【Gene思書齋】大賣場裡的人文科學家

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。

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。

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）」！

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。

以研華科技為例，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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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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• 導讀 / 黃相輔（國立中央大學地球科學系、英國倫敦大學學院科學史博士）
• 書籍作者 / 馬丁・魯維克 (Martin J.S. Rudwick)；譯者 / 馮奕達

導論二、大尺度與多樣性：看歷史與科學的另類方式 

許多人去過臺中的國立自然科學博物館，筆者也不例外。對一個把圖鑑裡所有恐龍名稱倒背如流的大男孩來說，科博館簡直是樂園天堂。其中，最具代表性的展場「生命科學廳」，即使我最近一次參觀已經是約二十年前了，鮮明的印象仍然恍如昨日。穿過眾妙之門後，地球生命三十幾億年的歷史在眼前一路展開，從生命的起源、演化、登上陸地，直到恐龍稱霸地球。這趟旅程在恐龍廳達到高潮──暴龍咆哮、腕龍垂著脖子從天而降，壯觀的化石骨架與活動模型足以讓孩子興奮不已。然而生命史的故事尚未終結，人類的遠祖悄然登場。露西凝視著遊客，遠處空中迴盪著披頭四的旋律。

這段地球與生命長河的史詩，是博物館常客或科普書籍書迷再熟悉不過的經典敘事。它之所以經典，不僅在於故事規模恢弘，也在於從科學的角度解答人類歷久不衰的大哉問：我們是誰？我們從何處來？我們在自然界中又處於什麼位置？它揭示了生命經過億萬年的演化，成為現今世上的芸芸眾生；而作為生命演化的地球舞臺，本身也歷經四十五億年的漫長歲月。

對今天的讀者而言，地球四十五億年的漫長歷史已是天經地義的「常識」。這個常識在科普敘事中，還常被用來彰顯人類理性克服宗教迷信的勝利。基督教認為神創造世間萬物，甚至有人曾精算出，從神創世到耶穌基督降生，地球僅有四千多年的歷史。這樣的宣稱在「民智已開」的當下，無疑荒唐可笑。正如哥白尼把地球從宇宙中心移走、達爾文將人類降格成受自然法則主宰的動物一般，對地球深歷史的認知，也成為科學進步的最佳例證。

然而，「大自然自有其漫長歷史」的道理，真的那麼顯而易見嗎？這個改變人類觀念的「革命」過程，真的如此水到渠成嗎？

英國科學史學者馬丁．魯維克的這本專書《地球深歷史》，就旨在回應上述問題。魯維克指出，人類對地球深歷史的認識，並不是那麼理所當然，而是歷經曲折複雜的路徑，才建構並確定今天的「常識」。在這個曲折的過程中，也沒有黑白分明的扁平臉譜，無論是科學家英雄還是阻礙知識進步的冥頑信徒。

基督教的線性歷史觀念

首先，不能不提魯維克的學術背景與經歷。他是資深的科學史研究者，曾在劍橋大學、阿姆斯特丹自由大學、加州大學聖地牙哥分校等機構任教，專長於十八至十九世紀的地質學、地球科學、野外與博物館相關科學領域的歷史。他並不是紙上談兵的純粹人文學者──在轉行從事科學史專門研究之前，他是受過科學訓練的專業地質學家，有豐富的野外工作經驗。他對達爾文以前的地球科學史的研究成果，被譽為「具有權威且對學界影響力深遠」。他的終身成就獲得許多獎項肯定，包括於二○○七年獲頒科學史學界最高榮譽的薩頓獎（Sarton Medal）。而本書《地球深歷史》也獲得二○一五年英國科學史學會獎勵年度最佳通俗專著的丁格獎（Dingle Prize）。

魯維克的背景使他處於一個得以綜觀全局的特別位置。由於曾經身為科研工作者，作者對地球科學領域的現狀及其知識規範（norm）自然相當熟悉，這使得他欲挑動──還不至於到挑戰或翻案，但至少是挑動與刺激──對現有標準敘事再思考的企圖能切中要害。書中常見這樣的調侃，例如對斯泰諾「疊置原理」及赫頓「地質學之父」頭銜的吐槽。作者也不時透露當年親身參與或旁觀的地球科學業界「八卦」，特別是談到二十世紀後半的發展時，使得本書除了通常的知識敘述外，還多了從當事人視角口述的個人觀點。

