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【Gene思書齋】驚心的星移……

Gene Ng_96
・2015/07/24 ・2351字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 562 ・九年級

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想像再過廿、卅、四十年後,只要每週或每個月把一顆小膠囊吞下,裡頭有千千萬萬傳說中的奈米機器人,能夠經血液等體液流經全身,其中一些把突變有致癌力的細胞挑出摧毀,另外一些能夠修護受損老化的組織,人活到百歲只是基本人權而已。

這不是純科幻小說的劇情,以人類科技一日千里的進展,這只是時間的問題而已,美國紐約市立大學的理論物理學家加來道雄(Michio Kaku),就對我們能夠走到這步深具信心,在他的《2100 科技大未來:從現在到2100年,科技將如何改變我們的生活》Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100)中作了如此的預測(請參見〈既科幻又科普的2100科技大未來〉)。

水可載舟,當然亦可逆舟。是否有哪個邪惡的國家或恐怖組織,設計一套能針對某個種族進行無聲大屠殺的呢?誰能保證這種事不會發生呢?科技驚悚小說之父麥可‧克萊頓的《奈米獵殺》(Prey)中,智慧型奈米機器人逃脫人類掌控,獨立自主、自我複製,對人類造成前所未有的威脅。這也不見得是危言聳聽,因為比爾‧蓋茨(Bill Gates)、史蒂芬‧霍金(Stephen Hawking)以及特斯拉汽車創始人伊隆‧馬斯克(Elon Musk)都擔心,人工智慧會嚴重威脅人類。

不過在《羊毛記》Wool)、《塵土記》Dust)以及地堡故事系列完結《星移記:羊毛記起源真相》Shift)中,試圖毀滅人類的,不是奈米機器人本身,也非人工智慧,而是人心!(請參見〈詭譎的羊毛…〉〈進擊的塵土…〉

原本《羊毛記》的「地堡三部曲」系列中,《塵土記》才是真正的完結篇,只是正體中文版反而成了第二部曲,原本的第二部曲《星移記》成了第三部。休豪伊(Hugh Howey)訪台時認為這樣也好,因為可以在還關子下先得知結局。不過先讀《星移記》再讀《塵土記》當然也很好,因為順序比較正確,有了完整的交待,不會在讀《塵土記》時對某些情節感到莫名其妙。我是照著中文版出版順序讀,所以讀到《星移記》時有豁然开朗的感覺。

《星移記》中,有人最先警覺到奈米戰爭一觸即發,恐怖份子即將威脅到美國的優勢地位。他們口口聲聲為了美國少數人的未來,開始黑箱作業,操弄媒體掩人耳目,以推動能源法案為幌子,暗中進行一個範圍遍及全球的毀滅計畫。

不久大氣中瀰漫著無以數計的奈米機,彷彿無所不在的懸浮微塵,殺人於無形,全球人類即將滅絕,只剩瑟曼建立的、象徵美國五十州的五十座巨型地下碉堡,幾萬個美國人像種子一樣被儲存在碉堡裡……幾百年後,地球會成為一個新世界……只有極少數人可以活著,其他全部消滅,誰死誰活,僅由一小撮人決定……

《星移記》的英文原文「Shift」指的是「輪值」,因為人類將在暗無天日的地堡生存五百年,只有第一地堡輪值的總指揮對所有地堡都有生殺大權。《星移記》的故事在 2049 年、2110 年、2212 年、2345 年等幾個相距幾百年的年份進行,這要拜冬眼技術和醫療奈米機器人所賜。

新科眾議員唐諾接了下建造地堡的神秘任務,和前女友安娜共事。人算不如天算,原本要被消除記憶的特洛伊卻回想起往事……

科技的發展,如果是由人類的愚昧操控,會有多可怕呢?維克以為他能輕易操控人心,以為一切只要化為數據就能管理。可是人是個複雜的動物,人雖然有理性的能力,可是人不是單純靠理性而活的,人的需求是多元的,人不僅是只求溫飽的動物,人生而追求存在的意義。高度專制的威權,需要的不僅是洗腦,還要掌控知識,甚至抹滅記憶。

「羊毛記三部曲」雖然是虛構小說,可是卻也頗為寫實。在人類歷史上,自以為一切能夠由高層決定,用高壓和洗腦的方式統治,並不件令人陌生的事啊。蘇俄獨夫史達林(Joseph Stalin,1878-1953)曾說過 :「死一個人是悲劇,死一百萬人卻是個統計數字。」事實上,對他來說正是如此,蘇俄的計畫經濟極權領導下,單單在烏克蘭,飢荒中死亡人數就接近三百萬人。中共的老毛也不惶多讓,大躍進期間中國非正常死亡人數的估計從一千八百萬到四千五百萬不等。還有現在俗稱北韓的朝鮮民主主義人民共和國,不就是個活脫脫的地堡嗎?

