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命名與測繪自然帶來的力量——《磐石紀事:追蹤 46 億年的地球故事》

貓頭鷹出版社_96
・2021/04/04 ・2665字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 561 ・九年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

命名與繪圖

  • 文 | 貝鳶業如

偉大的十八世紀瑞典生物學家林奈,將生物世界組織成有條不紊的階系,其間每種生物都有個名字,都在生命家譜中占有一席之地,由是確立了自然史各個分枝的課題。為事物命名是種近乎神聖的行為,是一種賦權且令人滿足的工作,而分類學(及大量的標本剝製)也在十八、十九世紀成為新興自然科學的主軸。維多利亞時代的自然史博物館體現了科學時代的精神;這些建築裡塞滿了填充過的鳥類、骨骼、化石、結晶等大自然奇珍,被命名、被馴服、埋葬在玻璃匣子裡。

地質領域中可資分類的東西(岩石、礦物、化石、地形、礦物沉積、褶皺、斷層等)之多,使這項工作一直持續到二十世紀。由於無法對這些特徵的形成,提出統一的起源模型,分類架構便使人對大自然的變化性,抱有一種有限且穩固的安心感。有些地質學實體(如礦物)很容易便落入定義明確的分類範疇,而十九世紀那些關於礦物的博學論文(如一八六九年耶魯大學教授戴納那卷帙浩繁的《礦物學手冊》)至今都還在使用,乃是史上同類概要書籍中最為完備者。

美國地質學、動物學和礦物學家詹姆斯 · 德懷特 · 戴納。圖/wikimedia

但其他的地質現象則拒絕被分類,連當時最聰明的人,也掙扎著要確立理想化的柏拉圖式分類範疇,好為難以駕馭的現實罩上結構。

由於經濟上的重要性,發展出一種普世的礦物命名法則在當時是第一要務,但後來證明了這實在是出了名的困難(某程度上而言,至今依然如此)。

以發現於某一特定地區的礦物為基礎的礦石譜系理論都各有特色,而分類架構總是與這些理論夾纏不清。

十八世紀晚期的歐洲到處都是礦業學校,德國、瑞典、法國的學程更是格外蓬勃。許多學程都只由一名遠見思想家和學徒組成,由學徒協助宣揚大師的體系。德國佛萊堡的「水成」學派是由莊嚴的韋納(一七五○~一八一七)領軍,他提出所有岩石和礦石沉積都自海水沉降而成的概念。而在瑞典的烏普薩拉,華勒流斯(一七○九~一七八五)執著於古老冶金學的金屬質變信念,而提出了一個現代觀念,認為了解礦石礦物的關鍵,在於其化學特性(而非顏色等外在的屬性)。在巴黎,由藥材商轉行成為礦物學家的魯埃(一七○三~一七七○)和他更為知名的學生拉瓦榭(一七四三~一七九四),也發展出關於岩石和礦石本質與分布的早期理論。

不過,這些理論只有少數對真正的採礦實務造成影響;礦工的經驗和直覺大體上還比較可靠些。但這些礦業學校卻標示著一種重要的新哲學:地球及其礦物資源是可以分析的,最終也是可以理解的。

被稱為「現代地質學之父」的詹姆斯 · 赫登。圖/wikimedia

赫登的均變說原理(參見第二章)是以他在愛丁堡和蘇格蘭邊界所觀察的岩石為基礎,之後再將地球「合理化」而成。他對西卡角非整合的解釋及其所「發現」的時間深處,顯示主宰地球過去的物理定律,也同樣主宰著現在(赫登的觀察也記錄下火成岩的存在,這是對韋納等水成論者的一記重擊)。

赫登的著作似乎肯定了地球的行止有其邏輯而且可靠,或許不是一成不變,但卻能夠為人所理解:在這個球體的固態部分觀察到明顯無序和混亂的哲學家,現在導出一些結論:以前地球的組成裡,曾經存在過一種較有規律也較一致的狀態;過去曾發生過一些毀滅性的改變;地球的最初結構,已被不論是自然或超自然因素所導致的某些猛烈活動打斷和干擾。

此類結論都是由地形外觀推導而得,而現在,在我們努力要建立的理論當中,所有這些地貌都有了最完美的解釋⋯⋯在解釋實際存在之物時,根本就不需要訴諸任何非自然的邪惡假說、任何大自然裡的毀滅性意外事件,或超自然原因的介入。

我們很滿意地發現,大自然有其智慧、體系和一致性⋯⋯我們當前詢問的結果便是:我們並未發現開始的痕跡,也看不到結束的可能。

科學闡釋的時代與歐洲人在美洲、非洲和南太平洋殖民定居的時間相一致(也一向被用來當作這些行為的合理化藉口)。

探險行動的目的,是要記載下邊土的動、植物和礦物寶藏。劉易斯與克拉克所帶領的一八○三至一八○六年北美考察行動,留下了一些細節豐富、有著細心插圖的筆記本,正是這些官方委託製作的報告當中最好的一批。在美國,為了評估並測繪全國的資源,聯邦和州都成立了地質調查處。這些機構負責進行普查,也就是從事計數和估價,對無限和模糊的有限做出推算。

領導多次重要地質調查的約翰 · 威斯利 · 鮑威爾與科羅拉多河的原住民領袖合照。圖/wikimedia

地質調查處主任鮑威爾(他本人曾領導過一次大規模的美西地質探查)於一八八八年向國會提出第七屆地質年度調查報告,他在其中提到,製作精確美國地形地質地圖的計畫,在戰略上所具有的重要性。

鮑威爾是第一個繪製科羅拉多河下游和大峽谷地圖的人,他對地圖的力量大感讚嘆。地圖就跟分類架構一樣,賦予使用者一種自己擁有所繪題材的感覺。地圖將荒野微型化到可以握在手中、可以用心眼去觀看。

地圖與調查對一八六二年的「美國公地放領法案」和一八七二年的「公眾採礦法」至為重要,兩者都以洛克的原則為基礎,認為任何耕耘一小片土地(且能界定其範圍)的人,便是該土地的合法擁有者。

