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太空人的死亡演練-《太空人的地球生活指南》

PanSci_96
・2014/09/21 ・2663字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

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太空探險是危機四伏的活動,死亡演練也是危機處理的課程之一。(Photo Credit: NASA)

國際太空站發生火災並非純然假想的狀況:一九九七年,也就是我造訪國際太空站的兩年後,一個能製造氧氣的罐子引發和平號太空站的火災。組員設法解決問題,把一條條濕毛巾蓋在那個罐子上,直到火焰被撲滅;他們的太空船濃煙密布,事後還造成氧氣罩短缺,但是每個人都活了下來。此一意外提醒大家,為意外災害受訓確實有其必要。太空探險本來就是一種危機四伏的活動。在教室上課或參加為期八小時的演練活動時,如果我發現自己開始不專心,總會用一個很簡單的事實來提醒自己:我有可能在太空任務中殉職。

為了讓大家重視此一訊息,我們甚至會進行所謂的「應變計畫演練」(contingency sims):說白一點,就是死亡演練,目的是逼我們用巨細靡遺的方式設想自己殉職的慘劇,因此我們腦中設想的不只是自己可能怎樣死去,也包括我們的死對家人、同事及整個太空計畫有何影響。這種沙盤推演的最大受惠者是管理階層,所以推演活動不會在模擬器裡進行,而是在會議室—如果有必要,也可以透過擴音機來進行。參加演練的,包括在太空人殉職後協同處理後續問題的所有人員:醫生、太空計畫管理人員、公關人員,甚至包括死去的太空人本身。

死亡演練以假想的狀況為開端,例如:「克里斯(編註:本文作者)在太空任務中受了重傷」,接下來的幾小時內,大家依據職責回應。每五到十分鐘,負責主持演練的人會對所有參加者丟出一張「綠卡」:代表各種新的突發狀況。綠卡是由訓練團隊研發出來,而團隊的職責就是設想各種可能的真實突發狀況;任何參與演練的人都不會預先知道綠卡的內容,我們必須假設上面寫的狀況的確發生,伺機因應。綠卡上有可能寫著:「我們剛剛接獲太空站傳來的消息,克里斯殉職了。」人們會立刻設法解決。好,我們該怎樣處理他的遺體?太空站上沒有屍袋,所以應該把遺體塞進太空裝裡,安置在置物櫃嗎?該怎麼解決屍臭的問題?還是應該讓補給太空船載回地球,跟其他垃圾在重回大氣層時一起燒毀?或者在太空漫步時順便棄屍,任它飄走,進入太空?

討論熱烈進行,有人說我的遺體很快就會腐壞,也有人提到應該幫我的組員熬過這次心理創傷,此時又有一張綠卡丟到他們面前:「有人在推特上面發布訊息,說國際太空站發生了意外,某位《紐約時報》的記者來電詢問現在的狀況。」剛剛的問題還沒解決,又遇到新問題:公關人員該如何回應?應該由美國太空總署或加拿大太空總署來主導?何時該發表聲明,上頭該說些什麼?綠卡丟出來的速度越來越快,就像現實生活一樣,不斷有新問題產生:誰該跟我爸媽報喪?該打電話還是親自登門告知?他們在哪裡?在農場上,還是史泰格島的小屋?我們需要備妥兩套計畫,確定我爸媽的行蹤之後再決定用哪一套嗎?

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也許,此時你已經看清:死亡演練中沒有人會哭哭啼啼,悲傷難過。演練的重點在於評估現況。儘管家屬沒必要參加演練,但海倫還是參加了好幾次,因為她發現,如果想知道自己是否真的做好準備,最好的方式就是把遇到最糟狀況時會做的事情說出來。例如,在我出三十四/三十五號太空任務的五個月期間,她高高興興地計畫要去爬喜馬拉雅山,而在任務前的某次應變計畫演練中,她發現一旦我出事就不妙了。

