加熱式菸品？電子煙？傻傻分不清楚

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／田偲妤
• 美術設計／蔡宛潔

AI 的誕生，文理缺一不可

人工智慧（Artificial Intelligence，簡稱 AI）在 21 世紀的今日已大量運用在生活當中，近期掀起熱議的聊天機器人 LaMDA、特斯拉自駕系統、AI 算圖生成藝術品等，都是 AI 技術的應用。多數 AI 的研發秉持改善人類生活的人文思維，除了仰賴工程師的先進技術，更需要人文社會領域人才的加入。

中央研究院「研之有物」專訪院內人文社會科學研究中心蔡宗翰研究員，帶大家釐清什麼是 AI？文科人與工程師合作時，需具備什麼基本 AI 知識？AI 如何應用在人文社會領域的工作當中？

詩詞大對決：人與 AI 誰獲勝？

一場緊張刺激的詩詞對決在線上展開！人類代表是有「AI 界李白」稱號的蔡宗翰研究員，AI 代表則是能秒速成詩的北京清華九歌寫詩機器人，兩位以「人工智慧」、「類神經」為命題創作七言絕句，猜猜看以下兩首詩各是誰的創作？你比較喜歡哪一首詩呢？

答案揭曉！A 詩是蔡宗翰研究員的創作，B 詩是寫詩機器人的創作。細細賞讀可發覺，A 詩的內容充滿巧思，為了符合格律，將「類神經」改成「類審經」；詩中的「福落天赦」是「天赦福落」的倒裝，多念幾次會發現，原來是 Google 開發的機器學習開源軟體庫「Tensor Flow」的音譯；而「拍拓曲」則是 Facebook 開發的機器學習庫「Pytorch」的音譯，整首詩創意十足，充滿令人會心一笑的魅力！

相較之下，B 詩雖然有將「人工」兩字穿插引用在詩中，但整體內容並沒有呼應命題，只是在詩的既有框架內排列字句。這場人機詩詞對決明顯由人類獲勝！

由此可見，當前的 AI 缺乏創作所需的感受力與想像力，無法做出超越預先設定的創意行為。然而，在不久的將來，AI 是否會逐漸產生情感，演變成電影《A.I. 人工智慧》中渴望人類關愛的機器人？

AI 其實沒有想像中聰明？

近期有一則新聞「AI 有情感像 8 歲孩童？Google 工程師爆驚人對話遭停職」，讓 AI 是否已發展出「自我意識」再度成為眾人議論的焦點。蔡宗翰研究員表示：「當前的 AI 還是要看過資料、或是看過怎麼判讀資料，經過對應問題與答案的訓練才能夠運作。換而言之，AI 無法超越程式，做它沒看過的事情，更無法替人類主宰一切！」

會產生 AI 可能發展出情感、甚至主宰人類命運的傳言，多半是因為我們對 AI 的訓練流程認識不足，也缺乏實際使用 AI 工具的經驗，因而對其懷抱戒慎恐懼的心態。這種狀況特別容易發生在文科人身上，更延伸到文科人與理科人的合作溝通上，因不了解彼此領域而產生誤會與衝突。如果文科人可以對 AI 的研發與應用有基本認識，不僅能讓跨領域的合作更加順利，還能在工作中應用 AI 解決許多棘手問題。

「職場上常遇到的狀況是，由於文科人不了解 AI 的訓練流程，因此對 AI 產生錯誤的期待，認為辛苦標注的上千筆資料，應該下個月就能看到成果，結果還是錯誤百出，準確率卡在 60、70% 而已。如果工程師又不肯解釋清楚，兩方就會陷入僵局，導致合作無疾而終。」蔡宗翰研究員分享多年的觀察與建議：

如果文科人了解基本的 AI 訓練流程，並在每個訓練階段協助分析：錯誤偏向哪些面向？AI 是否看過這方面資料？文科人就可以補充缺少的資料，讓 AI 再進行更完善的訓練。

史上最認真的學生：AI

認識 AI 的第一步，我們先從分辨什麼是 AI 做起。現在的數位工具五花八門，究竟什麼才是 AI 的應用？真正的 AI 有什麼樣的特徵？

基本上，有「預測」功能的才是 AI，你無法得知每次 AI 會做出什麼判斷。如果只是整合資料後視覺化呈現，而且人類手工操作就辦得到，那就不是 AI。

蔡宗翰研究員以今日常見的語音辨識系統為例，大家可以試著對 Siri、Line 或 Google 上的語音辨識系統講一句話，你會發現自己無法事先知曉將產生什麼文字或回應，結果可能正是你想要的、也可能牛頭不對馬嘴。此現象點出 AI 與一般數位工具最明顯的不同：AI 無法百分之百正確！

因此，AI 的運作需建立在不斷訓練、測試與調整的基礎上，盡量維持 80、90% 的準確率。在整個製程中最重要的就是訓練階段，工程師彷彿化身老師，必須設計一套學習方法，提供有助學習的豐富教材。而 AI 則是史上最認真的學生，可以穩定、一字不漏、日以繼夜地學習所有課程。

AI 的學習方法主要分為「非監督式學習」、「監督式學習」。非監督式學習是將大批資料提供給 AI，讓其根據工程師所定義的資料相似度算法，逐漸學會將相似資料分在同一堆，再由人類檢視並標注每堆資料對應的類別，進而產生監督式學習所需的訓練資料。而監督式學習則是將大批「資料」和「答案」提供給 AI，讓其逐漸學會將任意資料對應到正確答案。

學習到一定階段後，工程師會出試題，測試 AI 的學習狀況，如果成績只有 60、70 分，AI 會針對答錯的地方調整自己的觀念，而工程師也應該與專門領域專家一起討論，想想是否需補充什麼教材，讓 AI 的準確率可以再往上提升。

就算 AI 最後通過測試、可以正式上場工作，也可能因為時事與技術的推陳出新，導致準確率下降。這時，AI 就要定時進修，針對使用者回報的錯誤進行修正，不斷補充新的學習內容，讓自己可以跟得上最新趨勢。

