鑑識故事系列：青春期抽大麻會怎樣？

本文由 鼎新數智 與 泛科學 共同規劃與製作

你有沒有想過，當 AI 根據病歷與 X 光片就能幫你診斷病症，或者決定是否批准貸款，甚至從無人機發射飛彈時，它的每一步「決策」是怎麼來的？如果我們不能知道 AI 的每一個想法步驟，對於那些 AI 輔助的診斷和判斷，要我們如何放心呢？

馬斯克與 OpenAI 的奧特曼鬧翻後，創立了新 AI 公司 xAI，並推出名為 Grok 的產品。他宣稱目標是以開源和可解釋性 AI 挑戰其他模型，而 xAI 另一個意思是 Explainable AI 也就是「可解釋性 AI」。

如今，AI 已滲透生活各處，而我們對待它的方式卻像求神問卜，缺乏科學精神。如何讓 AI 具備可解釋性，成為當前關鍵問題？

黑盒子模型背後的隱藏秘密

無法解釋的 AI 究竟會帶來多少問題？試想，現在許多銀行和貸款機構已經使用 AI 評估借貸申請者的信用風險，但這些模型往往如同黑箱操作。有人貸款被拒，卻完全不知原因，感覺就像被分手卻不告訴理由。更嚴重的是，AI 可能擅自根據你的住所位置或社會經濟背景給出負面評價，這些與信用風險真的相關嗎？這種不透明性只會讓弱勢群體更難融入金融體系，加劇貧富差距。這種不透明性，會讓原本就已經很難融入金融體系的弱勢群體，更加難以取得貸款，讓貧富差距越來越大，雪上加霜。

AI 不僅影響貸款，還可能影響司法公正性。美國部分法院自 2016 年起使用「替代性制裁犯罪矯正管理剖析軟體」 COMPAS 這款 AI 工具來協助量刑，試圖預測嫌犯再犯風險。然而，這些工具被發現對有色人種特別不友好，往往給出偏高的再犯風險評估，導致更重的刑罰和更嚴苛的保釋條件。更令人擔憂的是，這些決策缺乏透明度，AI 做出的決策根本沒法解釋，這讓嫌犯和律師無法查明問題根源，結果司法公正性就這麼被悄悄削弱了。

此外，AI 在醫療、社交媒體、自駕車等領域的應用，也充滿類似挑戰。例如，AI 協助診斷疾病，但若原因報告無法被解釋，醫生和患者又怎能放心？同樣地，社群媒體或是 YouTube 已經大量使用 AI 自動審查，以及智慧家居或工廠中的黑盒子問題，都像是一場越來越複雜的魔術秀——我們只看到結果，卻無法理解過程。這樣的情況下，對 AI 的信任感就成為了一個巨大的挑戰。

為什麼人類設計的 AI 工具，自己卻無法理解？

原因有二。首先，深度學習模型結構複雜，擁有數百萬參數，人類要追蹤每個輸入特徵如何影響最終決策結果，難度極高。例如，ChatGPT 中的 Transformer 模型，利用注意力機制（Attention Mechanism）根據不同詞之間的重要性進行特徵加權計算，因為機制本身涉及大量的矩陣運算和加權計算，這些數學操作使得整個模型更加抽象、不好理解。

其次，深度學習模型會會從資料中學習某些「特徵」，你可以當作 AI 是用畫重點的方式在學習，人類劃重點目的是幫助我們加速理解。AI 的特徵雖然也能幫助 AI 學習，但這些特徵往往對人類來說過於抽象。例如在影像辨識中，人類習慣用眼睛、嘴巴的相對位置，或是手指數量等特徵來解讀一張圖。深度學習模型卻可能會學習到一些抽象的形狀或紋理特徵，而這些特徵難以用人類語言描述。

深度學習模型通常採用分佈式表示（Distributed Representation）來編碼特徵，意思是將一個特徵表示為一個高維向量，每個維度代表特徵的不同方面。假設你有一個特徵是「顏色」，在傳統的方式下，你可能用一個簡單的詞來表示這個特徵，例如「紅色」或「藍色」。但是在深度學習中，這個「顏色」特徵可能被表示為一個包含許多數字的高維向量，向量中的每個數字表示顏色的不同屬性，比如亮度、色調等多個數值。對 AI 而言，這是理解世界的方式，但對人類來說，卻如同墨跡測驗般難以解讀。

試想，AI 協助診斷疾病時，若理由是基於醫生都無法理解的邏輯，患者即使獲得正確診斷，也會感到不安。畢竟，人們更相信能被理解的東西。

打開黑盒子：可解釋 AI 如何運作？我們要如何教育 AI？

首先，可以利用熱圖（heatmap）或注意力圖這類可視化技術，讓 AI 的「思維」有跡可循。這就像行銷中分析消費者的視線停留在哪裡，來推測他們的興趣一樣。在卷積神經網絡和 Diffusion Models 中 ，當 AI 判斷這張照片裡是「貓」還是「狗」時，我需要它向我們展示在哪些地方「盯得最緊」，像是耳朵的形狀還是毛色的分布。

其次是局部解釋，LIME 和 SHAP 是兩個用來發展可解釋 AI 的局部解釋技術。

SHAP 的概念來自博弈，它將每個特徵看作「玩家」，而模型的預測結果則像「收益」。SHAP 會計算每個玩家對「收益」的貢獻，讓我們可以了解各個特徵如何影響最終結果。並且，SHAP 不僅能透過「局部解釋」了解單一個結果是怎麼來的，還能透過「全局解釋」理解模型整體的運作中，哪些特徵最重要。

