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被科技甜頭蒙蔽的雙眼,第一批原子彈製造的起源(下)——《科學怪人(MIT麻省理工學院出版社「特別註解版」)》

麥田出版_96
・2020/10/31 ・3025字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 559 ・八年級
  • 文/海瑟.道格拉斯

在戰爭結束之前製造出可以終結戰爭的武器,成了至高無上的驅動力,一部分是因為洛斯阿拉莫斯的許多科學家,已經轉而以「終結一切戰爭」為開發核武找到了正當性。

許多人認為,唯有使用核武結束眼前這場戰爭,人類才能體會這類武器的真正殺傷力,因而產生永久終止戰爭的動力。

當時許多人認為,人類體會核能武器的殺傷力才能永久終止戰爭。圖/Pexels

我們一開始振奮無比,然後發現自己累了,然後就開始憂慮

維克多.魏斯科普夫 (Victor Weisskoph)

一九四五年二月到該年夏天之間,洛斯阿拉莫斯的工作焦點在於鈽原子彈的測試。由於使用鈽製造武器,所需的機制複雜得多,科學家們沒有太大把握這項武器是否可行。唯有以真正的鈽進行試驗才能充分測試這項機制。

這就是在一九四五年七月六日進行的三位一體 (Trinity) 核試驗──人類首次在地球上引爆原子彈。

科學家用堪稱狂熱的態度準備這項測試。不論取得一切技術細節、校準度量儀器,或制定應變計畫,凡此種種都需要耗費龐大心力。有可能出現三種結果:

  1. 受測的武器可能中看不中用,不比尋常的爆炸更有威力
  2. 它可能具有龐大的殺傷力,當場造成重大傷亡,導致全國進入緊急狀態
  3. 它可能符合科學家的期待,威力驚人但不失控 (Szasz 1984, 79) 。

結果證明第三種可能性是對的,科學家們如釋重負。這意味他們的研究成功了,已製造出可使用的武器。他們在戰爭期間付出的努力並未白費,而且他們全都安然度過挑戰。

對於這項成功,科學家們的反應不一。引爆炸彈後,歐本海默的第一反應是狂喜地歡呼「成功了」!從科學家對爆炸威力下的賭注來看,他們大多預期爆炸規模會小得多 (Szasz 1984, 65-66) 。歐本海默賭的是三百噸黃色炸藥的爆炸當量;絕大多數科學家認為爆炸威力會遠遠小於一萬噸黃色炸藥。

世界上首次的「三位一體」核試爆。圖/Wikimedia common

事實上,這項武器產生了將近兩萬噸黃色炸藥的爆炸威力。除了因技術上的成功而感到寬慰與興奮,這次爆炸對視覺及內心的衝擊力量,讓許多目擊者嘆為觀止。歐本海默後來回憶,他的腦海閃過《薄伽梵歌》裡的這句話:「我成了死神,世界的毀滅者」 (引自Szasz 1984, 89) 。

伊西多.拉比 (I. I. Rabi) 一開始熱血沸騰,但是後來,他領悟到自己和其他科學家的研究具有怎樣的涵義,沉重得招架不住 (Szasz 1984, 90) 。正如維克多.魏斯科普夫 (Victor Weisskoph) 寫下的:「我們一開始振奮無比,然後發現自己累了,然後就開始憂慮」 (引自Szasz 1984, 91) 。

甜頭後的苦澀餘味

這項計畫的技術甜頭結束了,科學家們如今得面對他們的成功在錯綜複雜的世界裡象徵的意義。試驗主任肯尼斯.班布里奇 (Kenneth Bainbridge) 挖苦地說,「我們如今成了一群王八蛋」 (引自Bird and Sherwin 2005, 309) 。

某些科學家經過一段時間的消化,才完全理解他們的所作所為背負怎樣的道德重量。在向廣島和長崎投擲原子彈、促使戰爭戛然而止後,洛斯阿洛莫斯的許多軍方人員歡天喜地,但科學家們卻為自己協助達到的成果震驚得不知所措,心情有些沉重,甚至出現身體不適的狀況 (Bird and Sherwin 2005, 317) 。

原子彈爆炸後產生的蕈狀雲,地點廣島(左)和長崎(右)。圖/Wikimedia common

一九四五年十月底,當菲利普.莫里斯 (Phil Morrison) 和羅伯特.瑟伯爾 (Bob Serber) 從日本返回洛斯阿拉莫斯,帶回了有關原子彈衝擊力道的第一手報導 (Bird and Sherwin 2005, 321) ,曾參與這項計畫的科學家們,終於看清他們的成功代表著怎樣殘酷的現實,紛紛決心竭盡所能確保他們的研究用於為人類造福。

不同科學家以不同方式為他們的創造物負起責任。有些科學家致力於確保原子能受到文官機構的掌控,他們的努力促成了美國原子能委員會的成立。有些科學家倡議將原子技術交由國際機構管理,以防美蘇之間展開武器競賽。有些人努力讓世人得知原子彈的強大殺傷力,希望藉此遏止未來的一切戰爭。

有些人轉而研究甚至更有威力的武器,決心牽制蘇聯的極權主義。還有些人倡議原子的和平應用。

Harry S. Truman總統於 1946 年 8 月 1 日簽署《原子能法》圖/Wikimedia common

沒有人推卸他們對自己的研究成果應盡的責任。

我們可以在洛斯阿拉莫斯科學家們的故事弧線中,看到維克多.法蘭肯斯坦的故事影子。當年就有人注意到兩者的雷同之處──從激情地投入研究,到乍然領悟成功的負面影響,最後設法揚長補短。

一九四五年五月三十一日,美國戰爭部長亨利.史汀生 (Henry Stimson) 在籲請臨時委員會(一個有關核武的高層政策委員會)召開會議的信函中寫道, 原子彈「有可能毀滅或完善國際間的文明發展,有可能變成科學怪人,或變成世界和平的工具」(引自Rhodes 1986, 642)。

然而在原子彈研製完成以前,參與這項計畫的科學家始終沒有看清原子彈的科學怪人本質。

與成功如影隨形的道德議題

瑪麗.雪萊的《科學怪人》是一篇具有先見之明的寓言故事,書中闡述人類追求科學與技術時,伴隨成功而來的恐怖後果,讀來扣人心弦,堪稱非神學版的歌德《浮士德》。

即便科學已壯盛發展,即便科學研究的集體特性已昭然若揭,而大科學 (big science) 也已占據科學界的核心地位,孤獨科學家維克多遵循的弧線依然切合時代。二十一世紀的科學家不論單打獨鬥或通力合作,在他們勉力為自己的研究成果負起責任時,仍會持續受到科技甜頭的誘惑,被它蒙蔽了雙眼。

《科學怪人》給世人的啟示,至今仍然可以通用。圖/Pexels

當研究工作突然發出危險信號(例如那些被標註為「可能具有雙重用途的研究」),科學家經常迴避法規限制,不顧要求他們深刻反思的聲浪。科技甜頭以及持續在專業領域追求成功的誘惑,使得科學家很難看清、更難認真衡量其研究工作的負面影響。

儘管人們正快馬加鞭地建立制度,希望幫助科學家解決他們在追求新的科學與技術能力時可能遭遇的棘手問題,科技甜頭仍然可能阻礙他們反思其研究工作的涵義和行動的急迫性,並且在完成工作之前,及時修正成功可能帶來的負面影響。

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麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》