Indusdemia? 一份有意義的工作

• 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。

有人在討論大麻合法化，那迷幻蘑菇呢？

迷幻蘑菇這個吃了會 chill 的酷東西在國內歸屬於第二級毒品，但全世界用這玩意兒的人可不少。

它不只會出現在墨西哥的通靈體驗，神經科學家也認為它可以用來研究大腦；精神科醫師想看看它對精神疾病的療效；甚至連專門查禁毒品的 CIA，都曾經想要「利用利用」這個好東西！ 迷幻蘑菇有多神奇？裡頭的「裸蓋菇素」除了讓你 chill，還有哪些神奇效果？

人類使用迷幻蘑菇已經九千年了？

九千年前就有人在吃迷幻蘑菇？

有歷史學家認為，這類致幻菇早在距今九千年前，就已經是北非原住民愛不釋手的好物，他們甚至還把菇菇們刻到岩畫裡。中美洲則有阿茲特克人當嗑菇代表，嗑的是一種名叫⋯⋯teonanácatl 的東西。我也不會念，反正大概是「眾神之肉」的意思。如今我們知道，當時他們使用的就是墨西哥裸蓋菇。當時人們認為用了它，就可以和神明溝通無礙了。

1950 年有人驗證了這件事，真菌學家高登・沃森為了更瞭解墨西哥裸蓋菇的神奇之處，來到墨西哥南部的瓦哈卡州，見證馬薩特克民族的薩滿儀式。之後，沃森的好友亞伯特・霍夫曼從這些墨西哥帶回的菇中，成功萃取出「裸蓋菇素」和「脫磷酸裸蓋菇素」。他們將藥丸送回瓦哈卡，交到了負責執行秘密儀式的巫師莎賓娜手中。¹ 看到莎賓娜親自服下這顆「仙丹」後回報的體驗，霍夫曼等人大喊「警察杯杯就是它」（逼）——看來古老儀式的通靈效果，八九不離十就是裸蓋菇素在那邊作怪。

不只通靈巫師，連 CIA 也想好好利用迷幻蘑菇！

裸蓋菇素的研究引起了美國中央情報局 CIA 的注意，不過不是因為什麼違法亂紀的問題，而是他們⋯⋯也想「瞭解更多」！1950年代 CIA 有項名為 MK-Ultra ² 的精神控制計畫，希望找到一些可以作為吐真劑、審訊和行為操縱工具的潛力藥物。他們的實驗藥物包括裸蓋菇素、迷幻藥 LSD、嗎啡、海洛因、一種萃取自仙人掌的致幻劑麥斯卡林等，並在監獄、醫院、學校，甚至從巧立名目的慈善基金會裡招募試驗對象。³

結果不試不知道，一試嚇一跳，裸蓋菇素的幻境令許多人為之瘋狂。據傳，曾參與這項實驗的美國歌手羅伯特・亨特曾經這樣點評這個奇幻旅程：「看在上帝的份上，請允許我保持精神錯亂吧。」雖然如此，MK-Ultra 計畫後來還是受到負評居多，畢竟這當中許多藥物都有危害健康的可能性，違反了法律裡的知情同意權之外，也踩了人道底線。

除了被強迫食用，很多人也「自願」嗑菇？

1960 年代的哈佛大學心理學家蒂莫西・利禮，就在經歷過致幻菇帶來的深刻體驗後，馬上回到哈佛建立「裸蓋菇素計畫」，利用實驗室製作的裸蓋菇素，與團隊夥伴在美國麻州一棟豪宅的客廳裡集體嗑菇。

利禮不只邀請當時主要的宗教研究者休斯頓・史密斯，以及英國作家奧爾德斯・赫胥黎加入，還前後找來了超過兩百位的受試學生。後來有大半的參與者認為，這不僅是一趟愉快的旅程，還改善了他們的生活。而且，利禮自己也嗑了一些裸蓋菇素，對此他曾解釋，研究者得跟受試者處在相同的精神狀態中，才能在實驗發生的那一刻，理解對方經歷了什麼。嗯⋯⋯真是個好藉口？但有部分人士擔心「研究致幻劑」和「促進娛樂用途」之間的界限被模糊了，也高聲疾呼研究計畫可能變相成為某種群嗑派對⋯⋯欸不是，根本就是啊！後來他與團隊中的學者夥伴，也確實陸續遭到解雇。⁴

