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靈魂真的有重量,還是21克?——《活見鬼!世上真的有阿飄?科學人的靈異世界之旅》

時報出版_96
・2019/08/30 ・2347字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 489 ・五年級

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一九○一年四月十日,下午五點三十分,第一號病人瀕臨死亡,麥杜格稱之為「我的機會」即將來臨。一個中等體型而且有「標準美國人體溫」的男人,被人用輪椅送出病房,然後抬到秤上,像一篩子的絲。

麥杜格喚來他的搭檔。整整三個小時又四十分鐘,這些人看著那人死去。沒有一般病床邊的悲傷和惋惜,取而代之的,是這些人屏氣凝神,專心地期待。我想,你可以在 NASA 倒數的工程師臉上看見同樣的表情,可能還有兀鷹。

一位醫生看著這個人的胸部,另一位觀察臉部的變化。麥杜格自己專心盯著秤的指針。「突然之間,與死亡同步,」麥杜格寫道:「秤桿尾端落下,伴隨著可以聽見的聲響,它降到較低的刻度,而且維持在那裡沒有回升。減輕的重量明確記錄為四分之三盎斯。」是的,剛好是二十一公克。

好萊塢為了一個單純的理由轉換度量衡,因為二十一公克比較好聽。誰要去看一部叫做「○點七五盎斯」的電影?

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電影《靈魂的重量》海報。圖/IMDb

多年來,麥杜格在五個病人身上重複這個實驗。一份論文彙整了他的發現,並刊登在一九○七年的《美國醫學》(American Medicine)期刊上。之後幾個月,許多半信半疑的醫學博士開始批評,寫了長信給編輯。麥杜格全部加以駁斥。

生與死的二十一克,是差在「無感減輕」?

一位來信者指出,括約肌和骨盆底部肌肉會在死亡時放鬆,因此減輕的可能是尿液和(或)糞便。麥杜格耐心地回覆,如果是這樣的話,那些重量還是會留在床上,因此,也留在秤上。有人表示,臨死病人最後吐的氣可能造成重量減輕。為了證明並非如此,麥杜格興致勃勃地爬到床上「盡可能用力地」呼氣,史普羅負責看著秤。沒有觀察到任何改變。

最可能的嫌犯,被稱為「無感減輕」(insensible loss):汗水蒸發與呼吸中的水氣逸失使得體重持續減輕。麥杜格宣稱他已經計算了這個部分。他寫道,他的第一個病人失去水氣重量的速率是每小時一盎斯,以無感減輕來解釋死亡時突然下降的四分之三盎斯,這實在太慢了。

圖/giphy

歷史上研究無感體重減輕的權威,是一位叫做散克托留斯(Sanctorius)的帕度瓦生理學家。他被認為是「新陳代謝平衡研究的創始者」,在一六九○年一本頗具娛樂性的書籍《靜態醫學》(Medicine statica)中創造了「無感蒸發」(insensible perspiration)一詞。

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為了幫助研究,散克托留斯設計了一個實驗用秤。他在巨大的提秤上掛了一個平台。平台上放了一張板凳,板凳中央挖個洞,下面放了水桶,平台前立了一張餐桌:發件箱和收件箱。散克托留斯坐在平台上享受一頓大餐,然後在秤上隨意坐了八個小時,需要的時候就利用水桶。然後他測量「消化排泄物」的重量,順便觀察一些無關的現象:「粗的比較輕而且浮起來。」散克托留斯發現,有一小部分的食物重量沒被算到,也就是說,不在水桶裡。他把這些重量歸為汗水蒸發和呼出的水氣,統稱為無感蒸發。

散克托留斯的計算是,一天攝取八磅的肉與飲料,會產出五磅的無感蒸發,或平均一小時三盎斯的汗水和呼氣逸失:速率是麥杜格所觀察到的三倍。散克托留斯還描述了「一餐八磅重」的消化作用。不過,散克托留斯時代肉汁滿溢的大食客,和麥杜格乾瘦的肺癆病人之間,顯然沒有什麼相同之處。

我往前跳到第六章,這一章全都是關於過度性交對無感蒸發的影響。散克托留斯有個奇怪的習慣,喜歡以格言的形式介紹他的發現。

例如,「格言三十九:像狗性交的人體姿勢是比較有害的,相較於單純的射精,因為後者只會使內部疲倦,而前者則同時讓消化道和神經疲累。」或「格言四十:在一餐後站立性交是有害的,因為那會在一整頓食物之上,干擾消化部位。」散克托留斯宣稱,由於干擾到無感蒸發,過度性交會導致所有的問題,從「眉毛到關節的顫動」,到眼膜硬化,這一點我猜是「手淫會讓你瞎掉」的迷思來源。散克托留斯倡導適度肉慾,這似乎相當掃興,尤其書中還積極提倡生蠔為「最佳營養來源」。

