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移民火星計畫──該擔心死亡風險還是科學新聞?

科學新聞解剖室_96
・2015/02/25 ・4254字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 563 ・九年級
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科學新聞解剖室-案件編號8

案情:「你已經死了!」媒體的火星死亡筆記本

Mars_atmosphere
圖片來源:http://goo.gl/ooMB6q

第87屆奧斯卡頒獎典禮在台灣時間2/23上午登場,去年票房大賣的《星際效應》(Interstellar)雖只搶下最佳視覺特效獎,但是上映時可是刮起一陣猛烈的天文熱潮。記得當時,好像每個人都變成天文達人,對天文物理都能侃侃而談,說得頭頭是道,甚至出現將科學神學化的「星際效應大解密」活動,還有近期國內BBS大站PTT出現太陽閃焰末日的謠言(破解文:世界末日擦身而過?──破解太陽閃焰的謠言)等等,可見一般大眾對於遙遠天際源源不絕的好奇心(就像我們對外星人永不退散的狂熱);但是這些資訊是否可以讓民眾擁有正確科學知識呢?這讓解剖員不禁想起去年10月瀏覽新聞時看到一則以「移民火星等於送死? 科學家:現有技術只能活68天」為題的報導,當時讓解剖員心中的警示燈號連連響起,心中隱隱覺得哪裡有問題,報導中提到:

太空愛好者若想移民火星,以目前的進度看來可能要暫緩,因為最新研究顯示,人若是踏到火星環境,可能68天之內就會死亡。科學家則表示,人類若想在火星永遠定居,還需要開發新科技,以避免氧氣含量的喪失。

這篇新聞是報導「美國麻省理工學院」(MIT)對於「火星一號移民計畫」(Mars One)的技術評估報告(以下簡稱MIT報告),指出移民火星的侷限,但是新聞提到的研究報告在哪裡呢?68天又是怎麼來的呢?這則和我們日常生活似乎沒有緊密相關卻又意外搭上天文熱的新聞究竟是怎麼一回事呢?且讓解剖員帶著大家一步一步掀開它「神秘」的面紗。

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解剖:太快下定論的火星疑雲生死鬥

科學疑點一:被忽略的其它因素

在這篇新聞報導中,被提到的科學相關資訊包含:「最新研究」、「火星一號移民計畫」、登陸火星後約68天內死亡、在火星種植作物會產生大量氧氣等等,但卻對「MIT報告」中如何針對「火星一號移民計畫」與火星實地環境進行評估、計算等過程都略而不談,只擷取最後的結論,並將重點放在「只能活68天」。也許報導是很貼心地考量到一般民眾對科學新知的閱讀耐心,太難、太複雜的都看不懂,所以就只翻譯其中的一部份,然後相關的數據分析、圖表全都跳過。「MIT報告」如何分析「火星一號移民計畫」的數據才做出這份評估報告?報告中有什麼重要的訊息?又是如何進行實驗分析?全是一團謎啊。

因為新聞中沒有附上原文報告連結,所以解剖員只好先搜尋「MIT報告」才漸漸撥雲見日,該份報告中指出研究人員開發了一套分析工具,並運用這套工具模擬與分析火星居住地的各項數值,在報告中都有相當詳細與完整的說明。報告的一開始就指出「就地資源利用」ISRU,In-situ resource utilization,從其他行星獲取資源的技術,降低從地球運送物資的負擔,增加太空探索的續航力),以及「生命維持技術」(Life support technologies)兩者是「火星一號移民計畫」是否能夠成功的重要關鍵,兩個因素必須一起考慮,而氧氣就是資源與生命維持技術的連結關鍵之一。

但是,這篇新聞報導只有提到「生命維持技術」,完全忽略「就地資源利用」的重要性,對於報告中的關鍵分析也沒有說明,就單單抓取一般民眾「可能」會有興趣或看得懂的數值、名詞,例如:存活68天、環境變得易燃等,新聞報導不就是民眾「知」的權利嗎?其實記者大可大膽一點都翻譯出來,或是將翻譯稿附在新聞最後,不要剝奪民眾多看、多學的機會呀!(敲碗)

科學疑點二:「68天」是怎麼計算出來的呢?

這篇新聞從標題到內容共提到三次「68天」,這令人過目難忘的「68天」又是如何怎麼來的呢?

