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2019年諾貝爾化學獎:他們開發出世界上最有力的電池

活躍星系核_96
・2019/10/16 ・6867字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 547 ・八年級
  • 翻譯/蔡蘊明,台大化學系名譽教授

他們開發出世界上最有力的電池

2019 年的諾貝爾化學獎頒發給了 John B. Goodenough (古迪納夫),M. Stanley Whittingham (惠廷翰)和 Akira Yoshino(吉野彰)三人,表彰他們為鋰離子電池的發展所做出的貢獻。

2019 年的化學獎由三人共同獲得,他們發明了鋰電池。圖/nobelprize

這種可充電電池奠定了如手機和筆記型電腦等無線電子產品的基礎。這也使得一個無石化燃料的世界成為可能,因為它可以使得從驅動電動車到儲存能量裝置的各種工具能運用可再生能源。

很少有一個元素能在戲劇中扮演中心的角色,但有關 2019 年諾貝爾化學獎的故事卻有著一個明確的主角:——一個在大爆炸的頭一分鐘內所產生的古老元素。

人類在 1817 年意識到它的存在,那是由當時瑞典化學家阿弗魏德森(John August Arfwedson)和貝吉里斯(Jöns Jacob Berzelius)從斯德哥爾摩群島中的宇土(Utö)島之礦物樣品中所提煉出來的。

貝吉里斯用希臘字 “lithos”(石頭之意)來命名此新元素。儘管名字聽來很重,但它卻是最輕的固體元素,這就是為什麼我們幾乎不會感覺到現在隨身攜帶的手機的原因。

鋰是一種金屬。在其最外的電子殼層中只有一個電子,並且具有強大的驅動力可將電子傳給另一個原子,當發生這種情況時,將會形成帶正電且更穩定的鋰離子。

更正確的說──上述的瑞典化學家實際上並未發現純的金屬鋰,而是以鋰離子形式存在的鹽類。純的鋰不知引發了多少火災警報,尤其是在我們將要告訴妳/你的故事當中。

它是一種不穩定的元素,必須儲存在油中,以免與空氣反應。鋰的弱點──其反應活性──也是它的強項。

  • 1970 年代初期,惠廷翰利用鋰釋放最外部那個電子的極大驅動力,開發出了第一個可運作的鋰電池。
  • 1980 年,古迪納夫將電池的電動勢提高了一倍,創造出能獲得更強大而有用的電池之正確條件。
  • 1985 年,吉野彰成功去除了這類電池中的鋰,而改成完全基於鋰離子的電池,使其安全性比使用純鋰更高了許多,因此讓這種電池真正具有實用性。

鋰離子電池為人類帶來了最大的好處,因為它們推動了筆記型電腦、手機、電動車以及由太陽能和風能產生的能量存儲裝置等等之發展。

現在,讓我們將時間倒退五十年,回到鋰離子電池發展之初,告訴你/妳那個具有高度充電性的故事。

汽油的霧瘴重振了電池研究

在 20 世紀中葉,世界上汽油驅動的汽車數量顯著增加,它們排放的廢氣加劇了大城市的有害煙霧,加上人們逐漸體認石油乃是一種有限的資源,這都對汽車製造商和石油公司發出了警報。因此他們這些企業體認到若要生存,就需要投資電動車和替代能源。

石油危機部分驅動了電池的發展。圖/pixabay

電動車和替代能源都需要可以存儲大量能量的高效能電池。在市場上,當時實際上只有兩種類型的可充電電池:1859 年發明但嫌笨重的鉛蓄電池(至今仍於汽油驅動車中用作啟動器電池),以及在 20 世紀上半葉所開發的鎳鎘電池

石油公司投資新技術

石油用盡的威脅導致石油巨頭艾克森石油公司(Exxon)決定採取多元化經營。在一項基礎研究方面的主要投資中,他們招募了當時在能源領域最頂尖的一些研究人員,只要不涉及石油,他們可以自由地進行想做的研究。

惠廷翰就是1972年進入艾克森石油公司的研究人員之一。他來自史丹佛大學,在那裏他的研究包括含有原子大小空間的固體材料,而帶電離子可以附著於其夾層中,這種現象稱為插入(intercalation),此種材料的性質在離子插入其中後將會改變。在艾克森石油公司,惠廷翰和他的同事們開始鑽研可以插入離子的超導材料,這包括了二硫化鉭(tantalum disulphide)。他們將離子加入二硫化鉭中,並研究其導電性如何受到影響。

