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人不是地球上唯一物種,文明也是複數──泛生態科幻系列(完)

oeo
・2018/08/05 ・4325字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 549 ・八年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文為系列文章,在此之前你可能會想先看看
人類該如何學習自然而變得文明?—那些含有「泛生態」意涵的科幻作品發想與凝望
如果地球是個硬碟,生命如何創造資訊彼此溝通?《阿凡達》展現的生態文明
宇宙如此宏大,我們該如何發展文明?
由大衛芬奇到宮崎駿:文明本就與生命世界環環相扣

《侏儸紀公園》直接生態能源與動力的顯與隱

當國際上野生動物保育組織、流刺網捕魚作業還有一長串黑名單的年代,野生動植物保育觀尚未如此盛行、成熟、普及,五、六年級生小時候就有像是《恐龍救生隊》、《大白鯨》這樣「超時代」的科幻卡通,想像、探討在現實中早已滅絕或未曾出現的物種與生境,「恐龍、巨獸救援與保育」問題,以及動物在文明中的地位與科技利用。

《恐龍救生隊》這部卡通也許不是當年最知名的作品,卻是拍攝技法與內容別開生面的奇作。較為人熟知的《侏儸紀公園》系列,時髦地引用了生物技術的當紅主題,但從生態科幻宏觀創意的層次來看,這類作品一再提醒我們思考:要永續、保護、保育(包括復育)生物、生態的主流,會尊重、共生、學習生物、生態的方向,從此而生或衍生而出的的科學科技與文明,會造就怎麼樣的世界?

「所有生物,從藍藻到藍鯨,從秀麗隱桿線蟲到大象,都具有穩定有序、低熵的構造,這一點其實相當令人難以置信。應當說:它們的出現簡直是個奇蹟。為了維持穩定的狀態、一致性與完整性,為了避免失序,每一個生物,包括每一個生態系,都必須持續輸入能量。」(資料引自從世界變得寂靜開始:物種多樣性的衰減如何導致文化貧乏

但我們得注意,現實中,要學習生態、利用生物,局部片面、倉促短視的做法其實常常遭致生命倫理、弄巧成拙、顧此失彼甚至適得其反的後果。類似的問題與危機已發生在獸力應用、生物防治、生態工法、生物技術、基因改良、生質能源等等各大領域,又如一些利用池塘綠藻製造汽油與合成石油的研究計劃,與目前低價的石油和天然氣相比,擴大微生物生產石油所需的商業成本迫使艾美利斯(資料引自《科學人》No.184  P32)和其他一些新創公司暫停相關計畫,這些公司成為投資者的噩夢。

根據官方設定的背景資料,小藍是「合成恐龍」,因此在外型上與一般馳龍類恐龍不太相同。圖/IMDb

這近來當紅卻也引起不小爭議的「合成生物學」,它原初的狂野夢想,是安全改造所有生物以幫助人類並改善環境,科學家埃斯維特給了一個鮮明的自問自答:

「為什麼要使用生物系統,而非化學物質呢?因為自然界生物通常能在室溫或體溫狀態下進行複雜的化學反應,而科學家對此只能望洋興嘆,因其通常得依靠有毒化合物或外力協助以產生化學反應。此外,生物工廠也比矽和金屬製成的人工產品節能。……生物最大優勢正是能繁殖與演化。」(資料引自《科學人》No.184  P32)

正因為如此,在理想與方向,目的與價值確立後,我們更應該認真投入,以更靈活調適、更深廣觀察、更有序長遠從事理論建構與實踐應用,也值得關注的,宏觀而言,科幻就是科學科技與文明發展之前、當下、之後的超然思辨與廣博檢視。

另一部早期別緻科幻卡通《大白鯨》,作品特色可愛之處在於:它在科幻與現實面都非主流,結合生物、精神力(記得是用腦波操縱大白鯨飛船,還需要整個團隊的專注合作)的科學科技,是光明正義也更為先進的一方,最終還戰勝了船堅炮利機械化學的科學科技!

共生共存:人不是地球上唯一,文明也是複數

今年看到個人相當讚賞的科技評論家凱文.凱利 (KK),表示近年最熱門的「人工智慧」,發展其科技的核心價值,在於重新促進定位人類智慧。

圖/pixabay

但古今未來,人不是地球上唯一物種,文明也是複數:

「一個物種、一個語言,或是一個文化的死亡,不只是和過去、和根切斷連結。一個物種的滅絕,也代表這個物種未來的發展將有潛在的毀滅性。同樣地,當一個文化被毀滅時,所有可能的未來發展、所有它可能發展出的概念與思想也毀滅了。一個死去的語言、一個被抹滅的文化都留下了生態學上的空白:不再被提出的問題、不再被思考的理路,不再被述說的故事。這些被抹滅的事物都被新的其他事物所取代。然而,因為交流越來越頻繁、隨意,因而造成新舊之間更大的距離,新的文化、語言、生物等在任何一個地方都能發展。世界的生物多樣性和文化多樣性因此逐漸地單一化。大自然和文化的過去景象快速地被新的覆蓋。」──引自從世界變得寂靜開始:物種多樣性的衰減如何導致文化貧乏

人類在發展科學科技的同時,常常可能已經先入為主地、未經或無能於科學驗證地排除、輕忽、漠視、遺漏、壓制了『其他有效方案』!