所以，裸蓋菇素到底真的對身心靈有好處，還是只是讓你 chill 的迷幻藥？別急，先讓我們看看如果接觸到迷幻藥，我們的身體會產生哪些變化。

迷幻蘑菇是毒還是藥？

迷幻藥物有哪些？

除了裸蓋菇素以外，一般所說的致幻劑或迷幻藥物，還有麥角酸二乙醯胺 LSD、仙人掌毒鹼、搖頭丸 MDMA 或大麻等等，它們都能讓人產生幻覺、改變意識、扭曲知覺和情緒。⁵ 這些具有精神活性的物質，能夠穿越血腦屏障、直接作用在中樞神經系統上，改變大腦神經的傳導。⁶

人們會迷戀致幻劑，通常來自於使用後思想和情緒因而改變的效果，或是體驗到情感與精神上不可名狀的愉悅。於是有些人服用這類藥物，便是為了改善心理狀態，或是緩解疼痛和壓力。

那麼，吃下裸蓋菇素會有什麼反應呢？

這玩意吃了之後，除了造成精神層面的影響，不少研究都指出在生理方面會導致血壓上升、心率加快、瞳孔放大、視覺扭曲等方面的可能變化，也曾有調查發現，近四分之一的體驗者出現嘔吐和噁心等症狀。緊隨其後的，則是放鬆、暈眩、欣快感和視覺增強等知覺扭曲。美國國家藥物濫用研究所 NIDA 的官方資料則是提到，服用這類致幻劑，人們的行為可能會產生快速波動，比方說從激動好鬥到鎮靜放鬆。聽起來要麼嗨嗨的，要麼就是有點 chill，沒什麼不得了的，但如果劑量沒有把控好，或因為身體條件等因素，也可能會發生心律失常、癲癇、肌肉強直或急性腎功能衰竭等問題 ⁷。

為什麼裸蓋菇素能有迷幻的效果？

事實上造成迷幻感的主角並不是裸蓋菇素本人。當裸蓋菇素進到體內，會經過去磷酸化反應後形成「脫磷酸裸蓋菇素」。這個脫磷酸裸蓋菇素能和大腦皮質錐體細胞上的血清素受體 5-HT_2A 結合 ⁸，進而阻斷大腦前額葉皮質處、包含預設模式網路在內的諸多神經傳導。這邊提到的預設模式網路指的是一個存在於大腦內的網路，連接了許多區塊。與「自我意識、自我參照、內省」的腦部活動有關，通常在你放空、陷入回憶時，沒有明確任務時，這片網路就會自動開啟。而當你開始處理有目標的重要任務時，這個網路又會關閉。這樣你就知道這個網路為什麼會被稱為「預設模式」。

預設模式網路過度活躍，可能會導致焦慮。反過來說，當裸蓋菇素降低預設模式網路的活性，就會關閉這種自我反思的內省行為，人們的自我邊界變得模糊，導致一種「自我溶解」的感覺，放大對周圍世界和他人的開放性和連結感。這種自我意識的減弱，可以促使人們突破固有的思考模式和行為模式，使他們能夠從更廣泛、更整體的視角來看待自己和世界！

沒錯，有看過 EVA 一定馬上發現，這不就是人類補完計畫嗎！碇源堂你還造什麼使徒，直接把裸蓋菇素發下去啊！

迷幻蘑菇的好處？

迷幻蘑菇能帶來好處嗎？

看到這裡，是不是覺得裸蓋菇素除了帶領人類進入超現實的世界，還有⋯⋯通靈之外，似乎沒什麼太大的用處？

事實上，最近幾年陸續有證據指出，在醫療監督下對病患施予裸蓋菇素，用來治療某些精神疾病是有潛力的。比方說，它能改善強迫症患者在情緒、社交、工作與生活品質上的表現 ⁹，也能減輕憂鬱症狀長達兩週的時間 ¹⁰，甚至對「重度或難治型憂鬱症」也有用。