圖/giphy

為了找出無感體重減輕的真相,到底是如麥杜格計算的一小時一盎斯,還是三盎斯,我打電話給美國現代的散克托留斯──拉弗辛(Eric Ravussin)。拉弗辛目前在巴頓魯治的「潘寧頓生化醫學研究中心」(Pennington Biomedical Research Center)工作,他曾經在國家衛生研究院進行新陳代謝密閉研究。他也測量了睡眠中的無感水分流失,將志願者安置於密閉室中平台秤的床上。他的發現和麥杜格接近:大約一小時一盎斯。麥杜格是對的:很難想像無感水分流失會是瞬間下降四分之三盎斯的力量。

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到底是什麼造成突然的體重減輕,依然無解

拉弗辛不知道到底是什麼造成突然的體重減輕。他介紹我看克雷柏(Max Kleiber)寫的《生命之火:動物能量學介紹》(The Fire of Life: An Introduction to Animal Energetics)。雖然對我而言有點艱澀,但書中有些地方還是跟散克托留斯的書一樣有趣,譬如說,我們學到「婆羅門母牛的超大陰道實際上也是個散熱的器官」。在相近的脈絡之下,舒密尼爾森(Schmidt-Nielsen)「觀察到駱駝直腸溫度會在一天中從三十四點二度升到四十點七度」,但嚴格來說,我很懷疑光是觀察就能得到這項結論。

有時候你必須親自動手,如克雷柏在一九四五年親自計算「放牧母牛的無感體重減輕,以嘴套防止牠們攝取水分和食物,並蒐集所有的糞便與尿液然後秤重。」我快速讀過這本書,尋找死亡時突然重量減輕的例子,卻什麼也沒找到。一個人也只能做到這麼多了。以克雷柏的話來說:「如果我們堅持要用蛋來滿足所有的能量需求,我們很快就會到達盡頭了。」或是到達某種狀態。

——本文摘自《活見鬼!世上真的有阿飄?科學人的靈異世界之旅》,2019 年 2 月,時報出版

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時報出版_96
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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
43 篇文章 ・ 56 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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除了食療、放血,過去還有哪些針對憂鬱症的神秘治療?——《終結憂鬱症》
PanSci_96
・2020/04/29 ・2318字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 562 ・九年級

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  • 作者/艾德華.布爾摩 (Edward Bullmore);譯者/高子梅
  • 編按:文末寫到的 P 太太為類風濕性關節炎患者,也被作者診斷有憂鬱症的症狀。

在醫學上,憂鬱症比發炎還要古老。我們到羅馬時代才知道發炎的基本病徵,但古希臘時代就已經知道「憂鬱」(melancholia)這回事了。

從古希臘開始就有「憂鬱」這個概念。圖/GIPHY

大約西元前 400 年,在醫學之父希波克拉底(Hippocrates)門下的醫師就意識到憂鬱的兩個面向,我們現在稱作情緒認知。一方面,他們看到了靈魂的痛苦,拉丁文是 angor animi,這種痛苦會透過恐懼、消沉、悲傷和鬱悶等方式來表現。

另一方面,則是悲觀又不切實際的傾向,拉丁文是 cogitatione defixus,就像古羅馬醫生蓋倫(Galen)的病人「認為自己變成了蝸牛,一定得躲開其他人,身上的殼才不會被踩扁。還有人為肩上扛著世界的神阿特拉斯(Atlas)擔心,想像他可能會愈來愈疲憊,最後消失不見」。

令人憂鬱的黑膽汁

在當時,這些情緒和認知上的症狀被認為是生理毛病,也就是身體功能異常。例如,憂鬱是黑膽汁在脾臟裡累積過多造成的。

根據希波克拉底學派的生理學,黑膽汁是四種體液(humours)之一。這四種體液掌控了病人性格、容不容易生病,以及對治療的反應程度等眾多面向。

四體液:黃膽汁、黑膽汁、黏液與血液。圖/wikimedia

黑膽汁、黃膽汁、黏液和血液是體內循環的基本體液。它們彼此間的平衡為臨床上的疾病病徵提供了診斷的解釋。比如說

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  • 黏液過多會使人變得冷漠,造成風濕和胸腔方面的疾病。
  • 黃膽汁過多使人易怒,比較容易出現肝臟問題。
  • 血液過多雖會讓人變得樂觀,但可能出現心臟疾病。
  • 黑膽汁過多則會讓人憂鬱。

