人類壽命無極限？「死亡率高原」的研究之爭

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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與 Covid-19 的一役中，能否有效評估症狀的嚴重程度，讓病患得到合適的療程與處置，是有限醫療資源條件下長期抗戰的關鍵。「CT 值」是目前各國用來判斷 Covid-19 確診者的指標，有研究學者指出， CT 值很可能與症狀嚴重程度和死亡率有相關性，但同時也有人持相反的論點，認為兩者並無關聯。CT 值，到底可不可以用來反映 Covid-19 的病情輕重？

什麼是 CT 值？

Covid-19 疫情爆發以來，過著防疫新生活的我們，不僅每天與口罩、酒精和實聯制為伍，對各種類型的疫苗如數家珍，也對媒體報導中的確診數與「CT 值」不陌生。與可以自行操作、15 分鐘就能看見結果的快篩試劑不同，CT 值需要透過精準度更高，但耗時更長的即時 RT-PCR （反轉錄聚合酶連鎖反應，reverse-transcription polymerase chain reaction）才能得出。

RT-PCR 的過程，從受測者被棉棒戳鼻子或口腔採集體液開始。體液樣本將被提取 RNA，並被反轉錄成 DNA。然後，可以與病毒轉錄 DNA 相合的特定 DNA 引子會被加入，隨著儀器升溫、降溫的循環，被複製放大，直到能判斷訊號為止。如果病毒確實存在，每經過一次循環，病毒基因量就會被複製放大一倍，而偵測到訊號的循環次數，就是 CT 值全名——循環數閾值（Cycle threshold value）的由來。例如，CT 值 = 20 代表病毒基因被放大了 2 的 20 次方。

CT 值越高，病毒量越多，症狀越嚴重嗎？

CT 值一般用來反映病患體內的病毒量：病毒量越多，需複製循環的次數就越少，CT 值越低；病毒量越低，則循環的次數就越高。而當 CT 值超過一定數值，即複製放大到一定上限仍無偵測到訊號的話，便會判定為陰性非確診。目前國際上判定有無確診的標準不一，台灣通常以 CT 值 35 ~ 40 為陽性參考的門檻，日本與美國則將 CT 值 40 以內都列為確診者。

患者體內病毒量越多，疾病嚴重程度越高，這似乎是一項合理的假設，但事情真的是這樣嗎？過去 Covid-19 的近親—— SARS 在 2002 年肆虐各地，當時的研究者同樣利用 PCR 技術檢驗病毒量，發現高病毒量的患者，重症情形和死亡率也較高。其他病毒如黃熱病與伊波拉病毒，也有著病毒量越高，死亡率也隨之增高的趨勢。不過相同觀點是否能套用在 Covid-19 上，目前醫學界的看法仍存在分歧。

正方：CT 值與疾病嚴重程度，甚至死亡率有關

美國紐約市在 2020 年 3 月到 4 月針對 678 名住院病患進行了調查。研究人員按照 CT 值大小分為高病毒量（CT 值 < 25）、中病毒量（CT 值介於 25~30）及低病毒量（CT 值 > 30）。結果顯示，低 CT 值、高病毒量的患者重症插管的機率為 29.1%，比高 CT 值、低病毒量的 14.9 % 幾乎高出一倍。在死亡率上，與低病毒量患者的 6.2% 相比，高達 35% 的高病毒量患者在住院過程中撒手人寰。

巴西的研究也顯示類似的趨勢。 2020 年 3 月到 7 月間，聖保羅醫院收集 875 名患者的 CT 值結果做分析，他們也將 CT 值低於 25 定義為高病毒量，並將病情定義為輕微（居家治療）、中度（住院治療）及嚴重（加護病房治療）。研究顯示，病情中度程度的患者的 CT 值，比病情輕微和嚴重的病患來得顯著高。而在治療結果上，可以出院的幸存者之 CT 值 （中位數 = 27）明顯比死者（中位數 = 21）來得高，説明低 CT 值、高病毒量和死亡率的相關性。

反方：CT 值與病情輕重和死亡率無顯著相關

不過，亦有研究顯示截然不同的結果。在印度孟買一所三級照護醫院進行的一項研究，調查對象為 2020 年 3 月 到 6 月期間的 219 名病患。研究將 CT 值分為高（31~40）、中（21~30）和低（11~20）三個等級，並以血氧濃度低於 93% 作為區隔輕重症患者的基準。結果發現，低 CT 值（高病毒量）的患者反而呈現顯著輕微的病情。但若在重症病患之間做比較，不幸離世的病患的 CT 值確實比幸存者來得低。

