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來趟時空旅行─回顧當代有森林的大歷史

eeft_96
・2014/03/11 ・3536字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

森林生態系與日常生活的關係相當密切,最近才剛上映的電影─KANO[1](嘉農),時空背景正是20世紀初的昭和台灣,在片中:

  1. 濱田拿著新改良的香蕉二號,為了替棒球隊找個教練而前往拜訪近藤先生──他那有著塌塌米與竹捲簾的木屋
  2. 竹竿模擬了滑球的軌跡,球員們對著軌跡奮力揮舞球棒
  3. 戴著斗笠的農夫們停下插秧,看嘉農少棒在田埂上練跑
  4. 八田與一乘著木船在嘉南大圳巡視
  5. 濱田告訴吳明捷,被釘上釘子的木瓜樹會結出肥碩的果實,連唯一一株沒被釘釘子的木瓜樹也會因此受到激勵,努力長大……。

在〈KANO〉的場景裡處處離不開自然元素,而片中沒提到的,甚至還有當時更重要的樟腦、林業發展等等……。

1. Koshien
木屋、木鎮、紙、毛筆…都是昭和時代人們利用自然資源的方式之一。( 圖源:KANO )

森林的呵護,1 年 365 天 24 小時不打烊

嘉南大圳放水的那一刻,深深地烙印在某些人的心中。讓我們把森林拉進歷史的舞台,再重新整理一下上述場景:

  1. 曾文溪與濁水溪的上游森林供給溪流養分,流進嘉南大圳、灌溉了嘉南平原與河域
  2. 稻米、香蕉、木瓜等填飽我們的肚皮,而斗笠為農夫遮蔭……
  3. 上游的森林涵養了水源、調節水文與氣候
  4. 人們利用林產物,發展出書法與棒球等休閒、娛樂文化,以及蘊於其中的精神信仰……

我們可以把這些森林生態系所提供的服務歸納成上面四種:供應(provisioning)、調節(regulating)、支持(supporting)、文化(culture),這是從遠古到現今,我們一直從森林生態系所得到的服務。

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2. 森林功能
森林生態系對人類的四大功能。( Millennium Ecosystem Assessment, 2005 )

想想看失去了森林生態系,嘉南大圳會變得怎麼樣吧!第二次世界大戰之後,國民政府為了以木材換取資金,多數山林被砍伐,結果導致冬春兩季的水源水量驟減、烏山頭水庫淤泥日增,於是嘉南大圳的水量也越來越少。照這樣來看,森林生態系難道不是在〈KANO〉時代背後,最默默也最重要的支持者嗎?

看完昭和時代的台灣之後,接下來就讓我們將搭上時光機,看看森林在不同時代與地域所面臨的議題吧!

寡頭政治與安全威脅,帶森林與文明走向衰敗

回到西元前 6000 年的兩河流域,蘇美、巴比倫的君王大興土木,建造宮殿廟宇[2],使原本森林茂密的美索不達米亞平原,樹木一棵棵倒下。征服巴比倫的西臺人首先發展出冶鐵技術,由於熔鑄銅、鐵礦的唯一燃料就是木材,也導致植被覆蓋加速消失。

同樣的情形發生在西元前1200年的地中海東岸,以色列、腓尼基為了榮耀耶和華,投入大量人力、物力興建大型宮殿,於是環繞王國的雪松林被砍伐殆盡[3]。如今,兩河流域與地中海東岸為大量荒漠所覆蓋。

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為了建立強大軍事力量,羅馬時期的義大利半島幾乎失去所有森林[4]。西元 400 多年時匈奴入侵一直到西元1400多年,期間更曾歷經黑死病,中世紀歐洲的森林得到休養與喘息。然而為了對抗穆斯林、開拓貿易,歐洲諸國設法運用緜長海岸線的優勢,並建立起龐大艦隊,再一次,不管是遠洋貿易或是爭奪海權,木頭都是船隻不可或缺的材料。

崛起的海上強權英格蘭,在 17 世紀初強烈感覺到木材短缺,於是將手伸往波羅的海與斯堪地那維亞的森林,更晚則是北美殖民地。18 世紀初與工業革命後,由於木材短缺的狀況相當急切,一些地方發展出以煤作為替代燃料的方式,稍稍舒緩歐洲國家對木材的急迫需求。