迷幻蘑菇甚至能反過來解決患者對其他物質的濫用問題。在以裸蓋菇素輔助的心理治療中，酒精成癮患者大量飲酒的天數明顯下降。¹¹ 至於菸癮，接受兩到三次中度至高劑量的裸蓋菇素後，老菸槍們居然能戒除菸癮長達十六個月以上。¹² 更驚人的是，不只有菸酒，服用中高劑量的裸蓋菇素，竟然也有機會減少大麻、鴉片類藥物和興奮劑的用量。¹³

欸等等，迷幻蘑菇為什麼對戒菸、戒酒有幫助？

研究發現，施用裸蓋菇素也能降低情緒中心杏仁核的活性，促使情緒穩定。更能提升大腦神經可塑性，讓神經網路功能性連接能力變得更強。¹⁴ 這意味著什麼呢？答案可能就是「靈活」這兩個字。

明明嗑了迷幻藥的人看起來就超鏘（ㄎㄧㄤ），到底關靈活什麼事？大腦某些高階網路的功能異常，是促成物質濫用的元兇。¹⁵ 像是執行網路，是由背外側前額葉皮質和頂下迴組成、與「操縱外部資訊」有關，還有警覺網路，是以前額葉皮質和前腦島作為關鍵連接點，負責處理外部刺激和內部訊號、分配注意力資源。¹⁶

過去有研究發現，裸蓋菇素的使用，能降低這些網路過度活躍的問題，輔助治療物質濫用和憂鬱症。由於這些網路往往有著豐富的 5-HT 受器，加入裸蓋菇素能和這些受器作用，讓大腦任務之間的切換變得更靈活、更不受既有框架的約束。

迷幻蘑菇還能治療許多疾病？

除了精神上的難題，嗑菇還能解決一些生理症狀。主要是疼痛方面的困擾。

例如一旦發作，會出現比一般頭痛更難受，痛到想把頭給砍下來的「叢發性頭痛」。這個叢發性頭痛相當特別，它的痛點通常集中在一側眼眶周圍或顳側，也就是太陽穴附近，還常常伴隨同側眼結膜充血、流鼻水、流淚等等的症狀。而且有別於偏頭痛，叢發性頭痛在休息的時候會顯得更痛，甚至大多數就像設了鬧鐘一樣，會定時發作。¹⁷ 目前在一個小小的試驗中，研究者就發現，服用裸蓋菇素可以大幅降低這種頭痛的發作頻率。¹⁸

聽起來，迷幻蘑菇還有很多用途等著我們去探索。

而且除了今天提到的故事，還有很多更 ㄎㄧㄤ 的迷幻蘑菇研究故事我們來不及講。例如第一個萃取出裸蓋菇素的霍夫曼，竟然也是 LSD 的發明人。

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註腳

1. A Brief History of Magic Mushrooms – How Magic Mushrooms Work | HowStuffWorks ↩︎
2. MKUltra – Wikipedia ↩︎
3. The CIA’s Secret Quest For Mind Control: Torture, LSD And A ‘Poisoner In Chief’ : NPR ↩︎
4. Harvard Psilocybin Project – Wikipedia ↩︎
5. Hallucinogen – Wikipedia ↩︎
6. Psychoactive drug – Wikipedia ↩︎
7. Psilocybin – Wikipedia ↩︎
8. Vollenweider FX, Smallridge JW. Classic Psychedelic Drugs: Update on Biological Mechanisms. Pharmacopsychiatry. 2022;55(3):121-138. doi:10.1055/a-1721-2914 ↩︎
9. Single-dose psilocybin for treatment-resistant obsessive-compulsive disorder: A case report – PMC (nih.gov) ↩︎
10. Single-dose psilocybin-assisted therapy in major depressive disorder: a placebo-controlled, double-blind, randomised clinical trial – eClinicalMedicine (thelancet.com) ↩︎
11. Percentage of Heavy Drinking Days Following Psilocybin-Assisted Psychotherapy vs Placebo in the Treatment of Adult Patients With Alcohol Use Disorder: A Randomized Clinical Trial | Substance Use and Addiction Medicine | JAMA Psychiatry | JAMA Network ↩︎
12. Long-term Follow-up of Psilocybin-facilitated Smoking Cessation – PMC (nih.gov) ↩︎
13. Frontiers | Persisting Reductions in Cannabis, Opioid, and Stimulant Misuse After Naturalistic Psychedelic Use: An Online Survey (frontiersin.org) ↩︎
14. Emotions and brain function are altered up to one month after a single high dose of psilocybin | Scientific Reports (nature.com) ↩︎
15. Functional and Structural Alteration of Default Mode, Executive Control, and Salience Networks in Alcohol Use Disorder – PMC (nih.gov) ↩︎
16. Increased global integration in the brain after psilocybin therapy for depression | Nature Medicine ↩︎
17. 醫生，我頭痛的想撞牆啊！ 談「叢發性頭痛」 (kmuh.org.tw) ↩︎
18. Can Psilocybin Treat Cluster Headache? | American Migraine Foundation ↩︎