從現實歷史中,早期礦坑毒氣偵測使用的金絲雀,猴子和人合作摘果、大象載貨運搬、海豚和人合作捕魚…..到今日在禁品檢驗的很多表現上仍優於人工機器的緝毒犬,再到科幻作品《星際大戰》中想像出絕地武士騎乘異獸穿梭在特殊地形的星際基地……人類與其他生物之間的關係本身,直接共處角色位階,是奴役、利用,還是學習、合作,本就絕不會也不該從科技文明中退位,但也可說從真正文明尺度而言,還停留在非常原始、膚淺、脆弱與粗陋的階段。

而真實歷史上,從發現認知到充分利用、融入新方向的能源、動力於其他科技發展上,都是一項漫長艱辛的歷程,單是「流動空氣」,就花了將近整整五千年才被應用在機械上。中國人拔得了頭籌,大約是在西元前 200 年左右,他們豎起了風車,並給這些風車裝配齒輪,汲水用於灌溉。單就「磁力」,分散式、小規模、安全性的運用,人類文明該學、能學的似乎還很多。

圖/wikimedia

上述大多是人類可見且較熟悉的動物實例,但談生物力、生態能當然不能只偏限某一類物種,根據傑克·舒爾茨(Jack C Schultz)的看法,就以相對較被冷落的植物而言,牠們其實「只是行動非常緩慢的動物」。這不是對基礎生物學的誤解。舒爾茨是位於美國哥倫比亞的密蘇里大學(University of Missouri in Columbia)植物科學系的教授。

他花了四十年時間研究植物和昆蟲之間的相互作用。他對自己的研究了若指掌。相反地「他探討的是我們對植物的通常看法。他覺得人們通常對植物視而不見。然而,植物會爭奪領土,尋找食物,逃避捕食者,讓獵物落入陷阱。它們像任何動物一樣活著,並且有著相應的行為。」(引自 BBC英倫網 

法國里昂大學(University of Lyon)的植物學家奧利維爾·哈曼特(Olivier Hamant)說:「要看到這一點,你只需要製作一個關於植物生長的高速播放電影——然後,植物的行為看起來就像動物了。」(引自 BBC英倫網  

事實上,延時攝像機揭示了鮮為人知的植物行為的精彩世界,任何觀看了大衛·艾登堡生命系列記錄片(David Attenborough’s Life)中著名的《林地片段》的人都可以為此證明。從材料到工具,從方向到方法,從結果到效益,我們總要記得,總要好奇,總要謙學:文明精彩,生態無疆!

結語與後記

「直覺之心是神聖的天賦,理性之心則像忠誠的僕人。我們建立了一個榮耀僕人卻遺忘了天賦的社會。」事實上,若蔑視了眾生,誤置了生態,人類文明恐怕連「理性之心」也稱不上,何來榮耀?

Avatar (2009)。圖/imdb

1963 年,蘇聯科學家卡爾達肖夫提出了宇宙文明的 3 個等級。隨著等級的提高,文明的科技和控制自然的能力也就越強。根據卡爾達肖夫的分類──

一級文明:能夠利用自己所處行星的能量,既包括該行星自帶的能量,也包含該行星從外太空接受到的能量,如恆星的太陽能等。
二級文明:能夠開發其恆星系中的能量,包括其他行星、甚至恆星的能量。
三級文明:能夠掌握其所在星系的能量,整個星系上千億顆恆星、以及它們的行星、甚至是黑洞的能量。

隨著人們對宇宙認識的深入,又有科學家增加了新的分類,一直到最高的七級文明。新補上的四級文明──

四級文明:可以利用全宇宙的能量。
五級文明:可以穿梭於多元宇宙之間,開發其他宇宙的能量。
六級文明:神級的文明,不僅僅局限於開發能量,甚至可以任意操縱時間、空間、創造宇宙!
七級文明:其實這是個預留的級別,就是我們還完全無法意識到的級別。

地球上的很多能源、甚至包括地震產生的巨大能量,人類根本無法利用。所以說,地球人現在連一級都排不上,我們充其量也就是 0.7 級文明!而大致看來,這些仍是強調控制與利用的文明進程。若改以生態的共生與關係觀之,文明的向度應是「另當別論」。

「目前的地球其實早已超載了百分之二十到三十。用經濟術語來說,那就是人類原本應當靠著地球自然資本的利息而生存,現在則不但利息已揮霍殆盡,甚至還大量用到本金。」(引自《失控的進步:復活節島的最後一棵樹是怎樣倒下的