惠廷翰發現一種能量高度密集的材料

就如同在科學研究中經常發生的例子一般,這個實驗導致了意想不到且具有價值的發現。經證明鉀離子會影響二硫化鉭的導電度後,惠廷翰開始進一步詳細研究該材料,他觀察到此材料具有很高的能量密度。鉀離子和二硫化鉭之間的插入現象令人驚訝的具有豐富能量,當他測量該材料的電壓時,它只有幾伏特,但這已經比當時的許多電池更好。

惠廷翰很快意識到這是時候改換跑道了,轉向為發展未來的電動車中儲存能量的新技術。但是,鉭是較重的元素之一,而市場並不需要充斥更多笨重的電池──因此他用鈦取代了鉭,鈦具有相似的特性但重量要輕得多。

負電極中的鋰

鋰不是應該在這個故事中佔有重要地位嗎?好吧,這就是鋰進入故事中的時機──作為惠廷翰的創新電池中的負極。鋰並非隨機的選擇;電池中,電子應從負極(陽極)流向正極(陰極),因此,陽極應包含易於釋出其電子的材料,而在所有元素中,鋰是最容易釋放電子的。

首批可充電電池的電極中具有固體材料,當它們與電解液發生化學反應時會破裂,這就破壞了電池。惠廷翰鋰電池的優點是鋰離子儲存在陰極之二硫化鈦的空間中,使用電池時,鋰離子從陽極的鋰流到二硫化鈦陰極中。電池充電時,鋰離子則回流。

最終產生了可在室溫下運作的可充電鋰電池,並且──如同字面意義──具有很高的勢能(potential)。惠廷翰前往艾克森石油公司紐約總部討論這項計畫,會議持續了大約十五分鐘,管理部門小組隨後快速的決定:他們將利用惠廷翰的發現去開發一種商業上可行的電池。

電池短路因而數度發生爆炸。圖/pixabay

不幸的是,將要開始生產電池的小組遭受了一些挫折。當新的鋰電池反覆充放電時,鬚狀鋰晶體從鋰電極中生長出來,當它們接觸到另一個電極時,電池短路導致爆炸。在消防隊撲滅了好幾次的火災之後,最終威脅要讓實驗室支付用於撲滅鋰火所需使用的特殊化合物。

用純鋰作為陽極的電池充電時會產生鬚狀鋰晶體,這可能會使電池短路並引起火災甚至爆炸。

為了使電池更安全,他們在鋰金屬電極中添加了鋁,在兩電極之間的電解液也做了改變。惠廷翰於 1976 年宣布他的發現,並開始為了想在太陽能驅動的鐘錶中使用它的瑞士鐘錶製造商,小規模生產這種電池。

下一個目標是擴大可充電鋰電池的尺寸,使其可以為汽車供電。然而,石油價格在 1980 年代初急劇下跌,艾克森石油公司需要削減開支。因此研發工作被迫中止,而惠廷翰的電池技術則被許可給位於全球三個不同地區的三個不同公司。

但是,這並不意味著發展就停止了。艾克森石油公司放棄後,古迪納夫接手了。

石油危機使古迪納夫對電池產生興趣

小時候,古迪納夫在學習閱讀方面遇到了很多困難,這就是為什麼他被數學所吸引的原因之一,最終──在第二次世界大戰後──也被物理所吸引。他在麻省理工學院的林肯實驗室工作了數年,在那裡,他為隨機存取記憶體(RAM)的開發做出了貢獻,那仍然是一種計算機的基本元件。

古迪納夫和 1970 年代的許多其他人一樣,受到石油危機的影響,期望能為替代能源的發展做出貢獻。然而,林肯實驗室乃由美國空軍資助,不允許進行各種研究,因此當他受到在英國的牛津大學擔任無機化學教授一職的邀約時,接受了這個機會,並進入了能源研究的重要領域。

當鋰離子藏在氧化鈷中時的高電壓

古迪納夫知道惠廷翰的革新性電池,但是他對物質內部的專業知識告訴他,如果使用金屬氧化物代替金屬硫化物作為陰極,此陰極可能具有更高的電位。因此其研究小組中的一些人企圖尋找一種金屬氧化物,能在插入鋰離子時產生高電壓,但是移除離子時不會崩塌。

這個系統性的搜索比古迪納夫不敢奢望的更為成功。惠廷翰電池產生的電壓超過 2 伏,但古迪納夫發現使用鋰鈷氧化物為陰極的電池,其電力幾乎是惠廷翰電池的兩倍,擁有四伏特的電壓。

成功的關鍵之一,是古迪納夫意識到不必像以前一樣,製造處於充電狀態的電池。相反的,可以在事後充電。1980年,他發表了這種新型的能量密集型陰極材料的發現。儘管它的重量輕,卻可產生電力強大的高容量電池,這是朝著無線革命所踏出的決定性一步。

