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錄音帶才不只是文青復古小物!來看數據磁帶如何在網路時代穢土轉生

羅夏_96
・2021/08/04 ・4351字 ・閱讀時間約 9 分鐘

編按:「磁帶」一度從80年代蝦趴到90年代、更可說是蘋果電腦經典產品ipod的始祖!本文旨在讓00後的讀者認識這個傳奇發明、90後的朋友溫故知新、80後的朋友以古鑑今!

《咒術迴戰》中的七海健人有云:「枕邊掉的頭髮越來越多,喜歡的夾菜麵包從便利商店消失,這些微小的絕望不斷積累,才會使人長大。」——泛科《童年崩壞》專題邀請各位讀者重新檢視童年時期的產物,讓你的童年持續崩壞不停歇 ψ(`∇´)ψ

你看過下面的酷東西嗎?對稍有年紀的讀者來說,它乘載了滿滿的青春回憶。但對年輕的讀者來說,卻可能看都沒看過⋯⋯

認識錄音帶已變成會暴露年齡的一種事。圖/pixabay

這東西的名稱是「磁帶」,可用來記錄各類資訊。1980 ~ 1990 年代是它的黃金年代,從音樂影視到電腦資料,都是用磁帶做為儲存媒介。各大科技公司也針對磁帶設計出不少經典的影音播放器,例如大名鼎鼎的 Sony Walkman 隨身聽。但隨著 MP3 等儲存媒介飛速發展,磁帶逐漸遭市場淘汰,也讓不少人都認為它跟 BB call 一樣走入歷史。但事實上,磁帶不僅沒有消失,甚至在專業領域浴火重生,成為許多高科技公司和科學單位所仰賴的重要儲存工具。接下來,讓我們一起來看看磁帶的前世與今生吧!

磁帶的作用原理

在講磁帶的歷史前,我們得先了解磁帶背後的作用原理。

磁帶是磁儲存 (Magnetic storage) 的一種方式,那甚麼是磁儲存呢?簡單來說,是將資料儲存在磁性媒介上的技術

磁儲存背後所應用的原理是「電磁感應」和「電流磁效應」。電磁感應是磁場的變化會產生電流的「磁生電」效應;電流磁效應則是電流的變化會產生磁場的「電生磁」效應。這兩種效應就讓科學家對資料記錄產生的新想法:既然電可生磁、磁也可生電,那將電訊號轉換成磁場並記錄在磁性物質上,之後再用這些被記錄的磁場轉換回電訊號,不就能實現資料的儲存和輸出嗎?而這個想法正是磁儲存的基本原理。

當我們要寫入資訊的時候,訊號所產生的電流會讓記錄頭 (Record head) 的電磁鐵產生磁場,而這個磁場就會改變磁帶上磁粉的排列方式,如此便將資訊以磁場排列的方式記錄下來。而要讀取的時候只要反過來,讓讀取頭 (Playback head)根據磁粉排列所產生的磁場反向產生電流,就能將資訊讀出了。

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http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Audio/imgaud/tape.gif
磁帶的作用原理。圖/。Tape Recording Process

磁帶發展史

1888 年,美國的工程師 Oberlin Smith 發表文章,認為應用電磁感應和電流磁效應的原理,就能設計出磁儲存的留聲機,不過 Smith 並沒有將他的想法付諸實現。而丹麥的工程師 Valdemar Poulsen 根據 Smith 的文章,在 1898 年成功設計出第一款應用磁儲存的留聲機,不過他使用的是磁性物質是細鋼絲而非磁帶。

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f9/Telegrafon_8154.jpg/1280px-Telegrafon_8154.jpg
Valdemar Poulsen設計的磁線留聲機,如今保存在丹麥科學與技術博物館裡。圖/維基百科

Poulsen 的發明是磁儲存技術的重大突破,不過人們很快就發現用細鋼絲來記錄聲音的效率並不高,而且儲存不易,於是不少科學家紛紛投入研究改良。當時大部分的科學家都把改良的重點放在細鋼絲上,而德國的工程師 Fritz Pfleumer 則另闢蹊徑。Pfleumer 認為既然是要記錄磁場,那把細鋼絲改為塗上帶有磁粉的紙帶,理論上也有記錄效果,而且這樣便於製造和儲存,而後續的實驗證實他的想法沒錯。於是在 1928 年,Pfleumer 設計出世界上第一款磁帶錄音機。

Fritz Pfleumer和他設計的磁帶錄音機。圖/維基百科

1935 年,德國 AEG 公司得到 Pfleumer 的授權,開始量產磁帶錄音機 – Magnetophon。不過 Magnetophon 不僅昂貴而且也很難操作,因此只有軍方在使用。但在二次大戰後,隨著錄音磁帶在世界各地的使用率上升,越來越多公司開始研發更好的磁帶錄音機。