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我們回頭來看看「MIT報告」,報告中所謂的68天,是分析「火星一號移民計畫」的「生命維持單位」(Life support unit)後所得出的數值,指出若沒有「就地資源利用」的補給,第一批人員抵達火星後,會因為環境中「氧分壓」(oxygen partial pressure)過低而導致大約在68天左右會有窒息的危機(如下圖)。新聞報導內沒有提到「就地資源利用」補給的問題,才導致致死的危險;而且,「MIT報告」提到的68天是預估值,報告中使用的英文單字是approximately(大約),描述口吻可沒有這篇新聞所說那樣肯定唷。

缺氧門檻
資料來源:MIT報告(P.10)

況且,68天是在沒有「就地資源利用」補給的情況下所做出的預估值,若是在「火星一號移民計畫」預計啟動的2024年(有些報導寫2023年),說不定到時候已經發展出更先進的科技,解決物資運送的問題,或是成功開發火星的「就地資源利用」技術,那麼,此時新聞論斷的68天是不是變得太過武斷呢?至今尚未開發出定居火星的技術,也缺乏實際經驗,一切都是經由專家進行實驗、模擬、推估,新聞怎麼能毫無保留地對不那麼確定的事情妄下定論呢?

此外,新聞首段說:「人類若想在火星永遠定居,還需要開發新科技,以避免氧氣含量的喪失」,第三段又說:「依實際情況,這樣做會產生大量的氧,使得環境變得『易燃』,因此某種形式的去氧系統是有必要的。」解剖員不太能理解,氧氣究竟夠不夠?到底要發展避免氧氣喪失的科技?還是要開發去氧系統?可以說清楚一些嗎?看得好混亂啊(眼球暫時喪失對焦能力)。

接下來看看媒體上的問題:

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媒體疑點一:數字並非神諭

數據不僅是科學研究的重要工具,也是和日常生活息息相關的生活語言,[1]拜媒體之賜,我們已經且非常習慣用「數據」衡量許多事情,而媒體也喜歡用數據操作新聞,當然,這些年來也成功利用數據引起很多話題,例如:驚!多吃一片烤吐司 致癌物就超標?!本土瘦肉精更毒兩千倍食安問題是操作重點)、別再被電子菸給騙了!致癌物竟比香菸多10倍等等;再加上將數據當成標題,看起來好像更科學、更專業;但是,我們似乎很少會去追問這些數據怎麼來的?是經過什麼實驗過程?可信嗎?都不會出錯嗎?

我們要注意的是數據並非神諭,數據也是人類產製出來的資訊,看到一個數字時,要先找出原始資料(raw data)是什麼。我們的科學新聞報導常常很迷戀數據的威力,但是數據指的是有單位的量、機率或是倍數(特別要小心驚人的倍數)?數據是由什麼人用什麼機器或框架產製?數據之間是否有關係?關係是否錯誤?因果是否錯置?假如一篇科學新聞的標題就已經用數據來誤導大眾的邏輯思考,那麼我們就要特別地小心。

媒體疑點二:小心標題的陷阱

解剖員在閱讀新聞時,一般習慣先掃描標題,再挑選有興趣、看起來很可疑的,然後再細讀新聞內容;但是,對於生活忙碌的現代人來說,有時候只看標題而沒時間看內文,在這樣的情況下,很容易掉進標題製造的陷阱裡面,尤其是報導品質低劣的媒體,利用標題營造誘人或驚悚的效果,吸引民眾的目光,卻不能帶給民眾正確的報導,不能不小心啊。

這篇科學新聞也犯了這個毛病,報導中完全忽略了科學模擬、推算的邏輯過程,而直接取用結果,並用一般民眾較為有感的數據當成標題:「科學家:現有技術只能活68」,但我們仔細看看新聞內容,第一段:「可能68天內就會死亡」、第三段:「推斷第一批人會在登陸後68天左右死亡」,奇怪!標題不是說只能活68天嗎?內文卻又變得好像不那麼確定,標題和內文出現不一致的情況,究竟要相信哪一個說法?另外,標題前半說「移民火星等於送死?」末段又說提到主辦單位對於移民所需的技術都已成型,究竟如何呢?相當矛盾啊。(嘖嘖)

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看到這裡,你還要在瀏覽新聞的第一時間就相信標題嗎?解剖員慎重地呼籲大家:請大家注意,有些新聞標題已經喪失原本功能,請小心服用,切莫囫圇吞棗。(認真魔人)

媒體疑點三:援用國外媒體的落差

依據解剖員瀏覽國內科學新聞多年的經驗顯示,國內的科學新聞有一大部分是來自翻譯國外媒體的報導,而且,通常都不那麼喜歡附上援用的「國外媒體」名稱與「原始研究報告」的來源,所以當我們要查證某篇新聞報導時,通常都要花一點時間才能找到原始資料,接著才能進一步確認新聞的可信度(記者朋友們為什麼要耍神秘呢?把原始資料附上來是很值得鼓勵的作法啊,請踴躍跟進,謝謝大家);而這篇新聞可是有明確寫出是引用自英國的《赫芬頓郵報》(Huffington Post)的喔(鼓掌)。