古迪納夫開始在鋰電池的陰極中使用氧化鈷,這幾乎使電池的電動勢增加了一倍,並使其電力更強大。

日本公司需要輕量電池用於新電子產品

但是,在西方,隨著石油變得更便宜,人們對替代能源科技的投資和電動車的發展之興趣逐漸減弱。日本的情況則有所不同;電子產品的公司迫切需要能為其創新電子產品供電之輕量且可充電的電池,例如攝影機、無線電話和電腦。

看到這一需求的人是旭化成株式會社的吉野彰,或正如他所說的:「我只是聞出趨勢正在移動的方向,你可以說我擁有很好的嗅覺。」

吉野製造出首款商業上可行的鋰離子電池

吉野彰決定開發一個實用的可充電電池時,他使用了古迪納夫的鋰鈷氧化物作為陰極,並嘗試使用各種以碳為基礎的材料為陽極。先前之研究者已經展示了鋰離子可以插入石墨的分子層中,但是石墨會被電池的電解液分解。

吉野彰開發的電池穩定、輕巧、電容量高並且可以產生驚人的四伏特電壓。鋰離子電池的最大優點是離子被插入在電極中,其它大多數電池都是基於化學反應,其中電極會緩慢但肯定的產生改變。當鋰離子電池充電或使用(放電)時,離子會在電極間移動但不會與周圍環境發生反應。這意味著電池使用壽命長,並且在其性能下降之前可以充放電數百次。

吉野彰的頓悟時刻 (eureka moment) 發生在他轉而嘗試使用石油焦炭(石油業的副產品)的時刻。當他將電子充入石油焦炭的時候,鋰離子被吸入此材料中。然後,當他開通電池時,電子和鋰離子流向電池中的氧化鈷陰極,並具有更高的電動勢。

吉野彰開發的電池穩定、輕巧、電容量高並且可以產生驚人的四伏特電壓。鋰離子電池的最大優點是離子被插入在電極中,其它大多數電池都是基於化學反應,其中電極會緩慢但肯定的產生改變。當鋰離子電池充電或使用(放電)時,離子會在電極間移動但不會與周圍環境發生反應。這意味著電池使用壽命長,並且在其性能下降之前可以充放電數百次。

另一個大優點是此電池中沒有純鋰。1986 年,吉野彰為了測試電池的安全性,他謹慎行事,使用了用於測試爆炸物的設施。他在電池上丟下了一大塊鐵,但是什麼也沒發生。但是,將此實驗重複在裝有純鋰的電池上,則發生了劇烈爆炸。

通過安全測試對此電池的未來至關重要,吉野彰說這是「鋰離子電池誕生的那一刻」。

鋰離子電池:無石化燃料社會所必需

1991 年,一家主要的日本大型電子公司開始銷售首款鋰離子電池,引發了一場電子革命。手機縮小,電腦變得可攜帶,並開發出了 MP3 播放器與平板電腦。

隨後,世界各地的研究人員在元素週期表中搜尋更好的電池,但尚無人能成功發明出一種電池能擊敗鋰離子電池所擁有的高電容量和高電壓。不過鋰離子電池已經改變而進化了,其中包括古迪納夫用磷酸鐵取代了氧化鈷,使得這種電池對環境更為友善。

與其它所有事物一樣,鋰離子電池的生產也會對環境產生影響,但也有巨大的環境效益。這種電池推動了乾淨能源技術和電動車的發展,從而有助於減少溫室氣體和微粒的排放。

通過他們的工作,古迪納夫、惠廷翰和吉野彰創造了無線和不含石化燃料的社會之適當條件,因而為人類帶來了最大的福祉。

譯註

因上文較為簡略,在此以使用石墨氧化鈷為兩電極的鋰離子電池為例,進一步說明其運作。

當電池充飽了電時,石墨上擁有許多帶負電的電子,為了中和其負電荷使其穩定,於石墨層狀結構的夾層中含有等電量的鋰陽離子;相對的,此時的氧化鈷處於氧化的狀態,是以 CoO2 的形式存在,其中的鈷為正四價的氧化態。