1958 年,美國的 RCA 公司開發出第一款盒式錄音磁帶,用塑膠外殼保護磁帶,並設計成可翻面播放。該產品的錄音時長和品質都與後來的卡式錄音帶相當,但因體積過大,並未在市場上獲得成功。不過該錄音磁帶卻成為其他公司產品研發的重要參考指標。

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1962 年,飛利浦公司發明了緊湊型磁帶,也就是我們所熟悉的「卡式錄音帶」,並於次年開始在歐洲市場被使用。當時在市場上流通的錄音磁帶有很多格式,而飛利浦公司為了搶佔市場,在 1964 年公開了卡式錄音帶的專利與格式,讓所有廠商都能免費使用。這一舉動確實讓飛利浦的卡式錄音帶一躍成為市場主流,其主要競爭對手 – 日本的索尼也不得不放棄自己的錄音帶發展計畫。

卡式錄音帶 (左)和 RCA 公司的盒式錄音帶 (右)。圖/維基百科

卡式錄音帶成為市場主流後,很快就被應用在流行音樂的播放上,而各家公司也積極地推出更好的音樂播放器。索尼雖然沒有開發出屬於自己的錄音帶,但他們在 1979 年推出世界上第一款卡式錄音帶隨身播放機 – Walkman。Walkman 的出現將卡式錄音帶推向高峰,索尼也靠卡式錄音帶和 Walkman 賺進大筆鈔票。

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/Firstwalkman.JPG
Sony Walkman 隨身聽。圖/維基百科

不過正所謂「盛極而衰」。隨著光碟和 MP3 格式在 1990 年代出現,卡式錄音帶和播放器就逐漸被 CD 和 CD 播放器所取代。2001 年,蘋果公司推出的 iPod MP3 隨身聽更是打下 Walkman 的龍頭寶座。之後卡式錄音帶就逐漸淡出大眾的生活。雖然卡式錄音帶確實退出歷史舞台,但磁帶卻沒有消失。在其他領域中,磁帶仍舊發光發熱!

磁帶的今生——數據磁帶

雖然磁帶是為了記錄聲音所開發的,但它也能記錄電腦數據。1951 年,磁帶首次被應用在記錄電腦數據上。雖然當時使用的磁帶體積非常大,能記錄的資訊也很少,但其潛力仍被科技巨頭 IBM 所看上。隨著 IBM 不斷對磁帶進行改良,1970 年代開始,電腦用磁帶 (或稱數據磁帶) 成功進入商業市場,其體積與價格不僅都是一般家庭所能負擔的,也成為個人電腦儲存數據的標準配備。

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但隨著光碟和硬碟的快速發展,數據磁帶在 2000 年以後也逐漸淡出電腦數據儲存的領域。正當許多人認為,數據磁帶也和卡式錄音帶一樣要退出歷史舞台時,它卻走出嶄新的一條路。

講到電腦數據的儲存,我們首先都會想到硬碟和固態硬碟,畢竟你我現在都在用,那磁帶是如何回到這領域上呢?這得益於 IBM、惠普和希捷三家公司於 1997 年聯合建立的磁帶協議——線性磁帶開放技術 (Linear Tape Open, LTO)。LTO 簡單來說是由三家公司共同開發的磁帶技術,旨在提升磁帶的性能。LTO 也像蘋果的 ios 系統一樣會定期發布新的版本,目前最新的 LTO – 9 數據磁帶,其數據的讀寫能力已不輸硬碟,而且儲存容量更達到 18 TB (若數據經壓縮後,容量可達 45 TB )。另外比起硬碟和固態硬碟,數據磁帶在資料儲存上有以下三個優勢:

  1. 網路防駭:磁帶需要磁帶機才能讀寫數據,而磁帶平時都是放在磁帶庫裡做保存,這種狀態等同設下了物理防護來隔絕駭客的攻擊,讓數據丟失和被篡改的機會降低。
  2. 資料保存:磁帶的損毀如斷裂也會丟失數據,但斷裂後的磁帶重新接上後,僅造成數百 MB 的數據損失。對於存放數據量為 TB 等級的專業儲存設備來說,這點損失可說是小事一樁。而硬碟的損毀非常容易導致數據的整個丟失,就專業儲存設備來說很嚴重。
  3. 成本低廉:1 TB 容量的硬碟售價約為 50 美元,相同容量的磁帶價格僅需 5美元。而且磁帶比硬碟更耐用,一般硬碟的壽命約為 10 年,而磁帶只要保存得當,數據保存數十年不是問題;另外硬碟運行需要電力(有時需要針對硬碟的發熱準備額外的降溫設備),而磁帶本身不耗電,只有在磁帶機中讀寫數據時才需耗電,因此比起硬碟更節省電力。
LTO-2數據磁帶。圖/維基百科