但是,解剖員在《赫芬頓郵報》網站以關鍵字「Mars one」搜尋,一共找到11篇相關的報導,卻怎樣都無法和國內這篇報導直接連結起來,因為國內的這篇報導有許多細節在《赫芬頓郵報》中也無提及,例如國內報導指出主辦單位會再嚴格選出24人,但《赫芬頓郵報》卻沒有提到24人的訊息;又如國內報導指出希望到了2024年可以在火星建立永久殖民地,但《赫芬頓郵報》好幾篇報導都是寫2023年,而不是2024年;又如《赫芬頓郵報》的報導完全提到68天這個數據等等,落差甚大。

因此,解剖員推測,這篇新聞應該不只有參考《赫芬頓郵報》的報導,應該還有涉獵其他媒體的報導,若是如此,解剖員認為負責任的媒體應該要檢具消息來源,詳細列出所有參考的資料,以免被貼上援用不實的惡名喔。(啾咪)

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解剖總結:新聞媒體不是鐵口直斷的算命師!

解剖員認為,「MIT報告」的核心是根據「就地資源利用」以及「生命維持技術」來做技術評估,卻因為媒體記者科學素養的不足(也可能沒時間看「MIT報告」),所以只能拿民眾易懂的數據來鋪排新聞;而且下標題時不懂保留,將致死危險加以渲染成死亡,並去除「估計」的字眼,直接說明只能存活68天,實在非常不應該。

本來媒體因應時事報導科學新聞,這就是很好的開端,但不應該只是趕風潮或是沾醬油般地簡化,科學講究據實報導,時事講究持續追蹤,就看媒體對此科學議題的重視程度。同樣是天文議題,以2014年11月人類科學盛事──彗星追蹤器羅賽塔(Rosetta)的探測器菲萊(Philae)成功登陸彗星為例,解剖員特別要表揚這篇引用歐洲太空總署影片的報導(探測器菲萊成功登陸彗星),它不僅簡潔而且包含了新媒體資訊圖像化的有趣要素,非常值得其它媒體的參考。綜合以上分析,本解剖室給這一則新聞報導評以如下評價(13顆骷髏頭):

綜合剖析評比-科學偽新聞指數(滿分五顆)

「忽略過程」指數:☠☠☠☠

「不懂保留」指數:☠☠☠☠

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「關係錯置」指數:☠☠☠

「多重災難」指數:☠☠

 

(策劃/寫作:簡克志、賴雁蓉、黃俊儒)

[1] 參考《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》第二章。台北:時報,2014。

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文章難易度
科學新聞解剖室_96
37 篇文章 ・ 12 位粉絲
「科學新聞解剖室」是由中正大學科學傳播教育研究室所成立的科學新聞監督平台,這個平台結合許多不同領域的科學解剖專家及義工,以台灣科學新聞最容易犯下的10種錯誤類型作為基礎,要讓「科學偽新聞」無所遁形。已出版《新時代判讀力:教你一眼看穿科學新聞的真偽》《新生活判讀力:別讓科學偽新聞誤導你的人生》(有關10種錯誤的內涵,請參見《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書)。

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降低罹癌風險這樣做!肝癌預防、晚期治療一把罩
careonline_96
・2024/04/17 ・2301字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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罹癌就得放棄工作?晚期肝癌口服標靶藥助彈性兼顧工作與生活!晚期肝癌治療圖文懶人包

台灣肝癌每年約有上萬名新確診的肝癌個案,其中又以 45 歲以上、具備勞動生產力的族群佔多數 。而肝癌因早期症狀不明顯,直到腫瘤較大才可能出現腹脹、腹痛、黃疸等症狀,等到確診肝癌時已有約三成患者為不適合手術治療的晚期〔1〕,且疾病惡化速度快〔2〕。臺大醫院癌症微創中心黃凱文主任指出,根據最新的癌症登記報告,110 年新增的罹病數中 45 歲以上男性近七成〔1〕。可見對於勞動階級的威脅之大,罹病後可能嚴重他們的生活與生計。

發現時為時已晚的肝癌

晚期肝癌新藥藏自費風險,健保申請成功率不到五成

針對早期肝癌,一般會先評估進行手術治療。黃凱文醫師說明,中晚期肝癌除了使用手術局部治療外,若病人的狀況許可,還可進行全身性藥物治療,包括標靶藥物、免疫藥物等。晚期肝癌的健保用藥中,目前有一線藥物三種藥物,病人只要符合相關條件,醫師便會協助申請使用,其中有一項是新通過的標靶加免疫藥物的免疫治療組合〔3〕

然而最新的藥物並不一定對病患就是最好的藥物。黃凱文醫師提醒:「目前健保規定三種藥物中只能擇一給付,倘若治療效果不明顯想改用其他藥物,接下來病人有可能要自費使用。」而新藥標靶加免疫的治療組合,相對於另外兩款藥物,健保給付條件較嚴格,如果半年內腫瘤沒有持續縮小,健保便不再給付〔4〕。若要自費繼續使用,經濟負擔就相當沉重。

