來自異空間的圖案？－Anamorphosis

J……J 個是！這顆石頭一接觸到我的舌頭，它就像火一樣燃燒，同時留下苦澀和尿味的味道，在這之後還留下了一點甜味。

這，這一顆石頭不一樣，它有酸辣味和硫酸鹽味，卻同時給我一種難以形容的愉悅感！就像在品嘗紅酒的酸味一樣！

等等，我並沒有壞掉，我現在做的事是某些地質學家和古生物學家真的會做的事，而且這件事還得了諾貝爾獎！只是是搞笑諾貝爾獎。

搞笑歸搞笑，舔石頭卻真的是再實用不過的方法。因為，舌頭真的是太好用了！

地質地科系祖傳秘招——舔石大法！

2023 年的搞笑諾貝爾獎的化學與地質獎頒給了地質學家揚．扎拉謝維奇，得獎的原因不是因為特定研究，而是它整理了地質學家和古生物學家「品嘗」岩石和化石的「研究史」。

有在跟我們直播的泛糰肯定知道，在今年搞笑諾貝爾獎頒發的隔週，上個月的 9 月 18 日，我們在 YouTube 官方舉辦的 2023 YouTube Festival 活動中，辦了一個實體見面會。在見面會中我們介紹了今年其中三個搞笑諾貝爾獎，其中就包含這則「地質學家為什麼要舔石頭」。另外兩個獎項分別是操縱死靈蜘蛛，和研究為什麼上課為什麼會令人感到無聊。這場見面會也有同時開直播，連結放在右上角的資訊卡，裡面提到不少有趣的觀點，歡迎去直播存檔複習。

當天，除了就像開場演繹的，不同岩石真的嚐起來味道不一樣以外，有一個地科系的觀眾，現場分享了另一個有趣的觀點。但先說聲抱歉，那時候觀眾手持的麥克風訊號沒有進到我們的混音器，所以在線上收聽的朋友沒有聽到前半段。

我們這邊重新轉述一下，這位觀眾說早在這個獎項頒發前，就知道用舔石頭來辨識種類的這種方法了，因為他的老師就是這麼教他的！沒想到，這竟然是地科與地質系祖傳的秘技嗎！

舌頭比手指還好用？

但除了味道外，觀眾還分享了一個這次搞諾沒有提到的原因，就是舌頭的觸覺可能比手還靈敏。某些岩石例如砂岩跟頁岩，可能用手摸不出差別；用舌頭舔，竟然就能分別出差別。

什麼，舌頭真的這麼厲害嗎？想想好像也是，我們吃東西的時候會用舌頭去感受食物的形狀，這些觸感甚至也是我們品嘗食物時，了解食物的重要一環。除此之外，我們還可以找出食物中的魚刺，或是卡在牙縫中的菜渣，有些人還能幫櫻桃梗打結呢。

但好像從來沒有人拿舌頭和手去做比較，因為只要講到觸覺，我們第一時間就會認為手指更加靈敏。

其實，還真的找到有人研究過，一群俄亥俄州立大學食品科技系的實驗團隊，就研究了這個問題。他們準備了幾個形狀極為相似的樣品，樣品的長度、厚度、缺口的大小都一樣，只有缺口處的傾角不同。

傾角從 45 度到 90 度都有，每塊的角度以 5 度為間隔。受試者必須拿起兩塊樣品，並在蒙眼的情況下，分別用摸或舔的方式來分辨出兩者分別為哪一塊。其中一塊始終是 90 度，另一塊則是從 65 度開始角度遞增。

這次的實驗有 30 位受試者，結果表明，使用手指來分辨兩塊樣品，平均要兩塊的角度差超過 19.81 度時，才能分辨出差異。如果用舌頭舔呢？只要兩者的角度差超過 12.75 度，就能分辨出差異！比用手摸的角度差小了許多，也就是舌頭真的比較靈敏。

