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自主式水下載具的未來:可在海中追蹤魚類的「仿生魚」

科技大觀園_96
・2022/01/18 ・3134字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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地球地表有 70% 被水體所覆蓋,但湛藍水面下的廣袤區域卻鮮少有人類踏足,水中的壓力、密度與溫度變化更構成許多潛在危險。而水下載具便提供相對安全的方式協助人類進行水下活動,早期遙控式水下載具(Remotely operated Vehicles,ROV)主要執行「粗工」類型的工業活動,母船以纜線供電並傳輸資訊給載具,對操作靈活度、節能的要求較低。直到近年水下載具逐漸被賦予水下探勘、調研等任務,在大範圍移動前提下,開始發展無纜線的自主式水下載具(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)。但AUV在海中移動同樣會受到操作靈活性的挑戰,並且缺少纜線供電使得節能也成為一大難題。

自主式水下載具
自主式水下載具。圖/wikipedia

針對水下載具的限制,臺大工程科學及海洋工程學系郭振華教授便指出,若能研發出仿生魚,模仿在水中長期演化的魚類的力學系統—即仿生型自主式水下載具(Biomimetic Autonomous Underwater Vehicle,BAUV)。將有助於克服現行水下載具在海中所遭遇的節能與操作限制。

一般水下載具面對的挑戰:靈活度與節能

一般 AUV 以剛性機體搭配螺槳作為驅動,在活動時會受到許多挑戰與限制—(1) 靈活度:螺槳驅動的載具無法做到靈巧的迴旋,而淺水層或近岸水流通常較為強勁,更不利於剛性高的 AUV 活動。(2) 螺槳潛在故障風險:海洋垃圾與水生植物可能捲入螺槳導致故障。(3) 能源使用效率:螺槳驅動載具過於耗能,使得載具活動時間受限無法長期在水下獨立作業。

郭教授也提到,BAUV 吸引人之處在於近岸作業時非常好用。一般 AUV 受限於環境與自身結構的限制,在近岸作業時常綁手綁腳。相較之下,BAUV 柔軟的身軀可以在狹小空間內迴旋自己的身體,並且透過擺動尾鰭、胸鰭或是排水等方式推進,沒有螺槳捲入水草與垃圾的問題。

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不過,BAUV 在設計上也需要考慮諸多因素。例如,BAUV 通常以連桿原理驅動鰭片擺動,需要考慮零件彈力係數多少、擺動幅度才能接近魚鰭的擺動。此外,生物學家甚至嘗試發展人工肌肉,利用改變材料的溫度或壓力,達成材料的膨脹收縮,進而模仿肌肉纖維的伸長與縮短。但相較電動馬達,人工肌肉目前提供的力量輸出較小、速度不夠快,只適用於小型載具。而且軟性人工肌肉如何承受海底高壓也須進一步研究。

郭教授提到中國浙江大學發表於 Nature 期刊的研究,便參考深海獅子魚(hadal snailfish)的身體結構,捨棄堅硬的抗壓外殼,改以柔軟的矽氧樹脂等聚合物包裹電子零件,並有著一對大而薄的翅膀規律擺動提供動力,最終成功地在馬里亞納海溝 10000 公尺深的海底游動。

作業環境大不同:淺海與深海作業的挑戰

如同魚類適應其生活環境演化出不同型態,在淺海與深海作業的 BAUV 外型設計也有不同。淺海因為有較為強勁的海流波動, BAUV 通常接近流線型,能因應海流借力使力、做出高速的迴旋動作。郭教授以溪流中的魚類為例,在溪流中常可以看到魚類緊貼在石頭後方游動。原理便是利用水流經過石頭後形成的反向渦流,幫助牠們不費力地在流動的溪流中保持在固定位置。

反之,深海水流較小,主要的問題是密度躍層(Pycnocline)、通訊與環境偵測:

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(1) 密度躍層:海水密度受溫度、鹽度與深度影響,通常密度會隨水深增加而變大,直到一定深度後,深度的影響降低。此時,密度主要受溫度與鹽度影響增加,有時會突然形成一道密度劇烈增加的水層,便稱為密度躍層。若 BAUV 無法改變自身密度,可能因浮力太大無法突破向下潛入。相反的,也可能無法有足夠的浮力向上浮出水面。