「就我個人的經驗而言,第一次申請新藥大約只有四成晚期病人可以滿足健保給付條件,而後續第二、三次申請中,目前僅有一半病人能夠續用新藥。」對於健保續用狀況,黃凱文醫師如此分享。

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晚期肝癌治療解析

選擇適合的治療方式,穩定用藥維持生活品質

健保通過新藥後,肝癌治療選擇增加,黃凱文醫師指出,標靶加免疫的治療組合與口服標靶藥物的反應率、治療成效相近,不過標靶加免疫的治療組合採用針劑注射,病人需要每三週回診接受治療;而口服標靶藥,只要在家服藥每日一到兩次,病人無需每月來回跑醫院,回診次數相對少很多,對生活及工作影響也較小。

現階段晚期肝癌的治療,標靶藥物與免疫藥物都能發揮治療成效。在這些治療選項中並沒有絕對較好的選擇,重點在於適不適合。黃凱文醫師說明,醫師都會與家屬、病人詳細討論。綜合考量,每個人的健康狀況、家庭環境、經濟考量後,共同決策選擇合適的藥物。

由於肝癌早期沒有症狀,具有危險因子的民眾一定要定期追蹤檢查,早期發現、早期治療能夠達到較佳的預後。黃凱文醫師提醒,B 型肝炎或 C 型肝炎帶原者應該及早接受治療,現在已有成效卓越的抗病毒藥物,能夠避免肝臟持續發炎,降低罹癌風險。若確診中晚期肝癌,請不要灰心。黃凱文醫師說,肝癌的治療藥物持續在進步,治療選擇也越來越多。病人只要和醫療團隊密切配合,按部就班接受治療,便有機會達到長期存活!

降低肝癌風險

筆記重點整理

一、 肝癌初期大多沒有症狀,在台灣,新增的肝癌個案中約三成肝癌患者在確定診斷時便是中晚期肝癌,不適合接受手術治療。肝癌的危險因子有很多,包括病毒性肝炎(如 B 型肝炎、C 型肝炎)、肝硬化、脂肪肝、體重過重、酒精性肝炎、抽菸、黃麴毒素、家族病史等。

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二、 針對早期肝癌,一般會先評估進行手術或消融治療。而中晚期肝癌,除了使用手術局部治療外,若病人的狀況許可,還可進行全身性藥物治療,包括標靶藥物、免疫藥物等。

三、 標靶加免疫的治療組合與口服標靶藥物的反應率、治療成效相近,不過標靶加免疫的治療組合採用針劑注射,病人需要每三周回診接受治療,而口服標靶藥,只要在家服藥每日一到兩次,有助減少回診次數,對生活與工作的影響較小。

四、 新藥的健保給付條件相對較嚴苛,如果半年內腫瘤沒有持續縮小,健保便不再給付,患者需要自費使用藥物。

五、 現階段晚期肝癌的治療,標靶藥物與免疫藥物都能發揮治療成效。在這些治療選項中並沒有絕對較好的選擇,重點在於適合患者個人的狀況。

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參考資料

  1. 衛生福利部 110 年癌症登記報告
  2. Nathani, P., Gopal, P., Rich, N., Yopp, A., Yokoo, T., John, B., Marrero, J., Parikh, N., & Singal, A. G. (2021). Hepatocellular carcinoma tumour volume doubling time: a systematic review and meta-analysis. Gut, 70(2), 401–407. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2020-321040
  3. 衛生福利部 全民健康保險藥物給付項目及支付標準共同擬訂會議藥品部分第 62 次會議紀錄
  4. 衛生福利部 藥品給付規定

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少了目鏡的數位顯微鏡
顯微觀點_96
・2024/04/16 ・1996字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文轉載自顯微觀點

顯微鏡在觀察微小物體上發揮非常重要的作用,但傳統光學顯微鏡通常愈將倍率放大,景深就愈淺,在觀察立體的生物標本或是組織切片,觀察者無論怎樣調焦,依然無法獲得完全清晰的圖片。數位顯微鏡便能解決這樣的問題。

數位顯微鏡和光學顯微鏡最大的差異在於觀察方式。數位顯微鏡不像傳統顯微鏡透過目鏡來觀察,而是使用數位相機獲取畫面,再將即時畫面投影到連接的電腦螢幕。

三要件組成數位顯微鏡

數位顯微鏡結合了傳統光學顯微鏡、數位多媒體和數位處理技術,其成像系統通常包括三個模組:顯微鏡光學模組、資料擷取模組、數位影像處理和軟體控制模組。

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顯微鏡光學模組執行顯微成像的功能,將欲觀察的樣本影像聚焦。一旦聚焦,資料擷取模組就會將影像以數位格式儲存在感光元件,如 CCD(電荷耦合裝置‍)或 CMOS‍(互補式金氧半導體),再透過 USB 或其他介面傳輸到電腦儲存裝置。