而諸如弱肉強食、互惠共生、此消彼長、攻敵必救……,生態現象的一個重要人文價值,即在於不但以「種內」,更以確實可察、多樣豐富、宏偉細膩的「種間」關係、互動,應驗、提示、反證、啟發人類「種內」的種種社會結構與交互作用,有時單從人類種內的觀察、思考很容易疏忽、遺漏。若我們接受主流科學的達爾文演化論,這是一種無形的科學遺產保留、再造與傳承。

進而言之,關鍵珍貴的,就是它的永續、多元、無廢、真切、平衡、整體、生(活)境、有序、循環與流動的本質,終將是科學的理想,理想的文明。

圖/imdb

我們今天看到「重於空氣的科技」──飛機穿梭頂上,而非「輕於空氣的科技」──飛船滿天航行,這其實絕不是單就現代科學探討、科技現實推論講得通的道理,歷史非線性,文明是複數,科幻、生態、文明的和合共成,必定是宇宙萬曲、天地詩篇中一首動人精彩的交響樂章!

「沒有生命會真正消失。」《星際大戰》電影系列今年已上映至第八集,還用了「最後的絕地武士」這個副標題。「最後」一詞用得讓人感到震撼,尤其對於特定世代的星戰粉與科幻迷,那更是一種悲壯,一種蒼涼,一種豁達,一種啟發。

最後的絕地大師告訴我們:

「原力不是讓石頭飛起來,不是存在某人身上的強大力量(雖然它的確可以這樣示現),它是萬生萬物之間的一種連結,一種覺醒。」

原力與我們同在,原力與生態文明同在。

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森林學研究所畢業 曾任台大創發社幹部(臉書社團 "創發社CAIV" 召集人 ) 某屆倪匡科幻獎得主 從事教育工作 科學科幻 自然生態 文藝創意 一切"豐富生命"的愛好者...

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用這劑補好新冠預防保護力!免疫功能低下病患防疫新解方—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 ・2882字 ・閱讀時間約 6 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 年美、法、英、澳及歐盟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,證據也顯示該藥品針對 Omicron、BA.4、BA.5 等變異株具療效。

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
帕克斯洛維德
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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科學家模擬出《沙丘》行星的氣候模型:現實中的人類真的能在 Arrakis 生存嗎?
Y.-S. Lu
・2021/11/12 ・3205字 ・閱讀時間約 6 分鐘

架空世界:任腦中遨遊的世界,嗎?

法蘭克‧赫伯特的《沙丘》是 2021 年上映的硬派科幻電影[註1]。《沙丘》之名,在科幻迷眼中,被視為科幻類型文本的開山始祖之一,更是難以電影化的科幻小說作品;在電影《沙丘》中,行星厄拉科斯(Arrakis)是作品中的主要場景,一片荒蕪的沙漠行星,除了有著珍貴的香料礦,還有可怕的沙蟲。

1984 年的厄拉科斯行星的想像圖。圖/WIKIPEDIA

這樣的架空世界,屢屢存在於各個作品中,《魔戒》中有中土大陸(Middle Earth),《冰與火之歌》中有維斯特落大陸與厄斯索斯大陸,《星際大戰》更有具雙日的環聯星運轉行星克卜勒16b[1]塔圖因星球。身為讀者,以及一位地球科學模擬科學家,有時不禁會想:這些架空是否真的有可能存在?這些作家設計的世界,真的能存在嗎?

今日,布里斯托大學氣象研究所的 Dr. Alexander Farnworth 與他的同事 Dr. Sebastian Steinig,以及薛菲爾德大學的 Dr. Michael Farnsworth 就實際驗證了一次,究竟一個架空星球的氣候環境,是否為真?是否真的適合人類居住?

《沙丘》的氣候模型:低碳高臭氧的沙漠環境

在他們發表的文章[2]中,他們使用了氣候模型來模擬厄拉科斯的氣候。Dr. Farnworth 亦提到[3],他們使用的是同樣用在 IPCC(The Intergovernmental Panel on Climate Change,跨政府氣候變化專門委員會)報告中,用以預測未來氣候變遷狀況的 HadAM3B-M2.1D 模型[4],其不需要海洋模式,所以海洋模式也就不用運行了(當然也可以省下計算資源)。

《沙丘》世界中的厄拉科斯行星的氣候模型。資料來源/climatearchive.org

這個模型使用與地球相同的物理行為與物理參數。他們也使用了《沙丘百科》所提供的資料,來告之氣候模型應使用的地型狀態以及星球軌道,而星球軌道將大大影響到一個星球上的季節情況。最後,則是厄拉科斯星球的大氣組成:350 ppm 的二氧化碳、0.5% 的臭氧層。這兩個數字會影響到地球的溫室效應,只不過雖然厄拉科斯的二氧化碳濃度低,但是同樣是溫室氣體的臭氧值高,因此具一定的溫室效應。