密度躍層
海水密度到一定深度後,受到溫度及鹽度的影響形成密度躍層。資料來源/Physical Oceanography 1:The physics of seawater

(2) 與水面的通訊:深海作業的 BAUV 與母船間可能相隔有數公里厚的水層阻斷電磁波傳遞,使得資訊聯繫變得更加不易。儘管仍可利用通訊聲納與水面聯繫,但同樣面臨電力的限制。郭教授也提到或許載具不需要頻繁地與水面聯繫,以比目魚為例,比目魚身形扁平且長期在海底,幾乎與海底融為一體。教授指出若能設計一種 BAUV 模仿比目魚,不主動探測水面有甚麼,而是被動的接收資料與訊號,節省探測消耗的能量。直到接收到特定訊息,才啟動運動機制做出回應。另外,也可以在 BAUV 活動的範圍設置具有電磁感應接頭的海底電纜,BAUV 只要貼在電纜上便可以直接傳輸訊息與充電,更為方便與節能。

(3) 辨識周遭環境與導航:在深海無光環境中,BAUV 需要依靠聲納或是磁力感測周圍環境,但如何自主導航與定位仍是一大挑戰。因此,郭教授提到魚類在水中成群活動時,並不是依靠視覺追蹤前方的領游者,而是利用身上的體側線感測周圍流場的壓力變化,進而達成追蹤。教授近期的研究便模仿參考魚類體側線的原理使 BAUV 能夠追蹤前方的領游者。

神奇的設計讓仿生魚能自主追蹤其他魚類:模仿魚類的體側線

深海大部分魚類雖然視覺已經退化,但在掠食者靠近時仍然能快速地閃避。而淺海常可見到魚群快速地變換,形成螺旋等幾何圖案。這些行為部分仰賴的便是魚身上的體側線細胞,以纖毛感測水流加速度與壓力梯度變化,進而辨別周遭環境的變化。

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近年,研究者們也嘗試模仿魚類體側線原理讓 BAUV 得以感知並與周遭環境互動。體側線的模仿可利用微晶片技術,搭配類似纖毛的感測元件達成。另一種則是現成的壓力感測器,以壓電材料將壓力變化轉為電壓。以此原理透過排列於 BAUV 體表的壓力計陣列感測,並反推出壓力源頭加以分析是否遭遇地形障礙,或有其他移動的物體正在靠近。

近期研究中,郭教授的團隊也以模仿魚類體側線的方式,透過側線的排列與偵測方程式的推算可以得出前方壓力源位置的方式,協助 BAUV 追蹤前方的領游者。結果發現當領游者位於 BAUV 前方一定角度扇形區域內時,對於領游者(壓力源)的跟隨與定位最為準確,這項發現也與現實中魚類追蹤行為的統計數據一致。

金魚的體側線
金魚的體側線。圖/wikipedia

不過,郭教授也提到體側線感測原理的限制,一般魚群群游時個體如此緊密相鄰,部分可能肇因於體側線有效感測的距離限制,其感測的水壓變化頻率較低、無法遠距離傳遞。因此若要使用水壓做導航,必須與相鄰的魚群靠得非常近。

未來展望

提到 BAUV 未來的發展目標,郭教授說,BAUV 在近海、淺水等水流強勁的區域能達成傳統 AUV 所做不到的操作,並能克服螺槳驅動載具的風險。甚至能利用海流或旋渦的水流「借力使力」,以較少的能量運作。除了近海作業,BAUV 也被看好能應用於海底探勘,節能的優點使 BAUV 能大範圍的蒐集資料,高度的靈活性也能幫助其閃避障礙物,研究結果可以應用於民生與國防用途。

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例如,郭教授本次受訪前便剛結束黑潮發電的海上調研工作,未來若能以 BAUV 調查海洋渦流與季節、地域等變因間的關聯,更能有利於研究者以及政府做出有效率的決策。

參考資料

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科技大觀園_96
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為妥善保存多年來此類科普活動產出的成果,並使一般大眾能透過網際網路分享科普資源,科技部於2007年完成「科技大觀園」科普網站的建置,並於2008年1月正式上線營運。 「科技大觀園」網站為一數位整合平台,累積了大量的科普影音、科技新知、科普文章、科普演講及各類科普活動訊息,期使科學能扎根於每個人的生活與文化中。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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海洋盛宴——抹香鯨落
黑潮海洋文教基金會_96
・2023/11/05 ・3099字 ・閱讀時間約 6 分鐘