另外，從書中許多細節，讀者不難體會魯維克本人是位虔敬的基督教徒。他對聖經典故與基督教知識的熟悉，使他得以比一般對宗教無感、甚至主張無神論的科學家，更理解部分宗教基要主義者的想法與修辭，而他對「創造論」運動的譴責（見附錄）也更能鞭辟入裡。宗教信仰與科學求真，並不總是像大眾想像的那般勢不兩立。魯維克個人的信仰，不妨礙他的科學史研究，反而使他能洞察基督教在現代科學與人文學發展過程中的遺產。

基督教帶給西方文化與學術最大的影響之一，就是線性歷史的觀念。魯維克在本書開頭便爬梳「世界有獨一無二的起點、無法逆轉方向的線性歷史」這種源自猶太教、在基督教與伊斯蘭教繼續發展的思想。線性歷史可謂亞伯拉罕諸教信仰的特色：從神創世開始，經過連串事件（例如舊約聖經中描述的故事），到救世主（彌賽亞）降臨、犧牲乃至回歸，迎接最終末日的審判。這種時間方向感強烈的世界觀，跟其他文化（例如古希臘哲人）的時間「循環觀」或宇宙「穩定狀態」觀，成鮮明的對比。

以中國來說，中國古代雖然早有連續且系統性的史學書寫實踐，但「史」的原義只是記錄所發生事件的官吏，強調的是史事紀錄，而不是像亞伯拉罕諸教傳統那種有始有終的線性時間。也因此中國傳統雖然有「過去」與「現在」的古今之分，卻沒有線性史觀。甚至，受陰陽家「五德終始說」解釋朝代更替，或是儒學、佛教裡類似思想的影響，較傾向某種循環論。相關的思想史或史學史探討，在杜維運、許倬雲、王汎森等前輩學者的著作已有深入討論，有興趣的讀者可另參照，在此不贅述。

魯維克指出，基督教的線性史觀對地球歷史的科學研究有深遠的影響。對近代早期的歐洲人來說，聖經裡記載的不是宗教神話，而是真實發生過的歷史事件。尤其當歐洲人接觸更多古文明如埃及、巴比倫與中國的文獻紀錄時，對聖經與這些域外記載的比較，就不得不調解兩造在時序早晚上的矛盾。也因此，本書開頭那位十七世紀編年史學者烏雪著名的理論──神造萬物於「主前四千零四年」──在今日的人們眼中或許荒唐可笑，但對當時的基督徒來說，卻是認真且符合「科學」定年的嘗試。烏雪用編年學方法，彙集並對比各種語言的聖俗文獻，試圖整理並重建詳細、精確的世界歷史時間線。

當我們把烏雪及同時代歐洲編年學者的嘗試，與其他地區的史家相比，就不難發現前者其實相當特別。中國古代的史學撰述雖然發達，也有《春秋》、《資治通鑑》等編年體裁的史書，但編年的起始有限，並非上溯至一個整體的、創世的起點。司馬遷的紀傳體通史《史記》雖然從上古傳說的五帝開始談起，卻不用某種絕對的量尺，去度量五帝事蹟在時間軸上「確切」的位置。可以說，西方編年學者追求精準量化定年的做法，固然有其宗教信仰驅動，卻也將史學研究提升到「歷史科學」的層次。

將世界的起點定在「主前四千零四年」在現今當然是已過時的揣測。姑且不以成敗論英雄，如果說科學是一種「系統性觀察、測量、實驗，並建構、測試、修正假設」的方法（在此我引用牛津英文辭典裡的定義），烏雪用編年學方法仔細考據並比較蒐集到的資料，很難說是不「科學」的思維與做法。後世鑽研地球歷史的科學家，儘管方法或技術上有所差異，其實和烏雪的志趣相同。

人文與科學的交互影響

十七世紀的編年學者努力整合跨文化、不同語言的文獻（包括他們視為最重要的史料《聖經》）來為人類歷史定年，依據的不僅是人工的文物，也利用彗星、日食等天文現象的紀錄。自然界本身也充斥著「文物」，像是化石、貝殼、寶石與礦物。讀者如果有去過博物館，就不難想像這些「自然文物」和人工器物及圖書文獻一樣，都是收藏家眼中的珍品。著名的大英博物館，原先也兼藏上述自然文物，是到了現代才將這部分拆分出去成獨立展館，即今日的倫敦自然史博物館。