以實際的情景來說，SHAP 可以讓 AI 診斷出你有某種疾病風險時，指出年齡、體重等各個特徵的影響。

LIME 的運作方式則有些不同，會針對單一個案建立一個簡單的模型，來近似原始複雜模型的行為，目的是為了快速了解「局部」範圍內的操作。比如當 AI 拒絕你的貸款申請時，LIME 可以解釋是「收入不穩定」還是「信用紀錄有問題」導致拒絕。這種解釋在 Transformer 和 NLP 應用中廣泛使用，一大優勢是靈活且計算速度快，適合臨時分析不同情境下的 AI 判斷。比方說在醫療場景，LIME 可以幫助醫生理解 AI 為何推薦某種治療方案，並說明幾個主要原因，這樣醫生不僅能更快做出決策，也能增加患者的信任感。

第三是反事實解釋：如果改變一點點，會怎麼樣？

如果 AI 告訴你：「這家銀行不會貸款給你」，這時你可能會想知道：是收入不夠，還是年齡因素？這時你就可以問 AI：「如果我年輕五歲，或者多一份工作，結果會怎樣？」反事實解釋會模擬這些變化對結果的影響，讓我們可以了解模型究竟是如何「權衡利弊」。

最後則是模型內部特徵的重要性排序。這種方法能顯示哪些輸入特徵對最終結果影響最大，就像揭示一道菜中，哪些調味料是味道的關鍵。例如在金融風險預測中，模型可能指出「收入」影響了 40%，「消費習慣」占了 30%，「年齡」占了 20%。不過如果要應用在像是 Transformer 模型等複雜結構時，還需要搭配前面提到的 SHAP 或 LIME 以及可視化技術，才能達到更完整的解釋效果。

講到這裡，你可能會問：我們距離能完全信任 AI 還有多遠？又或者，我們真的應該完全相信它嗎？

我們終究是想解決人與 AI 的信任問題

當未來你和 AI 同事深度共事，你自然希望它的決策與行動能讓你認可，幫你省心省力。因此，AI 既要「可解釋」，也要「能代理」。

舉例來說，當一家公司要做一個看似「簡單」的決策時，背後的過程其實可能極為複雜。例如，快時尚品牌決定是否推出新一季服裝，不僅需要考慮過去的銷售數據，還得追蹤熱門設計趨勢、天氣預測，甚至觀察社群媒體上的流行話題。像是暖冬來臨，厚外套可能賣不動；或消費者是否因某位明星愛上一種顏色，這些細節都可能影響決策。

這些數據來自不同部門和來源，龐大的資料量與錯綜關聯使企業判斷變得困難。於是，企業常希望有個像經營大師的 AI 代理人，能吸收數據、快速分析，並在做決定時不僅給出答案，還能告訴你「為什麼要這麼做」。

傳統 AI 像個黑盒子，而可解釋 AI （XAI）則清楚解釋其判斷依據。例如，為什麼不建議推出厚外套？可能理由是：「根據天氣預測，今年暖冬概率 80%，過去三年數據顯示暖冬時厚外套銷量下降 20%。」這種透明解釋讓企業更信任 AI 的決策。

但會解釋還不夠，AI 還需能真正執行。這時，就需要另一位「 AI 代理人」上場。想像這位 AI 代理人是一位「智慧產品經理」，大腦裝滿公司規則、條件與行動邏輯。當客戶要求變更產品設計時，這位產品經理不會手忙腳亂，而是按以下步驟行動：

1. 檢查倉庫物料：庫存夠不夠？有沒有替代料可用？
2. 評估交期影響：如果需要新物料，供應商多快能送到？
3. 計算成本變化：用新料會不會超出成本預算？
4. 做出最優判斷，並自動生成變更單、工單和採購單，通知各部門配合執行。

這位 AI 代理人不僅能自動處理每個環節，還會記錄每次決策結果，學習如何變得更高效。隨時間推移，這位「智慧產品經理」的判斷將更聰明、決策速度更快，幾乎不需人工干預。更重要的是，這些判斷是基於「以終為始」的原則，為企業成長目標（如 Q4 業績增長 10%）進行連續且動態地自我回饋，而非傳統系統僅月度檢核。

這兩位 AI 代理人的合作，讓企業決策流程不僅透明，還能自動執行。這正是數智驅動的核心，不僅依靠數據驅動決策，還要能解釋每一個選擇，並自動行動。這個過程可簡化為 SUPA，即「感知（Sensing）→ 理解（Understanding）→ 規劃（Planning）→ 行動（Acting）」的閉環流程，隨著數據的變化不斷進化。

以偉勝乾燥工業為例，他們面臨高度客製化與訂單頻繁變更的挑戰。導入鼎新 METIS 平台後，偉勝成功將數智驅動融入業務與產品開發，專案準時率因此提升至 80%。他們更將烤箱技術與搬運機器人結合，開發出新形態智慧化設備，成功打入半導體產業，帶動業績大幅成長，創造下一個企業的增長曲線。