等這些數據確定後,氣候模型就可以開始運作並且計算。這個氣候模型一共跑了三週多,作者另外提到,他們總共模擬了五百年,而且還使用了地球的部份大氣情況來跑厄拉科斯的數據(當然同樣是為了省下電腦運算資源的策略)。幸運的是,在初始的幾年中,大氣就乾了,而五百年後,大部份的水都保存在地底[3]。這也不難想象,尚未蒸發到大氣中的水會因重力滲流到地表下保存,而在沒有植物行光合作用的情況下,大氣中的水蒸氣也將成為厄拉科斯上居民爭奪的「黃金」。

為什麼要算五百年的氣候狀態?因為氣候/氣象模型餵進去的只是 Initial Condition,也就是「初始條件」,而初始條件只是氣候模型的開端而已,不能當做結果。所以算到最後,這個氣候模型必須達到「平衡態」——也就是說,模型算出來的四季,與下一年算出來的四季,必須要有極小的差值。等這個差值小到可以忽略時,這種數值模型才算是成功的。

住在「赤道比高緯度區域還舒適」的沙漠星球

在書中描述了厄拉科斯是極為嚴苛的生存環境,像是人會利用「蒸餾服」來回收排出的汗、尿,再自己喝,連血都會快速凝固來防止蒸發。書中描述的厄拉科斯是個非常乾熱的地方,所以大多數的人會住在兩極地區。

但是根據氣候模型,熱帶/赤道地區,在夏天會達到 45°C,冬天則不低於 15°C,但是在中緯度與兩極地區,最高溫會達到 70°C,在中緯度最低溫會達到 -40°C,兩極則會到 -75°C。其主要的原因就是兩極地區的大氣濕度高、雲層厚,造成其極端的氣候狀況。

另外與書中描寫不同的,是降雨狀態。書中的厄拉科斯沒有降雨,但是依據氣候模型的計算,在高緯度的夏天,還有山區與高原地區,還是有非常少量的降雨。也因為前述提到的極端溫差,所以兩極地區也不存在冰帽。

厄拉科斯是極為嚴苛的生存環境,人會利用「蒸餾服」來回收排出的汗、尿,再自己喝,連血都會快速凝固來防止蒸發。圖/IMDB


最後的問題,人類可以住在厄拉科斯嗎?根據氣候模型,人類最有可能居住在熱帶地區,而不是書中提到的中緯度:畢竟中高緯度才是最熱的地方,也是最不適合人類居住的氣溫。如果有誰想要用岩石煎牛排,是可以考慮到中緯度一遊吧?

雖然書中的描述與實際氣候模擬的狀況有一點落差,但是作者們也提到,《沙丘》原著出版時間早(1965 年),比真鍋淑郎發表第一支地表模式早了整整四年,在這樣的落差下,《沙丘》原著中對厄拉科斯的氣候描述,雖與氣候模型模擬的結果有部分落差,但並無大錯。

Dr. Alexander Farnworth 給中文讀者的話

筆者與撰寫《沙丘》氣候模擬的文章作者進行了一些交流,除了學術交流外,也榮幸邀請了作者給中文讀者一些感言:

「從數十年前開始,我便一直是法蘭克·赫伯特的作品《沙丘》的超級粉絲,而他也打開了從我童年時開始,對奇幻世界的眼界。這也讓我有機會用一個科學家的角度,來重新檢視童年時有對此世界的奇想。我希望就此成果,也能夠一樣能吸引更多的人來了解我們的氣候是如何運作,知道為什麼要保護我們的星球,更希望能夠激發更多下一代的氣候學家。」[3]

I have been a massive fan of Frank Herbert’s Dune since childhood due to the fantastical world he first envisioned many decades ago, to be able to look at it as a scientist was a fantastic experience and brought back that childhood wonder. So, I hope this work equally inspires others to learn about how our climate works, how we should not take our planet for granted and maybe even inspires the next generation of climate scientists.

大氣科學是一門很有趣的學問,人類仰望星空,是透過地球的大氣層才有了閃爍的星光,也是有大氣層才保護人類免受宇宙射線侵害。人類在埃及、商朝、伽立略等年代,都建立了對星體運動的了解,但大氣動力學要一直等到納維爾-斯托克斯方程出現後,才有飛躍般的進展,更惶論在能用數值模型解釋氣候、氣象模型,以及人類擁有更精確、更大量的氣象資料後,才能大量驗證大氣運動,進而改良大氣模型,才能達到預測氣象與氣候推測(Climate Projection)的能力。但這非常需要大量的人力,以及大量的知識才能達到。