一張張綠卡迫使我們去思考,我殉職的話,誰會把死訊告訴孩子(我們發現很可能是記者,因為他們的母親正在登山),還有海倫要花多少時間才能到休士頓與他們會合(時間應該很久,因為她必須轉機好幾次)。我們必須假設我在國際太空站殉職,進而去思考那些相關細節:例如,在那些偏遠的亞洲山城,手機的收訊狀況如何?時差因素是否會讓她難以與休士頓的主管取得聯繫?結果,海倫決定把喜馬拉雅山的登山計畫延後到來年,改去猶他州健走。事實上,每個參與這種演練的人都會發現自己的計畫有漏洞,因而修改一些細節(不過我就不用管那麼多了,因為我已經掛了)。

有時候,你可以透過演練來證明自己的各種能力是否完備,但通常那也是一種考驗,可以幫你找出自己在知識上的欠缺,並且讓你面對未曾想過的連鎖效應。羅曼.羅曼年科是我最後一次太空任務的成員,也是聯盟號宇宙飛船的指揮官,當我第一次在星城與他一起受訓時,我們在模擬器進行重回大氣層的演練。羅曼有搭乘聯盟號宇宙飛船的經驗,而我沒有,所以我的主要工作只是從旁協助。演練時,我注意到座艙的氧氣筒有一點漏氣,但看來沒有大礙。我們有好幾個氧氣筒,而且漏氣的情況並不嚴重。我們只是注意和重回大氣層有關的各種複雜任務,後來我突然想到:因為氧氣漏進一個很小的座艙,這意味氧氣含量即將大幅升高,所有的東西都會變成可燃的,也許必須減壓,避免火災—但如果真的減壓,可能就沒有足夠的氧氣返航了。

我們不可能用一般漸進的方式重回大氣層。重點不是我們能不能在哈薩克附近降落,而是必須立刻將聯盟號宇宙飛船掉頭,降落到地球上,否則就會殉職。但是我不知道什麼是掉頭的最快方式,而羅曼已經忙著進行另一個程序,所以我們錯失那個能救自己一命的短暫時機。氧氣筒微微漏氣原本只是個小問題,結果卻害死我們。

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羅曼和我本來並未真正瞭解氧氣筒漏氣對任務可能產生的衝擊,但在演練過後,我們都懂了,而且在後來的訓練中也能更穩當地因應。演練是練習的機會,但通常也具有警醒的作用:實際上,我們並不知道自己在做什麼;在太空中面對那種狀況前,最好先找出解決之道。

也許你覺得像這樣每天演練最糟糕的狀況,會把人搞得很憂鬱,但奇怪的是,這種作法令人開心。預演各種災難讓我確定自己在面對困境時,擁有各種解決問題的技巧,可以面帶微笑度過難關。演練令我不用再擔心是不是有哪些程序還沒仔細檢查,心神與情緒不會被擾亂,三更半夜也不用再胡思亂想。我非常希望自己不要在太空中殉職,但也不會害怕那種可能性,主要是因為我已經把實際狀況想過一遍了:例如,我希望太空總署用什麼方式通知家人,我應該找哪位太空人幫我老婆處理美、加兩國太空總署的種種繁文縟節。最後一次出太空任務前,我重新檢閱了遺囑(其實每次都會),也把財務與稅務問題打理好,跟臨終的人一樣,把所有待辦的事都完成了。即便如此,我不覺得自己已經一腳踏入棺材。事實上,這一切讓我感到很平靜,也不太需要擔心如果我出了事,未來家人該怎麼辦。這意味著當太空船的引擎在發射台上點燃時,我可以把所有焦點都擺在手頭的任務上:也就是活著抵達外太空。

太空人+書腰立體書封.min

 

本文摘自《太空人的地球生活指南》
由大塊文化出版

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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微重力下的挑戰!太空艙內除了上廁所以外,太空人還會遇到哪些生理問題?——《把手伸出宇宙之外:成為宇宙公民》
三民書局_96
・2023/07/11 ・2898字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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人類探索神秘宇宙的步伐從未停下。目前,宇宙中有多個「太空站」,太空人會在太空站中進行實驗。但他們的生活狀況為何?和地球有何區別?

