而不會走得整整齊齊。」

這樣的設計其實會抑制一去一回的回音,同時促進聲音在音場內回響。這代表身處在石陣中的任何一點,都不會有聲音的死角,不會有任何聽眾聽不清楚的情形發生。但我對在石器時代的「國家音樂廳」沒有興趣。我看到媒體報導法詹達博士的研究,記者下的標題長這樣:

「巨石陣是遠古的銳舞(rave)派對地點」

──發現頻道新聞〈Discovery News〉,二○一三年

「巨石陣:一個超屌的銳舞場地」

──國家廣播公司新聞〈NBC News〉,二○○九年

上色的石頭補完了石陣的原始配置,也就是石陣在被歲月跟遊客聯手摧殘之前的模樣。我們很幸運,瑪麗丘複製的是完整版的石陣。圖/塔薇亞.莫拉(Tavia Morra)繪製。

法詹達博士二○一二年在索爾福德大學發表《巨石陣的聲學原理》(Acoustics of Stonehenge)可以說是旁徵博引,但也乾得可以:一大堆數學算式,「銳舞」或像「一個超屌」的用法一次都沒有出現過。

就在這個時候,我誤打誤撞看到了魯伯特.提爾(Rupert Till)博士受訪的資料。提爾博士是位音樂專長的人類學家,也參與了法詹達博士在瑪麗丘碑址的測試工作。

提爾博士描繪的光景就鮮活多了。他把類似巨石陣民族的音樂風格比喻成森巴樂曲,快步調、有大型樂團助陣,而且參與者可能多達數百人。提爾博士親自跳下來把數千年前的場面比喻成銳舞派對,收錄在二○一二年《獨立流行音樂研究學會學報》(Journal of the Independent Association for the Study of Popular Music)的報導中。他說巨石陣的音場效果是間接證據,當時應該有「一大群人聚在一起演奏『重拍、旋律簡單、有著反覆強烈節奏的音樂』來進入恍惚或出神的狀態」提爾博士接著說:

類似的活動可以在電子舞曲音樂文化中的「銳舞」活動中看見……許多目擊者都形容那樣的場面對參與者而言,具有儀式性或宗教性的意義。

 

本文摘自為《傷風敗俗文化史:十五個改寫人類文明的墮落惡習》。

 

 

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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》