  • 文 胡潔曦|黑潮海洋文教基金會 鯨豚保育研究員
  • 本文轉載自黑潮海洋文化基金會《海洋盛宴——抹香鯨落》,歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持黑潮喔!
圖一、抹香鯨舉尾下潛

編按:本文主要內容與圖片摘錄、翻譯自文獻Three-year investigations into sperm whale-fall ecosystems in Japan,期望在頻繁目擊抹香鯨的 7 月,跟大家分享抹香鯨落的研究。

生存在深海中並非容易的事,由於深海裡缺乏陽光與有機物質,許多生物是藉著海水表層落入深海的有機物質維生。當鯨豚死亡後沉入海底,這段過程、遺體以及過程中所形成的生態系均可被稱為「鯨落」。鯨落可以說是生命的延續之源,而這些殞落至海底的鯨豚有如「金山銀山」,不僅能提供大量的有機物,同時也將許多硫化物帶入海底,造福許多海洋生命,因此也有一句話說:「鯨落,萬物生」。這篇文章透過閱讀國外文獻與整理,希望跟大家分享抹香鯨死亡之後的貢獻!

圖二、世界目前已知的鯨落位置,Implant=人工鯨落  Fossil=鯨落化石  Natural=自然鯨落(Li et al. 2022

故事的開始——集體擱淺在日本的抹香鯨

在 2002 年 1 月,日本的西南海岸發生了一起集體擱淺,共發現了 14 隻抹香鯨,而其中 12 隻抹香鯨被綁上水泥塊後,被當地政府沉入了 Nomamisaki 岬角周邊深度大約兩、三百公尺的海裡,形成了多座人工鯨落。當時有許多學者對於抹香鯨落感到好奇,究竟牠們會吸引來哪些生物?而抹香鯨龐大的遺體會需要花費多長時間分解呢?透過這項研究,或許能讓人們對大型齒鯨落的分解過程更加瞭解。

圖三、編號 12 之抹香鯨在 2003 年之手繪插圖(Fujiwara et al. 2007

事實上,在 2002 年以前,多數的鯨落研究出自於美國的加利福尼亞州外海,並以鬚鯨為主要研究對象,而這些鯨落的深度幾乎都落在一、兩千公尺深,比起這次抹香鯨落群的深度深了非常多。而這次大量出現在日本西南海域的多座人工鯨落有著種種獨特性,包含了:深度淺、是大型齒鯨的鯨落等等,也讓學者們充滿好奇心。

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究竟要如何長期觀察抹香鯨落呢?

閱讀至此,不知道讀者們是否有一項疑問?在兩三百公尺深的海裡,既缺乏可見光,同時也承受著數十倍的大氣壓,在這樣的條件下到底要如何觀察抹香鯨落呢?「ROV——水下探測載具」即是這個研究的一大助手,能夠幫助科學家們突破這些困難,不僅能在深海中蒐集珍貴的影像,也可以完成採集的工作。而在團隊耗費了 3 年運用水下載具追蹤其中的五隻抹香鯨後,他們也有了些有趣的收穫,透過圖四可以看到這段時間抹香鯨的外觀變化。

圖四、編號 12 之抹香鯨 a. 2003 年 7 月  b. 2004 年 7 月  c. 2005 年 7 月利用水下探測載具拍攝影像(Fujiwara et al. 2007

經過數年的追蹤後,研究團隊發現,抹香鯨落歷經分解的速度堪稱飛快!根據 2003 年的鯨落研究,學者將鯨豚分解的過程定義為下述四個階段(Smith and Baco 2003),而第一個階段到最後階段可能會歷時數年甚至到數十年,當鯨豚的遺體越大,可能耗時越長:

  1. 移動清道夫階段(Mobile-scavenger):生物會快速消耗掉鯨豚體表上的肉與脂肪。
  2. 機會主義者階段(Enrichment opportunist):生物開始進駐鯨豚裸露的骨頭及周邊富含營養的底層泥沙上。
  3. 化能自養階段(Sulphophilic):骨骼釋放硫化物,供養海洋中依靠硫化物維生的生物。
  4. 骨礁階段(Reef):在所有有機物質被消耗之後,即會進入骨礁的階段。