在了解 AI 的基本特徵與訓練流程後，蔡宗翰研究員建議：文科人可以看一些視覺化的操作影片，加深對訓練過程的認識，並實際參與檢視與標注資料的過程。現在網路上也有很多 playground，可以讓初學者練習怎麼訓練 AI，有了上述基本概念與實務經驗，就可以跟工程師溝通無礙了。

AI 能騙過人類，全靠「自然語言處理」

AI 的應用領域相當廣泛，而蔡宗翰研究員專精的是「自然語言處理」。問起當初想投入該領域的原因，他充滿自信地回答：因為自然語言處理是「AI 皇冠上的明珠」！這顆明珠開創 AI 發展的諸多可能性，可以快速讀過並分類所有資料，整理出能快速檢索的結構化內容，也可以如同真人般與人類溝通。

著名的「圖靈測試」（Turing Test）便證明了自然語言處理如何在 AI 智力提升上扮演關鍵角色。1950 年代，傳奇電腦科學家艾倫・圖靈（Alan Turing）設計了一個實驗，用來測試 AI 能否表現出與人類相當的智力水準。首先實驗者將 AI 架設好，並派一個人操作終端機，再找一個第三者來進行對話，判斷從終端機傳入的訊息是來自 AI 或真人，如果第三者無法判斷，代表 AI 通過測試。

換而言之，AI 必須擁有一定的智力，才可能成功騙過人類，讓人類不覺得自己在跟機器對話，而這有賴自然語言處理技術的精進。目前蔡宗翰的研究團隊有將自然語言處理應用在：人文研究文本分析、新聞真偽查核，更嘗試以合成語料訓練臺灣人專用的 AI 語言模型。

讓 AI 替你查資料，追溯文本的起源

目前幾乎所有正史、許多地方志都已經數位化，而大量數位化的經典更被主動分享到「Chinese Text Project」平台，讓 AI 自然語言處理有豐富的文本資料可以分析，包含一字不漏地快速閱讀大量文本，進一步畫出重點、分門別類、比較相似之處等功能，既節省整理文本的時間，更能橫跨大範圍的文本、時間、空間，擴展研究的多元可能性。

例如我們想了解經典傳說《白蛇傳》是怎麼形成的？就可以應用 AI 進行文本溯源。白蛇傳的故事起源於北宋，由鎮江、杭州一帶的說書人所創作，著有話本《西湖三塔記》流傳後世。直至明代馮夢龍的《警世通言》二十八卷〈白娘子永鎮雷峰塔〉，才讓流傳 600 年的故事大體成型。

我們可以透過「命名實體辨識技術」標記文本中的人名、地名、時間、職業、動植物等關鍵故事元素，接著用這批標記好的語料來訓練 BERT 等序列標注模型，以便將「文本向量化」，進而找出給定段落與其他文本的相似之處。

經過多種文本的比較之後發現，白蛇傳的原型可追溯自印度教的那伽蛇族故事，傳說那伽龍王的三女兒轉化成佛、輔佐觀世音，或許與白蛇誤食舍利成精的概念有所關連，推測印度神話應該是跟著海上絲路傳進鎮江與杭州等通商口岸。此外，故事的雛型可能早從唐代便開始醞釀，晚唐傳奇《博異志》便記載了白蛇化身美女誘惑男子的故事，而法海和尚、金山寺等關鍵人物與景點皆真實存在，金山寺最初就是由唐宣宗時期的高僧法海所建。

在 AI 的協助之下，我們得以跨時空比較不同文本，了解說書人如何結合印度神話、唐代傳奇、在地的真人真事，創作出流傳千年的白蛇傳經典。

最困難的挑戰：AI 如何判斷假新聞

除了應用在人文研究文本分析，AI 也可以查核新聞真偽，這對假新聞氾濫的當代社會是一大福音，但對 AI 來說可能是最困難的挑戰！蔡宗翰研究員指出 AI 的弱點：

如果是答案和數據很清楚的問題，就比較好訓練 AI。如果問題很複雜、變數很多，對 AI 來說就會很困難！

困難點在於新聞資訊的對錯會變動，可能這個時空是對的，另一個時空卻是錯的。雖然坊間有一些以「監督式學習」、「文本分類法」訓練出的假新聞分類器，可輸入當前的新聞讓機器去判讀真假，但過一段時間可能會失準，因為新的資訊源源不絕出現。而且道高一尺、魔高一丈，當 AI 好不容易能分辨出假新聞，製造假新聞的人就會破解偵測，創造出 AI 沒看過的新模式，讓先前的努力功虧一簣。

因此，現在多應用「事實查核法」，原理是讓 AI 模仿人類查核事實的過程，尋找權威資料庫中有無類似的陳述，可用來支持新聞上描述的事件、主張與說法。目前英國劍橋大學為主的學者群、Facebook 與 Amazon 等業界研究人員已組成 FEVEROUS 團隊，致力於建立英文事實查核法模型所能運用的資源，並透過舉辦國際競賽，廣邀全球學者專家投入研究。

蔡宗翰教授團隊 2021 年參加 FEVEROUS 競賽勇奪全球第三、學術團隊第一後，也與合作夥伴事實查核中心及資策會討論，正著手建立中文事實查核法模型所需資源。預期在不久的將來，AI 就能幫讀者標出新聞中所有說法的資料來源，節省讀者查證新聞真偽的時間。

AI 的無限可能：專屬於你的療癒「杯麵」

AI 的未來充滿無限可能，不僅可以成為分類與查證資料的得力助手，還能照護並撫慰人類的心靈，這對邁入高齡化社會的臺灣來說格外重要！許多青壯年陷入三明治人（上有老、下有小要照顧）的困境，期待有像動畫《大英雄天團》的「杯麵」（Baymax）機器人出現，幫忙分擔家務、照顧家人，在身心勞累時給你一個溫暖的擁抱。

機器人陪伴高齡者已是現在進行式，新加坡南洋理工大學 Gauri Tulsulkar 教授等學者於 2021 年發表了一項部署在長照機構的機器人實驗。這名外表與人類相似的機器人叫「娜丁」（Nadine），由感知、處理、互動等三層架構組成，可以透過麥克風、3D和網路鏡頭感知用戶特徵、所處環境，並將上述資訊發送到處理層。處理層會依據感知層提供的資訊，連結該用戶先前與娜丁互動的記憶，讓互動層可以進行適當的對話、變化臉部表情、用手勢做出反應。