他們都誤以為高層能夠洞察到所有人類生產的環節和需求,卻忽略了人性瞒上欺下的可能,還有一些人對追求自由和正義的渴望。所以,誰說「羊毛記三部曲」可能只是科幻小說而已呢?

《星移記》中的大惡棍似乎是瑟曼,他大權在握,對所有人類掌有生殺大權,可是從建造地堡到張羅各種物資,成千上萬服從權威的人成了幫兇,他們或許只是照章行事,卻是「平庸的邪惡」。

現實往往比小說還扯,人類歷史上愚蠢的事並不少,可是人類一路走來,卻也建立了愈來愈好的科技和制度,就物質生活而言,還有知識和藝術的普及,我們儘管能有更多抱怨,但也不可否認我們生活在有史以來最美好的世界。我們可以選擇毀滅,但也能邁向美好。

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene

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Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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世代正義下的最終選擇——人們真能理解選擇背後的代價嗎?
研之有物│中央研究院_96
・2022/11/20 ・3769字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

你願意當未來世代的守護者嗎?

如何維護世代正義,正逐漸受到世界各國的矚目。臺灣也不例外,過去幾年,我們面臨核能去留、藻礁保育、淨零轉型、18 歲公民權等關乎未來環境與國家發展的議題。要不要守護未來世代?多數人都會說要!但如果守護的代價必須犧牲部分利益呢?中央研究院「研之有物」專訪院內政治學研究所冷則剛研究員、淡江大學公共行政學系黃寄倫副教授,從多國設立未來委員會與相關制度的經驗,分析世代正義的政策意涵,更為臺灣找出化解問題癥結的關鍵。

「世代正義」是什麼?

誰是世代正義要守護的未來世代?
圖|iStock

什麼是「世代正義」?世界環境與發展委員會(WCED)於 1987 年發布的《布蘭特報告》(Brundtland Report)中,有關永續發展的定義即提出對世代正義的關懷:

人類的發展能夠滿足當代的需求,且不致危及後代子孫滿足其需求的能力。

換而言之,世代正義要守護的未來世代,主要是尚未出生的未來人類。中研院政治所研究員冷則剛指出關鍵的衝突點。由於未來世代尚不存在,很難為沒有主體的群體主張權利。然而未來世代的命運會受到當代人群的影響,是不爭的事實,因此多數國家就此主張:我們有守護後代子孫永續長存的義務。

冷則剛進一步指出,如果我們用廣義的角度來看,或許將已出生、但還不具備公民權的兒少也納入未來世代,是較能說服人們的說法。

以核能去留問題為例,我們可從中體會現今政策對未來世代的深遠影響。核能發電帶來穩定的電力、低廉的電價,卻也產生核廢料處置及核電廠工程風險評估問題,成為未來世代需一肩扛起的重擔。但是未來世代無法為自己表達意見,有賴當代公民為其做出適當的選擇。

淡江大學公行系副教授黃寄倫表示,世代正義是放諸多國皆有的問題,因民主制度本身與世代權益存在根本矛盾。當代人群對於保護未來世代的「誘因」不足,雖然守護未來世代在道德上很合理,但政治人物會為了「選票」而優先處理當前問題,形成為人詬病的政治短視缺陷。

那麼,我們能否設計出因應此缺陷的監督機制?來看看其他國家如何在體制內設計守護未來世代的機制。

未來世代的守護者——各國的選擇

聯合國環境與發展會議(UNCED)早在 1992 年就提出「未來世代監察員」(Ombudsperson for future generations)與「未來世代守護者」(Guardian for future generations)的運作架構,用來監督會影響未來世代福祉的政策制定、決策及執行狀況。接著,開始有國家在體制內設立「未來委員會」(Future commission),針對相關議題提供充分且易懂的資訊,並改善民眾與政府的溝通管道,讓大眾在做決策時有參考依據。

未來世代守護者的運作架構
圖|研之有物(資料來源|Göpel, 2010)

