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【Gene思書齋】科學怪物

Gene Ng_96
・2015/12/07 ・3665字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

有一個人的出世,只是為了滿足有錢父親的好奇心,但小孩長像實在太醜陋,慘遭到父親遺棄。後來小孩懂事後,瞭解到自己的長像是多麼嚇人,不容於世慘遭歧視,在憤怒下血刃了自己叔叔,並嫁禍給父親奶媽。父親在痛心之餘想要肩負起責任收養照顧親生兒子,可是後來卻又反悔,兒子悲憤之餘,又血刃了父親的好友和愛人……

這情節如果出現在八點檔,或者社會版,應該不會有人太驚訝,頂多當作茶餘飯後話題,然後正義魔人出來幹譙父親射後不理、喪盡天良,然後名嘴炒作死刑話題,誓死要讓那殺人犯就地正法,然後把錯都推到廢死團體身上……

但如果那殺人犯,是個人造生命呢?是由屍塊拚成的科學怪人呢?這時社會或許會彌漫著恐怖的氣氛,宗教團體也會出來說,看吧這就是撒旦的傑作……

《科學怪人》(Frankenstein; or, The Modern Prometheus),又譯作《弗蘭肯斯坦》(Frankenstein),是西方文學中的第一部科幻小說,誕生於日內瓦湖畔,出自瑪麗‧雪萊(Mary Shelley,1797-1851)之手。最初出版於 1818 年,較為普及的版本是 1831 年印行的第三版,有些學者認為這部小說可視為恐怖小說或科幻小說的始祖。

《科學怪人》算是我第一部以英文從頭看完的經典名著小說,記得那是大一英文課的指定課外讀物,因為英文課老師認為我們既然是生命科學系,就要讀一下這部經典科幻小說。這是那門課唯一的收獲吧,但也因為沒強制,所以讀完的同學應該沒幾人。真的把《科學怪人》讀完後,就會感嘆,原來經典之所以成為經典,是有其深厚的道理的,因為這真是本非常精彩而內容豐富的小說,難怪會一再被改編成漫畫、電視劇、舞台劇、電影,科學怪人的形象也深入民心。

迄今《科學怪人》已被改編、或者出現在 46 部電影裡,從 1920 年到今年──單單今年就有四部電影用到「科學怪人」。其他電視劇、漫畫和舞台劇有用到「科學怪人」的,更是不勝枚舉,研究《科學怪人》而寫成的學術論文,也汗牛充棟。可見這部小說的魅力。最近一部與《科學怪人》有關的改編作品是剛上映的《怪物》(Victor Frankenstein)。

《怪物》只是用了弗蘭肯斯坦(Victor Frankenstein) 的名字,還加了新主角,裡頭的故事和原著出入很大。《怪物》就一部娛樂片來說,還算中規中矩,不難看但也不算太精彩,買票看沒覺得太虧但也不覺得有值回票價。

《科學怪人》原著中,科學怪人是個很有靈性和理性的怪人,有同一般人一樣的情感需求,也需要被愛被尊重,雖然他血刃了不少人,但他連是個反社會的人都不太算。在過去的社會,凶殺案比現今常見,一般正常人在那樣的狀況,可能也會做出同樣傷天害理的事。但在《怪物》中,「科學怪人」只是出來收場用的,雖然看似殘暴,但也不是因為原本如此,如果去找一隻狼犬沒事用 BB 彈去射牠,被咬成重傷也不能怪那隻狼犬太兇殘吧?

《科學怪人》的靈感,來自瑪麗‧雪萊在德國萊茵地區旅遊時,途徑黑森州的蓋恩斯海姆附近的弗蘭肯斯坦城堡(Frankenstein Castle),兩個世紀前就有人在那做鍊金術的實驗,在日內瓦和朋友討論到了生物流電學(Galvanism)和一些都市傳說。

生物流電學是由義大利醫生、物理學家與哲學家路易吉‧伽伐尼(Luigi Aloisio Galvani,1737-1798)提出的理論。在 1780 年,他意外發現死青蛙的腿部肌肉接觸電火花時會顫動,從而發現神經元和肌肉會產生電力。