於充飽電的狀態開始使用電池時,亦即開始放電,石墨極為陽極(負極),透過外部線路釋放電子(氧化),因為石墨上的負電荷開始減少,原先在夾層中的鋰陽離子相對太多了,為保持電中性,鋰離子會透過電池內部的電解液離開石墨極而流向陰極。反觀氧化鈷這一極,由外部線路輸入了電子產生還原,是為陰極(正極),被還原的是鈷離子,其氧化態數降低,但因氧離子的數目以及氧化態數(負二價)不變,陽離子相對的變少了,為了讓電荷保持中性,就是由上述流入的鋰陽離子來補充正電荷,也因而此極的結構式常以 LixCoO2 (0 < x ≤ 1) 來表達,稱為鋰鈷氧化物。在這種表達式中,鈷代表的不是單一的氧化價數,x 的數值則和參與的電子當量數有關;例如有 0.5 莫耳的電子輸入 1 莫耳的 CoO2 時,x 的數值為 0.5。

充電時則與上述過程相反,鋰陽離子透過電池內部流向石墨極。這種在充放電時,鋰離子於兩電極之間來回移動的現象類似搖椅,因此也被稱之為「搖椅式電池」。整個電池運作的原理其實並不牽涉鋰的氧化還原,不可誤解。

這種電池的成功不僅有賴於石墨的層狀結構中能插入鋰離子,同樣的氧化鈷也需要有同樣的能力。此外,當離子插入時不可產生過度的結構膨脹,因為這會脹破電極,反覆使用時,結構也不可崩塌。是否會在電極表面產生晶鬚(亦稱樹枝狀晶體;dendrite),也非常重要,上文中已經提及那會造成短路,釀成災害。電壓與可儲存的電力有關,是尋找新材料要追求的,但是電流也很重要。例如鋰離子在兩極內部以及電解液中的流動速率,影響瞬時可拉出的電流量,與實用有關,亦須考慮。是而要尋找適當的兩極材料,絕非口說般容易。

我們熟知鋰金屬與水會劇烈反應,產生氫氣。因此用鋰金屬作為放電時的陽極,主要的一個問題是其化學活性太高,有極大的安全疑慮。改以插入鋰離子的石墨為電極雖可改善此問題,但並不代表充滿電子的這個石墨電極就很安全。其實在充飽電時,此時的石墨極會處於一個高度的還原狀態,其化學活性仍然是高的,但這畢竟是二次電池(可充電式),在販售時不需事先充飽電,可避免意外,在上文中將之視為優點。這與常用的一次電池(如鋅錳電池)不同,那些電池買來時是處於電力飽滿的狀態,但因運作原理不同,牽涉的材料都很穩定安全,正常的使用下讀者不用擔心。

鋰離子電池的電解液也是一門學問,基本上因為水溶液會造成問題,可使用高極性有機溶劑溶解含鋰的電解質(如LiBF4)作為電解液。常用的溶劑包括如二甲基碳酸酯、亞乙基碳酸酯和伸丙基碳酸酯等。然而使用有機溶劑的最大缺點是普遍可燃,一旦發生意外更易導致火災。因此一個研究方向就是尋找固態的無機電解液,會安全許多,但其前提當然是鋰離子在其中的遷移速率必須夠快,才能實用。

譯者後記

鋰離子電池的確在最近數十年扮演了科技革新的重要角色,譯者近年拜常教普通化學之賜,平常亦經常關注電池研究的發展,因為能將化學能轉變為電能的電化學是普通化學裡的一個重要章節。

圖/wikipedia

鑒於電池的重要性,無怪乎過去這幾年此領域的幾位重要學者獲頒諾貝爾獎的預測聲量一直名列前茅,譯者就常聽到系上的周必泰教授多次預測古迪納夫會得獎。

然而值得諾貝爾桂冠的學者何其之多,想正確預測並不容易。兩星期前閱讀九月二號出刊的美國化學與化工會誌時,剛好讀到一篇介紹古迪納夫的短文,此君已具九七高齡但仍然活躍。數日前(十月五號)於一場會議中,本系的楊吉水教授問我今年諾貝爾化學獎有何預測?我靈機一動立刻想到了古迪納夫。

星期一傍晚正值諾貝爾醫學獎公布,我在飯桌上與太座閒聊時,順道提及今年預測古迪納夫與另一日本學者(吉野彰)可能得獎,更提及我在美國化學與化工會誌上看到的文章,懷疑可能其中有人嗅到風向,且笑言請太座作證我今年的預測。今日傍晚公布得獎人時真讓我雀躍,猜了那麼多年,今年終於被我矇對!