在設立未來委員會的國家當中,芬蘭、以色列是較為先進的代表,而鄰近臺灣的日本、韓國雖未設立未來委員會,但在國家政策中已開始關心未來世代的權益。

● 芬蘭未來委員會:跨部會的諮詢智庫

芬蘭議會從 1993 年開始運作未來委員會,由 17 名議員組成諮詢智庫,主要職責為與政府部門溝通協商會影響未來世代的政策,包含:能源發展、人口變遷、基因改造作物、資訊科技對高齡者影響等政策。此外,委員會需研擬新政府 4 年任期內的「未來遠景報告」,針對未來經濟、社會、科技發展策略提出建言,檢視與分析各項政策的合理性與正當性。

 以色列未來委員會:擁有審議權的監督機關

以色列則在 2001 年成立未來委員會,每 5 年為一屆委員會的運作週期,關注自然資源、教育、健康、科技等政策。特別的是,委員會不只是提供諮詢服務的智庫,還能提出法案、調查或調解爭議案件,對於立法者更擁有議案否決權。不過,以色列政府在 2011 年宣布,因經費因素,決議終止委員會的任務。此一委員會短短 10 年即走入歷史。

● 日本的做法:世代正義納入法律保障

日本並未設立未來委員會,而是將未來世代的權益納入法律保障。日本憲法明確規定:「憲法所保障的人民基本人權,應是賦予人民與『未來世代』擁有永恆且不可侵犯的權利。」2015 年,日本政府更通過《國民投票法》修正案,將投票年齡從 20 歲下修至 18 歲,賦予更多年輕世代參與公共事務、謀取未來福祉的權利。

各國世代正義監督機制的共通點為:在功能上,多是跨領域的智庫,形成超越黨派、跨部會的協商平台;在組織上,多在國會中設立,能監督政府施政、與社會大眾溝通。

臺灣的政黨鬥爭:核能公投帶給我們的反思

在討論臺灣如何守護世代正義之前,我們先來釐清臺灣的政治現況。從核四公投即可發現,政黨之爭是導致未來政策懸宕不前的原因之一。各陣營通常只從對自己有利的角度來闡釋意見,最後演變成訴諸政治意識形態的衝突。事實上,擁核或廢核各有其立論基礎,關鍵在政府應該去創造一個讓人民能理性討論的空間,充分了解選擇或放棄核能的優缺點為何?要付出什麼代價?

以南韓的核電廠公民審議為例,時任總統的文在寅於 2017 年上任後,原先承諾停建的核電廠新古里 5、6 號機組,因工程只進行三成就花費高達 1.6 兆韓元(新臺幣約 367 億),決定推動公民審議,交由全民決議是否停建核電廠。在三個月內,南韓政府在全國進行隨機電訪,最終抽出 500 位公民代表,並經歷數場諮詢委員會、公開座談會、電視討論會,以及公民代表與未來世代(高中生)的討論會等。最後,進行三天兩夜的最終綜合討論會,得出公民審議結果。

在充分討論後,最終有 59.5% 公民代表決議恢復核能機組的建設計畫,但也有 5 成民眾希望逐步降低核能發電比例。因此南韓政府決定續建核電廠,也強調未來會朝階段性減核目標邁進,並提出能源轉型路徑。

南韓沒有公投法,只能由政府發起公民審議。反觀臺灣,我們有發起公投的機制,但理性且務實地決議未來政策卻相對不足。冷則剛認為,臺灣的公投問題出在科學論述不足,優缺點未正反並陳,政黨之爭模糊了議案焦點。他提出質疑,難道年輕人真的都反核嗎?高齡者真的都擁核嗎?不同世代的意見應該是多元並進,而不是彼此敵視。如何從立場爭執、世代衝突,轉而共同為未來發展理性討論?是臺灣社會需反思的課題。

2021 年 12 月 18 日,臺灣舉辦核四商轉公投,因有效同意票未達投票權人總額四分之一以上,結果為不通過。
圖|Wikimedia

納入兒少意見:18歲青少年的公民權

如果將 18 歲以下、未取得公民權的兒少視為廣義的未來世代,怎麼在公民表決時納入兒少意見,成為少子化時代下尊重未來主人翁、落實世代正義的關鍵。目前已有多國選擇下修公民投票年齡,讓更多年輕世代參與公共事務。

在亞洲國家中,日本在 2015 年通過《國民投票法》修正案,南韓也在 2020 年依據《公職選舉法》,紛紛將投票年齡下修到 18 歲。尼加拉瓜、奧地利、曼島等部分國家甚至將投票年齡下修到 16 歲。