註解:上述中文名詞翻譯參考自國家地理頻道及國立海洋科技博物館 鯨落展區。

鯨落最快被消耗掉的部分是身上的肉跟脂肪,而這份文獻研究的 5 座抹香鯨落,肉跟脂肪在經過 1 年之後已幾乎被消耗殆盡;經過 1.5 年之後,抹香鯨落已進入化能自養階段,骨骼開始釋放硫化物質;有些大型鯨落從化能自養階段轉為骨礁期要歷經數十年,根據這項研究發現,部分抹香鯨落竟在 3 年後就能夠進入骨礁期,身上所有的有機質都被消耗殆盡,而這樣的進度相較於過去鬚鯨落的研究是非常快的!研究人員初步推測,可能是因為此處的平均水溫相較其他鯨落研究的海域高,生物分解的速度比較快。

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抹香鯨落上意想不到的生物多樣性

這次的研究共有發現超過百種生物聚集在抹香鯨落周邊,包含軟體動物門、多毛綱與甲殼綱的生物等,在 1.5 年後,貽貝是抹香鯨骨骼上最為豐富的生物類群(圖五)。而抹香鯨落整體的生物多樣性在到達 3.5 年時來到高峰,紀錄中共有八十多種生物出現。

圖五、位在抹香鯨脊椎骨的貽貝(Fujiwara et al. 2007

除了確認抹香鯨的腐化速度之外,研究人員也會在探測載具每次下海時採集底部的泥沙,經分析發現,抹香鯨身體下方泥沙中的硫化物濃度,隨著鯨落分解的時間越久,濃度也會逐漸提高,並吸引來大量仰賴硫化物生存的生物。為了進一步確認周遭環境的生物是否與抹香鯨身上的有差異,研究人員也將抹香鯨 10 米以內與外的生物做了比較,發現鯨落 10 米以外的物種與鯨落上的生物完全沒有重疊,也證明了鯨落的出現確實吸引來許多的生物。

鯨落,萬物生

鯨落的各個分解階段吸引了許多生物造訪,肉與脂肪等在幾個月內快速地被消耗掉,有機碎屑也能讓周邊海底的富含養分,而抹香鯨骨能釋放硫化物數年,部分大型鯨甚至可能長達數十年。「鯨落,萬物生」,在鯨豚生命的最後一章,牠們的身體緩緩沉入海底,成為了大量生物的食物來源。至 2022 年為止,目前世界已知鯨落共有約 160 座,也希望隨科技進步,人們能更深入認識鯨落為環境帶來的影響。

影片分享:美國於2019年在NOAA保護區發現的深海鯨落

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參考資料

  1. Fujiwara, Y., Kawato, M., Yamamoto, T., Yamanaka, T., Sato-Okoshi, W., Noda, C., Tsuchida, S., Komai, T., Cubelio, S.S., Sasaki, T., Jacobsen, K., Kubokawa, K., Fujikura, K., Maruyama, T., Furushima, Y., Okoshi, K., Miyake, H., Miyazaki, M., Nogi, Y., Yatabe, A. and Okutani, T. (2007), Three-year investigations into sperm whale-fall ecosystems in Japan. Marine Ecology, 28: 219-232.
    https://doi.org/10.1111/j.1439-0485.2007.00150.x
  2. Li Q, Liu Y, Li G, Wang Z, Zheng Z, Sun Y, Lei N, Li Q and Zhang W (2022) Review of the Impact of Whale Fall on Biodiversity in Deep-Sea Ecosystems. Front. Ecol. Evol. 10:885572. doi: 10.3389/fevo.2022.885572
  3. https://oceanservice.noaa.gov/facts/whale-fall.html
  4. https://natgeomedia.com/environment/article/content-6001.html
  5. https://www.soest.hawaii.edu/oceanography/faculty/csmith/Files/Smith%20and%20Baco%202003.pdf
  6. http://hi.people.com.cn/BIG5/n2/2020/0409/c228872-33936490.html
黑潮海洋文教基金會_96
4 篇文章 ・ 1 位粉絲
  黑潮海洋文教基金會,1998年於花蓮成立,是臺灣第一個為「鯨豚與海洋」發聲的民間非營利組織。最初以鯨豚調查為開端,多年來深耕於海洋議題、環境教育與科學調查,如同一股陸地上的黑潮洋流溫暖而堅定,期許每個臺灣人的心中都有一片海洋。