當時的抗憂鬱療法利用食療、運動、通便、放血來減弱黑膽汁所帶來的憂傷,重新平衡體液。

這些古老的觀念如今看來似乎有點可笑,因為我們知道沒有所謂黑膽汁這種東西,但這套理論主宰了歐洲醫學很長一段時間。英格蘭的醫師在 1850 年代以前,仍然普遍遵循希波克拉底學派的傳統。

鞭打刑罰治療憂鬱症,神學也有一套?

對憂鬱症患者來說,用希氏療法來治病儘管不太對症下藥,但至少是從生理學的角度出發,比基於神學的治療好得多。例如,塞爾蘇斯雖然也是古時候的醫師,但他對憂鬱症的看法不屬於希波克拉底學派。

他跟許多之前或之後的人一樣,認為憂鬱症是遭惡魔附身的鐵證,是惡靈俘虜了病人的靈魂,是對曾經做錯事或敗德的病人的懲罰。他建議的療法都相對嚴厲,包括驅魔儀式、鞭打、火刑、單獨監禁,或者用鐵鍊、手銬、腳鐐來限制行動。

憂鬱症曾被認為是對曾經做錯事或敗德的病人的懲罰,而以極刑進行「治療」。圖/pixabay

從早期到整個中世紀,再到十八世紀的獵巫,無以數計的憂鬱症患者遭處以極刑,人們偏執地認為他們身體無礙,而是靈魂著了魔。

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醫學界的新時代:身體機械論

在 1850 年後,醫學界的機械革命(兩百年前笛卡兒一針見血地預告)開始佔盡上風,取代了希波克拉底學派。(醫學的改革腳步總是慢很多。)只不過一直要等到 1950 年代,在笛卡兒之前或二元論之前的古代醫學理論(無論心理還是生理症狀都採同一套致病原因或因子,以體液解釋)才徹底瓦解,由身體機械論的醫學取而代之。

1850 年後的醫學新觀點:身體的運作就像機械。圖/GIPHY

如今,希波克拉底學派的詞彙僅剩一點留在現代的醫學字典裡。melancholia 是目前為止精神科醫師仍然會使用的字,但它指的不再是黑膽汁,而是一種診斷名稱,更正式的說法是「鬱症」(major depressive disorder,簡稱 MDD)。

醫學院學生學到的發炎病徵從古時候到現在都一樣,而現代憂鬱症的症狀也跟兩千年前被診斷成憂鬱症的症狀沒什麼差別。只是發炎的典型特徵已經由全新的免疫科學深入地解析,但憂鬱症的臨床症狀卻沒有同等機械式的了解。

二元論讓憂鬱症只屬「心理」疾病

美國精神醫學會(American Psychiatric Association)出版的《精神疾病診斷與統計手冊》(Diagnostic and Statistical Manual)第五版(簡稱 DSM-5),以勾選清單的方式診斷鬱症,裡頭羅列的症狀連古羅馬醫師蓋倫也會同意,包括缺乏快感(喪失樂趣)和厭食(食欲下降)。

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現今,以勾選清單的方式診斷憂鬱症。圖/GIPHY

如果一個病人有兩個星期以上、兩年以下的時間,幾乎每天都處於悲傷或開心不起來的狀態,並符合清單上五種症狀的其中四種,就能證明這位病人患有鬱症。DSM 的編纂委員會是由幾位知名的精神科醫師組成,他們制定了這套檢測標準。

檢測過程中不需要血液檢查或身體檢查,也不需要做 X光或 fMRI 掃描。根據 DSM-5 的診斷統計,我們不需要從人體取得任何資訊來幫助我們判別鬱症。事實上,如果血液檢查或 X光顯示病人可能有身體方面的疾病,鬱症的診斷結果就不算數。

照 DSM-5 的規定,如果症狀可能「因另一種疾病的生理作用所造成」,就不算是鬱症。

所以奇怪的是,P 太太可能沒有鬱症。雖然她符合 DSM-5 清單上的所有症狀,但是她的類風溼性關節炎會把鬱症的診斷結果完全否定掉。在二元論的二分法下,憂鬱症被官方孤立在心理那一邊,就像發炎在傳統上被認定在生理那一邊,道理一樣。