總結來說,出於安全威脅、以及權力集中的寡頭政治,古代西方文明過度耗用森林生態系,而一併將文明自身帶進歷史的墳墓。近代西方國家一方面發展出新的材料科技──煤礦與石油,作為燃料替代了木材;另一方面則以帝國主義與殖民主義等方式,將問題輸出到海外其他國家,以取得更多、更廉價的林產物供應。

上述兩種解決方式不僅為世界帶來了更多的安全威脅,也迎來了新的挑戰──氣候變遷。

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舊挑戰沒走、新挑戰接踵而來:氣候變遷與全球化

當代的國際環境政治,除了過去主要的安全威脅與權力集中問題之外,由於全球性的森林砍伐、化石燃料的使用等等,因此而生的氣候變遷,直接也間接地成為森林生態系的新威脅[5]。
除此之外,不僅歐美主流生活方式耗用大量自然資源,這種生活方式同樣影響了非西方國家,成為許多社群競相仿效的價值與風格──帝國殖民主義與全球化的結果衝擊了許多社群,並導致許多社群的傳統環境知識逐漸流失。

一個具體的例子是海地。海地在大航海時代便成為西班牙人的殖民地,在島上印地安人滅絕之後,西班牙人從非洲販運大量黑奴到海地。1697 年海地被割讓予法國,為法國人種植甘蔗、咖啡、棉花、菸草與靛青。1803 年,海地經過十多年的獨立戰爭,宣布脫離法國獨立,西方國家紛紛發動經濟制裁殺雞儆猴。

缺乏島上原生印地安人的傳統環境知識,也受困於經濟制裁,貧窮的海地居民為求生計紛紛砍伐森林,作為生活所需的燃料或者換取金錢。最後,海地喪失 98 %的林地,坡地失去森林、抓不住土壤,儘管 2004 年珍妮颶風沒有登陸海地,泥流仍吞沒了村莊、毀壞橋樑,造成疾病肆虐與 3000 多人死亡。相較於同一座島嶼上還保有茂密森林的多明尼加,在那次颶風中只有8人死亡。除此之外,氣候變遷導致極端氣候的強度與頻度增加,同樣為海地投下威脅的陰影。

1999 年的馬來西亞,因為濫伐所導致的森林衰退,與氣候變遷所導致的乾旱併聯在一起,引發了森林火災,迫使叢林蝙蝠到農民養豬場附近的果園覓食。豬隻吃下蝙蝠糞便,感染尼帕病毒(Nipah virus)再傳給豬農,造成 101 人死亡、100 萬頭豬遭撲殺。最終,病毒仍流竄到東南亞其他國家。

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生態系崩潰不僅造成災區居民的苦難,同時也將問題帶回西方國家:在許多西方國家,氣候難民成為社會內部尖銳對立的引爆點。英國國家黨議員 Richard Barnbrook 原本隸屬工黨,後來因故改投陣營。他指出,因為氣候變遷的影響,英格蘭南部缺水的問題越來越嚴重,然而東南方卻仍要展開大型造屋計畫。Richard Barnbrook 表示,移民問題與環境問題之間的關聯其實很簡單:「要是有更多人移入,就表示會有更多綠地被水泥叢林覆蓋。」

森林生態系的衰退案例層出不窮,對社會安定的衝擊全面而廣泛。考慮到傳統國民所得帳(GNP/GDP)並未計入生態系的非使用價值,2005 年的《千禧年生態系評估報告》將森林的「調節」、「文化」等功能量化,希望將這些價值納入決策者的決策架構之中。

3. 森林價值量化思考(2)
地中海國家年收益,「牧業、木材與燃料」計入市場經濟價值,其餘為未計入市場經濟價值計算的部分。
單位為2005年美元/公頃。( Millennium Ecosystem Assessment, 2005 )
4. 森林價值量化思考
生態系服務:土地利用方式轉變前後(Canada:完整的濕地→密集型農業、Cameroon:永續林業→小規模種植、Thailand:完整紅樹林→養蝦場、Cambodia:傳統森林利用→不永續的伐木模式)經濟收益比較。
單位為2005年美元/公頃。( Millennium Ecosystem Assessment, 2005 )

