與 Google 同樣強大——Chrome 代表神獸「小恐龍」之探討｜2021 數感盃｜高中專題｜銀獎

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

流傳了六千萬年的血液！找到疑似暴龍的血管和細胞

體認到 DNA 不能持續存在個幾千年，讓大家失望不已。也因此，所有那些聲稱找到數百萬年前昆蟲、植物和細菌 DNA 的投稿文章，最後全都被學術期刊拒絕。

然而，要是恐龍化石中存在有其他種類的蛋白質呢？好比說骨骼中特定的蛋白質？一九九七年發表了一篇發現恐龍血跡的文章，又為大家帶來新希望。

由瑪麗．史懷哲（Mary Schweitzer）領導的蒙大拿州立大學（Montana State University）的研究團隊表示，他們已經從保存完好的暴龍骨骼中抽取出蛋白質和血液化合物。

若真是如此，這將使我們對恐龍的生理學有更進一步的認識——它們的血紅蛋白結構可能會提供攜氧能力的線索，解決恐龍是否為溫血動物的爭議。

瑪麗．史懷哲因為受到一具保存異常完好的暴龍骨架所啟發，而展開她尋找古代蛋白質的探尋。「就某些方面來看，它幾乎與現代骨骼相同，並沒有受到礦物質的填充，」她說。

外面一層緻密的骨層似乎阻止了水分進入，所以內部的骨骼看來和新鮮的一樣。史懷哲鑑定出這些內部區域的蛋白質和可能的 DNA。她這樣描述當時的興奮之情：

實驗室裡充滿了驚奇的低語聲，因為我注意到血管內有一些我們以前從未注意到的東西：微小的圓形物體，呈半透明的紅色，中間則是黑色的。

然後一位同事過來看了看，大喊道：「你找到紅血球。你找到紅血球了！這看起來就跟一塊現代骨骼一樣。

但是，當然，我無法相信。我問實驗室的技術員：「這骨骼畢竟有六千五百萬年的歷史。紅血球怎麼可能保存那麼久？」

然後我們對這根可能含有紅血球的骨骼進行測試。骨骼中似乎確實含有血紅素，這是血液中的血紅蛋白分子上負責攜帶氧氣的那部分。

血紅素呈紅色，這也是血液呈紅色的原因，因為這當中富含鐵，在與氧氣結合時就會呈現紅色，這有點類似鐵生鏽時會出現顏色變化的原理。

質疑：這些是恐龍本身的組織，還是外來汙染？

然而，許多其他科學家質疑這些報告，並認為骨骼中富含鐵的痕跡與血液或血液製品無關，可能只是這動物在遭到掩埋很長時間後進入骨骼的鐵質。

在受到許多評論——有些公平，有些可能不公平——後，瑪麗．史懷哲和她的團隊在二〇〇五年又在《科學》雜誌上發表了一篇後續文章，題為「暴龍的軟組織血管和細胞保存」（Soft-tissue vessels and cellular preservation in Tyrannosaurus rex）。

她的團隊溶解掉一些四肢部位堅硬骨骼的磷酸鈣，留下了由狹窄的血管組成的殘留物，其中包含可以擠出的圓形物體。

脫礦後的骨骼基質是纖維狀的，並保留了一些原始彈性——在一根將近有七千萬年的化石上，這是非常驚人的。

在後來針對相同材料的研究中，史懷哲和她的同事進行了一系列生化測試，試圖證明這些彈性纖維線是由膠原蛋白組成，就像在原始骨骼中那樣。

骨骼通常由兩種主要材料組成：磷灰石礦化針，這是一種磷酸鈣，會嵌入在纖維性的膠原蛋白中。正是這種彈性蛋白質和硬礦物質的結合，賦予活體骨骼有趣的特性，讓骨骼能夠彎曲（在某個角度範圍內），但彎太大還是會脆裂折斷。

在沒有磷灰石晶體的地方，膠原蛋白形成軟骨，這種柔軟的材料讓我們的耳朵和鼻子變硬，也是鯊魚骨骼的主要成分。

不久之後，在二〇〇八年，托馬斯．凱耶（Thomas Kaye）及其同僚將重新解釋所有這些化石發現，指出這全是人為因素所造成的。他們說，這個疑似血管的構造可能是細菌膜，而所謂的紅血球只是黃鐵礦晶體，是一種硫化鐵礦物。

