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科學讓我們憐憫天下「肥人」

王陽翎(于非)
・2015/02/16 ・4362字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 542 ・八年級
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credit:CC by Tony Alter @Flickr

誰說「肥人」是咎由自取?

談起肥胖,我們身處一個畸形的現代社㑹,有些人取笑肥胖者跟嘲諷「貧窮」甚至「犯罪」的思維相近,似乎指斥他們要為自己的「問題」負上全責;如指責他們肥胖是因為懶惰、貪吃、意志力薄弱等等,正如生活貧困必然就是你不夠努力上進一般。這類人侮辱肥胖者身形不討好、健康欠佳是咎由自取,簡言之便是「活該」。

筆者作為體形偏瘦之人,當然不是被人嘲笑過肥胖,因而撰文宣洩不滿,卻是基於科研理據剖析導致肥胖的眾多因素。事實上,現代人的一生要避過肥胖問題談何容易,奢望透過所謂「意志力 / 念力 / 自由意志」建立良好的運動與飲食習慣,實際上難度猶如過五關斬六將,幸運成分相當多。

今天無論是否教徒,不少人也高舉「自由意志」的力量,過往,我們常聽說做一件事情只要堅持21天,就能成為習慣,從此改變人生,此類說法同樣被人套進減肥的話題上。如果你真的如此相信,筆者不得不說,你實在太天真了。心理學家傑若米.丁恩(Jeremy Dean)在《其實,你一直受習慣擺布》(Making Habits, Breaking Habits)一書直指,他翻查了無數資料,才赫然發現坊間流傳多年21天養成習慣的說法,毫無根據。大概,源頭極可能是出於一位叫麥斯威爾.莫爾茨(Maxwell Maltz, M.D.)整形醫師,在1960年出版了《身心合一 — 讓生命更充實的新方法》(Psycho-Cybernetics)一書,提及一些被截肢人士需要21天才能適應失去肢體的心理阻礙,臉部開刀整容的人也要21天適應自己的新臉龐;從而,他認為一般人也要21天便能適應生活的重大改變。殊不知這樣便製造了21天習慣得到改變的傳說,並非源自針對相關問題的研究。

真正針對養成新習慣的研究,其實來自倫敦大學學院(University College London)。學院的研究員找來96位受試者進行的實驗,要求受試者選擇一些以前沒有實踐的行動,嘗試養成新習慣,當中可以是午餐吃水果或晚飯後跑步。經過84天收集而來的生活報告,研究員發現他們平均在「66天」以後,能將一個行為培養成新習慣, 期間跳過一兩天沒做也無大影響。值得留意是,這「66天」只是針對一般行為的平均數,改變行為時間或長或短,依然因人而異,只能視之為一般的參考數字。不過,丁恩連帶分析報告背後的意義,指出人們經常誤以為人生就是基於「意識」決定「行為」,實情人們是受強烈的環境因素影響心理。例如,除非你突然搬家、轉校,或行為受到強烈規範,否則難以改變生活習慣,即使似乎希望改變,最後也㑹有大量藉口和自欺心理,日常生活屈服直覺或本能反應,還是老樣子。加之,人們還㑹為自己的「問題和選擇」自圓其說,甚至創作理由解釋自己的行為。[1]

演化與工業革命的「貪吃魔咒」

當一些人站在高地指斥「肥人」受苦是活該時,事實卻反映,我們日常的生活,受生物天性、社㑹文化、先天基因、後天遭遇等等等等因素影響。接下來,筆者便㑹將造成人們肥胖的因素,逐一羅列出來。

我們先從演化史的角度,探討人類那普遍貪吃的天性。丹尼爾.李伯曼(Daniel E. Lieberman)在新著《從叢林到文明,人類身體的演化和疾病的產生》(The Story of the Human Body)詳述了我們原始食慾,如何不敵工業革命後的飲食習慣,造成大量都市人的肥胖問題。

大約一千萬年至五百萬年前,地球酷寒的氣候持續了數百萬年,冷熱氣候交互影響之下,非洲雨林逐漸萎縮,嚴重打擊我們遠古祖先的食物來源,水果變得稀少,令補充能量的甜食異常珍貴,肉類補給也非常不易。在未研發攻擊石器工具以前,祖先們要千辛萬苦群攻獵物,才「可能」得到肉食;直到現在,與我們基因十分接近,有遙遠共同祖先的黑猩猩,亦相當渴求肉食,若集體獵殺猴子後,盡管生肉極難嚼爛,牠們仍願意花近十小時,不斷咀嚼吞掉那營養豐富的生肉。