魯維克在本書呈現的另一個重要觀點，便是人文（歷史）學與自然科學的交互影響。他指出，歐洲近代早期的「鴻儒」（那時候還沒有「科學家」這種現代概念），挪用歷史學家的工具，尤其是編年學的觀念及方法，將研究對象從文化領域轉移到自然界，奠定此後探索地球歷史的基礎。既然人工文物能用來重建人類的歷史，沒理由說自然文物不能作為自然界歷史的佐證。山川湖海與寄寓其間的生物，不僅是人類歷史大戲固定不動的布景，還自有其劇烈變化。歐洲近代早期的博物學家（研究自然史的人）運用自然界的文物，反覆辯證地球歷史及聖經敘事的合理性，進而認識地球的過去比原本以為的更加漫長，甚至人類在其中很晚才登場。這個時間跨度從烏雪宣稱的幾千年之譜，逐漸展延至百萬年、千萬年，最後到今日公認「常識」的四十五億年。

以上這段曲折，作者於本書中多所鋪陳，在此亦不重複。我們可以從作者的敘述中了解，博物學的發展多麼受到人文學科及歷史學方法的啟發。博物學與探究造成自然現象之因素及法則的「自然哲學」，一起構成西方近代科學的兩大部門。生物學、地質學等專門領域，即是從博物學的傳統出發而分化。在現代科學分科專精化之前，至少在那些「鴻儒」的時代，學科彼此的範疇並未嚴格區分，人文與自然科學的交疊相當普遍。

達爾文就是一位以地質學研究起家的博物學者。本書雖然不是專門談達爾文演化論，生物物種的演化與地球的深歷史，這兩種問題自十七世紀以降總是相輔相成，儘管前者由於達爾文的聲名大噪而更引起大眾關注。當演化論於十九世紀中葉起逐漸被西方智識階層接受，演化及進步（progress）等科學的話語又回頭滲透人文學各種領域，包括歷史學。我們能夠從作者旁徵博引的綜述，一窺不同學科知識體相生相伴、互相關連的網絡。

即便在自然科學內部，不同學科領域或門派各有其立場，對同一事物的詮釋也可能天差地遠。例如，物理學家曾經對地質學家動輒上億的地球年齡估算嗤之以鼻，認為牴觸了地球從太初熾熱而逐漸冷卻的物理速率。達爾文的摯友萊爾與同時期學者的爭論，在本書中也有精彩的剖析。萊爾繼承赫頓等人的看法，主張在我們周圍無時無刻不存在的水流侵蝕、沉積、風化等細微作用，在久遠的過去也同樣存在，這些「現時因素」塑造了一切地質景觀，使地球處於均衡的穩定狀態。這種「均變論」（或譯成漸變論，然而「均變」更切合其核心思想的精髓）對達爾文影響極深，以至於達爾文思考物種演化時，也認為此過程是世代累積的細微改變，而不是突然發生的劇烈「突變」。萊爾提倡均變論，是有意識地對抗「災變論」，後者認為地球歷史中曾有超越現今規模的劇烈作用，例如巨大的海嘯或火山噴發，造成今日的地球環境。災變論容易令人聯想到聖經所提的大洪水，而這正是崇尚人類理性、亟思改革的萊爾欲除之而後快的。

由於萊爾在今日地質學教材中的顯赫地位，加上他與達爾文緊密的同盟關係，我們很容易忽略的事實是：像萊爾及達爾文這樣堅持均變論的人，在當時的地質學界反而是少數。正如魯維克指出，其他人也不是笨蛋，而是有很好的理由反駁均變論。許多地質學家留心地層間不連續的介面，認為是發生重大事件使前後環境改變的證據，並劃分各種地質年代來表記（就像歷史學家記錄不同朝代或時期，這又是人文學和自然科學相仿的例子）。古生物學家也易於傾向災變論；在他們眼中，化石證據不但暗示演化的方向，還顯示突然的大滅絕或生物物種急速的大爆發是確實發生的。這使得古生物學家即便接受演化論，也對達爾文式「世代緩慢改變」的演化模型存疑。況且，按均變論的說法，保持恆定均衡的地球，其過去只有平淡的漫長時間，根本就沒有跌宕多姿、充滿事件的線性「歷史」。這幅圖像難以說服大部分地質學家，以及企圖以化石重建生物演化譜系的生物學者。