——本書摘自《終結憂鬱症:憂鬱症治療大突破》,2020 年 2 月,如果出版社

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靈魂有多重?如何研究鬼魂?鬧鬼又是怎麼一回事?──《活見鬼》從科學角度討論超自然研究
林希陶_96
・2018/04/19 ・2713字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

到底要怎麼研究鬼魂議題,從古至今一直是困擾著身而為人類的我們。

活見鬼!靈魂和來世的科學實驗》一書為知名的科普作家瑪莉.羅曲(MaryRoach)所寫,系統性的檢討鬼魂中各個面向,逐一討論鬼魂、靈魂是否存在。她所講的每一個故事都相當吸引人,從教宗逝世、輪迴轉世、靈魂有無重量、零外質、靈媒、鬼屋、鬼魂作證、瀕死經驗等等,幾乎把靈魂相關的事情都想過一輪了。我們只要願意好好理解,就可以多多少少知道,這些東西們到底有沒有科學證據。

充滿傳播加油添醋的靈魂故事

很多時候,這些靈魂的存在,都是在傳播之下被加油添醋而成的。像是小時候玩的傳話遊戲一般,只要傳過幾個人,原始的意思就被扭曲了,「貓咪在鋼琴上昏倒了」就是這樣來的。書中所舉的例子都相當有趣,一開頭一出手就舉了教宗若望保祿六世辭世的故事。話說教宗過世的那一刻,突然鬧鐘響了,許多人都以為那是教宗靈魂離開肉體的那一刻。

但是根據隨恃在側的主教證實,鬧鐘會響完全是一場誤會。因為那天早上,他剛好注意到鬧鐘停了,隨手幫他重新轉上發條,卻不小心將鬧鐘設定成晚上九點四十分(也就是當天晚上教宗剛好斷氣的時刻)。這完全是一場美麗的巧合,很多人都以為是靈魂觸動了響鈴,殊不知,只是不小心造成的後果。

通常輪到最後一個人時,最初的那句話已變得面目全非。圖/Joi Ito@flickr

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至於輪迴轉世的議題,往往有很深的宗教信念支撐。在印度教的信仰之中,轉世可說是他們的日常,非常自然,整個社會也處於這樣的氛圍之中。當一件再平常也不過的轉世事件發生時,大家會為其尋找任何有利的證據;尤其是印度的鄉村長得非常相像,「地板是石板」、「房子有兩個房間」、「家裡養了母牛和公牛」等等描述,要找到前世的證據根本唾手可得啊!在這樣的背景之下,確實很難用科學手法來討論轉世一事(當然,或許他們也比較會相信仙女送公文這種故事,可惜印度教裡面並沒有仙女一職)

印度教沒有仙女,但是有神女的故事。圖 by Ashwin Baindur from Pune, India – Punyadham ashram 23 August 2011 128, CC BY-SA 2.0,

靈魂的重量怎麼秤?

而探討靈魂的重量這件事就更加吸引大家目光了。好萊塢電影曾在 2003 年拍過一部片就叫做《靈魂的重量》,有的地方直譯為「21克」。但其實最早做這個實驗的麥杜格醫師是用英制,他當時測出人體死亡時,減輕的重量為四分之三盎司(剛好大約為21克,但用英制念起來會不太通順就是,誰會想去看四分之三盎司或零點七五盎司)。

麥杜格後來在 1907 年發表這篇論文,總共才收到五位個案。但出刊之後,受到很多醫療專業同行們質疑,最有可能的減輕原因並非因為靈魂的重量,而是因為無感減輕(insensible loss,或稱無感蒸發),也就是人體中透過汗水蒸發及呼吸所散失的水氣。

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目前所知,睡眠中的無感水分流失,大約是一小時一盎司。此結果更可佐證,人死亡時逐漸減輕的並不是來自靈魂,而是所蒸發掉的水分。後續有其他人做了其餘瀕死的動物實驗,包含狗、老鼠、羊,但就像我們事先可以猜到一樣,這些研究沒有一致性的結果。大多數的動物在死亡之後,其體重都沒有變化,甚至有一些動物重量反而增加了。

電影《靈魂的重量》source:IMDb

用魔術通靈,電磁波鬧鬼

另外,書中也很花了許多篇幅討論靈外質與靈媒,可以想見靈媒們都無法通過任何科學的檢驗。靈外質也並非如先前所說的,是靈魂能量的物質顯現,而只是靈媒們事先吞下或藏起來的紗布。在通靈的過程中,宣稱是靈魂帶來的,但是實際上就是他們把紗布吐出來或變出來(或者說拉出來)。