軟體控制模組則是整個數位顯微鏡系統的核心,可即時控制、優化擷取的影像,並加以處理、分析測量。尤其隨著功能更強大的電腦出現,數位顯微影像可以得到更有效和高效的處理,例如可以取代手動計數功能,或是快速推疊或拼接影像。

公式

Dtot 表示景深,λ 是照明光的波長,n 是物鏡至觀察物體間介質的折射率,NA 是物鏡的數值孔徑

e 是放置在顯微鏡物鏡圖像中,可分辨的最小距離,M 是橫向總放大倍率

從公式可以看到,景深和總放大倍率幾乎成反比。而以過去難以同時兼備的高倍率和大景深來說,使用顯微鏡調整焦點,搜尋並到達分佈在不同深度的樣本後,再以數位成像設備捕捉分佈在這些深度的所有清晰影像,傳輸到電腦就能產生高品質、清晰的影像。

另外,也可結合雷射和共軛焦顯微鏡觀察不同深度的橫斷切面影像,再利用電腦影像處理和 3D 重建演算法,便能可以獲得高解析度的立體輪廓,進而觀察複雜的細胞骨架、染色體、細胞器和細胞膜。

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數位顯微鏡的電腦即時處理也常應用在動態或活體(in vivo)檢測的研究中,例如細胞膜潛在變化、藥物進入組織或細胞膜的過程等。

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數位顯微鏡的倍率計算

傳統顯微鏡的總放大倍率為目鏡倍率 x 物鏡倍率,既然數位顯微鏡拿掉了目鏡改以數位相機、電腦取代,該如何計算總放大倍率呢?

數位顯微鏡除了光學放大倍率,還必須考慮數位放大倍率,因此總放大倍率=光學放大倍率 x 數位放大倍率

  • 光學放大倍率:物鏡放大倍率 x C 型轉接環放大倍率

由於連接顯微鏡和相機通常有一個 C 型轉接環(C-mount),且內建鏡頭。因此必須先將物鏡放大倍率乘以轉接環的放大倍率。

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  • 數位放大倍率=螢幕(顯示器)尺寸/感光元件尺寸

數位放大倍率必須考慮的元素有螢幕和感光元件。通常螢幕的對角線尺寸以英吋為單位,因此必須先將測量值轉換為毫米(mm);以 19 吋顯示器為例,其對角線測量值則為 19 吋 x 25.4=482.6 (mm)。

感光元件尺寸同樣以對角線的測量值來計算。以 1” 的晶片來說,其對角線測量值為 16(mm)。

感光元件規格(英吋)對角線
1″12.89.316
2/3″8.86.611
1/1.8″7.25.49
1/2″6.44.88
1/2.5″5.84.37
1/3″4.83.66
1/4″3.22.44

因此若以 10X 的物鏡搭配 0.67X 的 C 型轉接環,變焦 5X 後使用 2/3”CMOS 攝錄器拍攝並投影在 24 吋螢幕上。此時總放大倍率為:10 X 0.67 X 5 X 24 X 25.4 / 11 = 1856.5 (倍)

不過,隨著技術的不斷進步,數位顯微鏡和光學顯微鏡間的界限變得越來越模糊,有些數位顯微鏡採用更多光學元件,光學顯微鏡也採用了數位相機技術;相信打破藩籬的那一天指日可待。

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查看原始文章

參考資料

  1. Digital vs. Optical Microscopes: An In-Depth Comparison
  2. How to Calculate Microscope On-Screen Magnification
  3. Chen, X., Zheng, B., & Liu, H. (2011). Optical and digital microscopic imaging techniques and applications in pathology. Analytical cellular pathology (Amsterdam)34(1-2), 5–18.

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顯微觀點_96
3 篇文章 ・ 1 位粉絲
從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。

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「銅戈」有哪些獨特優勢和設計奧秘?上古中國區域互動有多複雜?——專訪中研院歷史語言研究所李修平助研究員
研之有物│中央研究院_96
・2024/04/15 ・6432字 ・閱讀時間約 13 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|林庭葦
  • 責任編輯|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

上古中國最常見的武器是「戈」?

說到中國的兵器,你可能會想到金庸武俠小說中的倚天劍、屠龍刀。事實上,我們熟悉的劍是從歐亞草原傳入中國。早在劍成為主流兵器前,在上古中國的戰場上,廣泛使用的兵器是青銅製的「戈」。中央研究院「研之有物」專訪院內歷史語言研究所李修平助研究員,透過研究殷墟出土的「銅三角援戈」,分析這些兵器之於墓主的意義,並解開晚商社會與區域互動的謎團。