值得一提的是，數智驅動不僅帶動業務增長，還讓員工擺脫繁瑣工作，讓工作更輕鬆高效。

數智驅動的成功不僅依賴技術，還要與企業的商業策略緊密結合。為了讓數智驅動真正發揮作用，企業首先要確保它服務於具體的業務需求，而不是為了技術而技術。

這種轉型需要有策略、文化和具體應用場景的支撐，才能讓數智驅動真正成為企業持續增長的動力。

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本文由 環境部 委託，泛科學企劃執行。 

政策環評是什麼，跟一般環評差在哪？

隨著公共建設的規模越來越大，傳統的環境影響評估（EIA），難以應對當今層層疊疊的環境議題。當我們評估一項重大政策時，只看「單一開發案」已經不夠，就像評估一棵樹，卻忽略了整片森林。因此，政策環境影響評估（SEA）應運而生，它看樹，也看森林，從政策的角度進行更全面的考量與評估。

與只專注於「單一開發案」的個案環評不同，政策環評更像是一場全面性的檢視，強調兩個核心重點：「整合評估」與「儘早評估」。簡單來說，這不再是逐案評估的模式，而是要求政府在制定政策時，就先全面分析可能帶來的影響，從單一行為的侷限中跳脫，轉而聚焦在整體影響的視角。無論是環境的整體變化，還是多項行為累計起來的長期影響，政策環評的目的就是讓這些潛在問題能儘早浮現、儘早解決。

除此之外，政策環評還像是一個大型的協商平台，以永續發展為最高指導原則，公開整合來自不同利益團體、民眾與各機關的意見。這裡，決策單位不再只是單純的「評分者」，而是轉為「協調者」或「仲裁者」，協調各方的意見看法在這裡得到整合，讓過程更具包容性。

政策環評並沒有所謂的「否決權」，而是側重意見的蒐集與整合，讓行政機關在政策推動時，能更全面地掌握各方意見。政策環評旨在建立系統化、彈性的決策評估程序（包含量化、特徵化等評估方式），也廣納社會面或民眾滿意度等影響因子，把正式與非正式的作法一併考量進去。再來，決策程序中能層層檢討、隨時修正，也建立了追蹤機制和成效評估標準（如環境殘餘效應、累積效應等），透過學習來強化決策品質與嚴謹度。就像一場球賽，隨時根據變化、調整策略。

這樣的制度設計，就非常適合離岸風電這類規模大、跨區域、影響層面廣泛的能源政策評估，讓我們可以在政策推動初期就想到整個工程對環境、產業發展與社會的諸多影響，也為後續政策執行奠定更穩固的基礎。

離岸風電為何需要的是政策環評？

離岸風電是能源轉型的重要策略之一，但這不是只在某塊空地上架幾個風車，而是要在廣闊的大海中進行大規模建設，牽涉的不僅是發電，還涉及海洋保育、航空交通、水下文化資產等議題，更與當地漁民的權益息息相關。

這樣的大型離岸風電工程，因海洋環境的風險和不確定性極高，很容易讓人擔心生態影響。如何在海洋生態保護和綠能發展之間找到平衡點？這就需要政策環評的把關，從多方檢視這些複雜的挑戰，確保政策推行既能穩妥，又能達成發電目標。

2016 年 3 月，經濟部自願提出「離岸風電區塊開發政策評估說明書」，是臺灣首次針對再生能源政策所進行的政策環評。根據這份評估說明書，政府將採分期公告、逐年檢討的方式，每三年開放 0.5~1 百萬瓩（GW）的電量額度鼓勵業者投入開發。當時環保署（現為環境部）歷經九個月召開 2 次意見徵詢會議，蒐集環評委員、專家學者、相關機關、民眾等意見，最終於同年 12 月的環評委員會作出徵詢意見。這些協商和檢討的過程，讓政策「名正言順」，得以充分顧及各方利益與生態平衡。

共通性環境議題與因應對策

在「離岸風電區塊開發政策評估說明書」中，環評會議盤點了開發過程中共通的環境議題。

首先，對於海洋生態保育的重點，特別是對中華白海豚的保護。環評會要求風機基座必須距離白海豚棲地1公里以上，以減少對其生態的干擾。實際上，這項規範在後續的實務執行中更為嚴格，例如，福海二期示範風場已退縮到 2.5 公里外，臺電二期風場甚至退到 4.2 公里外，顯示政策環評確實發揮了實質作用。此外，針對施工期間的聲音干擾，要求施工需有 30 分鐘以上的打樁緩啟動時間，並限制聲量不得超過 180 分貝等。

針對鳥類保育，政策環評也訂立了具體規範。其中，包括風機之間必須留設 500 公尺以上的鳥類穿行廊道，並在施工期間避開每年 11 月至隔年 3 月的候鳥過境期。同時，為確保這些措施確實生效，工程方也被要求設置「鳥類活動監測系統」，持續追蹤、評估風場對鳥類的影響。

此外，環評會也確立了「先遠後近」的開發原則，要求優先開發較單純的航道外側區塊，待累積足夠經驗及相關資料後，再進行近岸區域的開發。這項原則考量了近海生態系的複雜性，也顧到養殖漁業的漁民權益，展現出政策環評在平衡發展需求與環境保護上的價值。

新一代的審查機制：達成能源轉型及環境保護雙贏

為提升環評效率並確保審查品質，環境部參考過去離岸風電審查經驗，制定「風力發電離岸系統開發行為環境影響評估初審作業要點」，建立了全新的二階段審查機制。

這套新機制分為兩個階段。第一階段，就像「初步檢查」，由環境部依照檢核表進行初審，並由環評審查委員會執行秘書邀集 2-5 位環評委員進行初審，通過第一階段初審之業者，可取得經濟部遴選資格，其初審結果有效期為兩年，必要時可申請展延一年。接著進入「第二階段」，開發單位檢附目的事業主管機關核配的容量證明文件等資料，提供更詳細的環境影響說明書以進行實質審查。

