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輕微到無症狀的感染者,可能是許多傳染的關鍵源頭?

寒波_96
・2020/04/01 ・6273字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 591 ・九年級

世界衛生組織(WHO)定名為 COVID-19 的疾病,是由於感染冠狀病毒所致,國際病毒研究學會將這種病毒取名為 SARS-CoV-2,彰顯它與 SARS 的親戚關係,本文之後稱作「SARS二世」。

中文常將 COVID-19 稱作新冠「肺炎」或武漢肺炎,然而,人類被 SARS二世冠狀病毒感染後的症狀差異很大,少數人引發重症致死,不少人卻沒有發展為肺炎,有些人甚至一直毫無症狀。

NBA 爵士隊球員 Rudy Gobert 與 Donovan Mitchell 感染後沒經過太久便恢復健康,而且過程中幾乎沒有出現症狀。圖/取自 clutchpoints

什麼是「無症狀」感染者?

早在疫情初期的 1 月底已經有實例,出現了症狀非常輕微,幾乎沒有症狀的感染者,在開會時傳染給在場的好幾個人。然而當時 WHO 和一些專家都表示根據經驗,無症狀感染者即使存在也不會是傳染的主力,有症狀的病患才值得重視。

但是疫情發展至今,除了 WHO 的作用愈來愈引人疑惑之外,累積的證據也足以讓我們重新思考,非常輕微或無症狀的感染者,在這波疫情中不可忽視的角色。

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智人感染 SARS二世病毒以後,會經過一段時間的潛伏期,大部分介於 2 到 14 天,潛伏期結束後才有症狀。感染病毒之後到尚未發病以前的這段潛伏期,算是尚未出現症狀(presymptomatic),發病後則會出現各種輕重不一的症狀(symptomatic)。卻也有些人感染病毒以後,到自行痊癒之前一直都沒有出現症狀,也就是無症狀(asymptomatic)。

每一位感染者在被傳染以後,都有一段沒有症狀的時期,卻也有為數不明的感染者從頭到尾都沒有症狀,可以將他們一同視為廣義的無症狀感染者。另外也有些感染者儘管出現症狀,卻相當輕微,甚至不需要醫療協助就自行痊癒,假如未經檢驗,根本不會知道這些人曾經染病。

從個人角度來說,一個人感染病毒卻跟沒事一樣,絕對是件好事;但是假如會傳染給他人,仍是防疫需要圍堵的傳染源。而了解有多少無症狀感染者,對於評估病毒擴散和影響程度也相當重要。可是疫情延續至今,仍不清楚究竟有多少無症狀的感染者。

有多少比例,多少人無症狀?

到底有多少感染者無症狀,或是輕微到可以當作無症狀,目前仍不清楚,不過蛛絲馬跡顯示,或許比例還不低。

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史上最知名的無症狀傳染者之一,「傷寒瑪麗」Mary Mallon。圖/wiki

沒有症狀的感染者,不檢驗也就不會知道,但是全世界都面臨的困難在於,檢驗資源有限,光是調查有可疑症狀和接觸者都已經忙不過來,根本沒有多餘資源去檢驗其他人。例如 WHO 二月底發布的中國考察報告中,無症狀感染者比例非常低,這項數據基本上毫無參考價值。至今已知的無症狀感染者,幾乎都是「順便」發現的。1

WHO 在疫情初期不斷建議不用撤僑,但是各國還是陸續派出包機。日本由武漢撤僑的 565 人中有 13 位確診,其中 4 人無症狀,占 31%,不過樣本非常小。一項針對深圳 300 多位感染者的調查,無症狀的比例為 6.4%,但是該論文表示此數據肯定低估了。而義大利的倫巴底前 5800 多位確診者中,無症狀比例為 3.4%,這一定是低估。2, 3, 4

疫情初期受到許多注目的鑽石公主號,3000 位成員被關在一起許多天,解散時約有 700 人感染。成員在確診時約有一半沒有症狀,一項研究以模型估計,無症狀感染者比例約為 18%。不過這批感染者的年齡偏高,而我們知道症狀輕重與年齡密切相關,年紀愈大的族群,症狀嚴重的比例也愈高;由此推論:實際上無症狀的比例很可能比 18% 更高。5, 6