當然，這個實驗還有兩個方向值得討論，一是這只針對物體邊緣形狀的靈敏作分析，但觸覺有許多不同感受，例如紋理、粗糙程度等，所以可能每種觸覺做出來的實驗結果會不同。這個實驗看起來不難做，各位可以準備一些能放入嘴的材料，例如請朋友直接將比較硬的芭樂切成不同形狀來舔舔看差別，就能簡單復刻這個實驗甚至更改參數，有實際測試的觀眾也不要忘記留言告訴我們。我們這邊也同步徵求花京院來協助我們實驗。

而另一點是，關於舌頭為什麼有跟手指同等，甚至更強觸覺的生理機制，本篇研究僅止於現象探討，還未有深入研究。

濕濕的石頭更好觀察？

除了味覺和觸覺外，舔石頭還有另一個重要的原因，就是濕潤的石頭紋理更清楚，更方便研究。

這應該大家都有經驗，在學校的大理石地板拖地，或是海邊的鵝卵石，沾到水之後，石頭的紋理都更加清楚，看起來也更漂亮。但這又是為什麼呢？

影響的原因有很多，但影響最大的，就是濕潤的表面讓石頭更「平」，產生類似拋光的效果。但為什麼磨平拋光，顏色就更好看呢？

我們知道光線照到鏡子會產生反射，但鏡子很平整，如果現在照射到的是一個凹凸不平的表面，光線就會往四處反射，這種現象稱為漫反射。當我們只想看石頭上的其中一點時，旁邊的光卻會雜亂的跑進我們的眼睛，影響到對比度。並且各種顏色的色光聚在一起會形成白光，因此這些漫反射而來的光線，就會以白光的形式被我們看到。白話文就是，物體的對比下降了，但是整體的亮度提高，變成我們常看到灰白色的石頭表面。

直到石頭被拋光，或是因為濕潤產生拋光的效果，這些漫反射就會減少，石頭整體變得比較暗沉，但是斑紋之間的對比度提高了。這就是為什麼粗糙的石頭顯得灰白，浸濕之後卻呈現深沉而圖樣明顯的原因。

還沒完，薄薄一層水還會造成更多影響。例如，這層折射率介於空氣與石頭之間的介質，可以幫助光線稍微穿透岩石的表層後再反射出來，提供視覺上更多的紋理細節。如果將水換成木工中常使用的亮光漆，除了反射與折射外，亮光漆中的分子，還足以讓光線產生散射，讓你在上不同厚度的亮光漆時，能產生不同的顏色變化。

簡單來說，不論是水還是漆，這薄薄的一層介質，能像相機的鏡片一樣，透過光學調校，將更清楚、細節更多的影像送進相機的感光元件，也就是我們的眼睛上。而替換不同的鏡片，就能改變我們看到的樣子。

這個看似玩笑的舔石頭研究，確實好像又有幾分認真的道理，我們自己在研究的時候，最開始也覺得超ㄎㄧㄤ，後來又發現能學到不少冷知識。

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參考資料

• https://www.palass.org/publications/n…
• https://kb.osu.edu/bitstream/handle/1…
• https://www.askamathematician.com/201…
• https://www.tandfonline.com/doi/abs/1…

現代科學對「情緒有其必要」的看法並不一致，也有人認為情緒比反射行為好不到哪兒去。

事實上，不到半個世紀以前，認知心理學家艾倫．紐厄爾（Allen Newell）和諾貝爾獎經濟學家司馬賀（Herbert Simon，但他並非以這個題目獲獎）等學者仍堅信人類思考乃是以反射為基礎。一九七二年，紐厄爾和司馬賀讓受試者回答一系列邏輯、西洋棋與代數謎題，要求他們一邊解答、一邊交代自己的思考過程。^[1]

「思考」的過程，其實只是一種反射動作？

兩人把受試者解謎的過程錄下來，煞費苦心地一段段分析，試圖找出規律性。他們的目標是找出並描述每一位受試者的思考法則及特徵，藉此建立人類思考的數學模型，期望利用這套模型深入了解人類心智，找出發明「智慧型」電腦程式和超越邏輯線性極限的方法。

紐厄爾和司馬賀認為，人類的理智行動——也就是「思考」——其實就是比較複雜的反射系統罷了。

說得更精確一點，兩位學者相信思考可以用「生產規則系統」（production rule system）這套模型來解釋：意即思考是一套邏輯嚴謹的「條件陳述式」（if-then）規則集合，而「思考」這種反射就是執行這套規則所得到的結果。