參考資料

• 《真菌大未來》
• https://science.howstuffworks.com/mag…
• https://www.npr.org/2020/11/20/937009…
• https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35079…
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti…
• https://www.thelancet.com/journals/ec…
• https://jamanetwork.com/journals/jama…
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti…
• https://www.frontiersin.org/journals/…
• https://www.nature.com/articles/s4159…
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti…
• https://www.nature.com/articles/s4159…
• https://americanmigrainefoundation.or…
• https://www.tandfonline.com/doi/full/…
• https://rapm.bmj.com/content/45/7/486

本文轉載自中央研究院「研之有物」，為「中研院廣告」

• 採訪撰文／田偲妤
• 美術設計／蔡宛潔

迎接我們的是什麼樣的未來？

想像 30 年後，生活將發生什麼改變？行政院國家發展委員會於 2022 年 3 月 30 日公布「臺灣 2050 淨零排放路徑及策略」，針對能源、產業、生活與社會轉型提出多項政策，倡導人們逐步展開淨零新生活。中央研究院「研之有物」專訪《臺灣淨零科技研發政策建議書》諮詢委員──中研院經濟研究所蕭代基兼任研究員、臺灣大學國家發展研究所周桂田教授，從與生活最貼近的經濟及社會政策出發，深入剖析臺灣如何在淨零路徑上穩健前行。迎接我們的是什麼樣的未來？一起來關心！

時間來到 2050 年，一覺醒來，生活將發生什麼改變？望向窗外，鄰居的屋頂架設了太陽能板，馬路上一輛輛電動車川流不息。打開衣櫃，穿上隨租隨送的流行服飾。走進早餐店，煎台上的人造雞肉散發迷人香氣。打卡進辦公室，充滿朝氣的一天在高強度木竹構造大樓展開，固碳的木竹建材來自永續經營的森林。

上述情景啟發自行政院國家發展委員會的「淨零生活藍圖」，究竟什麼是「淨零」（Net zero）？推動的原因為何？又將對我們的生活產生什麼影響？

淨零風潮席捲全球，臺灣該如何因應挑戰？

在解開「淨零」謎團之前，我們先來看看聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在 2018 年公布的全球暖化特別報告，當中預測 2030 年左右，地球表面均溫將比工業革命前高出 1.5℃。

如不在 2030 年前有效減碳、發展生質能源與除碳技術，並在 2050 年左右達到「淨零排放」，將引發更劇烈的極端氣候、糧食與水資源短缺、海平面上升等危機，嚴重威脅全人類與自然萬物的生存。

「淨零排放」指的是，在特定時間內，人為產生的溫室氣體（主要為二氧化碳）排放量，與人為移除量相互抵消，達到「淨零」目標。

為此，全球掀起一股淨零風潮，其中以 1994 年生效、多達 197 個締約國的「聯合國氣候變化綱要公約」（UNFCCC）最具指標性，各國領袖定期出席氣候變遷大會，做出減碳承諾，簽定了「京都議定書」、「巴黎協定」等重要協議。