均變論及災變論，誰對誰錯？或許兩派都對了、也都錯了，端視從什麼角度（或尺度）來看。兩派都有些見樹不見林的毛病，或者像摸著大象的盲人，都摸索出了部分的「真相」，卻指責對方看不清全貌。

看歷史、宗教及科學的新方式

值得讀者注意的是，本書做為一本通俗的「科普」作品，卻有意避免、甚至高調反對「輝格式」（Whig）的科學史書寫方式。所謂的「輝格」原本指英格蘭歷史上的輝格黨，其支持者樂於將英國政治史描寫成一部議會民主憲政的進步史──簡單的說，將歷史人物分成推進或妨礙民主憲政進步的好人或壞人，並基於此價值觀來評判歷史事件。

科學史的書寫也經常落入「輝格式」的窠臼，渲染成推動或阻礙科學進步這兩者之間的對決。經典的「科學革命」敘事即為一例，將哥白尼、克卜勒、伽利略與牛頓視為同一「道統」傳承，突顯這些科學偉人（甚至有些還是殉道者）為啟蒙進步貢獻的價值，而忽略其學說在歷史上的內容及脈絡，可能與今日的認知有極大出入。「科學」與「宗教」的對立，也往往在輝格式的詮釋中被無限放大。魯維克認為，仔細檢驗歷史後，就能發現這種「科學與宗教之間一再發生本質上的衝突」的看法經不起考驗。前面也提過，作者多次對「○○○之父」這樣書寫偉人的方式表達異議，就是批評坊間科普書及科學體制內對科學先輩的標準敘事。

魯維克提醒讀者要釐清基要主義者塑造的迷思。這裡所謂「基要主義」，不僅是宗教陣營的，也包括科學界裡的無神論基要主義，兩者在作者眼中都是一樣極端。當然，作者在此的論斷自然有其宗教信仰立場，讀者可以自行判斷其書寫是否符合他想達到的不偏不倚。

總之，《地球深歷史》不僅是講述人類如何認識地球漫長歷史的科普書，也是一部以多元視角探討地球科學學科領域發展的歷史。在這個曲折複雜的知識探索過程中，各種跨文化、跨學科的知識資源被整合，不同的知識群體也以各自的觀點與方法參與其中，交互辯證或影響。「歷史」的意義也隨之擴大。原本「歷史」專指人類過去活動的事蹟，特別是以文字紀錄為史料來源的信史。自從人們將編年的觀念挪用至自然界，探究地球與生命的發展歷程，大幅擴展了地球的時間跨度，並認知到自然界自有其歷史，人類僅僅在這齣戲劇的最後一幕才登場。對人類起源的追尋，又使「史前史」的概念與範疇應運而生。

這一套整合了地球（甚至宇宙）深歷史、生命演化、人類史前史與信史的宏觀敘事，是科學界與博物館習慣解讀世界的方式，現代的歷史學界反而少談。近年來，歷史學界亦有人稱之「大歷史」（Big History）並加以宣傳（注意不要和知名華裔學者黃仁宇的「大歷史觀」混淆。這裡所謂的「大歷史」由美國歷史學家大衛．克里斯欽〔David Christian〕提倡，克里斯欽並撰寫多部書籍闡釋此理念，臺灣亦有發行中文版。）。然而由本書可知，這種宏觀敘事其實不是什麼新鮮玩意，至少在十七世紀的編年學家試圖重建從創世至今的時間軸時，就踏出探索世界的一小步了。

• 導讀 / 洪廣冀（國立臺灣大學地理環境資源學系）
• 書籍作者 / 馬丁・魯維克 (Martin J.S. Rudwick)；譯者 / 馮奕達

導論一、“You should”

我已經記不得確實的時間了，但那應該是二○○七年左右。當時的我為哈佛大學科學史系的博士班研究生，一心一意想處理與臺灣或東亞科學史相關的題目。某天下午，系上舉辦演講，講者便是各位手中這本書的作者：馬丁．魯維克。在介紹講者時，主持人強調，魯維克教授曾是著名的地質學者，後來轉行當地質學史家，同樣做得有有聲有色；此跨領域且悠遊在自然科學與人文學的經驗，值得各位參考與倣傚云云。演講後，系上老師與同學聚在一起討論；我的指導老師、生物學史家珍妮特．布朗（Janet Browne）叫住我，問我是否熟悉魯維克教授的研究。我說我不太清楚；老師的臉色有些凝重，說道：“You should.”