譬如西洋棋有一條規則是：如果對方將了你的國王，你得立刻移走國王。生產規則系統讓我們在面對抉擇時更容易做出選擇，繼而影響行動（比如我們或多或少會不經意採用「如果有人向我乞討，直接忽略即可」這條法則）。

假如人類思考當真只是一套大型生產規則系統，那麼我們跟那些成天跑大數據的電腦應該沒什麼不同。不過，紐厄爾和司馬賀的想法並不正確，兩人的努力自然付諸東流。

若能了解兩位學者假設失敗的原因，或許就能更明白情緒系統的目的和功能。

用例題試想「生產規則系統」為何失敗

一組生產規則指令如何產出可應用於簡單系統的完整行動策略？假設屋外氣溫不到零度，而你想寫一套恆溫程式，讓室溫維持在一定範圍內——就設定在攝氏二十一到二十二度之間好了，那麼只要利用以下兩條規則就能辦到：

• 規則一：若室外氣溫低於攝氏二十一度，啟動暖氣。
• 規則二：若室外氣溫高於攝氏二十二度，關閉暖氣。

不論你家的暖氣是快要散架的老東西、抑或聰明的現代系統，這兩條規則都是溫控的基礎原則。

早期的生產規則系統就是靠這類條件式指令建構出來的，複雜程度更高的任務也可以利用規模更大的指令集合來完成。譬如小學生學的減法，包括「減數數字若大於被減數的數字，要從被減數左方借一位來計算」在內的運算法則少說十來條。

某些複雜的應用軟體甚至需要數千條規則指令。電腦科學家運用這些規則指令打造出所謂的「專家系統」expert system）——專為特殊用途設計（譬如醫療診斷、抵押承保等），可模擬人類決策的程式系統。生產規則系統應用在這些領域勉強還算成功，但成果有限，且不適合作為模擬人類思考的基本模型。

紐厄爾和司馬賀的根本錯誤在於，他們忽視人類生活的豐富程度。大腸桿菌這類構造簡單的生物確實能靠幾條反射規則過活，但生活條件更複雜的物種根本辦不到。

生活中看似簡單的任務也沒辦法系統化

就拿「如何避開腐敗或有毒食物」這種看似簡單的任務做例子吧。

這類食物有的能靠氣味辨別出來，但「不好聞」的氣味實在多不勝數；其他時候或可利用外觀、味道或觸感作為「不可食」的信號，但這類特質也同樣能以多種形式呈現（譬如酸掉的牛奶和發霉的麵包不論外觀或氣味皆截然不同）。

此外，這類判斷指標的「程度」也很重要：如果眼前有一道看起來可疑、聞起來還算可以的餐點，各位可能會依找到其他食物的挑戰程度和可能性，選擇接受或不接受這份餐點。

又或者，就算味道聞起來完全沒問題，各位仍舊可能會因為食物外觀太詭異而選擇放棄；再不然就是你無論如何都會吃掉它，因為你餓壞了，你的身體需要養分。若要將這套非黑即白、定義狹隘的死板規則套用在各種可能的「情境—反應」組合上，大腦肯定會燒掉，因此我們需要另一套辦法。

另一套辦法就是情緒

在反射架構下，特定誘因——譬如「牛奶聞起來有點酸，但我已經好幾天沒吃東西，附近大概也找不到其他食物和飲水了」——會自動產生一個專門處理這種狀況的反應（譬如「喝掉牛奶」）。

但情緒完全不是這樣運作的。引發情緒的誘因大多模稜兩可（牛奶看起來／聞起來怪怪的），且誘發的直接產物並非「動作」，而是某種程度的情緒（隱約感到噁心）。

這時，大腦會琢磨這股情緒，一併考量其他因素（我好幾天沒吃了，而且附近可能沒有其他食物），然後計算如何反應——此舉免除了動用「誘因—反應」制式規則此一浩大工程，並且納入更多彈性：我們可能會想出許許多多、各式各樣的做法（「不為所動」也算），然後做出深思熟慮的決定。