長照機構的高齡住戶多數因身心因素、長期缺乏聊天對象，或對陌生事物感到不安，常選擇靜默不語，需要照護者主動引導。因此，娜丁內建了注視追蹤模型，當偵測到住戶已長時間處於被動狀態，就會自動發起話題。

實驗發現，在娜丁進駐長照機構一段時間後，住戶有一半的天數會去找她互動，而娜丁偵測到的住戶情緒多為微笑和中性，其中有 8 位認知障礙住戶的溝通能力與心理狀態有明顯改善。

至於未來的改進方向，研究團隊認為「語音辨識系統」仍有很大的改進空間，需要讓機器人能配合老年人緩慢且停頓較長的語速，音量也要能讓重聽者可以清楚聽見，並加強對方言與多語混雜的理解能力。

臺灣如要發展出能順暢溝通的機器人，首要任務就是要開發一套臺灣人專用的 AI 語言模型，包含華語、臺語、客語、原住民語及混合以上兩種語言的理解引擎。這需花費大量人力與經費蒐集各種語料、發展預訓練模型，期待政府能整合學界與業界的力量，降低各行各業導入 AI 相關語言服務的門檻。

或許 AI 無法發展出情感，但卻可以成為人類大腦的延伸，協助我們節省處理資料的時間，更可以心平氣和地回應人們的身心需求。與 AI 共存的未來即將來臨，如何讓自己的行事邏輯跟上 AI 時代，讓 AI 成為自己的助力，是值得你我關注的課題。

延伸閱讀

• 蔡宗翰（2022）。寫給中學生看的 AI 課：AI 生態系需要文理兼具的未來人才。三采文化出版。
• Tulsulkar, G., Mishra, N., Thalmann, N.M. et al (2021). Can a humanoid social robot stimulate the interactivity of cognitively impaired elderly? A thorough study based on computer vision methods. Vis Comput 37, 3019–3038.

在路上，偶爾會看到有人抽電子煙、加熱菸等新興菸品。或許，你曾聽說新興菸品對身體的危害較低，讓老菸槍的抽菸習慣改變；也有一些民眾擔心，這種方便又酷炫的抽煙／菸方式，可能會吸引更多人使用新興菸品。

目前，臺灣的《菸害防制法》修正草案正在進行中，打算將新興菸品併入法案列管。世界各國因應國情而有不同程度的管制：有些將新興菸品列為傳統菸品的替代物，有些則是鼓勵有抽菸習慣的使用者改用新興菸品。

現在，就讓我們來看看修正草案到底寫了些什麼，以及其他國家是依據什麼原則，來制定管理電子煙與加熱菸的相關法令吧！

修正草案的菸品分類

《菸害防制法》修正草案將菸分為「菸品」與「類菸品」兩類：「菸品」是指產品本身含有看得見的菸草或具有類似性質的天然植物，「類菸品」則是改變天然植物的物理型態，再製成可以模仿菸品使用的產品。

目前市面上的一般香菸，是直接燃燒菸草，修法後屬於「菸品」，而加熱菸是烤菸草，修法後同樣屬於「菸品」，與一般香菸同列納管。

電子煙是將菸草精油（可能不含尼古丁）霧化後吸入，屬於「類菸品」，而《菸害防制法》修正草案的規範之一，就是「禁止類菸品」。

上述產品都會對身體產生不良影響，關於各式菸品的差別，請參考：加熱式菸品？電子煙？傻傻分不清楚。

各國對新興菸品的規範

WHO 建議先確認各國管制架構與邏輯，再進行產品分類之法制作業。從 WHO 的定義來看，法規上將其歸類為傳統菸品，而不宜另創分類，且加熱菸管制模式應與傳統菸品相同^[1]。

美國食藥署 FDA 規定引入美國市場的新菸草產品，必須顯示出對公眾健康的淨收益。在考量這種公眾健康影響時，與可燃香菸相比，產品對使用者造成的風險必須較小。另外，如果一種產品引起更多人開始使用有害的菸草，或導致更少人停止吸菸，那麼該產品必須被拒之門外^[2]。

目前美國、英國、歐盟、紐西蘭、日本都將加熱菸列管。至於電子煙外型酷炫、煙油經過調味，恐讓更多青少年抽電子煙的擔憂呢？讓我們先來看看美國疾病管制暨預防中心（CDC）和歐盟的看法：

• 美國 CDC 的青少年危害健康行為調查（YRBSS）數據顯示，比起無調味電子煙，青少年較常抽調味電子煙。目前即使美國已核准多種電子煙上市，但仍禁止販售電子煙或煙彈給青少年。
• 歐盟衛生、環境與新興風險科學委員會（SCHEER）的資料顯示，電⼦煙正迅速成為歐盟青少年的新流行。2012 到 2017 年間，⽤⼾數量從 7.2% 增加到 14.6%，而青少年使⽤調味電⼦煙的⽐例更⾼，因為青少年認為經過調味的比較無害。

目前，各國的目標大都在於降低菸害，有的國家鼓勵以電子煙作為紙菸的替代：

• 2021 年，美國 FDA 通過了雷諾霧化器公司（RJR Vapor Company）提出的菸草產品上市前申請（PMTA）。該款電子煙能減少使用者接觸有害物質，可是 FDA 只核准有菸草味的煙油，調味煙油則因潛在的青少年濫用問題而遭到拒絕。
• 英國沒有禁止電子煙，只禁止電子煙的行銷廣告，並嚴格要求廠商回報使用情況。近年來，青少年使用電子煙的比例逐漸上升。
• 紐西蘭政府為推行 2025 年無菸行動計畫，鼓勵試圖戒菸的民眾改用電子煙，目標是在 2025 年將抽菸人數降到總人口的 5%。

電子煙是否有害？

對電子煙是否比香菸還要更不好的看法分歧，衛福部國民健康署在 2022 年 9 月新聞稿中表示，美國一個成年人的大型研究發現，未使用紙菸但使用電子煙的人比都沒有使用紙菸及電子煙的人，高出 4.36 倍罹患肺部疾病的風險，而有使用紙菸且使用電子煙的雙重使用者，比有使用紙菸但未使用電子煙的人高出 1.47 倍罹患肺部疾病的風險，顯示使用電子煙和香菸一樣是與肺部疾病相關的危險因子。