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臺灣的水之道?帶你潛入記憶中的海洋
研之有物│中央研究院_96
・2023/05/28 ・4805字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|劉韋佐
  • 責任編輯|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

被海洋環繞的台灣

電影《阿凡達:水之道》中有一幕說道:「海洋環繞著你,也在你體內」、「出生前、死亡後,海洋都是你的歸宿」傳遞了海洋與人類密不可分的關係,四面環海的臺灣是否也有發人深省的海洋故事呢?

中央研究院「研之有物」專訪院內歷史語言研究所陳國棟研究員,他是熟知「水之道」的一員,從清代粵海關、廣州行商等海上貿易研究,跨入船舶、航海、島嶼等古今海洋知識領域。想了解更多屬於臺灣的水之道故事?快跟著陳國棟潛入記憶中的海洋吧!

基隆八斗子海邊 圖|研之有物
基隆八斗子海邊。圖/研之有物

你與「海洋」的距離

你有多久沒有親近大海了?臺灣四面環海,平均一小時車程就能抵達海邊,但我們卻很難說自己是「熟悉海」的海洋民族。在過去有很長一段時間,對臺灣人來說,有種最遙遠的距離叫「海洋」。

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時間回到 1949 至 1987 年戒嚴時期的臺灣,政府為了防範對岸軍民入侵,也同步限制一般民眾靠近海岸。當時的法律規定進出海岸需經過申請,讓臺灣的海岸線成為生人勿近的禁地。直到解嚴後,人們才有較多機會親近大海,探索屬於臺灣的海洋文化。

令人陷入回憶的午後時光,我們前往中研院歷史語言研究所拜訪陳國棟研究員,兒時成長於海邊,長大後研究明清經濟史、東亞海洋史與工藝美術史的他,與我們侃侃而談他的海洋回憶與研究趣事。現在,一起跟著陳國棟潛入記憶中的海洋吧!

懷念那住海邊的時光

陳國棟兒時住在北海岸公路旁一處叫作「灰磘子」的村落,他笑著說,現在的人都喜歡靠海的房子,希望在「海景第一排」坐擁無敵美景,但真正住過海邊的人才能體會,靠海而居有多麼不方便!

夾帶鹽份的海風會侵蝕房屋,在海邊走動容易被礁石割傷,很少漁村居民會享受住海邊的樂趣,只有小孩除外。

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「小時候我們很能自得其樂!」陳國棟對海邊的植物印象深刻,特別是臺灣海岸常見的黃槿、林投樹,背後藏有許多兒時回憶與歷史故事。

1950 年代,國民政府執政初期仍有許多美軍駐臺,小朋友會把黃槿花蕊尖端黏在鼻子上,模仿西方人的「凸鼻仔」;或是用刀片把林投葉刺刺的邊緣削去,用來編織笛子、風車之類的玩具。

黃槿,錦葵科木槿屬,是海岸防風優良樹種。葉子可作炊粿的襯墊材料,樹皮能製造繩索,根有解熱、催吐療效。 圖|Wikimedia
黃槿,錦葵科木槿屬,是海岸防風優良樹種。葉子可作炊粿的襯墊材料,樹皮能製造繩索,根有解熱、催吐療效。圖/Wikimedia

此外,這些生長在海邊的植物還曾發揮「抵禦外敵」的功用。1883 年清法戰爭爆發,次年 10 月法軍從淡水一帶登陸,必須穿過長滿林投樹和黃槿的海岸。

林投樹的葉緣佈滿小尖刺,法軍越過時不僅被割傷,更被茂密的黃槿樹林給打散隊伍,最終在守軍的伏擊下戰敗。清軍就靠著臺灣的「天然屏障」打了少數一場勝仗。

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林投樹,露兜樹科露兜樹屬,粗長的氣生根能於海風強勁處抓住土地,是臺灣海岸常見的防風定沙植物。果實和樹莖末端嫩心可食用,達悟族人會用氣生根製成曬飛魚的繫繩。 圖|Wikimedia
林投樹,露兜樹科露兜樹屬,粗長的氣生根能於海風強勁處抓住土地,是臺灣海岸常見的防風定沙植物。果實和樹莖末端嫩心可食用,達悟族人會用氣生根製成曬飛魚的繫繩。圖/Wikimedia