中央研究院歷史語言研究所李修平助研究員,手上揮舞著仿銅戈模型,介紹源自上古中國的尖端兵器。
圖|之有物

在中央研究院歷史語言研究所的研究室裡,李修平助研究員揮舞著一把仿銅戈模型,一邊講解、一邊模擬商代士兵的作戰情形。

銅戈這類青銅器是用銅、錫、鉛為主的礦物冶煉鑄造而成,跟非金屬材料做的兵器截然不同。第一,銅戈相當鋒利,就算沒有正中敵人要害也會造成大量失血,攻擊效率極高。第二,石器要花時間打磨,但銅戈只要有夠多模具,就能大規模量產。第三,石器斷了就斷了,但銅戈就算鈍掉,磨一磨就能再用;就算爛掉,也能重鎔再製。

「銅戈彰顯了商代的軍事和科技實力,你不覺得這類兵器超猛的嗎!」李修平讚嘆古人的智慧,娓娓道來自己對銅戈與青銅器著迷的原因:

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青銅器的鑄造技術就像當代的半導體,是上古中國最尖端的科技!

的確,與石器、玉器或陶器相比,青銅器的製造技術更複雜,從開採礦物、冶煉金屬,乃至鎔鑄器物,整套製程都需要高超的知識體系和工藝技術。

此外,李修平更從銅戈觀察到複雜的區域互動關係。目前,學界普遍認為「戈」是中國本土發展出的兵器,源自黃河流域,並往四周流傳。而青銅鑄造則是來自歐亞草原的外來技術,傳入中國後逐漸本土化,被用來製作各式禮、兵器,也包括銅戈。

根據目前的考古發現,在被視為「晚夏時期」的二里頭文化(西元前約 1750 至 1520 年)、「早商時期」的二里岡文化(西元前約 1510 至 1300 年)就已出土少量的銅戈。到了中、晚商時期,銅戈不僅大量出現於黃河中游的小屯文化(包括「花園莊期」與「殷墟文化」,西元前約 1320 至 1050 年),更散布於上古中國境內各地。不同地區銅戈的形制變化與出土脈絡,成為考古學家研究上古中國區域互動的重要材料。

中央研究院歷史文物陳列館展出從殷商到東周時期的銅戈,從中可觀察銅戈形制的變化。到了西周中期以後,戈的形制逐漸固定,戈頭末端已普遍流行名為「胡」的延長設計,可增加鑽孔空間,方便穿繩將握柄牢牢綁在戈頭上。圖為東周的長胡戈。
圖|之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

考古學家如何還原文物身世?

銅戈基本構造圖解
圖|研之有物

在殷商時期,銅戈已是中國廣為使用的兵器,一支銅戈基本上具備:青銅製的「戈頭」、固定戈頭並可手執的「柲」、柲上端的「冒」,與柲下端的「鐏」。

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戈頭又可大致分為用來攻擊的「援」、支撐柲的「內」(常見的造型有直內、曲內、管銎),以及位於兩部位銜接處的「闌」(分為上闌、側闌、下闌)。

為了讓戈頭在作戰時不會從柲上脫落,會在「援」或「內」上設計稱為「穿」的孔洞,可穿繩將戈頭和柲綁在一起。後來更出現了合瓦形的「管銎」,是形狀如兩塊瓦片圍成的孔洞,可讓柲直接穿過戈頭固定。

銅戈的「內」常見的造型有:直內、曲內、管銎。
圖|研之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

在形態各異的銅戈中,李修平注意到一種形狀特殊、數量稀少的「銅三角援戈」。與一般銅戈相比,銅三角援戈的主要特徵為:援呈三角形、援末有長方形穿、無上下闌

銅三角援戈不僅造型特殊,更令人矚目的是,學者對於銅三角援戈的起源意見紛陳,目前至少包括「漢中盆地說」、「中原說」、「漢水流域說」與「涇渭三角地帶說」等不同說法。這也連帶影響其背後所反映的不同區域互動關係,形成眾說紛紜的局面。

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銅三角援戈基本構造圖解
圖|研之有物

根據目前的考古證據,在距今 3000 多年前的商代,銅三角援戈已見於上古中國各地,包括今日黃河流域的河南、河北、山東、山西、陝西,與長江流域的湖北、湖南與陝西南部等地。此外,殷墟所在的河南省安陽市,則出土近 20 件銅三角援戈。

為了藉由銅三角援戈此一個案,進一步探索商代複雜的區域互動關係,李修平首先分析史語所典藏的 4 件殷墟出土銅三角援戈。當中有 2 件「直內三角援戈」和 1 件「曲內管銎三角援戈」發現於洹河以西的小屯東北地(即一般所謂的「宮殿區」)。另有 1 件「直內三角援戈」發現於洹河以東的大司空村。

研究的起點,就得先從殷墟的地理位置,與文物的出土脈絡說起。

圖為 4 件銅三角援戈在殷墟的發現地
圖|中央研究院歷史語言研究所、李修平提供

殷墟是商代晚期的王都遺址,其歷史可追溯至距今 3000 多年前,位於今日中國河南省安陽市的洹河流域,佔地廣袤,遍布大大小小的遺址。

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史語所自 1928 至 1937 年間,陸續在殷墟進行 15 次考古發掘,在當年是首次由官方學術單位,在單一遺址中,進行長時間、大規模、系統性的考古發掘工作,奠定了中國考古學往後 90 餘年的發展。