公地放領法案一直沿用到二十世紀(直到一九七七年才廢止!),公眾採礦法直到今天都還有效。公眾採礦法是駭人的過時立法,現在仍舊容許任何人能以低於每英畝五美元的費用,在公有土地上搜尋並萃取礦物,卻完全沒有考慮到此舉可能導致的環境損害。這些聯邦政策及其背後的哲學,也導致史上最嚴重的體制性社會不義——美國政府一再地違反與北美原住民族所簽署的條約。

這些原則都是洛克財產權加值原則的思想外延,亦即能夠理解、命名和測繪自然的人,就有權剝削自然,但原住民的命名和認知體系卻不被承認為合法。

這張圖片的 alt 屬性值為空,它的檔案名稱為 8694806_R-628x628.jpg
——本文摘自《磐石紀事:追蹤 46 億年的地球故事》,2020 年 12 月,貓頭鷹出版社
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貓頭鷹自 1992 年創立,初期以單卷式主題工具書為出版重心,逐步成為各類知識的展演舞台,尤其著力於科學科技、歷史人文與整理台灣物種等非虛構主題。以下分四項簡介:一、引介國際知名經典作品如西蒙.德.波娃《第二性》(法文譯家邱瑞鑾全文翻譯)、達爾文傳世經典《物種源始》、國際科技趨勢大師KK凱文.凱利《科技想要什麼》《必然》與《釋控》、法國史學大師巴森《從黎明到衰頹》、瑞典漢學家林西莉《漢字的故事》等。二、開發優秀中文創作品如腦科學家謝伯讓《大腦簡史》、羅一鈞《心之谷》、張隆志組織新生代未來史家撰寫《跨越世紀的信號》大系、婦運先驅顧燕翎《女性主義經典選讀》、翁佳音暨曹銘宗合著《吃的台灣史》等。三、也售出版權及翻譯稿至全世界。四、同時長期投入資源整理台灣物種,並以圖鑑形式陸續出版,如《台灣原生植物全圖鑑》計八卷九巨冊、《台灣蛇類圖鑑》、《台灣行道樹圖鑑》等,叫好又叫座。冀望讀者在愉悅中閱讀並感受知識的美好是貓頭鷹永續經營的宗旨。

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寵物過敏原有很多種,避免飲食過敏困擾,可選擇單一/特殊肉種寵物飼料
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/06/06 ・2173字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

本文由 新萃 Nutri Source 委託,泛科學企劃執行。

你有發現家裡的狗狗經常舔自己四肢,或是身上出現不明紅疹?當心這可能是過敏反應。寵物和人類一樣,也會有過敏反應,過敏可依照「來源」分為三種:吸入性過敏、接觸性過敏和食物性過敏。

寵物的過敏源有哪些?

不管是哪一種過敏反應,在人的身上都比較容易發現和排除。但狗狗的過敏卻很難處理,如果是接觸性或吸入性過敏,即使你把家裡打掃得很乾淨,還是無法排除帶狗出去散步時可能接觸到的環境過敏原。因此,對飼主來說,最容易控制的是食物性過敏。

食物性過敏是怎麼發生的呢?其實,「食物過敏」這個詞並不太準確。正確的臨床醫學用詞是「食物不良反應」(Adverse Food Reaction, 簡稱AFR)(Jackson, H. , 2009),指的是吃下食物後身體產生各種不良反應。並進一步分為食物過敏(Food Allergy)和食物不耐受(Food Intolerances)兩種。

如果你看過動漫作品《工作細胞》,你就會知道過敏其實只是免疫系統對特定成分產生的過度反應,因此全名為「過分敏感」;而食物不耐受則並非免疫性反應,而是消化系統無法代謝或對該生物體有毒,例如狗不能吃洋蔥或巧克力,否則會致死等等。

由於寵物沒有選擇權,只能吃飼主提供的食物,如果飼料中恰好有會造成牠 AFR 的成分,就可能產生各種症狀。除了腸胃發炎和拉肚子外,最明顯的外在症狀就是皮膚問題,包括搔癢、脫毛和紅疹等。後者容易被誤判為皮膚性疾病,讓許多飼主狂跑獸醫院的同時,獸醫也難以對症下藥。

雖然曾有研究透過讓醫師用血液或唾液是否檢測出 IgE 抗體來判斷狗是否過敏(Ermel, R et al.,1997),但最新的研究卻發現,無論使用無論血清的 IgE 抗原或是唾液裡的 IgM 或 IgA 抗原都無法有效檢測出狗狗的過敏來源(Udraite Vovk Let al., 2019 & Lam ATH et al., 2019),甚至會造成偽陽性誤判。因此,目前學界公認唯一能識別食物過敏原的方法就是「食物排除法」(Food Elimination Method)。

以食物排除法,找出毛孩的食物過敏原!

食物排除法的原理相當簡單粗暴,類似我們過去在學校做的實驗一樣,抓出「控制組與對照組」。首先,將狗狗的食物換成牠沒吃過、單一來源且易消化的高蛋白質或水解蛋白質;同時嚴格限制牠對其他食物接觸,包括其他人餵食或路上亂吃等可能性都要注意,此為「對照組」,如此持續 8~12 週,觀察皮膚是否有改善。如果確實有改善,那就證明了確實是 AFR 而非皮膚病。

下一步我們可以進行「食物挑戰」,在每餐食物中逐一嘗試可能的過敏原(例如常見的牛肉、雞蛋等),有如「控制組」,等到症狀又出現,就可以確認哪種食物成分是過敏原,未來就可以在飼料中排除,讓狗狗健康快樂地成長。

這個方法需要飼主的大力配合和耐心紀錄,不僅要在漫長的試驗期,更需要在控制期一一排除所有不可能之後,才能找到答案。而其中最困難的部分,也是實驗的基礎可能是第一步:「提供狗狗牠從未吃過,且肉品單一的蛋白質」,這點對多數飼主來說幾乎是不可能的任務,因為大部分的寵物飼料成分都很複雜。不要說狗狗了,搞不好你連自己沒吃過什麼恐怕都不知道。