大氣科學是一門很有趣也有用的學問,能幫助人類更精準地預測氣象,但也考驗知識、人力與物力。圖/Pixabay

真鍋淑郎博士在近六十年前,以少數人力建構了第一代的地表模式,而現在最新的《通用地表模式第五版(Community Land Model Ver. 5)》,是橫跨多國的合作開發的模式[5],而這還只是地表模式,大氣模型中還有形成雲或雨的 Microphysics、輻射能量傳導模式的 Radiative Transfering Scheme、解大氣間傳輸的 Planetary Boudary Layer Physics、屬海洋領域的洋流模式,屬水文領域的三維地下水模型,以及用來進行數值解的計算流體動力學,更惶論日新月異的電腦資訊工程的發展,這些的確都需要未來學子們加入並一同改進,也是未來泛地球科學學門需要的生力軍。

註解

  1. 2021 年上映的科幻電影《沙丘》舊譯為《沙丘魔堡》。除了 1984 年大衛·林區所拍攝的初代電影使用舊譯名稱外,還有九零年代的同名即時戰略遊戲;遊戲版的《沙丘魔堡II》,也是《終極動員令(Command & Conquer) 》創作公司Westwood的代表作之一。

參考資料

  1. Doyle, L. R., Carter, J. A., Fabrycky, D. C., Slawson, R. W., Howell, S. B., Winn, J. N., … & Fischer, D. (2011). Kepler-16: a transiting circumbinary planet. Science, 333(6049), 1602-1606.
  2. Farnwoth, A, Farnwoth, M, Steinig, S, 2021, Dune: we simulated the desert planet of Arrakis to see if humans could survive there. https://theconversation.com/dune-we-simulated-the-desert-planet-of-arrakis-to-see-if-humans-could-survive-there-170181?fbclid=IwAR2EhRwjxNsGtFdkZGic8SZRS7cOgQbjfFXt27PmGYyZoVLH3BpANma569g
  3. Farnworth, A, 2021, Personal Communication.
  4. Valdes, P. J., Armstrong, E., Badger, M. P. S., Bradshaw, C. D., Bragg, F., Crucifix, M., Davies-Barnard, T., Day, J. J., Farnsworth, A., Gordon, C., Hopcroft, P. O., Kennedy, A. T., Lord, N. S., Lunt, D. J., Marzocchi, A., Parry, L. M., Pope, V., Roberts, W. H. G., Stone, E. J., Tourte, G. J. L., and Williams, J. H. T.: The BRIDGE HadCM3 family of climate models: HadCM3@Bristol v1.0, Geosci. Model Dev., 10, 3715–3743, https://doi.org/10.5194/gmd-10-3715-2017, 2017.
  5. Lawrence, D. M., Fisher, R. A., Koven, C. D., Oleson, K. W., Swenson, S. C., Bonan, G., … & Zeng, X. (2019). The Community Land Model version 5: Description of new features, benchmarking, and impact of forcing uncertainty. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 11(12), 4245-4287.
    https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018MS001583
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Y.-S. Lu
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自從來到學界後,便展開了一段從土木人到氣象人的水文之旅。主要專業是地球系統數值模擬,地下水與地表模式的耦合系統,以及大氣氣象模擬。目前是于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich GmbH)超級電腦中心的博士後研究員。

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當科技介入感官體驗,人類的情感還是「自然」的嗎?——《再.創世》專題
再・創世 Cybernetic_96
・2021/11/05 ・5624字 ・閱讀時間約 11 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 作者/劉育成|東吳大學社會系副教授

後人類學者 Rosi Braidotti 在其著作中提出了一個問題:

「後人類主體的感官與知覺器官,看起來會像什麼樣子?(What is the sensory and perceptive apparatus of posthuman subjects like?)」(Braidotti & Hlavajova, 2018, p. 12)。

或者,換一個問法。人類所擁有的情感、情緒、知覺或感官體驗,都是「自然的」嗎?這樣的論述有多大程度是真實的?以及,科技如何可能改變這樣的真實性?Jordi Vallverdú 提出「後認知時代(Post-Cognitive Era)」一詞,藉此思考以下提問:「情緒或情感是自然的嗎?」「在科技介入後,情緒或情感如何變得不自然?」,或者「如何挑戰情緒或情感是自然的這條界線?」(Vallverdú, 2017)。

換句話說,他的提問是:人造感官如何影響或形塑我們對世界的認識?以及,最終而言,如何形塑我們對自身之認識,以及形塑自身與機器之關係的認識?當然,這也挑戰了自然與技術的關係,也包含了重塑兩者之間原本存在之界線的內涵。

自然與非自然之間的關係

自然與技術(人造物)的關係,從希臘時代便有所論述。在史丹佛哲學百科(SEP)中,Franssen 等人歸納出了四個主題:首先,技術是學習於自然,或是模仿於自然。例如建造房子是模仿自燕子築巢、編織則是模仿自蜘蛛結網等。第二,自然與人造物之間存在著根本上的區別。例如亞里斯多德認為,自然界事物的產生與動作乃是內生的,而人造物是依賴外在的原因。此外,不同於自然,人造物也無法再製自身。第三,亞里斯多德的四因說(物質、形式、效用、目的)對技術哲學的貢獻。第四,柏拉圖與亞里斯多德對技術圖像的大量使用。例如柏拉圖將世界描述為是工匠的作品(the work of an Artisan)以及兩者都認為技術圖像在表達「世界的理性設計」這個信念上是不可或缺的(Franssen, Lokhorst, & Poel, 2015)。