為了尋找中國最早的文字──甲骨文,經過多年調查,史語所的考古學家前往安陽市西北部的小屯村,進行田野考古工作。由於小屯村以北發現大量的夯土台基,顯示此處曾是商代晚期的宮殿和宗廟的所在地,因而稱之為「小屯宮殿區」。此外,更在小屯宮殿區的西北方、洹河以北的侯家莊以北,發現了「西北岡王陵區」。

考古學家藉由解讀出土於殷墟的甲骨文,證實了歷史文獻上殷商王朝的存在。墓葬中更找到各式青銅製的禮、兵器,與《左傳》「國之大事,在祀與戎」的記載相符。毫無疑問,在不晚於殷商時期,「祭祀」和「戰爭」就是一個國家立足的根本。

1936 年春,史語所考古團隊在小屯村北的張家七畝地,發掘關鍵的 YH127 坑,出土 17,096 片記載殷商王室祭祀活動的甲骨。圖為工作人員正在將整塊埋有甲骨的土層挖出,準備裝箱運回南京的研究室清理。右方踞於箱上為李濟,其後穿淺色背心坐者為高去尋,其後為李景聃。
圖|中央研究院歷史語言研究所

在殷墟發掘的文物,皆有賴考古學家就其出土「脈絡」,還原身世背景。

除了觀察文物本身的形制、材質、刻紋等外在特徵之外,文物出土的地層、在遺址中的位置、周圍的其他遺存等,都是協助考古學家研究古人思想行為的關鍵。

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李修平舉例,一件銅器在遺址的不同地方被發掘,可能暗示它所處的不同生命週期。例如在作坊附近發掘,可能是半成品或廢料;在居住區發掘,可能是使用中的物品;在垃圾坑發掘,可能是毀棄品;在墓葬中發掘,則可能是陪葬品。

「戈」除了作為兵器,也可做禮器使用。圖為殷墟小屯宮殿區 331 號墓出土的「玉援銅內戈」,其援部是玉製,功能可能類似領導者手持的儀仗。
圖|研之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

從墓葬風格推算墓主身份地位?從戈的形狀看出區域互動可能性?

史語所典藏的 4 件殷墟出土銅三角援戈,有 3 件出自墓葬、1 件出自水井。首先,李修平從墓葬所在的位置、墓室的規模、陪葬品數量,以及是否有殉葬者,推測墓主的身分,與文物對墓主的個人意義。

舉例來說,直內三角援戈 R002108、R002109 皆出自小屯宮殿區的墓葬(這兩座墓葬的年代,均埋於「小屯宮殿區」形成之前)。雖然這兩把銅戈都做工精美、鋒利依舊,但出土墓葬的「排場」卻有所落差。

R002108 出自墓葬 M232,規模頗大,不但有殉葬者,還有眾多銅、石兵器,暗示墓主的身分地位與眾不同,生前可能有指揮作戰的能力。R002109 則出自墓葬 M270,規模較小、陪葬品也少,推測墓主在當地社群大概屬低階貴族。

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李修平指出,上述兩件「直內三角援戈」雖然都出自墓葬,但這兩件兵器對於它們的擁有者來說,意義可能大不相同。

對墓葬 M270 墓主來說,R002109 是他為數不多的陪葬品中相對珍貴的器物。反觀墓葬 M232 墓主,不只陪葬品豐富,胸前還放了一把比 R002108 更精美、鑲有綠松石的曲內銅戈。此外,就陪葬品放置的位置來看,M232 墓主可能重視鑲嵌綠松石銅戈,更勝於 R002108。

「直內三角援戈」R002108(上)、R002109(下)都出自墓葬,風格各具特色,但從出土脈絡推測,這兩件兵器對於它們的擁有者來說,意義可能大不相同。
圖|研之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

此外,李修平也透過分析出土脈絡,為大司空村發掘的「直內三角援戈」R015552 拼湊出不同身世。

R015552 的前鋒圓鈍、內上沒有可穿繩的孔洞,作戰時戈頭容易與握柄分離。因此,李修平推測,這把銅戈可能不是實用兵器,而是作為儀杖或有其他用途。

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此外,R015552 所在的墓葬位於殷墟的「東部工業區」,該地已發現生產各式骨器、陶器的作坊,或許也鑄造銅器,而此墓葬的位置正好位於骨器作坊的範圍。

因此,墓主的身分地位和所屬社群,可能與小屯宮殿區的政治菁英較遠,而與大司空村南地的工匠社群較近。

「直內三角援戈」R015552,發掘自大司空村墓葬,當地在商代晚期是作坊區,因而推測墓主身分應與工匠社群有關。
圖|研之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

另一方面,李修平也從造型特殊的「曲內管銎三角援戈」R002130,觀察到區域互動的可能性。

R002130 的出土地點特殊,位於小屯宮殿區北部的一處水井內。這座水井出土的考古遺存數量豐富、材質多元,包括占卜用的甲骨、銅渣(代表附近可能有鑄銅活動),以及至少 21 件青銅兵器與工具。李修平推測,這些青銅器物的擁有者可能是生活或服務於小屯宮殿區的人員。

為什麼說「曲內管銎三角援戈」反映出區域互動的可能性呢?