陳國棟雖然在十歲後離開海邊村落,他與海洋的緣分卻未了,因研究明清貿易史的關係再次接觸海洋。為了解決研究過程中碰到的問題,他開始與不同領域學者共同鑽研船舶、導航、島嶼等海洋知識,更蒐集許多古今中外的海洋故事。

談話過程中,陳國棟拿出有如魔法袋的手提袋,掏出一件件與海洋相關的歷史文獻,帶我們回到大航海時代及清領時期的臺灣,訴說一段段在海上漂泊的故事。

那些依海維生的女人

說著說著,陳國棟朗誦起一首收錄在《全臺詩》中的小詩〈理髮〉:

圖|研之有物
理髮。/研之有物

這首詩的作者名叫謝采蘩,是福建侯官謝金鑾的女兒,她在乾隆年間隨父遊宦來到臺灣,搭船渡海的經驗啟發她的創作靈感。

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以前的女生會把頭髮綁得比較緊,整理頭髮時需要先用水梳頭,但在船上最缺乏的就是淡水,只好浸了三宵海水,到最後頭髮都鬆了,略顯狼狽!

不同於過去常見的海上絲路、海盜或渡臺悲歌記載,這首詩描述了一幅日常溫馨的畫面,而且更難得的是,這是一名女性在海上留下的回憶。

傳統上,對於女性登船、或在船上作業通常有所禁忌,陳國棟表示,問題出在很多傳說來自握有話語權的文人,禁忌之說可能是受儒家思想影響,不希望女生拋頭露面,更別提出海闖蕩。

然而在現實生活中,海邊常可見到女性掌權或辛勤勞動的身影。例如 19 世紀時,一些西方船隻行經臺灣,就曾驚訝地見到許多女性在海上賣力工作。

臺灣更有一句俗諺「澎湖查某,臺灣牛」,形容澎湖的女性和牛隻一樣吃苦耐勞。陳國棟曾聽聞澎湖有座女人島,島上多由女性獨立操持家務。在航海技術不發達的年代,男人出海後未必能平安回家,女性必須到海邊捕撈魚蝦貝類餵養全家。

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雖然討海是一件苦差事,但家中生計迫切到一定程度後,性別已不是太重要的問題了!

澎湖北寮村潮間帶可見到婦女採海菜的身影 圖|中央研究院臺灣史研究所
澎湖北寮村潮間帶可見到婦女採海菜的身影。圖/中央研究院臺灣史研究所

有字天書?掛荷蘭旗的清朝船隻

不一會功夫,陳國棟又從袋子內掏出多本文獻,乍看圖文並茂的記載,仔細一瞧,上頭的字雖然近似我們熟悉的漢字,卻完全看不懂!

猜猜這份文獻記載的是什麼? 圖|研之有物
猜猜這份文獻記載的是什麼?圖/研之有物

原來這些文獻記載的是造船方法,師傅將帆船不同部位的製作準則寫在傳統的「數簿仔」(siàu-phōo-á;帳本)上,當中包含船舶龍骨的製作、拿捏尺寸和比例的方法等,但紀錄者選擇用自己人才看得懂的符號來記載。

這讓歷史學家著實傷透腦筋,需要參考更多歷史文獻,或與其他造船專家一起合作,才有可能破解這些「有字天書」。

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接著,陳國棟再拿出另一張故宮典藏的〈一號同安梭船圖〉,這是清朝海軍仿同安船製作的戰船設計圖,上頭記載了船身長度、樑頭闊(寬)度等細部尺寸。

看似平凡的船圖其實隱藏著一段歷史疑雲,注意看船隻最左邊的船桅上,竟掛了一幅紅白藍橫條構成的荷蘭國旗!這不是清朝時期的戰船嗎?怎麼會掛著荷蘭國旗呢?