此外，使用電子煙會增加室內環境空氣中顆粒物和尼古丁濃度。電子煙對尼古丁的暴露變化很大，並且取決於產品特性(包括設備和電子煙油特性)，以及設備操作方式。除了尼古丁外，大多數電子煙產品還會包含並釋放出潛在有毒物質。
另一派的看法，例如英國衛生部 PHE 對電子煙看法聲明，用替代性尼古丁傳送設備如尼古丁電子煙，可在減輕吸菸造成的巨大健康負擔上發揮關鍵作用。

而食品、消費品與環境中化學毒性委員會 (the Committee on Toxicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment, COT) 的一項安全審查指出，電子煙對健康造成負面影響的風險遠低於紙菸。審查發現，暴露於顆粒物和尼古丁可能也會與負面健康影響有關，但對吸入調味成分的影響尚不確定。

加熱菸品是否有害？

無論電子煙還是加熱菸，在美國 FDA 的說明中，都會再三強調「減少有害物質產生」，且會註明「所有菸草製品都是有害的」，這到底是怎麼回事呢？

我們先看研究：在一項隨機對照研究中，研究團隊將 301 位受試者分為「持續吸菸組」、「戒菸組」、「改用 glo 加熱菸組」、「從不吸菸組」，進行為期 360 日的研究。結果顯示，加熱菸 glo 產生的有害物質比一般菸品來得少，且抽菸者體內的有害物質量，也在改抽加熱菸後顯著下降，因此研究者認為，glo 對身體的危害少於一般香菸。

上述是菸商進行的研究，我們來看美國 FDA 如何解讀另一項加熱菸研究數據。關於相關研究的詮釋，我們可以參考 FDA 審核加熱菸 IQOS 的過程。2018 年， IQOS 以相似的研究與論述，向 FDA 提出菸草產品上市前申請（PMTA）。然而，菸草製品科學諮詢委員會（TPSAC）駁回了申請 ，理由如下：

1. 從實驗數據來看，IQOS 確實能顯著減少身體接觸有害化學物質，但不代表能顯著降低發病率與死亡率。
2. 實驗數據不支持「IQOS 能降低菸草相關疾病風險」的說法。
3. 實驗數據不支持「改用 IQOS 會比吸一般菸帶來的傷害更小」的說法。

2019 年， IQOS 再次提出上市前申請。這次，FDA 以「能減少有害物質暴露（reduced exposure）」為由通過申請，並限制在「不能修改風險訊息」的情況下販售。為此，IQOS 進一步提出菸草產品風險修改（MRTP）的申請，並在2020年通過，能夠在產品說明中加上「能減少有害物質暴露」的字樣。FDA 認為有充分的證據說明該產品能減少有害物質的產生、減少身體接觸有害物質的機會。

至於 IQOS 是否能「減少對人體的風險（reduced risk）」，則還在持續評估中。

不過，直到 2022 年，新一代的 IQOS3 問世後，也還沒有足夠的證據讓 FDA 認為加熱菸能減少對人體的風險。從這個角度來看，WHO 與 FDA 的看法大致上相同，那就是：新興菸品釋出的有害物質確實較紙菸少，但對於人體的影響，或者說是否能「減害」，則需要更多實驗數據支持。

總結

綜合來說，各國為了達到菸草減害（tobacco harm reduction），紛紛透過各種方式鼓勵人們不要抽香菸。有研究指出和原本的香菸燃燒所釋放出的有害物質相比，加熱菸和電子煙的確比較少，但是否還有其他有毒物質，及其所造成的傷害降低或更安全，還需要長期觀察、研究。

目前，世界各國因應國情有不同程度的管制，從保守地列為傳統菸品的替代品，到鼓勵使用者轉換都有。看完這些說明，你認為臺灣適合站在管制光譜的哪一點上呢？

註解

• 註 1：新興菸品健康危害研議。P165。
• 註 2：新興菸品健康危害研議。P155。

參考資料

1. Friedman, A. S. (2021). A difference-in-differences analysis of youth smoking and a ban on sales of flavored tobacco products in San Francisco, California. JAMA pediatrics, 175(8), 863-865.
2. Final Opinion on electronic cigarettes
3. Goldenson, N. I., Leventhal, A. M., Simpson, K. A., & Barrington-Trimis, J. L. (2019). A review of the use and appeal of flavored electronic cigarettes. Current addiction reports, 6(2), 98-113.
4. Zare, S., Nemati, M., & Zheng, Y. (2018). A systematic review of consumer preference for e-cigarette attributes: flavor, nicotine strength, and type. PloS one, 13(3), e0194145.
5. FDA Permits Marketing of E-Cigarette Products, Marking First Authorization of Its Kind by the Agency
6. Part 4: Electronic cigarette use (vaping) – NHS Digital
7. Smoking, Drinking and Drug Use among Young People in England, 2021 – NHS Digital
8. The facts of vaping
9. History of Smokefree Aotearoa 2025 | Ministry of Health NZ
10. Learn about vaping | Health Promotion Agency Smokefree
11. Gale, N., McEwan, M., Hardie, G., Proctor, C. J., & Murphy, J. (2022). Changes in biomarkers of exposure and biomarkers of potential harm after 360 days in smokers who either continue to smoke, switch to a tobacco heating product or quit smoking. Internal and emergency medicine, 17(7), 2017-2030.
12. Mallock, N., Pieper, E., Hutzler, C., Henkler-Stephani, F., & Luch, A. (2019). Heated tobacco products: a review of current knowledge and initial assessments. Frontiers in Public Health, 7, 287.
13. FDA’s Tobacco Panel Rejects Reduced-Risk Claims for Philip Morris’ iQOS | Convenience Store News
14. Philip Morris Products S.A. Modified Risk Tobacco Product (MRTP) Applications | FDA
15. Heated tobacco products: information sheet – 2nd edition

