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深海沒有大鳳梨,卻有數不盡的人文遺跡──臧振華的水下考古

研之有物│中央研究院_96
・2018/12/10 ・3947字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

  • 採訪編輯|黃楷元、美術編輯|張語辰

水下考古非尋寶,找的是故事和人文遺產

因為地殼變動、海水面變化或飛機船舶的沉沒,讓許多人類遺址和文物,被深深藏在廣闊的海底。水下考古就是透過專業的潛水與水中探測技術,結合歷史研究和文物保存的觀點,對這些海底的文化遺產進行研究。如同陸上考古一樣,是人類鑑古知今的重要工作。

還記得電影《鐵達尼號》嗎?一群專家利用機具,潛向深深海底,鑽進那靜臥海底近一世紀的沉沒巨輪,想要找到失落的寶藏。最後,寶藏沒有找到,卻找到了一個感動無數人的淒美故事。

水下考古,就是這麼一回事,在水底下找故事、也找寶藏。只是這寶藏不是金銀財寶,而是珍貴的人類文化遺產。

水下考古隊員正在測繪沉船「山藤丸」的殘骸。很多人會將水下考古與水下尋寶、打撈沉船混為一談,其實,水下考古是一種技術,也是一門學問,正式的名稱應該是「水下考古學」。
圖片來源│臧振華提供

啟動水下考古計畫:披荊斬棘的開路先鋒

人類雖然生活在陸地上,但經過千年萬年的地殼變遷,桑田可能變滄海,古代祖先在地表上的生活遺跡,就被隱沒在水中;另一種情況,則是因意外或戰爭,讓飛機船舶隨著文物資料一起沉沒。

廣大無垠的海底,其實有著從古到今許多的歷史發展足跡。水下考古,就是研究這些的領域。

把考古場域搬到海底,是非常艱難的。海底的水壓、海流、能見度、氧氣供給等,都是限制人類探勘海底的因素,直到 20 世紀中期水肺發明之後,潛水與探勘技術持續精進,人類才打開了海底的視野。而台灣,更是遲至近 20 年,才開始發展這個領域,國內的先驅,就是中研院臧振華院士。

台灣考古權威臧振華院士,曾經主導國內指標性的考古計畫:南科遺址的挖掘。而從 2006 年開始,更把考古的觸角伸向大海,成為台灣水下文資保存的重要先驅。
攝影│張語辰

說到投入考古的過程,臧振華說:「團隊裡很多同事上船會暈,我完全不會。原來是因為我出生在山東青島,才 1 歲大的時候媽媽就帶著我坐船,在海上晃了一個多月到台灣。我跟大海的淵源是深深藏在細胞 DNA 裡的。(笑)」

回想當年考大學的時候,選校不選系的風氣盛,填志願時臧振華幾乎把台大科系全都填了,唯一沒填的就是聽起來很無聊的考古系。但高中老師說,考古系其實很賺錢,鑑定甲骨文一次就好幾萬塊,後來他便硬著頭皮去改,塗改的時候還差點把志願卡擦破了。沒想到,錄取的就是這個「程咬金」科系。

臧振華曾經也想過轉系,但大二暑假時跟著老師去台東鯉魚山遺址考古,這才發現考古實在太好玩了!於是打消了轉系念頭,一晃好幾十年過去,台大老校長、也是中研院史語所創辦人傅斯年的名言,也成為他畢生註腳:

上窮碧落下黃泉,動手動腳找東西。

不知名文物寶藏,都在耆老腦袋裡

臧振華是在美國攻讀考古研究時,接觸水下考古領域的。他認為,台灣四面環海,台灣海峽在 1 萬 2 千年前是陸地、近代又是海上航道樞紐,必然會有很多值得研究和保護的水下遺跡。不過直到 2006 年,行政院為了因應國際海洋發展趨勢,以及政府海洋政策推動需要,頒訂了「國家海洋政策綱領」,政府才開始真正注意到海洋文物的重要。

對當時國內來說,水下考古是個新領域,最大的問題,其實是人才的缺乏。臧振華作為這個領域的長年倡議者,義不容辭接受了文建會的委託,組織專業團隊。這是一個從零開始的大工程,他必須從澳洲、美國、歐洲,延聘專家前來訓練國內人員。

我們得讓考古學者搞懂潛水、讓潛水專家瞭解考古。

水下考古需要借重很多現代科學儀器,像是側掃聲納、磁力儀、測深儀、地層剖面儀等等。人力可以下潛的深度大約是水下 30 公尺、使用特殊氣瓶的話可以增加到 50 米深左右,但有些人力無法到達甚至有危險的地方,則會派水下機器人  (ROV) 代為出征。

水下考古隊使用的各種水中探測儀器。
圖片來源│臧振華提供

但茫茫大海,該鎖定哪邊開始尋找呢?這時候,考古學家就得拿出看家本領。第一條路徑,是從文獻資料中尋找蛛絲馬跡,依自然環境和歷史紀錄,判斷出哪裡曾經有遺址、哪幾條航道特別容易出事、哪幾塊區域最可能有沉船;另一種方式,則倚賴「口述歷史」。

很多漁船的船老大,其實就是隱藏在民間的水下考古專家。

臧振華笑說,「船老大們最清楚在哪個地方會有沉船勾破漁網、或是哪邊撒網可以撈到一堆瓦片陶罐。」這些沿海漁民或潛水客的親身經驗,是非常珍貴的資料,在鎖定探勘範圍的階段,臧振華的團隊常常需要花工夫跟他們「搏感情」,如此一來不只收穫了重要的情報,還有濃厚的友誼與人情味。

每艘沈船,都是珍貴的時空膠囊

在一番調查過濾後,臧振華的團隊在澎湖、台南安平、綠島、東沙環礁等區域,劃定了幾處「調查敏感區」,先以聲納等設備進行水底地貌的探勘,發現 200 多個目標物之後,團隊開始按圖索驥、下水進行「驗證」。到目前為止,已經確認其中 85 個目標,確實就是沉船。