回到嚴肅的一面,上文提及鋰離子電池對環境的負面衝擊,惜未多言。不久前在美國化學與化工會誌上(六月十五號刊)讀到的一篇封面主題文章,就在介紹鋰離子電池的回收問題。該文提及,目前只有 5% 的鋰離子電池被回收,相對地比較,車用鉛蓄電池的回收率則達約 100%。

這樣的比較或許並不公平,因為鉛蓄電池的結構簡單,而鋰離子電池的構造則相對複雜許多。從數字來看,預期到達 2030 年時,電動車的數量將達一億四千萬輛,從現在到 2030 年之間所淘汰的鋰離子電池預測將達一千一百萬噸。因此若不能提升鋰離子電池的回收科技和回收率,屆時對環境造成的負荷將很難想像。

今年為諾貝爾獎終於肯定鋰離子電池發展的喜事而歡呼時,請別忘了,這也應該是我們吹起鋰離子電池回收號角的當兒。

蔡蘊明謹誌於2019/10/10凌晨

  • 感謝台大化學系的蔡明軒特別在假日加班幫忙將此文放上化學系的網頁。另感謝曹一允博士在第一時間對我的初稿提出之意見與討論
  • 本文譯自諾貝爾化學獎委員會公佈給大眾的新聞稿,若有興趣閱讀進階的原文資料,請參考連結。

本文轉載自臺灣大學化學系〈2019年諾貝爾獎簡介〉。

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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia


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血玉石、罌粟花與地下走私——這是「中緬泰」邊境百姓的日常

研之有物│中央研究院_96
・2021/09/13 ・6266字 ・閱讀時間約 13 分鐘

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|姜雯
  • 美術設計|林洵安

孤軍以外的邊境研究

1949 年,一群國民黨軍隊從雲南撤退至緬甸、泰北,成為英勇反共的「孤軍」。但在異域孤軍的故事外,有更多平凡百姓為求謀生,穿梭遊走在雲南、緬甸、泰國的邊境國界,他們的聲音鮮少被聽見。「研之有物」專訪中研院人文社會科學研究中心張雯勤研究員,多年來她循著這些「雲南移民」的足跡穿梭中泰緬城鎮,探究邊境人們獨特的生命故事與面對困境的能動性。

邊境百姓的日常:玉石、毒品與地下走私

在網路上幾乎找不到張雯勤的照片,她的研究也多以英文書寫。「用英文可以讓國際看見這些故事,另一個因素是保護我自己。」

何以需要這樣的保護?

張雯勤做的是「邊境研究」,她長年從事的人類學田野場域,北起中國雲南,向下延伸至緬北,再一路至泰北──這是一片廣闊、複雜且危機重重的邊境地域。

這裡有 1949 年以後從雲南撤退至此的國民黨孤軍村落,也有隨著政治情勢、經濟生計頻繁遷徙的平民百姓,盤根錯節的武裝叛軍勢力,數百年往返滇緬的馬幫貿易,玉石、毒品、物資的地下走私。

張雯勤踏入田野至今已有 27 年。她的研究從泰北孤軍,延伸到雲南移民的遷徙、跨境貿易,以及對於人類學更重要的主題——邊境百姓的日常生活。過去,學界焦點集中在邊區的國家政治治理,但作為人類學家,「日常」有其獨特深刻的意義。

邊境研究在社會學科裡相對冷門,張雯勤透露,剛開始投稿國際期刊,編輯曾誤以為她是男性。

「他們沒有問我性別,認為寫走私的就是男性吧,在論文刊出首頁用『His Mailing address…』來標註我的聯絡方式。」

如同這樣的性別刻板印象,投入邊境研究也是一個不斷突破刻板印象的歷程。

孤軍以外消聲的生命故事

1992 年,張雯勤隻身在泰北旅行,偶然到了泰緬邊境的一個村子,那裡正是臺灣媒體經常報導的泰北難民村之一。

這段歷史得追溯到 1950 年初。當時,一批一千多人的國軍殘餘部隊,在雲南節節敗退後進入緬甸撣邦,抵達與泰國為鄰的大其力。經過集結、招兵買馬,1951 年這批重整的軍隊在撣邦勐撒成立了「雲南反共救國軍」。其後的故事即是一般人所熟知的「異域孤軍」戰史——經歷兩次撤台,部分軍隊落腳泰北邊境,當地人稱作「國民黨村」。

然而,在被歌泣的男性化、黨國化歷史背後,隱藏著邊區遊移政治與無數難民的生活史。

最初,張雯勤帶著既定印象從孤軍將領訪談,研究這些「雲南移民」。但在村子住了大半年,她發現日常接觸的並不是將官,反倒都是大爹、大媽、大嬸、大叔這樣的平常百姓。「臺灣報導裡全是忠貞愛國、異域求生的孤軍,這些普通人完全沒聲音,但他們的生命故事非常豐富。」