在希臘神話中也經常見到技術如何借鏡於自然,以擴展人類的能力。例如伊卡洛斯與代達洛斯想要透過蠟製成的翅膀逃離克里特島的故事。對於自然與技術(人造物)之間的區別,以人造物無法再製自身為主要觀點,指出了某種對於自然與人造物之間似乎存在著一道無法跨越的鴻溝或高牆。無論是往下走到底或者往上爬,科技都尚未能帶領我們看到是否能成功跨越的終點。

許多技術模仿於自然,例如建造房子是模仿自燕子築巢。圖/Pixabay

從技術的角度來看,自然是可以被征服的。然而,自然卻從未想要征服技術。對人類與社會的演化而言,「自然」不過就是透過技術進行觀察與再現的產物。康德曾經提問,「自然如何可能(How is nature possible?)?」社會學家 Simmel 認為這樣的提問正指出所謂的自然,「只不過是對自然的再現而已(nothing else but the representation of nature)」(Simmel, 2009[1908], pp. 40-41)。此一對自然的再現,原本是透過感官、心智與意識的運作,綜合而來的主體經驗,例如味道、溫度、顏色、情緒等皆然。

對康德而言,自然「就是個特定種類的經驗,一個透過且在我們的知識範疇中所發展出來的圖像」(Ibid.)。Simmel 對康德有關自然的討論,原本是想要回答「社會如何可能?」的這個問題,但將它自身的問題類比於康德的提問,正好提出了當前關於科技與人類發展的重要議題,也就是:在多大程度上,人類其實是技術的產物,且徹頭徹尾就是技術的?以及,隨著科技的介入,人類—身體與心智—在多大程度上仍(會)是自然的?

自然(Nature)可以是資料(Data)嗎?

馬克思在《資本論》第一卷中說道:「人自身作為一種自然力,與自然物質對立。為了在對自己的生活有用的形式上佔有自然物質,人使自身的自然力——手臂和腿、頭和手運動起來。當人透過這種運動,對外在於自身的自然施加作用並改變自然時,也就同時改變他自己的自然/性質(Nature)」(引自,萬毓澤, 2018, p. 56)。

這似乎是說,人透過其原本作為自然界之一部分的自然之力,在改變自然的同時,也改變了自身的屬於自然的那一部分。科技不僅在這個運動過程中給予人的自然力大大的協助,甚至不斷地擴增其力量,更透過大腦的延伸——網際網路以及人工智能等——欲將人類身體的自然性質消除殆盡。儘管可以想見的是,這為人類的日常生活帶來更多的便利與效能,但與此同時,自然卻也成了一個再也回不去的想像。

「是不是自然的?」這件事重要嗎?在自然與技術(非自然或人造物)這兩個端點上,我們很少譴責自然是一個不好或不健康的東西,但是跟技術有關的,卻經常象徵了不健康的事物。當現代社會中出現越來越多諸如「吃得健康」、「吃原型食物」、「回歸自然」等論述,或許也指出了前述馬克思所論述的矛盾。

在科技發展上,將自然——透過各種感測器或演算法等——化約為「資料(data)」並且對透過這些資料以模擬、再現或理解自然的肯定,讓自然離人類越來越遠。Coyne 在探討自然在數位時代中的位置時也說道:「無論自然是什麼,其絕不是資料」(Coyne, 2018, p. 7)。我們之所以能夠區別何謂自然或不自然,前提是我們已經使用了「自然/非自然」的這組區別。對人類以外的有機體而言,這組區別無疑是不存在的。

在科技發展上,將自然透過各種感測器或演算法等化約為「資料」。圖/Pixabay

換句話說,這組區別乃是技術的產物,也正是從技術(人造而非自然)的角度觀之,自然充滿了訊號(signals)或徵兆(signs), 等待著被(技術)解讀。對自然的「認知」——搜集、解讀訊號並賦予意義,一開始雖是透過尚未被技術中介的身體與感官來實現,但如今卻逐漸轉向由人造感官(artificial organs)與演算法來架構出對自然的認識。

歷史上的四種認知階段

廣義而言,「認知」就是對世界或環境的感知與認識。Vallverdú 區分了歷史上的四種認知階段:自然、文化、計算,以及後設統計(meta statistics)(超人類/超智能)(Vallverdú, 2017, p. 194)。這四個階段也可以看作是四種認識世界的方式,而這個過程也標示了那個原本是自然之一部分的身體,在科技介入後如何逐漸消逝的過程。