這些優勢讓有著巨量數據的科技公司 (如 Facebook 和 Google)和科學單位(CERN 和 NASA),甚至是對數據安全性有較高要求的機構 (如銀行和國家檔案館)都選擇使用磁帶來儲存數據。

2011 年,Google 的信箱 Gmail 因一次更新的 Bug,意外地刪除了 40000 多個賬戶的郵件。雖然 Google 一直有在多個數據中心用硬碟儲存數據副本,但仍有部分數據無法恢復。所幸這些數據都有備份到數據磁帶裡,才得以恢復。

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看到這兒,估計有些讀者已經想入手一塊 LTO 的數據磁帶了。不過別著急,上面的優點只針對有一定財力的公司和機構,一般大眾可享受不到這些好處。

磁帶聽起來很棒,想要趕快入手?修但幾勒,事情沒你想的那麽簡單!圖/giphy.com

首先磁帶是比硬碟便宜很多沒錯,但磁帶機可不便宜,磁帶機的價格至少都是幾千美元起跳。另外磁帶雖然能保存很久,但那是在恆溫、恆濕的專門儲存空間,想必你不會為了磁帶專門設立這樣的環境。所以數據磁帶的優點放在一般大眾的需求上,反而變成缺點。因此在一般的資料儲存上,硬碟和固態硬碟依舊是把磁帶壓在地上打。不過倒不是磁帶不先進,而是它先進到我們的錢包配不上它⋯⋯

LTO 磁帶機的價格,單位是美元。圖/IBM網站

隨著網路的快速發展,網路所產生的數據量已越來越高。根據國際數據資訊公司的資料顯示,網路的數據正以每年 30% – 40% 的速度增長,但目前硬碟容量增長的速度不到這個速度的一半。而數據磁帶的儲存容量正以每年 33% 的速度增長,並且沒有放緩的跡象。同時隨著磁帶機的發展,現在數據磁帶的讀寫速度已不輸固態硬碟了。因此不少人認為,磁帶很有可能成為未來儲存大數據的首選。

一些技術和發明從我們的日常生活中消失,往往是因為它們跟不上時代。但磁帶的例子告訴我們,它從我們的生活中消失後,反而在資料儲存的領域上變得更先進了。而磁帶做為我童年記憶的一環,看到它不僅沒有被時代淘汰,至今仍在專業領域上發光發熱,也讓我感到欣慰。

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當然不只磁帶,同樣逐漸被遺忘的光碟,或許未來突然來個重大的技術突破,讓它來個絕地大反攻,再次稱霸資料儲存界也不是沒有可能!

  1. Magnetic Tape
  2. Magnetic storage
  3. Cassette tape
  4. Linear Tape-Open

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羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟

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「別來無恙」不只是招呼
顯微觀點_96
・2025/04/12 ・2349字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文轉載自顯微觀點

圖/照護線上

我最親愛的 你過的怎麼樣  沒我的日子 你別來無恙   -張惠妹《我最親愛的》

常常聽到「別來無恙」的問候,其中的「恙」就是指「恙蟲」。在唐朝顏師古的《匡謬正俗》一書中便提到:「恙,噬人蟲也,善食人心。古者草居,多移此害,故相問勞,曰無恙。」用以關心久未見面的朋友沒有染讓恙蟲病、一切安好。

而清明節一到,衛福部疾管署便會提醒民眾上山掃墓或是趁連假到戶外踏青,要小心「恙蟲病」,就是因為每年恙蟲病的病例數從4、5月,也就是清明假期左右開始上升;到6、7月達最高峰。

Qingming Or Ching Ming Festival, Also Known As Tomb Sweeping Day In English, A Traditional Chinese Festival Vector Illustration.
圖/照護線上

但恙蟲病到底是什麼樣的疾病呢?恙蟲病古時被稱為沙虱,早在晉朝葛洪所著的醫書《肘後方》提及,「初得之,皮上正赤,如小豆黍米粟粒;以手摩赤上,痛如刺。三日之後,令百節強,疼痛寒熱,赤上發瘡。」

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恙蟲病是一種病媒傳播的人畜共通傳染病,致病原為恙蟲病立克次體(Orientia tsutsugamushi或Rickettsia tsutsugamushi),被具傳染性的恙蟎叮咬,經由其唾液使人類感染立克次體。而感染立克次體的恙蟎,會經由卵性遺傳代傳立克次體,並在每個發育期中,包括卵、幼蟲、若蟲、成蟲各階段均保有立克次體,成為永久性感染。