檢核表明確規範了 15 大項審查事項、112 項檢核項目，涵蓋開發案的全生命週期。

在工程面，包含風機及海上變電站基礎設置、海域電纜路線規劃、陸域設施工程等硬體設施的規範。其中，風機基礎設置必須避開海岸保護區、河口、潮間帶等環境敏感區域，且須進行地震危害度分析。海域電纜部分，除特殊情形外，埋設深度至少須達 1.5 公尺，且不得跨越中華電信海底電纜 1 公里的範圍。

環境保護上，檢核表則對施工噪音管制訂立了明確標準。舉例來說，打樁期間警戒區 750 公尺範圍內的水下噪音不得超過 160 分貝，且必須全程採用最佳噪音防制工法。同時，每個開發案或聯席審查的風場，同一時間內只能進行一支基樁施作，而日落前一小時到日出前也不得啟動新的打樁作業。

環境監測計畫更是檢核表中的重點，分為「施工前、施工期間、營運期間」三階段，每個階段都規定了詳細的監測要求（包括海域底質監測、水下噪音監測、鯨豚目視監測等）。以鯨豚監測為例，每年需執行20趟次，四季中每季至少執行 2 趟次。此外，所有監測數據都必須上傳至環境部「環保專案成果倉儲系統」（https://epaw.moenv.gov.tw/）供各界查閱。

這套標準化的審查機制不僅解決了「同一風場可能有多家廠商重複調查或審查」的資源浪費，也透過明確的檢核項目，讓開發單位在規劃階段就能掌握更具體的環境保護要求。不僅如此，該機制亦確保了環境保護標準前後一致，避免不同案件之間標準不一。

結語

透過新的審查機制，環境部正積極推動再生能源開發案的環評審查作業，在提升行政效率之餘，也確保環境影響評估的品質，支持臺灣的離岸風電開發及國家能源轉型政策，也做好把關。藉由標準化檢核表和二階段審查制度，期待能在推動能源轉型的同時落實環境保護。

為確保制度能持續精進，環境部每半年至一年會進行制度檢討，並持續公開所有環評書件於「環評書件查詢系統」（https://eiadoc.moenv.gov.tw/eiaweb/）。此外，環評會議召開前一週，也必須在指定網站公布開會訊息，讓民眾能申請列席旁聽或發表意見。透明化措施一方面展現了政府推動永續發展的決心，另一方面也確保全民能共同參與監督離岸風電的發展過程。未來，這套制度將在各界的檢視與建議中持續完善，為臺灣的永續發展貢獻心力，發揮環評作業的最大效益。

天擇與性擇：決定人類性別差異的雙重力量

大衛．吉里（David C. Geary）在他大辦公室窗台上一本像電話簿一般厚的字典旁，放著一個女性頭骨，她俯視著密蘇里大學的校園。吉里說：「你可以看出它的顱腔很小。」吉里有張瘦削的臉，青綠色的眼珠，額前一綹灰白鬈髮看上去有點像個問號，為他的臉賦予一股好問的氣息。他開玩笑說：「她的腦大概只有我們的三分之一那麼大，所以她得待在字典旁邊，勤加練習。」吉里指的是他的「露西」頭骨等比縮小模型，而露西（Lucy）正是現代人著名的阿法南猿（Australopithecus afarensis）祖先，她的骨頭是在衣索比亞發現的，年代距今 320 萬年前。

吉里花很多時間思索大腦。他是認知發展心理學家，研究生涯主要投入於理解孩童如何學習數學，而這讓他從 2006 年到 2008 年進入布希總統召集的「全國數學顧問小組」（National Mathematics Advisory Panel）。他在性別差異研究方面也是活的資料庫。

吉里從 1980 年代還在加州大學河濱分校讀研究所時，就對人類性別差異的演化很感興趣，但考慮到生物性別差異（至少是那些超出生殖器以外的差異）的研究，本質上經常引起焦慮，吉里等到獲得終身教職之後，才開始發表人類演化方面的研究結果。接著他就爆發了。他和人合寫出一本厚達千頁的教科書，這僅僅彙集了過去一百年關於性別差異（從出生體重到社會態度）的每一項嚴肅科學研究的結果。

吉里對運動界最有趣的貢獻，是 550 頁的大部頭書《男性、女性：人類性別差異的演化》（Male, Female: The Evolution of Human Sex Differences），雖然他在我出現在他辦公室門口之前，可能還沒有這麼認為。這本書是把針對人類性別差異做過的所有研究納入性擇架構的第一本著述。

查爾斯．達爾文（Charles Darwin）首先闡明了「性擇」的原則，不過比起他的另一個獨創概念「天擇」，性擇得到的主流大幅報導少了許多。天擇指的是人類 DNA 當中，應自然環境而留存或拔除的改變；而性擇是指由於競爭擇偶，而廣傳或消亡的那些 DNA 的改變。性擇是人類大部分性別差異的源頭，對理解人類運動能力至為重要。