每次發現沉船,都令研究團隊很興奮,但一大堆的「考古」工作,從這裡才剛要開始。

水下考古工作,首先是「辨識」,從沉船的樣貌和其中的物件、配合文獻資料,幫這艘船「驗明正身」。

目前有 17 艘沉船,已經辨識出「身分」,年代分布從宋朝到二次大戰期間的都有。其中 4 艘更因為具有高度文化資產與研究價值,被文化部優先列冊管理保護。

例如其中一艘,是空殼嶼的清代沉船,從船上的貨物,像是瓷器、建材等,可以推測出當時的經貿與航運型態。另一艘是 1892 年的英國蒸汽輪船布哈拉號 (SS Bokhara),這起颱風導致的船難,造成 130 名左右人員喪生,是當時全球的頭條新聞。

英國籍蒸汽輪船布哈拉號(SS Bokhara), 1892 年時載運香港板球協會的成員到上海參加比賽,回程途經台灣北部時遭遇颱風,最後沉沒於澎湖姑婆嶼附近,造成約 130 人不幸身亡,僅 20 餘人獲救。
圖片來源│臧振華提供
英國籍蒸汽輪船布哈拉號(SS Bokhara),水中殘骸已經被海砂及珊瑚礁覆蓋。
圖片來源│臧振華提供

而 1895 年沉沒於澎湖的廣丙艦,是清末中國第一批自製的西式軍艦,曾經參與甲午戰爭,後來被日本俘虜;1942 年沉沒的山藤丸,則是二戰期間日軍徵調來進行運輸的商船,被美軍所擊沉。這兩艘船都見證著動盪戰爭的斑駁歷史。

日本運輸船山藤丸, 1942 年 10 月 19 日沉沒於澎湖外海。但耐人尋味的是,美國表示該船是由美國潛艇「長鬚鯨號」以魚雷擊沉,但日方的記載卻是「觸礁」。臧振華表示,這種「各自表述」的情況在戰爭相關史料中經常可見。
圖片來源│臧振華提供
日本運輸船山藤丸的水中殘骸。
圖片來源│臧振華提供

船上的每一塊小器物、每一道小痕跡,對於考古學家而言,都有很多故事可以說。但首先要面臨的重要問題是,在水底發現的文物,該怎麼維護與安置。

這些文物在水下,雖然可能被海水浸泡腐蝕、被珊瑚、藤壺等生物覆蓋,但經過長時間累積,都已處在一個穩定狀態,就像一個封存史料的時空膠囊。從水裡撈出來後,光線、壓力、空氣……周遭環境的劇烈變化,很可能會對文物造成毀滅性的破壞。因此,研究團隊得小心翼翼,從打撈起的那一刻起、到送進實驗室進行脫鹽處理,都要針對文物的材質和狀態,選擇適當的維護措施。

之後,才是說故事的時間,也就是文物的分析與詮釋。像拼圖遊戲一樣,把許多小線索,從點累積成線、再勾勒成面,重建出曾經發生的點點滴滴,讓人類從過去的遺跡,認識現在的自己。

十年磨劍有成,展望下個世代

水下考古隊員在水中進行搜尋調查。
圖片來源│臧振華提供

水下考古計畫的未來,臧振華關切的是專業人才的接續育成、以及水下文資的產業化。

從 2006 年打造研究團隊至今,因為計畫銜接或訓用落差等政策面問題,常常讓團隊留不住專業的人才。臧振華並不氣餒,他認為這些人才帶著水下考古的專業與視野去其他領域,也是一種開枝散葉。長期耕耘,埋下的種子總有一天可以開花結果、激發更多有熱誠的新血注入。政府即將成立的「水下文化資產研究中心」,讓水下文資探勘與保存工作更有延續性,對人才育成更會是一大福音。

下一步,是讓整體產業更健全。「像瑞典的瓦薩沉船博物館、英國的瑪莉玫瑰號博物館,都是兼具教育意義和經濟效益的好例子。」臧振華說,這兩間用沉船打造的博物館,透過完善的長期規劃,不但成功達成保護水下文物的目標,還帶來巨大的觀光價值,值得國內參考。

「但眼光一定要放遠,水下文物的維護保存是一場長期抗戰,如果抱著殺雞取卵的短線速成心態,只會造成文物被破壞、觀光目標也無法達成的雙輸局面。」臧振華語重心長地提醒。

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本文轉載自中央研究院研之有物,原文為打開深海中的藏寶箱──臧振華的水下考古,泛科學為宣傳推廣執行單位

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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這裡痛,那裡痛,全部都是壓力惹的禍!揭開纖維肌痛症的成因
研之有物│中央研究院_96
・2021/03/22 ・3906字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文|歐宇甜
  • 美術設計|林洵安

日常壓力會誘發纖維肌痛症

纖維肌痛症 (fibromyalgia) 病患有全身慢性肌肉痠痛,可能伴隨失眠、焦慮和憂鬱等症狀,致病機轉一直是個未解之謎。中央研究院生物醫學科學研究所陳志成研究員與研究團隊,找到纖維肌痛症可能的生理與心理致病機轉和關鍵抑制劑,論文於 2020 年 9 月發表於國際風濕免疫科權威醫學期刊 (Annals of the Rheumatic Diseases)。

無藥可醫的纖維肌痛症

「纖維肌痛症 」最常見的症狀是全身肌肉慢性痠痛,伴隨疲勞、失眠、焦慮和憂慮,有時被稱為稍微累一點就全身痠痛的「公主病」。目前醫學對於該病的致病機制並不清楚,病人往往不斷轉診仍找不到明確病因,因此也尚未有專屬用藥,只能先緩解症狀,但效果相當有限。

纖維肌痛症是一種很常見卻又神秘的疼痛病。在成年人中,約有 2 ~ 6% 的人罹患此病,特徵是慢性廣泛性肌肉疼痛,並伴隨疲勞、失眠、焦慮和憂鬱,嚴重影響病人的生活品質,甚至導致失能。圖/iStock

不過臨床上發現,日常生活精神壓力會誘發或加重纖維肌痛症症狀。多數病患的背後都是一段故事,可能有家庭、親友、經濟、工作等各種問題。只是心理壓力和纖維肌痛症到底誰是因、誰是果?背後的致病機制是什麼?「我們必須建立一個可以反應纖維肌痛症的動物模式,以驗證心理壓力與纖維肌痛症的關係。」 陳志成說明。

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在此之前,先來看看痠痛是怎麼引發的呢?