這句 “You should” 一直迴盪在我心裡。作為學生，我從善如流，盡可能熟悉這位魯維克教授的著作，其中便包括《地球深歷史》。從科學史的角度，魯維克教授的貢獻至少有三：首先，由於其在地質學上的造詣，當科學史界開始宣稱要打開科學的黑箱、釐清社會條件與科學知識生產的因果關係時，魯維克教授是少數能觸及此理想狀態的研究者。再者，在論及近代生物學史時，研究者自然而然地將達爾文帶出的演化論風潮視為分水嶺；然而，就魯維克教授而言，至少在地質學史中，主要突破卻發生在一八○○年左右；在那個時期，人們終於體會到，就如同地球不是宇宙中不變的中心一般，歷史不再為人類所獨佔；人類史不過是地球歷史中極短暫的一段，甚至是微不足道的一段。第三，當科學史家不再把一八○○年代的地質學視為達爾文革命的先聲，也不再把當時的思想與爭論當成恭迎達爾文出場的墊腳石，魯維克教授認為，科學史家就可多少擺脫不時為祟在科學史寫作中「勝者為王」的「輝格史觀」。

然而，即便現在的我可以琅琅上口魯維克教授在科學史上的貢獻，我必須說，除了「指導老師交代」外，當時的我看不出什麼「你應該閱讀魯維克」的理由。我不是地質學出身，也不打算研究地質學史；事實上，我必須承認，在唸高中時，地球科學一直是讓我感到棘手的科目。相較於我感興趣的生物學，地球科學涉及的時空尺度過於龐大，超乎我可以想像的地步。再者，如黃相輔博士在另篇導論中指出的，魯維克教授為虔誠的基督徒，而他一系列地質學史著作的基調便是要化解宗教與科學的對立。但問題是，我非基督徒，且在我的成長經驗中，我從未體會到該對立，自然也無透過魯維克的著作來化解該衝突的必要。所以，除了幫助我一窺科學史的堂奧、進而取得該學科的入場券外，為何我需要知道魯維克教授的著作？

我的問題應該也是各位讀者的問題。在這個注意力只能維持三十秒的年代，為何你需要閱讀一本時間尺度達四十五億年的書？這需要一些理由。作為一名科學史研究者，我可以做的，就是盡可能地帶領讀者，回到魯維克這個人，以及他所處的時代。

與魯維克喝咖啡

時間來到二○一四年的劍橋大學。當時的我是該校李約瑟研究所（Needham Research Institute）的博士後研究員，不時會晃到位於自由學院巷（Free School Lane）的科學史與哲學系（Department of History and Philosophy of Science）聽演講。十月二十四日當天，我報名參加了該系主辦的「與科學家喝咖啡」活動，講者又是魯維克。身為該系元老的他，顯然非常重視這回演講。在演講前，他寄給與會者一篇題為 “Fossils and History: Recollections across Two Cultures” 的自傳；在文章開頭，他加了個段落，表示該文是為英國國家學術院（British Academy；魯維克於二○○八年獲選為該院院士）歸檔用，不是為了出版（Not for Publication）。演講當天，當時八十二歲的魯維克教授，開誠佈公、毫不藏私地回答了他反覆被問到的問題：「你是如何、何時以及為何把自己從自然科學家轉為人文學者？」

時間倒推到一九五九年五月七日。魯維克與其他劍橋大學的學生，簇擁在劍橋的評議會大樓（Senate House），聆聽物理學家、小說家與科技官僚查爾斯．史諾（C. P. Snow, 1905-1980）的里德講座（Rede Lecture）。史諾的講題是〈兩種文化與科學革命〉（The Two Cultures and the Scientific Revolution）。在該演講中，史諾認為，在當時的英國，科學與人文的鴻溝已加深擴大，至雙方難以溝通、相互鄙視的程度。就史諾而言，根本原因是，科學與人文係屬「兩種文化」；這是現行英國教育制度的結果，但對於英國未來的發展，並無好處。年輕的魯維克並未對史諾的演講留下深刻印象。日後，當史諾將其演講出版為專書、引發大論戰時，他難以理解，為何如此化約、視科學與人文除了敵對關係外別無其他的見解，竟會有那麼多人買單。為何年輕的魯維克會冷眼看待史諾的語重心長？又為何在將近半世紀後，他會撿起史諾演講的標題，當成是學術生涯的註腳？