在兩性的身體差異當中，男性通常比較重、比較高，手臂和腿相對於身高來說比較長，心臟和肺也比較大。男性慣用左手的機率是女性的兩倍──這在一些運動項目上是優點。^〔3〕男性脂肪較少，骨密度較高，攜氧紅血球較多，骨骼較重而能支撐更多肌肉，而且臀部較窄，因此跑步更有效率，跑跳時受傷的機會減少──譬如前十字韌帶撕裂傷，就很常發生在女運動員身上。凱斯西儲大學（Case Western Reserve University）人類學兼解剖學教授布魯斯．拉提摩（Bruce Latimer）說：「女性骨盆較寬，與膝蓋的角度就比較大，所以會浪費很多力氣去壓縮髖關節，這對前進沒有幫助。……骨盆越寬，浪費的力氣越多。」

兩性在身體方面極明顯的一項差異在於肌肉量。男性身體內任何一塊空間裡堆積的肌纖維比女性多，而且上半身的肌肉量比女性多出 80%，腿部則多 50%。這意味著兩性上半身的肌力相差了三個標準差。也就是說，若從街上拉一千個男性，有 997 人的上半身會比普通女性強壯有力。

吉里說：「上半身的肌力差異，就跟你在大猩猩身上看到的差不多。差異非常大。大猩猩是人類近親當中雌雄差異最大的，雄性的體型大約是雌性的兩倍大，所以體型大小的差異比人類大，但上半身力氣的差異差不多。」

我們和大猩猩相似的原因，正反映性擇如何塑造出人類（與大猩猩）的運動能力。倘若你想了解某物種的雄性或雌性體型是否比較大、是否比較孔武有力，那麼這個訊息特別有用：哪個性別的潛在繁殖率較高。

由於懷孕期和哺乳期很長，雌性大猩猩大約每四年才會產下一隻小猩猩。雄性大猩猩會建立並捍衛自己的妻妾群，所以潛在繁殖率高出許多。但每出現一隻妻妾成群的雄性大猩猩，就會有幾隻雄性大猩猩完全沒有繁殖機會，以致牠們要為多隻雌性激烈競爭，而這種「雄性間競爭」屬於搏鬥，至少是裝作要搏鬥的架勢，於是天擇就會凸顯讓大猩猩看起來比較會打架的表徵。吉里解釋說：「雌性有較高繁殖率的那些物種，情況就反過來了，雌性的體型會比較大，也比較具攻擊性。」負責照顧卵的雄海馬會偏好壯碩的雌海馬，就不令人意外了。

在更難靠體力巡邏保護的競爭區域，如天空，雌性的擇偶眼光就更加重要，這時天擇會凸顯一些像鳥羽顏色鮮豔動人、求偶鳥鳴聲悅耳等雄性表徵。但對於主要在陸地上生活的靈長類動物，如大猩猩和原始人類，肉搏戰可能就很重要，而演化彰顯了蠻力。

這一切都蘊涵了某些與人類有關、關於我們這種地球上的靈長類動物、特別是跟男性有關，而且不太討喜的看法：男性身上選出某些表徵的目的，是讓他們能夠弄傷、殺死或者至少威嚇彼此，而且最有辦法弄傷、殺死或威嚇其他男性的男性，有時會利用這份成就和多位女性成為配偶，生下許多子女。

證據的分量證實了上述這兩個含意。在狩獵採集社會中，約有 30% 的男子在搏鬥或打劫中死於其他男子之手，而且搏鬥或打劫經常是為了爭奪女人。哈佛大學心理學家史蒂芬．平克（Steven Pinker）的著作《人性中的良善天使》，談的是人類暴力的歷史與暴力在現代社會的減少。他在談到自己這本書時便說：「結果發現（湯瑪斯．）霍布斯是對的。在自然狀態下，人的生命是汙穢、野蠻、短暫的。」

至於第二個含意，即我們的祖先會爭奪多位配偶，從遺傳學證據來看是不容置疑的。由於父親的 Y 染色體 DNA 只會傳遞給兒子，只有母親會傳遞「粒線體 DNA」，所以我們可以分頭上溯母系和父系的祖先。世界各地的研究結果都很清楚：不論科學家朝哪裡看，我們的男性祖先都少於女性祖先。要孕育出目前的世界人口數，需要的亞當比夏娃少了許多。（在某些情況下居然明顯如此：有 1,600 萬個亞洲男性〔即世上男性人口的 0.5%〕有一部分的 Y 染色體幾乎相同，遺傳學家認為這可能來自以后妃上百人著稱的成吉思汗。）

在雄性間有激烈競爭的物種和靈長類身上，看得到另一個模式：對搏鬥很重要的體能，會透過青春期在雄性身上增強。對於迅速發育中的成年動物或成人，青春期凸顯了其在繁殖上很快就會需要的特質。因此，如果揮拳、擲石塊等運動特徵對繁殖很重要，就會在青春期增強。同樣的，男性完全遵循暴力的靈長類模式。女孩發育得比較早又快，男孩的青春期又晚又長，所以有更多時間成長，他們的運動能力也在這段期間爆發。

青春期的劇變：為什麼男孩在體能上後來居上？

男孩和女孩在十歲以前身體很相似，女孩長得比較高，已經有稍多的體脂肪，但一些運動特徵在男女孩身上幾乎無法區分開來。十歲男孩和女孩的最快跑步速度幾乎一致，直到十四歲之前還是相近，而當男孩到十四歲時，就很像服了天然類固醇。

十四歲時，已經拉開的投擲差距會變成顯著的鴻溝。男孩發育出更強壯的手臂、更寬闊的肩膀；到十八歲時，普通男孩的投擲距離可以達到普通女孩的三倍遠。成年男性還會發展出比男孩和成年女性更難擊倒的特徵：有比較重而可以保護眼睛的眉弓，且下顎增大，讓臉部在承受重擊時更有回復能力。玻璃做的下巴顯然不符合男性祖先的條件。