本文為國民健康署廣告，泛科學企劃執行

• 文/林宇軒

「吸菸有害健康啊！」無論你是不是癮君子，大概都聽過不少次。

多數人都知道抽菸有害身體健康，癮君子們更是聽到耳朵長繭，都還是戒不掉。戒菸這麼困難，那使用一些紙菸的替代品，像是加熱式菸品或是電子煙，會不會比較好呢？替代品真的比較好嗎？

請跟著我們一起看看，目前科學研究上的證據，加熱式菸品和電子煙，到底是壞人，還是包著糖衣的假面？

讓人陶醉的惡魔：尼古丁

在開始討論紙菸替代品的優劣之前，要先來了解一下，為什麼會說抽菸不好，到底不好在哪裡？

尼古丁是紙菸之所以這麼令人陶醉的主要原因，點燃以後飄起的那一縷縷白煙，充滿了讓人感受到無比放鬆的尼古丁分子。當尼古丁被吸入體內以後，透過血液循環到達神經系統，尼古丁會與神經細胞上、負責接收訊號的乙醯膽鹼受體結合，牢牢抓住受體，不容易被代謝掉。而且尼古丁和該受體還結合得特別緊，半衰期長達 2 小時，不像神經傳遞物質 ── 乙醯膽鹼 ── 很快就被清除掉，半衰期大概只有短短的 1 分鐘左右 [1]。

也就是說尼古丁的存在，會讓神經細胞覺得：「哇！我一直收到很多獎勵訊號。」進而刺激大腦分泌多巴胺，讓我們感覺放鬆、產生幸福的滋味。

只不過這樣會讓神經系統處在活躍狀態的時間太長，為了避免神經系統受不了，吸菸者的神經細胞就會產生更多的乙醯膽鹼受體，降低神經細胞的敏感度，讓神經細胞比較不那麼興奮。

反之，如果停止吸入尼古丁，神經細胞便感覺不太到原有的神經傳遞物質，就會出現戒斷症狀：注意力不集中、情緒低落、煩躁、易怒等。隨著抽菸的次數增加，這個抑制的機制會讓原本的吸菸量變得越來越無法放鬆、產生愉悅感，讓許多原本只要抽一支菸就可以撐一兩週的人，到後來每次只能撐個一、兩小時，就必須再點下一根了。

許多人以為，抽菸要抽很多次才會上癮，但尼古丁最厲害的就是，只要吸一次，大腦結構就被改變了。研究發現給予大鼠一根菸的尼古丁量，就足以讓大腦 88% 的受體與尼古丁結合 [2]。另一篇研究調查了美國七年級青少年的吸菸經驗，62% 的青少年表示他們只抽過一次，就出現了戒斷症狀 [3]，也就是說，只要一根菸，大腦就開始啟動抑制機制，帶你邁向成癮之路。

吸菸有什麼糟的？

吸菸會造成身體的危害可不是亂說的，菸草本身就含有一些致癌物。菸草中最致癌的莫過於這三種分子：N- 亞硝基降菸鹼 (NNN) 和它的代謝產物 (NNAL)，以及 4-甲基亞硝胺 -1-3-（吡）啶基 -1-丁酮 (NNK)。這幾項都已經有許多研究指出，會導致肺癌、胰臟癌、食道癌與口腔癌的罹患率風險提高 [4]。

除此之外，在菸草燃燒的過程中，還會產生焦油。焦油的外觀看起來是黑色粘稠的液體，所以你會在一些阻止你買菸的廣告上看到黑掉的肺部，那個就是把焦油吸進肺部之後的樣子。焦油當中包含了許多的致癌物，包括許多的多環芳香烴，這些含有苯環的複雜分子，很多都會刺激氣管、支氣管和肺部，而且是致癌物質，還會增加罹患肺癌和口腔癌的風險。

舉例來說，BPDE(Benzo(a)pyrene diol epoxide，一種環芳香烴碳氫化合物)，這個分子進到細胞內之後，會附著到細胞中 p53 基因的位置，造成基因受損，最終導致肺癌。1996 年，科學家在紙菸中找到這個分子，並在《科學》期刊中發表這篇論文，這個研究說明了燃燒菸草產生的致癌物與人類癌症有直接的關聯性[5]。（延伸閱讀：菸草致癌研究風雲：科學家與菸草商的鬥智—《p53：破解癌症密碼的基因》）

那尼古丁呢？目前關於尼古丁對人體的危害證據還很分歧，部分研究結果認為看不出來尼古丁對成人有明顯的影響 [6]，然而也有一些研究持相反看法，認為長期暴露於尼古丁煙霧的安全性仍屬未知 [7]。不過，倒是不少研究認為，尼古丁對青少年的神經系統影響比成人更大，比成人更容易成癮 [8,9]，對胎兒和幼兒就更不用說了，甚至可能會影響孩童的腦部發育 [10]。然而，光是尼古丁讓人們成癮的特性，就已經會大大地提高暴露於前述幾種致癌物的風險，完全不能說菸草中的尼古丁無害。

用加熱式菸品就可以了？

既然燃燒會產生致癌的焦油，而吸菸只是需要尼古丁帶來的愉悅感，那麼不把菸草點燃總行了吧？國外有一些加熱式菸品，是將菸草柱插入加熱用的金屬片中，並以電池充電來加熱菸草柱，當溫度夠高的時候，菸草中的「有感」成分能被蒸出來吸食。

加熱式菸品少了燃燒這個步驟，因此其中的致癌物質 ── 焦油 ── 也可能減少 [11]，而尼古丁還是會被蒸出來，只不過攝入的尼古丁含量可能因此會比抽一般的紙菸來的低，可能會導致許多人吸食頻率增加，那麼菸草中本身所含有的那些致癌物質，可能反而會吸得比原本抽紙菸來的更多，健康的風險可能不減反增。

那沒有菸草的電子煙又如何？

另外一種非燃燒式的菸品就是電子煙。電子煙的運作方式，是將菸商製造的煙油加入電子煙的容器中，再透過電池將線圈加熱，線圈會加熱煙油使其氣化，而使用者就是吸食煙油氣化後產生的蒸氣。

電子煙在美國青少年族群中的使用率近年快速攀升，是因為電子煙有更濃的煙霧讓視覺效果更好、味道較佳、較強的喉韻 (throat hit)、出於好奇等因素 [15]，許多電子煙商看準這點還紛紛推出各種不同口味的產品，製造噱頭吸引年輕人嘗試。