魯維克從他的家庭教育談起。生於一九三二年的魯維克，父親為西敏公學（Westminster School）的物理老師，而教父則為中世紀壁畫的權威克萊夫．勞斯（Clive Rouse）。在魯維克小時候，他父親期許他能走上物理研究這條路；然而，一日，魯維克在花園中找到海膽的化石，大感興趣；更讓他感到驚喜的，他鑽研中世紀壁畫的教父勞斯，竟然送給他一盒菊石化石，鼓勵他走上地質學研究的道路。一九四五年，當十三歲的魯維克進入哈羅公學（Harrow School）就讀。他發現，不同於家中多元且開放的學習氛圍，校方竟要求他得在古典（Classical）與現代（Modern）中抉擇。所謂「古典」是以歷史學為主的人文學，而「現代」則為自然科學。魯維克選擇了「現代」，這讓校方頗為失望。因為，按當時英國中學教育的標準，如魯維克這樣傑出的學生，應以「古典」為職志，「現代」是留給那些「次等的心靈」（second-class mind）。即便如此，在求學階段，魯維克遇到一位擁有博士學位的生物學老師道格拉斯．里德（Douglas Reid）。里德除了帶著魯維克閱讀生物學的經典外，還指導他進行端足類（Amphipods）的分類。魯維克花了相當時間，對著圖鑑，兩眼盯著顯微鏡，探究自英國周遭海域採回來的活體標本。魯維克頗為滿意此自主學習的成果，將之寫成論文，發表在《自然史雜誌》（Magazine of Natural History）上—該文也成為魯維克多產之學術生涯中的首篇論文。在高中生涯接近尾聲時，他參加了劍橋大學的入學甄試。他報考了生物、化學與地質學，於地質學的表現最為傑出。一九五○年起，他開始於劍橋大學地質學系就讀。

在劍橋大學，魯維克受益於該校的 Tripos 制度，即在選定專業科目前，可廣泛涉獵相關學科。一趟前往懷特島（Isle of Wight）檢視第三紀之地層構造（the Tertiary strata）的田野經驗讓魯維克對古生態學（palaeo-ecology）感興趣。依他所見，這在當時仍屬新穎的學科，既可結合他對分類學的興趣，也可讓其興趣不至於被傳統分類學限制住，而可進一步探索古生物及其環境的關係。一九五三年，魯維克以第一名畢業，且獲得地質系、三一學院等機構的獎學金，以及政府的研究獎勵，讓他可以三年為期，於劍橋繼續鑽研古生態學。一九五五年，年僅二十三歲的魯維克被聘為劍橋大學地質學系的 “demonstrator”（相當於美國的助理教授），翌年更被選為三一學院的學生院士（junior research fellow）。

接二連三的榮譽與肯定並未讓魯維克就此停留在他已相對熟悉的古生態學領域。他亟思挑戰困難的博論題目，讓他可在地質學中站穩腳跟。魯維克的進取或與三一學院的氛圍有關。身為該院的學生院士，他可自在地向「古典」與「現代」領域中卓然有成的資深院士請益。這時的魯維克還未接觸到史諾的「兩種文化」；難怪，當他接觸到後，他無法接受當中「做人文者」與「做科學者」往往無法溝通，因為這並不是他在三一學院接受到的刺激。

接著，魯維克開始對「功能形態學」（functional morphology）感興趣，且把對象設定在雖有大量化石證據、然只有少量物種留存至今日、導致活體實驗與野外觀察幾近不可能的腕族類動物（brachiopods）。當他在標本館中檢視該動物的化石標本，欣賞其結構的對稱、揣摩其可能的功能時，他想起在哈羅公學時曾涉獵的生物學經典：愛德華・羅素（E. S. Russell）的《形式與功能》（Form and Function, 1916），特別是當中論及法國博物學者居維葉（Georges Cuvier, 1769–1832）的段落。

