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康德誕辰 │ 科學史上的今天:4/22

張瑞棋_96
・2015/04/22 ・892字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 580 ・九年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

《純粹理性批判》、《實踐理性批判》、《判斷力批判》,以這三本號稱「三大批判」的劃時代鉅著自成一家之言,在知識論與倫理學影響深遠的德國哲學家康德(Immanuel Kant , 1724-1804)被公認為西方近代最具影響力的思想家之一。不過很多人可能不知道,他是在中年之後才專注於哲學的研究,在此之前,他研究的卻是自然科學,而且提出不少超越當代觀念的科學學說。

他於 1755 年發表的《自然通史和天體論》就率先提出星雲假說,主張太陽系是源自充滿固體微粒的原始星雲,這些微粒因重力作用彼此吸引凝聚,在這過程中自然形成往同一方向旋轉的渦流,引力最強的中心點成為太陽,繞著太陽的微粒又分別形成幾個引力中心,而凝聚成行星。這是最早的天體演化學說,但要等到四十年後,拉普拉斯以數學與物理的完整理論加以鞏固,此「康德─拉普拉斯假說」才逐漸被接受。

康德還順此推論銀河其實是由數量龐大的星系所組成,就像形成太陽系的同樣原理,類似太陽系的無數星系也是因重力牽引而聚集成盤狀,只是規模更為龐大。而且在大家都相信銀河系就是全宇宙的當時,就大膽主張銀河系外還存在許多類似銀河系的「島宇宙」,意指每個星雲在廣大的宇宙中就像彼此相隔甚遠的孤立島嶼。而這先進的主張要到二十世紀初才由哈伯觀測天體確認。

康德還經由對潮汐的觀察而主張潮汐的摩擦力會減緩地球自轉的速度。這也是過了百年以後才被證實。

雖然有人指出康德提出的假說只能算是臆測,離科學還有一大段距離。然而,他也並非憑空幻想,而是以依循牛頓力學的原理所推演出來的,只是康德的數學能力不足,無法建構一套數學模型加以描述。另一方面,他的星雲假說否定了牛頓將天體運動的起源歸因於來自上帝的「第一推動力」,第一次徹底地將形而上的神秘力量逐出自然現象之外,在科學發展的歷史上實具有重要的意義。

康德充分展示了理性思考的力量,不人云亦云,勇敢挑戰權威,不受時代所侷限,而這正是所有科學的根本,不是嗎?

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 665 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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里斯本大地震之後,發生在哲學體系的大海嘯——《愛因斯坦冰箱》
商周出版_96
・2019/08/22 ・1988字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 556 ・八年級

里斯本大地震不只讓自然科學家開始思索地震的物理成因,更在歷史上產生廣泛且深刻的影響,特別是在哲學思想層面上。

地震是天譴?紅燈區安然無恙,教堂倒光光

自古以來,基督教會就習慣將天災,尤其是地震,視為神對罪人的懲罰,但很諷刺的是在這一次地震中,妓院林立的紅燈區損害不大,反倒是許多宏偉的大教堂被地震、海嘯給毀了,許多虔誠的信徒彌撒中在倒塌的教堂中遇害。

圖/pixabay

四年後,伏爾泰(Voltaire)寫了小說《憨第德》(Candide, ou l’Optimisme)便大大地嘲弄了傳統的宗教信仰,他尤其對萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)及他的樂觀主義,特別是萊布尼茲在著名的《神義論》(Essais de Theodicee sur la bonte de Dieu, la liberte de l’homme et l’origine du mal)中「世界是眾多可能的世界之中最好的,因為上帝會選擇最好的一個」的主張,毫不留情地加以挖苦訕笑。而比伏爾泰更年輕也更激進的法蘭西哲學家,如狄德羅(Denis Diderot)等人,則藉著編寫百科全書來宣揚惟物主義與無神論。

日爾曼哲學的新典範

當時在遙遠東方有一位剛出道的年輕學者伊曼努爾.康德(Immanuel Kant)正努力地思索地震的成因,三十年後他更完成宏偉的哲學體系,取代了萊布尼茲的哲學,成為日爾曼哲學的新典範。

康德。圖/wikimedia

1724 年,康德出生於東普魯士的柯尼斯堡(現今俄羅斯的加里寧格勒)。1740 年,他進入柯尼斯堡大學就讀,很快地對自然科學產生濃厚興趣。他在邏輯與形上學教授馬丁克努特曾(Martin Knutzen)的指導下,學習傳統的萊布尼茲-吳爾夫哲學以及牛頓的力學系統。1746 年,康德因父親身故而中斷學業,離開柯尼斯堡到鄉村擔任私人教師。