在決定透過哪種反應回應情緒時，大腦考量的因素很多，就前述例子來說即是「飢餓程度」、「是否願意冒險、繼續尋找其他食物」及其他情境條件。

情緒會影響我們的行為模式

這時理智就來湊一腳了：一旦情緒被挑起，心智就會根據事實、目標、原因理由和情緒等幾項元素進行計算，產生行為。若情況複雜，這種結合情緒和理智的反應路徑能更有效率地提供可行解方。

高等動物的情緒還有另一個重要角色：延長反應時間。在情緒被事件挑起之後，這段空檔能讓理性思維介入，策略性地緩和或延遲我們對該事件的直覺反應，等待更適當的反應時機。

比方說，假設你的身體需要營養，而你剛好看見一袋玉米片；若是反射主導，你一定會不假思索、抓來就吃。但演化在這道反射程序中多加了一道關卡，故即使身體需要營養，你也不會想都不想、看到什麼吃什麼——你會餓。

飢餓會使你想進食^[註]，但你對這個情境的反應不再是不假思索、自動發生。你會評估狀況，然後決定放棄玉米片，這樣才有肚子容納晚上要吃的雙層培根起司堡。

又或者，你打給電信公司詢問某項服務，但對方有夠愛理不理的。如果人類完全靠反射行事，這時你大概會直接抓狂、飆出「去死啦！ 你這白癡」這種話；但事實上，對方的態度只會引發你憤怒或挫折的情緒。

情緒會影響大腦消化處境的方式，也讓你的理智得以發聲。所以你說不定還是會抓狂，但至少不會氣到腦筋一片空白；你或許會漠視抓狂的衝動，深呼吸，然後告訴對方：「我明白你們的規定，不過請容我告訴你為什麼我的狀況可能不適用這條規定。」

情緒也適用在其他動物身上

情緒在非人動物身上也有同樣的功能，其中又以靈長類最明顯——譬如行為學家法蘭斯．德瓦爾的《黑猩猩政治學：如何競逐權與色？》（Frans De Waal, Chimpanzee Politics: Power and Sex Among Apes）。假如你是黑猩猩，肯定邊讀邊冒冷汗。

書中描述，年輕的公黑猩猩若是被某一頭母黑猩猩給撩到了，牠會等待時機，在母黑猩猩配合下避開大頭目耳目，偷偷與之相好（理由是牠可能因此受懲罰）。^[2]

另一方面，大頭目一個一個幫小弟們理毛時，如果遭到某年輕公黑猩猩挑戰，當下牠可能置之不理，然後在隔天發動報復攻擊。還有，如果黑猩猩媽媽的小寶寶被另一隻年輕母黑猩猩搶走，牠會躡手躡腳欺近，在不傷到孩子的前提下伺機搶回來。

任教於加州理工學院、同時也是美國國家科學院院士的大衛．安德森教授（David Anderson）這麼說：「『反射』是由非常特別的刺激所引發的特定反應，而且這個反應是立即的。如果我們一輩子就只會遇到這些刺激、只需要這類反應，那沒問題；然而在演化的某個節骨眼上，生物體需要更多彈性來應付環境刺激，因此才發展出形形色色的『情緒』積木，補足這一塊。」 ^[3]

註解

近代的研究將飢餓、口渴和疼痛歸類為「原始」或「穩態」情緒（primordial / homeostatic emotion），負責維持生理平衡。

參考資料

1. Richard M. Young, “Production Systems in Cognitive Psychology,” in International Encyclopedia of the Social and Behavioral Sciences (New York: Elsevier, 2001).
2. F. B. M. de Waal, Chimpanzee Politics: Power and Sex Among Apes (Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1982).
3. 2018 年 6 月 13 日安德森訪談紀錄。