居維葉認為，透過緊密地將結構與功能整合在一起，每類生物得適應（adapt）其特定的生活模式（mode of life）。以此概念為出發點，居維葉大膽地重建他認為已然滅絕的長毛象（mammoth）與乳齒象（mastodon）的化石標本。魯維克認為，居維葉重組這些已滅絕之動物的概念與手法，有助於他對腕足動物之功能形態學的研究。於是，他到圖書館，閱讀居維葉的原典與相關手稿。

他精準掌握了居維葉至當代的功能形態學系譜，再加上三一學院對其研究的支援，魯維克於一九五八年以〈化石腕族類的功能形態學研究〉（Studies in the Functional Morphology of Fossil Brachiopods）一文取得博士學位。翌年，他在深具影響力的《地質學雜誌》（Geological Magazine）上一口氣發表兩篇論文，宣告一名年輕地質學者的誕生，以及一個少為地質學者所知之取向的成熟。在後續七年間，魯維克持續探索化石與現存腕族動物的功能形態學，於一九六五年獲聘為劍橋地質系的講師（University Lecturer）。按當時劍橋的規定，這意味著魯維克已通過終身聘任制（tenure）的考驗，可在其喜愛的領域鑽研，直到退休。

如果說已被地質學者視為「歷史」的居維葉為魯維克的地質學帶來突破，那麼，他則以其地質學研究經驗為地質學史帶來新意。原來，在細讀居維葉的原典後，魯維克感到好奇，為何如此傑出的博物學者竟會拒絕接受當時已略具雛形的「物種會變化」的演化思想，並設法撲滅之？他開始閱讀生物學史的著作，且把握各種與科學史家交流的機會。讓他失望的，其在地質學的同儕就罷了，多數他遇見的科學史研究者，多不把居維葉當一回事，甚至認為居維葉的存在阻撓了演化論於法國的生成與傳播。

魯維克不免好奇，為何科學史研究者總以後見之明來評價居維葉，而不是回到居維葉所處的時代，設身處地理解居維葉的科學及其貢獻？為何科學史家會對居維葉深具突破性的功能形態學視而不見？同時，他也感到訝異，為何不管在研究材料的選擇上，科學史研究者會如此執著於文本，彷彿其研究對象不會以圖像溝通似的？魯維克認為，如此「重文本而輕圖像」的作法，恐怕會讓科學史研究者錯估科學知識生成與溝通的方式；因為，至少在地質學界，相較於文字，研究者更傾向以圖像來思考與溝通。

最後，他也發現，相較於地質學者，科學史研究者似乎不做「田野」，也不把其研究對象的田野工作當一回事。同樣從地質學觀點，魯維克認為，不把田野及田野工作視為科學知識之生產地與實作，科學史家恐難以真正窺見科學研究者的心靈，遑論探究新理論生成的時空脈絡。於是，在一九六○年代，也就是魯維克逐步確立其在地質學的地位時，他也開始在科學史相關的期刊上發表論文，拋出前述疑問，並從地質學的觀點提出解答。對此，一位「柯廷翰女士」（Mrs Cottingham）居功厥偉。

原來，柯廷翰繼承了倫敦地質學會（Geological Society）之創建者與首位會長喬治．格林努格（George Greenough）的手稿。該手稿未經整理，也未有研究者使用過；柯廷翰希望魯維克能幫她整理，並據此撰寫格林努格的傳記。魯維克欣然答應。在整理並閱讀格林努格的手稿與通信的過程中，魯維克發現一落信件，以紅帶繫著，上頭有格林努格的筆跡，寫著「泥盆紀大爭議」（Great Devonian controversy）。在謄寫這批信件的過程中，魯維克得以重訪此當代地質學者已少有人知的爭議，理解科學爭議係如何生成、延燒與閉合。日後（一九八五），運用這批材料，魯維克完成其成名作；書名就叫做《泥盆紀大爭議：紳士專業者中科學知識的形塑》（The Great Devonian Controversy: The Shaping of Scientific Knowledge among Gentlemanly Specialists）。