飼料成分多而雜,可選單一肉種飼料降低過敏。

那該怎麼進行食物排除法呢?別擔心,沒有找不到的肉品,只有勇敢的狗狗。市面上已經有了針對過敏狗狗的低敏飼料,新萃推出了一系列低敏肉,包含單一肉種的袋鼠肉、鹿肉以及野豬等相比牛豬羊等較不容易取得的肉類,是進行食物排除法第一步測試的首選。

此外,新萃牌無論哪種飼料都有美國專利 Good 4 Life® 奧特奇專利保健元素,能促進飼料中的營養都被狗狗完整吸收。不僅過敏的狗狗能吃,有消化不良症的狗狗也適用。

新萃商品選擇的是單一/特殊肉種的成分,低敏感肉品讓寵物吃了更安心。

參考資料

  1. Thus for the purpose of this discussion, although the term food allergy is used throughout, it should be recognized that this term is a presumptive clinical diagnosis and adverse food reaction is a more accurate term for these canine cases. – Consensus
  2. Jackson, H. (2009). Food allergy in dogs – clinical signs and diagnosis.. Companion Animal Practice.
  3. Assessment of the clinical accuracy of serum and saliva assays for identification of adverse food reaction in dogs without clinical signs of disease – PubMed (nih.gov)
  4. Lam ATH, Johnson LN, Heinze CR. Assessment of the clinical accuracy of serum and saliva assays for identification of adverse food reaction in dogs without clinical signs of disease. J Am Vet Med Assoc. 2019 Oct 1;255(7):812-816. doi: 10.2460/javma.255.7.812. PMID: 31517577.
  5. Direct mucosal challenge with food extracts confirmed the clinical and immunologic evidence of food allergy in these immunized dogs and suggests the usefulness of the atopic dog as a model for food allergy. – Consensus
  6. Ermel, R., Kock, M., Griffey, S., Reinhart, G., & Frick, O. (1997). The atopic dog: a model for food allergy.. Laboratory animal science.
  7. https://www.moreson.com.tw/moreson/blog-detail/furkid-knowledge/pet-knowledge/dog-food-allergen-TOP10/
  8. 狗狗因為食物過敏而搔癢不舒服,為什麼做「過敏原檢測」沒什麼用?
  9. 【獸醫診間小教室】狗狗皮膚搔癢難改善?小心食物過敏! – 汪喵星球 (dogcatstar.com)
  10. 寵物知識+/毛孩對什麼食物過敏?獸醫:驗血完全不準!診斷法只有一個 | 動物星球 | 生活 | 聯合新聞網 (udn.com)
  11. Is there a gold-standard test for adverse food reactions? – Veterinary Practice News
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揭露臺灣地下的秘密——臺灣地質學之父林朝棨
PanSci_96
・2023/03/03 ・3722字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 文/廖芷瑩

新北市八里區的十三行博物館,是證明臺灣先民擁有造鐵技術的證據,更是許多人假日郊遊的地點。但很少人知道,最早確認此地為臺灣珍貴遺址的人並非考古學者,而是地質學家林朝棨

新北市立十三行博物館。圖/wiki

翻開臺灣地質與考古紀錄,林朝棨這個名字更是不可不提。不僅重要的考古遺跡「左鎮文化」、「八仙洞」有他的足跡;林朝棨作為地質科學的翹楚,對於臺灣的礦脈研究也做出了巨大的貢獻。

上山下海,地質學霸的養成之路

羅馬不是一天造成,學霸更不會一日成就。學識豐富的林朝棨先生,因時代背景及家庭因素,漸漸踏上臺灣地質界先驅研究者之路。

1917 年(大正 6 年)林朝棨出生於豐原,是當地望族的後代,並跟著父親信仰基督教。他從小在學業方面就展現出聰穎的天資,因此進入臺中第二中學校(今臺中二中)就讀,並考進臺灣總督府「臺北高等學校」。臺北高等學校是當時在臺灣唯一的高中,入學者以日人為主,競爭非常激烈,可說比當今的臺灣大學還難考。

更重要的是,林朝棨在參與教會活動的時候,認識了也同樣對臺灣地質科學及考古學有貢獻重大的日治時期科學家早坂一郎。接下來幾年,他們在臺灣上山下海,親身踏查也認識臺灣這片土地的構成。臺灣有許多現在地質、考古方面的重要地點,都可以追本溯源自於他們的這些踏查。

舉例來說,目前的「臺南左鎮化石園區」,正是起源自因 1930 年代當地保甲書記陳春木在該處撿到化石,加上早坂與林朝棨的研究發表,才讓世界看見臺灣化石的存在。此外,他們也一起發表了關於彰化八卦山及臺北市貝塚的發現,還有各式臺灣地質的紀錄。

而身為學霸的林朝棨,也在同時期完成臺北帝國大學地質古生物學科(現臺灣大學地質科學系)的學位,並成為第一屆唯一的一位學生。在眾多日本優秀地質科學家的教導與帶領下,他學習了理論與方法,並也完成無數次外地訪查,扎實的成為兼具理論與實作的研究者。而他所關注的臺灣土地相關的考古學與地質學,也在時代演進與諸多學者的努力下,一步步在臺扎根、也被更多人關注。

臺灣礦業發展背後的地質學推手

林朝棨的重要貢獻,除了地質學術研究外,他的許多發現更為臺灣現代化的發展打下科學基礎,像是對臺灣工業影響深遠的金礦、煤礦產業的礦脈,都在他的探究範圍內。

1930 年代,林朝棨從臺大畢業後,先是投入教職,一年後,他加入了「臺陽礦業株式會社」的行列(1935 年 4 月 16 日),成為社內的「地質士」,為企業在北部山區的挖掘做調查,甚至曾去到北朝鮮金礦進行考察,並藉此比較了解臺灣在地的礦脈及地質的構成。

在那個年代經營「臺陽礦業」的顏家富可敵國,而北部山區的成千上萬人,都要依靠這些產業工作過活。林朝棨在礦業任職時完成的工作,正是讓家後來成為巨商的重要礎之一。此外,在離開礦業界的工作之後,林朝棨的研究工作依舊關心著臺灣的煤田與礦產來源,且持續在《臺灣礦業》等刊物上發表作品,為後代的研究者奠基了臺灣礦脈的研究基礎

