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二十世紀最大的小發明,如何拴緊全世界——《轉動世界的小發明:螺絲釘與螺絲起子演化的故事》

貓頭鷹出版社_96
・2020/11/12 ・2705字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

早期的螺絲,工匠們都拒用!

第一批由工廠製造的螺絲則完全不是這麼一回事。首先,雖然手工螺絲是有尖頭的,工廠製造的螺絲卻只有鈍頭,而且無法自行起動,必須先為它鑽個導孔。問題出在製造的過程。

鈍頭螺絲壓根兒沒法銼出一個尖頭來,螺紋本身也必須停止在尖端;但當時的車床沒有切削推拔螺紋的能力,螺絲製造商曾試著改變刀具下刀的角度,結果是螺絲的全長都得經過推拔。然而,這類螺絲的固定力很差,所以木匠都拒絕使用,當時所需要的是一台能同時在螺絲本體(圓柱狀)以及螺旋尖端(錐狀),切出連續螺紋的機器。

歷經幾十年的螺絲演進

一位有發明天分的美國技工找到了解決之道。美國最早的螺絲工廠於一八一○年成立於羅德島州,用的是經過改良的英國機器。該州首府普洛威頓斯成為美國螺絲工業的中心,於一八三○年代中期之前,其產品需求量日益激增。自一八三七年起,有一連串的專利都與具螺旋尖端螺絲的製造問題相關,但經過十年以上的試誤學習之後,才終於找出解決之道。

當時美國工廠經過十幾年的不斷嘗試,才逐漸找出解決方法。圖/Wikimedia common

一八四二年,一名為新英格蘭螺絲公司工作、來自普洛威頓斯的技工惠波,發明了一種完全由機器自動製造螺絲的方法,七年之後,他有了新的突破,遂成功取得尖頭螺絲生產方法的專利。

斯隆設計出一個稍微不同的方法,而其專利則成為大企業美國螺絲公司的主力;另一位新英格蘭人羅捷斯則解決了將有螺紋的核心推拔至平滑頸幹的問題。諸如此類的改進,將美國螺絲業者穩定地推上了領導者的寶座,到了該世紀末,螺絲已演變至其最終的形式,美國的生產方法也已主宰全球。

自十五世紀以來,螺絲一向有著正方形、八角形或有槽的螺絲頭;前者以扳手轉動,後者則以螺絲起子轉動。溝槽的起源不難理解,正方頭必須非常精確才能與扳手配合;溝槽則是個能以手工大略銼出或切出的形狀。有槽螺絲也可埋頭旋入鑽孔中不至於凸出表面;這正是連結對接鉸鏈必須的一點。埋頭螺釘一旦於十九世紀早期普及之後,有槽螺絲頭(還有平刃式螺絲起子)就成了標準規範。

1870 年,製作螺絲的車床。圖/Wikimedia common

所以,儘管螺絲至此已全由機器製造,傳統式的溝槽卻得以留存下來。但有槽螺絲也有數項缺點。

螺絲起子很容易就自溝槽滑脫,結果經常是對需要固定的物件、操作者的手指——甚或兩者——造成損傷。溝槽僅能微弱地抓住螺絲,而在試著上緊一枚新螺絲或鬆開一枚舊螺絲時,磨壞溝槽也是司空見慣的事。

最後,有些不便的情況,如在摺梯上試圖保持平衡、在狹窄空間工作的同時,往往必須以單手拴上螺絲。這對有槽螺絲而言幾乎是不可能辦到的。螺絲搖晃不定,再一滑,掉到地上後又滾開,修理工氣得破口詛咒(也不是頭一回了)這令人發狂工具的始作俑者。

美國螺絲業者完全了解這些缺失。在一八六○和一八九○年之間,有一大堆的專利申請:磁性螺絲起子、收納螺絲的器具、不完全延伸整個螺絲頭的溝槽、雙溝槽,以及各式各樣的正方形、三角形和六角形的凹頭或凹洞等等,其中以最後一項最具潛力。

當時美國業者為解決這些螺絲使用上的缺失,申請了一大堆專利。圖/Pixabay

以凹洞代替溝槽,能把螺絲起子緊緊握牢,螺絲起子就不會自溝槽滑脫。然而困難又一次出在製造過程上,螺絲頭是經由機器在一根冰冷的鋼條上打印成型,若要印出一個深度足以握緊螺絲起子的凹洞,往往不是減弱螺絲的強度,就是會使螺絲頭變形。

取得專利的強力推銷員——羅伯森

二十七歲的加拿大人羅伯森發現了解決的方法。羅伯森是費城一家工具公司所謂的強力推銷員,一個在加拿大東部的街角和鄉間市集販賣他所有商品的旅行推銷員。他把空閒的時間花在自己的工作室裡,嘗試著各種機械發明。他宣傳自己發明的「羅伯森氏二十世紀扳手曲柄鑽」——一個集曲柄鑽、猴頭扳手、螺絲起子、檯鉗和鉚釘製造器於一身的組合工具。

他擁有一種改良式拔塞鑽、一種新型的袖釦,甚至改良式捕鼠器的專利,卻只是白費力氣而已。一九○七年,他取得了凹頭螺釘的專利。羅伯森後來說,他在蒙特婁為一群站在人行道旁觀望的行人展示一只彈簧式螺絲起子時,因為螺絲起子的刃部自溝槽滑脫傷了手,因而讓他得到凹頭螺絲的靈感。他這項發明的祕密在於凹洞精確的形狀:具去角緣的正方形、稍呈錐形的四邊,以及金字塔型的底部。

羅伯森在一次推銷過程中被螺絲起子的刃部弄傷手,而有了靈感。圖/giphy

「很早之前就有人發現利用這種打印方式,根據指定的角度分毫不差地製造,冷金屬會流向四周而非被逼至刀具的前頭,結果是有益地緊密結合金屬原子,使其強度增加,卻絲毫不需浪費或切除所處理的金屬,這和一般有槽螺絲的製造迥然不同。」他相當自負地解釋。

身為一個熱心的推銷者,羅伯森找到了金錢上的後援,說服了位於安大略省的小鎮米爾頓,許他一筆免稅貸款以及其他特權,並成立了他自己的螺絲工廠。「大財富來自於小發明,」他向有可能投資的人士鼓吹,「很多人都認為,這是二十世紀目前最大的小發明。」

事實上,正方形的凹洞真的是個很大的進步,這種特殊的方頭螺絲有適貼的配合(羅伯森聲稱,其精確度達千分之三公分),而且螺絲起子從來不會滑脫。對工匠們尤其是製造家具和船隻的人而言,能自定中心並以單手拴入的螺絲所帶來的便利,真是讓人額手稱慶。

——本文摘自泛科學2020年11月選書《轉動世界的小發明:螺絲釘與螺絲起子演化的故事》,2020年 9月,貓頭鷹

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貓頭鷹出版社_96
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貓頭鷹是智慧的象徵。1992年創社,以出版工具書為主。經過十多年的耕耘,逐步擴及各大知識領域的開發與深耕。現在貓頭鷹是全台灣最重要的彩色圖解工具書出版社。最富口碑的書系包括「自然珍藏、文學珍藏、台灣珍藏」等圖鑑系列,不但在國內贏得許多圖書獎,市場上也深受讀者喜愛。貓頭鷹的工具書還包括單卷式百科全書,以及「大學辭典」等專業辭典。貓頭鷹還有幾個個性鮮明的小類型,包括《從空中看台灣》等高成本的視覺影像書;純文字類的「貓頭鷹書房」,是得獎連連的知性人文書系;「科幻推進實驗室」則是重新站穩台灣科幻小說市場的新系列,其中艾西莫夫的科幻小說,已經成為台灣讀者的口碑選擇。