於是,張雯勤用了兩年,走訪二十四個邊境村落,此後又一路延展到緬甸,展開二十多年以平民為視角的邊境研究。

右上圖,瑞麗、洋人街、臘戌等是中緬邊境城鎮,跨境貿易和移動頻繁。右下圖,1950 年初國民黨部隊從雲南敗退後,進入緬甸撣邦、抵達大其力,後來在撣邦勐撒成立了「雲南反共救國軍」。1992 年,張雯勤從清邁偶然到了泰北的 Tha Ton,自此展開她的邊境田野研究。圖/研之有物

越界流動,是歷史上的邊境常態

自古以來,從雲南、緬甸至泰北即常有大批人口來來回回遷移,多元族群交織著不同政治勢力,在這塊廣衾的土地上脈動著爭戰、交易營生、多元文化的習作與交流。1949 年因國共內戰及往後二十多年中國政治運動,造成大規模跨境遷徙。

在 1961 年「二撤」之前,留在緬甸的國民黨軍隊主要有五支,其中三軍和五軍最終沒有撤回臺灣,集結於泰北。1970、80年代,他們協助泰國政府剿滅泰共,爾後取得泰國國籍定居當地。

然而在這些「國民黨村」裡,軍人只是一部分,大部分其實是跟著軍隊逃難的眷屬及一般難民。邊境村落或周遭,包含有雲南漢人、雲南穆斯林、阿卡族、佤族、儸黑、傈僳人等各式族群,彼此用不同語言交流。「我很佩服這些大媽,買賣東西的時候,遇到阿卡人,就講阿卡話,遇到百夷人,就講百夷話。」張雯勤說。

平民耕地、做小生意謀生,撤退至緬泰的國民黨軍隊也亦商亦軍,軍隊找商隊馱運物資,商人仰賴武裝保護。對於難民來說,同樣如此,軍隊既保護也剝削他們。於此同時,帶兵的軍官也利用騾馬往返泰緬馱運「黑金」——大煙(生鴉片)。

刀片上是老闆的,刀片下是我們自己的

從我們社會的眼光來看,毒品似乎萬惡不赦,但回歸到當地生活脈絡,這只是平民百姓的一種生計。許多人歷經顛沛流離,沒有身分、沒有錢,最重要的目標皆為了「努力活下來」。毒品、走私因而成為邊境的生存日常。

「他們的童年記憶裡,從小就生活在大片大片的罌粟花田。爺爺躺在蚊帳裡抽煙,但不是每個人都能抽大煙,只有老人家有權利,年輕人頂多是工作累了,抽個幾口。」

現實中備嘗艱辛的生活,經過記憶轉化後的敘事卻呈現出一種近乎迷人的日常:罌粟花很美,年輕人為雇主做工「刮煙」,一邊刮一邊唱歌。罌粟一顆一顆,用刀子劃下去,汁液才會跑出來。劃也不是亂劃,有一定技巧。劃完以後,白色的汁液流出,不能馬上去刮,隔天凝結成暗褐色,才能用一把彎彎的刀刮下來,在刀片上慢慢累積,就成了生鴉片。

「他們說,刀片上是老闆的,刀片下就是我們自己的。」因為汁液大部分留在刀片上,少量落在刀片下,一點點攢起來可以賣錢,這也是一種酬勞的給付方式。

盛開的罌粟花田,景色至美。罌粟是鎮靜劑的原料,提煉後可製成鴉片、海洛因、嗎啡,泰國、緬甸、寮國過去為產地,曾被稱為金三角地帶。圖/張雯勤

毒品議題龐大而複雜,牽涉跨國政治、經濟與利益集團的輸送角力,甚至不乏國家政府涉入其中;但從底層百姓的角度,罌粟田是人們熟悉的生活記憶,採大煙是從小到大的日常勞作。

對張雯勤來說,這也正是邊境研究的重要關懷,在傳統國家中心的分析視角外,看見每個真實的個別生命。她擅於採用敘事書寫方式,爬梳自 1949 年以後,雲南移民從中國西南逃難到緬甸,部份移民又從緬甸遷居他國的歷史,以及他們從事的耕作和跨境商貿。

這些人的生命和動亂時代交織在一起,相對邊緣不被看見,他們怎麼面對生命處境,掙扎、奮鬥、存活下來?我要做的,就是用說故事的方式書寫出來。

民間「影子經濟」:馬幫到摩托車車隊

除了戰事逃難,經濟營生也讓跨境成為邊界常態。雲南多高山,長途經濟活動必須依靠騾馬。由於在山上形單影隻不安全,容易遇到強盜劫匪,商人便集結起來形成了馬幫,這是自古中國西南獨特的商隊組織。