潛沉九年之後,康德於 1754 年回到柯尼斯堡大學。此時他的創造力如同火山爆發,他首先發表一篇討論「地球因受月球對地球引力影響自轉速率將日益趨慢」的精彩論文,接著又發表一篇「從牛頓力學來探討地質現象」的文章。隔年三月他更出版了巨著《自然通史和天體理論,或者根據牛頓定律試論整個宇宙的結構及其力學起源》(Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels, oder Versuch von der Verfassung und dem mechanischen Ursprunge des ganzen Weltgebaudes nach Newtonischen Grundsatzen)。

康德在書中解釋太陽系如何從一團氣體雲依照牛頓力學原理產生旋轉,逐漸變成扁平狀而最終形成行星。雖然這個構想最早是由瑞典的科學家伊曼紐.斯威登堡(Emanuel Swedenborg )在 1734 年提出的,但卻是康德形成條理清晰的學說。

1796 年,偉大的數學家拉普拉斯侯爵也獨自提出相同的學說,所以被稱為「康德-拉普拉斯星雲假說」。不過出版康德這本書的出版社倒了,印好的書被債主拿去抵債,最後大多被收進倉庫然後付之一炬,康德成名的機會就這樣淪為泡影。

1755 年秋天,康德取得大學的講師資格,旋即開始授課;這是編制之外的私募教師,其薪俸由願意選課的學生負擔;他在十五年後才正式成為教授。所以當里斯本大地震發生時,熱血的新進講師康德當然沒有放過這個機會,隔年一月他就發表了一篇文章在柯尼斯堡當地的周刊上,二月更加碼出版一本篇幅更長的單行本,內容都是在討論地震的成因。

他採用的是萊布尼茲死後才發表的著作《波多該亞》(Protogaea)中的說法,認為地震是由於地底下的「空穴」中的可燃性氣體與岩漿混合點燃爆炸造成的。康德比萊布尼茲更進一步揣測這些空穴是「遠古大洋」退潮留下的痕跡。同年四月,康德又寫了一篇論文駁斥了地震是由太陽或月球對地球引力造成的說法。

地震與神意無關,道德原則是「義務」

整體來看,當時的康德正醉心於用牛頓的力學來解釋物質世界的各樣現象,上至星辰,下至地心,都統攝在牛頓的系統之下。所以他主張地震與神意無關,更不是上帝的懲罰,只是康德是否卻步不敢回應里斯本大地震帶來關於道德與宗教的疑問呢?

當然不!在經過數十年的苦思後,康德接連出版了《純粹理性批判》(1781)、《實踐理性批判》(1788)和《判斷力批判》(1790),標誌著康德哲學體系的完成。在《實踐理性批判》中,康德將道德的基礎原則重新設定為「義務」。所以行為是否符合道德規範,並不取決於該行為的後果,而是該行為的動機。

在《純粹理性批判》中,康德論證了理性無法證明上帝的存在;但在《實踐理性批判》中,康德將上帝的存在當作道德的三個「實踐的設準」之一,所謂「設準」指的是一個無法證明,但為了實踐的緣故必須成立的假設。另兩個設準分別是自由意志與靈魂不朽。我們可以看得出來,這正是康德,不,毋寧說這是日爾曼啟蒙運動對三十多年前里斯本地震的回應啊!

阿文耳邊不禁響起康德的名言:「有兩件事物我愈是思考愈覺神奇,也愈充滿敬畏,那就是我頭頂上的星空與我內心的道德準則。」

下次地震時別急著逃命,想想康德吧!