組織酸化誘發痠痛

過去研究認為組織酸化會誘發痠痛。1980 年德國人曾做過人體實驗,直接把酸性物質注射入人體,結果發現真的會引起痛感,而且流速越快、越痛,初步證明酸與痠痛的因果關係。但酸是透過什麼樣的分子機制來刺激痛覺神經,卻一直沒有定論。

陳志成嘗試以此建立纖維肌痛症的動物模式。他們先幫小鼠注射酸鹽水,然後以壓肌肉或用細尼龍線刺激小鼠腳掌,發現小鼠碰到刺激會縮腳,代表的確有「疼痛過敏化」現象,但這疼痛過敏化現象在 24 小時以後會消失不見。但如果五天之內在同樣位置再打一次,就會導致持續約一個月的疼痛過敏化,而且也會發生鏡像性的疼痛,成功符合纖維肌痛症的特徵。

這個小鼠實驗模式提供了一個平台,讓陳志成可以從神經學的分子機制上,深入研究組織酸化如何誘發慢性肌肉疼痛。

我們身上各個組織都有痛覺神經,神經上有許多可被酸給激活的離子通道或受體分子,最重要的包括酸敏性離子通道(ASICs),以及辣椒素受體蛋白 (TRPV1) 等等。陳志成實驗發現,如果以藥物抑制 ASICs 或 TRPV1,五天後再次的肌肉酸化刺激就無法誘發慢性疼痛。但是,如果再次的肌肉酸化刺激發生於第二天,仍會誘發 7 ~ 10 天的疼痛過敏化現象。因此,陳志成推論出,第一次肌肉組織酸化不僅是誘發短暫的疼痛過敏化現象,也讓肌肉痛覺神經產生了可塑性變化,所以五天以內再次肌肉酸化刺激,就足以發展成慢性疼痛。

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我們身上所有組織都有痛覺神經,上面有許多離子通道或是受體分子,分別對應不同來源的痛覺,其中可被酸激活的是酸敏性離子通道(ASICs)以及辣椒素受體蛋白(TRPV1)。圖/研之有物

用噪音製造壓力源

了解痠痛的神經科學分子機制,下一步就是建立心理壓力造成痠痛的動物模式,怎麼做?噪音是好工具!一般的壓力來源很難定量,但是噪音可以換算分貝並以程式設定,比較好掌握。

他們讓小鼠待在籠中,不定時播放尖銳、人耳可能聽不見的超音波噪音,一天重複六次,隔兩天後再連續兩天重覆進行……結果,受到噪音壓力的小鼠,出現了疼痛過敏化現象持續約一個月。「我們發現,關鍵是要有不確定性、間歇性、重複性的壓力刺激,如果是給予短暫的壓力刺激,小鼠並不會出現慢性疼痛過敏化現象。」

此外,一般纖維肌痛症患者常出現共病,像焦慮、憂鬱等情緒問題。他們觀察具有疼痛過敏化現象的小鼠們,焦慮行為也變得明顯:一般健康的小鼠喜歡到處探索、玩耍, 放入十字迷宮時,敢走到兩側開放懸空的部分,但有焦慮行為的小鼠喜歡躲在隱蔽空間、不敢跑出來。

壓力 –> 氧化脂質 –> 疼痛訊號

建立一套動物模式後,接下來他和研究團隊想知道,體內有什麼東西誘發了痠痛?

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他們分析小鼠血液中的脂質,發現小鼠在遭受壓力後,體內有一群特別的脂質被代謝出來。「我們發現到一種氧化脂質 LPC16:0 ,令人眼睛為之一亮!」陳志成說道。原來,幾年前有法國科學家發現這種氧化脂質 LPC16:0 可以專一性的刺激感覺神經元上的 ASIC3 酸敏性離子通道。賓果!全部事情似乎都可以串連在一起了。

經過反覆實驗,致病機轉的輪廓漸漸清楚了!外界的壓力源 (噪音),會導致小鼠體內的氧化壓力上升,造成脂質代謝異常,產生過量的氧化脂質 LPC16:0 ,活化肌肉感覺神經元上的 ASIC3 酸敏性離子通道,造成疼痛過敏化現象,持續刺激下轉變成慢性疼痛。

圖/研之有物 (資料來源|陳志成)

纖維肌痛症療法現曙光

在小鼠身上驗證後,回到纖維肌痛症病人身上觀察:他們體內是不是有比較高的氧化壓力?比較高的異常脂質代謝呢?研究團隊將病患根據症狀嚴重程度分類,一群是全身痛、但症狀比較輕微,一群是全身又痠又痛、症狀比較嚴重,發現全身痠痛症狀嚴重的病人體內的 LPC16:0 特別高,另一組症狀輕微的病患則沒有,兩組之間有明顯的差異。

圖/研之有物 (資料來源|陳志成)