睪固酮在男性青春期急劇分泌，也會刺激紅血球生成，因此男性可用的氧氣比女性多，這也讓男性對疼痛比女性不敏感^〔4〕──就像接受睪固酮注射的動物和人一樣。

接近十四歲左右，普通女孩逐漸逼近她生涯中的最快速度了。還未進入青春期的九歲男孩和女孩，短跑項目的分齡世界紀錄幾乎不相上下，這個年紀在運動方面的性別差異沒什麼生物學上的理由。然而過了十四歲，這些紀錄就不再屬於同一個運動世界了。^〔5〕

在某些情況下，進入青春期的女性，其某些運動特質會變得更糟。由於雌性素導致脂肪堆積在變寬的臀部，大多數女孩在垂直跳項目上會停滯不前或退步。就連最瘦的馬拉松成年女子選手，努力減掉大約 6% 到 8% 的體脂肪，還是男子選手的兩倍。

針對奧運選手所做的研究都顯示，女運動員在某些項目的重要特徵，就是她們不像其他女性發育出較寬的臀部。如果女子體操菁英選手的身高或臀部突然明顯增長，她們的運動生涯高峰可以說就結束了。體型大小增加得比肌力快，攸關空中動作的動力體重比（power-to-weight ratio）就會朝錯誤的方向發展，她們在半空中做旋轉的能力也是如此。

據稱，在二十歲時女性體操選手就過了顛峰期，而男性體操選手仍處於生涯初期。國際奧會在確定女子體操選手董芳霄比最低參賽年齡十六歲還小兩歲之後，取消了中國隊在 2000 年雪梨奧運時奪得的女子體操團體銅牌。我們很有把握，在男子體操比賽中絕對不會看到類似的造假醜聞。如此說來，有些女運動員具備的優勢，來自某些更常見於男性身上的特徵，例如低體脂肪、窄臀等。

現在看來，1970 年代和 1980 年代時，女性在田徑運動方面之所以趕上男性的主要原因，以及《自然》期刊上的論文並未說明的原因，在於她們都只是透過注射睪固酮，來彌補所欠缺的 SRY 基因。從 1960 年代開始，冷戰競賽擴及運動場，有計畫地給女孩用禁藥（往往是在她們渾然不知的情況下），在像東德這樣的國家很普遍。

從那個時代起，最需爆發力的比賽項目的頂尖參賽女性情況變得更糟，舉例來說，女子組推鉛球的前八十名紀錄，就有七十五個是在 1970 年代中期到 1990 年創下的，而且多半來自中東歐國家。

第八十個成績是東德選手海蒂．克里格（Heidi Krieger）擲出來的，數十年後她在法庭上作證，說東德有系統地讓女性使用禁藥。那時她的身分已變成安德列斯．克里格（Andreas Krieger），由於使用大量類固醇（睪固酮的結構類似物）以致身體變得男性化，她最終選擇像男性一樣生活。時至今日，幾乎所有女子組短跑和爆發力型項目的世界紀錄，都是在 1980 年代創下的，這證明了男性荷爾蒙對女性選手具有強大效應。

使用禁藥的極端時代一結束，有和沒有 SRY 基因的人之間的成績差距，就重新拉開了。現在我們很清楚，在大部分運動項目中，男性勝過女性的遺傳優勢非常強大，最好的解決之道就是把男女分開來。

西北大學費恩柏格醫學院（Feinberg School of Medicine）臨床醫學人文與生物倫理教授、運動性別檢測史權威愛麗絲．德雷格（Alice Dreger）告訴我：「在運動方面把女性區隔開來，是因為許多項目中最優秀的女子選手，無法跟最優秀的男子選手競爭。大家都心知肚明，但沒有人願意說出來。基於我認為的各種好理由，女性的身體構造就像某類殘疾人士。」

判斷誰能獲准進入該類別，在 2009 年世界田徑錦標賽時是一大難題，當時800公尺賽跑的南非年輕黑馬卡絲特．賽門亞（Caster Semenya），回頭朝肌肉發達的肩膀後方望了一眼，就一路領先到底，奪得世界冠軍。賽門亞的對手在全球媒體上嘲笑她。決賽中名列第五的俄羅斯選手瑪莉亞．薩維諾娃（Mariya Savinova）語帶譏諷說：「你們看看她。」她指的是賽門亞的窄臀和宛如鎧甲般的軀幹。然而，光看著她是看不出答案的。

世界錦標賽後，有報導指稱賽門亞有隱睪，沒有卵巢或子宮，而且有高濃度的睪固酮。（賽門亞未曾證實該報導或做出回應。）如果屬實，那麼應該把她歸入哪個類別？耶魯大學小兒科學教授麥倫．吉內爾（Myron Genel）表示，若想開始按照特定生物表徵來細分運動類別，「就必須進行像『西敏寺狗展』這樣的國際比賽，每個品種都有專屬的競賽。」西班牙跨欄選手馬丁內茲－帕提尼奧有 Y 染色體也有 SRY 基因，但由於她對睪固酮的作用不敏感，所以最後獲准參加女子組競賽。