太空人的生活並不神祕,但以常人眼光來看,可能會覺得別有樂趣。畢竟在太空環境下,沒有地球重力,許多事情都變得「難以想像」。

擁擠的太空艙是太空人賴以維生的窩 任何資源都不容浪費

由於太空站的使命,是讓人類可以長期在那裡進行科學研究。太空站一旦進入宇宙,就不能再回到地球了,所以太空站中擁有所有生活起居需要的東西。人類送到太空的第一個太空站,是前蘇聯 1971 年的禮炮1號,在同年這個太空站被燒毀前,就已經足以承擔太空人生活 23 天的重任。

太空站的使命,是讓人類可以長期在那裡進行科學研究。圖/envatoelements

大家可以想像一下,太空中沒有重力,人類的排泄物可能會「亂飛」。這肯定是不能接受的,所以太空站中有一種設備,它會產生一些氣流,讓人類排出來的大小便朝一個固定方向流動抽除。這項設施,其實充當了地球重力的作用。整套設備在太空博物館中就有(在太空博物館中,你還可以瞭解許多失去重力後的生活方式)。

當然,太空人排出的大小便並不是直接「丟棄」到太空!像水資源,它在太空中十分寶貴,所以人們的尿液都會經過處理後再次飲用,糞便中的水分,也要經過處理完全提取出來,然後讓它變成一坨硬硬的東西,包裝好存放起來。至於糞便的後續處理,它可能應用於很多地方。比如糞便裡有細菌,就可能用於培養火星的土壤,或是帶回地球繼續做研究。

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氣壓是否不同?人還會不會排氣?

其實排氣放屁是人的生理功能,在太空站中,人的所有生理功能都不會變差。至於是否排氣,必須要看太空人吃了什麼東西,這跟自身腸胃功能有關,與太空的環境關聯不大。

太空人在太空中不是很「喜歡」吃東西,因為吃多就會上很多次廁所。但在太空中,上廁所的位置很小、很麻煩,所以大家吃的都很少。

一些太空站上會出現的食物。圖/維基百科

太空艙裡面的空氣如何?

最初,太空艙內、太空人的太空衣都是「純氧」的,最主要的原因是不想裝太多的氮氣,因為它太「重」了。

然而使用純氧的太空艙後,我們遇到了一個問題:大家都知道第一個到太空的太空人是加加林,但實際上他並非選定的第一人。之前,在做地面測試的時候太空艙突然著火,由於純氧易燃,當時的太空人直接在裡面發生了意外。

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而後美國也有 3 名太空人由於電線短路,被燒死在純氧的太空艙中。於是我們決定改善氣體結構,讓它的組成成分與地球一樣。所以,像和平號、國際太空站、太空梭、神舟和天宮號上的空氣,都和地球的大氣一樣。

不過,太空人有時候要到太空站外工作,這時他們出艙服內的氣體必須是純氧,這樣氣壓相對會比較小,可以讓他們胳膊和腿部的關節自由彎曲。所幸目前為止,太空人穿純氧出艙服出艙近 400 餘次,尚未發生意外傷亡事故。

太空人出艙執行任務。圖/維基百科

讓太空人在太空生活,沒有重力,身體生理機能處於高度失水狀態,吃喝拉撒也比較困難,我們當然要想辦法讓他們的呼吸儘量順暢啦!所以才為他們提供和地球一樣的家鄉氣體條件。

太空人會不會缺乏陽光?

在太空站中,每 45 分鐘,就會經歷日出、日落,在地球上則是 12 小時。但太空人睡覺的時間還是正常的,比如你想加班,那就睡 4、5 個小時,不加班就睡 8 小時。

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有人會擔心,太空人在太空站中,是一個昏暗的環境,只有燈光。沒有太陽的照射,人體內會不會缺乏一些營養物質,從而影響身體健康?其實,我們需要陽光照射,是由於太陽光照射皮膚後,人體內會產生維他命 D,它可以幫助身體吸收食物中的鈣。

所以,在太空中,太空人都會帶著維他命 D 片,這個問題也就不存在了。當然,太陽光是一個讓太空人生活環境舒適的必備條件。好在太陽每 45 分鐘就升起、落下,問題不大。

太空人會基因突變?

說到這個問題,就不得不提及之前的一則新聞了:有報導稱太空人在太空待了 340 天,回到地球以後,發生基因突變,和他的同卵雙胞胎兄弟有了不同,為什麼會這樣呢?