張雯勤提到,1962 年尼溫軍政府上台,隨後實行國有化經濟體制,嚴厲禁止人民自由行動與私有交易,造成緬甸經濟迅速崩解,大量民生用品必須仰賴泰國走私;而進行地下貿易的主要族群,即為定居兩地的雲南移民。

「雲南移民在泰緬邊區的馬幫貿易,雖然奠基於大漢中心主義『走夷方』的文化傳統心態,然而實踐過程呈現不同社群間互助、衝突與協商,突顯邊區特有的地理政治、經濟與文化主體性,以及這個經濟活動內涵的複雜規範和知識。」張雯勤分析。

雲南、緬北多高山,自古商隊便常以騾馬進行長程跨境貿易。在歷史上,雲南人一直往來高地東南亞一帶。這個區域在太平時期提供長程貿易的機會,家鄉動亂之際,更成為避難處所。因緣於他們的流動性,幾個世紀以來,雲南人在高地東南亞已建立許多移民社群與跨境網絡。圖/張雯勤
過往馬幫商隊騾馬身上的騾鈴。圖/研之有物

時代改變,跨境貿易的方式也在改變。

1980 年代,汽車運輸漸漸取代原有馬幫,往來中緬與泰緬邊區,2000 年到 2014 年更出現「摩托車車隊」,穿梭於上緬甸與雲南邊城瑞麗。過去,馬幫由頭人帶領,策劃路線與行走時間,在特定地點向叛軍或官方上稅;交通工具改變了,當代商隊同樣繼承這些「地下貿易規則」。

以緬北摩托車車隊來說,一個車隊約五至二十人,大家先坐車到雲南瑞麗,到認識的摩托車商店買車。通常一個騎士騎一輛、帶兩輛(拆解成零件),厲害的能帶上四輛!

回緬甸不能走正規大路,要趁夜翻山越嶺,路況好的時候,六小時就能抵達緬北臘戌,一路上過村則需要付費給警察。清晨五、六點,臘戌的摩托車市集擠滿了人。除了賣車的,還有販賣偽造車牌的攤位,貴一點用鐵片做,便宜陽春版則是塑膠材質製成。

「我的摩托車車隊研究主軸,一方面引用地下經濟與日常政治理論,分析這個走私行業的運作規則與組織網絡。另一方面,我將它與過去中國西南與高地東南亞之間的長程馬幫貿易,進行比較對照,兩者在結構運作上高度相似,都是根基於地方知識與社會網絡的助因。」張雯勤談到。

她進一步分析:「我因此主張,當今中緬摩托車走私並非隨意運作,而是延續了歷史上長途馬幫貿易的組織精神;但不同的是,當代摩托車走私打破了馬幫貿易的性別專斷(只有男性從事),同時吸納兩性。」

臘戌的摩托車市集。市集裡除了販賣走私摩托車,還有販賣偽造車牌的攤位。圖/張雯勤
緬甸市集販售的「自製車牌」。圖/研之有物

中緬泰的邊境貿易存在已久,民間百姓經常跨境往返。雖然 1950 到 1980 年代中緬邊界關閉,但私下邊境貿易仍然存在,交易的物資包括許多日常用品:農產、醃豬肉、野生動物、熱水瓶、藥材、豬油、鹽巴、被單、枕頭套、膠鞋、布料、熱水瓶、腳踏車,以及貴重的玉石、紅寶、柚木等。

一位玉石商人曾如此形容緬甸:「賣米不合法,賣鹽不合法,賣什麼都不合法,那還可以做什麼?只能走私啊。」這些國家法律不認可的交易,一般被稱為「非法走私」;然而張雯勤認為,用「影子經濟」(shadow economy)或「非正式經濟」(informal economy),更能理解在國家治理視角之外,邊民們為了生存,遊走穿梭邊境的自主貿易。

無論國界是否封鎖、政治角力如何劇烈,平民百姓手無寸鐵,唯能在檯面下運用常民強韌的生存力量,對抗突破國家政體的限制。

大起大落的血淚玉石夢

在跨境貿易經濟鏈裡,普通人民、不同的叛軍武裝團體、政府官員、軍隊等,都共同參與這個地下商業活動。執法者也是違法者,合法與非法關係錯綜交織。

緬甸最著名的玉石貿易,亦是如此。緬甸玉石開挖已有數百年,過去挖玉石叫「挖洞子」。依照傳統,找到未被開採之處,插個樹枝示意為有主之地,就能以簡單的器具挖掘。

玉石產於克欽邦,是叛軍的勢力範圍,在尼溫主政的社會主義時期(1962-1988),雖然政府禁止私人開採,人民依舊冒險盜採。但緬軍和叛軍經常開打,挖掘玉石非常危險。到了 1990 年代初,緬軍和叛軍和談後,由政府接手管轄玉石場,商人必須向政府標地開挖,挖到玉石後上稅,再經過公盤買賣。不過,地下交易走私仍未消失。