而人體其實本有快速代謝 LPC16:0 的路徑,但在五天內重複刺激,就可能變成慢性痠痛;換句話說,很多纖維肌痛症患者的病因可能是長時間一直受壓力刺激,體內會持續產生氧化脂質 LPC16:0,導致肌肉長期慢性痠痛,「這也能說明一個奇特現象:許多纖維肌痛症病患即使用藥也不見效,但當壓力源去除,像是搬離不幸福的家庭,全身痠痛就可能突然不藥而癒。」陳志成補充。

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研究人員證明氧化脂質 LPC16:0 是引起痠痛感的禍首後,就可以嘗試去阻斷它產生。研究團隊用一種可以抑制這種酵素的藥物–血小板活化因子乙醯水解酵素抑制劑 (platelet-activating factor-acetylhydrolase inhibitor; darapladib),打到小鼠的身上,果真成功降低壓力造成的疼痛反應,此發現已申請國際專利,未來可望運用在纖維肌痛症臨床治療。

纖維肌痛症的神祕面紗,至此終於稍稍揭開!這項重大研究成果於 2020 年 9 月刊登在國際風濕免疫科權威醫學期刊 (Annals of the Rheumatic Diseases) 上。不過這只是陳志成痠痛研究的一角。他首創「痠覺理論」,希望能從更深入、全面解答慢性痠痛的成因,尋找更有效的療法。

建立痠覺理論,尋找新一代止痛藥物

何謂痠覺理論?首先,陳志成認為:痠是痠、痛是痛,兩者並不一樣。

這點對華人沒有問題!在臺語詞彙中有痠(SNG)、也有痛,國語詞彙中有又痠又痛、腰痠背痛等,可是在許多國家語言中只有關於疼痛 (PAIN) 的詞彙,沒有單獨提到痠覺的字彙。目前國際上只有對於疼痛的定義,把痠痛視為同一件事,或認為痠只是比較輕微的痛覺。

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但是痠痛成因其實相當複雜,與組織酸化的關係也有待釐清!

比方說,酸可能引起疼痛,但你知道它也有止痛的效果嗎?在上述的小鼠肌肉酸化實驗中,陳志成發現同時抑制 ASIC3 與 TRPV1 ,可抑制酸所誘發的疼痛過敏化現象。但奇怪的是,第二天對於小鼠再次進行肌肉酸化刺激,雖然 ASIC3 與 TRPV1 這次沒被抑制,但小鼠竟完全沒疼痛反應!由此得知:除了 ASIC3 與 TRPV1 之外,還有一個未知、但是很重要的受體參與反應。這個神秘的受體是一個可以止痛的酸敏性受體分子,讓止痛的效果從第一次實驗延續到第二次!

接著,陳志成發現這個受體分子被刺激後,會促使感覺神經末梢釋放重要的神經傳導物質–物質 P。他認為:當痛覺神經被刺激後,在肌肉端的神經末梢會釋放物質 P,物質 P 會抑制神經活性,達成止痛作用,宛如痠痛的煞車系統。陳志成隨即抑制物質 P ,果然一次肌肉組織酸化就足以誘發慢性疼痛,讓小鼠無止盡痛下去。

那麼,問題來了!既然酸可以誘發疼痛、又可止痛,那麼痠痛病人到底是抱怨痠,還是痛呢?痠顯然不只是一種輕微的痛覺這麼簡單!這個「酸止痛」的神奇現象,提供了痠與痛的另類思考,物質 P 也可能成為新一代的止痛藥物。

「我現在就像一個傳教士,必須努力說服大家,痠與痛不一樣!我也跟語言學家合作,了解其他國家的相關詞彙,希望不久後可以將痠覺清楚定義出來。」唯有正視痠痛的不同,分別了解痠、痛背後各自的分子病理機制,才能發展更有效的止痛或止痠療法,嘉惠更多受到慢性痠痛折磨的病患。

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陳志成自許像一個傳教士,努力建立痠覺理論,並跟語言學家合作,希望不久後可以將痠覺清楚定義出來,進一步找出痠與痛的不同分子機制,發展更有效的止痠與止痛療法。圖/研之有物

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經濟和疫情,今晚,你選哪一道?經濟學家找出各國的「最佳防疫政策」
研之有物│中央研究院_96
・2021/03/15 ・5638字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 598 ・九年級

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文|蕭歆諺
  • 美術設計|林洵安

拚經濟 VS 顧性命,防疫政策可能兼顧嗎?

新冠肺炎席捲全球,各國紛紛祭出的嚴格手段,封城、禁足、邊境管制。但這類政策宛如雙面刃,控制人流接觸、傳播疫情,也可能同時衝擊經濟。性命要顧,生計也不能不管,政府該如何擬定政策才能兼顧兩者?當 Covid-19 可能趨向常態化,從嚴防守零容忍是長期最好政策嗎?中研院經濟研究所團隊建構出一套經濟學運算模型,在健康與經濟權衡間,找出適合各國的最佳防疫政策。

防疫是公衛與經濟的拔河

想像一下,你現在是防疫團隊的決策者,此時正與各領域專家開會。

一群學者嚴厲警示:防疫如作戰,務必嚴格限制邊境、在家工作,用盡一切手段把感染人數降到最低。但另一群專家立刻出聲反對:「沒錢也會沒命!」他們主張防疫必須適度寬鬆,盡量維持日常生活,才不會把人逼上絕境。兩邊爭吵不休,你怎麼決定?

對許多人來說,答案或許直觀:防疫首選應該是愈嚴密愈好,最短時間、最高防堵。但在經濟學家眼中,答案沒有這麼斬釘截鐵。

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中研院經濟所助研究員林軒馳、楊宗翰和訪問學者許文泰,耗費近五個月,建構一套量化運算模型,試圖在健康與經濟之間權衡,找出各國的「最佳防疫策略」。

「隔離實在太無聊……」談到研究動機,三人半開玩笑地說,但他們隨後也點出了幾個關鍵動機。

首先,新冠肺炎的衝擊百年罕見,但觀察目前的國外研究,多半仍有限制。例如,總體經濟學家大多忽略國與國之間的互動,沒有納入國際貿易觀點;國際貿易學者則鮮少探討是否有共通的防疫政策。因此,三位學者試圖更全面地找出:在開放經濟體中,什麼才是最佳的防疫政策?