許多電子煙製造商宣稱不含尼古丁，可以減少成癮的可能，但是衛福部 2016 年抽樣調查三千多件電子煙產品的結果，發現有近八成的產品含有尼古丁 [16]，根本無法避免成癮，還會讓使用者更容易沉溺其中。有研究發現，使用電子煙的青少年，日後抽紙菸的比率大幅提高 6 倍之多 [17]。

不過，電子煙標榜沒有燃燒的過程，所以不會產生焦油，而且電子煙並沒有使用菸草，不含有菸草中所含有的那些致癌物。但是，這並不代表煙油就很安全，煙油的溶劑中含有許多致癌的化學物質，例如：苯、環氧乙烷、丙烯腈、丙烯醛、丙烯醯胺等致癌物，研究發現電子煙使用者的尿液中，這些致癌物的代謝物顯著高於不吸菸者，根本無法說電子煙無害 [18]，而且青少年吸菸者嘗試吸電子煙後，最終很容易同時使用紙菸和電子煙，根本雪上加霜 [19]。

更可怕的是，電子煙和加熱式菸品的電池還有可能在不啟動的狀態下，從你的口袋中爆炸，光是在美國就已經發生過很多起案例。看看下面新聞影片的連結，你能想像，要是電子煙是在嘴裡爆炸，那該有多可怕？（延伸閱讀：電子煙爆炸案並非個案 研究：爆炸意外次數比你想得多 – 地球圖輯隊）

朋友，抽任何一種菸都沒有比較安全啊！

總結來看，加熱式菸品和一般燃燒紙菸一樣有焦油和尼古丁的危害，反而會讓癮君子情不自禁的抽更多；而電子煙雖然沒有了菸草，但仍可能含尼古丁，且多出了更多種致癌物，成癮性也沒有比較低。更可怕的是這兩種的電池還有可能會突然爆炸，完全無法說這兩種紙菸替代品比較安全。

目前，台灣還沒有正式准許這些替代性菸品進口，許多人會違法偷偷從國外買進來。對於不想戒菸的癮君子來說，這些替代性產品的危害根本不重要；而對於想戒除尼古丁成癮的人來說，目前也沒有明確證據指出，替代性菸品是有效的方法；但是那些產品的酷炫與新鮮感，對於未曾吸菸的青少年來說，會是踏入菸品世界的敲門磚，一旦開始使用，就會越抽越多，對健康產生越多危害，減少吸菸人口的目標，大概也會越來越遠了。

參考文獻：

1. Benowitz, N. L., Jacob, P. I. I. I., Jones, R. T., & Rosenberg, J. (1982). Interindividual variability in the metabolism and cardiovascular effects of nicotine in man. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 221(2), 368-372.
2. Brody, A. L., Mandelkern, M. A., London, E. D., Olmstead, R. E., Farahi, J., Scheibal, D., … & Koren, A. O. (2006). Cigarette smoking saturates brain α4β2 nicotinic acetylcholine receptors. Archives of general psychiatry, 63(8), 907-914.
3. DiFranza, J. R., Rigotti, N. A., McNeill, A. D., Ockene, J. K., Savageau, J. A., St Cyr, D., & Coleman, M. (2000). Initial symptoms of nicotine dependence in adolescents. Tobacco control, 9(3), 313-319.
4. Xue, J., Yang, S., & Seng, S. (2014). Mechanisms of cancer induction by tobacco-specific NNK and NNN. Cancers, 6(2), 1138-1156.
5. Denissenko, M. F., Pao, A., Tang, M. S., & Pfeifer, G. P. (1996). Preferential formation of benzo [a] pyrene adducts at lung cancer mutational hotspots in P53. Science, 274(5286), 430-432.
6. Dinakar, C., & O’Connor, G. T. (2016). The health effects of electronic cigarettes. New England Journal of Medicine, 375(14), 1372-1381.
7. Franck, C., Filion, K. B., Kimmelman, J., Grad, R., & Eisenberg, M. J. (2016). Ethical considerations of e-cigarette use for tobacco harm reduction. Respiratory research, 17(1), 53.
8. US Department of Health and Human Services. (2014). The health consequences of smoking—50 years of progress: a report of the Surgeon General. Atlanta, GA: US Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Chronic Disease Prevention and Health Promotion, Office on Smoking and Health, 17.
9. Holliday, E., & Gould, T. J. (2016). Nicotine, adolescence, and stress: a review of how stress can modulate the negative consequences of adolescent nicotine abuse. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 65, 173-184.
10. Holbrook, B. D. (2016). The effects of nicotine on human fetal development. Birth Defects Research Part C: Embryo Today: Reviews, 108(2), 181-192.
11. Mallock, N., Böss, L., Burk, R., Danziger, M., Welsch, T., Hahn, H., … & Hutzler, C. (2018). Levels of selected analytes in the emissions of “heat not burn” tobacco products that are relevant to assess human health risks. Archives of toxicology, 1-5.
12. McNeill, A., Brose, L. S., Calder, R., Bauld, L., & Robson, D. (2018). Evidence review of e-cigarettes and heated tobacco products 2018. A report commissioned by Public Health England. London: Public Health England, 6. (Link)
13. Benowitz, N. L., & Fraiman, J. B. (2017). Cardiovascular effects of electronic cigarettes. Nature Reviews Cardiology, 14(8), 447.
14. “Scientists describe problems in Philip Morris e-cigarette experiments”, Reuters News, 2017 Dec. 20
15. Krishnan-Sarin, S., Morean, M., Kong, G., Bold, K. W., Camenga, D. R., Cavallo, D. A., … & Wu, R. (2017). E-cigarettes and “dripping” among high-school youth. Pediatrics, 139(3), e20163224.
16. 電子煙、加熱式菸品你應該知道的30問 – 國民健康署
17. Barrington-Trimis, J. L., Urman, R., Berhane, K., Unger, J. B., Cruz, T. B., Pentz, M. A., … & McConnell, R. (2016). E-cigarettes and future cigarette use. Pediatrics, 138(1), e20160379.
18. Rubinstein, M. L., Delucchi, K., Benowitz, N. L., & Ramo, D. E. (2018). Adolescent exposure to toxic volatile organic chemicals from e-cigarettes. Pediatrics, 141(4), e20173557.
19. Best, C., Haseen, F., Currie, D., Ozakinci, G., MacKintosh, A. M., Stead, M., … & Frank, J. (2018). Relationship between trying an electronic cigarette and subsequent cigarette experimentation in Scottish adolescents: a cohort study. Tobacco control, 27(4), 373-378.