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當科技介入感官體驗,人類的情感還是「自然」的嗎?——《再.創世》專題
再・創世 Cybernetic_96
・2021/11/05 ・5624字 ・閱讀時間約 11 分鐘

  • 作者/劉育成|東吳大學社會系副教授

後人類學者 Rosi Braidotti 在其著作中提出了一個問題:

「後人類主體的感官與知覺器官,看起來會像什麼樣子?(What is the sensory and perceptive apparatus of posthuman subjects like?)」(Braidotti & Hlavajova, 2018, p. 12)。

或者,換一個問法。人類所擁有的情感、情緒、知覺或感官體驗,都是「自然的」嗎?這樣的論述有多大程度是真實的?以及,科技如何可能改變這樣的真實性?Jordi Vallverdú 提出「後認知時代(Post-Cognitive Era)」一詞,藉此思考以下提問:「情緒或情感是自然的嗎?」「在科技介入後,情緒或情感如何變得不自然?」,或者「如何挑戰情緒或情感是自然的這條界線?」(Vallverdú, 2017)。

換句話說,他的提問是:人造感官如何影響或形塑我們對世界的認識?以及,最終而言,如何形塑我們對自身之認識,以及形塑自身與機器之關係的認識?當然,這也挑戰了自然與技術的關係,也包含了重塑兩者之間原本存在之界線的內涵。

自然與非自然之間的關係

自然與技術(人造物)的關係,從希臘時代便有所論述。在史丹佛哲學百科(SEP)中,Franssen 等人歸納出了四個主題:首先,技術是學習於自然,或是模仿於自然。例如建造房子是模仿自燕子築巢、編織則是模仿自蜘蛛結網等。第二,自然與人造物之間存在著根本上的區別。例如亞里斯多德認為,自然界事物的產生與動作乃是內生的,而人造物是依賴外在的原因。此外,不同於自然,人造物也無法再製自身。第三,亞里斯多德的四因說(物質、形式、效用、目的)對技術哲學的貢獻。第四,柏拉圖與亞里斯多德對技術圖像的大量使用。例如柏拉圖將世界描述為是工匠的作品(the work of an Artisan)以及兩者都認為技術圖像在表達「世界的理性設計」這個信念上是不可或缺的(Franssen, Lokhorst, & Poel, 2015)。

在希臘神話中也經常見到技術如何借鏡於自然,以擴展人類的能力。例如伊卡洛斯與代達洛斯想要透過蠟製成的翅膀逃離克里特島的故事。對於自然與技術(人造物)之間的區別,以人造物無法再製自身為主要觀點,指出了某種對於自然與人造物之間似乎存在著一道無法跨越的鴻溝或高牆。無論是往下走到底或者往上爬,科技都尚未能帶領我們看到是否能成功跨越的終點。

許多技術模仿於自然,例如建造房子是模仿自燕子築巢。圖/Pixabay

從技術的角度來看,自然是可以被征服的。然而,自然卻從未想要征服技術。對人類與社會的演化而言,「自然」不過就是透過技術進行觀察與再現的產物。康德曾經提問,「自然如何可能(How is nature possible?)?」社會學家 Simmel 認為這樣的提問正指出所謂的自然,「只不過是對自然的再現而已(nothing else but the representation of nature)」(Simmel, 2009[1908], pp. 40-41)。此一對自然的再現,原本是透過感官、心智與意識的運作,綜合而來的主體經驗,例如味道、溫度、顏色、情緒等皆然。

對康德而言,自然「就是個特定種類的經驗,一個透過且在我們的知識範疇中所發展出來的圖像」(Ibid.)。Simmel 對康德有關自然的討論,原本是想要回答「社會如何可能?」的這個問題,但將它自身的問題類比於康德的提問,正好提出了當前關於科技與人類發展的重要議題,也就是:在多大程度上,人類其實是技術的產物,且徹頭徹尾就是技術的?以及,隨著科技的介入,人類—身體與心智—在多大程度上仍(會)是自然的?

自然(Nature)可以是資料(Data)嗎?

馬克思在《資本論》第一卷中說道:「人自身作為一種自然力,與自然物質對立。為了在對自己的生活有用的形式上佔有自然物質,人使自身的自然力——手臂和腿、頭和手運動起來。當人透過這種運動,對外在於自身的自然施加作用並改變自然時,也就同時改變他自己的自然/性質(Nature)」(引自,萬毓澤, 2018, p. 56)。

這似乎是說,人透過其原本作為自然界之一部分的自然之力,在改變自然的同時,也改變了自身的屬於自然的那一部分。科技不僅在這個運動過程中給予人的自然力大大的協助,甚至不斷地擴增其力量,更透過大腦的延伸——網際網路以及人工智能等——欲將人類身體的自然性質消除殆盡。儘管可以想見的是,這為人類的日常生活帶來更多的便利與效能,但與此同時,自然卻也成了一個再也回不去的想像。

「是不是自然的?」這件事重要嗎?在自然與技術(非自然或人造物)這兩個端點上,我們很少譴責自然是一個不好或不健康的東西,但是跟技術有關的,卻經常象徵了不健康的事物。當現代社會中出現越來越多諸如「吃得健康」、「吃原型食物」、「回歸自然」等論述,或許也指出了前述馬克思所論述的矛盾。

在科技發展上,將自然——透過各種感測器或演算法等——化約為「資料(data)」並且對透過這些資料以模擬、再現或理解自然的肯定,讓自然離人類越來越遠。Coyne 在探討自然在數位時代中的位置時也說道:「無論自然是什麼,其絕不是資料」(Coyne, 2018, p. 7)。我們之所以能夠區別何謂自然或不自然,前提是我們已經使用了「自然/非自然」的這組區別。對人類以外的有機體而言,這組區別無疑是不存在的。

在科技發展上,將自然透過各種感測器或演算法等化約為「資料」。圖/Pixabay

換句話說,這組區別乃是技術的產物,也正是從技術(人造而非自然)的角度觀之,自然充滿了訊號(signals)或徵兆(signs), 等待著被(技術)解讀。對自然的「認知」——搜集、解讀訊號並賦予意義,一開始雖是透過尚未被技術中介的身體與感官來實現,但如今卻逐漸轉向由人造感官(artificial organs)與演算法來架構出對自然的認識。

歷史上的四種認知階段

廣義而言,「認知」就是對世界或環境的感知與認識。Vallverdú 區分了歷史上的四種認知階段:自然、文化、計算,以及後設統計(meta statistics)(超人類/超智能)(Vallverdú, 2017, p. 194)。這四個階段也可以看作是四種認識世界的方式,而這個過程也標示了那個原本是自然之一部分的身體,在科技介入後如何逐漸消逝的過程。

在前三個階段,那個自然意義下的身體仍是認知發展與主體,感官在其中扮演重要角色。心智的發展也與感官如何感知外部世界有密切關係。因此,至少在這些階段中,知識仍是具身性的(embodied)。假如我們依舊相信科學與科技發展中的奇點(singularity)論述是可能出現的,那麼在奇點之後的人類以及「認知」又會是什麼樣子?這是 Vallverdú 所謂的第四階段:後設統計。他認為,未來的知識在本質上將會是「統計性的」。他稱那些在奇點之後所出現的認知實體為「後認知實體(post-cognitive entities)或「後奇點智能(post-Singularity intelligences)」(Ibid., p. 197)。

這樣的一種後認知實體主要有兩類,其一是「超人類(transhumans)」,其二則是人工智能學家 Nick Bostrom 所謂的「超智能(superintelligences)」(Bostrom, 2014)。超人類或許仍可被認為是人類或具有部分人類的性質,或者所謂的「賽博格(cyborg)」。然而,對於「超智能」——一種具有人類智能特性卻能超越人類智能的演算法,如何定義其是否為活著的或者是有機體等,對某些人而言似乎還是個困擾。

在探討認知的發展與情緒是不可分的前提下,Vallverdú 將這些後奇點智能的情緒系統描述為「para-emotions」,這個系統與當前人類的情緒系統運作會有很大不同,也將會是建立在新的資訊結構之上。如果情感與情緒在某種程度或意義上仍是自然的,那麼我們將要如何理解透過人造感官、各種感測器所蒐集到的數據,並據以形成關於情感與情緒的計算及結果?

另外,假如一個人工智能演算法能夠展現情感與情緒,並以此為基礎發展出對環境的認知與理解,這樣的一種非人的、後奇點實體是否能被視為是具有生命的?這些問題不僅在實務上會帶來各種倫理議題,在知識論上也直接挑戰了自然與技術的界線。

在日常生活中,我們已經可以見到人們透過穿戴式或植入式裝置搜集數據,並以此為了解自身身體的方式。這些人造感官、感測器所獲得之資料,可以單獨運作或與身體感官的運作合併,一同形塑出所謂的認知。人們感知的方式也會形塑其思考與行動的方式與內容。

人們透過穿戴式裝置搜集數據,並以此為了解自身身體的方式。圖/Pixabay

Vallverdú 以「羞恥感(shame)」在社會連結中扮演之角色為例指出,羞恥感這種複雜的社會情緒,乃是透過複雜的社會互動而出現。此外,羞恥感更能夠用來實現人們彼此之間更細緻、複雜的社會互動(Vallverdú, 2017, p. 205)。這樣的情感與情緒如何在人造認知設備中獲得實現,以及對人機互動的影響與啟發等,都還尚待深入探究。

「感覺」可以透過大數據或演算法建構嗎?

「資料並未創造出感覺(data do not create sense)」,Vallverdú說道(Ibid.)。

透過技術能搜集到的資料越多,並不表示對自然或環境的感知或理解就必然會越加正確或適切。更重要的是,透過人造感官為人類或超智能所架構出來的環境特性,是否也是自然的,或自然的一部分?若我們將演算法也視為一種人造感官,當人們越來越依賴演算法來架構認知時,人類大腦是否會受到各種人造感官的影響,而被形塑成一種透過人造的方式來認識其環境,或者甚至,最終為人造大腦所取代?例如,書寫工具的數位化將我們與自然的接觸簡化到手指的固定、簡單的幾個動作,但卻給予與我們探索更多非屬於自然的可能性,而得以讓想像力因為數位化工具而得以更精緻、更多意想不到的方式來實現。其確實為我們帶來了更豐富的世界,但也將我們與自然的關係簡化為僅是手指的幾個動作。

再舉個例子,我們對植物的認識,過去需要到外面,透過觀察、觸摸等方式來認識植物,如今透過智慧型手機中的 APP(例如「形色」或 Google),只要對不知名的植物或花卉等拍攝照片,該程式就會將照片與其雲端上的資料庫進行比對,然後將結果回傳到手機螢幕上,然後使用者就會知道該植物的名稱及特性。在經驗研究中觀察到的是,使用者是在獲得回傳之資料後,再將該資料中對該植物特性的描述與眼前的植物進行比對,也就是透過回傳之資料來認識該植物的特性。

現在透過 APP 就可以顯示不知名植物的資訊。圖/Pexels

在此一過程中,原本一開始是需要透過感官進行仔細觀察、觸摸、尋找資料、比對等都被簡化為一連串數位化的動作,這些動作與所要認識的對象之性質無關,而我們卻越來越習慣於用這樣的方式來認識與接觸自然。當我們意識到時而想要回歸到更多的自然時,我們所需要付出的代價可能更高(一方面是因為我們已經習於技術為我們提供對自然的認識或進用),甚至是一件不太可能或相當困難的事。

Braidotti 認為後人類、後人類中心主義的觀點,乃是茁生於「展露自身於世界,且折疊世界於自身之中的實作」(Braidotti, 2013, p. 193)。對我來說,這就是將人類帶回自然。至於這個「將人類帶回自然」對人類自身而言是一種貶抑或者是提升,或許仍有待討論。若科技是為了征服自然而存在及發展,也就是致力於人與非人(人造物)、自然與技術之界限的消解,那麼這樣的一種後人類論述,或許更像是創造了不存在真正自然的對象物。前述之界線的消解包含兩種意涵。其一是解消而回歸自然,其二是解消但卻是回歸技術。

然而,對這兩種意涵的探究,是否也預設了人與非人這組區別是技術而非自然的產物?這或許也是值得思考的問題。關於後人類與後人類中心主義的提問便會包括,這組區別之解消,帶來的是偏向自然或偏向技術的世界或思維?

《脫稿玩家》中擁有自我意識的 NPC

在最近的一部電影《脫稿玩家(Free Guy)》(2021)中,劇情主要描述一個在數位虛擬世界中的 NPC(Non-Player Character,非玩家角色)在獲得自我意識之後所發生的各種情節。非玩家角色指的是,在角色扮演遊戲中,那些不是由玩家所控制的角色。非玩家角色通常是由電腦程式或人工智能演算法所控制,主要協助真人玩家進行遊戲或豐富遊戲的場景與互動內容。

在該電影中所設定的虛擬遊戲場景裡的 NPC—Guy—突然獲得了自我意識,因此也認識到他跟遊戲中的其他 NPC 角色有所不同。此外,該遊戲的真人玩家也在與 Guy互動的過程中,不僅有真實情感的投入,也引發了對於 Guy 是否應該被視為是「人」或者是「活著的」討論。這也直接挑戰了自然與非自然的界線,以及「什麼是『活著的(alive)』?」、「自然就等於是活著的嗎」等觀點。更進一步提問會是,在這個從自然到非自然的跨越,以及從非自然跨回自然之過程中,到底發生了哪些事?

結語

綜上所述,人類(社會)或許正經歷一個從「科技中介的自然(technologically-mediated nature, or artificial nature」到「科技的自然化(naturalization of technology)」之發展。在此過程中,關鍵的提問將會是,自然如何解消於科技之中,以及這樣的解消為物種帶來何種面對自身的方式及後果?無論是 Vallverdú 稱之的後認知或後奇點實體,還是 Braidotti 的後人類主體,這些都會是「身體主動吸引技術進入其中」的主體,技術不再是輔助身體之用,正常與不正常的身體,都期待技術帶來的好處——也將重塑正常/不正常的界線。

例如我們不只是無法抗拒智慧型手機,在某種意義上,我們歡迎智慧型手機對身體——姿勢、行為、心理與心智——的殖民。感官與知覺設備不再只是指單純的身體感官,也不是如麥克魯漢所言之的身體感官透過技術物而延伸的產物,而是技術物改變感官經驗甚至取代感官以提供資訊給心智(演算法)進行處理,最終帶來的或許正是一個科技就是自然的後認知時代。

參考資料:

  • 萬毓澤. (2018). 你不知道的馬克思. 新北市: 木馬文化.
  • Bostrom, N. (2014). Superintelligence: Paths, Dangers, Strategies. Oxford, UK: Oxford University Press.
  • Braidotti, R. (2013). The Posthuman. Cambridge, UK: Polity Press.
  • Braidotti, R., & Hlavajova, M. (Eds.). (2018). Posthuman Glossary. London and Oxford: Bloomsbury Academic.
  • Coyne, R. (2018). Network Nature: The Place of Nature in the Digital Age. London & New York: Bloomsbury Academic.
  • Franssen, M., Lokhorst, G.-J., & Poel, I. v. d. (2015). Philosophy of Technology. In E. N. Zalta, U. Nodelman, & C. Allen (Eds.), Stanford Encyclopedia of Philosophy (pp. 1-55). Stanford, CA: Stanford University.
  • Simmel, G. (2009[1908]). Sociology: Inquiries into the Construction of Social Forms (Volume 1) (A. J. Blasi, A. K. Jacobs, & M. Kanjirathinkal, Trans.). Leidon & Boston: Brill.
  • Vallverdú, J. (2017). The Emotional Nature of Post-Cognitive Singularities. In V. Callaghan, J. Miller, R. Yampolskiy, & S. Armstrong (Eds.), The Technological Singularity (pp. 193-208). Berlin, Heidelber: Springer.
再・創世 Cybernetic_96
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由策展人沈伯丞籌畫之藝術計畫《再・創世 Cybernetic》,嘗試從演化控制學的理論基礎上,探討仿生學、人工智慧、嵌合體與賽伯格以及環境控制學等新知識技術所構成的未來生命圖像。

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從石器時代走到 AI 時代,人類準備好面對「人工生命」了嗎?——《再.創世》專題
再・創世 Cybernetic_96
・2021/10/20 ・7713字 ・閱讀時間約 16 分鐘

  • 作者/黃貞祥 國立清華大學生命科學系助理教授

我們這個物種——智人(Homo sapiens)在大約四百萬年前和黑猩猩分了家後,就沒有好日子過了。

原本是花果山的森林,在非洲大陸逐漸乾旱後,許多地區就成了熱帶莽原(Tropical savanna),我們的祖先不僅沒了隨手可得的果子果腹,也沒了樹木的庇護,隨時面對毒蛇猛獸的偷襲,日子可謂悲涼[1]

博茨瓦纳, 布须曼人, 团体, 收集, 原始人, 传统, 返校节
在乾旱的非洲莽原上,過著原始生活的人們。圖/Pixabay

然而,我們的祖先站了起來,邁步向前。無論直立是為了遠眺猛獸的蹤跡,還是減少非洲無情烈日的曝曬,又或者其他原因,我們的老祖宗,騰出了雙手,經過殘酷的天擇和人亞族(Hominina)各人種的殘忍競爭,越來越懂得使用雙手製作各種各樣的工具。我們的語言本能也愈發進步,不僅能在視野未及之處和一同打獵的同伴互通訊息,也能對後生晚輩更有效率地下指導棋諄諄教誨,讓他們更快學會製作工具和求生知識。在一代又一代人作古往生後,後代子孫仍然能夠繁衍生息。探我們智人一路走來迄今的艱辛,希望不是像《駭客任務》(The Matrix)的「母體」(The Matrix)那樣,一直是在哄騙我們的。 

這上百萬年來,人屬(Homo)其他人種之間互相拼殺得你死我活,除了我們演化成智人的這一支,其餘的都灰飛煙滅了,只留下殘缺的遺骨,偶爾讓古人類學家興高采烈地吵架。僅有尼安德塔人和丹尼察瓦人還留下一些基因體片段在歐亞的人群當中[2]。如果你的祖先來自亞洲或歐洲,你的基因體中可能有 1-4% 來自尼安德塔人。我做過的遺傳檢測告訴我,我的 DNA 中有至少 324 個變異來自尼安德塔人,差不多是 2% 的 DNA。

在我的遠古祖先和尼安德塔人有著情慾流動前,直立人演化出了智人,然後再約二十萬年,我們的智人祖先散布全球。智人,是地表上最遍及所有大陸的單一生物物種,沒有之一。如果你能找到第二、第三個⋯⋯牠們都是搭上人類的便車、便船。地球上,除了深邃的海洋,幾乎沒有人類未曾到過的地方了。現在又有了 Google 地球,我們宅在家也能輕鬆從高空上探訪地表上任何地方。   

尼安德塔人復原模型。圖/Wikipedia

打開 Google 地球吧!瞧一瞧,有趣的是,地表上還有太多地方人煙罕至,我們似乎未曾染指。真是如此嗎?我們人類大方地燃燒化石燃料來取代奴工的勞力,在工業革命後,以史無前例的速度向大氣瘋狂噴灑二氧化碳,用古代陽光留下來的遺產,讓現在遠道而來的更多太陽輻射熱能,在地球大氣流連忘返。我們為了要有更高的生活品質,利用了氟利昂(Freon)作為製冷劑,但揮發到大氣中的氟利昂很不客氣地鯨吞蠶食臭氧層,即使我們已經懸崖勒馬,南極上空的臭氧層仍苟延殘喘。 

科技不僅僅是裝上了護國神山台積電的晶片的玩意兒,當我們人類用雙手改造自然時,就誕生了科技,儘管我們可能對古代的不屑一顧了。我們人類當然是自然的產物,是天擇讓我們有了想像力,能夠虛構出想像的共同體。歷史學家哈拉瑞(Yuval Noah Harari)指出,我們智人在七萬年前演化出這般認知能力後,就往神人的方向演化了,我們的天性就是熱愛科技改造一切吧?只是這個過程難以再稱作是自然的,因為我們人類已想像出了太多大自然不曾存在的事物,並且信以為真[3, 4]。 

大約一萬年前,無論是環境所逼也好,還是心甘情願也好,人類在肥沃月灣開啟了農耕文明,我們就越來越懂得利用工具,並且把一些動植物改造成適合提供人類食物、畜力、交通和娛樂等用途。文明,其實是個特例,在我們遍及全球的人類部落中,僅僅在歐亞大陸和美洲大陸誕生了個位數的古文明,連歷史更淵遠流長的非洲大陸,也僅僅在尼羅河流域誕生了迄今令人嘆為觀止的文明力量。賈德.戴蒙(Jared Diamond)提出破天荒的理論[5],讓我們見識到他非凡的洞見——原來文明誕生與否,決定於少數能夠被馴化的糧食作物和大型哺乳動物,例如大米、小米、大麥、小麥、燕麥、玉米,還有牛、羊、馬、豬、犬。另外,歐亞大陸主要是東西長、南北短,在幸運緯度中,擅長用貿易各取所需的文明,滋養著彼此[6]。人類的主要營養還是來自其中少數動植物呢!儘管我們以為現代科技所向披靡。 

公元前 1422 年,古埃及的農民、小麥和牛。圖/Wikipedia

我們藉著這些馴化的動植物大肆改造了自然,更過份的是還有跨越大洋的物種交換。歷史學者艾弗瑞.克羅斯比(Alfred W. Crosby)首先提出「哥倫布大交換」(Columbian Exchange)的概念,指出東半球與西半球之間,生物、農作物、人種(包括歐洲人與非洲黑人)、文化、傳染病、甚至思想觀念的突發性交流[7]。於是,我們餐桌上的馬鈴薯、番薯、番石榴、木瓜、辣椒、玉米、花生、鳳梨、樹薯、四季豆、南瓜、百香果、酪梨、釋迦、菸草、火龍果等等,就是這樣來的。「哥倫布大交換」帶來的其實也是一場生態災變,在物種、病菌、文化、人種的大混合中,逐漸形塑出我們此時此刻的現代世界[8]

克羅斯比還提出「生態帝國主義」(Ecological Imperialism)的概念,進一步指出歐洲人征服了紐西蘭、澳大利亞後,也改變了它們的自然景觀[9]。當歐洲人開墾了紐、澳,當地的許多生物很快隨之滅絕,連帶生態景觀也「歐洲化」了,現在紐、澳的景觀,已經和歐洲人抵達前大為不同。歐洲人帶來的一些哺乳動物肆虐當地,現在還不斷造成生態破壞。 具體來說,外來的兔子和家貓,在澳州、紐西蘭已經對本土的植物和鳥禽造成了很大的威脅。 

回到我們老祖宗的農田吧!為了追求方便的營養來源,人類居然看上了野草的穀穗。種子是植物演化來有效面對陸地生活的相對乾旱,以及氣候變化無常的機制,讓下一代的生命能夠在種皮的保護之下休養生息,得以延續,還提供了獨立生活前所需要的營養。我們人類不僅從靈長類祖先之前就懂得慷種子之慨[10],還懂得精挑細選,讓更肥美、更多產的野草種子在自己田裡大量繁衍,為它們把屎把尿地施肥、灌溉、除草,驅趕昆蟲、牛羊、鳥禽。擅長此道之人更快速積累財富,剩餘的穀物種子則成為通往權力的貨幣。

我們的老祖宗善用穀物和農耕技術延續生命、積累財富。圖/Pexels

然而,這一切禍福難料。人類從狩獵採集的生活方式進入農耕社會,營養反而因為食物種類變少而更加不良,為了權力而神道設教、為了更多土地四處征戰[11]。密集的人群和牲畜又互通病菌、病毒,我們不必讀歷史教科書,就能活生生地見證,在擁擠的城市中,傳染病擴散得有多厲害,儘管病原體大多來自野生動物。像是 COVID-19 這樣的傳染病,早已困擾我們上萬年,人類的文明史,某程度上就是和瘟疫軍備競賽的歷史,畢竟在田野中,病原體一般只是消滅少數營養不良或嚴重受傷的個體,可是瘟疫成了文明的常態,這是不可避免的代價[12]。我們只有在大部分活下來的人們都有了抵抗力,就是傳說中的群體免疫力時,哀鴻遍野的人間煉獄才會中止,一直到我們懂得免疫力的箇中道理,疫苗才成了救星。

很多人可能以為生活在鄉村田野是更加愛地球的表現,可是美國哈佛大學經濟學家愛德華.格雷瑟(Edward Glaeser)卻提出,從經濟學及歷史發展的角度來看,都市化是更環保和公義的文明發展方式,因為城市生活比鄉村生活更高效[13]。不僅很多智人要適應城市生活,就連許多動植物也要。你可以找到許多案例後,自己在城市裡當個博物學家來好好觀察[14]。有些蚊蟲甚至可能在城市裡演化出新種呢!還有鳥禽利用智人飽食,例如仙台的烏鴉已經學會利用往來的車輛碾碎堅果,英國的山雀則會打開牛奶瓶蓋偷吃奶油。

在農業上,我們改造動植物的力量極為強大,甚至也把我們自己給改造了。我們和我們老祖宗馴化的動植物共同演化,彼此適應。我們人類一些族群的基因體演化出更多澱粉酶基因備份數,讓我們能夠食用飽含大量澱粉的禾本科植物種子,而不至於消化不良,全都遺留給腸道中的菌群。這樣的突變甚至也發生在成天與人為伍的家犬基因體中;另外一些族群,對他們來說,能否在成年消化乳製品,是生死攸關的。一個基因突變讓一些人在成年後仍然能夠消化乳糖,這樣的基因突變至少獨立發生了兩次:一次在北歐,另一次在東非[15]

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人類歷史上至少發生了兩次基因突變,讓一些人在成年後仍能消化乳糖。圖/Pixabay

一萬年的時光對動物來說還是太短暫了。我們的身體很多部分都未能適應文明的生活,我們發生了不少演化失調,原本智人演化上的缺陷都已經讓我們很不好受了[16],我們在文明生活中,還要面對天性使得我們好吃懶作而導致的一系列文明病,諸如肥胖、失眠、青春痘、蛀牙、近視、氣喘、糖尿病等等[17]。我們過度進食精緻食物,減少了腸道微生物的生物多樣性,還用抗生素把上萬年和我們共演化的細菌一併殺掉,一直到近年才發現它們其實無可取代[18-23]。我們自以為是萬物之靈,事實上,我們的喜怒哀樂和行為,甚至道德觀及政治傾向,或多或少還受到細菌、病毒、寄生蟲的影響呢[24, 25]

然而,如果讓我們選擇,難道我們想要回到過去有一餐沒一餐,看似很自然但遠離科技的生活嗎?我們也可能是生活在一個人類史上異常富足的年代[26, 27]。舉個大家都該熟悉的例子——非常現實且殘酷的:要不是我們現在剛好是生活在醫學昌明的年代,否則新型冠狀病毒迄今感染的人數和病死人數,很有可能要再加上至少一個零,畢竟這是一個不依靠聚合酶連鎖反應(Polymerase chain reaction,PCR)就難以正確診斷的呼吸道疾病。

除非我們能夠改造我們的身體,否則要避免文明生活對健康帶來的惡果,只有乖乖學著過得養生一些。除非你相信物理學家加來道雄(Michio Kaku)預測的,我們未來可以用全基因體資訊量身訂做適合自己體質的藥物,利用幹細胞加上 3D 列表機印出完整的人體器官,或是發明出隨時監控癌細胞的晶片[28]。現在,我們把智慧型裝置用手錶、衣著的方式穿戴在身上。先姑且不論爭議性較大的基因改造,我們搞不好會越來越習慣把帶著各種晶片的小裝置,用微創手術植入身體各種器官裡頭,然後用智慧手機 APP 監控資料。

越來越多人配戴智慧型手錶,並且以智慧手機 APP 監控資料。圖/Pexels

我們智人的祖先,因為氣候變化,從花果山被逐出到非洲熱帶莽原後,演化出許多人亞族(Hominina)的人類。或許剛開始,我們面對不同人種之間的競爭、毒蛇猛獸的威脅,以及有一餐沒一餐的溫飽問題時,比拼的是體能、體格等生理解剖特徵和性狀的遺傳基因之優劣,可是漸漸地,能夠勝出的,不再是肌肉的粗壯,而是能否好好學會父輩傳承的生存之道,懂得適時適地用腦中記憶的知識趨吉避兇,以及用創意改良部落慣用的工具,來刀耕火耨、厲兵秣馬、大興土木。

從此之後,分散在世界各地的人類產生了文明,在科技上就步向了殊途同歸的道路。在生物學上,趨同演化的存在意味著,在相似的生態環境下面臨到的相同問題,在生物學上的解決方案大同小異。在科技上,凱文.凱利(Kevin Kelly)也觀察到科技也有類似的現象[29],可是科技更奇妙的是,懂得越多的舊知識,會促進越多的新知識產生;思想的交流會產生更多精進的思想。並且,當我們越清楚事物運作的規律和原理,就越能夠突發奇想,於是科技日新月異的速度也越來越迅速、迅猛。

過去幾百年可能才會有一個重要的發明,幾十年才會有一丁點的改進。沒辦法,畢竟大多數人都因循守舊、懶惰思考,而且演化出的大腦必須節省寶貴的資源[30]。然而,從科學革命到工業革命之後,智人學會掌控的科學與技術的知識,不僅越來越多,重要的是,我們掌握了源源不斷產生新知識的高效方法,也就是科學的方法[31]。千年來,人類的好奇心和求知慾,能把我們帶到哪裡去探索詩和遠方?

人類可能有上萬年的時間,而科技的高下,大多是對能源效率的掌握,或者是機械式地提高效率,以及兩者的組合。從愛迪生和特斯拉的電流大戰後,人類又有了一個方便的能源貨幣,差不多是從以物易物到了貨幣交易這般大躍進吧?然而,在科技史中一一登場的天才和怪傑,讓我們從機械進化到真空管後,再進化到以矽晶元為計算處理器的時代,從此不必受限於機械化固定的設計,可以把各種計算工作用程式來讓晶片運算,速度遠快過人腦太多。拜摩爾定律(Moore’s Law)所賜,無論你是用手機,還是桌機、筆電來讀這篇文章,它們的運算能力都比人類登月計畫時的電腦還強大太多了[32]。 

戴爾(Dell)電腦的主機板和中央處理器。圖/Pexels

我們人類創造出來的科技,甚至有可能有了它們自身的生命。我們人類從發明了有效記載資訊和知識的方法後,寫在紙上或轉換成位元儲存在記憶體中的知識,在千百年來,似乎就是要為一個終極目的服務,那就是設計出取代我們在非洲莽原上彌補自己弱小身軀的所有智力活動。製造出一個和我們的大腦相媲美的通用人工智慧,似乎就是我們人類智慧的最終極目標和目的了。那樣的人工智慧,很有可能就是人類最後一個發明,因為這樣的人工智慧,甚至有比人腦更高效的創意和執行力,來發明出任何人類無法想像的科技,是會自尋出路的新形式生命[33]。至此,我們人類在地表上演化的使命,是否就此圓滿了呢?

若我們將所追求的永恆生命交給人工智慧,是否就是我們人類退場的時刻?我們還願意為如此短暫的生命遭受生、老、病、死、愛別離、怨憎會、求不得、五蘊熾盛的人生之苦的意義是什麼?莫非這就是一切如夢幻泡影的時候?我們來得及瞭解和掌控終將創造出來的科技終極產物——人工生命嗎?

引用文獻:

1. 威廉.歐文(William B. Irvine)。《我們為何存在,又該如何定義自己?從人類起源到生命樹,重新定義你在宇宙中的多重身分》(You: A Natural History)。時報出版。

2. 帕波(Svante Pääbo)。《尋找失落的基因組:尼安德塔人與人類演化史的重建》(Neanderthal Man : In Search of Lost Genomes)。八旗文化。

3. 哈拉瑞(Yuval Noah Harari)。《人類大歷史:從野獸到扮演上帝》(Sapiens: A Brief History of Humankind)。天下文化。

4. 哈拉瑞(Yuval Noah Harari)。《人類大命運:從智人到神人》(Homo Deus: The Brief History of Tomorrow)。天下文化。

5. 賈德.戴蒙(Jared Diamond)。《槍炮、病菌與鋼鐵:人類社會的命運》(Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies)。時報出版。

6. 傑佛瑞.薩克斯(Jeffrey D. Sachs)。《全球化的過去與未來:從舊石器時代到數位時代,地理、技術與制度如何改寫人類萬年的歷史 》(The Ages of Globalization: Geography, Technology, and Institutions)。大塊文化。

7. 克羅斯比(Alfred W. Crosby)。《哥倫布大交換:1492 年以後的生物影響和文化衝擊》(The Columbian Exchange: Biological and Cultural Consequences of 1492)。貓頭鷹。

8.  查爾斯.曼恩(Charles C. Mann)。《1493:物種大交換丈量的世界史》(1493: Uncovering the New World Columbus Created)。衛城出版。

9. Alfred W. Crosby (1986). Ecological Imperialism: The Biological Expansion of Europe, 900-1900. Cambridge University Press.

10. 索爾.漢森(Thor Hanson)。《種子的勝利:穀類、堅果、果仁、豆類、核籽如何征服植物王國,形塑人類歷史》(The Triumph of Seeds: How Grains, Nuts, Kernels, Pulses, and Pips Conquered the Plant Kingdom and Shaped Human History)。商周出版。

11. 史賓賽・韋爾斯(Spencer Wells)。《潘朵拉的種子:人類文明進步的代價》(Pandora’s Seed)。天下文化。

12. 麥克尼爾(William H. McNeill)。《瘟疫與人:傳染病對人類歷史的衝擊》(Plagues and Peoples)。天下文化。

13. 愛德華.格雷瑟(Edward Glaeser)。《城市的勝利:都市如何推動國家經濟,讓生活更富足、快樂、環保?(最爭議的 22 世紀都市規畫經典)》(Triumph of the City: How Our Greatest Invention Makes Us Richer, Smarter, Greener, Healthier, and Happier)。時報出版。

14. 曼諾.許特惠森(Menno Schilthuizen)。《達爾文進城來了:新物種誕生!都市叢林如何驅動演化?》(Darwin Comes to Town: How the Urban Jungle Drives Evolution)。臉譜。

15. 李相僖(Lee Sang-Hee)、尹信榮(Yoon Shin-Young)。《人類的起源:最受美國大學生歡迎的 23 堂人類學課,關於你是誰、你從哪裡來又該往哪裡去》(Close Encounters With Humankind: A Paleoanthropologist Investigates Our Evolving Species)。三采文化。

16. 納森.蘭特 (Nathan H. Lents)。《人類這個不良品:從沒用的骨頭到脆弱的基因》(Human Errors:A Panorama of Our Glitches, from Pointless Bones to Broken Genes)。天下文化。

17. 丹尼爾.李伯曼(Daniel E. Lieberman)。《從叢林到文明,人類身體的演化和疾病的產生》(The Story of the Human Body: Evolution, Health and Disease)。商周出版。

18. 羅伯.唐恩(Rob Dunn)。《我們的身體,想念野蠻的自然:人體的原始記憶與演化》(The Wild Life of Our Bodies: Predators, Parasites, and Partners that Shape What We are Today)。商周出版。

19. 艾蘭納.柯琳(Alanna Collen)。《我們只有 10% 是人類:認識主宰你健康與快樂的 90% 細菌》(10% Human: How Your Body’s Microbes Hold the Key to Health and Happiness)。三采文化。

20. 哈諾.夏里休斯(Hanno Charisius)、里夏爾德.費里柏(Richard Friebe)。《細菌:我們的生命共同體》(Bund fürs Leben – Warum Bakterien unsere Freunde sind)。商周出版。

21. 羅布.奈特(Rob Knight)、布蘭登‧波瑞爾(Brendan Buhler)。《微生物的巨大衝擊(TED Books 系列)》(Follow Your Gut:The Enormous Impact of Tiny Microbes)。天下雜誌。

22. 馬丁・布雷瑟(Martin J. Blaser)。《不該被殺掉的微生物:濫用抗生素如何加速現代瘟疫的蔓延》(Missing Microbes: How the Overuse of Antibiotics Is Fueling Our Modern Plagues)。八旗文化。

23. 艾德.楊(Ed Yong)。《我擁群像:栽進體內的微米宇宙,看生物如何與看不見的微生物互相算計、威脅、合作、保護,塑造大自然的全貌》(I Contain Multitudes: The Microbes Within Us and a Grander View of Life)。臉譜。

24.  凱瑟琳.麥考利夫(Kathleen McAuliffe)。《寄生大腦:病毒、細菌、寄生蟲 如何影響人類行為與社會》(This Is Your Brain on Parasites: How Tiny Creatures Manipulate Our Behavior and Shape Society)。木馬文化。

25.  比爾.蘇利文(Bill Sullivan)。《我,為什麼會這樣?:喜歡這些,討厭那些,從生物學、腦科學與心理學解釋我們的喜好、情緒、行為與想法,重啟一趟人類的認識之旅》(Pleased to Meet Me: Genes, Germs, and the Curious Forces that Make Us Who We Are)。臉譜。

26. 麥特.瑞德里(Matt Ridley)。《世界,沒你想的那麼糟:達爾文也喊 Yes 的樂觀演化》(The Rational Optimist:How Prosperity Evolves)。聯經出版。

27. 彼得.戴曼迪斯(Peter H. Diamandis)。《富足:解決人類生存難題的重大科技創新》(Abundance: The Future is Better Than You Think)。商周出版。

28. 加來道雄(Michio Kaku)。《2200 科技大未來:從現在到 2200 年,科技將如何改變我們的生活》(Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2200)。時報出版。

29. 凱文.凱利(Kevin Kelly)。《科技想要什麼》(What Technology Wants)。貓頭鷹。

30. 傑克.路易斯(Jack Lewis)。《墮落的人腦:從神經科學解讀傲慢、貪吃、好色、懶惰、貪心、嫉妒與暴怒,探究我們難免使壞,犯下小奸小惡背後的科學》(The Science of Sin: Why We Do the Things We Know We Shouldn’t?)。臉譜。

31. 雷納.曼羅迪諾(Leonard Mlodinow)。《科學大歷史:人類從走出叢林到探索宇宙, 從學會問「為什麼」到破解自然定律的心智大躍進》(The Upright Thinkers: The Human Journey from Living in Trees to Understanding the Cosmos)。漫遊者文化。

32. 華特.艾薩克森(Walter Isaacson)。《創新者們:掀起數位革命的天才、怪傑和駭客》(THE INNOVATORS: How a Group of Hackers, Geniuses, and Geeks Created the Digital Revolution)。天下文化。

33. 鐵馬克(Max Tegmark)。《Life 3.0:人工智慧時代,人類的蛻變與重生》(Life 3.0: Being Human in the Age of Artificial Intelligence)。天下文化。

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再・創世 Cybernetic_96
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由策展人沈伯丞籌畫之藝術計畫《再・創世 Cybernetic》,嘗試從演化控制學的理論基礎上,探討仿生學、人工智慧、嵌合體與賽伯格以及環境控制學等新知識技術所構成的未來生命圖像。

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東亞與西方大不同:古代人「已知用陶器」未必是新石器時代的特徵
科技大觀園_96
・2021/09/09 ・4331字 ・閱讀時間約 9 分鐘

人類漫長的演化史上,更新世(Pleistocene)末期到全新世(Holocene)初期發生翻天覆地的變化。在此之前,人類仰賴狩獵、採集的方式生產,不在同一個地方長久居住。距今 11,700 年前的全新世開始以後,採行農耕、畜牧生產,定居一地的生活方式,在世界各地漸漸普及。東亞這塊地方的人們,從狩獵、採集到農耕的過渡,是高德(David J. Cohen)關注的問題。

高德是臺灣大學人類學系助理教授。他就讀哈佛大學博士班時,師從張光直,主要在中國的河南省進行殷商考古,成為獨當一面的考古學家。拿到博士學位後,他加入哈佛大學另一位大師 Ofer Bar-Yosef 的團隊,2005 年起投入目前的領域,探索華南稻作起源,發掘湖南省的玉蟾岩遺址。

高德參與 2005 年玉蟾岩遺址的發掘。由左至右為 Paul Goldberg、Mary Prendergast 與高德。圖/高德提供

東亞與西方有別:陶器先出現,卻尚未進入新石器時代

對於舊石器到新石器時代的過渡,過去考古研究的目光大部分放在西南亞與歐洲。簡單說,西南亞地區的人在舊石器時代以採集、狩獵維生;接著長期定居,開始農耕、畜牧以後,也踏入新石器時代;等到使用陶器,完全轉型為新石器時代之際,已經是初次定居的數千年後。他們接著又帶著全副家當移民歐洲,令歐洲邁入新石器時代。因此考古學界曾經將出現陶器,視為一地轉型為新石器時代的特徵。

然而近來可以肯定,東亞的狀況有所不同。舉例來說,江西省仙人洞遺址出土距今 2 萬年的陶器,是世界最早的紀錄。高德 2009 年參與的發掘和定年結果指出,那時仙人洞的居民仍然仰賴採集、狩獵,不長期定居一處,也沒有農業的跡象;表示當地開始使用陶器的時候,並沒有進入新石器時代。

原本學者認為,仙人洞遺址既然出土陶器,又有早期的稻,應該算是初期的新石器時代;但是高德參與的研究證實,陶器出現的年代明顯比耕種稻米更早。類似狀況在東北亞、東亞多處遺址被屢次發現,可見東亞的演變過程和西方有別。

主題既然是「東亞」從更新世到全新世的過渡,高德的視角不侷限於少數遺址,而採取跨區域、長時間的比較,所以他的研究地點遍及各地,探討不同環境下的轉型與適應,像是華北山西省的柿子灘,華南的玉蟾岩、仙人洞、湖南省的衫龍崗(屬於彭頭山文化,新石器時代早期),以及東南亞外海巴拉望島的 Ille Cave 遺址。

高德參與主要研究的考古遺址地點。圖/何庭劭繪,背景地圖取自 Snazzy Maps

跨領域考古研究,全方位認識古代人類行為

儘管視野廣泛,高德對單一遺址的探索依然深入。如今考古學可謂跨領域的學科,盼望從各方面認識古代人類的生活。研究團隊由仙人洞遺址採集約 50 個不同地層的樣本定年,不但得知最早的陶器在 2 萬年前出現,還能判斷某些長達數千年的時段,其實沒有人類活動。

問題在於,年代是一回事,又怎麼知道某些時候有人活動?最直接的證據當然是人類遺骸,但是高德參與研究的舊石器時代遺址,由於年代久遠、保存條件欠佳等因素,幾乎沒有人骨出土。所幸若是找到人造物,如石器、陶器等等,也能間接證實人類曾經存在。

不過仙人洞和玉蟾岩這般這般地層完整的遺址,就算缺乏人骨與人造物也不要緊(雖然它們的人造物數量也算不少)。凡住過必留下痕跡,當今人類活動明顯改變自然環境的原貌,古時候也是如此。