臺灣在行政院與各縣市設有青年諮詢委員會,但都著重在意見諮詢,決策上並無強制力。直到 2022 年 3 月 25 日,立法院才通過 18 歲公民權修憲案,明定國民年滿 18 歲者,有依法選舉、罷免、創制、複決及參加公民投票之權。此案將在同年 11 月 26 日舉行公民複決,這也是我國史上首次交付公民複決的修憲案。

對於下修公民權年齡,冷則剛舉雙手贊成,青少年也是廣義的未來世代,他們的想法應該被重視,而這也是臺灣處理世代問題的具體展現。黃寄倫則認為這是一個很好的契機,可以將世代正義的理念推廣出去,讓政治人物嗅到民意的新風向,進而提出更多有益世代正義的政策。

臺灣青年民主協會等民間團體 2022 年 3 月 23 日在立法院召開記者會,呼籲朝野各黨放下歧見,一同走入議場投下 18 歲公民權修憲同意票。
圖|中央社記者郭日曉攝影

台灣的未來:公民意識的覺醒

面對世代正義問題,借鏡國外經驗,臺灣還可以怎麼做?冷則剛、黃寄倫建議在立法院內成立「世代正義與永續發展委員會」,其最重要的功能是,喚醒全民與執政者守護未來世代的意識,進而監督與協調各部會的施政,撰寫白皮書建議長遠的政策方向。同時,成立與人民共享的資訊傳遞平台,交流並觸發更多有建設性的想法。

世代正義議題不是未來式,而是當務之急,有賴觀念、文化與制度的相互配合。冷則剛認為,在實踐世代正義之前,必須先培養三項民主素養:

公民意識覺醒、科學理性討論、世代之間共學

如果公民沒有意識到問題癥結,也沒有多元且充足的參考資訊,可能會被政治力量影響判斷,演變成世代之間的意識形態衝突。世代之間如何相互學習、尊重、攜手守護未來世代?我們還有一段路要走。

世代正義啟發我們反思:世代之間如何相互學習、尊重、攜手守護未來世代。
圖|Unsplash
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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

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看見未來,就等於可以防範未然嗎?——《我所看見的未來》書評
阿樹_96
・2022/08/07 ・3887字 ・閱讀時間約 8 分鐘

本文轉載自地球故事書|老少咸宜的地科科普。

阿樹最近接到一個出版社的聊書邀約,但因為我不太想推薦這本書的,就跟出版社說:「我可是會打臉這本書的內容哦!」沒想到對方還覺得挺好的(這種要求這輩子沒聽過?),所以想說,不如用書來談一下防災也挺好的?

書名叫做「我所看見的未來」這本漫畫(原出版於 1999 年,2021 新增了內容重新出版)。

由於漫畫是由「預知夢」所畫下的,一般會拿這本來聊的通常都是以神秘、不可知的角度,如同大家熟悉的老高也是,而之所以這本書會受到注意,主要是因為它畫下來多半是「不好的預言」,包括黛安娜王妃過世、皇后合唱團主唱佛萊迪(Freddie Mercury)病逝、日本 311 地震等事件,甚至最近(2021 年出版的內容)甚至還提到了「2025 年 7 月 5 號上午」將會有大災難,也因為有本書似乎神奇的準確這種說法。

能夠做預知夢究竟是好事還是壞事呢?圖/Pixabay

因為內容十分繪聲繪影,也難免會有人來問阿樹:「這種情況有影嘸?」不管你覺得預知夢是真是假,會怕是正常的,所以我們今天就來跟大家談談,到底我們會不會遇到這類型的災害、而我們到底這麼看待這種預言災害的文章或言論?

夢境跟現實的差異

首先來看看書上怎麼寫 2025 的災害:

「災難範圍北起日本、西至台灣,南邊到印尼摩羅泰島,東邊則是北馬利安納群島這塊菱形區域的中心,則會是震央。南海海溝南邊的菲律賓海從下方噴發了,形成大海嘯往周圍的國家推進。日本列島的大平洋側,三分之一到四分之一被大海嘯吞噬了。朝著震央,不知為何也看到了兩匹龍前往震央的影像。」

作者是說自己像是在地球之外看件事情發生,就如用看 google map 一樣。而其中最有意思的是,東、西、南、北邊界正好就是菲律賓海板塊的四個頂點。

中學地科課本會提到「地震火山常發生在板塊的交界上」,可是作者並不是說災害起始位置發生在板塊邊界,而是在菲律賓海板塊的「正中間」,這點就令人匪夷所思了,因為板塊的正中間,是相對比較「堅固」的地殼,從中間噴出個什麼都相當不合理,要讓一個板塊從中斷開並噴發岩漿,要花上的時間甚至遠大於人類的歷史。