旅途上的燈塔:更多的參與、更好的溝通

將隱藏在背後的生態系價值公諸於世,這種努力雖多但只是其中一步,作為技術性量化工具,科學語言的對象仍然相當有限。此外,要將普遍的理論架構對應到複雜的真實世界,仍有重重的困難必須面對。

讓我們回顧當代森林生態系所面臨的各種挑戰:權力集中的決策架構、迫在眉睫的生存威脅、氣候變遷、全球化(不可持續生活風格、傳統環境知識流失)、現代社會的多重互賴……等。森林生態系衰退,儘管影響是全面的,給不同的社會、社群、個體所帶來的衝擊卻不均質。人們因此而生的衝突認知,更為溝通投下不確定的陰影。好消息是,越來越多人體認到一種社會溝通模式是有效的:多元利害相關人參與決策過程、小而美的社群規模、互相合作且彼此分享的文化價值,以及對永續經營生態系的共同關切。

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在這趟時空旅行後,我們依稀可以在過去羅馬時代,看到這樣的共同關切。普林尼在《自然史》裡是這麼書寫的──

“樹木與森林是賜給人類,最至高無上的禮物。森林提供人類食物、它們的樹葉提供人類柔軟的地毯與床鋪、它們的樹皮提供人類予滋養。……”

註:

  1. 馬志翔監製、黃志明及魏德聖監製的電影,說的是昭和時代,嘉義農林打進甲子園的故事。
  2. 吉爾伽美什史詩(The Epic of Gilgamesh)
  3. 舊約歷代志(The Old Testament)
  4. 自然史(Naturalis Historia, Plinius)
  5. 人禾環境倫理發展基金會:〈我不殺伯仁,伯仁因我而死?談氣候變遷下的物種危機〉

※ 延伸閱讀:

  1. 臺灣的非拓墾性伐林(1600-1975),陳國棟
  2. 〈森林。我〉
  3. The Role of Wood in World History. (K.J.W. Oosthoek)
  4. Millennium Ecosystem Assessment》, 2005
  5. 大遷移:暖化如何影響你我的未來》,傅季強譯(Forecast: The Consequences of Climate Change, from the Amazon to the Arctic, from Darfur to Napa Valley. Stephan Faris)
  6. 恢復力》,李振昌譯(Resilience: Why Things Bounce Back. Andrew Zolli & Ann Marie Healy)

本文同步刊載於「森林我的家」部落格,與林務局合作刊登

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人禾環境倫理發展基金會成立於2007年,以「推動體制內環境教育的落實」、「推動環境學習中心的建構」和「擴大社會對永續環境議題的關注和參與」為願景,持續致力於各式環境學習中心場域之教育推廣與經營管理工作,運用各種媒介平台,向大眾推廣大自然服務及水資源等主題的重要性,並持續累積發展不同主題之環境教育教材供教育單位使用。

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 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?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

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。

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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:

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  • 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

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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?

圖形處理的例子

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。

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典型的CPU與GPU架構

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?

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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?

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(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)

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。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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什麼是文明?只要消滅病菌,就不再落後了嗎?——《醫療與帝國》
左岸文化_96
・2019/04/29 ・2222字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 572 ・九年級

本文摘錄自《醫療與帝國──從全球史看現代醫學的誕生》,現代醫學與西方帝國主義的發展息息相關,本文將就病菌與文明的關係來探究帝國主義下的病菌史。

消滅病菌就能消滅落後?

病菌學說發現特定的病原是特定疾病的成因,提供了新的可能性以及迫切性去消滅疾病。然而,醫師和衛生官員從未完全接受病菌學說。即便在病菌學說已經確立之後,盛行於熱帶地區或歐美窮人的疾病仍和數個世紀前一樣,和骯髒連結在一起。例如,一八九○年代的霍亂被形容為「由骯髒的人帶到骯髒地方的骯髒疾病」。