在前三個階段,那個自然意義下的身體仍是認知發展與主體,感官在其中扮演重要角色。心智的發展也與感官如何感知外部世界有密切關係。因此,至少在這些階段中,知識仍是具身性的(embodied)。假如我們依舊相信科學與科技發展中的奇點(singularity)論述是可能出現的,那麼在奇點之後的人類以及「認知」又會是什麼樣子?這是 Vallverdú 所謂的第四階段:後設統計。他認為,未來的知識在本質上將會是「統計性的」。他稱那些在奇點之後所出現的認知實體為「後認知實體(post-cognitive entities)或「後奇點智能(post-Singularity intelligences)」(Ibid., p. 197)。

這樣的一種後認知實體主要有兩類,其一是「超人類(transhumans)」,其二則是人工智能學家 Nick Bostrom 所謂的「超智能(superintelligences)」(Bostrom, 2014)。超人類或許仍可被認為是人類或具有部分人類的性質,或者所謂的「賽博格(cyborg)」。然而,對於「超智能」——一種具有人類智能特性卻能超越人類智能的演算法,如何定義其是否為活著的或者是有機體等,對某些人而言似乎還是個困擾。

在探討認知的發展與情緒是不可分的前提下,Vallverdú 將這些後奇點智能的情緒系統描述為「para-emotions」,這個系統與當前人類的情緒系統運作會有很大不同,也將會是建立在新的資訊結構之上。如果情感與情緒在某種程度或意義上仍是自然的,那麼我們將要如何理解透過人造感官、各種感測器所蒐集到的數據,並據以形成關於情感與情緒的計算及結果?

另外,假如一個人工智能演算法能夠展現情感與情緒,並以此為基礎發展出對環境的認知與理解,這樣的一種非人的、後奇點實體是否能被視為是具有生命的?這些問題不僅在實務上會帶來各種倫理議題,在知識論上也直接挑戰了自然與技術的界線。

在日常生活中,我們已經可以見到人們透過穿戴式或植入式裝置搜集數據,並以此為了解自身身體的方式。這些人造感官、感測器所獲得之資料,可以單獨運作或與身體感官的運作合併,一同形塑出所謂的認知。人們感知的方式也會形塑其思考與行動的方式與內容。

人們透過穿戴式裝置搜集數據,並以此為了解自身身體的方式。圖/Pixabay

Vallverdú 以「羞恥感(shame)」在社會連結中扮演之角色為例指出,羞恥感這種複雜的社會情緒,乃是透過複雜的社會互動而出現。此外,羞恥感更能夠用來實現人們彼此之間更細緻、複雜的社會互動(Vallverdú, 2017, p. 205)。這樣的情感與情緒如何在人造認知設備中獲得實現,以及對人機互動的影響與啟發等,都還尚待深入探究。

「感覺」可以透過大數據或演算法建構嗎?

「資料並未創造出感覺(data do not create sense)」,Vallverdú說道(Ibid.)。

透過技術能搜集到的資料越多,並不表示對自然或環境的感知或理解就必然會越加正確或適切。更重要的是,透過人造感官為人類或超智能所架構出來的環境特性,是否也是自然的,或自然的一部分?若我們將演算法也視為一種人造感官,當人們越來越依賴演算法來架構認知時,人類大腦是否會受到各種人造感官的影響,而被形塑成一種透過人造的方式來認識其環境,或者甚至,最終為人造大腦所取代?例如,書寫工具的數位化將我們與自然的接觸簡化到手指的固定、簡單的幾個動作,但卻給予與我們探索更多非屬於自然的可能性,而得以讓想像力因為數位化工具而得以更精緻、更多意想不到的方式來實現。其確實為我們帶來了更豐富的世界,但也將我們與自然的關係簡化為僅是手指的幾個動作。

再舉個例子,我們對植物的認識,過去需要到外面,透過觀察、觸摸等方式來認識植物,如今透過智慧型手機中的 APP(例如「形色」或 Google),只要對不知名的植物或花卉等拍攝照片,該程式就會將照片與其雲端上的資料庫進行比對,然後將結果回傳到手機螢幕上,然後使用者就會知道該植物的名稱及特性。在經驗研究中觀察到的是,使用者是在獲得回傳之資料後,再將該資料中對該植物特性的描述與眼前的植物進行比對,也就是透過回傳之資料來認識該植物的特性。

現在透過 APP 就可以顯示不知名植物的資訊。圖/Pexels

在此一過程中,原本一開始是需要透過感官進行仔細觀察、觸摸、尋找資料、比對等都被簡化為一連串數位化的動作,這些動作與所要認識的對象之性質無關,而我們卻越來越習慣於用這樣的方式來認識與接觸自然。當我們意識到時而想要回歸到更多的自然時,我們所需要付出的代價可能更高(一方面是因為我們已經習於技術為我們提供對自然的認識或進用),甚至是一件不太可能或相當困難的事。