在疫情爆發的第一個中心,武漢,官方確診人數將近 7 萬人,各界卻幾乎一致公認實際的感染人數更多。一項研究以模型評估武漢的疫情,結果十分驚人,估計感染人數遠遠超出帳面,官方到 2 月 18 日以前紀錄的數字很可能不到實際的 41%。假如一大群超過 59% 消失的感染者真的存在,他們很可能沒有症狀或比較輕微,因此在兵荒馬亂下被忽視。7

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以模型估計武漢逐日的感染人數,大深紅是官方確診數,小粉紅是估計沒有列入記錄的感染人數。圖/取自 ref 7

中國官方公開更改過幾次確診標準,其中一次是將病毒檢驗出陽性,卻沒有症狀的人排除在確診之外。也有媒體宣稱獲得中國的機密情報,指出至少有數萬無症狀感染者沒有列為確診紀錄。這或許能部分解釋,模型估計與官方數字之間極大的落差。8, 9 

探討無症狀感染者的另一個問題是「偽陽性」。確診而無症狀的人,也許其實不是沒有症狀,而是根本就沒有被感染!(對!未經量產標準化確認品質的試劑,即使是 qRT-PCR 也可能錯誤率不低)

SARS二世是一種全新的病毒,所有檢驗都要重新設計,在疫情蔓延,各國都在趕時間又大批檢測之下,尚未通過考驗的試劑被大量使用,偽陽性的數目或許不少,這也會影響無症狀人數與比例的判斷。

無症狀感染者的傳染力如何?

幾乎可以肯定,沒有症狀的感染者也有傳染能力。儘管樣本數目不多,至今已有多項研究發現,仍在潛伏期時尚未出現症狀、輕症、無症狀感染者,體內病毒含量都很高,和重症患者沒有多少差異。而即使沒有症狀,人類講話與呼吸時仍然會排出病毒。10, 11

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沒有症狀的感染者,散播病毒的能力或許不如有症狀的患者,但是更具體的問題恐怕在於,身旁有人咳嗽、打噴嚏會引起注意,可是沒有症狀,看起來完全健康的人誰會提防?

例如疫情初期,有人質疑印尼沒有檢驗就放人離開,WHO 的印尼代表表示,被隔離的人都沒有症狀,看起來很健康,為什麼需要檢驗?「看起來很健康,為什麼需要檢驗?」這話講得多麼自然啊,想質疑都不行,不愧是完全聽從 WHO 指示的稱職代表。

然而,時間會證明一切。疫情最初期 WHO 採信中國單方面的說法,昭告世界 SARS二世病毒只能有限度,或是不會人傳人,幾天後就證實是大錯特錯,成為導致疫情擴散的關鍵失誤。

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對於無症狀患者傳染的可能性,現今在許多中國專家都改口的情況下(或是終於可以講實話了?),WHO 仍一貫堅持症狀嚴重者才是散播病毒的主力,現在看來恐怕是另一起嚴重失誤。假如大部分感染者皆由症狀嚴重者所傳染,很難解釋目前各地這麼普遍又嚴重的疫情。

輕微或無症狀感染者在疫情中的角色

中國是病毒的發源地,韓國、伊朗則是疫情初期最嚴重的國家;各國開始注意中國的狀況,加強管制的時間不一。隨著疫情陸續在歐洲各國與美國爆發,明擺著的事實是:

即使各國已經有所防範,仍然有許多感染者順利進入,成為一段時間後大爆發的傳染源。

然後歐洲與美國又成為第二波傳播中心,向其他地方大批輸出感染者,如中國的鄰居台灣與俄羅斯,都靠著封鎖中國成功擋住第一波,卻在最近出現大量境外移入的確診者。

各國機場的量體溫等防疫措施,仍無法阻止感染者入境。圖/取自 BENSON IBEABUCHI/AFP via Getty Images

美國和歐洲疫情嚴重的國家,如義大利、西班牙、法國、德國等等,上萬感染者不可能在短時間內造成,極可能早在 1 月時已經存在傳染源,經過一到兩個月的醞釀才導致目前的疫情。諸國也不是沒有體溫檢測之類的防範,合理推論,1 月時已經有一些症狀不嚴重的感染者入境各國,成為當今疫情的種子。12

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三個月來,除了大洋洲一些小島以外,SARS二世已經順利入侵世界上絕大部分地區,幾乎是無國不入。

輕微或無症狀的感染者,至少在疫情初期很容易逃過防範,成為新一地疫情的起點。被他們傳染的人當中只有少數會發展為重症,卻有相當比例症狀不嚴重,又成為後續的傳染源,就這樣愈傳愈廣,直到重症患者的數量累積到不可忽視。

口罩的用途,其實是阻止無症狀者散播病毒?