感染恙蟲病可能引起危及生命的發燒感染。常見症狀為猝發且持續性高燒、頭痛、背痛、惡寒、盜汗、淋巴結腫大;恙蟎叮咬處出現無痛性的焦痂、一週後皮膚出現紅色斑狀丘疹,有時會併發肺炎或肝功能異常。 恙蟲病的已知分佈範圍不斷擴大,大多數疾病發生在南亞和東亞以及環太平洋地區的部分地區;台灣則以花東地區、澎湖縣及高雄市為主要流行區。

比細菌還小的立克次體

立克次體算是格蘭氏陰性菌,有細胞壁,無鞭毛,革蘭氏染色呈陰性。但它雖然是細菌,但是嚴格來說,更像是細胞內寄生生命體,生態特徵多和病毒一樣。例如不能在培養基培養、可以藉由陶瓷過濾器過濾、只能在動物細胞內寄生繁殖等。大小介於細菌和病毒之間,呈球狀或接近球形的短小桿狀直徑只有0.3-1μm,小於絕大多數細菌。

最早發現的立克次體感染症的是洛磯山斑疹熱(Rocky mountain spotted fever);由美國病理學家立克次(Howard Taylor Ricketts,1871-1910)所發現。

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1906年立克次到蒙大拿州度假,發現當地正在流行一種叫做洛磯山斑疹熱的傳染病,病患會出現頭痛、肌肉痛、關節疼痛的症狀,之後皮膚會出現出血性斑塊。當時沒有人知道是什麼原因造成這個疾病。

立克次一開始以顯微鏡觀察病患血液,發現一種接近球形的短小桿菌,但卻無法體外培養。而他將帶有「短小桿菌」的血液注射進天竺鼠體內,或是以壁蝨吸食患者血液再咬天竺鼠,發現天竺鼠也會染病。另外,他試驗各種節肢動物來做為媒介,發現只有壁蝨能夠成為傳染窩進行傳播。

立克次釐清了洛磯山斑疹熱的成因與傳染途徑,但因為無法在體外培養基培養這個病原菌,他並未加以命名。

後來其他研究者從斑疹傷寒等其他疾病也發現無法在培養基生長、必須絕對寄生宿主細胞的類似細菌,並為了紀念立克次的貢獻,而命名為「立克次體」。

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而立克次體不只一種,因此引起的疾病也不只有恙蟲病。在台灣列為法定傳染病的還有由普氏立克次體(Rickettsia prowazekii )引起的流行性斑疹傷寒,透過體蝨在人群間傳播;由斑疹傷寒立克次氏體(Rickettsia typhi)造成的地方性斑疹傷寒,由鼠蚤傳播至人體。另外還有由立氏立克次體(Rickettsia rickettsii)所引致的洛磯山斑疹熱等。

立克次體透過傳統革蘭氏染色的效果非常弱;因此常用一種對卵黃囊塗片中立克次體進行染色的方法,以利光學顯微鏡觀察。現在,這項技術常用於監測細胞的感染狀態。

受限於光學顯微鏡的解析度,許多科學家也使用電子顯微鏡來對立克次體與宿主細胞相互作用的精細結構進行分析。例如分別引起流行性斑疹傷寒、洛磯山斑疹熱和恙蟲病的立克次體,外膜組織就能透過電子顯微鏡看到些許的差別,有的外膜較厚,有的則是外膜內葉和外葉倒置。

立克次
卵黃囊塗片立克次體的顯微影像,其尺寸範圍為 0.2μ x 0.5μ 至 0.3μ x 2.0μ。立克次體通常需要使用特殊的染色方法,例如Gimenez染色。圖片來源:CDC Public Health Image Library

做好預防就能別來無「恙」

根據疾管署統計,今(2024)年至 4 月 1 日恙蟲病確定病例已累計至 2 8例,高於去年同期。

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立克次菌無法在一般培養基培養,雖然可用接種天竺鼠或雞胚胎來分離病原確診,但基於實驗室生物安全操作規定,通常以免疫螢光法、間接血球凝集、補體結合等檢查抗體的方式來檢驗。

恙蟲病可用抗生素治療,若不治療死亡率達 60%。但最好的預防方式還是避免暴露於恙蟎孳生的草叢環境,掃墓或是戶外活動最好穿著長袖衣褲、手套、長筒襪及長靴等衣物避免皮膚外露。離開草叢後也要盡速沐浴和更換全部衣物,以防感染。

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。

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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

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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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F 編_96
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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💃