實際上,這兩名太空人在 NASA 非常有名,史考特・凱利馬克・凱利是一對同卵雙胞胎兄弟,NASA 對他們進行了實驗。讓史考特到太空中去,而馬克留在地球,觀察他們的基因表現。據新聞報導,史考特在太空中發生了 5% 的基因功能變化。從事實來看,並非史考特的基因發生了突變,而是基因的「打開閉合方式」出現了變化。

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我們都知道,基因是有功能性的 DNA 片段,DNA 是一個雙股螺旋結構,它會不定時的打開、閉合,並在打開的過程中,在細胞核中複製單股信使 mRNA,而 mRNA 脫離細胞核進入細胞質後,開始指揮身體製造所需的蛋白質組織,如頭髮、指甲、腸壁、紅白血球和荷爾蒙等等。人類在地球的環境下生存,DNA就會有適應地球重力環境的打開、閉合方式。同樣,在太空中,它會適應太空無重力環境,產生一定程度的變化,史考特的變化也是因此而來。

貧血、肌肉流失、骨質疏鬆 無重力下的生理問題

其實在太空生活,還有許多要注意的事情。比如,生活久了,你每天要做 4 小時的衝擊運動,讓自己的骨骼受到衝擊力。在地球上,我們走路、跑步,膝蓋都會受到衝擊。但在太空中,不會有這樣的「衝擊」,因此,骨細胞會偷懶減產,人體就會主動降低骨骼的強度,等他回到地球的重力場,再進行走路、跑步等活動,就很有可能受傷!

太空人正在做衝擊運動。圖/維基百科

還有,在沒有重力場的情況下,人體只能容納在地面情況下 95% 的水分,其實是處於極度缺水的狀態。體液一減少,體內紅血球、白血球又開始偷懶,產量會相對減少,人就會貧血,對細菌的抵抗力也會降低。諸如此類,都是太空人可能遇到的問題。

太空實驗不易,人類太空科學的進步,必須要這些英雄們為我們做出貢獻。如此,太空科學才能一步步發展起來。

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最後,讓我們向太空人致敬!  

——本文摘自《把手伸出宇宙之外:成為宇宙公民》,2023 年 6 月,三民出版,未經同意請勿轉載。

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三民書局_96
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創立於1953年,為了「傳播學術思想,延續文化發展」,60年來默默耕耘著書的園地。從早期的法政大學用書、三民文庫、古籍今注新譯叢書、《大辭典》,到各式英漢字典及兒童、青少年讀物,成立至今已出版了一萬多種優良圖書。不僅讀者佳評如潮,更贏得金鼎獎、小太陽獎、好書大家讀等諸多獎項的肯定。在見證半個世紀的社會與時代變遷後,三民書局已轉型為多元、綜合、全方位的出版機構。

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人生的最後一段路要怎麼走?你不可不知的安寧緩和醫療
+1 顆陳漎銨醫師_96
・2023/05/03 ・2193字 ・閱讀時間約 4 分鐘

「死亡,是公平的。在死亡面前,最偉大的人也會變得平凡。」——古龍。

人不可避免會面對死亡。就算目前的醫療技術已經非常進步,仍然有許多疾病,我們依舊束手無策。當疾病逐漸進展到末期,病患所承受的痛苦會越來越多。

這種痛苦,不僅僅是生理上的症狀,還包含了許多不同層面的問題。有人感到沮喪,有人失去希望,有人落入經濟困難之中,有人感覺到被世界遺棄。

這個時候,或許你可以試著了解看看,安寧緩和醫療。

什麼是安寧緩和醫療?

安寧療護的英文是 Hospice,原本的意思,是指提供長途旅行者休息的中途收容所。後來,在 1960 年代,英國的桑德斯博士創立了聖克里斯多福安寧醫院,正式揭開了現代安寧療護的序幕。

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如同英文字所傳達的,安寧療護,就如同給予一直以來辛苦對抗疾病的病人及家屬,一個休息的地方。安寧緩和醫療,並不是消極和放棄的醫療。相反的,是了解由於疾病已經無法治癒,因此將目標放在「積極控制症狀及身心靈問題」的一種醫療模式。