疫情發展至今的眾多防疫手段中,口罩的爭議很大。基本上西洋國家不建議,甚至反對一般民眾戴口罩,直到最近幾天有些國家才改變看法。許多亞洲國家的作法則截然不同,鼓勵民眾出門多戴口罩。13, 14

「1918新型流感」西班牙流感時的留影,一家洋人都不是醫護人員,但是人人戴口罩,連貓貓都戴,和現在截然不同。

醫療人員需要戴口罩,沒有任何質疑,但是口罩對一般人究竟有什麼防疫效果非常曖昧。口罩教範指出:「生病的人要戴口罩,健康的人不戴口罩」,或許仍然反映出大部分的事實。

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一般手術口罩的防護有限,保護健康者的效果不是太完全。不過有個聽起來十分合理,但是仍然沒有實證的論點是:

假如許多感染者介於輕微到沒有症狀,卻仍然有傳染能力,那麼這些看似健康實則生病的人戴上口罩,確實能降低傳染機率,保護沒有生病的人。

不缺口罩的狀況下,減少接觸,與他人接觸時戴著口罩,搭配洗手、清潔等措施,應該能大幅降低被傳染的機率。

避免大象躲貓摔斷腿:了解疫情才不會錯誤防疫

掌握多少感染者沒有症狀,不是單純的學術問題,對於評估疫情也非常重要。有多少感染者沒有症狀,會影響致死率的計算。比方說確診 500 人,50 人死亡,致死率看似為 10%;可是倘若另有 500 位無症狀感染者,那麼致死率其實是 5%。在此之下,疫情實際況狀是傳播得更廣,致死率卻更低。

你知道冰山在水面上只是一部份,但是水面下看不到的地方,冰山到底還有多大?圖/取自 wonderopolis

SARS二世病毒在世界廣傳,各國都提出政策應戰,作戰必需掌握情報,了解病毒的傳播能力和狀況,才能正確調度資源,決定如何面對疫情。包括 WHO 在內,不少人建議各國要「學習中國的防疫手段」,說穿了就是搞嚴密封城那套,把每個人都變成孤島。

姑且不論在長期維持高度管制下,各國的資源是否充足到不至於令社會崩潰,根本問題在於:嚴厲的防疫手段是必要的嗎?

假如疫情其實沒那麼嚴重卻過度反應,對社會將造成不可忽視的反效果,反之亦然。就好像大象為了躲避犀牛衝撞,跳下壕溝摔傷一條腿大概值得;可是如果大象是為了躲貓貓衝撞而斷腿,卻是大大的得不償失

由於資訊有限,目前許多國家的決策十分依賴模型,但是模型很可能與現實不一致,而且疫情變化迅速,必須不斷使用新的正確數據調整模型,才不會有大象被犀牛衝撞卻不躲避,或是面對貓貓竟然反應過度的結果。15, 16

斷航、管制、隔離、封城等防疫措施對社會影響很大,妥善使用能減緩疫情,疫情不嚴重卻不可濫用。

怎麼知道多少人感染過病毒?

檢驗感染的方法很多,都會面臨偽陽性偽陰性,以及資源有限的問題。至今最廣泛使用的 qRT-PCR,偵測病毒的遺傳物質 RNA 核酸,相對準確但是耗費人力,不可能用於大規模的普查。

有些改良版的快速 PCR 已經投入戰場,如亞培的「ID NOW 快篩平台」,不過尚未普及,效果仍等待實戰考驗。也有人開發以 CRISPR 為基底,另一種偵測 RNA 的檢測方法。不過都一樣,各式各樣的檢測在原理上都說得通,但是效果如何仍需等待實測結果17, 18, 19

偵測核酸以外,也能以蛋白質為檢驗目標,通常被稱作各種「快篩」。例如可以偵測病毒的蛋白質。此一作法和偵測核酸一樣,適合了解一個人在檢測當下是否正在感染病毒;一旦確診便可立即隔離與治療,並追蹤接觸者,對於阻止傳播非常有用。