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credit:wikimedia commons

而遠古的人屬動物,也要在製造出切割石器後,僥倖狩獵成功,才能將生肉切碎成小塊,使腸胃較易消化吸收,以此成為珍貴的食物來源。如果他們要一嚐蜂蜜,隨時要步行數公里路,爬樹用煙燻走蜜蜂,趁機把蜂房奪走。其他時候,我們的祖先若缺乏水果肉食,只能倚靠如「高纖莖柄、葉片、各種草本植物」這類次等食物來填肚。由是對於遠古祖先而言,別說「肥胖」,要有飽足感也只能聽天由命,而根據考古推斷,在石器時代人類曾經崇拜過肥大、充滿脂肪的身體。

另外,你們有留意,我們這種直立智人的BB(編按:嬰兒),出生時比其他靈長類更肥嘟嘟嗎?一隻幼猴身體的脂肪大約只有3%,而我們的 BB 卻有15%是脂肪,母親在懷胎最後三個月,肚裡的胎兒腦袋㑹增大三倍,脂肪存量急增一百倍﹗這是我們演化出儲存脂肪傾向的基因,在供給大腦營養之餘,應付挨飢抵寒的環境,有利脆弱的人類生存。正是漫長的演化史,令類人猿動物有著強烈的嗜甜和好肉天性。

可是,近代工業革命以後,人類的飲食和工作生活有了翻天覆地的改變,食品大量生產高糖的甜食,而牛肉、豬肉、雞肉等透過「集中型動物飼養經營」(concentrated animal feeding operations,CAFOs)生產,海量的禽畜被「狂餵」穀類,急速增肥等待宰殺;為了避免因集體飼養和排泄物出現傳染病,牠們必須不斷被注射抗生素或其他藥物,控制腹瀉和死亡率,以為國民提供源源不絕的肉食。再者,現代城市生活,服務、資訊相關的辦公室職業暴增,現在,美國只有11%的人口從事工廠的勞動工作。在短短二百年內,我們由原本吃著有限的食物,付出龐大體力進行農耕和工業生產的生活;一轉而成安坐辦公室近8至10小時,下班在超市隨手選購大量甜食肉食的生活。更別說一百萬年以前,我們祖先倚靠狩獵採集,每天平均行走九公里到十五公里的路尋找食物!

我們天性嗜甜,今天甜食肉食得來「太易」,工業生產的高糖食品並不像水果的果糖,水果有纖維素能減緩葡萄糖抽取速率,轉化糖分為脂肪的胰島素只㑹漸進升高,變相容易有飽足感。但大量工業甜食沒有這些纖維素進行緩衝,葡萄糖分頗高之餘,又被極速消化分解,血糖濃度急升使控制血糖的胰島素連隨猛升,身體未能適應,更易產生饑餓感,不斷進食下,身體循環不息地將糖分轉化為脂肪,內臟、肚腩或各處因此充斥「肥膏」。試問有多少人能敵得過包圍我們的零食,避免胰島素長年累月失衡?[2]

先天基因與後天壓力

此外,壓力又如何?身處盡是心理壓抑的現代社㑹,誰能保證一生不受壓力影響食慾?誰能苛求每人承受壓力的強弱程度?當我們處於壓力之中,不但減低活動動力,體內更㑹釋出可體松,可體松的特性之一,㑹使人特別渴求高能量食物,令身體從壓力中平衡過來。而壓力導致食慾增長,極可能是靈長類動物的共性。約克斯國立靈長類研究中心(Yerkes National Primate Research Center)的威爾森(Mark Wilson)博士,在《生理學與行為》(Physiology & Behavior)發表報告,在獼猴世界,地位較低的雌性獼猴在群體中壓力較大,比其他同類㑹渴求更多高脂食物,以安撫緊張情緒。此外,科學家亦發現不少哺乳類動物,如果你迫牠們浸冷水,或遭受動物入侵,一旦選擇食物,牠們㑹刻意選高脂高糖的食物滿足自己。[3]

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credit:http://www.deviantart.com/art/Couch-Potato-271750584