林朝棨(右二)與富田芳郎教授(右一)同赴臺灣南部作地質調查(1934- 1935)。
林朝棨時任臺北帝大地質系助理教授。圖/《林朝棨先生紀念文輯》。

戰爭作為地質教學之路的偶然起點 至死方休

林朝棨出生在世間多紛擾的年代,學術之路並不平穩,更要接受戰爭的挑戰,但也因此打開他的眼界,為科學研究開創了新路。

1930 年代的輝煌時期結束,世界陷入戰爭的恐慌。身為臺灣人的林朝棨,原本很有可能被送到南洋當日本兵,或甚至更遠的地方協助戰爭。但幸好有早坂先生的協助,林朝棨遠赴當時滿洲國的新京工業大學(現長春大學工學院)擔任教職。雖然投入教職這歷程是是源自戰亂的插曲,但也因此將林朝棨他拉離了產業界,轉而投入教育工作。

自此,就是五十年不曾間斷的持續投入,直到他逝世前,依舊掛念著臺灣的地質學教育發展。

戰後國民政府來臺,林朝棨因熟悉閩南語、中文與日文,被政府重用,除了教學外,更被政府派任協助各項重要的能源工作。因為在他對臺灣的土地組成,有基礎的科學了解,因此不論是延續煤礦業、油田開發、山林開採與河川建設等,甚至是水庫的興利,都需要他與國外專家做溝通,並給予專業意見。

林朝棨在民國五六零年代,一次次為臺灣的現代化工程多次環島探查,並擔任專業者的角色,為現代化建設把關。

應用專業與知識發光發熱的同時,林朝棨仍持續耕耘基礎研究。他於民國 52 年發表的〈臺灣第四紀〉一文,就奠定了臺灣近期的地質研究基礎。在《林朝棨先生紀念文輯》中,林朝棨的兒子林恩朋就提到,林朝棨對於古脊椎動物、考古學、甚至是人類學科皆有深厚的學識,加上原本地質學科學基礎,讓他得以在當時就有能力整合各學門、對臺灣的研究做出遠超過地質學科的貢獻。

除此之外,林朝棨面對各種階級的人,都不吝討論、鼓勵向學;在田野現場,不論是農夫、學生或勞工,任何人提出地質相關的疑問事項,他都會細心的一一查證並回應。林彭恩說,就是這種積極的態度,雖然讓他在晚年身體過度負荷、因而多次進出醫院,卻也驅使他成為頂尖的科學研究者,留下許多不凡的成就。

讓臺灣與世界相連 跨足考古與地質研究

除了文章開頭所提的左鎮人外,林朝棨在考古領域還有許多重要貢獻。在〈臺灣第四紀〉中,林朝棨認為第四紀的地層包含了近代人類發展的所有活動,因此十分重視此地層;在此發表中,他集結過往的田野成果,分類臺灣第四紀地層。延續這個研究,他對臺灣的考古有更深入的認識,也也陸續發表臺灣西南部之貝塚堆的研究(1961 年),以及金門貝塚堆的發現(1970、1971 年)。

此外另一個重大的發現,還包括 1968 年 4 月 19 日,林朝棨與臺大人類學系宋文薰教授,率領臺大考古隊在臺東長濱的進行挖掘工作,之後學者將其命名為「長濱文化」,為臺灣舊時代時期代表的遺跡,也是臺灣歷史教科書中重要的一頁。

林朝棨的學術生涯,不只限於地質學與、考古學的成就更有許多跨領域、跨國界的交流與發現,塑造了當代臺灣學科的發展。國民政府來臺後,林朝棨也協助推動了許多現代化產業的科學研究基礎,並且影響了我們認識臺灣歷史的角度。就像是左鎮人與八仙洞,還有犀牛骨頭與各地的貝塚,在剛發現的時候只是林朝棨手上某個不起眼的石頭,但從後來的研究所驗證的來源與成分,卻將臺灣與世界相連,更與大歷史相綁。

地質、考古總帶來有枯燥且漫長的印象,長期深耕的林朝棨,在關鍵的年代推動了臺灣地質學界與業界進展,為後代留下不可抹滅的科學與文化資產。

註解

  • 關於礦業的研究論文,林朝棨多發表在《臺灣礦業》期刊上。此外,他也參與過《臺灣礦業史》,以及《臺灣通誌,經濟誌,礦業篇》的撰寫。

參考文獻

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爲什麽你該認識馬丁.魯維克——《地球深歷史》導讀
左岸文化_96
・2021/04/22 ・6867字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

  • 導讀 / 洪廣冀(國立臺灣大學地理環境資源學系)
  • 書籍作者 / 馬丁・魯維克 (Martin J.S. Rudwick);譯者 / 馮奕達

導論一、“You should”

我已經記不得確實的時間了,但那應該是二○○七年左右。當時的我為哈佛大學科學史系的博士班研究生,一心一意想處理與臺灣或東亞科學史相關的題目。某天下午,系上舉辦演講,講者便是各位手中這本書的作者:馬丁.魯維克。在介紹講者時,主持人強調,魯維克教授曾是著名的地質學者,後來轉行當地質學史家,同樣做得有有聲有色;此跨領域且悠遊在自然科學與人文學的經驗,值得各位參考與倣傚云云。演講後,系上老師與同學聚在一起討論;我的指導老師、生物學史家珍妮特.布朗(Janet Browne)叫住我,問我是否熟悉魯維克教授的研究。我說我不太清楚;老師的臉色有些凝重,說道:“You should.”