一號同安梭船圖 圖|國立故宮博物院
一號同安梭船圖。圖/國立故宮博物院

揭曉答案之前,讓我們先回到 16、17 世紀風起雲湧的東亞海域。

當時叱吒風雲的海上強權非荷蘭東印度公司莫屬,周遭海域國家的船隻為避免被荷蘭人打劫,也想借用荷蘭人的聲勢來威嚇對手,於是開始在船桅上懸掛荷蘭國旗。

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有趣的是,鄭成功的父親鄭芝龍在向明朝投降的前一年(1627 年),其屬下的船舶也曾掛著荷蘭國旗在海上行劫。30 多年後,鄭成功於 1662 年將荷蘭人驅離臺灣,但荷蘭國旗並沒有就此消聲匿跡,一直到 19 世紀中葉,都還能見到清朝的帆船掛著荷蘭國旗。

事實上,隨著荷蘭海上勢力逐漸式微,懸掛荷蘭國旗早已失去自我保護或倚仗聲勢的功能,航海人單純將荷蘭國旗當成裝飾用的綵旗,象徵吉祥、勝利的標誌。

陳國棟相當珍視手上亟待破解的文獻,由於東亞地區多數人受大陸文化影響,生活經驗多與陸地相關,對海洋知識一知半解,即便蒐集到航海人留下的文獻也難以解讀。

此外,每件文獻都是得來不易的文化寶藏,雖然清領時期常有中國官員、赴京趕考學生等知識份子搭船往返兩岸,但真正有心記錄海洋文化、航海經驗者卻是少數。

「很多人可能一上船就開始暈船,昏睡中能記得的事物自然不多!」陳國棟笑著說。在訴說船舶故事的當下,古代的海洋記憶彷彿搭上帆船來到 21 世紀的談話之間。

掉入深邃的歷史之海

中研院歷史語言研究所陳國棟研究員 圖|研之有物
中研院歷史語言研究所陳國棟研究員。圖/研之有物

與陳國棟談話時,時常一不留神就掉入歷史與記憶的漩渦之中,他也特別在著作中寫道:

我歷經人生,因此我珍惜記憶,愛重歷史。

這不禁令我們好奇,對歷史學家來說「記憶」有何特別意義?陳國棟從 40 年前進入中研院的那刻談起,再次帶領我們墜入往日記憶之中。

在進入歷史語言研究所以前,陳國棟最初是在經濟研究所從事經濟史研究。當時有些研究人員是隨國民政府來臺的外省第一代,在生活記憶上跟臺灣本省人有許多不同之處,他們總喜歡和陳國棟聊聊在中國的往事。

「他們大概覺得,跟我這個歷史學家聊天可以得到比較多反饋吧!」陳國棟笑著說:「人們年紀越大,越會對過去的事情產生興趣。」這段與前輩共事的經歷讓陳國棟開始思考「記憶」與「回憶」對人類的意義所在。

「記憶」與「回憶」在英文裡都可用「memory」表示,不過「回憶」還有另一種更貼切的說法「recollection」,指的是過往的記憶存入腦海深處,某時某刻又再度拾回。

「你必須要有記憶,才能夠回憶。」陳國棟指出記憶的重要性:

因為有記憶,你可以明白自己在歷史、或一段時空中的定位。透過記憶,感受個人的存在感,你會知道你從哪裡來——回憶這些,會讓你感到安心。

陳國棟強調,無論是個人或社會群體的記憶都很重要。例如我們常從祖父母處聽到遙遠時空的故事,不同世代之間經由口耳相傳,建構可以一起回味的家國記憶,進而塑造自己的身分認同。

然而,在這個快速變遷的時代,以往的記憶建構模式正面臨危機,許多記憶還沒被收藏就已消失殆盡,這可能會加深世代之間共享回憶、彼此認同的困難度,讓年輕人與長輩的代溝越來越深。

身為一名歷史學家,陳國棟認為自己是幸運的,不只能保有屬於自己的記憶,還有更多機會去接觸並記錄其他群體的記憶。

在這個溫暖的午後時光,我們與陳國棟共享了一段屬於臺灣與東亞海域的海洋故事。你與海洋之間又有什麼獨特的回憶呢?不妨找個機會記錄下來、與他人分享吧!

你與海洋之間有什麼獨特的回憶呢?不妨找個機會記錄下來、與他人分享吧!圖為西子灣望向高雄港出海口。 圖|研之有物
你與海洋之間有什麼獨特的回憶呢?不妨找個機會記錄下來、與他人分享吧!圖為西子灣望向高雄港出海口。圖/研之有物

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