別忘記,除了後天環境影響、壓力和自制力等因素外,我們還未分析部分「易胖者」先天基因的影響。1994年,洛克菲勒大學(Rockefeller University)的學者傅利曼(Jeffrey Friedman)研究肥胖的基因特變鼠,發現這些肥胖鼠可以把肥胖問題遺傳下一代,其中一隻名為obese 的胖鼠,體內㑹阻止名為「瘦體素」(leptin)的荷爾蒙生成,而「瘦體素」愈多,動物的食慾愈少;換句話說,假如瘦體素不足,便㑹使人不斷進食以求飽足感。[4] 另一位學者費魯奇(I. S. Farooqi)亦發現,一位九歲的女孩因瘦體素嚴重不足,幾乎不㑹感到飽足,在正餐之外瘋狂吃零食,以她九歲的小小軀體重量超過90公斤。及後,她經過瘦體素治療才成功減掉15公斤,食量大減42%,不再常感肚餓了。近年一些科學家更對準「瘦體素抗性」(leptin-resistant)進行研究,認為不少肥胖者未必是瘦體素不足,而是缺乏這些分子機器降低食慾與增加能量消耗。(此外,大腦接收腸道發出訊號的「下視丘內側基部」(mediobasal area)健全與否,對肥胖也有影響。)[5]

你不能先教導父母怎麼養育你

如果一些人強調,我們不應一面倒歸咎於先天基因問題,那麼家庭因素呢?你能選擇出生時候的體重嗎?你能選擇父母照顧你飲食的方式嗎?假如嬰兒出生過重,又在飲食習慣失衡的家庭成長,這些超重的孩童,或在成年後超重,他們罹患肥胖相關疾病的風險仍㑹大增,這些疾病可以非常嚴重,例如第二型糖尿病、動脈硬化以及特定類型癌症等。

假如,現在你知道上述一系列的演化、近現代社㑹因素;個人的先天、後天因素,你還㑹指責肥胖者活該受苦嗎?更甚,許多研究顯示,未達到規律且劇烈的運動量,減重效果十分有限;若你每星期堅持跑步十六公里,你還要克制運動後的食慾,一旦忍不住吃掉兩三個鬆餅,這一千卡熱量就將你的努力前功盡廢了。(話說回來,未來科技可能為減肥人士帶來曙光,近年有所謂「冷凍衣」,有助肥胖者燃燒體內棕色脂肪,希望技術盡早研發成功吧。)

筆者不是一面倒替肥胖者製造藉口,使他們打消減肥念頭;也非筆者不清楚那些喜談哲學的人,通常㑹喋喋不休地強調:科學世界發現的種種「實然」不表示「應然」。這些囉嗦說話就是說,我們即使知道肥胖者面對許多身心困難,即使知道不該苛責他們,也不表示他們不應該為了健康而減肥,更不應借科學理論合理化肥胖現象。

這些淺白的道理鮮有人不懂,不過,誠如筆者以往多番提及,心理與科學世界啟發我們,人並沒有想像般理性,更不應濫用不清不楚的「自由意志」,借機嚴人寬己。生命科學提供不少關鍵的發現,乃讓我們深思問題時,分析背後牽涉那些重要證據,以及採取合理的價值觀和態度。固然,僅僅就某個單一範疇、單一證據, 難以輕易得出充分的價值判斷。但當我們嘗試綜合各種證據,審視各項因素和條件,進行宏觀的歸納、分析,相信這將㑹為思考問題帶來更充實的基礎,至少讓我們對眾生生起一分憐憫之情。

在情,筆者自小欣賞「欣宜」的歌聲,長大後看見社㑹仍有人不斷嘲笑她,或嘲笑其他肥胖者的身形,漠視她們減肥產生的挫敗感,對此庸俗的社㑹感到厭煩。謹以此文獻給不屈不撓,為健康生活而奮鬥的人,也讓更多人體諒、協助肥胖者衝破身心關口。

 

參考資料:

  1. 傑若米.丁恩(Jeremy Dean)著:《其實,你一直受習慣擺布:為什麼只是改變習慣步驟,就能變得更有創意、成功塑身、工作有效率?》(MAKING HABITS, BREAKING HABITS: Why We Do Thinks: Why We Don’t, and How to Make Any Change Stick),臺北市,日月文化出版股份有限公司,2014年5月,p.10 – p.63。
  2. 丹尼爾.李伯曼(Daniel E. Lieberman)著:《從叢林到文明,人類身體的演化和疾病的產生》(The Story of the Human Body: Evolution, Health and Disease),臺北市:商周出版,2014年9月初版,p.17 – p.339。
  3. M. E. Wilson, J. Fisher, A Fischer, V. Lee, R. B. Harris, and T. J. Bartness, “Quantifying food intake in socially housed monkeys: social status effects on caloric consumption,” Physiology & Behavior. 2008 Jul 5;94(4):586-94
  4. J. M. Friedman, “Leptin at 14 years of age: an ongoing story,” American Journal of Clinical Nutrition 89(2009): 973S – 79S.
  5. 大衛.林登(David J. Linden)著:《愉悅的秘密:解開人類成癮之謎》(The Compass of Pleasure),臺北市:時報文化,2011年6月,p.86 – p.113。