從著名地質學者轉行當地質學史家的馬丁.魯維克教授。圖/sciencebookaday.com

這句 “You should” 一直迴盪在我心裡。作為學生,我從善如流,盡可能熟悉這位魯維克教授的著作,其中便包括《地球深歷史》。從科學史的角度,魯維克教授的貢獻至少有三:首先,由於其在地質學上的造詣,當科學史界開始宣稱要打開科學的黑箱、釐清社會條件與科學知識生產的因果關係時,魯維克教授是少數能觸及此理想狀態的研究者。再者,在論及近代生物學史時,研究者自然而然地將達爾文帶出的演化論風潮視為分水嶺;然而,就魯維克教授而言,至少在地質學史中,主要突破卻發生在一八○○年左右;在那個時期,人們終於體會到,就如同地球不是宇宙中不變的中心一般,歷史不再為人類所獨佔;人類史不過是地球歷史中極短暫的一段,甚至是微不足道的一段。第三,當科學史家不再把一八○○年代的地質學視為達爾文革命的先聲,也不再把當時的思想與爭論當成恭迎達爾文出場的墊腳石,魯維克教授認為,科學史家就可多少擺脫不時為祟在科學史寫作中「勝者為王」的「輝格史觀」。

然而,即便現在的我可以琅琅上口魯維克教授在科學史上的貢獻,我必須說,除了「指導老師交代」外,當時的我看不出什麼「你應該閱讀魯維克」的理由。我不是地質學出身,也不打算研究地質學史;事實上,我必須承認,在唸高中時,地球科學一直是讓我感到棘手的科目。相較於我感興趣的生物學,地球科學涉及的時空尺度過於龐大,超乎我可以想像的地步。再者,如黃相輔博士在另篇導論中指出的,魯維克教授為虔誠的基督徒,而他一系列地質學史著作的基調便是要化解宗教與科學的對立。但問題是,我非基督徒,且在我的成長經驗中,我從未體會到該對立,自然也無透過魯維克的著作來化解該衝突的必要。所以,除了幫助我一窺科學史的堂奧、進而取得該學科的入場券外,為何我需要知道魯維克教授的著作?

我的問題應該也是各位讀者的問題。在這個注意力只能維持三十秒的年代,為何你需要閱讀一本時間尺度達四十五億年的書?這需要一些理由。作為一名科學史研究者,我可以做的,就是盡可能地帶領讀者,回到魯維克這個人,以及他所處的時代。

與魯維克喝咖啡

時間來到二○一四年的劍橋大學。當時的我是該校李約瑟研究所(Needham Research Institute)的博士後研究員,不時會晃到位於自由學院巷(Free School Lane)的科學史與哲學系(Department of History and Philosophy of Science)聽演講。十月二十四日當天,我報名參加了該系主辦的「與科學家喝咖啡」活動,講者又是魯維克。身為該系元老的他,顯然非常重視這回演講。在演講前,他寄給與會者一篇題為 “Fossils and History: Recollections across Two Cultures” 的自傳;在文章開頭,他加了個段落,表示該文是為英國國家學術院(British Academy;魯維克於二○○八年獲選為該院院士)歸檔用,不是為了出版(Not for Publication)。演講當天,當時八十二歲的魯維克教授,開誠佈公、毫不藏私地回答了他反覆被問到的問題:「你是如何、何時以及為何把自己從自然科學家轉為人文學者?」

科學與人文的「兩種文化」常被化約,視爲相互對立的關係。圖/Pexels

時間倒推到一九五九年五月七日。魯維克與其他劍橋大學的學生,簇擁在劍橋的評議會大樓(Senate House),聆聽物理學家、小說家與科技官僚查爾斯.史諾(C. P. Snow, 1905-1980)的里德講座(Rede Lecture)。史諾的講題是〈兩種文化與科學革命〉(The Two Cultures and the Scientific Revolution)。在該演講中,史諾認為,在當時的英國,科學與人文的鴻溝已加深擴大,至雙方難以溝通、相互鄙視的程度。就史諾而言,根本原因是,科學與人文係屬「兩種文化」;這是現行英國教育制度的結果,但對於英國未來的發展,並無好處。年輕的魯維克並未對史諾的演講留下深刻印象。日後,當史諾將其演講出版為專書、引發大論戰時,他難以理解,為何如此化約、視科學與人文除了敵對關係外別無其他的見解,竟會有那麼多人買單。為何年輕的魯維克會冷眼看待史諾的語重心長?又為何在將近半世紀後,他會撿起史諾演講的標題,當成是學術生涯的註腳?

魯維克從他的家庭教育談起。生於一九三二年的魯維克,父親為西敏公學(Westminster School)的物理老師,而教父則為中世紀壁畫的權威克萊夫.勞斯(Clive Rouse)。在魯維克小時候,他父親期許他能走上物理研究這條路;然而,一日,魯維克在花園中找到海膽的化石,大感興趣;更讓他感到驚喜的,他鑽研中世紀壁畫的教父勞斯,竟然送給他一盒菊石化石,鼓勵他走上地質學研究的道路。一九四五年,當十三歲的魯維克進入哈羅公學(Harrow School)就讀。他發現,不同於家中多元且開放的學習氛圍,校方竟要求他得在古典(Classical)與現代(Modern)中抉擇。所謂「古典」是以歷史學為主的人文學,而「現代」則為自然科學。魯維克選擇了「現代」,這讓校方頗為失望。因為,按當時英國中學教育的標準,如魯維克這樣傑出的學生,應以「古典」為職志,「現代」是留給那些「次等的心靈」(second-class mind)。即便如此,在求學階段,魯維克遇到一位擁有博士學位的生物學老師道格拉斯.里德(Douglas Reid)。里德除了帶著魯維克閱讀生物學的經典外,還指導他進行端足類(Amphipods)的分類。魯維克花了相當時間,對著圖鑑,兩眼盯著顯微鏡,探究自英國周遭海域採回來的活體標本。魯維克頗為滿意此自主學習的成果,將之寫成論文,發表在《自然史雜誌》(Magazine of Natural History)上—該文也成為魯維克多產之學術生涯中的首篇論文。在高中生涯接近尾聲時,他參加了劍橋大學的入學甄試。他報考了生物、化學與地質學,於地質學的表現最為傑出。一九五○年起,他開始於劍橋大學地質學系就讀。