——本文摘自《情緒的三把鑰匙：情緒的面貌、情緒的力量、情緒的管理－情緒如何影響思考決策？》，2022 年 8 月，網路與書出版，未經同意請勿轉載。

• 作者 / 張之傑

我們這趟環球之旅，很少遇到陰雨天氣，特別是在紅海和地中海期間，晴空無雲，天藍得透亮，沒有一點兒雜質；海藍得像面鏡子，閃耀著藍寶石似的光影。

若干年長或行動不便的乘客，喜歡鎮日坐在八樓長廊的沙發上，望著舷窗外的碧海藍天打發時光。我常帶著筆電在八樓長廊寫作，累了就眺望著海天一色的海平線。由於地球是圓的，海平線以一個很大的弧度中消失在視線中。

海和天為什麼是藍色的？這和散射有關。陽光射到地球，會碰到空氣和懸浮在空中的小水珠（雲），使得天空的顏色經常展現變化。晴天的時候，射到地球上的光線碰到空氣中的氮分子或氧分子，就會引起散射作用，藍光的波長較紅光短，散射得較厲害，看在我們眼裡，天空就成為藍色的。

這個道理看起來好像很簡單，但是人類明白這個道理是十九世紀末葉的事。一八七三年，英國物理學家瑞利（Lord Rayleigh）是第一位看天看出名堂的人。他的散射理論——瑞利散射，使我們了解了天色的秘密。

在陽光的七種色光中，紅、橙、黃光的波長較長，藍、靛、紫光的波長較短。所謂波長，就是兩個波峯間的距離；而波峯，是指物質振動最大的地方。舉個例子，當我們扔一塊石頭到水裡，會激起一圈圈漣漪。兩圈漣漪間的距離就是波長。當然啦，光波的波長比漣漪的波長小得多了，波長最長的紅光，不過十萬分之七、八公分，藍光不過十萬分之四、五公分而已。

瑞利發現，散射不會改變射入光的波長，只會改變射入光的方向。那麼散射又怎麼會造成天空的各種顏色呢？原來散射的作用截面，既與散射粒子的大小有關，也與被散射光的波長有關。空氣中的氧分子、氮分子，大小恰好可以散射波長較短的藍光，藍光散了一天，天空當然呈藍色的。

到了傍晚，夕陽西下，陽光打斜裡射過來，較接近地面，而地面的空氣含有較多的水氣和灰塵，粒子比氧分子、氮分子大得多，較容易散射波長較長的紅光、橙光或黃光，艷麗的晚霞就是這樣散射出來的。

如果天上水浮著小水滴，也就是雲，那又是另一種景象。小水滴比灰塵大得多，各種波長的色光都能被它散射，結果，雲就成了白色的。如果雲層較厚較密，陽光穿不過去，就變成了灰色或黑色。白雲蒼狗，不過是陽光玩的把戲而已！

當雲聚成雨滴的時候，顆粒就更大了，大得具有稜鏡的作用。倘若一邊已經出太陽，一邊還在下雨，陽光穿過雨滴，就會形成我們看到的虹。噴泉和瀑布上也可以出現虹，原理是一樣的。此次環球之旅，我們看到過幾次彩虹，印象最深刻的一次是在復活節島。公路靠海的一側，忽然出現拱門似的彩虹，距離我們目測不到五十公尺。站在彩虹下照相，宛如置身彩虹之下呢！

陽光照到水裡，又是一番景況。較深的水都是藍色的。水原本透明無色，水分子的大小可讓波長較長的紅色繞過去，而波長較短的藍光被散射，所以較深的水莫不是藍色的。水愈深，散射、反射的藍光就愈多，看起來就愈藍了。

同樣是水，為什麼海是藍的，而浪花卻是白的？為什麼驚濤拍岸，會捲起千堆雪？道理很簡單，所謂浪花，其實就是小水滴，可以散射各種波長的光，所以浪花就和白雲一樣，變成白色的了。

就像看天一樣，人類真正懂得看海也是晚近的事。印度物理學家拉曼（Sir Chandrasekhara Raman），從印度搭船去英國。天連海、海連天的景況，使他悟出海水和天空的顏色，都是光線散射所造成的。一九二一年，拉曼在英國《自然》上發表了一篇論文，提出他的散射理論，題目是〈海的顏色〉。古今中外，多少人有過「看海的日子」，卻只有拉曼獨具智眼，看出別人看不出的道理。