雖然科學上不常用「不可能」這麼斬釘截鐵的字眼,但阿樹我很想說,這真的不可能發生。

菲律賓海板塊在google map上的示意圖
預言中的災害位置、菲律賓海板塊的相對關係。圖/地球故事書

不過,如果退而其次,談菲律賓海板塊呢?實際上菲律賓海板塊和歐亞板塊有處交界,要是發生大地震,將會帶來重大的損害。其一是「南海海槽」,這裡曾經有發生過數次大型的地震與海嘯,而日本的研究也指出,如果整段海溝一起錯動,確實可能超過規模 9.0 以上,也就是接近 311 地震的程度

南海海槽(Nankai Trough)以及其隱沒帶孕震區的範圍(紅色部分,越左上西北方位置越深)圖/地球故事書

至於臺灣附近,也一直有學者認為,東部的琉球海溝具有規模 8.0 以上的潛勢,由於海溝的線型和臺灣本島近於垂直,即使有海嘯也不會像前面提到南海海槽的海嘯一般可怕。但即使如此,因為可能會發生的地震規模很大、加上離臺灣相當近,還是會擔心它本身引發的震度,以及海嘯對東部的沿岸地區造成災害。

18 種海溝型海嘯源(T1~T18)及4種斷層型海嘯源(T19~T22)之空間分布、名稱與地點。圖/吳祚任

除了臺灣、日本以外,這一圈板塊邊界,幾乎不同段都有可能會發生地震與海嘯,只是不知道何時發生而已。你問我有沒有可能跟那位漫畫家的預知夢一樣,這些地方「同時一起活動起來」呢?其實從上面板塊邊界地震區的分段圖就可以發現,幾乎所有的分段之間,都是有「轉折」的現象,這代表著板塊邊界附近的受力方向有些改變,因此不會被認為是連動的構造。換句話說結論就是:機率不會零,但可能比白堊紀的隕石撞地球還低上許多。

說到隕石,確實「剛好」發生有一顆天外飛來隕石砸在菲律賓海正中間,好像蠻符合漫畫上預知夢的情境,只是這也是不會在 2025 年 7 月 5 日發生的事情,因為現在美國太空總署和噴射推進實驗室已有建立一套搜尋近地小行星的哨兵系統,利用望遠鏡等觀測系統找尋對地球可能有威脅的小行星等天體,基本上2025 年 7 月 5 日並沒有靠近地球的小行星,而且根據目前已知的近地小行星中,並沒有體積夠大、又同時有高撞擊風險(累積機率 1/500 )的小行星。因此,從這角度來看這災害也不會以隕石的型式發生。

隕石來的時候大家也先別太驚慌,更何況目前看起來當天是沒有的。圖/Pixabay

到底 2025 年,臺灣有什麼樣類型的災害需要注意?

其實,正確的天然災害防災觀念,不會考量特定年分、日期來擬定策略,因為自然界的狀況多半是不確定性高的,即使每年專家都會提醒大眾要注意南海海槽、琉球海溝的海嘯與地震,但不必然是它要發生了,反而是科學家覺得「它應該快發生了」,才會去做相關的宣導。接下來在後面幾段,也會有更多對於災害預言的防災觀點。

但畢竟這樣類型的災害並不是那麼常發生,因此一般會以增加防災意識為優先,比如知道在海邊有不明的大地震發生時,本能反應的先往陸地方向、高處的地方逃生。而要是擔心規模大、震度大的地震,最根本的防災準備,反而是從建築強度、家中擺設等準備為主。

除了上述對極端災害的防災建議,對於較常致災的現象反而是更常會面對的災害,比如規模 6~7 的中型地震、颱風帶來的風災、水災、山崩與土石流。或許更重要的是,先問自己在以上這些情況下,有沒有辦法照顧好自己。雖然能做的防災準備看似不多,但實際上如果盡可能做到這些準備,多少都有減災之效。

預言夢和災害預測有科學根據嗎?