另一項 2020 年在巴林、樣本數包含 1057 個住院病例的研究，也認為 CT 值和 Covid-19 症狀嚴重程度沒有相關性。這項研究將病患是否需要氧氣供應、呼吸器維生作為輕重症的判別。結果顯示，病況最嚴重、需要呼吸器維生的重症病患，將近六成 CT 值都高於 30 ，病毒量理應較低者。而比較住在普通病房與特別需要氧氣支持的病患，兩者的 CT 值沒有顯著差異，前者的 CT 值中位數（24）還略低於後者（25）。

CT 值是一項重要的指標，但也不是唯一的指標

儘管上述研究結果，無法在 CT 值究竟是否適合用作判定病情輕重的指標上達成共識，但兩方的研究者，也都指出各自研究的局限，包含了 PCR 檢測在分析前、中、後過程中的不確定性。儀器所得到的 CT 值，並非一個絕對值，會受到採樣方法、檢體種類、RT-PCR 儀器條件與使用試劑品質等影響。

雖然沒辦法用來斷言病情輕重，但無可否認地， CT 值在判定確診及解除隔離與否的防疫工作上，目前仍扮演不可或缺的角色。不過 CT 值也不是唯一的指標，醫生與研究者正積極地探究與病情症狀有關的其他可能因素。正反兩方的學者當中，不約而同提到，採檢前的症狀持續時間，應該被列為診斷與研究的重要參數之一。其中，來自印度孟買的研究者指出，重症死亡者在進行 PCR 檢測前，有顯著更短的症狀持續時間。因此他們建議，需控制症狀出現後與進行檢測之間的時間，才能更好地進行 CT 值與病情嚴重程度的相關性研究。

延伸閲讀

• COVID-19篩檢：陽性、陰性，還有CT值高低
• 如果戶頭裡的錢像病毒那樣複製翻倍——CT 值│科基百科

參考資料

1. How is the COVID-19 Virus Detected using Real Time RT-PCR?
2. Magleby, R., Westblade, L. F., Trzebucki, A., Simon, M. S., Rajan, M., Park, J., Goyal, P., Safford, M. M., & Satlin, M. J. (2021). Impact of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Viral Load on Risk of Intubation and Mortality Among Hospitalized Patients With Coronavirus Disease 2019. Clinical infectious diseases : an official publication of the Infectious Diseases Society of America, 73(11), e4197–e4205. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa851
3. Faíco-Filho, K. S., Passarelli, V. C., & Bellei, N. (2020). Is Higher Viral Load in SARS-CoV-2 Associated with Death?. The American journal of tropical medicine and hygiene, 103(5), 2019–2021. https://doi.org/10.4269/ajtmh.20-0954
4. Abdulrahman, A., Mallah, S.I. & Alqahtani, M. COVID-19 viral load not associated with disease severity: findings from a retrospective cohort study. BMC Infect Dis 21, 688 (2021). https://doi.org/10.1186/s12879-021-06376-1
5. Shah S., Singhal T., Davar N., Thakkar P. (2021) No correlation between Ct values and severity of disease or mortality in patients with COVID 19 disease. Indian Journal of Medical Microbiology, 39(1), 116-117. https://doi.org/10.1016/j.ijmmb.2020.10.021
6. Rabaan, A. A., Tirupathi, R., Sule, A. A., Aldali, J., Mutair, A. A., Alhumaid, S., Muzaheed, Gupta, N., Koritala, T., Adhikari, R., Bilal, M., Dhawan, M., Tiwari, R., Mitra, S., Emran, T. B., & Dhama, K. (2021). Viral Dynamics and Real-Time RT-PCR Ct Values Correlation with Disease Severity in COVID-19. Diagnostics (Basel, Switzerland), 11(6), 1091. https://doi.org/10.3390/diagnostics11061091

「有沒有那麼一個明天，重頭活一遍，讓我再次感受，曾經揮霍的昨天。」五月天的歌曲《如煙》用詩意的歌詞，道出人們心中對時間與生命的渴望。科學家花了幾個世紀探索生命的秘密，究竟，人類的壽命是否存在上限？

什麼是「死亡率高原」？從果蠅身上得到的啟示

近日《Science》發表了一篇論文，為人類壽命上限的問題提供了一種解答：研究結果顯示，「死亡率高原」(mortality plateau) 確實存在於人類身上。「死亡率高原」究竟是什麼？存在於人類身上又有什麼樣的意義？

