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奈及利亞的伊波拉疫情很嚴重嗎?-疾管署防疫醫師羅一鈞專訪

陸子鈞
・2014/09/10 ・3055字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

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7月底,一名染上伊波拉的賴比瑞亞官員Patrick Sawyer進入奈及利亞的大城拉哥斯(Lagos),不久之後病逝 [新聞來源]。和他接觸過的人也染上了伊波拉病毒 [新聞來源],突然之間奈及利亞也成為國際關注的伊波拉疫區。

8月8日世界衛生組織(WHO)公開呼籲不是疫區的國家也能做好防疫的準備,再加上奈及利亞是在非洲除了南非之外最多台灣僑民所在的國家,所以疾病管制署於8月25日派遣防疫醫師羅一鈞、蔡懷德前往奈及利亞,協助當地台胞防範伊波拉病毒感染。返國後,羅醫師接受泛科學專訪,談談奈及利亞當地的狀況。

 ▲羅一鈞醫師(站立者)在奈及利亞與當地專家交流(羅醫師提供)
▲羅一鈞醫師(站立者)在奈及利亞與當地專家交流(羅醫師提供)

「對當地民眾來說,伊波拉病毒只是眾多恐懼中再多一項而已。」羅醫師補充道,其實當地很多事情沒受到國際媒體關注,像是伊斯蘭組織博科聖地(Boko Haram)佔領了東北部小鎮果扎(Gwoza),而且殺害了至少數百位居民,政府軍卻無力反擊。奈及利亞重要城市也三不五時會遭受恐怖攻擊,不久前首都的購物中心爆炸,20多人罹難。還有水患、霍亂、武裝衝突……這些不受國際關注的事件,傷亡人數都遠遠超過死了7個人的伊波拉病毒。或許在地球另一端的我們,對於疫情的恐慌還甚於當地居民。

奈及利亞人口超過1.7億,是重要的產油國,又是非洲重要的交通樞紐,所以疫情特別受到國際媒體關注。但是將奈及利亞與最嚴重的疫區幾內亞、賴比瑞亞、獅子山相提並論並不公平,根據WHO統計,到8月31日為止的死於伊波拉感染的1800多例中,奈及利亞只有7位。

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 ▲當地醫院候診情形(羅醫師提供)
▲當地醫院候診情形(羅醫師提供)
 ▲門診醫師已經戴上口罩(羅醫師提供)
▲門診醫師已經戴上口罩(羅醫師提供)

拜小兒麻痺和拉薩熱所賜

「以當地政府的效率來看,奈及利亞能夠快速成立應變中心其實很令人驚訝」,羅醫師說。和幾內亞、賴比瑞亞、獅子山相比,奈及利亞的經濟比較強盛,公共衛生體系也比較完整,但除了這兩個原因之外,「奈及利亞能夠快速應付伊波拉病毒可說是拜當地的小兒麻痺還有拉薩熱(Lassa Fever)所賜」。

奈及利亞是全世界仍被列為小兒麻痺疫區的三個國家之一(另外兩個是巴基斯坦和阿富汗),為了要根除小兒麻痺,國際組織投入相當多的醫療資源,奈及利亞各地設有小兒麻痺應變中心(Enmergency Operation Center, EOC),而且有常駐的單位在從事防疫行動,包括WHO美國疾病管制局(CDC)、聯合國兒童基金會(UNICEF)、無國界醫生(MSF)、E-Health紅十字會、軍方、還有當地的流行病學調查訓練班。這些單位平常就有醫療網路監控小兒麻痺疫情,當伊波拉病毒出現在奈及利亞的拉哥斯城,他們就被調派改去應付伊波拉疫情。因為早就合作已久,夥伴間彼此都熟識,所以省去了國際合作團隊初見面的磨合期。而且這些常駐單位已經非常熟悉當地的文化,這對於密切追蹤病患來說就非常重要。舉例來說,E-Health擅於利用數位科技從事流行病調查,在伊波拉疫情出現後,他們就設計了一款APP,讓調查人員能夠藉由智慧型手機記錄每位追蹤個案的體溫還有所在位置,並回傳到應變中心,能更確實也更便利掌握疫情。「要是這系統沒有先存在奈及利亞,光是要招集國際團隊進駐,就得花上兩三週,還得磨合、分配任務,那時候疫情就更難控制了。」