延伸閱讀：

1. 電子煙、加熱式菸品你應該知道的30問 – 國民健康署

搞笑諾貝爾獎每年都是新的開始，2022 年也不例外。今年「第 32 次第一屆搞笑諾貝爾獎」一共頒發 10 個獎項，藝術史獎 2 位學者的得獎理由是：

「以跨領域手法研究古代馬雅陶器畫面的儀式性浣腸（A Multidisciplinary Approach to Ritual Enema Scenes on Ancient Maya Pottery）」。

2022 年，肛門或成最大贏家！

浣腸（enema）別名灌腸，就是直接向肛門注入液體，刺激排泄。灌腸也指稱香腸的作法，浣腸讀起來比較有儀式感，本文之後就採用浣腸稱呼。

今年的生物學獎也和肛門有關，肛門或成最大贏家！有種蠍子斷尾求生後，連肛門都會一起脫落，而且無法再生，再也無法排泄，最終便秘致死。好在即使屁股沒惹一半，還可以再活幾個月，完成傳宗接代的蠍生大事。

同時看到馬雅人的浣腸研究，想說能不能幫斷尾的蠍子也浣腸一下，解決便秘問題……馬上想到它們已經沒有屁股，不再有機會享受浣腸的樂趣，嗚嗚。 😭

有趣的是（疑似贅句，本文應該沒有無趣的事），2022 年受到表揚的藝術史獎來自 1986 年發表的論文，本身就很有考古精神，36 年過去，如今得獎者都老惹。

大部分搞笑諾貝爾獎頒給近幾年的研究。但是一查之下大吃一驚，穿越歲月的表揚很少，卻不算罕見：

2022 年的藝術史獎頒給 1986 年的研究，時隔 36 年。

2021 年的昆蟲學獎頒給 1971 年的研究，時隔 50 年。

2013 年的安全工程獎頒給 1972 年的研究，時隔 41 年。

2013 年的公共衛生獎頒給 1983 年的研究，時隔 30 年。

2011 年的公共安全獎頒給 1967 年的研究，時隔 44 年。

2011 年的生物學獎頒給 1983 年的研究，時隔 28 年。

2010 年的公共衛生獎頒給 1967 年的研究，時隔 43 年。

2008 年的化學獎頒給 1985 年的研究，時隔 23 年。
……

研究民族藥物的藥理學家：一個博士不夠，就再讀一個！

今年等待 36 年的 2 位得獎者，是什麼來頭呢？馬雅是個位於中美洲，有數千年歷史的文化，如今依然有數百萬馬雅人樸實地生活著，儘管不如古代輝煌。研究馬雅考古的人，應該是考古學家吧！其中一位地獄慕斯（Nicholas Hellmuth）確實符合想像，他正是探索古馬雅的考古學家。

• 延伸閱讀：馬雅人的祖先，帶著玉米從南方來？

然而，另一位德史密特（Peter A.G.M. de Smet）不是考古學家，而是藥理學家。這項探討馬雅浣腸的研究，源自他博士論文中的一部分，而且這是他的第二個博士學位。

德史密特是荷蘭人，就讀烏特勒支大學（Utrecht University），公元 1979 年取得「藥學博士（Doctor of Pharmacy）」，具有一流的藥理學專業。後來他對民族藥物，也就是各地的草藥、菸草等傳統藥物產生興趣，於是 1981 年起又深造數年，1985 年再取得一個 PhD 博士。

他的博士題目叫作《美洲的儀式性浣腸與鼻菸（Ritual enemas and snuffs in the Americas）》，這段期間他幹勁十足地完成多達 11 篇論文！這麼多素材都被整合進博士論文，後來有出書。

這位藥學博士在第二個博士論文中（第 13 頁），一整個理組嗆文組的 fu：

「儀式性用藥的資料中，不當使用藥理學數據，是驚人的常見錯誤。實際上這不太意外，因為這個領域中的作者，往往缺乏藥理學背景。」

初出茅廬的德史密特，整理當時藥理學、民族學、考古學的多方資訊，加上自己的實驗，探討美洲原住民在浣腸、吸菸兩項行為的材料、手法、效果，使他成為以現代科學探討民族藥理學（ethnopharmacology）的先驅。

40 年來他身兼藥理學家、民族藥物學家的雙重身份，兩個領域都頗有建樹，總共發表上百篇論文，有些引用數相當可觀。2011 年還出過一本書，由 20 世紀初的明信片討論各地的民族藥物。

藥理學×考古學：馬雅人為什麼浣腸？

馬雅人為什麼浣腸？馬雅世界後來成為歐洲人殖民地，早在殖民時期便有紀錄，馬雅人以浣腸行醫療用途。這也是當今受過醫學訓練的醫師、護理師之基本專業。

然而，1977 年重現於世的古代陶器，上頭的浣腸畫面卻不像醫療，而是某種儀式的場景。此後累積愈來愈多證據，現在可以肯定馬雅人不只為了醫療浣腸，還會在儀式性的場子中浣腸，有搞別人屁股，也可以自己搞自己屁股，還有互相浣腸的。

• 延伸閱讀：台灣頭號馬雅專家「馬雅國駐台辦事處」的文章：〈【食慾流動】今晚我想來點中美洲烈酒〉

馬雅浣腸是德史密特的博士論文中，少數有關考古的題材，他不懂考古學，因此找到前輩地獄慕斯助拳。地獄慕斯搜藏不少馬雅小本本（主要是 6 到 9 世紀的古典期晚期），在其協助下，德史密特能充分發揮藥理學專業，跨領域探討古代馬雅人的浣腸學問。

「儀式（ritual）」的目的千變萬化（很多人類學家不知道怎樣解釋就說是儀式，老套路），馬雅浣腸的目的是什麼？德史密特認為一項意義可能是「淨化」。浣腸就是人為強制排出消化道中的廢物，在淨化儀式中適合作為象徵。