人體感染病毒後會產生抗體,即使康復後一段時間,抗體仍然存在,因此偵測是否有對抗 SARS二世的抗體,也能了解此人是否感染過病毒。若是有許多默默痊癒的無症狀感染者,多半能在他們的血液中抓到抗體。假如沒有出乎意料的技術進展,此一作法應該是普查的最佳手段,能用於了解全體人口中到底多少人感染過病毒,評估疫情的真實狀況。20

不過初步研究指出,感染 SARS二世病毒以後要過幾天才會產生抗體,所以檢驗抗體無法篩選感染初期的病患。必需搭配使用各種方法,才能拼湊出疫情的全貌。

劃重點:

  • 輕微或無症狀感染者究竟有多少,仍不清楚,但無症狀感染者很可能超過 18%。
  • 輕微或沒有症狀的感染者具有傳染力,容易成為防疫漏洞。尤其在疫情開始到仍在醞釀,尚未引發注意的階段。
  • 了解疫情的真實狀況,才能決定防疫手段,以免反應過度或不足。
  • 如果偵測抗體的技術(快篩)成功普及,可以進行普查了解疫情狀況。
  • WHO 就算不是疫情反指標,也是落後指標。

延伸閱讀

  1. WHO 的中國考察報告 pdf〈Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)
  2. Covert coronavirus infections could be seeding new outbreaks
  3. Epidemiology and Transmission of COVID-19 in Shenzhen China: Analysis of 391 cases and 1,286 of their close contacts
  4. The early phase of the COVID-19 outbreak in Lombardy, Italy
  5. Mizumoto, K., Kagaya, K., Zarebski, A., & Chowell, G. (2020). Estimating the asymptomatic proportion of coronavirus disease 2019 (COVID-19) cases on board the Diamond Princess cruise ship, Yokohama, Japan, 2020. Eurosurveillance, 25(10).
  6. What the cruise-ship outbreaks reveal about COVID-19
  7. Evolving Epidemiology and Impact of Non-pharmaceutical Interventions on the Outbreak of Coronavirus Disease 2019 in Wuhan, China
  8. A third of coronavirus cases may be ‘silent carriers’, classified Chinese data suggests
  9. 【武漢肺炎】中國官方密件:4.3萬無症狀者未列入確診紀錄
  10. Zou, L., Ruan, F., Huang, M., Liang, L., Huang, H., Hong, Z., … & Guo, Q. (2020). SARS-CoV-2 viral load in upper respiratory specimens of infected patients. New England Journal of Medicine, 382(12), 1177-1179.
  11. To, K. K. W., Tsang, O. T. Y., Leung, W. S., Tam, A. R., Wu, T. C., Lung, D. C., … & Lau, D. P. L. (2020). Temporal profiles of viral load in posterior oropharyngeal saliva samples and serum antibody responses during infection by SARS-CoV-2: an observational cohort study. The Lancet Infectious Diseases.
  12. Li, R., Pei, S., Chen, B., Song, Y., Zhang, T., Yang, W., & Shaman, J. (2020). Substantial undocumented infection facilitates the rapid dissemination of novel coronavirus (SARS-CoV2). Science.
  13. Not wearing masks to protect against coronavirus is a ‘big mistake,’ top Chinese scientist says
  14. Would everyone wearing face masks help us slow the pandemic?
  15. Mathematics of life and death: How disease models shape national shutdowns and other pandemic policies
  16. Can you put a price on COVID-19 options? Experts weigh lives versus economics
  17. DETECT COVID-19 IN AS LITTLE AS 5 MINUTES
  18. The standard coronavirus test, if available, works well—but can new diagnostics help in this pandemic?
  19. 中國坑人的防疫黑心貨?西班牙陷入「無效快篩」退貨羅生門
  20. New blood tests for antibodies could show true scale of coronavirus pandemic

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

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寒波_96
193 篇文章 ・ 1090 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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任意添加光學元件 為研究打開大門的無限遠光學系統
顯微觀點_96
・2025/01/30 ・1763字 ・閱讀時間約 3 分鐘

本文轉載自顯微觀點

圖 / 顯微觀點

顯微鏡在科學發展中扮演關鍵的角色,讓人們得以突破肉眼的限制,深入微觀的世界探索。而隨著時間推進,顯微技術也日新月異,其中現代顯微鏡設計了所謂的「無限遠光學系統」(Infinity Optical Systems),更是提升了顯微鏡性能和突破過去的觀察瓶頸。因此主要的顯微鏡製造商現在都改為無限遠校正物鏡,成為顯微鏡的技術「標配」。