窮人沒錢參與標案,常常聚在玉石場,一等商家把廢棄石頭倒出便蜂擁而上,幸運的或許就能找到被錯過的玉石。但採石如同賭命,由石頭堆起的「山」極不穩固,經常崩塌,傷亡慘重。張雯勤回憶看過的「山崩」影片,滿心不忍地感嘆:「在那麼不安全的社會,你得要用生命去營生。」

在玉石貿易網絡研究上,張雯勤打破既有華人關係研究的迷思,這些迷思強調華商成功源於人際關係的信任、忠誠、和諧。但她切入日常政治與法律層面,指出商貿網絡中組織性層次及規範,並藉由這個研究,提出跨越國家疆界、法律,從地區特性、歷史情境去追踪民間跨境能動性。

緬甸翡翠玉石聞名世界,貴重的翡翠藏在石頭內,剖開石頭前,都懷有一絲發財夢。但玉石礦場不時傳出崩塌新聞,無數人魂斷礦區,導演趙德胤拍攝的電影《挖玉石的人》、《翡翠之城》,便真實呈現當地人冒險挖石的血淚情境。圖/張雯勤

沉默卻堅韌的邊境女人們

性別關係是張雯勤的另一主要課題。「女性移民經常被忽略,尤其是具有軍事背景的雲南移民團體,多數報導、研究只集中在軍事與走私活動,婦女如何在不斷遷移的過程中,扮演日常生活實際供養者與文化意義延續者,卻被視而不見。」

論文中,張雯勤以一位段大嬸的生命故事,爬梳冷戰時期在紛亂的泰緬邊區,女性如何因應複雜的政治軍事生態。她們一方面穩定了家中的經濟,又成功支助男性出外打仗或跑馬幫過程所需的定點補充。論文處理了馬店與雜貨店的經營──這是雲南移民婦女在長程馬幫貿易上,不被看見的經濟角色。

2010 年,張雯勤到泰北邊境的村子田調,剛巧就住進了段大嬸媳婦開的民宿。幾日的停留,張雯勤與段大嬸一起剝著大蒜,聽著她的生命故事。

段大嬸是雲南漢人,少時與家人隨國民黨軍隊輾轉逃往緬甸、泰國。她結過兩次婚,都是部隊軍人,也都早早離世,留她一人流離遷徙,獨力撫養孩子。沒了丈夫,一個女人在邊境村落要靠自己謀生立足,艱辛可想而知。還好段大嬸很有生意頭腦,她買騾馬馱運貨物到少數民族村販賣,後來又開起了馬店和雜貨店,接待往返泰緬的馬幫商隊。

但邊境的生活永遠充滿挑戰,一遇戰事,門來不及鎖就得逃命。有一次戰事又突然爆發,當時下著傾盆大雨,段大嬸抓了雨衣就逃,沿路頭上是盤旋的飛機,身旁是落下的子彈。幾天後,當她再返家才發現鋪子裡的東西全被軍人拿走了。但別說財物,在那樣混亂的時代裡,平民百姓只能在縫隙裡拚命求生,活下來已是大幸。

邊境村子如同段大嬸這樣的女人很多。男人無論做了什麼、數年未歸,只要回家,女人還是必須接納他們。傳統性別的限制與突破,就如同邊境日常的曖昧與多重性。

因為環境險惡,性別限制得以被打破,女性在輾轉遷徙中獲得更多自由與賦權空間,但並不代表她們能完全擺脫傳統框架。

張雯勤指著地圖,說明段大嬸的流離遷徙路線,她解釋:「段大嬸的故事呈現了雲南移民婦女過去不被看見的經濟能動性,尤其是在泰緬邊區長程貿易中的重要角色,這是以往在馬幫經濟文化研究從來沒有被討論的。」圖/研之有物

投入田野近三十年,張雯勤以人類學為根基,結合歷史學的深度,進行跨國界多點的田野研究。她從邊境百姓的遷徙著手,透過「非正式」的邊境貿易,梳理跨境流動的曖昧與多重性。

她的研究瓦解了「合法」與「非法」之間的界限,突破由國家法律先行的刻板印象,並提出「跨境民間」的概念,來理解這個區域不曾中斷的民間跨界與流動。

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook
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