有些浣腸的目是追求快感，馬雅人應該也不例外，畢竟有些浣腸儀式的畫面，看起來就是派對。在儀式中使用藥物、興奮劑助興，不論古今都很常見。馬雅浣腸多半也是令參與者愉悅的儀式。還有人浣腸的目的是保健，像是現在也有人提倡咖啡浣腸。由此推敲，浣腸儀式能達到綜合性的目的。

浣腸跨越時空。福大命大的法蘭西大皇帝「太陽王」路易十四，便以喜愛浣腸聞名，別稱「大腸王」，據說一生浣腸超過 2000 次。當時浣腸和放血一樣，是流行的醫療與保健手段，不過懂玩的路易十四，想必也從中獲得不少快感。

提醒各位讀者，浣腸未必會傷害人體，但是一定有風險。不論目的是醫療、愉悅或保健，都要審慎進行，一旦碰到狀況，快點尋求醫療協助。尤其千萬不要用屁股直接喝酒或興奮劑！肛門、腸道細胞的吸收效果好，恐怕會不知不覺地中毒。

實驗精神，注入！

注入肛門的液體是浣腸關鍵，浣腸液的配方、用量大有學問。幾乎可以確定馬雅人會用酒精浣腸，畫像中便能見到稱為「balché」的含酒精發酵飲料。

一堆博士牲讀的要死要活，即使僥倖畢業，也常常像 Long COVID 後遺症般，罹患遺憾終生的 Long PhD。德史密特的博士生涯卻充滿趣味，他拿自己的屁股做實驗，測試不同濃度與用量，讓讀者也猝不及防地上車。

讓人享受快感的浣腸，要將浣腸液留在腸道一段時間，不能馬上排出，所以不能注入太多。

德史密特在博士論文第 57 頁寫到，現代西醫操作下，超過 200 cc 只作為刺激排泄使用。古代藝術品中，有些看起來 size 很大大大的注射器，能注入不少浣腸液，其目的看似為快速大爆射的淨化功能，而非慢慢醞釀，體驗灌腸的愉悅感。

然而，德史密特又指出，他用自己屁股做實驗發現，即使注入 500 cc 的酒精灌腸液，也能輕易地維持不會大爆射。因此不能說注射器比較大支，就一定無法享受快感。

大腸王路易十四直呼內行：這荷蘭仔，懂玩！

浣腸液除了酒精，馬雅人還有哪些素材？

酒精以外，德史密特還測試過 DMT（dimethyltryptamine，N,N-二甲基色胺）浣腸，沒什麼特別感覺，不過他謹慎使用的劑量非常低。致幻劑 DMT 可以調製死藤水（ayahuasca）等迷幻藥，吃多會出人命，千萬不要胡亂嘗試。

作為藥理學家，德史密特討論多款可能的成分，不過沒有自稱試用過。像是咖啡因、尼古丁、迷幻蘑菇（psilocybian mushroom）、毒蠅傘（fly agaric，學名 Amanita muscaria）、睡蓮（water lily）、柯拉豆屬植物的蟾毒色胺（Anadenanthera alkaloid bufotenin，巴西植物 paricá 的種子）等等。

德史密特認為，他探討的大部分化學物質都不適合用於浣腸液，或是有機會被馬雅人使用。稀釋的咖啡因、尼古丁溶液肯定能用來浣腸，而且效果不錯。可是沒有馬雅人使用咖啡因、尼古丁浣腸的鐵證。

還有睡蓮值得一提。有些陶器畫面上出現睡蓮，可能作為儀式用途；而某些種類的睡蓮中又含有可作為致幻劑（hallucinogen）的成分，這才懷疑到睡蓮。但是睡蓮是否用於浣腸，至今仍缺乏可靠的證據。

這些研究看似搞笑，有什麼意義呢？不少人類學家、民族學家、考古學家，歷史學家做研究時，會接觸藥物與儀式，卻時常缺乏足夠的藥學知識，對於目的、用法、用量、效果等問題無法深入探討。人類學家 David J. Minderhout 在 1987 年的書評提到，德史密特以藥理學的視角切入，能彌補人類學、民族學的不足，對藥用植物感興趣的人，這類研究頗有參考價值。

總之就是，叔叔有練過，大家不要模仿。浣腸是有風險的行為，不論出於什麼目的，都要謹慎操作。

2022 年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮影片（藝術史獎從 47:50 開始）：

更多有趣的研究，請到【2022 搞笑諾貝爾獎】

延伸閱讀

• 【2022 年搞笑諾貝爾獎】10 項怪奇獲獎研究出爐：你賺多少其實跟你的才華沒有關係？蠍子斷尾求生，反而讓自己從此便秘？
• 馬雅人的祖先，帶著玉米從南方來？
• 短篇  歐洲人到來以後，馬雅人的壁畫藝術
• 那些改寫人類文明的墮落惡習？──《傷風敗俗文化史》導讀
• 「迷幻藥」如何在人類歷史中佔有一席之地呢？──《傷風敗俗文化史》
• 果真有屁用：「菊花」的醫學史
• 短篇  瓦里帝國偏遠殖民地，加料啤酒更刺激
• 短篇 南美洲安地斯高山上，1000 年前的古柯鹼，死藤水
• 美國西北角印第安人，超過千年吸菸史
• 美國猶他 1.23 萬年前，最早使用菸草
• 短篇 2500 年前的大麻，帕米爾高山上，這批很純

參考資料

1. 2022 年搞笑諾貝爾獎得獎名單
2. Here are the winners of the 2022 Ig Nobel Prizes
3. 德史密特在 WHO 旗下 International Classification of Traditional Medicine（ICTM）的網頁
4. 德史密特 1985 年的博士論文《Ritual enemas and snuffs in the Americas》
5. de Smet, P. A., & Hellmuth, N. M. (1986). A multidisciplinary approach to ritual enema scenes on ancient Maya pottery. Journal of ethnopharmacology, 16(2-3), 213-262.
6. Minderhout, D. J. (1987). Ritual Enemas and Snuffs in the Americas. Peter AGM de Smet.

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。