魯維克不畏跨領域挑戰的進取,或與劍橋大學三一學院的氛圍有關。圖/wikimedia

在劍橋大學,魯維克受益於該校的 Tripos 制度,即在選定專業科目前,可廣泛涉獵相關學科。一趟前往懷特島(Isle of Wight)檢視第三紀之地層構造(the Tertiary strata)的田野經驗讓魯維克對古生態學(palaeo-ecology)感興趣。依他所見,這在當時仍屬新穎的學科,既可結合他對分類學的興趣,也可讓其興趣不至於被傳統分類學限制住,而可進一步探索古生物及其環境的關係。一九五三年,魯維克以第一名畢業,且獲得地質系、三一學院等機構的獎學金,以及政府的研究獎勵,讓他可以三年為期,於劍橋繼續鑽研古生態學。一九五五年,年僅二十三歲的魯維克被聘為劍橋大學地質學系的 “demonstrator”(相當於美國的助理教授),翌年更被選為三一學院的學生院士(junior research fellow)。

接二連三的榮譽與肯定並未讓魯維克就此停留在他已相對熟悉的古生態學領域。他亟思挑戰困難的博論題目,讓他可在地質學中站穩腳跟。魯維克的進取或與三一學院的氛圍有關。身為該院的學生院士,他可自在地向「古典」與「現代」領域中卓然有成的資深院士請益。這時的魯維克還未接觸到史諾的「兩種文化」;難怪,當他接觸到後,他無法接受當中「做人文者」與「做科學者」往往無法溝通,因為這並不是他在三一學院接受到的刺激。

接著,魯維克開始對「功能形態學」(functional morphology)感興趣,且把對象設定在雖有大量化石證據、然只有少量物種留存至今日、導致活體實驗與野外觀察幾近不可能的腕族類動物(brachiopods)。當他在標本館中檢視該動物的化石標本,欣賞其結構的對稱、揣摩其可能的功能時,他想起在哈羅公學時曾涉獵的生物學經典:愛德華・羅素(E. S. Russell)的《形式與功能》(Form and Function, 1916),特別是當中論及法國博物學者居維葉(Georges Cuvier, 1769–1832)的段落。

居維葉認為,透過緊密地將結構與功能整合在一起,每類生物得適應(adapt)其特定的生活模式(mode of life)。以此概念為出發點,居維葉大膽地重建他認為已然滅絕的長毛象(mammoth)與乳齒象(mastodon)的化石標本。魯維克認為,居維葉重組這些已滅絕之動物的概念與手法,有助於他對腕足動物之功能形態學的研究。於是,他到圖書館,閱讀居維葉的原典與相關手稿。

魯維克教授前期專注在以化石與現存腕族動物的功能形態學研究上。圖/Pixabay

他精準掌握了居維葉至當代的功能形態學系譜,再加上三一學院對其研究的支援,魯維克於一九五八年以〈化石腕族類的功能形態學研究〉(Studies in the Functional Morphology of Fossil Brachiopods)一文取得博士學位。翌年,他在深具影響力的《地質學雜誌》(Geological Magazine)上一口氣發表兩篇論文,宣告一名年輕地質學者的誕生,以及一個少為地質學者所知之取向的成熟。在後續七年間,魯維克持續探索化石與現存腕族動物的功能形態學,於一九六五年獲聘為劍橋地質系的講師(University Lecturer)。按當時劍橋的規定,這意味著魯維克已通過終身聘任制(tenure)的考驗,可在其喜愛的領域鑽研,直到退休。

如果說已被地質學者視為「歷史」的居維葉為魯維克的地質學帶來突破,那麼,他則以其地質學研究經驗為地質學史帶來新意。原來,在細讀居維葉的原典後,魯維克感到好奇,為何如此傑出的博物學者竟會拒絕接受當時已略具雛形的「物種會變化」的演化思想,並設法撲滅之?他開始閱讀生物學史的著作,且把握各種與科學史家交流的機會。讓他失望的,其在地質學的同儕就罷了,多數他遇見的科學史研究者,多不把居維葉當一回事,甚至認為居維葉的存在阻撓了演化論於法國的生成與傳播。

魯維克不免好奇,為何科學史研究者總以後見之明來評價居維葉,而不是回到居維葉所處的時代,設身處地理解居維葉的科學及其貢獻?為何科學史家會對居維葉深具突破性的功能形態學視而不見?同時,他也感到訝異,為何不管在研究材料的選擇上,科學史研究者會如此執著於文本,彷彿其研究對象不會以圖像溝通似的?魯維克認為,如此「重文本而輕圖像」的作法,恐怕會讓科學史研究者錯估科學知識生成與溝通的方式;因為,至少在地質學界,相較於文字,研究者更傾向以圖像來思考與溝通。

魯維克認爲科學史界「重文本而輕圖像」的作法,恐怕會讓科學史研究者錯估科學知識生成與溝通的方式。圖/Pixabay

最後,他也發現,相較於地質學者,科學史研究者似乎不做「田野」,也不把其研究對象的田野工作當一回事。同樣從地質學觀點,魯維克認為,不把田野及田野工作視為科學知識之生產地與實作,科學史家恐難以真正窺見科學研究者的心靈,遑論探究新理論生成的時空脈絡。於是,在一九六○年代,也就是魯維克逐步確立其在地質學的地位時,他也開始在科學史相關的期刊上發表論文,拋出前述疑問,並從地質學的觀點提出解答。對此,一位「柯廷翰女士」(Mrs Cottingham)居功厥偉。

原來,柯廷翰繼承了倫敦地質學會(Geological Society)之創建者與首位會長喬治.格林努格(George Greenough)的手稿。該手稿未經整理,也未有研究者使用過;柯廷翰希望魯維克能幫她整理,並據此撰寫格林努格的傳記。魯維克欣然答應。在整理並閱讀格林努格的手稿與通信的過程中,魯維克發現一落信件,以紅帶繫著,上頭有格林努格的筆跡,寫著「泥盆紀大爭議」(Great Devonian controversy)。在謄寫這批信件的過程中,魯維克得以重訪此當代地質學者已少有人知的爭議,理解科學爭議係如何生成、延燒與閉合。日後(一九八五),運用這批材料,魯維克完成其成名作;書名就叫做《泥盆紀大爭議:紳士專業者中科學知識的形塑》(The Great Devonian Controversy: The Shaping of Scientific Knowledge among Gentlemanly Specialists)。