引起霍亂的霍亂弧菌。圖/wikimedia

一八七○年代的酵素學說(zymotic theory)認為疾病是由分解與退化所造成,而創造了新的連結,將病菌學說與稍早的腐敗觀念關連在一起,並納入原先和骯髒腐敗相連結的道德價值觀,認為骯髒與病菌都會助長疾病。醫師相信道德瘴癘和物質瘴癘是相對應的;道德汙穢和身體汙穢同樣令人擔憂。就衛生與道德而言,新的病菌都代表了汙穢。病菌的「人類帶原者」(human carrier)理論認為,即便是最健康的人也可能在體內帶有病菌而感染他人,但本人卻沒有顯示出任何的疾病症狀,這重申了要根據種族和階級來進行醫學隔離。因此消滅病菌也成為一種清潔行動,清理掉汙穢、不乾淨的習慣與偏見,甚至隔離不受歡迎的種族與族群。

另一方面,巴斯德學派的科學家、公共衛生官員、疫苗接種者和政府,認為消滅熱帶疾病或窮人的疾病不僅是針對病菌進行疫苗接種,也是改革社會與文化的行動。汙穢與病菌的觀念在熱帶殖民地被賦予新的意義,帝國的醫療人員採取道德十字軍姿態,對抗殖民地和熱帶的病菌、疾病與偏見。細菌學在殖民地成為科學與工業現代性的新象徵,巴斯德滅菌法和疫苗接種在殖民地許諾了商業與工業的進步,因此消滅病菌經常象徵著消滅野蠻。

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「文明人」的優越感和特權

在亞洲、非洲、澳洲及南美洲的不同殖民脈絡下,「文明」一詞取得了不同的意義。

菁英使用「文明」與「病菌」等名詞來保護自己的特權,區隔城市的窮人。圖/pixabay

就階級、種姓與種族而言,它反映了一個群體或社群將其文化優越感強加在另外一群人身上,使得前者能夠決定後者的生活條件和經濟活動。病菌為政治、經濟與社會的歧視和隔離提供科學上的有效性。例如,十九世紀晚期在巴西里約熱內盧,該城的菁英使用「文明」與「病菌」等名詞來保護自己的特權,區隔城市的窮人。先是將窮人等同於汙穢與疾病的帶原者,接著將他們從市中心驅離,改變其日常習慣,大規模強迫接種疫苗。而里約城中日益增長的隔閡有更大的帝國背景。巴西是「非正式帝國」的一部分,高度依賴外國對成長中的可可與橡膠大農場進行投資,這同時導致移工和都會菁英的增加以及貧富差距擴大。

對國際資本的需求導致里約快速成長,國際資本提供資金並且規畫和督導經濟轉型,不僅里約熱內盧甚至整個巴西都是如此。城市菁英藉由「文明」一詞「改革」窮人的生活。由巴黎的巴斯德研究所訓練出來的奧斯華多.克魯茲(Oswaldo Cruz)擔任公共衛生總長,採取清潔城市的新措施,引進對都會窮人的疫苗接種。一九○二年克魯茲在里約建立細菌學研究所,並在城中展開嚴格的疫苗接種規定,且限制窮人進入城市某些區域,讓窮人遠離富人的視線。

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圖/pixabay

在澳洲,「文明」用來標示白人居民和亞洲移民之間的分隔線。澳洲政府在二十世紀發動了一位記者所謂的「對外國病菌的戰爭」,基本上這是對中國移民的戰爭。在政府對「白澳」(White Australia)的想像與規劃中,中國移民被視為是危險病菌的不潔儲主。當鼠疫於一八九○年代在中國爆發時,這樣的觀念變得非常明顯。隨著細菌理論的興起,澳洲的檢疫系統變得更為嚴格與更侵擾。

被當地人視為病菌的移民

移民與病菌被視為是同義詞,澳洲政府為了保護邊界不受入侵,甚至在一九二○年代介入美拉尼西亞與波里尼西亞島嶼的公共衛生事務。澳洲的衛生官員如此做,就是認為島民「原始」而容易受到病菌侵襲,需要現代科學衛生措施。澳洲醫師在太平洋島嶼建立預防衛生措施,自認為是在將文明帶到這些島嶼。

自以為是的保護。圖/torange.biz

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病菌與文明在巴勒斯坦指涉的是現代性與東方主義之間的分隔。李奧.波姆(Leo Böhm)這位猶太復國主義醫師在二十世紀初期發起運動,要在巴勒斯坦設立巴斯德研究所,這個運動是要將「曠野」文明化並轉變為現代國族。他的努力受到世界猶太復國主義組織(World Zionism Organization)的支持與鼓勵。