臺灣雖然不是聯合國會員，也無法置身事外，隨著各國紛紛祭出碳邊境稅、綠色供應鏈等政策，出口導向的臺灣必須盡快做出應變。

另一個棘手問題是，臺灣的慣用能源、主要產業多偏向高碳排、高耗能、高汙染性質，養成高度碳鎖定的褐色經濟體質。產出的低附加價值商品，使勞工的薪資水準難以提升，生產過程造成的環境汙染更會損害人民健康。

淨零轉型政策有助挽救瀕臨崩潰的地球環境，更是臺灣百年難得一遇的經濟綠色轉型契機！

2022 年 3 月 30 日，在眾人的期盼下，行政院國家發展委員會公布了「臺灣 2050 淨零排放路徑及策略」，預計在 2030 年前編列約 9 千億預算，執行能源、產業、生活、社會四大轉型策略，以及科技研發、氣候法制兩大治理基礎，並輔以十二項關鍵戰略，計畫於 2050 年與世界同步邁向淨零目標。

然而，比較可惜的是，當中並沒有納入「碳定價」制度，也沒有針對「社會公正轉型」提出細緻的規劃，這些都是推動產業轉型、兼顧民眾權益的重要政策。

有鑑於此，中央研究院召集各界專家研擬《臺灣淨零科技研發政策建議書》，其中〈經濟與社會促成因素〉一章由多位經濟與社會學者集思廣益而成。

研之有物專訪中研院經濟研究所蕭代基兼任研究員、臺大國家發展研究所周桂田教授，就經濟與社會政策提出建言。究竟臺灣的產業現況如何？有哪些推動淨零的誘因工具？如何降低淨零轉型對民生的衝擊？

我們必須先面對什麼問題？

臺灣現在比較大的難題是，我們是高碳排的國家。根據臺大風險中心的調查，2019 年臺灣十大溫室氣體排放企業中，有 6 家是石化業、2 家是鋼鐵業，排放總量約 1.034 億公噸，約佔當年度全國溫室氣體總排放量 36.05%。

雖然現在畫出淨零排放路徑，2020 年也宣示發展六大核心戰略產業，還是要以 2050 年為新目標，盤點臺灣產業正面臨的困境與價值。

例如石化業除了要思考如何解決高碳排問題，還需討論要留下什麼價值？畢竟在短鏈經濟時代，石化業是各國關注的戰略產業。否則就要形成區域的經濟聯盟，透過各國的資源交換來維持經濟發展。這都有賴針對產業現狀進行問題盤點，才能討論未來的發展藍圖。

如何兼顧淨零轉型與產業發展？

我國政府長期的產業政策在於幫助產業降低生產成本，因此將許多能源價格維持得很低。例如汽油價格調整的原則之一是保持「亞洲鄰國最低價」，讓業者用較低的成本生產物美價廉的商品，保有與他國競爭的優勢。

然而，長年的低價策略卻導致賺得利潤、附加價值也連帶偏低，而附加價值內很大一塊便是薪資，因此人民的薪資水準難以提升，跟過度的產業保護政策脫不了關係。

國家與產業競爭力大師 Michael Porter 在 1991 年提出「波特假說」（Porter hypothesis），他觀察 1970 年代以來，美國、英國、德國、日本等國的環保政策對產業的影響，發現嚴格的環保政策能促使產業創新，不但減少污染，還能提高生產效率與競爭力。

所謂溫室裡的花朵沒有競爭力，有一個發人深省的故事：美國亞利桑那州有一處佔地廣闊的人造溫室「生物圈二號」（Biosphere 2），宛如另一個自給自足的地球。溫室裡有一棵非常高大的樹木，從小到大沒碰過風，導致枝條橫向生長且越來越長，最後支撐不住、硬生生斷掉！