一九六七年，當周遭的人都認為，這位三十五歲的年輕地質學者，會在自己的專業領域中持續耕耘，同時以歷史為副業或「娛樂」，直至退休，魯維克做了讓人驚駭的決定：他離開了地質系，轉至甫成立的科學史與哲學系任教。按魯維克日後的說法，當時的他，遭逢了中年危機；只是，有中年危機的不是他，而是他在地質學系的同儕。魯維克認為，相較於正在蓬勃發展的美國地質學，劍橋的地質學者似乎都在自己的舒適圈中做研究；當美國地質學界已培育出如古爾德（Stephen Jay Gould, 1941—2002）這樣優秀的新生代時，劍橋地質系顯得格外死氣沉沉。當這個他自一九五○年起便生活其中的系所不能再給予他智識上的刺激，魯維克決定出走。此舉激怒了他在系上的同儕，認為這是難以原諒的的背叛。魯維克不以為意，因為他已在自由學院巷的科學史與哲學系，找到他的新天地。

一九七四年，魯維克再度出走，至荷蘭自由大學（Free University）擔任「自然科學之歷史與社會面向」的教授。他的夢想是在該校建立科技與社會的研究群。他注意到，在愛丁堡大學，有群年輕的歷史學者、社會學者與哲學者，組成科學研究部（Science Studies Unit），以全新的視野，至少不是他曾大為感冒的輝格史觀，探索科學知識與其社會條件間的因果關係。他希望能在自由大學有個類似的部門，與日後被稱為「愛丁堡學派」的學者們，共同打造「科學研究」或說「科技與社會」此新興領域。

一九八○年，自由大學遭逢政治危機；魯維克的同儕、摯友與學術夥伴遭左翼學生攻擊，而校方並未捍衛校園中根本的學術自由，這讓魯維克憤而辭職。過來五年，魯維克帶著家人，過著顛沛流離的生活，以訪問學者的身分，在倫敦、劍橋、普林斯頓與耶路撒冷間遊走。一九八五年，普林斯頓大學聘魯維克為歷史系教授；魯維克希望能在該校打造科學研究的分支，未獲高層支持。一九八八年，魯維克轉至加州大學聖地牙哥分校任教；這回，他終於得到支持，於人文部門中建立以科學為對象的研究分支。在這段顛沛流離的日子裡，魯維克共出版了四本書；於一九九八年退休至今，他又出版了五本書，最新的一本即為各位手中的《地球深歷史》。二○○七年，幾乎就在哈羅公學校方要年輕的魯維克在古典與現代中做選擇的一甲子後，他獲頒美國科學史學會的最高榮譽薩頓獎章（George Sarton Medal），翌年被選做英國科學院院士。

兩種文化？

回到二○一四年十月二十四日當天，年邁但仍精力充沛的魯維克是如何看待史諾的「兩種文化」？首先，他不認為該說是錯誤的；因為，在其漫長的職業生涯中，他不時面臨要「選邊站」的壓力。再者，他也不認為兩種文化是通盤正確；因為，在同時浸淫在地質學與地質學史後，他認為，兩者的相似性遠大於對立，共同體現了人們對於知識的追求。第三，即便自然科學與人文學有其相似性，他也不認為，研究者就該追求某種大一統的知識體系，反而是在同中求異。顯然的，如果他沒有在尋找博論題材時，潛心閱讀居維葉的功能型態學，他恐怕不會在高度競爭的地質學中一支獨秀；同樣的，若沒有他在地質學中習得的基本功，他恐怕難以帶入圖像及田野工作的分析視野，在科學史界自成一家之言。

離指導老師對我的提醒，已經十四年了；即便我的學術成就遠遠夠不上魯維克教授及我的老師，身處在既有文組生又有理組生的臺大地理系，我還是不時板起臉來，提醒學生應該做這做那。每回做此建議，我還是不時會落入我當時的疑問，為何臺灣學生得閱讀一些從不同的社會與智識氛圍中長出來的作品，除了這些作品「很有名」以外？當然，我希望學生能自己尋找 “you should” 的答案，就如同本文呈現的「魯維克是誰、我為何要在意他」的探問旅程。

欣見《地球深歷史》中文版的出版，以及編輯林巧玲的邀請，讓我可以有機會把這趟追尋之旅化為一篇導讀。這不是一本科普書，更不是一本教科書；這是一個生長在獨特時空脈絡的人們、不論其在今日學術分工中的地位為何、不停追問自己是誰、又該往那裡去的故事，同時也是個不安於室、為尋求最多的知識刺激、不惜顛沛流離之學者的生命故事。作為臺灣人，我們非常熟悉「自己是誰、該往那裡去」與「文理組之爭」等情節；就我而言，這便構成 “you should” 的理由。

希望你能同意。