據說伽伐尼當時正在一張桌子旁,慢慢地給青蛙剝皮,要用摩擦青蛙皮產生的靜電進行電學實驗。他的助手用一根帶電荷的金屬解剖刀觸碰了死青蛙露在外面的坐骨神經。他們看見了電火花,而青蛙腿就像活著一樣踢了一下。因為該實驗,伽伐尼成為首位探討電力和生命聯繫的科學家。以此為基礎,科學界認識到肌肉運動的動力可能是液體(離子)攜帶的電能,不是之前氣球理論認為的空氣或流體。

伽伐尼用「動物電」(animal electricity)來描述激發他的標本肌肉產生運動的力量。他提出,標本的肌肉活動是由神經帶到肌肉的一股電流引發的。在他的同行(以及偶爾的對手)義大利物理學家亞歷山德羅‧伏打(Alessandro Volta,1745-1827)的提議下,這一現象以伽伐尼的名字命名為「Galvanism」(生物流電學)。這就是為何「科學怪人」要獲得生命要透過通電,雖然現實中《怪物》裡那樣大量的電流應該只會製造出烤肉。

和純娛樂片不同的,《科學怪人》原著裡頭,有著大量值得一問的哲學問題,例如人創造人工生命是違反天理的嗎?科學該被限制嗎?創造者和被創造者的責任和義務是什麼?為何「科學怪人」自己也知道自己長像恐怖?美醜有絕對的嗎?因為身心障礙被社會遺棄的人,犯了罪是誰的錯?讀了《科學怪人》,我對「科學怪人」產生的憐憫,是遠大過憎惡和恐懼。

《怪物》相較之下就比較強調兄弟情誼。當然,裡頭一定要有一個瘋狂科學家,比《科學怪人》原著更瘋狂,完全沒有社交能力,幾乎沒有朋友,一心只為了留名青史。《怪物》還有一個盡忠職守的刑警,相信上帝的他相信他們幹的是撒旦的惡行,拚死也要力阻。 《科學怪人》作為嚴格意義上的首部科幻小說,當然要有瘋狂科學家來闖禍。對於把屍塊拚成一個新生命這件事,是很難被社會接受的,宗教家會譴責說這就是科學家扮演上帝的邪惡行為。在宗教上,人是上帝用自己形象創造的,人沒有權力用非自然的方法創造出一個人。但是,這真的是違反天理的嗎?

《科學怪人》誕生的 1818 年,英國產科醫生布朗德爾(James Blundell,1791-1878)發明了新型輸血器,開始嘗試人與人之間的輸血。他給七位分娩大出血的產婦輸入人血,其中三例救活成功,第一次成功實現人類同種異體輸血。不過,隨後歷經了百餘年的時間,同種輸血的兩個大問題凝血和溶血,才得以解決。我們現在知道輸血是很重要的醫療行為,可是要不是有瘋狂科學家在幾個世紀前做了在當時驚世駭俗的實驗,成萬上億的性命可能就丟了。這段歷史記載在好書《血之祕史:科學革命時代的醫學與謀殺故事》(Blood Work: A Tale of Medicine and Murder in the Scientific Revolution)(請參見〈科學革命時代的血之祕史〉)中。

以下的論述可能會政治不正確,或者宗教不正確,但我想主張,科學家如果有天真的能用死去的屍體創造出一個人,有何不可?這涉及兩個問題,一是倫理問題,另一是科學技術上的問題。先談倫理,宗教家肯定是反對的,因為只有人的生命是上帝賜與的。科學家大多是無神論者,對生命科學家而言,生命就是單純的物理和化學現象,沒有所謂靈魂的存在,而一個永恆不變的自我也是不存在的,人只要有了腦病變,就可能變成像是另一個人,那麼那個「我」究竟在哪?

如果宗教人士對靈魂說真的有信心,相信人的靈魂不僅是物理和化學反應而已,那麼就完全不需要擔心科學家能無中生有地創造出一個人出來,因為即使創造出了,那人終究沒有靈魂,不過是行屍走肉而已。除非宗教家害怕的是科學家又再證明宗教是錯的,那就另當別論。然而,如果科學家真能無中生有地創造出一個有情感和思想能力的人呢?這恐怕不僅是宗教要完敗,我們也必須要面對到許許多多倫理道德和法律政治上的問題,例如請問那個人造人究竟該有什麼權力?他該保有自己的隱私嗎?他在公民社會上該參與什麼?