Braidotti 認為後人類、後人類中心主義的觀點,乃是茁生於「展露自身於世界,且折疊世界於自身之中的實作」(Braidotti, 2013, p. 193)。對我來說,這就是將人類帶回自然。至於這個「將人類帶回自然」對人類自身而言是一種貶抑或者是提升,或許仍有待討論。若科技是為了征服自然而存在及發展,也就是致力於人與非人(人造物)、自然與技術之界限的消解,那麼這樣的一種後人類論述,或許更像是創造了不存在真正自然的對象物。前述之界線的消解包含兩種意涵。其一是解消而回歸自然,其二是解消但卻是回歸技術。

然而,對這兩種意涵的探究,是否也預設了人與非人這組區別是技術而非自然的產物?這或許也是值得思考的問題。關於後人類與後人類中心主義的提問便會包括,這組區別之解消,帶來的是偏向自然或偏向技術的世界或思維?

《脫稿玩家》中擁有自我意識的 NPC

在最近的一部電影《脫稿玩家(Free Guy)》(2021)中,劇情主要描述一個在數位虛擬世界中的 NPC(Non-Player Character,非玩家角色)在獲得自我意識之後所發生的各種情節。非玩家角色指的是,在角色扮演遊戲中,那些不是由玩家所控制的角色。非玩家角色通常是由電腦程式或人工智能演算法所控制,主要協助真人玩家進行遊戲或豐富遊戲的場景與互動內容。

在該電影中所設定的虛擬遊戲場景裡的 NPC—Guy—突然獲得了自我意識,因此也認識到他跟遊戲中的其他 NPC 角色有所不同。此外,該遊戲的真人玩家也在與 Guy互動的過程中,不僅有真實情感的投入,也引發了對於 Guy 是否應該被視為是「人」或者是「活著的」討論。這也直接挑戰了自然與非自然的界線,以及「什麼是『活著的(alive)』?」、「自然就等於是活著的嗎」等觀點。更進一步提問會是,在這個從自然到非自然的跨越,以及從非自然跨回自然之過程中,到底發生了哪些事?

結語

綜上所述,人類(社會)或許正經歷一個從「科技中介的自然(technologically-mediated nature, or artificial nature」到「科技的自然化(naturalization of technology)」之發展。在此過程中,關鍵的提問將會是,自然如何解消於科技之中,以及這樣的解消為物種帶來何種面對自身的方式及後果?無論是 Vallverdú 稱之的後認知或後奇點實體,還是 Braidotti 的後人類主體,這些都會是「身體主動吸引技術進入其中」的主體,技術不再是輔助身體之用,正常與不正常的身體,都期待技術帶來的好處——也將重塑正常/不正常的界線。

例如我們不只是無法抗拒智慧型手機,在某種意義上,我們歡迎智慧型手機對身體——姿勢、行為、心理與心智——的殖民。感官與知覺設備不再只是指單純的身體感官,也不是如麥克魯漢所言之的身體感官透過技術物而延伸的產物,而是技術物改變感官經驗甚至取代感官以提供資訊給心智(演算法)進行處理,最終帶來的或許正是一個科技就是自然的後認知時代。

參考資料:

  • 萬毓澤. (2018). 你不知道的馬克思. 新北市: 木馬文化.
  • Bostrom, N. (2014). Superintelligence: Paths, Dangers, Strategies. Oxford, UK: Oxford University Press.
  • Braidotti, R. (2013). The Posthuman. Cambridge, UK: Polity Press.
  • Braidotti, R., & Hlavajova, M. (Eds.). (2018). Posthuman Glossary. London and Oxford: Bloomsbury Academic.
  • Coyne, R. (2018). Network Nature: The Place of Nature in the Digital Age. London & New York: Bloomsbury Academic.
  • Franssen, M., Lokhorst, G.-J., & Poel, I. v. d. (2015). Philosophy of Technology. In E. N. Zalta, U. Nodelman, & C. Allen (Eds.), Stanford Encyclopedia of Philosophy (pp. 1-55). Stanford, CA: Stanford University.
  • Simmel, G. (2009[1908]). Sociology: Inquiries into the Construction of Social Forms (Volume 1) (A. J. Blasi, A. K. Jacobs, & M. Kanjirathinkal, Trans.). Leidon & Boston: Brill.
  • Vallverdú, J. (2017). The Emotional Nature of Post-Cognitive Singularities. In V. Callaghan, J. Miller, R. Yampolskiy, & S. Armstrong (Eds.), The Technological Singularity (pp. 193-208). Berlin, Heidelber: Springer.
再・創世 Cybernetic_96
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由策展人沈伯丞籌畫之藝術計畫《再・創世 Cybernetic》,嘗試從演化控制學的理論基礎上,探討仿生學、人工智慧、嵌合體與賽伯格以及環境控制學等新知識技術所構成的未來生命圖像。