另一個關鍵動機是,他們發現權衡健康與經濟議題,國內輿論幾乎一面倒,「新聞裡的學者專家基本都是公衛或醫學背景,」防疫是公共衛生與經濟的拔河,畢竟健康重要,但放眼各國,長期全境關閉、封城禁足已衝擊眾多產業和商家的營運,擊垮無數家庭生計。因此,經濟問題也不可忽視。

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「我們可能同時顧及公衛與經濟,找出經濟損失最少的防疫選項嗎?」,成為研究團隊的核心問題。

各國國情不同 客製化找疾病傳播速率

帶著這樣的問題,團隊以 2020 年初至 7 月 22 日的資料為基礎,建構出一套經濟學運算模型,檢視不同條件對疫情擴散、經濟損失的影響。

第一步,先了解各國疾病傳播速率。

他們使用流行病學的常用指標:基本再生數(Basic Reproduction Number, R0),意思是每一個感染者平均會傳播給多少人。當 R0 越大,代表疾病擴散快,疫情越難控制;若 R0 小於 1,傳染人數變少,疾病便會逐漸消失。

但即使是同一種疾病, R0 也並不是統一的。「我們根據模型裡人與人的互動參數,或是各國的防疫政策等,反過來推估計各國的 R0。」

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許文泰解釋:「每個國家的國情、防疫措施都不同,例如亞洲人習慣戴口罩,歐洲人打招呼會親吻,所以我們進一步去『客製化』各國狀況——結合各國的 R0 、防疫措施,去計算出對應的有效傳染數(Effective Reproduction number, Re)。」

另外,他們也加入 Dingel and Neiman (2020) 的「各國遠距工作指數」、牛津大學的「防疫政策指標」等重要指標,來做為模型內的運算參數,以提供「客製化」的結果供各國參考。

防疫政策好理解,但為何遠距工作要納入模型?原因是,遠距工作的可行性,也會同時影響疫情傳播與經濟衝擊。楊宗翰舉例:「像美國肉品處理業、或是亞馬遜的雨林工業的工人,很難在家工作,使得工作地就成為群聚感染的破口。」

因此,若一個國家產業的遠距工作可行性愈高,受到的經濟衝擊也相對愈小。國內封城,人們還是可以遠距工作,以及透過國際貿易補足缺口、互通有無,經濟衝擊就可能降低。

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結合流行病學、國際貿易的各項參數,建構出模型後,研究員開始進行各項模擬推算,了解實施不同的防疫政策下,經濟表現有何差異。

各國遠距工作、國際貿易的程度,都可能影響疫情傳播與經濟衝擊。台灣由於製造業占比多,在遠距工作的可行性排行上算是中等國家。
圖/研之有物

參照韓國防疫,「短期」經濟變好或變壞?

他們先以第一波疫情的模範國韓國作為參照。假設,世界各國都向好學生看齊,採用韓國政策防疫,各地的經濟狀況會變好嗎?

檢視經濟狀況的指標有兩項:實質收入(real income)和人民福祉(welfare)。

實質收入較好理解,即是指一國的實質 GDP。後者並非我們熟悉的社會福祉,而是考量了個人感受的效用(utilities)總和,包括風險趨避(risk aversion)、跨時間的替代效果(intertemporal substitution effect)等都納入衡量。簡單來說:當疫情愈穩定、個人收入愈平穩、一國的人民感受愈好,福祉就會愈高。

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要特別說明的是,「套用韓國政策」並不是模仿施行一模一樣的政策,而是「讓疾病傳播速度限制在某個數值(Re)之下」。好比,台灣感染案例更低,因此採韓國政策就代表要增加現行 Re,也就是放鬆現行管制。

至於,為何對照組是韓國,而非超級優等生台灣?說來有趣,答案正是台灣太「模範」了!林軒馳分析:「去年七、八月時,台灣幾乎毫無疫情。如果以台灣做參照,各國經濟活動都要 shut down(全面中止),」台灣就像平行時空,R0 太低,多數國家難以企及。

因此,研究團隊以「韓國的有效傳染數(Re)」做基準,對比現行防疫措施,推算當各國都調整防疫措施,使傳播速度低於這個值時,是否能遏止病毒擴散?對經濟衝擊有何影響?

結果出人意表!除了中國、台灣,短期來看其他國家的實質收入、人民福祉,全都變糟了!加強防疫後,代價是經濟蒙受不小損失。細究原因,韓國疫情比絕大多數國家控制得好,各國需要收緊管制。因此若向韓國看齊,雖然能降低感染人數、少死一些人,但也得承受明顯的經濟衝擊。

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若各國採用韓國防疫模式作為替代政策,不論是染病人數、死亡人數,幾乎都會大幅降低。
圖/研之有物(原圖、資料來源│楊宗翰、許文泰、林軒馳)。
但短期實施後,各國將面臨經濟衝擊。除了中國、台灣的經濟損失會減少,其他國家的經濟反而更慘烈。原因是,韓國比多數國家防疫限制更嚴格,經濟衝擊因而增加。
圖/研之有物(原圖、資料來源│楊宗翰、許文泰、林軒馳)。

看起來,以韓國作為標竿從嚴防疫,對多數國家經濟福祉並不利。難道,防疫真的是經濟殺手?