1930 年代,相位差顯微技術出現,利用光線在穿過透明的樣品時產生的微小的相位差造成對比,使透明樣本需染色就能更容易被觀察。1950 年左右,則出現使用兩個 Nomarski 稜鏡,將光路分割再合併產生 干涉效應的 DIC 顯微技術,讓透明樣本立體呈現、便於觀察。

在傳統「有限遠系統」中,單純的物鏡凸透鏡構造,會直接將光線聚焦到一個固定距離處,再經過目鏡放大成像。也因此過去顯微鏡的物鏡上通常會標示適用的鏡筒長度,通常以毫米數(160、170、210 等)表示。

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而在過渡到無限遠校正光學元件之前,選用的物鏡和鏡筒長度必須匹配才能獲得最佳影像,且大多數物鏡專門設計為與一組稱為補償目鏡的目鏡一起使用,來幫助消除橫向色差。

但是問題來了!當這些光學配件要添加到固定鏡筒長度的顯微鏡光路中,原本已完美校正的光學系統的有效鏡筒長度大於原先設定,顯微鏡製造商必須增加管長,但可能導致放大倍率增加和光線減少。因此廠商以「無限遠」光學系統來解決這樣的困境。

德國顯微鏡製造商 Reichert 在 1930 年代開始嘗試所謂的無限遠校正光學系統,這項技術隨後被徠卡、蔡司等其他顯微鏡公司採用,但直到 1980 年代才變得普遍。

無限遠系統的核心在於其物鏡光路設計。穿透樣本或是樣本反射的光線透過無限遠校正物鏡,從每個方位角以平行射線的方式射出,將影像投射到無限遠。

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有限遠(上)和無限遠(下)光學系統的光路差別
有限遠(上)和無限遠(下)光學系統的光路差別。圖 / 擷自 Optical microscopy

透過這種方法,當使用者將 DIC 稜鏡等光學配件添加到物鏡、目鏡間鏡筒的「無限空間」中,影像的位置和焦點便不會被改變,也就不會改變成像比例和產生像差,而影響影像品質。

但也因為無限遠系統物鏡將光線平行化,因此這些光線必須再經過套筒透鏡在目鏡前聚焦。有些顯微鏡的鏡筒透鏡是固定的,有些則設計為可更換的光學元件,以根據不同實驗需求更換不同焦距或特性的透鏡。

除了可以安插不同的光學元件到光路中而不影響成像品質外,大多數顯微鏡都有物鏡鼻輪,使用者可以根據所需的放大倍率安裝和旋轉更換不同的物鏡。

傳統上一旦更換物鏡,樣本可能就偏離焦點,而須重新對焦。但在無限遠光學系統的設計中,物鏡到套筒透鏡的光路長度固定,也就意味著無論更換哪個物鏡,只要物鏡設計遵循無限遠系統的標準,光路長度和光學路徑的一致性得以保持。

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因此無限遠光學系統也有助於保持齊焦性,減少焦距偏移。這對需要頻繁切換倍率的實驗操作來說,變得更為便利和具有效率。

不過使用上需要注意的是,每個顯微鏡製造商的無限遠概念都有其專利,混合使用不同製造商的無限遠物鏡可能導致不正確的放大倍率和色差。

改良顯微技術,使研究人員能夠看到更精確的目標;以及如何讓更多光學配件進入無限遠光學系統中的可能性仍然在不斷發展中。但無限遠光學系統的出現已為研究人員打開了大門,可以在不犧牲影像品質的情況下輕鬆連接其他光學設備,獲得更精密的顯微影像。

  1. M. W. Davidson and M. Abramowitz, “Optical microscopy”, Encyclopedia Imag. Sci. Technol., vol. 2, no. 1106, pp. 120, 2002.
  2. C. Greb, “Infinity Optical Systems: From infinity optics to the infinity port,” Opt. Photonik 11(1), 34–37 (2016).
  3. Infinity Optical Systems: From infinity optics to the infinity port
  4. Basic Principle of Infinity Optical Systems
  5. Infinity Optical Systems

延伸閱讀選擇適合物鏡 解析鏡頭上的密碼

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螃蟹有痛感嗎?我們是怎麼知道的?
F 編_96
・2025/01/16 ・1669字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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F 編按:本文編譯自 Live science