反轉、反轉再反轉，究竟誰比較靠近真相？

瑪麗．史懷哲對這些批評並不買單，到了二〇一五年，她的研究似乎得到了另一個研究團隊的證實，他們表示從八塊白堊紀時代的恐龍骨骼中取得膠原蛋白和紅血球。

然而，到了二〇一七年，又有一篇文章發表，曼徹斯特的麥克．巴克萊（Michael Buckley）及其同事顯示，這些暴龍的膠原蛋白主要是由實驗室汙染物、土壤細菌以及鳥類血紅蛋白和膠原蛋白所組成的。

他們特別指出，那個所謂的恐龍蛋白質與現代鴕鳥的序列相吻合——這是很容易出錯的地方，若是在分析化石材料的實驗室中，也處理這些現代生物的樣本，就會出現這樣的錯誤。

然後，情況變得比較明朗。在二〇一八年的一篇論文中，耶魯大學的博士生亞斯米娜．偉曼恩（Jasmina Wiemann）帶領的一個小組再次研究了那些去除所有礦物質後的化石骨骼中的血管和其他褐色物質。

她進行了一連串複雜的測試，發現這些血管和組織都是真的，但其組成已經不是最初的蛋白質，可能只有膠原蛋白還保持原樣。

其他的成分都已腐爛，轉變成另一種形式，稱為N－雜環聚合物（N-heterocyclic polymers）——所以事實上，瑪麗．史懷哲是對的，她發現的確實是血管、皮膚細胞和神經末梢的一部分，只是在化石化的過程中，蛋白質發生本質上的轉變。

原始的膠原蛋白有可能被保存下來，但處理時必須格外小心，確保它沒有受到汙染。在一九九二年，荷蘭研究人員傑哈德．麥瑟（Gerard Muyzer）從兩隻白堊紀恐龍的骨骼中找到另一種骨蛋白，稱為骨鈣素（osteocalcin）。

骨鈣素存在於所有脊椎動物的骨骼中，其作用類似於荷爾蒙，可以刺激骨骼修復以及其他生理功能。骨鈣素是一種堅韌的蛋白質，可以非常牢固地與骨礦物質結合，正是因為如此，似乎可以逃過腐化的命運。

它也是一種相對較小的蛋白質，由大約五十個胺基酸組成。在二〇〇二年，曾經為一隻五萬五千年前的野牛化石的骨鈣素分子進行完整定序。也許有一天，我們也可以幫恐龍的骨鈣素定序。

雌、雄恐龍長得到底一不一樣？

長久以來古生物學家一直認為，恐龍具有雌雄二形性，也就是兩性的外觀不同，至少有些種類是如此，就如同之前在第四章中看到的。

在過去，有人曾認為晚白堊世長角的角龍類和長冠的鴨龍類這些植食性動物是如此，牠們的骨架組成大同小異，只是頭上頂著的冠或角不同。

但若根據這種說法，奇怪的案例就出現了：所有的雄性會在一個時期都生活在一個地方，而所有的雌性，也就是頭骨稍微有些差異的個體，則碰巧在另一個時期生活在另一個地方。

這個例子讓假設完全無法成立！

然而，近來恐龍的雌雄二型性再度成為焦點，因為現在我們可以辨識一些羽毛顏色和圖案細節。

現在普遍認為，許多恐龍的羽毛可能是用於展示，而條紋和頭冠則暗示著雄性在交配前的求偶展示，就跟多數鳥類一樣，而這正是性擇在恐龍演化中扮演的關鍵作用，如之前在第四章所提到的。

髓質骨，也許是破解恐龍性別的關鍵！

最棒的是，我們或許能夠根據這些明確的證據來辨別某些恐龍的性別。

大多數的雌鳥都長有一種特殊的骨骼叫做髓質骨（medullary bone），這是一種填充髓腔的海綿狀骨骼，會出現在某些肢體骨骼的核心。

在現代鳥類中，最初是一九三四年在鴿子身上注意到，然後在麻雀、鴨子和雞的骨架中也有觀察到。鳥的身體可以很快生成髓質骨，也可以很快地將其拆解回收，算是一種鈣質的儲藏庫，在需要形成蛋殼時可以快速釋出原料。

後來的研究發現，所有的現代鳥類都是如此。

生理實驗顯示，在雌鳥開始產卵時，髓質骨會在整套骨架的許多骨骼核心累積，然後隨著鈣進入發育中的蛋殼而減少。髓質骨的發育和轉移會隨著季節而出現週期性的變化，主要是受到雌激素（Oestrogen）和其他與繁殖週期相關的荷爾蒙所控制。