短期而言,答案似乎是肯定的。但是把時間拉長來看,問題將會複雜許多。因為死亡帶來的各種負面成本,會隨著時間發酵。

比如,一位 30 歲年輕人不幸染疫身亡,假設他原本活到平均年齡的收入、稅金、社會貢獻、消費、可能生養的孩子,將通通化為泡影。另外,狂飆的死亡人數也會讓恐懼陰影擴散,增加不安定的社會成本,「像是賭博一樣,政府都發爛牌給你,知道穩輸的感覺很差,」許文泰解釋。

參照韓國防疫,「長期」經濟變好或變壞?

因此,研究團隊又做了下一個模擬,假定在廣泛施打有效疫苗之前,需要長期防疫。若各國長期採用韓國政策,結果如何?

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情況開始出現分流:有人退步,有人進步。也就是說,一半的國家需要收緊管制,另一半的國家需要放鬆管制,才能有較好的經濟表現。

韓國、台灣得放鬆管制,否則長期下來會承受經濟損失;美國、巴西、印度則應收緊防疫,雖然短期受到衝擊,但長期經濟表現反而更好。

把時間拉長來看,佛系國家若收緊管制,既能挽救更多人的性命,還增加整體經濟利益;中、台、韓等從嚴防疫的國家,則需要放鬆。只是後者調整政策的迫切性沒那麼大,因為實質收入雖然可顯著增加,但福祉並不會巨幅提升。

許文泰強調:「防疫該收緊的時候,請一定要做到,不管是收入、福祉、心理成本都有影響,這不是開玩笑的!」

找出各國最佳防疫政策

保錢、保命一定相互衝突嗎?Re 降到最低,就是最好的防疫政策嗎?顯然,答案未必如此。

從研究結果看來,長期的最佳政策必須在經濟活動、疾病控制之間,找到平衡。強力讓有效傳染數率急速歸零,不見得就能成為模範生,很可能撲滅疾病,但經濟也全面蕭條衰敗,付出慘痛成本,需要考量各國不同的情況,才能計算最佳的防疫政策。因此,下一步,

團隊根據實質收入、人民福祉兩項經濟指標,融合流行病學模型與數據,演算出各國的「最佳防疫政策」──也就是實質收入、人民福祉都能最大化的各國 Re 值。

世紀大疫爆發至今,應該強力封城或者佛系防疫,仍是爭論不休的議題。三位學者透過經濟模型找出最佳防疫參考值,運算出各國最適合的 Re 值,也成為這項研究的突破性發現!

【上圖】研究團隊運算出的各國「最適疾病傳播速度」,例如印度只需要把Re 降至 1.1 ,不須要小於 1。由此提供各國參考,現行政策應該放鬆或管制,才是最適合的防疫方向。
【下圖】若要獲得更好的經濟效益,藍線在0以上的國家,需要加強管制、降低 Re 值;藍線在負值的國家,則需要放鬆管制。
圖/研之有物(原圖、資料來源│楊宗翰、許文泰、林軒馳)。

研究團隊運算出最能降低經濟損失的最適政策後,接著,三位學者也進一步檢視,實施後有多大成效?

根據模型演算,如果各國採取各自最佳防疫政策,多數能增加 2.5% 福祉,包括美國、英國、印度。2.5% 聽起來微不足道,實際上,一兩年的差異如同發展基底,很有可能關乎後續深遠的經濟影響。

白線越短的國家,代表當時的防疫政策表現已接近最適政策。例如,大家印象中的防疫後段班義大利,在圖中表現突出,原因可能是義大利後來採取封城等嚴格政策,將疫情控制住。因此,從蒐集至 2020 年 7 月中的數據來分析,美國、義大利已呈天壤之別。(在此張圖表中,由於台灣當時已無新增案例,R0太低,因此部分失真。)
圖/研之有物(原圖、資料來源│楊宗翰、許文泰、林軒馳)。

如果有一個超級 WHO,該怎麼防疫?

除了最佳防疫政策,他們也做了其他有趣的模擬。例如,想像全世界是由一個機構(例如進化版 WHO),制定全球統一的防疫手段,結果會如何?

「我滿 shocked 的,最佳政策跟放任政策,整體來說實質收入沒有差很多!」林軒馳指出。

若全世界都走佛系路線,相較於採用各國最佳防疫政策,實質收入差距並不大。然而,人民福祉就有顯著差異!這意謂,若國家長期放任,社會必須承受龐大的心理成本,即使表面看來實質收入損失不大,實際上將重創人民福祉。總結本次研究,實施佛系防疫,無論在控制疫情、經濟表現,都明顯吞苦果;採用像韓國般的嚴謹作法,短期雖然會有可觀的經濟損失,長期而言對國家較有助益,死亡人數減少、經濟表現也更好。

值得注意的是,防疫絕非越嚴格越好!最佳防疫政策的推算,就是在控制疫情與經濟效益之間,尋求平衡。

佛系防疫是否可行?從實質收入來看,也許損失並不大;但人們會有風險偏好,當染病、死亡人數不斷攀升,沒有人喜歡隨時處在不安的恐懼陰影,死亡的長期經濟損失也會加成擴大,因而重創人民福祉。
圖/研之有物

另外,三位學者也不約而同談到了國際貿易的重要性。

許多人認為,高度的跨國往來讓病毒很容易搭上「順風車」,是防疫大敵。但研究團隊發現,國際貿易也可以是支援防疫的「後備軍」。

「二、三月的時候,一度出現反全球化浪潮。但實際上,有國際貿易的情況下,才能更良好地控制疫情,」楊宗翰說明,如果各國完全回歸自給自足,疫情可能更糟。比如逼得重災區如美國,工人仍得維持畜牧、肉品加工,因群聚而加速疫情傳播。有他國貨物支援下,國家才能加強防疫,減少經濟衝擊。

林軒馳補充,現代商業交易並非只有人流往來,多數貿易其實是貨運,補足各國生產缺口,反而對拉平疫情曲線有正向幫助。更遑論,許多醫療資源的跨國互助,也需要仰賴國際貿易。