大自然存在各種壓力，會讓樹木為了生存而長得更堅韌。環保政策就是外在壓力，能促使產業思考，如何在環保與減碳成本增加的情況下，發展新的競爭優勢。

徵收碳費，但不徵收碳稅——差別是什麼？

國際上常見由政府制定「碳定價」措施，包含：碳稅費、能源稅、碳排放交易等制度，能讓氣候暖化的外部成本轉化成需付費的內部成本，促使企業主動減少碳排量。

我國政府預計 2024 年開始向排放者徵收「碳費」，而原訂徵收的「碳稅」則因財政部有重複課徵疑慮而暫緩。究竟碳費、碳稅有何差別？

首先，兩者的相同之處在於，皆是針對化石能源、商品或服務所產生的碳排放量來課稅，目的為促使排放者自願減量。

不同之處在於徵收機關與用途限制，碳稅由財政部徵收，用途沒有特別限制，為政府財政收入的一部分；碳費則由環保署徵收，只能專款專用於相關污染防治。

照理來說，政府收「費」是為了提供服務，例如收垃圾處理費是為了幫民眾處理垃圾。然而，如今徵收目的是要促使排放者自願減量，為了降低成本壓力，轉而從事綠色投資以推動產業轉型。不應該由政府收了錢去幫排放者做減量，因為政府做不到、也做不好減排！

建議未來要課徵「碳稅」，而不是只收「碳費」。因為碳稅的用途不受限制，能落實污染者付費原則，促使排放者肩負起減碳責任。同時也要完善碳排放交易機制，讓業者可以交易總量管制下的排放額度，增加減碳誘因。

善用「森林碳匯」，不只減碳，更要除碳！

政府除了利用各種政策工具促成排放者主動減少溫室氣體排放量，還要鼓勵大家移除大氣中的溫室氣體，才能達成淨零排放。

現行除碳技術主要有：生物質吸收、自然界無機化學反應、大氣中直接移除。當中最便宜的除碳技術就是「森林碳匯」，透過新植造林、更新造林、永續森林經營，讓植物與土壤發揮固碳功效。

臺灣有多達 60% 土地是森林，應將森林視為再生資源，經營「永續林」。政府可用除碳費帶頭收購森林碳匯，讓業者有誘因將農地改成林場，並在樹木最佳固碳年齡時砍下，同時種植一批新樹，收穫的木材應拿去製成可持久利用的家具和建材。

假設輪伐期是 60 年，我們就能循環經營 60 座森林。而森林生長的過程，對空氣品質、水土保持、生物多樣性等都有莫大好處。

過去 30 年來，政府推行國有林禁伐政策，讓森林健康及永續林經營受到很大限制，連帶影響森林碳匯的預估值。

行政院在「臺灣 2050 淨零排放路徑及策略」中，規劃碳匯將從 2019 年 21.4 百萬公噸成長到 2050 年 22.5 百萬公噸，等於 30 年來只成長 1.1 百萬公噸的碳匯量，是相當保守的做法。如改成經營永續林，加入造林誘因及持久利用木材，應可增加更多碳匯量。

如何落實淨零轉型政策？

淨零轉型政策的研擬需仰賴「社會強健性知識」（Socially robust knowledge），意指在生產跨領域、高度複雜的政策時，必須讓各領域專業人士參與，賦予政策強健的知識基礎。

英國早在 2008 年依據《氣候變遷法》（Climate Change Act）成立「氣候變遷委員會」，這是一個獨立的監督機關，由自然和社會科學領域的專家組成，有權編列各部會的減碳預算、審查減碳計畫，再送交國會複審。

如成立監督機關行不通，可參考歐盟成立「氣候諮詢委員會」，雖然沒有審核碳預算的職權，卻具備監督和專業諮詢的智庫功能。

我國行政院預計將淨零排放督導工作交給國家永續發展委員會，但為了強化執行力道與效率，建議行政院建立具備預算權的「氣候會報」，由行政院長總指揮各部會，畢竟氣候變遷是需要跨部會一起解決的問題。

此外，還要建立鼓勵公民參與的「轉型行動溝通平台」，當中包含中央與地方政府、各領域學者、文史工作者、非營利組織等各方人士。先由政府提出政策、廣邀各界參與討論、檢視現況與問題，最後回饋意見並調整政策方向。