一九六七年,當周遭的人都認為,這位三十五歲的年輕地質學者,會在自己的專業領域中持續耕耘,同時以歷史為副業或「娛樂」,直至退休,魯維克做了讓人驚駭的決定:他離開了地質系,轉至甫成立的科學史與哲學系任教。按魯維克日後的說法,當時的他,遭逢了中年危機;只是,有中年危機的不是他,而是他在地質學系的同儕。魯維克認為,相較於正在蓬勃發展的美國地質學,劍橋的地質學者似乎都在自己的舒適圈中做研究;當美國地質學界已培育出如古爾德(Stephen Jay Gould, 1941—2002)這樣優秀的新生代時,劍橋地質系顯得格外死氣沉沉。當這個他自一九五○年起便生活其中的系所不能再給予他智識上的刺激,魯維克決定出走。此舉激怒了他在系上的同儕,認為這是難以原諒的的背叛。魯維克不以為意,因為他已在自由學院巷的科學史與哲學系,找到他的新天地。

一九七四年,魯維克再度出走,至荷蘭自由大學(Free University)擔任「自然科學之歷史與社會面向」的教授。他的夢想是在該校建立科技與社會的研究群。他注意到,在愛丁堡大學,有群年輕的歷史學者、社會學者與哲學者,組成科學研究部(Science Studies Unit),以全新的視野,至少不是他曾大為感冒的輝格史觀,探索科學知識與其社會條件間的因果關係。他希望能在自由大學有個類似的部門,與日後被稱為「愛丁堡學派」的學者們,共同打造「科學研究」或說「科技與社會」此新興領域。

薩頓獎章是爲了紀念科學史學科的奠基人——比利時科學史學者喬治·薩頓而設立。圖/wikimedia

一九八○年,自由大學遭逢政治危機;魯維克的同儕、摯友與學術夥伴遭左翼學生攻擊,而校方並未捍衛校園中根本的學術自由,這讓魯維克憤而辭職。過來五年,魯維克帶著家人,過著顛沛流離的生活,以訪問學者的身分,在倫敦、劍橋、普林斯頓與耶路撒冷間遊走。一九八五年,普林斯頓大學聘魯維克為歷史系教授;魯維克希望能在該校打造科學研究的分支,未獲高層支持。一九八八年,魯維克轉至加州大學聖地牙哥分校任教;這回,他終於得到支持,於人文部門中建立以科學為對象的研究分支。在這段顛沛流離的日子裡,魯維克共出版了四本書;於一九九八年退休至今,他又出版了五本書,最新的一本即為各位手中的《地球深歷史》。二○○七年,幾乎就在哈羅公學校方要年輕的魯維克在古典與現代中做選擇的一甲子後,他獲頒美國科學史學會的最高榮譽薩頓獎章(George Sarton Medal),翌年被選做英國科學院院士。

兩種文化?

回到二○一四年十月二十四日當天,年邁但仍精力充沛的魯維克是如何看待史諾的「兩種文化」?首先,他不認為該說是錯誤的;因為,在其漫長的職業生涯中,他不時面臨要「選邊站」的壓力。再者,他也不認為兩種文化是通盤正確;因為,在同時浸淫在地質學與地質學史後,他認為,兩者的相似性遠大於對立,共同體現了人們對於知識的追求。第三,即便自然科學與人文學有其相似性,他也不認為,研究者就該追求某種大一統的知識體系,反而是在同中求異。顯然的,如果他沒有在尋找博論題材時,潛心閱讀居維葉的功能型態學,他恐怕不會在高度競爭的地質學中一支獨秀;同樣的,若沒有他在地質學中習得的基本功,他恐怕難以帶入圖像及田野工作的分析視野,在科學史界自成一家之言。

離指導老師對我的提醒,已經十四年了;即便我的學術成就遠遠夠不上魯維克教授及我的老師,身處在既有文組生又有理組生的臺大地理系,我還是不時板起臉來,提醒學生應該做這做那。每回做此建議,我還是不時會落入我當時的疑問,為何臺灣學生得閱讀一些從不同的社會與智識氛圍中長出來的作品,除了這些作品「很有名」以外?當然,我希望學生能自己尋找 “you should” 的答案,就如同本文呈現的「魯維克是誰、我為何要在意他」的探問旅程。

欣見《地球深歷史》中文版的出版,以及編輯林巧玲的邀請,讓我可以有機會把這趟追尋之旅化為一篇導讀。這不是一本科普書,更不是一本教科書;這是一個生長在獨特時空脈絡的人們、不論其在今日學術分工中的地位為何、不停追問自己是誰、又該往那裡去的故事,同時也是個不安於室、為尋求最多的知識刺激、不惜顛沛流離之學者的生命故事。作為臺灣人,我們非常熟悉「自己是誰、該往那裡去」與「文理組之爭」等情節;就我而言,這便構成 “you should” 的理由。

希望你能同意。

——本文摘自泛科學 2021 年 4 月選書《地球深歷史:一段被忽略的地質學革命,一部地球萬物的歷史》,2021 年 3 月,左岸文化

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左岸文化_96
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命名與測繪自然帶來的力量——《磐石紀事:追蹤 46 億年的地球故事》
貓頭鷹出版社_96
・2021/04/04 ・2665字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 561 ・九年級

命名與繪圖

  • 文 | 貝鳶業如

偉大的十八世紀瑞典生物學家林奈,將生物世界組織成有條不紊的階系,其間每種生物都有個名字,都在生命家譜中占有一席之地,由是確立了自然史各個分枝的課題。為事物命名是種近乎神聖的行為,是一種賦權且令人滿足的工作,而分類學(及大量的標本剝製)也在十八、十九世紀成為新興自然科學的主軸。維多利亞時代的自然史博物館體現了科學時代的精神;這些建築裡塞滿了填充過的鳥類、骨骼、化石、結晶等大自然奇珍,被命名、被馴服、埋葬在玻璃匣子裡。