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王陽翎(于非)
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《經濟日報》特約作者、《謎米香港》節目主持人; 鍾情心理學、神經科學,不失人文藝術濃情,無懼世道喧囂煩雜,走自己的路。


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什麼是「造父變星」?標準燭光如何幫助人類量測天體距離?——天文學中的距離(四)

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・2021/10/22 ・3033字 ・閱讀時間約 6 分鐘
  • 撰文|許世穎

「造父」是周穆王的專屬司機,也是現在「趙」姓的始祖。以它為名的「造父變星」則是標準燭光的一種,讓我們可以量測外星系的距離。這幫助哈柏發現了宇宙膨脹,大大開拓了人們對宇宙的視野。然而發現這件事情的天文學家勒梅特卻沒有獲得她該有的榮譽。

宇宙中的距離指引:標準燭光

經過了三篇文章的鋪陳以後,我們終於要離開銀河系,開始量測銀河系以外的星系距離。在前作<天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」>中,介紹了距離和亮度的關係。想像一支燃燒中、正在發光的蠟燭。距離愈遠,發出來的光照射到的範圍就愈大,看起來就會愈暗。

我們把「所有發射出來的光」稱為「光度」,而用「亮度」來描述實際上看到的亮暗程度,而它們之間的關係就是平方反比。一旦我們知道一支蠟燭的光度,再搭配我們看到的亮度,很自然地就可以推算出這支蠟燭所在區域的距離。

舉例來說,我們可以在台北望遠鏡觀測金門上的某支路燈亮度。如果能夠找到到那支路燈的規格書,得知這支路燈的光度,就可以用亮度、光度來得到這支路燈的距離。如果英國倫敦也安裝了這支路燈,那我們也可以用一樣的方法來得知倫敦離我們有多遠。

我們把「知道光度的天體」稱為「標準燭光(Standard Candle)」。可是下一個問題馬上就來了:我們哪知道誰是標準燭光啊?經過許多的研究、推論、歸納、計算等方法,我們還是可以去「猜」出一些標準燭光的候選。接下來,我們就來實際認識一個最著名的標準燭光吧!

「造父」與「造父變星」

「造父」是中國的星官之一。傳說中,「造父」原本是五帝之一「顓頊」的後代。根據《史記‧本紀‧秦本紀》記載:造父很會駕車,因此當了西周天子周穆王的專屬司機。後來徐偃王叛亂,造父駕車載周穆王火速回城平亂。平亂後,周穆王把「趙城」(現在的中國山西省洪洞縣一帶)封給造父,而後造父就把他的姓氏就從本來地「嬴」改成了「趙」。因此,造父可是趙姓的始祖呢!(《史記‧本紀‧秦本紀》:造父以善御幸於周繆王……徐偃王作亂,造父為繆王御,長驅歸周,一日千里以救亂。繆王以趙城封造父,造父族由此為趙氏。)

圖一:危宿敦煌星圖。造父在最上方。圖片來源/參考資料 2

回到星官「造父」上。造父是「北方七宿」中「危宿」的一員(圖一),位於西洋星座中的「仙王座(Cepheus)」。一共有五顆恆星(造父一到造父五),清代的星表《儀象考成》又加了另外五顆(造父增一到造父增五)。[3]

英籍荷蘭裔天文學家約翰‧古德利克(John Goodricke,1764-1786)幼年因為發燒而失聰,也無法說話。1784 年古德利克(John Goodricke,1764-1786)發現「造父一」的光度會變化,代表它是一顆「變星(Variable)」。2 年後,年僅 22 歲的他就當選了英國皇家學會的會員。卻在 2 週後就就不幸因病去世。[4]

造父一這顆變星的星等在 3.48 至 4.73 間週期性地變化,變化週期大約是 5.36 天(圖二)。經由後人持續的觀測,發現了更多不同的變星。其中一群變星的性質(週期、光譜類型、質量……等)與造父一接近,因此將這一類變星統稱為「造父變星(Cepheid Variable)」。[5]