如果有專家願意在通靈之前進一步研究,要求他們今天要做 X 光檢驗,或是吞下一顆亞甲藍藥丸(確認從食道吐出的物品都會染上藍色),當天必定不會有靈外質出現。說穿了,靈媒們從某種層面看來就是使用了魔術的手法,企圖影響信徒們的判斷,並使他們奉獻金錢或財物。

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最後,此書也談到鬼屋到底是如何形成的。目前已知的科學解釋是電磁波在作怪。因為地球本身就有天然的電磁場活動,只要在特定的場合,就可讓大腦受到干擾,進而產生幻覺。書中舉了一個非常好玩的例子:

科學家波辛格(Miachel Persinger)被邀請到鬧鬼的房子中檢測,發現鬼屋並不是真的鬼屋,而是那個房子電線沒做好接地,電磁波可自由穿越。也因此,在主人宣稱鬧鬼最嚴重的臥室中──可以聽到呼吸聲與耳語,並感覺有別人在碰他們的腳。在這個房間裡,其電磁波最為強烈,並且呈現不規則,這就是鬧鬼的真相,電磁波在裡面扮演了非常大的角色。

至此啟發了波辛格的後續研究,在實驗中製造出鬧鬼的情境。他們在 2002 年曾發表過一篇論文3;48 個參與實驗的大學生,暴露在很弱的電磁場之下(100 nT至1μT;T 為電場強度單位特斯拉)。20 分鐘之後,參與實驗者表示感覺恐懼、奇怪的嗅覺或是有特別的東西存在。尤其電磁波從右邊的顳葉頂葉交界區照射進去,有特異報告的人更多(註一)。此論文的結果告訴我們,確實可運用實驗室的手法,讓大腦感知特別的幻象,一種我們會把它解釋成鬼神降臨的現象。

人工製造鬧鬼幻象的科學家 Miachel Persinger 圖/wikipedia

此書相當適合對於生死議題有興趣的讀者一瞧,或許它沒有辦法改變諸位的信仰,但是,至少它提供了一種我們觀照神鬼世界的科學方法(註二)。

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註解:

  • 註一:在瑪莉所寫的《活見鬼》頁 213 中寫到,易受電磁波影響的大腦區域直接簡化成右顳葉(目前無法確定到底是翻錯?還是原來的原文就已經誤植了?)但從原始論文 3 中可知,應為右邊的顳葉頂葉交界區(right temporoparietal region)。此區域約略是耳朵正上方的位置。(如果你想要人工製造出這些特別存在的感覺,只要拿著吹風機對著你的右耳上方的區域,連續吹個20分鐘,就會有鬼靠近的感覺。但是,大概沒人有辦法可以連吹20分鐘,這個區域先熱到痛了吧?)
  • 註二:此書目前絕版中。如果想搶先閱讀,只能到各大圖書館借閱。不過如果大家都很有興趣,或許出版社會重簽版權也說不定。(y編按:嗚嗚嗚嗚嗚真的好希望可以再版Q)

參考資料:

  1. 貓學步(譯)(2006)。活見鬼!靈魂和來世的科學實驗(MaryRoach)。台北:時報。
  2.  MacDougal, D. (1907 ). Hypothesis Concerning Soul SubstanceTogether with Experimental Evidence of the Existence of SuchSubstance. American Medicine; 2(4):240-43.
  3. Persinger, M.A., Healey, F. (2002).  Experimental facilitation ofthe sensed presence: possible intercalation between thehemispheres induced by complex magnetic fields. Journal of Nervousand Mental Disorders;190(8):533-41.

 

 

《活見鬼!靈魂和來世的科學實驗》目前絕版中,想只能到各大圖書館借閱(´;ω;`)

林希陶_96
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作者為臨床心理師,專長為臨床兒童心理病理、臨床兒童心理衡鑑、臨床兒童心理治療與親子教養諮詢。近來因生養雙胞胎,致力於嬰幼兒相關教養研究,並將科學育兒的經驗,集結為《心理師爸爸的心手育嬰筆記》。與許正典醫師合著有《125遊戲,提升孩子專注力》(1)~(6)、《99連連看遊戲,把專心變有趣》、《99迷宮遊戲,把專心變有趣》。並主持FB專頁:林希陶臨床心理師及部落格:暗香浮動月黃昏。