2012 倫敦奧運前夕，由於賽門亞一例持續引發爭議，國際田徑總會和國際奧會宣布，將採睪固酮濃度作為性別判斷依據。不單要測分泌的睪固酮量，還要測身體能夠利用的量。

睪固酮濃度值並非連續的。典型女性體內的睪固酮濃度為每公合（deciliter，一公合等於 100 毫升）血液低於 75 毫微克，男性一般是在 240 到 1,200 毫微克之間，因此男性濃度範圍的最低值，仍比女性的最高值高出 200%。2011 年，全美大學體育聯盟經某個贊同全美女同志權益中心（National Center for Lesbian Rights）的智囊團指導，決定凡是接受變性手術成為女性的男性，都必須停賽一年等睪固酮濃度下降，才可以加入女子隊伍。

睪固酮的威力：它如何讓男性在運動中佔據優勢？

由此可以看出，大家已把睪固酮視為男性運動能力優勢的根源。不過，它可能不是唯一的源頭。我訪談研究雄性素不敏感症候群女性患者的內分泌學家時，他們全都認為，像馬丁內茲－帕提尼奧那樣染色體為 XY，卻根本無法利用睪固酮的女性，在體育圈裡的人數超出人口比例，而非低於比例。

1996 年亞特蘭大夏季奧運，即進行口腔擦拭取樣檢測的最後一屆奧運，發現 3,387 名參賽選手中有 7 位女性（大約是 1/480），帶有 SRY 基因且患有雄性素不敏感症候群。據估計，雄性素不敏感症候群的典型發生率，介於 1/20,000 和 1/64,000 之間。

五屆奧運會中，平均每 421 名女性參賽者，就有 1 人經判定有 Y 染色體，因此在世界最大的運動競技舞台上，患有雄性素不敏感症候群的女性人數大幅超出人口比例。如此說來，除了睪固酮，帶來優勢的東西也許和 Y 染色體有關。

患有雄性素不敏感症候群的女性，四肢的比例往往比較像男性，她們的手臂和腿相對於身體的比例比較長，平均身高也比一般女性高個十公分。譬如身高一米八的巴西排球選手、2000 年奧運銅牌得主艾麗卡．寇因布拉（Erika Coimbra），就是少數幾位患有雄性素不敏感症候群，而且名字被公開的運動員。（我訪談過的其中兩位內分泌學家說，在模特兒界，染色體為 XY 的女性也有人數遠多於典型發生率的現象，因為她們除了身高很高又有雙長腿外，外形上往往也非常女性化。在個人醫療資料不幸在媒體上曝光之前，高金髮的寇因布拉有「巴西芭比」的稱號。）

染色體為 XY 且對睪固酮不敏感的女性，身高之所以增高可能是成長期延長所致，因為她們沒有聽從荷爾蒙的停止訊息，也可能是 Y 染色體上會影響身高的基因導致的。多一個 Y 染色體的男性往往長得很高，國際高個子俱樂部（Tall Clubs International）裡身高最高的會員戴夫．拉斯姆森（Dave Rasmussen）有 221公分高，他就是染色體為 XYY 的男性，他父母親的身高分別是 193 公分和 175公分。

《英國運動醫學期刊》曾有篇論文指出，染色體為 XY 的女性人數超過人口比例，這個現象僅僅「觸及體育界雙性人問題的表面」。休士頓的內分泌科醫生傑夫．布朗（Jeff Brown）就在幫助一些最優秀的美國運動員（他的病人總共奪得十五面奧運金牌），他治療過許多患有局部 21-羥化酶缺乏症（partial 21-hydroxylase deficiency）的女性奧運選手，這種疾病會在家族中擴散，導致睪固酮分泌過量。^〔6〕據布朗估計，這種病症在女性運動員當中的人數嚴重超出人口比例。布朗說：「問題可能是，那會不會讓她們比沒有此病症的人更有優勢？答案當然是肯定的。但那是老天賜予的。……我在跳躍運動員、短跑及長跑選手當中都看過這種疾病。」

沒有哪位科學家能夠聲稱，自己了解睪固酮對個別運動員有何確切影響，不過 2012 年有一項研究，花了三個月追蹤包括田徑和游泳等多項運動的女運動員，結果發現，菁英級競技者的睪固酮濃度，一直維持在非菁英級的兩倍以上。而且還有具渲染力的趣聞軼事。^〔7〕

五十五歲的醫學物理師喬安娜．哈珀（Joanna Harper）生為男兒身，後來轉變成女性，而且恰好也是全美成績優異的分齡賽跑選手，她在 2004 年 8 月開始，用荷爾蒙療法抑制體內的睪固酮，身體轉變成女性之後，她就像任何一位優秀的科學家一樣，開始收集數據。哈珀認為她會逐漸變慢，但意外發現自己在第一個月結束前已經越跑越慢，越變越虛弱無力。

她說：「我在跑步時沒覺得不同，但就是不像以前那麼快。」哈珀在 2012 年奪得全美 55 至 59 歲組越野跑冠軍，不過年齡和性別分級的成績標準卻顯示，哈珀如今身為女性的表現，與過去身為男性的表現具同樣的競爭力。也就是說，女身哈珀相對於女性而言的表現，和轉變前相對於男性的表現一樣好，但是遠比她自己的高睪固酮前身跑得慢。