地質領域中可資分類的東西(岩石、礦物、化石、地形、礦物沉積、褶皺、斷層等)之多,使這項工作一直持續到二十世紀。由於無法對這些特徵的形成,提出統一的起源模型,分類架構便使人對大自然的變化性,抱有一種有限且穩固的安心感。有些地質學實體(如礦物)很容易便落入定義明確的分類範疇,而十九世紀那些關於礦物的博學論文(如一八六九年耶魯大學教授戴納那卷帙浩繁的《礦物學手冊》)至今都還在使用,乃是史上同類概要書籍中最為完備者。

美國地質學、動物學和礦物學家詹姆斯 · 德懷特 · 戴納。圖/wikimedia

但其他的地質現象則拒絕被分類,連當時最聰明的人,也掙扎著要確立理想化的柏拉圖式分類範疇,好為難以駕馭的現實罩上結構。

由於經濟上的重要性,發展出一種普世的礦物命名法則在當時是第一要務,但後來證明了這實在是出了名的困難(某程度上而言,至今依然如此)。

以發現於某一特定地區的礦物為基礎的礦石譜系理論都各有特色,而分類架構總是與這些理論夾纏不清。

十八世紀晚期的歐洲到處都是礦業學校,德國、瑞典、法國的學程更是格外蓬勃。許多學程都只由一名遠見思想家和學徒組成,由學徒協助宣揚大師的體系。德國佛萊堡的「水成」學派是由莊嚴的韋納(一七五○~一八一七)領軍,他提出所有岩石和礦石沉積都自海水沉降而成的概念。而在瑞典的烏普薩拉,華勒流斯(一七○九~一七八五)執著於古老冶金學的金屬質變信念,而提出了一個現代觀念,認為了解礦石礦物的關鍵,在於其化學特性(而非顏色等外在的屬性)。在巴黎,由藥材商轉行成為礦物學家的魯埃(一七○三~一七七○)和他更為知名的學生拉瓦榭(一七四三~一七九四),也發展出關於岩石和礦石本質與分布的早期理論。

不過,這些理論只有少數對真正的採礦實務造成影響;礦工的經驗和直覺大體上還比較可靠些。但這些礦業學校卻標示著一種重要的新哲學:地球及其礦物資源是可以分析的,最終也是可以理解的。

被稱為「現代地質學之父」的詹姆斯 · 赫登。圖/wikimedia

赫登的均變說原理(參見第二章)是以他在愛丁堡和蘇格蘭邊界所觀察的岩石為基礎,之後再將地球「合理化」而成。他對西卡角非整合的解釋及其所「發現」的時間深處,顯示主宰地球過去的物理定律,也同樣主宰著現在(赫登的觀察也記錄下火成岩的存在,這是對韋納等水成論者的一記重擊)。

赫登的著作似乎肯定了地球的行止有其邏輯而且可靠,或許不是一成不變,但卻能夠為人所理解:在這個球體的固態部分觀察到明顯無序和混亂的哲學家,現在導出一些結論:以前地球的組成裡,曾經存在過一種較有規律也較一致的狀態;過去曾發生過一些毀滅性的改變;地球的最初結構,已被不論是自然或超自然因素所導致的某些猛烈活動打斷和干擾。

此類結論都是由地形外觀推導而得,而現在,在我們努力要建立的理論當中,所有這些地貌都有了最完美的解釋⋯⋯在解釋實際存在之物時,根本就不需要訴諸任何非自然的邪惡假說、任何大自然裡的毀滅性意外事件,或超自然原因的介入。

我們很滿意地發現,大自然有其智慧、體系和一致性⋯⋯我們當前詢問的結果便是:我們並未發現開始的痕跡,也看不到結束的可能。

科學闡釋的時代與歐洲人在美洲、非洲和南太平洋殖民定居的時間相一致(也一向被用來當作這些行為的合理化藉口)。

探險行動的目的,是要記載下邊土的動、植物和礦物寶藏。劉易斯與克拉克所帶領的一八○三至一八○六年北美考察行動,留下了一些細節豐富、有著細心插圖的筆記本,正是這些官方委託製作的報告當中最好的一批。在美國,為了評估並測繪全國的資源,聯邦和州都成立了地質調查處。這些機構負責進行普查,也就是從事計數和估價,對無限和模糊的有限做出推算。

領導多次重要地質調查的約翰 · 威斯利 · 鮑威爾與科羅拉多河的原住民領袖合照。圖/wikimedia

地質調查處主任鮑威爾(他本人曾領導過一次大規模的美西地質探查)於一八八八年向國會提出第七屆地質年度調查報告,他在其中提到,製作精確美國地形地質地圖的計畫,在戰略上所具有的重要性。

鮑威爾是第一個繪製科羅拉多河下游和大峽谷地圖的人,他對地圖的力量大感讚嘆。地圖就跟分類架構一樣,賦予使用者一種自己擁有所繪題材的感覺。地圖將荒野微型化到可以握在手中、可以用心眼去觀看。

地圖與調查對一八六二年的「美國公地放領法案」和一八七二年的「公眾採礦法」至為重要,兩者都以洛克的原則為基礎,認為任何耕耘一小片土地(且能界定其範圍)的人,便是該土地的合法擁有者。

公地放領法案一直沿用到二十世紀(直到一九七七年才廢止!),公眾採礦法直到今天都還有效。公眾採礦法是駭人的過時立法,現在仍舊容許任何人能以低於每英畝五美元的費用,在公有土地上搜尋並萃取礦物,卻完全沒有考慮到此舉可能導致的環境損害。這些聯邦政策及其背後的哲學,也導致史上最嚴重的體制性社會不義——美國政府一再地違反與北美原住民族所簽署的條約。

這些原則都是洛克財產權加值原則的思想外延,亦即能夠理解、命名和測繪自然的人,就有權剝削自然,但原住民的命名和認知體系卻不被承認為合法。

這張圖片的 alt 屬性值為空,它的檔案名稱為 8694806_R-628x628.jpg
——本文摘自《磐石紀事:追蹤 46 億年的地球故事》,2020 年 12 月,貓頭鷹出版社
文章難易度
貓頭鷹出版社_96
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