——本文摘自泛科學 2019 年 8 月選書《愛因斯坦冰箱》,2019 年 7 月,商周出版。

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商周出版_96
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閱讀商周,一手掌握趨勢,感受愜意生活!商周出版為專業的商業書籍出版公司,期望為社會推動基礎商業知識和教育。

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張瑞棋:我想呈現科學家榮耀的背後,和常人無異的一面
梁晏慈
・2016/03/31 ・2235字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

「以古為鏡,可以知興替。」如果能在過去、現在兩點拉出一條直線的話,未來的趨勢也有機會在我們掌握之中;當我們遇到困難時可以透過過往的經驗,幫助我們下判斷。這就是歷史的重要性!同樣的,歷史的脈絡可以幫助我們學習科學,而且還有機會發現科學家並不是我們想像中的神聖不可侵。2015 年 12 月 22 日在胖地台北,泛科學的專欄作者張瑞棋帶著《科學史上的今天》,和我們分享科學家背後鮮為人知的小故事。

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「從小到大,科學家在我們心中非常偉大,無論是哥白尼的日心說,或者證明地心引力作用一樣的伽利略。這些科學家閃耀著光芒,直到越讀越多書後才發現,光芒的背後其實存在著陰影。這些科學家們的陰影來自信仰權威以及性別。」

信仰

普遍認為哥白尼的日心說之所以不被認可,是因為宗教的打壓。然而另一種觀點是由於哥白尼認為上帝創造的宇宙應該存在著完美對稱的幾何關係,也就是軌道應該是圓形的!但這會和他觀察到的天文現象不吻合,因此與其說日心說的發表示因為教會的壓力,其實哥白尼本身的執迷才是造成學說延宕的原因。又比如提出滅絕說的居唯葉,他認為物種會因為某些災難而滅絕,另一方面在創世後仍物種繼續被創造。由於他深信聖經的創世論,甚至抨擊達爾文的演化論,導致演化論的發展備受阻礙。

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讓我們一起來聽聽科學家背後鮮為人知的故事吧!

權威

除了信仰外,有時候科學家利用自身權威、堅持己見,抑制別派學說,亦會影響科學的發展。你能想像西元十六世紀,醫生們拿著的解剖經典是出自於西元二世紀的蓋倫,且內容漏洞百出嗎?蓋倫是根據其動物解剖的經驗來推斷人體的內部構造,當然和人體的構造有很大的出入。但許多人不改抵抗權威,使得錯誤流傳千年。直到維薩留斯的出現,人體的結構才終於被了解。維薩留斯憑藉著大量的人體解剖經驗,推翻了多年來的理論,加上他有美術的長才,得以將知識快速的更新、傳播。

另一個為人所知的例子是牛頓萊布尼茲。在微積分發展上,英國推崇地位較高的牛頓提出的流數,而非萊布尼茲的微積分,這導致英國的數學研究落後其他歐陸國家。最後一個權威造成的悲劇,讓許多產婦賠上了性命。十九世紀,醫生塞默維斯發現由醫院接生的產婦死亡率遠遠高出了由助產士接生的。他推測原因是醫學系的學生在解剖完大體後沒有清潔,而將細菌帶給產婦。然而其他高傲的醫生們認為:醫生怎麼可能害人呢?而摒棄了塞默維斯的想法。

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性別

女性在科學界受到的打壓也不少:在代數領域有傑出成就的埃米諾特,竟因其性別而無法擔任大學教授;華生看了羅莎琳.佛蘭克林的 DNA  X 光繞射圖片,終於發現了 DNA 的雙螺旋結構,並以此得到了諾貝爾獎。雖然華生得獎的時候佛蘭克林已過世,然而我們可以想像,在當時的社會氛圍下,即便她在世,女性科學家的得獎機率仍然很低;發現脈衝星的喬瑟琳貝爾其成就在天文界有目共睹,然而諾貝爾物理獎的獎座是被指導教授赫維許拿走;吳健雄透過實驗證實宇稱不守恆,但最後是理論學家楊振寧及李政道是拿到了諾貝爾物理獎。

有些時候科學家對抗的不是來自外界的輿論、權威,反對的力量反而是來自科學界:牛頓打壓虎克及萊布尼茲;愛迪生堅持使用直流電系統,並利用交流電椅製造世人對交流電的恐懼,藉此反對特斯拉的交流電系統;發明氫彈的泰勒對前主管歐本海默落井下石,聲稱歐本海默對美國不忠……

我想呈現的不只是科學家的榮耀,還有其與常人無異的一面

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跟著《科學史上的今天》的腳步,我們可以發現科學家或許只在智力上比一般人高超,但其品性仍和常人一樣:他們也會忌妒、也會排擠別人、也會為了得到權力耍手段。如果大家能用平等的角度認識科學家,去了解理論後的時代背景,那學科學就不再只是背公式和定理,而是和一段段生命故事相遇的奇幻旅程。

 

梁晏慈
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梁晏慈,台灣大學化學系研究所。 喜歡聽故事、說故事,還有貓。