要釐清何謂「死亡率高原」，首先要了解「死亡率」的概念。死亡率的研究最早可回溯至 1825 年，英國皇家學會的數學家班傑明．岡珀茨 (Benjamin Gompertz) 運用統計學方法，計算出死亡率定律：動物的死亡率會隨著年齡增加而指數性成長。也就是說，動物從出生的那一瞬間，死亡的可能性就會不斷增加。「越老越有可能死」聽起來很合理，但如果死亡率不停增加，是不是會在某個特定的年紀達到 100%，成為動物的年齡上限？

針對這個問題，近代科學家提出一種假說：死亡率的增長不會一直持續，到了某個年齡便不會再提升，平穩地維持一樣的數值。因為根據定義畫出的死亡率曲線圖，形狀與高原類似，所以這種假說被稱為「死亡率高原」。

「死亡率高原」可能發生在任何動物身上，以觀察果蠅壽命的實驗為例，科學家發現它們的死亡率從出生那刻起便不斷上升，但在超活了 60 天之後，死亡率便不再有大幅度成長，而非趨近於 100%。也就是說，單純從數據推測，擁有死亡率高原現象的動物，它們的壽命有可能不存在上限。（但究竟有沒有上限暫時未知）

死亡率高原研究之爭　到底在爭什麼？

「死亡率高原」是否通用在人類身上，是研究者一直以來爭論的議題之一，並分為兩派說法：一部分研究者認為死亡率會隨著年齡不斷提升，就算科學再進步，人類壽命的提升依然存在極限；另一部分則相信死亡率高原的存在，未來人類的壽命將超乎我們的想像。

而此次發表的研究之所以能宣稱死亡率高原確實存在於人類身上，依靠的是數據蒐集的突破性發展。人類壽命是否存在極限的研究，其實是藉由統計人們的死亡年齡，再用數學方法計算得來，因此，那些年紀過百的「超級人瑞」們的年齡數據正確與否，和研究的精確度事關重大，但在以往資訊流通十分不便的年代，爺爺、奶奶們的年齡很容易被灌水，往往讓科學家一個頭兩個大。

事實上，岡珀茨在 1852 年提出死亡率定律時，他同時也補充到：「死亡率的成長不會一直持續，而是有一定的上限。」但由證據不足，連他自己也不太確定這句話的真實性，所以這樣的說法就暫時被擱置在一旁。直到 1990 年後，數據蒐集的方式改善許多，研究者才歸納出，人類在超過 80 歲以後的死亡率有所減緩，與中年人極快的死亡率增長速度有著鮮明的對比。

1998 年，《Science》的一篇論文中提出，人類身上確實存在死亡率高原的現象，與他們在果蠅及其他生物身上發現的結果一致，這樣的研究成果大大地刺激了生物人口統計學 (Biodemography) 和演化論 (Evolutionary) 理論化的浪潮。然而，2011 年，《North American Actuarial Journal》中的一份研究成果卻發現，人類的死亡率並不會減緩，甚至 2017 年的一份研討會論文中還指出，死亡率的增長持會續到 110 歲。這些研究完全打破了「死亡率高原」假設，如果他們才是正確的，那麼 1998 年後所提出的人口模型將全部都會被推翻。

「別吵了！真的有死亡率高原！」　來自義大利的最新研究

為了終結無止境的爭論，5 位義大利的學者採用了革命性的人口統計方法，由義大利國家統計局 (Italian National Institute of Statistics, ISTAT) 蒐集並驗證了 2009 年至 2015 年間年滿 105 歲的人的資料，他們採用世代研究法 (cohort study) ，重複調查同一群人，完整記錄他們從出生到死亡的詳細訊息，排除任何可能影響統計結果的風險因子，並藉由國際長壽資料庫 (International Data base on Longevity, IDL) 提供的標準進行驗證，他們宣稱，此種作法解決了一直以來令研究者十分頭痛的數據偏差問題，計算出最精確的死亡率。

研究結果顯示，人類死亡率的增長速度會在 80 歲達到高峰並漸漸趨緩，而超過 105 歲以後，死亡率便會維持在一個穩定的數值上，另外，藉由詳細的世代調查，也發現活過 105 歲的人有逐漸增加的趨勢，也就是說，人類的壽命正在持續上升，並且尚未達到極限。而除了以上提到的生物知識，研究使用的資料蒐集及計算方式也為生物學研究立下的里程碑，成為此篇論文的最大研究價值。

雖然這群研究者的初衷是為了用更精確的數據來驗證死亡率高原的存在，他們也宣稱自己的數據沒有偏差，但卻遭到同領域的研究者質疑，他們的數據真的具有代表性嗎？統計資料將年齡無法確定的人排除在外，但這樣的作法是否會成為另一種形式的風險因子？死亡率維持在一定數值又一定代表人類壽命沒有極限嗎？而基因遺傳的影響沒有被放進研究中做討論，也成為了研究限制。種種因素都無法說服其他研究者他們的結論是可信的，雙方仍各持己見持續爭論下去。