圖二:造父一的亮度變化圖。橫軸可以看成時間,縱軸可以看成亮度。圖片來源:ThomasK Vbg [5]

勒維特定律:週光關係

時間接著來到 1893 年,年僅 25 歲的亨麗埃塔‧勒維特(Henrietta Leavitt,1868-1921)她在哈佛大學天文台的工作。當時的哈佛天文台台長愛德華‧皮克林(Edward Pickering,1846-1919)為了減少人事開銷,將負責計算的男性職員換成了女性(當時的薪資只有男性的一半)。[6]

這些「哈佛計算員(Harvard computers)」(圖三)的工作就是將已經拍攝好的感光板拿來分析、計算、紀錄等。這些計算員們在狹小的空間中分析龐大的天文數據,然而薪資卻比當時一般文書工作來的低。以勒維特來說,她的薪資是時薪 0.3 美元。順帶一提,這相當於現在時薪 9 美元左右,約略是台灣最低時薪的 1.5 倍。[6][7][8]

圖三:哈佛計算員。左三為勒維特。圖片來源:參考資料 9

勒維特接到的目標是「變星」,工作就是量測、記錄那些感光板上變星的亮度 。她在麥哲倫星雲中標示了上千個變星,包含了 47 顆造父變星。從這些造父變星的數據中她注意到:這些造父變星的亮度變化週期與它們的平均亮度有關!愈亮的造父變星,變化的週期就愈久。麥哲倫星雲離地球的距離並不遠,可以利用視差法量測出距離。用距離把亮度還原成光度以後,就能得到一個「光度與週期」的關係(圖四),稱為「週光關係(Period-luminosity relation)」,又稱為「勒維特定律(Leavitt’s Law)」。藉由週光關係,搭配觀測到的造父變星變化週期,就能得知它的平均光度,能把它當作一支標準燭光![6][8][10]

圖四:造父變星的週光關係。縱軸為平均光度,橫軸是週期。光度愈大,週期就愈久。圖片來源:NASA [11]

從「造父變星」與「宇宙膨脹」

發現造父變星的週光關係的數年後,埃德溫‧哈柏(Edwin Hubble,1889-1953)就在 M31 仙女座大星系中也發現了造父變星(圖五)。數個世紀以來,人們普遍認為 M31 只是銀河系中的一個天體。但在哈柏觀測造父變星之後才發現, M31 的距離遠遠遠遠超出銀河系的大小,最終確認了 M31 是一個獨立於銀河系之外的星系,也更進一步開拓了人類對宇宙尺度的想像。後來哈柏利用造父變星,得到了愈來愈多、愈來愈遠的星系距離。發現距離我們愈遠的星系,就以愈快的速度遠離我們。從中得到了「宇宙膨脹」的結論。[10]

圖五:M31 仙女座大星系裡的造父變星亮度隨時間改變。圖片來源:NASA/ESA/STSci/AURA/Hubble Heritage Team [1]

造父變星作為量測銀河系外星系距離的重要工具,然而勒維特卻沒有獲得該有的榮耀與待遇。當時的週光關係甚至是時任天文台的台長自己掛名發表的,而勒維特只作為一個「負責準備工作」的角色出現在該論文的第一句話。哈柏自己曾數度表示勒維特應受頒諾貝爾獎。1925 年,諾貝爾獎的評選委員之一打算將她列入提名,才得知勒維特已經因為癌症逝世了三年,由於諾貝爾獎原則上不會頒給逝世的學者,勒維特再也無法獲得這個該屬於她的殊榮。[12]

本系列其它文章:

天有多大?宇宙中的距離(1)—從地球到太陽
天有多大?宇宙中的距離(2)—從太陽到鄰近恆星
天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」
天有多大?宇宙中的距離(4)—造父變星

參考資料:

[1] Astronomy / Meet Henrietta Leavitt, the woman who gave us a universal ruler
[2] wiki / 危宿敦煌星圖
[3] wiki / 造父 (星官)
[4] wiki / John Goodricke
[5] wiki / Classical Cepheid variable
[6] wiki / Henrietta Swan Leavitt
[7] Inflation Calculator
[8] aavso / Henrietta Leavitt – Celebrating the Forgotten Astronomer
[9] wiki / Harvard Computers
[10] wiki / Period-luminosity relation
[11] Universe Today / What are Cepheid Variables?
[12] Mile Markers to the Galaxies

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