螃蟹一直是海鮮美食中的明星,從油炸軟殼蟹到清蒸螃蟹,餐桌上經常見到牠們的身影。有地方也習慣直接將活螃蟹丟沸水煮熟,認為這能保留最多的鮮味。過去人們認為甲殼類缺乏複雜神經結構,不會感受到痛苦,因此不必過度憂心道德問題。但近年來,越來越多研究開始挑戰此一想法,指出螃蟹與龍蝦等甲殼動物可能具備類似疼痛的神經機制。

以前大家相信甲殼類缺乏複雜神經結構,但近期這一認知逐漸受到質疑。 圖 / unsplash

甲殼類是否能感覺到痛?

人類長期習慣以哺乳類的神經構造作為痛覺判斷依據,由於螃蟹沒有哺乳動物那樣的大腦腦區,便被認為只憑簡單反射行動,談不上真正「痛」。然而,新興科學證據顯示包括螃蟹、龍蝦在內的甲殼類,除了可能存在被稱為「nociceptors」的神經末梢,更在行為上展現自我防禦模式。這些研究結果顯示,螃蟹對強烈刺激不僅是本能抽搐,還有可能進行風險評估或逃避策略,暗示牠們的認知或感受方式比我們想像更精緻。

關鍵證據:nociceptors 與自我保護行為

近期實驗在歐洲岸蟹(Carcinus maenas)中觀察到,當研究人員以刺針或醋等刺激手段測量神經反應,牠們顯示與痛覺反應類似的神經興奮;若只是海水或無害操作,則無此現象。此外,透過行為實驗也可看出,寄居蟹在受到電擊時,會毅然捨棄原本的殼子逃離電源,但若同時存在掠食者味道,牠們會猶豫要不要冒著風險離開殼子。這些結果使科學家認為,螃蟹並非單純反射,而可能有對於痛感的判斷。若只是「低等反射」,牠們不會考慮掠食風險等外在因素。

痛覺與保護:實驗結果引發的道德思考

以上發現已在科學界引發廣泛關注,因為餐飲業與漁業中常見「活煮」或「刺穿」處理螃蟹方式,如今看來很可能讓牠們承受相當程度的不適或疼痛。瑞士、挪威與紐西蘭等國已開始禁止活煮龍蝦或螃蟹,要求先以電擊或機械方法使其失去意識,試圖減少痛苦。英國也曾討論是否將甲殼類納入動物福利法保護範圍,最後暫時擱置,但此爭議仍在延燒。

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英國對於是否將甲殼類列入動物福利法的保護範圍,有所爭議。 圖 / unsplash

部分學者保持保留態度,認為雖然甲殼類展現疑似痛覺的行為與神經反應,但與哺乳類相同的「主觀痛感」仍需更多研究證明。大腦與神經系統結構畢竟存在很大差異,有些反射也可能是進化而來的自衛機制,而非真正意義上的感受。然而,科學家普遍同意,既然相關證據已經累積到一定程度,毋寧先採取更謹慎與人道的處理模式,而非輕易推卸為「牠們不會痛」。

海洋生物福利:未來的規範與影響

如果螃蟹被證實擁有痛覺,將牽動更廣泛的海洋生物福利議題,包括鎖管、章魚或多種貝類也可能具有類似神經機制。人類一直以來習慣將無脊椎動物視為「低等生物」,未必給予與哺乳類相同的法律或倫理關注。但若更多實驗持續指出,牠們同樣對嚴重刺激展開避痛行為,社會或終將呼籲修訂漁業與餐飲相關法規。未來可能要求業者在捕撈與宰殺前使用電擊或麻醉,並限制活煮等方式。這勢必對漁業流程與餐廳文化造成衝擊,也引發經濟與文化折衷的爭議。

龐大的實驗數據雖已暗示螃蟹「會痛」,但確鑿的最終定論仍需更多嚴謹研究支持,包括更深入的大腦活動成像與突觸路徑分析。同時,落實到實際操作也需追問:是否存在更快、更人道的宰殺或料理方式?能否維持食材鮮度同時保障動物福利?這種思維轉變既考驗科學進程,也考驗人類對自然資源的態度。也許未來,既然我們仍會食用海產,就該以最小痛苦的方式對待那些可能感受痛苦的生物,為牠們提供基本尊重。