因為死亡率高原的存在，人類有機會活得越來越長，且以目前情況來看，平均壽命持續增加是無法爭辯的事實，因此，無論是壽命否存在極限，如何養護身體的生命延續科學想必會成為越來越受重視的課題。

參考資料：

1. Scott D. Pletcher, James W. Curtsinger. (2017) Mortality Plateaus and the evolution of senescence : Why are old-age mortality rates so low? Evolution, 52(2),1998.pp,454-464.
2. Elisabetta Barbi, Francesco Lagona, Marco Marsili, James W. Vaupel, Kenneth W. Wachter. (2018) The plateau of human mortality: Demography of longevity pioneers Science, 360(6396), pp. 1459-1461.
3. Once you hit this age, aging appears to stop.
4. There’s no limit to longevity, says study that revives human lifespan debate.

14 世紀中葉，歐洲各地陸續爆發鼠疫。瘟疫在當時的歐洲並不稀罕，可是這回實在嚴重，大量人口慘遭消滅，後世稱之為「黑死病」。疫情主要發生在公元 1347 到 1352 年，有些學者估計令歐洲在短期內減少 30 到 50% 人口，或許高達 5000 萬人之多。

一項新上市的研究根據花粉分析，卻得到結論：黑死病對歐洲各地的影響差異不小，有些區域確實大受打擊，但是有些地區輕微得多。我們該怎麼解讀這些研究呢？

瘟疫殺死歐洲一半人！真的嗎？

黑死病的病原體是鼠疫桿菌（Yersinia pestis），可藉由老鼠和跳蚤輔助傳播。近年來由遺骸取得古代 DNA 的研究大行其道，令我們得知超過五千年前，便有人感染鼠疫桿菌。鼠疫桿菌能搭乘跳蚤便車，關鍵在於 ymt（Yersinia murine toxin）基因，晚於四千年前的鼠疫桿菌皆已經具備。

• 延伸閱讀：拉脫維亞5000年前，最古早的鼠疫桿菌，源自動物傳染？

歷史上三次大爆發：6世紀的查士丁尼瘟疫，14 世紀的黑死病，以及 19 世紀末的全球流行，人們面對的都是傳染力升級的細菌版本；除此之外，還有多次規模較小的流行。 遺傳變化有限的病原體，在不同時空的疫情差異很大。

歷次鼠疫桿菌導致的疫情中，黑死病的衝擊最大，有些研究甚至認為它消滅當時歐洲 50% 人口。這類死亡率的評估，主要來自歷史資料，如文書、稅務等紀錄；然而，這類資訊來源未必準確，有時文字會誇大不實，和實際數字有所差異。

還有一點侷限在，歷史資料主要紀錄人口聚居的城鎮，可是黑死病那個時候，歐洲超過 75% 人住在城市之外。人擠人的城市碰上鼠疫這類傳染病，通常受害較大，所以根據城市評估而得的結果，也許會高估瘟疫的危害。

另一方面，不同地區的受災程度很可能不同，就像正在進行的 COVID-19（武漢肺炎、新冠肺炎）疫情，遺傳上相同的病毒重擊秘魯，對澳洲的傷害卻相對有限。而黑死病也是如此，既有資料已經足以看出，相比於義大利深受打擊，波蘭更加輕微。幾處地區的狀況，不能擴大代表整個歐洲。

花粉大數據

要評估黑死病這類歷史大事件的影響，沒有一種理想辦法，一定要從不同方面尋找證據切入、互補，而環境變化可以作為切入點。突然爆發的疾病，導致大量人口死亡之後，也將造成經濟與社會的動盪，可想而知，自然環境也會受到牽連。

新發表的研究選擇以花粉作為指標，探討黑死病的影響，還創造一個看似 fancy 的新名詞描述：「大數據古生態學（big data palaeoecology，簡稱 BDP）」，反正大數據就是那樣。

概念是，受到黑死病負面影響愈嚴重的地區，人類活動會減少愈多，可以由花粉變化看出。具體樣本來自歐洲各地 261 處遺址，一共 1634 個沉積層樣本；年代介於公元 1250 到 1450 年，大致涵蓋黑死病發生之前到之後的各一百年，也就是前後約 4 代人。短時間內大量人口死亡，影響可能延續數代。

不同植物會生成不同花粉，有些花粉落到湖泊等環境，變成湖底的沉積物，有機會保存下來，成為歷史切片的見證。而人類活動影響環境，使得植物生態有別，便會留下不同的花粉組合。