首先,在二里頭文化時期至小屯文化時期,中原地區(黃河中下游、今日中國河南省一帶)出土的銅戈,其援部大多呈長條形,外觀呈現三角形者相對較少。如前所述,援部呈三角形的銅戈,究竟源於何地,仍有進一步討論的空間。

此外,能插入握柄的管銎設計,是北方式青銅器的特色,殷墟雖然有出土管銎銅戈,但數量遠不及無管銎設計的銅戈。

最後,曲內設計是中原地區銅戈常見的造型,最早見於二里頭文化時期,但融合「三角形援」和「曲內」這兩種設計的銅戈卻非常罕見。

李修平認為,「曲內管銎三角援戈」展現了各地物質文化元素在晚商王都交融的現象,也體現了商代工匠勇於實驗各種創新的銅戈設計,致力打造出能讓戈頭和握柄緊密結合的完美兵器。

「曲內管銎三角援戈」R002130,展現各地物質文化元素在晚商王都交融的現象,也體現商代工匠勇於實驗各種創新的銅戈設計。
圖|中央研究院歷史語言研究所(擷取自李修平,〈從考古脈絡論史語所藏殷墟出土銅三角援戈〉;施汝瑛拍攝)

「研究史語所收藏的殷墟出土銅三角援戈,只是研究的起點。」李修平表示:「直到今日,殷墟的考古工作已持續進行約 100 年,不僅累積龐大的材料,更發現種類豐富的『舶來品』。此外,在上古中國境內各地,也陸續發現五花八門的外來遺存。換句話說,運用脈絡比較分析法來研究上古中國的區域互動,其實才正要起步。」

跳脫「華夏中心史觀」!區域互動有多複雜?

李修平自 2020 年起,接手史語所安陽工作室的主持工作,他試圖跳脫「華夏中心史觀」,將上古中國的區域互動關係進行更細致的梳理。
圖|研之有物

「區域互動」的研究看似有很多材料可做,但李修平坦言,如果單純相信眼前的證據,很可能會誤入陷阱。

舉例來說,假設 3000 年後,外星人來到地球考古,發現臺灣是全世界晶片製造廠最密集的地方,他們可能會以為臺灣是半導體的發源地,但其實真正的發源地在美國。光是當代社會的物質文化都能推敲出多種可能,要推斷 3000 年前殷墟文物背後的區域互動關係,就更加困難。

李修平進一步指出,在中國考古學的研究中,當墓葬中出土了外來遺存,經常採用較籠統的說法。例如,某地「影響」了某地,又或者兩地之間存在某種「關係」,但詳細原因無法具體說明。特別是進入了夏、商、周時期,「華夏中心史觀」成為詮釋區域互動的基本預設。

其中一個例子,就是被學界視為夏朝晚期的二里頭文化與周邊地區的關係:一般認為,二里頭的物質文化就像太陽般輻射四方,只要在周遭地區看到類似的物質文化,很可能就是受到二里頭的「影響」。

「但這樣的論述其實有待商榷。」李修平點出爭議:「只因為看到這邊出土的陶器跟二里頭的陶器類似,就能斷定它被二里頭「影響」嗎?物質文化流傳的動力,是文化?是政治?是經濟?還是偶然的巧合?又或者是其它多重、複雜的因素?」

有關區域之間的「互動關係」,其內涵充滿各種可能性,諸如交換、模仿、貿易、移民、戰爭或殖民等原因,真相並沒有那麼單純。

因此,自 2020 年接手史語所安陽工作室以來,李修平就試圖跳脫「華夏中心史觀」,將上古中國的區域互動關係進行更細緻的梳理。

然而,研究過程並不容易,因為做研究必須跟著材料走,而不是跟著既有的、主流的論述走。如果有新的材料出土,就要接受已有的認識很可能被挑戰、甚至推翻的可能性。

「現代社會都這麼複雜了,古代社會也有它複雜的一面。」李修平望著眼前正在進行的研究,僅管還有許多難題未解,卻擋不住他躍躍欲試的心情。

「新的考古材料持續出土,不斷更新我們對古代世界的認識。儘管如此,考古學家仍要竭澤而漁,盡力蒐羅所有材料,試圖在相對穩固的基礎上,還原古代社會的複雜性,並提出比較合理的解釋。這是我做研究的基本態度。」

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook