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《惡靈古堡》的喪屍病原體

陸子鈞
・2012/09/08 ・3071字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

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那些年,一直追我的喪屍

*本文不由保護傘公司(Umbrella Corp.)贊助。

1998年5月,因為保護傘公司(Umbrella Corp.,原譯:安布雷拉)疑似發生勞資糾紛(?),研究員史賓斯(Spence)在位於阿克雷山區的研究所中竊取 T 病毒和解藥後,摔破一支裝有 T 病毒的容器,T 病毒經由空調系統散佈使感染病毒的員工都成了喪屍(zombie)。同年9月,因為研究所廢棄物堆積超過處理量上限,使某些未經處理的廢棄物外洩,T病毒經由老鼠傳播流出,鄰近阿克雷山區的拉昆市(Raccoon City)開始出現「吃人病」的報導。此時拉昆市的飲用水也遭病毒污染,導致T病毒散布到整個拉昆市。

於是真實身分是蜜拉·喬娃薇琪(Milla Jovovich) 的艾莉絲(Alice,又名Janus Prospero),在往後數年間展開了拍片撈錢拯救世界的旅程。

離開了電影或電玩,在我們所處的這平行空間中,可能出現喪屍病原體(pathogen)嗎?

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喪屍的病原體為何?

在拉昆市大爆發的喪屍(或稱「活死人」,undead)有幾個特徵:染病者行動遲緩、只有基本行為能力、沒有意識、以活人為食。《喪屍解剖學》(The Zombie Autopsies)的作者,哈佛大學精神疾病助理教授斯克茲曼(Steven C. Schlozman)在PopScience的採訪中提到,受感染的人類,其腦部負責「判斷」、「計畫」的額葉(frontal lobe)應該不再具有功能;再者,由喪屍行動遲緩看來,協調身體動作的小腦(cerebellum)應該也無法發揮完整功能;不會因為痛而退縮似乎顯示負責痛覺的腦區也失去作用。也因為如此,遇到喪屍很容易逃跑。攻擊身體其他部位無法擊退喪屍,但用棍棒重擊喪屍頭部,就能將它擊倒。

此外,病原體能透過空氣傳播(空調系統)、水傳播(拉昆市飲用水)、體液經由傷口或粘膜接觸傳播(喪屍啃咬)、透過病媒傳播(老鼠),也就是具傳染性。那麼,已知的病原體種類中最有可能是什麼呢?

目前醫學上有記錄人類的傳染病病原體種類包括:

  • 病毒-感冒病毒、愛滋病毒…等
  • 細菌-結核桿菌、梅毒螺旋體、炭疽桿菌…等
  • 真菌-隱球菌、念珠球菌…等
  • 蛋白質-普里昂蛋白(Prion)
  • 原生生物-錐蟲、陰道滴蟲…等
  • 多細胞動物-蛔蟲、絲蟲、吸蟲…等

每種病原體的傳染途徑和對人體的損害部位都不盡相同。斯克茲曼認為,已知具感染性,又能破壞人類腦部功能的病原體,似乎普里昂蛋白最有可能是喪屍的病原體;正好普里昂蛋白又能藉由「食人」行為傳播,更符合喪屍的傳染模式。

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喪屍病原體會是普里昂蛋白嗎?

普里昂蛋白原來是一種主要出現在神經細胞細胞膜上的蛋白質PrP,功能不明。變性成PrPSC後的普里昂蛋白,會誘發其他正常的PrPC也變性成PrPSC。科學家對於誘發變性的過程仍不了解,不過確定的是,普里昂蛋白會引起海綿狀腦病,使染病個體的大腦功能喪失(在人類身上會伴隨「頭痛」的症狀,也蠻符合喪屍電影中角色染病就抱頭表現極度痛苦的樣子)、行為失調,並且無法根治(最近似乎有突破,請參考連結,感染者只有死路一條,就和那些喪屍一樣。

普里昂蛋白非常頑強,能抵抗高熱、紫外線、甲醛,國際研究團隊在1991年甚至發現連蛋白酶也無法將它清除。唯有銷燬或封鎖感染的個體,才能避免疫情擴大,這也是喪屍肆虐的拉昆市後來面臨的命運。

普里昂蛋白具高度感染性,遭感染的腦脊髓液或血液注射入健康的動物體內也會引發感染(還蠻符合喪屍電影中很常出現拿著「帶有病原」的針筒往身上猛戳的劇情),甚至可能會透過手術用具交叉感染。

裝有T病毒的注射針筒

除了注射,普里昂蛋白較常透過「互吃」(食用同種的其他個體行為,cannibalism)-也就是像喪屍的啃咬傳染,最著名的例子就是庫魯病(Kuru)。庫魯病在1950年代的巴布亞紐幾內亞(Papua New Guinea)被發現,研究後發現和當地的Fore族部落會吃掉親屬遺體的習俗有關,食用庫魯病患者遺體(特別是腦部)的親屬,會感染庫魯病。

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此外,得克薩斯大學醫學分校(University of Texas Medical Branch)的研究團隊,於2008年發表一則研究在《Cell》的研究報告,指出普里昂蛋白能跨物種傳播。如果普里昂蛋白就是喪屍病原體,跨物種傳播的特性也許能解釋拉昆市出現的喪屍化的狼犬、烏鴉、蛇……等動物

雖然普里昂蛋白的傳播途徑和引發的症狀類似喪屍,但和喪屍電影設定不同的是,普里昂蛋白是由「健康者」吃了「感染者」才會感染,而非「感染者」攻擊「健康者」。如果要由感染者攻擊健康者,或許狂犬病的特徵會比較相近。

喪屍病原體會是狂犬病病毒嗎?

除了普里昂蛋白,另一個也是藉由接觸傷口傳染、染病後喪失理智、無法根治的喪屍病原體大概就是狂犬病病毒了。

狂犬病是一種很早就被知道的人畜共通傳染病,被感染之後的個體會出現狂躁畏光、恐風、恐水的異常行為,這也許就是喪屍或吸血鬼傳說最一開始的雛形。目前知道狂犬病能跨物種感染哺乳類,包括人、犬、貓、雪貂、浣熊、臭鼬、狐狸、狼、熊、蝙蝠和馬(這些動物如果喪屍化又出現在電影中好像一點也不奇怪)

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除了透過傷口、注射體液傳染,如果密閉空間(像是洞穴)中染病蝙蝠數量眾多,也可能因為吸入懸浮在空氣中帶有狂犬病病毒的唾液、尿液或糞便微粒而感染。這一傳染途徑也符合「阿克雷山脈事件」,透過實驗室空調系統散佈喪屍病毒的情節。

合成的喪屍病原體?

在《惡靈古堡》(BIOHAZARD)的設定中,使健康人類變成喪屍的病原體,是原先計畫開發作為生化兵器的T病毒,為一種非自然、人工合成的病原體。雖然「T病毒」的「T」是「暴君」(Tyrant)的字首,但實際上,「T」比較有可能是「運送」(Transportation)的意思。

是否有可能合成一種病毒,能使普里昂蛋白更快速侵入感染者大腦的額葉?

關於這問題,麻州總醫院(Massachusetts General Hospital)的器官移植傳染科主任費雪曼(Jay Fishman)認為,引起腦炎的西尼羅河病毒的確可以在感染後快速侵入人類腦部,不過要讓病毒帶著普里昂蛋白進入人體,似乎不太可能。同時,如何讓普里昂蛋白破壞感染者腦部到一定程度後就停止作用,避免完全「害死」宿主也是個問題。

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和其他電影、電玩一樣,作品中的世界或多或少和現實的這個平行世界重疊。普里昂蛋白蛋白也好,狂犬病病毒也好,甚至真的有喪屍病原體存在?也許哪天醒來發現整個城市只剩你一個,喪屍惡夢成真,又或許染病成為喪屍的受難者才是陷入無底的惡夢中沒有醒來……。

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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快速通道與無盡地界:科幻作品裡的黑洞——《超次元.聖戰.多重宇宙》
2046出版
・2024/02/08 ・4430字 ・閱讀時間約 9 分鐘

星際捷徑

一個無底深淵怎能成為星際飛行的捷徑呢?原來按照愛因斯坦的理論,黑洞是一個時空曲率趨於無限大——也就是說,時空本身已「閉合」起來的區域。但往後的計算顯示,若收縮的星體質量足夠大的話,時空在閉合到某一程度之後,會有重新開敞的可能,而被吸入的物體,將可以重現於宇宙之中。只是,這個「宇宙」已不再是我們原先出發的宇宙,而是另一個宇宙、另一個時空(姑毋論這是甚麼意思)。按照這一推論,黑洞的存在,可能形成一條時空的甬道(稱為「愛因斯坦-羅森橋接」),將兩個本來互不相干的宇宙連接起來。

這種匪夷所思的推論固然可以成為極佳的科幻素材,但對於克服在我們這個宇宙中的星際距離,則似乎幫助不大。然而,一些科學家指出,愛因斯坦所謂的另一個宇宙,很可能只是這一宇宙之內的別的區域。如果是的話,太空船便可由太空的某處飛進一個黑洞之內,然後在遠處的一個「白洞」(white hole)那兒走出來,其間無須經歷遙遠的星際距離。把黑洞和白洞連結起來的時空甬道,人們形象地稱之為「蛆洞」、「蛀洞」或「蟲洞」(wormhole)。

科幻作品裡常以穿越蟲洞作為星際旅行的快速通道。圖/envato

「蛆洞」是否標誌著未來星際旅行的「捷徑」呢?不少科幻創作正以此為題材。其中最著名的,是《星艦奇航記》第三輯《太空站深空 9 號》(Deep Space Nine, 1993-1999),在劇集裡,人類發現了一個遠古外星文明遺留下來的「蛆洞」,於是在旁邊建起了一個龐大的星際補給站,成為了星際航運的聚散地,而眾多精彩的故事便在這個太空站內展開。

我方才說「最著名」,其實只限於《星艦》迷而言。對於普羅大眾,對於「蛆洞」作為星際航行手段的認識,大多數來自二○一四年的電影《星際效應》(Interstellar,港譯:《星際啟示錄》),其間人類不但透過蛆洞去到宇宙深處尋找「地球 2.0」(因為地球環境已大幅崩壞),男主角更穿越時空回到過去,目睹多年前與年幼女兒生離死別的一幕。電影中既有大膽的科學想像,也有感人的父女之情,打動了不少觀眾。大家可能有所不知的是,導演基斯杜化.諾蘭(Christopher Nolan, 1970-)邀請了知名的黑洞物理學基普.索恩(Kip Thorne, 1940-)作顧問,所以其中所展示的壯觀黑洞景象,可不是憑空杜撰而是有科學根據的呢!

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星際效應裡的黑洞景象。圖/wikimedia

那麼蛆洞是否就是人類進行星際探險的寄託所在呢?

然而事情並非這麼簡單。我們不要忘記,黑洞的周圍是一個十分強大的引力場,而且越接近黑洞,引力的強度越大,以至任何物體在靠近它時,較為接近黑洞的一端所感受到的引力,與較為遠離黑洞的一端所感受到的,將有很大的差別。這種引力的差別形成了一股強大之極的「潮汐張力」(tidal strain),足以把最堅固的太空船(不要說在內的船員)也撕得粉碎。

潮汐張力的危險不獨限於黑洞,方才提及的中子星,其附近亦有很強的潮汐力。 拉瑞.尼文(Larry Niven, 1938-,港譯:拉利.尼雲)於一九六六年所寫的短篇〈中子星〉(Neutron Star),正以這一危險作為故事的題材。

尤有甚者,即使太空船能抵受極大的潮汐力,在黑洞的中央是一個時空曲率趨於無限,因此引力也趨於無限的時空「奇點」(singularity)。太空船未從白洞重現於正常的時空,必已在「奇點」之上撞得粉碎,星際旅程於是變了死亡旅程。

然而,往後的研究顯示,以上的描述只適用於一個靜止的、沒有旋轉的黑洞,亦即「史瓦西解」所描述的黑洞。可是在宇宙的眾多天體中,絕大部分都具有自轉。按此推論,一般黑洞也應具有旋轉運動才是。要照顧到黑洞自旋的「場方程解」,可比單是描述靜止黑洞的史瓦西解複雜得多。直至一九六三年,透過了紐西蘭數學家羅伊・卡爾(Roy Kerr, 1934-)的突破性工作,人類才首次得以窺探一個旋轉黑洞周圍的時空幾何特性。

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圖/envato

旋轉的黑洞

科學家對「卡爾解」(The Kerr solution)的研究越深入,發現令人驚異的時空特性也越多。其中一點最重要的是:黑洞中的奇點不是一個點,而是一個環狀的區域。即只要我們避免從赤道的平面進入黑洞,理論上我們可以毋須遇上無限大的時空曲率,便可穿越黑洞而從它的「另一端」走出來。

不用說,旋轉黑洞(也就是說,自然界中大部分的黑洞)立即成為科幻小說作家的最新寵兒。

一九七五年,喬.哈德曼(Joe Haldeman,1943-)在他的得獎作品《永無休止的戰爭》(The Forever War, 1974)之中,正利用了快速旋轉的黑洞(在書中稱為「塌陷體」——collapsar)作用星際飛行——以及星際戰爭得以體現的途徑。

由於黑洞在宇宙中的分佈未必最方便於人類的星際探險計劃,一位科學作家阿德里安.倍里(Adrian Berry,1937-2016)更突發奇想,在他那充滿想像的科普著作《鐵的太陽》(The Iron Sun, 1977)之中,提出了由人工製造黑洞以作為星際轉運站的大膽構思。

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要特別提出的一點是,飛越旋轉黑洞雖可避免在奇點上撞得粉碎,卻並不表示太空船及船上的人無須抵受極強大的潮汐力。如何能確保船及船員在黑洞之旅中安然無恙,是大部分作家都只有輕輕略過的一項難題。

此外,按照理論顯示,即使太空船能安然穿越黑洞,出來後所處的宇宙,將不是我們原先出發的那個宇宙;而就算是同一個宇宙,也很可能處於遙遠的過去或未來的某一刻。要使這種旅程成為可靠的星際飛行手段,科幻作家唯有假設人類未來對黑洞的認識甚至駕馭,必已達到一個我們今天無法想像的水平。

然而,除了作為星際飛行途徑,黑洞本身也是一個怪異得可以的地方,因此也是一個很好的科幻素材。黑洞周圍最奇妙的一個時空特徵,就是任何事物——包括光線——都會「一進不返」的一道分界線,科學家稱之為「事件穹界」(event horizon)。這個穹界(實則是一個立體的界面),正是由當年史瓦西計算出來的「史瓦西半徑」(Schwarzschild radius)所決定。例如太陽的穹界半徑是三公里,也就是說,假若一天太陽能收縮成一個半徑小於三公里的天體,它將成為一個黑洞而在宇宙中消失。「穹界」的意思就是時空到了這一界面便有如到了盡頭,凝頓不變了。

圖/envato

簡單地說,穹界半徑就是物體在落入黑洞時的速度已達於光速,而相對論性的「時間延長效應」(time dilation effect)則達到無限大。對太空船上的人來說,穿越界面的時間只是極短的頃刻,但對於一個遠離黑洞的觀測者,他所看到的卻是:太空船越接近界面,船上的時間變得越慢。

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而在太空船抵達界面時,時間已完全停頓下來。換句話說,相對於外界的人而言,太空船穿越界面將需要無限長的時間!

無限延長的痛苦

了解到這一點,我們便可領略波爾.安德遜(Poul Anderson, 1926-2001)的短篇〈凱利〉(Kyrie, 1968)背後的意念。故事描述一艘太空船不慎掉進一個黑洞,船上的人自是全部罹難。但對於另一艘船上擁有心靈感應能力的一個外星人來說,情況卻有所不同。理由是她有一個同樣擁有心靈感應能力的妹妹在船上,而遇難前兩人一直保持心靈溝通。由於黑洞的特性令遇難的一剎(太空船穿越穹界的一剎)等於外間的永恆,所以這個生還的外星人,畢生仍可在腦海中聽到她妹妹遇難時的慘叫聲。

安德遜這個故事寫於一九六八年,可說是以黑洞為創作題材的一個最早嘗試。

短篇〈凱利〉便是利用黑洞的特性——遇難的一剎等於外間的永恆——使生還者感受無盡的痛苦。圖/envato

太空船在穹界因時間停頓而變得靜止不動這一情況在阿爾迪斯一九七六年寫的《夜裡的黑暗靈魂》(The Dark Soul of the Night)中,亦有頗為形象的描寫。恆星的引力崩塌,在羅伯特.史弗堡(Robert Silverberg)的《前往黑暗之星》(To the Dark Star, 1968)之中卻帶來另一種(雖然是假想的)危險。故事中的主人翁透過遙感裝置「親身」體驗一顆恆星引力塌陷的過程,卻發覺時空的扭曲原來可以使人的精神陷於瘋狂甚至崩潰的境地。

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以穹界的時間延長效應為題材的長篇小說,首推弗雷德里克.波爾(Frederik Pohl, 1919-2013)的得獎作品《通道》(Gateway, 1977),故事描述人類在小行星帶發現了由一族科技極高超的外星人遺留下來的探星基地。基地內有很多完全自動導航的太空船,人類可以乘坐這些太空船穿越「時空甬道」抵達其他的基地,並在這些基地帶回很多珍貴的,因此也可以令發現者致富的超級科技發明。

故事的男主角正是追尋這些寶藏的冒險者之一。他和愛人和好友共乘一艘外星人的太空船出發尋寶,卻不慎誤闖一顆黑洞的範圍。後來他雖逃脫,愛人和好友卻掉進黑洞之中。但由於黑洞穹界的時間延長效應,對於男主角來說,他的愛人和好友永遠也在受著死亡那一刻的痛苦,而他也不歇地受著內疚與自責的煎熬。

故事的內容由男主角接受心理治療時逐步帶出。而特別之處,在於進行心理治療的醫生不是一個人,而是一副擁有接近人類智慧的電腦。全書雖是一幕幕的人機對話,描寫卻是細膩真摯、深刻感人,實在是一部令人難以忘懷的佳作。

圖/envato

由於這篇小說的成功,波氏繼後還寫了兩本續集:《藍色事件穹界以外》(Beyond the Blue Event Horizon, 1980)及《希徹會晤》(Heechee Rendezvous, 1984)。而且兩本都能保持很高的水準。

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時間延長效應並非一定帶來悲劇。在先前提及的《永無休止的戰爭》的結尾,女主角正是以近光速飛行(而不是飛近黑洞)的時間延長效應,等候她的愛侶遠征歸來,為全書帶來了令人驚喜而又感人的大團圓結局。

七○年代末的黑洞熱潮,令迪士尼(Walt Disney)的第一部科幻電影製作亦以此為題材。在一九七九年攝製的電影《黑洞》(The Black Hole)之中,太空船「帕魯明諾號」在一次意外中迷航,卻無意中發現了失蹤已久的「天鵝號」太空船。由於「天鵝號」環繞著一個黑洞運行,船上的人因時間延長效應而衰老得很慢。這艘船的船長是一個憤世疾俗的怪人,他的失蹤其實是故意遠離塵世。最後,他情願把船撞向黑洞也不願重返文明。

比起史提芬.史匹堡(Steven Spielberg, 1946-)的科幻電影,這部《黑洞》雖然投資浩大,拍來卻是平淡乏味,成績頗為令人失望。除了電影外,科幻作家艾倫.迪安.霍斯特(Alan Dean Foster, 1946-)亦根據劇本寫成的一本同名的小說。

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——本文摘自《超次元.聖戰.多重宇宙》,2023 年 11 月,二○四六出版,未經同意請勿轉載。

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未知死,焉知生?從南美館《亞洲的地獄與幽魂》爭議看信仰的存在危機
異吐司想Toasty Thoughts_96
・2022/07/16 ・2810字 ・閱讀時間約 5 分鐘

6 月初,台南市美術館宣佈了《亞洲的地獄與幽魂》特展,透過策展人朱利安.盧梭(Julien Rousseau)的佈置與靜態敘事,展現亞洲文化在西方觀點中的樣貌。對台灣人來說,這些文化元素已形成厚實的同溫層,如經典港片《暫時停止呼吸》(港名《殭屍先生》)系列,以及 2013 年的致敬翻拍《殭屍》,是好幾代人共同的回憶。

正因為熟悉,《亞洲的地獄與幽魂》提供的新觀點才如此有趣,提供重新詮釋經典的機會。

台南市美術館宣佈了《亞洲的地獄與幽魂》特展。圖/台南市美術館

然而,意料之外地,這展覽因為其探討的生死議題起了爭議。最一開始,是零星的偏激基督教徒在南美館臉書貼文下批判展覽,在與路見不平的民眾爭論未果後,有地方教會發公開聲明,指稱「仇敵透過這展覽,污穢國土,玷污人民,我們國家的罪惡越犯越大,無知愚昧,深深得罪神」,把討論熱度推上高峰。

但如果用心理學的角度去剖析,會發現南美館的《亞洲的地獄與幽魂》展並不是爭議起火點。保守教會對異教文化的排斥,才是癥結所在。

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那些跨越生死界線的神蹟

綜觀歷史,世界各時期的主流宗教多少都有「死而復生」或性質類似的神話與神蹟傳世,甚至有信仰便是以「重生」為核心思想,建立極具代表性的習俗與社會規範(Adamek, 2007; Mettinger, 2001)。這些典範,都為我們描述了人類從古至今不曾變過的恐懼之一:死亡。

有趣的是,一些心理學研究指出,人類或許不是真的害怕「死亡」,而是面對生命消逝時感受到的無力感與未知感(Carleton, 2016; Reuman, Jacoby, Fabricant, Herring,& Abramowitz, 2015)。如同我們不一定是真的怕「黑」,而是排斥可能雌伏在其中的未知威脅,進而對這個載體連帶產生負面情緒。

若要消除這份根深蒂固的焦慮感,宗教必須提出一個縝密的答案,讓信眾得以想像死後的世界,以及「自己該做什麼」,消除未知引發的威脅。

世界各時期的主流宗教多少都有「死而復生」,或性質類似的神話與神蹟傳世。圖/Pixabay

而作為上述答案的佐證,證明神有掌控生死能力的「神蹟」必不可少。不只是復活凡人,神靈自己也得具備死後復生的能力,實現生生不息的「永生」(immortality)(Mettinger, 2001),標示人神之間無法跨越的分界。在重視神靈超然地位的信仰中,這份操控生命的權能可說是「神」的象徵,任何侵犯此領域的人都將被視為背棄神的異端。

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時至今日,仍能看到宗教團體以「只有神能創造生命」為反論,抵制複製動物、人造生命等研究,便可一窺生死議題在宗教信仰中的重要性。

當神不是唯一

延續上段的論述,你可能已經發現潛在的衝突了。既然死者蘇生(武藤遊戲:發動魔法卡!)(註:高橋老師一路好走QQ)是唯一真神才能發動的技能,那我們該如何看待同樣有此能力的異教神靈?

武藤遊戲:發動魔法卡!圖/IMDb

這個問題不只影響「神」的唯一性,還會破壞宗教團體執行教義的正當性。要知道,信眾服從教典的原動力,是神靈(或其代行者)承諾的獎勵,包括在另一個世界的美好想像,以及藉由懲罰非我族類衍生的優越感。這些紅利激勵信眾自發的順從,甚至導致競爭心理,試圖證明自己才是最虔誠的那位。

雖然民眾對信仰是心靈層面的寄託,但宗教法人大多得仰賴信徒的奉獻維持運作,勢必得確保自己是信眾的「唯一」。翻開人類歷史,以「異教」名義施行的迫害多如牛毛,且並不限於單一地域或文化,而是具有驚人的跨文化一致性。

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那為什麼宗教團體,特別是一神教信仰,對於所謂的「異教」會有這麼強烈的反彈?因為當信眾意識到這世界有不只一位真神(或是有真神之外的超然存在),教會就失去箝制力,雙方的關係將出現不可逆的翻轉。

說得功利一些,過去封閉的信仰體制中,信徒是執行教義的人,以服從換取未來可能的信仰紅利。然而一旦信眾有複數選擇——例如藉由網路認識世界後,其思考模式便會從「受僱者」轉變成「消費者」,開始為了自身利益比較信仰的優劣,不再受物理環境的主流信仰箝制(McClure, 2017)。

這點在具有世界第二高宗教多元性的台灣更加明顯,從小生活在多元信仰的環境中,讓我們很早開始接觸不同宗教,家庭「信仰傳承」的結構也在網路出現後加速鬆動,新世代根據需求選擇信仰已是相當平常的事。但這份「自由」,對保守教會不一定是件好事。

隨著外界思想越發開放,保守派勢必得想辦法因應潮流,不然招募不到新血還是小事,失去原有成員才是最慘的結果。

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新世代根據需求,自由選擇信仰已是相當平常的事。圖/Pexels

有些教會選擇與時俱進,理解年輕人的需求,鬆開教義對他們的捆綁;重視傳統價值的教會則走上另一個極端,採取更加偏激的手段,把所有與自家教義相悖的論述與現象打上「邪靈」、「邪神」、「魔鬼」等標籤,拉高內部成員接觸外界資訊的成本。

兩種策略沒有孰優孰劣,只是讓我們看見各家教會心中不同的優先順序。信仰價值被淘汰不代表教義本身有誤,只是它不適合當前人類社會的主流價值觀,若哪天我們迎來另一波思想浪潮,信仰世界又會有新的動盪。

回歸到「人」身上的信仰危機

信仰是基於「人」而生的心理現象。我們崇拜超越人理解範疇的存在,依賴祂(們)作為「答案」來撫平內心對未知的恐懼。換言之,信仰就跟料理一樣,是要帶給人們幸福的,但這份純粹的善,很容易在人性影響下染上不美好的色彩。

這次南美館的爭議,其實可以視為保守教會危機意識與防衛機轉的展現。神的本質和善可親,但以使者自居、對教會奉獻自我的人,卻有可能在得失心與焦慮等負面情緒驅使下,做出有違本心的傷人之舉。

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我們不需要認同這些行為,卻可以理解他們的動機,作為前車之鑒自我警惕。

姚瑞中〈地獄空〉,展於南美館《亞洲的地獄與幽魂》。圖/台南市美術館

參考文獻

Adamek, W. L. (2007). The Mystique of Transmission: On an Early Chan History and Its Context. Columbia University Press.

Carleton, R. N. (2016). Fear of the unknown: One fear to rule them all?. Journal of anxiety disorders41, 5-21.

McClure, P. K. (2017). Tinkering with technology and religion in the digital age: The effects of Internet use on religious belief, behavior, and belonging. Journal for the Scientific Study of Religion56(3), 481-497.

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Mettinger, T. N. (2001). The riddle of resurrection: Dying and rising gods in the ancient Near East. Coniectanea Biblica. Old Testament series, (50).

Reuman, L., Jacoby, R. J., Fabricant, L. E., Herring, B., & Abramowitz, J. S. (2015). Uncertainty as an anxiety cue at high and low levels of threat. Journal of behavior therapy and experimental psychiatry47, 111-119.

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異吐司想Toasty Thoughts_96
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最初是想用心理學剖析日常事物,一方面「一吐思想」,另一方面借用吐司百變百搭的形象,讓心理學成為無處不在的有趣事物。基於本人雜食屬性,最後什麼都寫、什麼都分享。歡迎至臉書搜尋「異吐司想」。