有很多區分科學/不科學的方式,其中一種蠻常用來論述科學方法的特徵,就是在於其「再現性」,也就是是在同樣的操作方式,可不可以再現同樣的結果,就算有些微差異的結果,還是會在一定的誤差範圍之內,比如說我們在同樣的地點、高度與環境下做自由落體實驗,能夠測量到相近的秒數(因為重力加速度不太會變)。

但是,如果以「如果他不只預言成功過一次,還有很多次都有預言到。」來作為「再現性」的證據,其實是不符合上述科學方法的原則的。因為所謂的再現,應該是即便是不同人也能做到的事,因此不管是預知夢還是神明託夢,都無法被驗證其可再現性。所以,所謂的預知夢要能被相信,它不能是一個特定人物才能做到的現象,因為沒有別人能做到,自然就無法確認這件事情的真偽。

目前看起來預知夢是沒有科學根據的,但難道甚麼事都有辦法用科學解釋嗎?圖/envato

欸,等一下,我可沒有要說預知夢這件事是子虛烏有,而是想說明,因為夢境的內容是無法被證實真偽之事(除非哪天有「側錄」夢境的黑科技)。就如同有些人會相信這世界上有看不到的鬼,但即使如此也無法證明「鬼不存在」,白話來說就是「信者恆信、不信者恆不信」,而這樣的議題,會被認為是「不可證偽性」,而成為科學無法處理的議題。

如何面對可能的未來

此外,看了「我所看見的未來(完全版)」裡面對每個事件的說明後,還有三個可以深思的點:

  1. 不是每個夢境都必然成真(比如富士山未爆發)
  2. 發生的時間未必準確(比如311的時間難以解釋)
  3. 夢境的呈現不一定是實境,有可能是呈現相關意象

從這三點可以發現,今天對 2025 年的預言,它可能不會發生、可能不會準時發生、也可能發生的狀況和目前作者理解的夢境有落差的狀況。

所以我們細想一下,硬是要把時間區段拉出來思考,比如「在 2025 年 7 月 5 號上午時,把這些地區的人都撤離到某個安全的處所,然後等災害結束後再讓他們回歸正常生活。」這件事的可行性,以及「如果沒有發生的話」的負面效果。可以發現像這種對特定時間、地點、災害類型的防災策略,最大的硬傷就是「沒有發生的話怎麼辦」的解決方案,甚至還會造成防災心態的疲乏。

所以真的要嘗試去防範預言中的災害時,最後也只能回歸到「多注意一點」的建議。說實在的,我會覺得預言夢這樣的事情,「聽聽就好」,防災本來就很重要,但不需要用災難預言來引起注意,不如請大家思考一下,下次颱風你家要是意外的淹水了,該怎麼預防這樣的事、或是想好事後的處理方案吧!

希望大家能用正面積極的心態來看待預知,不要過度恐慌。 圖/envato

——本文為《我所看見的未來》書評,2022 年 7 月,大塊文化,未經同意請勿轉載。

阿樹_96
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地球科學的科普專門家,白天在需要低調的單位上班,地球人如果有需要科普時時會跑到《震識:那些你想知道的震事》擔任副總編輯撰寫地震科普與故事,並同時在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科大小事。著有親子天下出版《地震100問》。

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科學家模擬出《沙丘》行星的氣候模型:現實中的人類真的能在 Arrakis 生存嗎?
Y.-S. Lu
・2021/11/12 ・3205字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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架空世界:任腦中遨遊的世界,嗎?

法蘭克‧赫伯特的《沙丘》是 2021 年上映的硬派科幻電影[註1]。《沙丘》之名,在科幻迷眼中,被視為科幻類型文本的開山始祖之一,更是難以電影化的科幻小說作品;在電影《沙丘》中,行星厄拉科斯(Arrakis)是作品中的主要場景,一片荒蕪的沙漠行星,除了有著珍貴的香料礦,還有可怕的沙蟲。

1984 年的厄拉科斯行星的想像圖。圖/WIKIPEDIA

這樣的架空世界,屢屢存在於各個作品中,《魔戒》中有中土大陸(Middle Earth),《冰與火之歌》中有維斯特落大陸與厄斯索斯大陸,《星際大戰》更有具雙日的環聯星運轉行星克卜勒16b[1]塔圖因星球。身為讀者,以及一位地球科學模擬科學家,有時不禁會想:這些架空是否真的有可能存在?這些作家設計的世界,真的能存在嗎?

今日,布里斯托大學氣象研究所的 Dr. Alexander Farnworth 與他的同事 Dr. Sebastian Steinig,以及薛菲爾德大學的 Dr. Michael Farnsworth 就實際驗證了一次,究竟一個架空星球的氣候環境,是否為真?是否真的適合人類居住?