高德(右)與 Paul Goldberg(左)在仙人洞遺址合影,攝於 2009 年。圖/高德提供

人類居住過的地點會留下某些跡象,擅長微形態學(micromorphology)的考古學家,藉由分析遺址沉積物的組成,搭配其他資訊,有能力分析當時是否曾經有人居住、居民吃什麼食物、從事哪些活動等問題。如玉蟾岩遺址的某地層存在紅色黏土,黏土不會自然出現在洞穴內,所以應該是人類帶進來的,或許是生火留下的痕跡。

綜合跨領域的證據,才能回應高德關心問題的宗旨:不滿足於尋找、分類物質,更重要的是認識「人類行為」——了解某個時空之下的古人做什麼、怎麼做、為什麼那樣做。

東亞北方的細石葉,冰河時期先進科技

華北的柿子灘則是另一種光景。柿子灘靠近黃河,遺址群占地廣大,許多不同年代的大小遺址散佈各處,適於探討同一地點在不同年代的演變。

更新世末期,距今 27,000 年前,全球邁入非常寒冷又乾燥的末次冰盛期(Last Glacial Maximum),許多地方變得不宜人居,一直延續到 2 萬年前結束。隨後氣候漸漸回暖,直到距今 12,900 年前又經歷千餘年的新仙女木期(Younger Dryas)。在這一段冰河時期過後,地質年代進入溫暖宜人的全新世,世界多處地方獨立轉型為新石器時代,如中東的肥沃月灣,東亞的黃河與長江流域。

位於山西省黃土高原,柿子灘 29 號遺址附近的景觀。圖/宋艷花攝

這一段過渡期間,西伯利亞、華北、東北亞、日本,延續到北美洲的廣大地理範圍,都流行一類叫作細石葉(microblade)的新科技。細石葉寬度一般不到 1 公分,如刮鬍刀般相當鋒利,常與骨器等其他材質的工具搭配使用,功能多變。

製作細石葉並不容易,事先需要周密計劃,製作時經過精緻加工,通常必需加熱才能完成。這也意謂師傅要懂得溝通,才能教會新手生產細石葉。小小的細石葉見證思考、規劃和語言溝通的能力,是東亞古人展現行為現代性(behavioral modernity)的證據。

柿子灘遺址的細石葉繪圖。圖/取自參考資料 6,高德提供

柿子灘出土距今 26,000 年的細石葉,是已知年代最早的紀錄之一。柿子灘有些細石葉的原料並非本地生產,可以追溯到黃河更上游處,表示當時的人已經懂得長距離交易。細石葉技術誕生的年代,應該處於末次冰盛期之初。當時北方天寒地凍而難以生存,促使人群南遷,和細石葉的發展與擴散息息相關。

細石葉相關科技、處理植物的磨棒與磨盤(grinding stone),以及縫製衣服的骨針,都被視為冰河時期對寒冷的適應。另外,用貝殼等非本地材料製作的藝術品,反映的象徵行為,暗示當時衍生出新的社會組織,各地人群必需加強聯絡感情,才能在嚴寒中生存下去。

柿子灘地區最晚的遺址,至少延續到 8,500 年前,已經是新仙女木期結束後的數千年。當時黃河周圍,已經有些人在河流平原上邁入新石器時代,展開初步的農耕;但是黃土高原上柿子灘的居民,依然維持舊石器時代延續下來,採集、狩獵的生產方式。

柿子灘人最後與遷移到附近的農夫集團有了接觸,可惜後來的事不得而知。他們是與農夫新移民融合,或是被取代了?這些是考古學家研究過渡期希望回答的問題。

東亞南方用竹子取代石器?有待證實的竹子假說

東亞南方、東南亞一帶(包括臺灣的長濱文化),一直到新仙女木期結束後,距今 9,000 年前左右,仍然持續使用以鵝卵石等材料製作的砍砸器(chopper)。相較於東亞北方的細石葉,砍砸器比較簡陋,意謂南部人技術比較落後嗎?未必如此。古老傳承的技術,也可能用於全新的目的。

玉蟾岩遺址出土的砍砸器。圖/高德提供

華南地區氣候比較溫暖,到處都是竹林。有考古學家提出「竹子假說」(bamboo hypothesis),大意是只要有粗陋的石器,就能把竹子加工為各式各樣的工具,而且鋒利度不輸石器。但是竹子難以保存,所以後世只剩下簡陋的石器。

高德參與的研究團隊實際測試,發現只靠砍砸器和石片確實足以加工竹子;但是技術上可行,不等於古人實際這樣做過。要證明竹子假說,仍需更多證據。

研究團隊測試是否能用砍砸器和石片加工竹子。圖/高德提供

有趣的是,華北儘管擁有進步的石器,陶器出現的年代卻可能是東亞最晚。華南如前所述,早在 2 萬年前率先出現陶器;接著距今 15,000 年前之際,東北亞和日本的繩文文化也都已經擁有陶器;華北與中國的東北地區,則要等到距今 11,000 到 13,000 年前才出現陶器。

這些議題反映出,東亞南方、北方各地的居民,採取不同的適應策略。

向更南方、更近期探索

華南、東南亞、臺灣在舊石器時代流行的石器,皆以砍砸器系列為主,而且海外島嶼也不例外。東亞大陸之外,高德近年也將研究範圍向南延伸,關注菲律賓的巴拉望島。

冰河時期海平面較低的時候,臺灣與東亞大陸相連,巴拉望或許也是如此。不過距今 11,000 年前,人類開始使用巴拉望北部的 Ille Cave 遺址時,當地已經長期屬於海島。除了比較大陸與島嶼的雷同和相異外,高德特別好奇此處洞穴的使用方式,初步看來主要是儀式性的用途,和中國遺址風格不同。

巴拉望北部的 Ille Cave 遺址,攝於 2019 年。圖/高德提供

除了更新世到全新世過渡期的主軸,高德有時也受邀參加別人的計劃。這方面最出名的研究,莫過於在青海省的喇家遺址,發現距今約 4,000 年前,黃河上游一場大洪水的證據。這場近一萬年內規模最大的洪水,曾經刺激東亞首度形成國家,催生出「夏」嗎?「大禹治水」傳說中,蘊含多少歷史上的真實? 

從計畫、執行,到做出結果,人類的行為複雜多變,不只受到客觀的環境背景影響,也取決於主觀的選擇。多重因素綜合之下,令不同時空的人們衍生出多元的文化。冀望以地層中有限的線索,重現古代人的一舉一動,是考古學家的艱困挑戰,也是高德的追求。

高德(David J. Cohen)。圖/劉馨香攝

參考資料

  1. Boaretto, E., Wu, X., Yuan, J., Bar-Yosef, O., Chu, V., Pan, Y., … & Gu, H. (2009). Radiocarbon dating of charcoal and bone collagen associated with early pottery at Yuchanyan Cave, Hunan Province, China. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(24), 9595-9600.
  2. Wu, X., Zhang, C., Goldberg, P., Cohen, D., Pan, Y., Arpin, T., & Bar-Yosef, O. (2012). Early pottery at 20,000 years ago in Xianrendong Cave, China. Science, 336(6089), 1696-1700.
  3. Patania, I., Goldberg, P., Cohen, D. J., Wu, X., Zhang, C., & Bar-Yosef, O. (2019). Micromorphological analysis of the deposits at the early pottery Xianrendong cave site, China: formation processes and site use in the Late Pleistocene. Archaeological and Anthropological Sciences, 11(8), 4229-4249.
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科技大觀園_96
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