例如農耕發達的地區，會留下大量農作物的花粉，畜牧業普及區則會是另一種風貌；若是人口減少令農牧活動降低，野生植物的花粉便會增加，不同階段又會生長不同野生植物。

地段，地段，地段！

新的分析思維看似很有道理，但是能相信嗎？研究者首先分析資訊最豐富的兩處地點：瑞典、波蘭。許多證據表示黑死病過去後，瑞典慘遭打擊，波蘭反而明顯成長；倘若花粉呈現的狀況一致，便說明這套分析是可靠的。結果花粉分析順利通過考驗。

花粉分析擴大到歐洲全境，最肯定的結論是：各地差異不小。黑死病前後，一些地區差異有限，有些甚至逆風高飛；農牧活動減少最多的地區位於斯堪地那維亞（北歐）、法國、德國西部、希臘、義大利中部。

有個假設是：瘟疫使人口減少以後，產業可能由勞力密集的農耕，轉向較不需要人力的畜牧。但是這回研究指出，所有農耕下降的地區， 畜牧也跟著減少；唯一例外是德國西南部，畜牧反而增長。

考察文獻得知，義大利、法國深受黑死病危害，這也反映在當地的花粉中，證實歷史紀錄的準確。農業開墾往往是森林的敵人，黑死病過後，義大利的森林甚至重新蓬勃復育；慘烈至此，難怪有薄伽丘《十日談》的誕生。

然而不少地區的農牧活動，黑死病前後的差異有限，或是顯著成長，像是伊比利、愛爾蘭，以及中歐、東歐多數地點。這些分析指出黑死病對歐洲各地的影響有別，整體死亡率大概沒有 50% 那麼誇張。

其實還是不清楚黑死病的死亡率

該如何看待上述論點呢？花粉分析有優點，也有缺點。一如文字、稅務等切入方向，花粉也有自己方法學上的侷限。它能告訴我們歐洲各地的死亡率不均值，卻無法真正評估死亡率高低。

根據花粉組成在不同年代的相對變化，可以推論當地農牧活動的改變，卻不直接等同於人口的死亡程度。

一個地區在黑死病後一段時間，農牧活動明顯增長，不見得意謂瘟疫時沒有死很多人，也可能是恢復速度很快，或是還有黑死病以外的其他因素。

也要注意這兒的評估是相對的，某地相對的受災比較輕微，不等於災情不嚴重。一個地區在幾十年的時段內，如果損失 30% 人口當然是大災難，但是就算死亡「只有」5%，也不可能馬照跑，舞照跳。

評估大瘟疫更廣泛的社會影響

儘管無法準確判斷死亡率，花粉能評估傳染病對社會更廣泛的影響。黑死病這類大瘟疫，不是只有鼠疫桿菌殺死多少人而已，還會牽連更廣泛的社會運作，累積間接傷害。

• 延伸閱讀：歷史大瘟疫：黑死病重塑社會貧富

即使是一個較小的地理範圍，受災程度也可能有內部差異，如城鎮中心及其周圍的郊區、鄉村。沉積物中的花粉，是一個地區一段時間內的集合紀錄，似乎較能避免城鄉差距的影響。

有學者認為，黑死病過後一個地區之所以沒有衰退，也可能是外地人口填補所致，故質疑新研究的論點。就算真是如此，新遷入的人口也是來自歐洲其他地方，同樣支持新論點的大方向：歐洲各地受災程度有異，並非每處一樣嚴重。何況過往公認疫情嚴重的地區，新分析中也看得出來。

有趣的是，一項 2019 年發表的研究在檢視多重證據後，也認為查士丁尼瘟疫的災情言過其實，不如過往認知的那麼嚴重。提醒各位千萬不能忽略「沒有那麼嚴重，跟不嚴重是兩回事」。

花粉無法回答的問題是：黑死病為什麼在各地影響有別？有人推測是鼠疫桿菌的品系不同，在西歐的殺傷力較強，東歐較弱。但是此一論點缺乏遺傳學、病理學的證據。

2019 年底至今的全球瘟疫清楚告訴我們，遺傳上一模一樣的品系，在不同國家的傳播與傷害天差地別，涉及許多複雜的因素。黑死病比當下冠狀病毒造成的疫情嚴重很多，基本道理大概還是一樣的。

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參考資料

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4. Black death mortality not as widespread as believed
5. Did the ‘Black Death’ Really Kill Half of Europe? New Research Says No
6. Mordechai, L., Eisenberg, M., Newfield, T. P., Izdebski, A., Kay, J. E., & Poinar, H. (2019). The Justinianic Plague: an inconsequential pandemic?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(51), 25546-25554.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。