《沙丘》的氣候模型:低碳高臭氧的沙漠環境

在他們發表的文章[2]中,他們使用了氣候模型來模擬厄拉科斯的氣候。Dr. Farnworth 亦提到[3],他們使用的是同樣用在 IPCC(The Intergovernmental Panel on Climate Change,跨政府氣候變化專門委員會)報告中,用以預測未來氣候變遷狀況的 HadAM3B-M2.1D 模型[4],其不需要海洋模式,所以海洋模式也就不用運行了(當然也可以省下計算資源)。

《沙丘》世界中的厄拉科斯行星的氣候模型。資料來源/climatearchive.org

這個模型使用與地球相同的物理行為與物理參數。他們也使用了《沙丘百科》所提供的資料,來告之氣候模型應使用的地型狀態以及星球軌道,而星球軌道將大大影響到一個星球上的季節情況。最後,則是厄拉科斯星球的大氣組成:350 ppm 的二氧化碳、0.5% 的臭氧層。這兩個數字會影響到地球的溫室效應,只不過雖然厄拉科斯的二氧化碳濃度低,但是同樣是溫室氣體的臭氧值高,因此具一定的溫室效應。

等這些數據確定後,氣候模型就可以開始運作並且計算。這個氣候模型一共跑了三週多,作者另外提到,他們總共模擬了五百年,而且還使用了地球的部份大氣情況來跑厄拉科斯的數據(當然同樣是為了省下電腦運算資源的策略)。幸運的是,在初始的幾年中,大氣就乾了,而五百年後,大部份的水都保存在地底[3]。這也不難想象,尚未蒸發到大氣中的水會因重力滲流到地表下保存,而在沒有植物行光合作用的情況下,大氣中的水蒸氣也將成為厄拉科斯上居民爭奪的「黃金」。

為什麼要算五百年的氣候狀態?因為氣候/氣象模型餵進去的只是 Initial Condition,也就是「初始條件」,而初始條件只是氣候模型的開端而已,不能當做結果。所以算到最後,這個氣候模型必須達到「平衡態」——也就是說,模型算出來的四季,與下一年算出來的四季,必須要有極小的差值。等這個差值小到可以忽略時,這種數值模型才算是成功的。

住在「赤道比高緯度區域還舒適」的沙漠星球

在書中描述了厄拉科斯是極為嚴苛的生存環境,像是人會利用「蒸餾服」來回收排出的汗、尿,再自己喝,連血都會快速凝固來防止蒸發。書中描述的厄拉科斯是個非常乾熱的地方,所以大多數的人會住在兩極地區。

但是根據氣候模型,熱帶/赤道地區,在夏天會達到 45°C,冬天則不低於 15°C,但是在中緯度與兩極地區,最高溫會達到 70°C,在中緯度最低溫會達到 -40°C,兩極則會到 -75°C。其主要的原因就是兩極地區的大氣濕度高、雲層厚,造成其極端的氣候狀況。

另外與書中描寫不同的,是降雨狀態。書中的厄拉科斯沒有降雨,但是依據氣候模型的計算,在高緯度的夏天,還有山區與高原地區,還是有非常少量的降雨。也因為前述提到的極端溫差,所以兩極地區也不存在冰帽。

厄拉科斯是極為嚴苛的生存環境,人會利用「蒸餾服」來回收排出的汗、尿,再自己喝,連血都會快速凝固來防止蒸發。圖/IMDB


最後的問題,人類可以住在厄拉科斯嗎?根據氣候模型,人類最有可能居住在熱帶地區,而不是書中提到的中緯度:畢竟中高緯度才是最熱的地方,也是最不適合人類居住的氣溫。如果有誰想要用岩石煎牛排,是可以考慮到中緯度一遊吧?

雖然書中的描述與實際氣候模擬的狀況有一點落差,但是作者們也提到,《沙丘》原著出版時間早(1965 年),比真鍋淑郎發表第一支地表模式早了整整四年,在這樣的落差下,《沙丘》原著中對厄拉科斯的氣候描述,雖與氣候模型模擬的結果有部分落差,但並無大錯。

Dr. Alexander Farnworth 給中文讀者的話

筆者與撰寫《沙丘》氣候模擬的文章作者進行了一些交流,除了學術交流外,也榮幸邀請了作者給中文讀者一些感言:

「從數十年前開始,我便一直是法蘭克·赫伯特的作品《沙丘》的超級粉絲,而他也打開了從我童年時開始,對奇幻世界的眼界。這也讓我有機會用一個科學家的角度,來重新檢視童年時有對此世界的奇想。我希望就此成果,也能夠一樣能吸引更多的人來了解我們的氣候是如何運作,知道為什麼要保護我們的星球,更希望能夠激發更多下一代的氣候學家。」[3]

I have been a massive fan of Frank Herbert’s Dune since childhood due to the fantastical world he first envisioned many decades ago, to be able to look at it as a scientist was a fantastic experience and brought back that childhood wonder. So, I hope this work equally inspires others to learn about how our climate works, how we should not take our planet for granted and maybe even inspires the next generation of climate scientists.