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一個不小心闖入霍格華茲(科普)的麻瓜(文組).原泛科學編輯.現任家庭小精靈,至今仍潛伏在魔法世界中💃

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一年有幾週?背後竟隱藏著宗教、政治與天文觀測的紛爭?為何決定一年有幾週如此大費周章?
F 編_96
・2025/01/06 ・3256字 ・閱讀時間約 6 分鐘

F 編按:本文編譯自 Live Science

每到歲末或年初時,大家常會打開新的行事曆,做新一年的計畫。從直覺來看,我們常以「一年有 365 天」或「閏年 366 天」的概念衡量時間。如果將 365 天除以 7(每週 7 天),得到的答案約是 52 週又 1 天;若遇到閏年(366 天),則是 52 週又 2 天。換句話說,無論是一般年還是閏年,一年都不可能整除,剛好 52 週,總要多出 1 或 2 天。

對多數人而言,這種「約 52 週加 1 天」似乎是再自然不過的事。然而,實際上人類在訂定「一年幾天」與「多久閏一次」的規則上,一路走來經歷了漫長探索與爭議。自古以來,不同文明先後採用依太陽或月亮運行週期為基準的曆法;儘管最終各國大多轉而採行以太陽週期為主的格里高利曆(Gregorian calendar),但並非一蹴可幾,而是一段包含宗教、政治、天文觀測的故事。

一年感覺很長,其實也就 52 週(+1 或 +2 天)。 圖/unsplash

從洪荒到曆法:人類如何決定時間單位

追溯人類對時間的測量,可遠至一萬多年前:考古發現顯示,澳洲原住民或新石器時代的部落,便會根據太陽、星象的移動,來推算季節變遷與祭典進行。後來,隨著農業興起,區分一年四季並掌握耕作節氣成了首要需求,日曆的概念亦逐漸成型。

  • 宗教推力:古埃及與蘇美等文明常需要在特定時刻進行祭祀或儀式,故對晝夜長短、月相週期乃至每年太陽位置頗為講究。
  • 日月曆法之爭:有些文明依月亮週期(約 29.5 天)為月數基礎,稱「陰曆」;也有採納太陽年度(約 365 日)稱「陽曆」,或折衷稱「陰陽合曆」。

就週數而言,古人或許更關注「每個月有幾天」與「一年有幾個月」,而非「一年到底可以分成幾週」。然而,週的概念在很多宗教與文化裡同樣重要,如猶太教及後來的基督宗教都強調「七天」一週之體系,用於安息日或祈禱輪替。因此,當今的一年分成「52 週多幾天」,也綜合了宗教傳統與太陽年的計算。

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朱利安曆失準?教宗格里高利的關鍵校正

現行國際普及的格里高利曆,最早源自於古羅馬朱利安曆(Julian calendar)。公元前 46 年,凱撒大帝(Julius Caesar)在天文學家蘇西根尼斯(Sosigenes)建議下,設定一年 365.25 天,並每四年加一天作閏年。看似精妙,但實際上太陽年長度約是 365.2422 天,每年多出的 0.0078 天、也就是大約 11 分鐘,雖然聽來微乎其微,卻在一段世紀之後累積成巨大的誤差。

對天主教而言,耶穌受難與復活日期影響了整年眾多教會節日。若曆法逐漸偏移,像復活節等慶典便逐年脫節了季節原意。至 16 世紀末時,朱利安曆已誤差累積多達 10 天。教宗格里高利十三世遂在 1582 年宣佈大刀闊斧改革:10 月 4 日的次日直接跳到 10 月 15 日,並規定「百年年份如若非 400 整除,則不列為閏年」。如此,將一年的平均時長微調至更貼近 365.2422 天。

一些國家如法國、西班牙和義大利等迅速採納「新曆」,但英國則因宗教立場等因素拖延至 1752 年才肯切換。中國雖在 1912 年起算是「正式認可」,但廣泛實施延至 1929 年。這樣因曆制修整所產生的「失落日子」,在各國各時期都曾引發不小民眾抗議與混亂,但如今我們所熟知的「一年 365(或 366)天、每週 7 天」全球大體一致,正是拜此改革所賜。

教宗格里高利十三世的改革,成了日後我們熟知的「一年 365(或 366)天、每週 7 天」。圖/unsplash

一年是 52 週又幾天?