「小兒麻痺提供了伊波拉病毒的流行病學調查基礎,拉薩熱則是實驗室支援。」和伊波拉病毒一樣,拉薩熱也是一種出血熱疾病,致死率也很高。為了對抗拉薩熱,奈及利亞境內設有多座第三級生物性防護(BSL-3)實驗室,還有行動實驗室。因此有足夠的能力可以檢驗伊波拉病毒,確定發燒的病患是不是真的感染伊波拉病毒。「在疫情發生之前,老天給一個恩賜,奈及利亞有足夠的專家還有設備,所以命運和西非三國就完全不一樣。」

謠言致死人數比病毒還多

伊波拉疫情應變中心底下有五個小組特別的是設有「闢謠小組」。關於伊波拉病毒的謠言不斷出現,羅醫師說:「有個說法是謠言超過24小時之後就會變成真的,大家就會深信不疑。」所以闢謠小組的任務就是在蒐集謠言,然後儘快查證並澄清。謠言主要有兩大類,一類是跟疫情有關,像是哪裡又出現感染個案、又有感染個案移入…等等;另一類謠言就是跟預防/治療有關。「他們沒有用LINE,但是這類謠言還是透過像SMS的簡訊系統來散佈。」羅醫師舉例,像是當地謠傳「經科學證實」在午夜12點用鹽水洗澡可以預防伊波拉病毒。「真的很多人轉,連使館官員還有醫院醫生都收到朋友提醒『記得晚上要用鹽水洗澡』的簡訊或者電話。」鹽的價格在那段期間還漲了3成!

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用鹽水洗澡就洗澡嘛,但另一則謠言就比較嚴重了-「喝溫的鹽水可以治療伊波拉」,所以就有人拼命喝,喝到腎衰竭而死亡,或許聽信謠言死亡的人數,還比感染伊波拉死亡的人數多。另外還有像「可拉果(Kola nut,一種非常苦的果子)治伊波拉」的謠言,「噢,那真的很苦,我被騙去咬過,超苦的」羅醫師接著說,還好這東西除了很苦之外沒有太大的危害,謠言後來也被政府澄清。這類謠言之所以能夠在奈及利亞盛行,最主要的原因是醫療不方便。羅醫師提到,當地的醫院不是很普遍,而且像是急診的掛號費就大約是台幣1千元,但居民的月收入也才介於5千到8千之間而已,所以民眾寧可聽信偏方,到真的無效才會去醫院求診。

控制疫情的根本在於人心

美國疾病管制局的專家認為,非伊波拉疫區的先進國家必須要有兩點準備:快速動員病理學調查專家的能力、良好的社會心理支持團隊。能夠快速動員專家才可以在疫情爆發初期就確切掌握病人以及接觸者,避免疫情擴散。

「心理社會支持團隊」由心理師、社工師、精神科醫師組成。「感染這個病毒也會有很大的心理衝擊」,舉例來說,感染的病患被隔離了會擔心自己是否會康復,還是只能等死?如果無法說服他們配合隔離;他們不會等死,會想辦法逃走尋求有效的治療,像是賴比瑞亞的官員Patrick Sawyer之所以前往奈及利亞,就被懷疑是為了尋求更好的醫療(賴比瑞亞全國不到100位醫師)。就算疑似病例願意自主隔離定期回報體溫,但是鄰居對病毒的恐慌也會干擾這位病患,迫使他離開那裏;即使隔離後確認是陰性,但鄰居還是會擔心是否醫院誤判,也會擔心本來沒病卻在前往醫院隔離的過程染上了伊波拉。這些心理因素都會造成傷害,所以很需要心理社會支持小組介入。人在面臨未知的事情時會恐慌;染病的人恐慌自己會死,沒病的人恐慌自己會得病。「控制疫情的根本在於人心」,羅醫師說。

在台灣也不必太擔心伊波拉疫情,疾管署除了派遣防疫醫師前往疫區了解狀況之外,也在8月中舉辦過演習,模擬發燒病患在機場撿疫之後,專門應變的人員穿戴防護裝由預先規劃的路線將病患送往指定的隔離醫院。疾管署也已經成立「緊急應變小組」,掌握疫情資訊,也確保各區應變醫院做好收治病患的準備。羅醫師說:「自從SARS之後,台灣就劃分成6區傳染病防治醫療網,有應變醫院還有隔離醫院。我們會確保這些醫院有足夠的資源還有醫療人員可以正確操作隔離設施。」

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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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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破除歐洲殖民之前的非洲沒有科學發展史的迷思!非洲原來也有豐富的科學傳統?——《被蒙蔽的視野》
時報出版_96
・2023/06/14 ・3003字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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1577 年 11 月,廷布克圖(編按:城市名)上空出現了一陣壯麗的流星雨,那座城市就位於現今的馬利(Mali)(編按:位於西部非洲的國家)境內。有關西非天文現象的報告,在整個十六和十七世紀期間都不斷出現。十七世紀早期一位西非編年史家阿卜杜.薩迪(Abd al-Sadi)便曾記載道:

一顆彗星出現在眼前。它在黎明時分從地平線升起,接著一點一點上升,並在日落和黑夜之間達到正上空。最後它消失不見。

西非皇廷裡的天文學家

我們在本章已經見到,在這段時期,伊斯蘭世界各地,從撒馬爾罕到伊斯坦堡的統治者,對天文學是抱持著多麼濃厚的興趣。撒哈拉以南非洲地區也有這相同的情況。許多文學家受聘在桑海帝國(Songhay Empire)統治者阿斯基亞.穆罕默德(Askia Muhammad)的皇廷工作。桑海帝國是個伊斯蘭蘇丹國,16 世紀期間控制了西非大半地區。這些天文學家協助編制年曆並提供宗教指引,對桑海帝國統治做出貢獻。

海桑帝國在十五世紀的領土範圍。約在今日的西非撒哈拉沙漠和沙漠以南的區域。圖/wikipedia

阿斯基亞.穆罕默德本人是個虔誠的穆斯林,支付他的天文學家豐厚的俸祿,要他們協助計算禮拜時間和齋戒月日期。另有些人則奉命判定麥加的方向。

十六世紀廷布克圖出現了天文學家的身影,見證了撒哈拉以南非洲地區在現代科學史上所扮演的重要地位。這個地方比其他任何地帶都更被人排除在科學革命歷史之外。然而就連在認可更廣闊世界之重要性的科學史料當中,撒哈拉以南非洲地區,依然是令人起疑地完全缺席。

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然而,歐洲殖民時期之前的非洲並沒有科學的想法是個迷思,而且急需更正。就像世界其他地區,非洲也擁有豐富的科學傳統,而且在十五和十六世紀時,還隨著宗教和貿易網絡的擴張而經歷了重大轉變。

因此,與其將撒哈拉以南非洲地區看成與世界其他範圍區隔開來的地帶,我們必須把它看成我們在本章所深入探究的這同一段故事——全球文化交流的故事——的一個環節。

與世界各地聯繫 貿易網絡的擴張和伊斯蘭教的傳入

廷布克圖在十二世紀建城,接著在十五和十六世紀期間經歷了大幅擴張,特別是在桑海帝國興起之後。桑海帝國在一四六八年掌控了那座城市。這次擴張主要是跨撒哈拉地區的貿易勃興所驅動,商旅隊伍絡繹於途,從廷布克圖運送黃金、鹽和奴隸到埃及以及其他地方,並藉由絲路把西非與亞洲連接起來。

在這同一時期,其他非洲王國也開始在沿岸地區與歐洲人進行貿易。這標誌了跨大西洋奴隸貿易的開端,所造成的衝擊,我們在接下來兩章就會更詳細深入探究。

廷布克圖很快富裕起來,也讓桑海帝國的統治者得以支撐起「一所富麗堂皇,內裝豪華的宮廷」還加上了「眾多醫師、法官、學者、和祭司」。

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除了貿易、宗教之外,還有個關鍵因素讓非洲和更寬廣世界連繫起來。穆斯林在公元七世紀征服北非之後,從十世紀開始,伊斯蘭教便擴散跨越撒哈拉傳入西非。接著從十四世紀開始,伊斯蘭教就愈來愈廣泛散播開來,特別在鄉村地帶。就在這段期間,除了進口手抄本之外,西非伊斯蘭學者也開始在各地方著述愈來愈多原創手抄本,這些地點包括廷布克圖等都市。非洲統治者早就體認到,伊斯蘭教對於鞏固政權的重要性。阿斯基亞.穆罕默德甚至還曾於一四九六年,在廷布克圖許多學者陪同下,完成了一趟麥加朝聖之旅。

天文學知識的傳入 進一步引發科學發展

隨著貿易和朝聖而來的是知識。阿斯基亞.穆罕默德從麥加返國時,帶回了好幾百部阿拉伯手抄本,內容詳細記載了從天文學新觀點到伊斯蘭教法原則等一切事項。商人從撒哈拉各地回到西非時,也帶來了在伊斯坦堡和開羅購買的一批批阿拉伯手抄本。

「這裡有從巴巴里(Barbary)(編按:北非地名)帶來的手抄本書籍,比其他任何商品獲利都更豐厚,」十六世紀的著名旅行家利奧.阿非利加努斯(Leo Africanus)在他前往廷布克圖時便曾這樣寫道。