要錢?還是要命?二選一的遊戲很殘酷,但現實中,這道抗疫選擇題不一定是零和挑戰,面對長期的病毒抗戰,社會需要更多面向的思考。隨疫苗研發成功,台灣在努力維持抗疫好成績之時,或許也可以納入經濟學家的意見,找到下一階段最適合台灣的防疫政策。

研究團隊林軒馳、楊宗翰、許文泰(從左至右),為了運算出各國最適合的防疫政策,三人傷透腦筋,但也因此,突破關卡後格外收穫十足。在高度抽象的模型、公式之外,三位研究員仍帶著投身人文社會科學的初心,關懷具體世界的焦慮困境,期盼能從經濟學觀點提供政策建議。
圖/研之有物

延伸閱讀

  1. Wen-Tai Hsu, Hsuan-Chih (Luke) Lin, Han Yang ❬Between Lives and Economy: Optimal COVID-19 Containment Policy in Open Economies❭,2020
  2. 許文泰個人網頁
  3. 林軒馳個人網頁
  4. 楊宗翰個人網頁

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深海沒有大鳳梨,卻有數不盡的人文遺跡──臧振華的水下考古
研之有物│中央研究院_96
・2018/12/10 ・3947字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

  • 採訪編輯|黃楷元、美術編輯|張語辰

水下考古非尋寶,找的是故事和人文遺產

因為地殼變動、海水面變化或飛機船舶的沉沒,讓許多人類遺址和文物,被深深藏在廣闊的海底。水下考古就是透過專業的潛水與水中探測技術,結合歷史研究和文物保存的觀點,對這些海底的文化遺產進行研究。如同陸上考古一樣,是人類鑑古知今的重要工作。

還記得電影《鐵達尼號》嗎?一群專家利用機具,潛向深深海底,鑽進那靜臥海底近一世紀的沉沒巨輪,想要找到失落的寶藏。最後,寶藏沒有找到,卻找到了一個感動無數人的淒美故事。

水下考古,就是這麼一回事,在水底下找故事、也找寶藏。只是這寶藏不是金銀財寶,而是珍貴的人類文化遺產。

水下考古隊員正在測繪沉船「山藤丸」的殘骸。很多人會將水下考古與水下尋寶、打撈沉船混為一談,其實,水下考古是一種技術,也是一門學問,正式的名稱應該是「水下考古學」。
圖片來源│臧振華提供

啟動水下考古計畫:披荊斬棘的開路先鋒

人類雖然生活在陸地上,但經過千年萬年的地殼變遷,桑田可能變滄海,古代祖先在地表上的生活遺跡,就被隱沒在水中;另一種情況,則是因意外或戰爭,讓飛機船舶隨著文物資料一起沉沒。

廣大無垠的海底,其實有著從古到今許多的歷史發展足跡。水下考古,就是研究這些的領域。

把考古場域搬到海底,是非常艱難的。海底的水壓、海流、能見度、氧氣供給等,都是限制人類探勘海底的因素,直到 20 世紀中期水肺發明之後,潛水與探勘技術持續精進,人類才打開了海底的視野。而台灣,更是遲至近 20 年,才開始發展這個領域,國內的先驅,就是中研院臧振華院士。

台灣考古權威臧振華院士,曾經主導國內指標性的考古計畫:南科遺址的挖掘。而從 2006 年開始,更把考古的觸角伸向大海,成為台灣水下文資保存的重要先驅。
攝影│張語辰

說到投入考古的過程,臧振華說:「團隊裡很多同事上船會暈,我完全不會。原來是因為我出生在山東青島,才 1 歲大的時候媽媽就帶著我坐船,在海上晃了一個多月到台灣。我跟大海的淵源是深深藏在細胞 DNA 裡的。(笑)」

回想當年考大學的時候,選校不選系的風氣盛,填志願時臧振華幾乎把台大科系全都填了,唯一沒填的就是聽起來很無聊的考古系。但高中老師說,考古系其實很賺錢,鑑定甲骨文一次就好幾萬塊,後來他便硬著頭皮去改,塗改的時候還差點把志願卡擦破了。沒想到,錄取的就是這個「程咬金」科系。

臧振華曾經也想過轉系,但大二暑假時跟著老師去台東鯉魚山遺址考古,這才發現考古實在太好玩了!於是打消了轉系念頭,一晃好幾十年過去,台大老校長、也是中研院史語所創辦人傅斯年的名言,也成為他畢生註腳:

上窮碧落下黃泉,動手動腳找東西。

不知名文物寶藏,都在耆老腦袋裡

臧振華是在美國攻讀考古研究時,接觸水下考古領域的。他認為,台灣四面環海,台灣海峽在 1 萬 2 千年前是陸地、近代又是海上航道樞紐,必然會有很多值得研究和保護的水下遺跡。不過直到 2006 年,行政院為了因應國際海洋發展趨勢,以及政府海洋政策推動需要,頒訂了「國家海洋政策綱領」,政府才開始真正注意到海洋文物的重要。

對當時國內來說,水下考古是個新領域,最大的問題,其實是人才的缺乏。臧振華作為這個領域的長年倡議者,義不容辭接受了文建會的委託,組織專業團隊。這是一個從零開始的大工程,他必須從澳洲、美國、歐洲,延聘專家前來訓練國內人員。

我們得讓考古學者搞懂潛水、讓潛水專家瞭解考古。

水下考古需要借重很多現代科學儀器,像是側掃聲納、磁力儀、測深儀、地層剖面儀等等。人力可以下潛的深度大約是水下 30 公尺、使用特殊氣瓶的話可以增加到 50 米深左右,但有些人力無法到達甚至有危險的地方,則會派水下機器人  (ROV) 代為出征。