大氣科學是一門很有趣的學問,人類仰望星空,是透過地球的大氣層才有了閃爍的星光,也是有大氣層才保護人類免受宇宙射線侵害。人類在埃及、商朝、伽立略等年代,都建立了對星體運動的了解,但大氣動力學要一直等到納維爾-斯托克斯方程出現後,才有飛躍般的進展,更惶論在能用數值模型解釋氣候、氣象模型,以及人類擁有更精確、更大量的氣象資料後,才能大量驗證大氣運動,進而改良大氣模型,才能達到預測氣象與氣候推測(Climate Projection)的能力。但這非常需要大量的人力,以及大量的知識才能達到。

大氣科學是一門很有趣也有用的學問,能幫助人類更精準地預測氣象,但也考驗知識、人力與物力。圖/Pixabay

真鍋淑郎博士在近六十年前,以少數人力建構了第一代的地表模式,而現在最新的《通用地表模式第五版(Community Land Model Ver. 5)》,是橫跨多國的合作開發的模式[5],而這還只是地表模式,大氣模型中還有形成雲或雨的 Microphysics、輻射能量傳導模式的 Radiative Transfering Scheme、解大氣間傳輸的 Planetary Boudary Layer Physics、屬海洋領域的洋流模式,屬水文領域的三維地下水模型,以及用來進行數值解的計算流體動力學,更惶論日新月異的電腦資訊工程的發展,這些的確都需要未來學子們加入並一同改進,也是未來泛地球科學學門需要的生力軍。

註解

  1. 2021 年上映的科幻電影《沙丘》舊譯為《沙丘魔堡》。除了 1984 年大衛·林區所拍攝的初代電影使用舊譯名稱外,還有九零年代的同名即時戰略遊戲;遊戲版的《沙丘魔堡II》,也是《終極動員令(Command & Conquer) 》創作公司Westwood的代表作之一。

參考資料

  1. Doyle, L. R., Carter, J. A., Fabrycky, D. C., Slawson, R. W., Howell, S. B., Winn, J. N., … & Fischer, D. (2011). Kepler-16: a transiting circumbinary planet. Science, 333(6049), 1602-1606.
  2. Farnwoth, A, Farnwoth, M, Steinig, S, 2021, Dune: we simulated the desert planet of Arrakis to see if humans could survive there. https://theconversation.com/dune-we-simulated-the-desert-planet-of-arrakis-to-see-if-humans-could-survive-there-170181?fbclid=IwAR2EhRwjxNsGtFdkZGic8SZRS7cOgQbjfFXt27PmGYyZoVLH3BpANma569g
  3. Farnworth, A, 2021, Personal Communication.
  4. Valdes, P. J., Armstrong, E., Badger, M. P. S., Bradshaw, C. D., Bragg, F., Crucifix, M., Davies-Barnard, T., Day, J. J., Farnsworth, A., Gordon, C., Hopcroft, P. O., Kennedy, A. T., Lord, N. S., Lunt, D. J., Marzocchi, A., Parry, L. M., Pope, V., Roberts, W. H. G., Stone, E. J., Tourte, G. J. L., and Williams, J. H. T.: The BRIDGE HadCM3 family of climate models: HadCM3@Bristol v1.0, Geosci. Model Dev., 10, 3715–3743, https://doi.org/10.5194/gmd-10-3715-2017, 2017.
  5. Lawrence, D. M., Fisher, R. A., Koven, C. D., Oleson, K. W., Swenson, S. C., Bonan, G., … & Zeng, X. (2019). The Community Land Model version 5: Description of new features, benchmarking, and impact of forcing uncertainty. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 11(12), 4245-4287.
    https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018MS001583
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Y.-S. Lu
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自從來到學界後,便展開了一段從土木人到氣象人的水文之旅。主要專業是地球系統數值模擬,地下水與地表模式的耦合系統,以及大氣氣象模擬。目前是于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich GmbH)超級電腦中心的博士後研究員。