另有些手抄本則是隨著許多伊斯蘭學者抵達,他們是在天主教征服穆斯林西班牙時逃來此處,那次戰役最終便導致格拉納達酋長國(Emirate of Granada)在十五世紀末敗亡。稍後我們就會見到,阿拉伯手抄本在西非的散播,最終便導入了科學的轉型,這段故事與文藝復興時期的歐洲有驚人的相似之處。

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廷布克圖手抄本的其中一頁,內容是關於數學與天文學,並以阿拉伯文記載。這些收抄本也象徵著阿拉伯地區的知識傳入,對西非地區的科學發展史有重要的影響。圖/wikipedia

在伊斯蘭教傳播之前,非洲民眾就仰觀天象。古馬利多貢人(Dogon)為所有不同星辰命名,而南非的科薩人(Xhosa)則在夜間使用木星來引路。中世紀貝南王國(Kingdom of Benin,位於當今的現代奈及利亞)的統治者甚至還聘僱了很特別的一群天文學家來追蹤太陽、月球和星辰在全年期間的運行。這群專家稱為伊沃烏基(Iwo-Uki),也就是「月升協會」(Society of the Rising Moon)

這對於規劃農曆尤其重要。貝南王國首都的中世紀天文學家,密切監看獵戶座腰帶的推移並宣告「當這顆星從天空消失,民眾就知道,該種植山藥了」。伊費王國(Kingdom of Ife,也是位於現今奈及利亞境內)的中世紀統治者,同樣體認到天文學對於城內農業和宗教生活的重要性。伊費城是約魯巴文化(Yoruba culture)的一處核心,城內有許多神殿。國王在這附近建造了一批大型花崗岩柱,用來追蹤太陽運行,並判定宗教節日時間以及年度收成時節。

從十五世紀起,這些現存的天文學傳統經歷了重大變遷。就像在歐洲,非洲學者也開始藉由阿拉伯文譯本來研讀(諸如亞里士多德和托勒密等)古希臘思想家的著作。夜間,成群學生齊聚營火周圍,看著星辰流逝,並拿他們測定的結果來與見於種種阿拉伯手抄本的星曆表做個比較。

其中一部手抄本很可能在十六世紀的廷布克圖被用來教導天文學,書名稱為「星辰運動的知識」(Knowledge of the Movement of the Stars)。它一開始先解釋古希臘和羅馬作者的天文學理論,隨後轉向較為晚近的伊斯蘭思想家,好比海什木,他在十一世紀針對托勒密的天文學寫出一部影響深遠的批評著述。那部手抄本接著還解釋,如何判定特定星辰的位置,還有它們在占星上的重要意義。

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還有一部手抄本是廷布克圖一位名叫穆罕默德.巴哈約戈(Muhammad Baghayogho)的學者寫的,內容解釋了如何計算出白天(使用日晷)和夜晚(使用月球位置)的禮拜時間。巴哈約戈在十六世紀早期完成了一趟麥加朝聖,而且他擁有十分豐富的阿拉伯手抄本藏書,在廷布克圖首屈一指,他還針對十六世紀鄂圖曼一位名叫穆罕默德.塔朱里(Muhammed al-Tajuri)的天文學家所著作品撰寫了一部評註。沒錯,你在廷布克圖找得到的手抄本,不只是以阿拉伯文寫成的,還包括鄂圖曼土耳其文的內容,這就顯示在這段時期,鄂圖曼和西非的科學發展,有很密切的關係。

——本文摘自《被蒙蔽的視野:科學全球發展史的真貌》,2023 年 5 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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滅絕天花:WHO一開始認為不可能的任務
寒波_96
・2020/09/16 ・2487字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 555 ・八年級

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今年 COVID-19(俗稱武漢肺炎、新冠肺炎)在世界各地都造成疫情,世界衛生組織(WHO)在其中的角色深受質疑。不禁令人想起 WHO 史上最輝煌的時刻:1980 年宣布根除野生天花。

不過事實上,WHO 一開始根本不認為有機會,也沒有提供太多支持;最後能夠成功,主要歸功於美國人的創意與毅力。

韓德森(Donald Henderson)為左一,By CDC/ Dr. John J. Witte – CDC PHIL #13230, Public Domain

WHO不覺得會成功,讓美國人自己去玩

滅絕天花的計劃始於 1966 年,當時 WHO 的領導是巴西人坎道(Marcolino Gomes Candau),他從 1953 年開始當總幹事,到 1973 年為止。他認為根除天花毫無希望,因為那時至少 59 個國家仍有天花,總計 11 億人口,還有些不是 WHO 會員國。要到資源匱乏的廣大地區,對這麼多人接種疫苗,根本就不可能。