二〇〇五年，瑪麗．史懷哲首次在現代鳥類之外的暴龍身上發現髓質骨。從那時起，也陸續在其他獸腳類恐龍和鳥臀目中的腱龍（見隔頁）和難捕龍（Dysalotosaurus），以及已滅絕的孔子鳥和企鵝（Pinguinis）中發現。

由位於開普敦的南非博物館的阿努蘇亞．欽薩米－圖蘭（Anusuya Chinsamy-Turan）及其同僚所發表的一篇關於孔子鳥的研究特別有說服力，因為他們證明鑑定出髓質骨的化石都是雌性標本（參見下圖）。

在中國博物館蒐集到的數千個烏鴉大小的孔子鳥標本中，已經確定出雌雄兩性的形態。

有一個非常經典的標本是在同一塊石板上同時有雄鳥雌鳥——推測是雄鳥的那隻，長有旗桿般的長尾羽，而假設是雌鳥的那隻則沒有。

因此，就跟現代鳥類一樣，雄性長有荒謬的裝飾品，以便向較為敏感但外表單調的雌性炫耀，試圖展現牠強韌的特性，暗示牠將會是一個好父親。

欽薩米－圖蘭及其同僚在一個顯微切片中發現了位於內腔的髓質骨，其海綿狀的骨組織與一般較為規則和緻密的骨骼完全不同。髓質骨只有在雌性身上發現，從來沒有在雄性身上發現——雖然也不是所有的雌性都有，因為牠們死時並非都處於繁殖季。

不過，在其他例子中對於髓質骨的功能則還有爭議，比方說有研究指出在暴龍和異特龍等大型恐龍身上也有發現髓質骨。他們提出另一種解釋，認為些大型恐龍中之所以有海綿骨，可能與生長突增（growth spurt）有關。

有些體形較大的恐龍，生長速度非常快，幾個月內，體重可增加數百公斤，因此會需要快速取得和調動鈣質，我們將在第六章談這類恐龍。

在現生鳥類，甚至是化石鳥類中，髓質骨的存在是為了繁殖，這一點毋庸置疑，但只有在小型恐龍身上發現這類骨骼，也許是因為產卵對牠們來說是一項巨大工程，就像對今天的鳥類一樣。

深入研究恐龍骨骼，認識牠們的生理機能和交配行為是一回事，但我們到底能不能一如本章開頭的主題所問的，設計出一隻活生生的恐龍呢？

——本文摘自《誰讓恐龍有了羽毛？ 》，2022 年 7 月，臉譜出版。

• 作者 / 史提夫．布魯薩特（Steve Brusatte）
• 譯者 / 黎湛平

暴龍家族的故事要從二十世紀初、名列暴龍科暴龍屬「霸王龍」的發現說起。當時，有位研究暴龍的科學家是老羅斯福總統（Theodore Roosevelt）孩提時代的老友，和老羅斯福同樣熱愛大自然、喜歡冒險：他的名字是亨利．奧斯本（Henry Fairfield Osborn）。一九○○年代初期，奧斯本可謂美國最引人注目的科學家之一。

奧斯本曾任紐約市美國自然史博物館館長，也是美國文理科學院（American Academy of Arts and Sciences）主席，甚至還在一九二八年登上《時代》（Time）雜誌封面。但奧斯本可不是普通科學家。他出身富貴：父親是鐵路大亨，舅舅則是併購教父、J．P．摩根公司的創始人約翰．摩根（J.P.Morgan）。紐約市內每一處壁木厚實、菸氣瀰漫的祕密俱樂部―標準美國南方佬風格―會員名單上似乎都能找到他的名字。奧斯本若不在博物館研究化石，大多時候都在紐約菁英位於上東區觥籌交錯的閣樓裡，談笑風生。

世人記憶中的奧斯本並不討人喜歡。他風評不佳，利用其財富與政治人脈推動優生學，滿肚子種族優越感，視移民、少數民族、窮人為敵。有一次，奧斯本甚至還組了一支科學探險隊，前往亞洲尋找最古老的人類化石，想證明他身上流的血絕不可能源自非洲―他無法想像自己竟是「低等種族」的後代。難怪他在今日多被貶為不值一提的偏執狂。