碳定價政策可能導致減碳成本被納入生產成本，造成民生物價上漲，建議採取什麼配套措施？

2023 年初修法通過的《氣候變遷因應法》有條文提到：「依二氧化碳當量，推動溫室氣體排放之稅費機制，以因應氣候變遷，並落實中立原則，促進社會公益。」

「中立原則」意指，推動新的稅費機制時，為了不增加人民負擔，會從其他地方減稅，或將新增的碳稅費收入還給人民，使得政府總稅收不增不減。

建議還稅於民的措施加上排富條款，將這筆錢集中移轉給低所得者，有助改善所得分配不均的問題，提升民眾對政策的支持。

應執行還稅於民措施的原因在於，碳稅費是有累退性質的間接稅，會讓所得分配惡化。因為高所得者新增的碳稅費稅負佔所得的比例遠小於低所得者，而且低所得者的有限收入大部分用於民生消費，易受碳稅費引發的物價上漲影響。這就是為什麼要將稅收拿來彌補低所得者增加的花費。

適應淨零新生活的方法

如果擔心影響民生物價，民生用電可制定徵收級距、或暫緩調漲，但工業界的電價沒道理不調漲！這樣的整體思維將擱置臺灣的轉型進度。

事實上，臺灣現階段非常緊張，整個能源轉型進度遲滯，跟不上國際要求的 2030 年減碳 55% 進度，也難以因應各國祭出的碳邊境稅、綠色供應鏈等政策。

因此，業界現在多不會反對淨零轉型政策，反而希望政府趕快制訂規則，業界盡快配合調整內部作業。但目前政府考量民眾觀感，不敢大動作調漲能源價格、推動碳定價政策。

制定改變民眾習慣的政策時，應採取「行動取向的制度主義」，循序漸進設計出人民容易遵守的規定。

以限塑政策為例，從量販店、便利商店、飲料店等開始停供免費的塑膠袋與塑膠餐具，如自備環保餐具可享有優惠，逐漸養成民眾自備環保杯、購物袋的習慣。

淨零轉型政策相對來說更敏感，例如很多弱勢家庭為了省電費，晚上讓孩子到便利商店唸書，或只買得起耗電的二手家電，這些都需納入政策考量，可廣邀企業投身公益，和政府一起補貼弱勢家庭更換節能家電。

留給下一代「零碳未來」

你可能覺得淨零轉型議題遙不可及，但淨零排放路徑告訴我們，只剩不到 30 年的時間守住 1.5℃ 溫升防線，而臺灣起步的時間較他國晚了許多，更要急起直追落後的進度，否則我們將錯失產業轉型契機，承受大自然更殘酷的反撲。

根據臺大風險中心 2020 年民調顯示，臺灣民眾對能源轉型政策的公平性、計畫性、迫切性，平均感受只有 3.83 分，且獲知能源訊息頻率以「一年一次或很少聽到」的 25.5% 最高，顯示政府尚需加強宣導淨零觀念，將零碳理念紮根於教育，提升社會對永續價值的認同。

好消息是，62% 民眾接受因推動能源改革而調漲電價，56.7% 民眾可接受因徵收碳稅而調整油價。整體看來，約一半的民眾願意配合加稅與漲價來節能減碳，雖然多數能接受的幅度不大（約 1-5%），但已是好的開始。

淨零排放路徑的公布只是一個開端，尚需建構完善的治理框架以促成公私協力，許自己與未來世代一個零碳未來！

延伸閱讀

• 中央研究院《臺灣淨零科技研發政策建議書》
• 臺灣 2050 淨零排放路徑及策略總說明
• 聯合國政府間氣候變遷委員會 2018 年全球暖化 1.5℃ 特別報告
• 【研之有物】斷開碳鎖定的鎖鏈！面對國際競爭，減碳才有活路
• 蕭代基、傅俞瑄、林師模、黃琝琇（2020）。減碳政策在臺灣：補貼或課稅？綠色經濟期刊，第 6 卷，頁 A1-23。
• 臺大風險中心對淨零碳排路徑政策建議聲明
• 2020 能源轉型公眾感知度調查報告