坎道的好朋友,微生物學家杜博斯(Rene Dubos)在 1965 年表示:「疾病滅絕計劃最後會變成圖書館架上有趣的報告書,就像那些描述社會理想國的書籍一樣。」

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迫於美國與蘇聯施壓,WHO 在 1966 年通過微薄的特別預算 240 萬美金,而聯合國兒童基金會拒絕資助。坎道想說肯定會失敗,那就讓美國人去主導,失敗的話是美國要負責任,不關 WHO 的事。因此負責的倒霉鬼,是美國人韓德森(Donald Henderson)。

達成不可能的任務後的韓德森。圖/取自 outbreaknewstoday

坎道與一票專家的想法其實沒錯,讓所有人接種疫苗的確是不可能的任務。但是後續發展證明,他們的出發點錯了,不需要每一個人都打疫苗,就足以根除天花。

精確鎖定傳染源,堵死可能的傳播路線

1966 年 12 月,西非的奈及利亞出現天花患者,周圍總共有 10 萬居民,但是疫苗一時只有幾千劑,不可能全面施打。當時前線負責人是路德教會的美國醫師佛吉(William Foege),決定只把資源用在刀口上。

他從傳教士網路蒐集情報,確認總共只有 4 個村落有人確診。他追蹤每位確診者去過地方,找到所有接觸者,通通接種疫苗。佛吉年輕時在美國林務署當過消防員,他學到,如果要阻止火勢蔓延,關鍵不只是滅火,而是必需先把火源周圍的燃料移除。

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佛吉認為阻止傳染病的概念類似,不一定要直接滅火,只要能移除傳染源周圍的燃料,便能控制火勢,等待火勢燒盡。此一思維下只有 15% 居民接種疫苗,但是 6 週後便不再有新的病患,佛吉的策略成功了!

根除天花需要疫苗,但是不需要每一個人都打疫苗,就足以根除天花。攝影 USCDCP @ Pixnio

上億人的印度,20個月達成目標

當時全世界天花最嚴重的地區位於南亞,印度的疫情規模遠勝西非,佛吉 1973 年前往印度正面迎戰。疫區總共有上億人口,WHO 派出 13 萬人的隊伍搜索 20 萬個村莊,發現天花的廣傳程度超乎想像:1 萬確診者,分散在 2000 個村落中。

印度的天花疫情愈來愈嚴重,每天新出現上千確診,許多人認為防疫應該失敗,投入大量資源終將白費。但是佛吉覺得策略沒錯,只要能堅持下去,找到並圍堵所有傳染源,終究能迎來勝利。

印度的天花疫情在 1974 年 5 月達到高峰,接著逐漸下降。1975 年 5 月,印度發現最後一位確診者;在此之後,印度的天花就消失了。事實證明佛吉的想法完全正確,即使有上億人口,也只需 20 個月便完成目標。

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同樣的策略接下來在孟加拉、衣索比亞執行。WHO 現任領導譚德塞的老家,衣索比亞當時在打內戰,不過依然取得成功。索馬利亞 1977 年出現最後一位感染野生天花的患者,WHO 在 1980 年宣布野生天花絕跡。

全球天花根除計畫(Global Smallpox Eradication Program)的前後 3 任領導: J. Donald Millar、 William H. Foege、J. Michael Lane 博士,1980 年時拍攝。圖/取自 wiki

保持樂觀,滅絕不當管理

當初沒什麼人覺得天花根除計劃有可能成功,佛吉在 2011 年出版的回憶錄指出,成為樂觀主義者麻煩在於,其他人以為你不知道發生什麼事,但是日子就該這樣過。悲觀的人有其必要,但是不要僱用他們。

順利擊敗天花,除了新的創意與策略以外,管理也是關鍵。計劃的資源很有限,原本照大家通通打疫苗的想法,確實毫無勝算;但是即使能靠著精準打擊,節省資源,若是缺乏好的管理,根除天花計劃同樣不會成功。

坎道領導 WHO 的繼任者是丹麥人馬勒(Halfdan Mahler),1978 時,馬勒在肯亞的會議上問到韓德森:「接下來要滅絕哪一種疾病?」,韓德森的回答是:「接下來該滅絕的是不當管理」

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不管 WHO 一開始如何唱衰,與美國專家合作,消滅天花確實算是 WHO 的偉大成就。1980 年的 40 年後,這段歷史仍有許多值得我們深思之處。

*本文多數資訊來自《生命的法則:在賽倫蓋蒂草原,看見大自然如何運作》的最後一章。

本文轉載自新公民議會〈滅絕天花—54年前WHO認為不可能

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本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。