末期病患面臨的各種問題

末期的病患,所面臨的,不僅僅是生理上的疾病,還有許多心理層面、社會層面、以及靈性層面上的問題。

我曾問過醫學生:「如果你的生命只剩下兩個禮拜,你會想做什麼?」

有些人想要回家,與家人一起度過最後的時間;有些人想要出國旅行,妥善把握最後的時光;有些人想要做善事,為這個世界留下一點溫暖;而有些人則是擔心自己的體力,無法負擔起他想做的事情。

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其實,這些都是末期病患,所面臨的問題。

末期的病患,時常出現各種生理上的不適。例如癌末的疼痛、疲倦、食慾不振,也可能出現噁心、嘔吐、喘不過氣、水腫、便秘等情形。除此之外,也可能會有許多心理上的情緒,例如對於生病感到焦慮、憂鬱,又或者是感到憤怒、困惑。

除此之外,長期對抗病魔,可能讓身旁的照顧者心力交瘁。龐大的疾病治療費用,也可能拖垮家中的經濟,導致在財務上面臨困難。這些,都是末期病患時常會面臨的社會性問題。最後,許多人到了生命的盡頭,會開始思考生命的意義、自我的歸屬感,並且希望能保持尊嚴、以及感受到被愛,這些則是末期病人,會面臨的靈性議題。

安寧緩和醫療的模式

為了解決上述提到的各種問題,安寧緩和醫療,需要整合各種不同的專業人員,包括醫師、護理師、心理師、社工師、宗教師等等,用團隊的力量,來解決病患的生理、心理、社會、靈性等問題。

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而這樣的治療模式,可以落實在許多不同的醫療場域。例如,較不穩定的病人,可以入住安寧病房,調整藥物,以及接受身心社靈的整合性照護。而尚未入住安寧病房的病患,也可以透過「共同照護」的方式,藉由安寧團隊的定期訪視,就算在其他病房,也可以接受到安寧療護。而穩定的病人,則可以出院,接受安寧居家療護,或者定期回門診調要追蹤。

門診、居家療護、共同照護、安寧病房,這四種模式,就是目前安寧療護最常見的四種模式。

關於安寧緩和醫療的常見問答

雖然安寧緩和醫療在台灣,已經行之有年。然而,仍然有許多人對它不了解,甚至抱持著恐懼的心情,認為只要住進了安寧病房,就會死在醫院。然而,這其實是由於不了解而造成的誤解。因此,在文章的最後,想要針對一些對於安寧緩和醫療常見的問題,提出澄清及回答。

安寧緩和醫療,就是放棄積極治療?

安寧緩和醫療,並不是放棄積極的治療。相反的,安寧緩和醫療,是將目標放在「積極控制症狀及身心靈問題」的一種醫療模式。

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接受安寧緩和醫療,會讓生命縮短?

安寧緩和醫療,只是治療的目標不同,但並不會刻意縮短病人的生命。甚至有研究指出,在適當的安寧緩和醫療介入下,有些接受安寧緩和醫療的病人餘命反而較長。

住進安寧病房後,就會在病房死亡?

安寧病房,只是安寧療護的其中一種模式。若病患狀況穩定,在安寧病房控制好症狀後,仍可以返家接受安寧居家療護。

結語

在醫界,有一句大家耳熟能詳的話,是這樣說的:

「To cure sometimes, to relieve often, to comfort always.」

意思是,雖然只有部分的疾病能治癒,但我們可以盡量讓病人的痛苦被舒緩,並且無時無刻的讓他感到舒適。

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縱使我們的生命已經到了盡頭,在這最後的一段路程,我們也可以決定要如何走。希望在安寧緩和醫療的協助下,每個病人以及家屬,都能走得平順、走得安穩、走得了無遺憾。

  • 2017 安寧緩和醫學概論,合記出版社
  • Oxford Textbook of Palliative Medicine (2015)
  • 財團法人中華民國 (台灣) 安寧照顧基金會 https://www.hospice.org.tw/
  • Connor et al. J Pain Symptom Manage 2007; 33(3): 238-46
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+1 顆陳漎銨醫師_96
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台大醫學系畢業,目前任職於台北榮總家庭醫學科。覺得醫學知識的分享有助於民眾的生理健康,所以有個衛教粉專。覺得閱讀分享有助於促進心理健康,所以有個閱讀粉專。