哈珀在 2003 年以男子的身分，在波特蘭主辦的赫爾維提亞半程馬拉松（Helvetia Half-Marathon）以 1 小時 23 分 11 秒完賽，而於 2005 年以女子的身分在同個比賽中跑出 1 小時 34 分 01 秒的成績，男身哈珀的完賽時間比女身時間每英里快了大約 50 秒。她也收集了其他五名從男變女的賽跑者的數據，發現全都顯示她們的速度大幅減慢。有位跑者連續十五年參加同一個 5K 賽，前八次以男性的身分，後七次是在進行過睪固酮抑制治癒後以女性身分參賽；結果，男性身分的成績始終在 19 分鐘以內，女性身分一直超過 20 分鐘。^〔8〕

為何女性在耐力賽中仍然可以勝過男性？

因此，男性典型的荷爾蒙模式（高睪固酮）、骨架（身高較高、肩膀較寬、骨密度較高、手臂較長、臀部較窄）和基因（SRY 及其他基因），能夠賦予某些運動優勢。那麼接下來就有個有趣的演化問題，即：為什麼女性還會擅長運動？

就像男性祖先，我們的女性祖先也需要夠擅長運動，才能長途跋涉、背孩子和木柴、砍樹、挖塊莖。不過，女性不太有機會打鬥、奔跑，或是由爬樹等費力的活動去練就出上半身的肌力。吉里和其他幾位科學家告訴我，女性擅長運動的部分原因，或許是男性也擅長運動。

想一想類似的問題：為什麼男性有乳頭？答案是因為女性有乳頭，所以男性也有。乳頭對於女性成功繁殖是絕對必要的，而在男性身上又沒什麼害處，沒有非捨棄不可的天擇壓力。哈佛大學人類學家丹．李伯曼（Dan Lieberman）研究的，是肌耐力跑（endurance running）在人類狩獵和演化上的作用，他就曾告訴我：「男性和女性不能完全分開來設計，不能像訂紅色或藍色車子那樣訂製我們。我們的基本生理特性大致相同，只有一點點差別。如果女人不需要跑步，你就可以辯稱她們的腿部不需要充當彈簧的跟腱，但這要怎麼辦到？你必須讓某個性別失去跟腱。」相反的，自然界替人類保留了一套系統，讓荷爾蒙能夠選擇性地啟動基因來達成不同效果，而不是讓大量基因產生變化。

男人和女人有幾乎完全相同的基因，但那些很小的基因差異，如 SRY 基因，會引發大量的生理結果，這會導致比賽場上的龐大差距，而不僅僅是影響身高、四肢長度之類的明顯固定特徵。男性的肌肉在舉重時增長得比女性更快，心臟對肌耐力練習的反應也比女性大又快。所以，Y 染色體上有一些小小的 DNA 差異，最後會影響此人的可訓練性（trainability，指目標能力因訓練而進步的幅度）。

而且影響其人是否為可造之才的，不只有這條染色體上的基因。

——本文摘自 大衛・艾普斯坦（David Epstein），《運動基因：頂尖運動表現背後的科學》，2020 年 12 月，行路出版，未經同意請勿轉載。

註解：

• 慣用左手的人很少，所以對手不常面對左撇子，腦中的對應身體動作資料庫也就很淺陋，套用科學家的話來說，這就給了左撇子「負頻率相依優勢」（negative frequency dependent advantage）。以 1980 年莫斯科奧運花式擊劍賽為例，進入決賽的六個人全是左撇子。法國科學家夏洛特．弗里（Charlotte Faurie）和米榭爾．雷蒙（Michel Raymond）分析了徒手搏鬥較多的土著社會中，左撇子比例較高的情況，他們和其他研究者假設，天擇把左撇子視為一種搏鬥優勢而留下了一些人，特別是男性。
• 認為女性因為要經歷分娩過程而比男性更能忍受疼痛，這種看法是個迷思，針對該主題做過的每項研究都反駁了這個論調。女性對疼痛比較敏感，成為慢性疼痛病患的機率更大。
  不過，女性在臨近分娩時的確對疼痛變得比較不敏感。
  
• 400 公尺短跑紀錄：
  九歲男孩：1:00.87　十四歲男孩：46.96
  九歲女孩：1:00.56　十四歲女孩：52.68
  
• 布朗也在男性病患身上看過局部 21- 羥化.缺乏症，但效果沒那麼引人矚目。布朗表示，大體來說，菁英運動員的內分泌系統與大多數成年人明顯不同。他說：「運動員有各種獨特的特徵，就荷爾蒙環境而言，他們就生得跟我不一樣。」
• 研究運動員和睪固酮的生理學家克里斯提安．庫克（Christian J. Cook）說：「有個正在浮現的模式是，頂尖級的瞬間爆發力型菁英女運動員，睪固酮濃度往往和男性比較相近……那些女性往往很有本事藉由訓練增添爆發力。」庫克在 2013 年所做的小型研究發現，睪固酮濃度較高的女運動員，會比睪固酮濃度較低的夥伴選擇更劇烈的肌力訓練。
• 我跟哈珀初次進行訪談，是為了 2012 年《運動畫刊》的文章〈跨性別運動員〉，這篇報導是我和帕布羅．托雷（Pablo S. Torre）一起寫的。我和帕布羅還採訪了凱．阿倫斯（Kye Allums），他曾是喬治華盛頓大學女子籃球隊員，也是史上第一位公開跨性別的 NCAA 一級男籃球隊選手。為了變成男性之身，阿倫斯最近開始注射睪固酮。他說他的手腳和頭部已經有所增長，聲音越來越低沉，開始長出少量鬍子，而且能夠跑得更快。醫學研究已經在病患身上發現，睪固酮的施打劑量，與增加的肌肉量和肌力之間有相依關係。