回到主題:基於現在格里高利曆的「年」長度,一般年 365 天,閏年 366 天。因此只要把 365 ÷ 7 = 52 餘 1,或 366 ÷ 7 = 52 餘 2。這樣看來,52 週是某種近似值,再加上 1 或 2 天則填補了週數的縫隙。有趣的是,人們日常生活中往往不深究這些「多一天」會落在哪裡,反而透過各國法定假期、節日分布或企業排班,來靈活因應。

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不管日曆如何安排,七天一週與太陽一年的 365.2422 天本質上不會整除。因而實際執行層面,才衍生「一月有 4 週多幾天」或「一年 52 週多幾天」。而根據格里高利曆規範,每 4 年遇到 2、6 結尾者時通常加閏日;再以百年刪除閏日,唯獨 400 年倍數的百年不刪。如此 400 年中有 97 個閏年,非 100 次,年均值約 365.2425 天,與真實太陽年極為貼近。

再度修正:米蘭科維奇曆與東正教的調整

與此同時,一些東正教教會或科學家,仍曾嘗試做更精準的校調。例如 1923 年出現的「米蘭科維奇曆」,由塞爾維亞天文學家米蘭科維奇(Milutin Milanković)提出:

  • 改進閏年規則:如果該年不是 100 的倍數,則正常計算;若是 100 的倍數,就得看除以 900 所餘下的數是否為 200 或 600,若是,則跳過閏年。
  • 應用範圍:此一方案被視為更貼近天文年,但只有部分東正教教會接納實施,對全球世俗時間並未產生重大影響。

有趣的是,若米蘭科維奇曆被大規模推廣,平均一年長度會更符合真實太陽年,但世界各國基礎已扎根於格里高利曆,也不太可能再冒然重新改革。畢竟,每次曆改都會使官方紀錄、民間活動和宗教節慶產生協調難題,且大眾的社會慣性早已落實在現行制度裡。

時間計算背後宗教、政治與科學的糾纏

我們眼中的「一年 52 週又 1~2 天」其實是長期政治、宗教、科學交互影響的產物。數世紀以來,不同文明為祭祀、政令或貿易往來而反覆調整曆制;伴隨天文觀測與數學演算的精進,人們才一步步從古老的朱利安曆轉到格里高利曆,避免每年多出一些看似微不足道的分鐘數量,卻逐漸累積成整天的時差。在這些爭論、改革中,週數雖非爭議焦點,但它一同被帶入今日世界,最終定型為「一年 = 52 週 +1(或 2)天」。

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儘管目前的曆法存在些許時差,但已是目前全球通用的計日方式。圖/unsplash

另一方面,有些文化或地區在現代仍維持傳統的陰曆、陰陽曆搭配格里高利曆,如中國農曆可見節氣和月相紀錄;穆斯林世界則使用純陰曆,並以其方法計算齋戒月、開齋節等。全球一體化雖使格里高利曆成為主流,但不代表其他紀年方式就此消失。在各種曆法交錯下,「一週幾天,一年多少週」或許並非普世絕對,卻是人類根植於宗教、科學與經濟行為下逐漸形成的共識。

踏入 21 世紀,隨著全球高度互聯與商業活動頻繁,幾乎所有國際公約、金融市場、交通規劃都以格里高利曆為基準。此種高度一致有利經貿往來與跨國協作,但究其根源,私底下仍有一種「不完美但通用」的妥協性質。時至今日,要再度大規模推行新的曆制(比如米蘭科維奇曆)的機率微乎其微。

也許未來某天?

不管你是否每天翻開行事曆查看日期,或是習慣智慧型手機提醒,在全球主流價值裡,「一年 52 週又 1 或 2 天」已成幾乎不容置疑的常識。

也許未來仍有理論家建議以更精準的曆法取代格里高利曆,讓一年日數更貼合天文常數。然而,歷史經驗告訴我們,此種改革勢必付出巨大社會成本,還要面對全球龐雜的政治協調。最終,我們大概仍會安於現在這個略有瑕疵卻普及度最高的制度,繼續說著「一年有 52 週」,並在每年最後那 1 或 2 天裡,慶祝跨年、增添慶典。

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不論如何,時間的運行永不止息;地球仍舊繞著太陽旋轉,帶給我們四季遞嬗與新的挑戰。或許最重要的並非究竟一年「整除」了多少週,而是我們如何在這既定框架下規劃生活,在有限的時間裡,拓展出新的生活軌跡。

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