要是我身處「鍍金時代」（Gilded Age）的紐約，大概也不會想跟奧斯本這種傢伙一起喝啤酒吧（其實比較可能是花俏的雞尾酒。話說回來，我猜他可能根本不屑坐在我旁邊，對我異族味兒十足的義大利姓氏萬分戒備）。話雖如此，奧斯本毫無疑問是個非常聰明的古生物學家，甚至可說是相當優秀的科學管理人才。任職美國自然史博物館館長期間（這座博物館地位崇高，宛如大教堂聳立在紐約中央公園西側，也是我博士研究的地方），奧斯本做了他職業生涯中最棒的決定之一：指派眼尖心細的化石收藏家巴納姆．布朗前往美國西部尋找恐龍化石。

我們曾在上一章短暫介紹過布朗（那個老了許多歲的他在懷俄明州豪伊化石場挖掘侏儸紀恐龍化石）。布朗是最不像英雄的英雄人物。他在堪薩斯州的小村莊長大，基本上是個煤礦公司設置的小城鎮，居民只有寥寥數百人。他的雙親說不定是受到馬戲團大亨「費尼爾斯．泰勒．巴納姆」（P.T. Barnum）啟發才給他取了「巴納姆」這個花俏的名字，期許他有朝一日能逃離辛苦乏味的農村生活。小巴納姆身邊沒什麼說話對象，但他有大自然作伴，因此他深深迷上了岩石、動物殼這類玩意兒。他甚至在自己家裡弄了一座小小博物館―我弟在看完電影《侏儸紀公園》以後也做過類似的事（他也是恐龍迷）。後來，巴納姆進大學念地質，二十出頭就離開沒沒無聞的家鄉、來到紐約這座大城市。他在紐約遇見奧斯本，並受僱為野外考察助理，負責將巨大的恐龍骨頭從杳無人跡的蒙大拿、達科塔大草原運回燈火通明的曼哈頓，讓從來不曾露宿野外的社會菁英們有機會瞠目結舌地瞪著這些叫人驚嘆的珍寶。

這也是布朗之所以在一九○二年來到蒙大拿東部這片荒原的原因。有天，他在丘陵地附近探勘，意外發現一堆骨頭―除了部分下顎骨和頭骨之外，還有一些脊椎和肋骨、零碎的肩胛和前肢骨、以及大部分的骨盆骨。這些骨頭都很巨大。若依骨盆大小推斷，這頭動物大概有好幾公尺高、體型肯定也比人類龐大許多。而且，這堆骨頭顯然屬於某種肌肉發達，且能以雙足快速奔跑的動物。照體格特徵判斷，這絕對是一頭食肉恐龍沒錯。儘管當時已經有不少掠食恐龍出土―譬如侏儸紀晚期的屠夫「異特龍」―但體型全都比不上布朗新發現的這頭巨獸。布朗即將邁入三字頭，而他的這項發現將成為他此生最重要的註解。

布朗把他的新發現送回紐約，奧斯本焦急地引頸企盼。這些骨頭實在巨大，大概得花好幾年才可能清理乾淨、部分組裝供公開展覽使用。幸好到了一九○五年底，相關工作已大致完成，奧斯本也同時向世人宣布這頭新恐龍的消息。他正式發表論文，將新發現的恐龍定名為「Tyrannosaurus rex」（霸王龍）。這個名字優雅地結合希臘文與拉丁文，意思是「殘暴的蜥蜴之王」。同時，他也在美國自然史博物館公開展示暴龍骨骼標本，因為這裡也是名聞遐邇的科學機構。這頭新恐龍立刻造成轟動，成為全國報章雜誌的頭條新聞。《紐約時報》封牠為「地球至今最強大、打遍天下無敵手的物種」，還有大批民眾湧入博物館；當他們終於親眼目睹這頭殘暴之王，無不驚駭於牠怪物般的巨大體型，而牠的古老歲數―當年估計是八百萬年（現在已知更老，足足有六千六百萬年）―更令眾人傻眼。霸王龍一舉成名，布朗也是。

布朗永遠會以「發現霸王龍的人」留名青史，但這只是布朗事業的開端。他找化石的眼力一流，從採集化石的第一線工作者一步一步、慢慢爬到自然史博物館古脊椎動物館館長的位子，管理世界第一流的恐龍收藏品。今天，讀者若是造訪該館令人讚嘆連連的恐龍展廳，裡頭有許多化石都是布朗及其團隊採集回來的。難怪我在紐約的老同事、後來為布朗作傳的羅威爾．丁格斯（Lowell Dingus）都說，布朗是「史上最厲害的恐龍化石採集高手」，而我在古生物學界的諸多同僚也都給予相同評價。