水下考古隊使用的各種水中探測儀器。
圖片來源│臧振華提供

但茫茫大海,該鎖定哪邊開始尋找呢?這時候,考古學家就得拿出看家本領。第一條路徑,是從文獻資料中尋找蛛絲馬跡,依自然環境和歷史紀錄,判斷出哪裡曾經有遺址、哪幾條航道特別容易出事、哪幾塊區域最可能有沉船;另一種方式,則倚賴「口述歷史」。

很多漁船的船老大,其實就是隱藏在民間的水下考古專家。

臧振華笑說,「船老大們最清楚在哪個地方會有沉船勾破漁網、或是哪邊撒網可以撈到一堆瓦片陶罐。」這些沿海漁民或潛水客的親身經驗,是非常珍貴的資料,在鎖定探勘範圍的階段,臧振華的團隊常常需要花工夫跟他們「搏感情」,如此一來不只收穫了重要的情報,還有濃厚的友誼與人情味。

每艘沈船,都是珍貴的時空膠囊

在一番調查過濾後,臧振華的團隊在澎湖、台南安平、綠島、東沙環礁等區域,劃定了幾處「調查敏感區」,先以聲納等設備進行水底地貌的探勘,發現 200 多個目標物之後,團隊開始按圖索驥、下水進行「驗證」。到目前為止,已經確認其中 85 個目標,確實就是沉船。

每次發現沉船,都令研究團隊很興奮,但一大堆的「考古」工作,從這裡才剛要開始。

水下考古工作,首先是「辨識」,從沉船的樣貌和其中的物件、配合文獻資料,幫這艘船「驗明正身」。

目前有 17 艘沉船,已經辨識出「身分」,年代分布從宋朝到二次大戰期間的都有。其中 4 艘更因為具有高度文化資產與研究價值,被文化部優先列冊管理保護。

例如其中一艘,是空殼嶼的清代沉船,從船上的貨物,像是瓷器、建材等,可以推測出當時的經貿與航運型態。另一艘是 1892 年的英國蒸汽輪船布哈拉號 (SS Bokhara),這起颱風導致的船難,造成 130 名左右人員喪生,是當時全球的頭條新聞。

英國籍蒸汽輪船布哈拉號(SS Bokhara), 1892 年時載運香港板球協會的成員到上海參加比賽,回程途經台灣北部時遭遇颱風,最後沉沒於澎湖姑婆嶼附近,造成約 130 人不幸身亡,僅 20 餘人獲救。
圖片來源│臧振華提供

英國籍蒸汽輪船布哈拉號(SS Bokhara),水中殘骸已經被海砂及珊瑚礁覆蓋。
圖片來源│臧振華提供

而 1895 年沉沒於澎湖的廣丙艦,是清末中國第一批自製的西式軍艦,曾經參與甲午戰爭,後來被日本俘虜;1942 年沉沒的山藤丸,則是二戰期間日軍徵調來進行運輸的商船,被美軍所擊沉。這兩艘船都見證著動盪戰爭的斑駁歷史。

日本運輸船山藤丸, 1942 年 10 月 19 日沉沒於澎湖外海。但耐人尋味的是,美國表示該船是由美國潛艇「長鬚鯨號」以魚雷擊沉,但日方的記載卻是「觸礁」。臧振華表示,這種「各自表述」的情況在戰爭相關史料中經常可見。
圖片來源│臧振華提供

日本運輸船山藤丸的水中殘骸。
圖片來源│臧振華提供

船上的每一塊小器物、每一道小痕跡,對於考古學家而言,都有很多故事可以說。但首先要面臨的重要問題是,在水底發現的文物,該怎麼維護與安置。

這些文物在水下,雖然可能被海水浸泡腐蝕、被珊瑚、藤壺等生物覆蓋,但經過長時間累積,都已處在一個穩定狀態,就像一個封存史料的時空膠囊。從水裡撈出來後,光線、壓力、空氣……周遭環境的劇烈變化,很可能會對文物造成毀滅性的破壞。因此,研究團隊得小心翼翼,從打撈起的那一刻起、到送進實驗室進行脫鹽處理,都要針對文物的材質和狀態,選擇適當的維護措施。

之後,才是說故事的時間,也就是文物的分析與詮釋。像拼圖遊戲一樣,把許多小線索,從點累積成線、再勾勒成面,重建出曾經發生的點點滴滴,讓人類從過去的遺跡,認識現在的自己。

十年磨劍有成,展望下個世代

水下考古隊員在水中進行搜尋調查。
圖片來源│臧振華提供

水下考古計畫的未來,臧振華關切的是專業人才的接續育成、以及水下文資的產業化。

從 2006 年打造研究團隊至今,因為計畫銜接或訓用落差等政策面問題,常常讓團隊留不住專業的人才。臧振華並不氣餒,他認為這些人才帶著水下考古的專業與視野去其他領域,也是一種開枝散葉。長期耕耘,埋下的種子總有一天可以開花結果、激發更多有熱誠的新血注入。政府即將成立的「水下文化資產研究中心」,讓水下文資探勘與保存工作更有延續性,對人才育成更會是一大福音。

下一步,是讓整體產業更健全。「像瑞典的瓦薩沉船博物館、英國的瑪莉玫瑰號博物館,都是兼具教育意義和經濟效益的好例子。」臧振華說,這兩間用沉船打造的博物館,透過完善的長期規劃,不但成功達成保護水下文物的目標,還帶來巨大的觀光價值,值得國內參考。

「但眼光一定要放遠,水下文物的維護保存是一場長期抗戰,如果抱著殺雞取卵的短線速成心態,只會造成文物被破壞、觀光目標也無法達成的雙輸局面。」臧振華語重心長地提醒。

延伸閱讀

本文轉載自中央研究院研之有物,原文為打開深海中的藏寶箱──臧振華的水下考古,泛科學為宣傳推廣執行單位

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