該組織的成員抱持同樣觀點,認為猶太人要在巴勒斯坦復國,有賴現代科學與科技的應用。由歐洲一些猶太醫師與博士所組成的「猶太醫師與自然科學家巴勒斯坦衛生權益促進協會」(the Association of Jewish Physicians and Natural Scientists for the Sanitary Interests in Palestine)對此也加以支持。波姆在巴勒斯坦發動對抗瘧疾的戰爭,他認為瘧疾是現代文明的禍根。他也教導人們健康衛生的習慣以及檢疫制度的好處。

——本文摘自《醫療與帝國:從全球史看現代醫學的誕生》,2019 年 2 月,左岸文化出版。

左岸文化_96
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《KANO》的逆境催甜術,用在蓮霧更有效!
Brainy Waker 腦子醒了
・2015/10/05 ・943字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 387 ・三年級

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文/王白竹

「你知道如何種出又大又美的木瓜嗎?」

大家還記得電影《KANO》給了什麼答案嗎?它說,將鐵釘釘在木瓜樹的樹根,木瓜會感受到危機,就會長出甜美的果實!很可惜,如此經典的妙方在電影播出後馬上就被果農推翻。釘鐵釘不但不會讓果實更甜,生鏽的鐵釘甚至可能讓木瓜樹感染,導致死亡。

但是!不要失望的太早,這個「木瓜理論」可不是完全錯誤!錯只錯在用錯水果了!經歷逆境後果實更加香甜的其實是蓮霧!

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Lian_wu
Source: wikipedia

植物之所以會結果,主要是為了將果實內的種子散佈到更遠的地方去。甜美的果實會吸引其他動物前來大快朵頤,很多動物就像有些人吃西瓜不吐子一樣,順便就把種子吃進去了。種子大多有堅硬的外殼,還沒被消化就會被排泄出體外。如此一來,種子就會隨著動物上廁所的地方找到一個新家,還多了一大坨有機肥料當嫁妝呢!就算沒有被吃掉,甜甜的果肉腐爛後也是種子發芽時不可多得的養分。果樹為了傳宗接代,可真是各盡其招呢!

蓮霧的招數更是奇特!蓮霧喜歡濕潤肥沃的土壤,終年需要充足的水分,因此大部分生長在水邊。蓮霧還能對付土壤鹽化,讓它們可以在海邊生長。因此,有別於只喝淡水的其他樹,蓮霧樹被鹹鹹的海水淹過後,不但不會死亡,竟然還能結出果實。海水淹過後的果實比較小、果皮色澤也比較黑,但不會影響到傳宗接代。而且小小黑黑的果實反而更甜更香!果農發現這個現象後,便在結出果實前取海水灌溉蓮霧樹,培育出又黑又亮,又香又甜的蓮霧,就是有名的「黑珍珠」。

筆者不禁猜想,會不會還會有動物(就像我們人類?)知道小小黑黑的蓮霧會更甜,會在海水淹過後興沖沖地跑來吃蓮霧?這樣會不會反而讓蓮霧種子更廣泛的散播呢?

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蓮霧真的是生命強韌的果樹,其實不只是鹽水,果農還可以將蓮霧樹斷根、環刻、覆蓋黑網、浸水和肥傷等等,只要不要下手太重,蓮霧都能對付,雖然會活得很艱辛,但在生死邊緣還是可以長出又黑又甜的果實。

蓮霧成功地在逆境找到生存的空間,是不是比木瓜更符合《KANO》裡球員面對逆境時保持奮戰不懈的精神呢!

延伸閱讀:

黑珍珠V-I 水果版的台灣奇蹟

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本篇授權轉載於【腦子醒了‧Brainy Waker

Brainy Waker 腦子醒了
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自古以來,神話與科學息息相關,人們往往將科學無法解釋的事件,歸納為神的力量,而在科學昌明的年代,我們希望人們能將科學視為一種新的信仰,一種追求真理與事實的態度。因為我們相信不斷向真理靠攏的知識,能夠改變人類眼中的世界,塑型出更真實的宇宙!新穎的資訊,不同的視角,挑戰你的舊觀念!我們將喚醒你們的腦子,用不同的觀點切入科學,再次挑戰你們對科學的想像!所以,我們來了,腦子醒了!