布朗算是首位明星古生物學家，他講課活潑生動，在美國哥倫比亞廣播公司（CBS）每周一次的廣播節目亦大受好評。他搭火車經過美國西部時，還會有群眾蜂擁而至、只為看他一眼。到了晚年，他還曾協助華特迪士尼公司設計音樂動畫片《幻想曲》（Fantasia）的恐龍。然而布朗就像所有知名人士一樣，是個怪咖。他會在仲夏穿著毛大衣出門找化石，或者幫政府或石油公司蒐集情報賺外快。而且他頗好女色，以致他複雜的後嗣網絡至今仍是美西平原茶餘飯後的話題。我實在無法不這麼想：假如布朗活在我們這個年代，他應該會是某個綜藝實境秀的超級明星，或是政治明星。

在這陣霸王龍旋風席捲紐約的數年之後，布朗再次披上毛大衣，重操舊業，長途跋涉越過蒙大拿荒野尋找更多恐龍化石。一如往常，他又找到了。這回是一副保存更完整的霸王龍骨架，牠有顆漂亮的腦袋―長度跟一名成年人身高差不多―還有超過五十顆尖銳、宛如鐵道釘的利牙。布朗發現的第一頭霸王龍骨骼太過七拼八湊，無法好好估算這種動物的體型大小。但他發現的第二副霸王龍骨架，則顯示霸王龍確實是「霸王」無誤：個頭足足三十五呎高的動物，肯定重達好幾噸。霸王龍毫無疑問是目前已知（已發現）體型最大、最駭人的陸上掠食動物。

下來數十年，霸王龍享盡顛峰榮耀：不僅成為全球博物館最受歡迎的展覽主角，還當上電影明星―牠打敗金剛（在電影《金剛》〔King Kong〕裡），還在柯南．道爾（Arthur Conan Doyle）被改編成電影的科幻小說《失落的世界》（The Lost World）嚇壞無數觀眾。然而如此名氣卻掩蓋了一個根本謎題：該怎麼把霸王龍放進恐龍演化這棵龐大的系譜樹裡？將近整個二十世紀，科學家都快想破頭了卻仍找不到答案。霸王龍實屬異類。與其他已知的掠食恐龍相比，牠的體型超出太多、特徵也極為不同，我們實在很難為牠在恐龍的家族相本裡找到合適的位置。

在布朗初次發現霸王龍之後的數十年，古生物學家相繼在北美及亞洲挖出一些霸王龍近親化石。不意外的是，其中幾項重大發現也是布朗自己完成的，最出名的要屬一九一○年在加拿大亞伯達省（Alberta）挖到的暴龍大墳場。這些霸王龍的同科親友們―包括「亞伯達龍」（Albertosaurus）、「魔龍」（Gorgosaurus）、「特暴龍」（Tarbosaurus）―體型大小都跟霸王龍差不多，骨架結構也幾乎一模一樣。到了二十世紀末，岩石定年技術有了長足進步，因此科學家確定前述幾種暴龍科恐龍也跟霸王龍生活在同一年代，意即白堊紀末，約莫是八千四百萬至六千六百萬年前。但科學家這下頭大了：在恐龍歷史的顛峰時期，竟然同時有一大票暴龍科恐龍大量繁衍、共同雄霸食物鏈最頂端？牠們到底是從哪兒冒出來的？

這道謎題直到不久前才終於揭曉。誠如過去數十年來，我們對恐龍的了解奠基於化石標本；而近年大量出土的暴龍化石同樣讓我們對這個支脈的演化有了全新認識。這些化石有許多來自意想不到的地點，其中最叫人意外的或許要屬二○一○年首度在西伯利亞出土、體型不算太大、直到最近才被認為是暴龍家族最古老成員的「哈卡斯龍」（Kileskus）。我們一般在思索「哪裡有恐龍」這個問題時，大概不會一下子就想到寒冷的「西伯利亞」。但現在幾乎世界各地都挖得到恐龍化石，就連俄國最北邊的惡地也有。為了挖掘化石，古生物學家必須設法熬過酷寒嚴冬，或是蚊蠅大量出沒的潮濕夏日。