探討科學怪人的倫理問題,恐怕可以有許多精彩的辯論,在此就不再展開討論。那麼在科技上,人造人是可能的嗎?我的看法是,利用屍塊來拚成一個「科學怪人」,這構想永遠只會停留在科幻小說中,可是未來五六十年,當我們對人體中各器官組織的細胞組成瞭解得夠清楚,尤其是對大腦中所有神經元的連結能夠清楚地瞭解,那麼有一天理論上,是有可能用3D打印機,把一個人給打印出來的!現在 3D 打印機已經能打印出一些栩栩如生的人造器官如耳朵和骨骼,未來也可能打印出一些內臟器官供移植用。當人體器官的列印技術進展到極緻時,能否印出一個活生生的動物,也未必永遠只是科幻題材了!

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

文章難易度
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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喝母乳的寶寶能提升神經認知功能?——是真的!而且「曾經喝過就有效」

查克爸
・2021/10/26 ・3015字 ・閱讀時間約 6 分鐘

喝母乳的寶寶,真的會更聰明嗎?母乳不僅能夠提供小寶寶所需的營養以及免疫力,而透過母親的生理機制,更能將各種符合自己孩子需求的成分,客製成孩子專屬的母乳。需要發育大腦,就多給些相關的成分,如果要長肌肉也沒問題,媽媽隨時隨地都準備為孩子產製最適合的母乳,這可是任何產業都難以複製的機能。因此母乳被說是對寶寶是最好的禮物,想當然各種與母乳哺育相關的研究主題,便是眾多學者探討了解的目標。

其中,研究智力發展應該是最吸引人的主題之一,不過目前為止也是有研究指出,母乳哺育的孩子,他們的平均智商與沒有母乳哺育的孩子相差無幾,這不知潑了多少人一身的冷水,掃了無數爸媽的興致。但以前的證據說智商沒差異,不代表新的研究一樣沒差異,科學這件事就是會不斷變化,產出新的結論,全世界仍有不少研究都提出母乳可能使寶寶更聰明。

這次要介紹的羅徹斯特大學醫學中心(URMC)神經科學研究所(Del Monte Institute for Neuroscience)的成果就是其中之一,他們這次提出的新證據是與認知能力有關,而且他們的結論應該會讓人眼睛一亮,因為他們發現,母乳哺育的時間長短與 9-10 歲兒童的部分認知發展有關連,而且只要孩子有吃母乳一段時間就可以看出差異[1]

人類積極探索智力,母乳與智力的關係更是熱門主題之一。圖/Pixabay

改變研究方向,找出母乳與智力之間的正向證據

隨著各種研究產出,我們得以知道智力受到很多變項影響,尤其是與父母親直接相關的因素,例如父母的社經地位、智力程度、學經歷等都可能使孩子擁有較高的智力。換句話說,也就是研究者比較了相同教育程度或是經濟程度的母親後,結論是不管有沒有哺餵母乳,他們孩子的智商分數可能相近。

既然知道多種因素可以影響智力,便要在研究方法的設計下足功夫,因為要盡可能控制所有影響,讓母乳哺育的小孩,以及沒有母乳哺育的小孩都能在同一個基準線上比較,才能看出客觀上的差異,或可說是未能控制好混雜因素[2]

不過就如開頭所說,研究目標、方法不同,看到的成果就不一樣,羅徹斯特大學醫學中心這篇藉由分析青少年大腦認知發展研究計畫[3](The Adolescent Brain Cognitive Development Study;ABCD Study)數據的報告,就看到了母乳與認知的正向關係,改而分析更細項的各種認知能力[4],其涉及了執行與感知、學習、記憶、理解、意識、推理、判斷、直覺和語言相關的等各種任務技能。

認知能力分好多,研究分析哪些?

這個認知研究採用 ABCD 研究數據來探討,但為了減少測量誤差的影響(例如孩童曾經暴露會接觸酒精的環境、未參加訪視的兒童等因素),研究者最終保留了 9,116 名兒童的數據,並以此分析母乳哺育時間與神經認知能力之間的關係。那列入分析的認知能力向度有哪些?

向度一共有三項,而且跟每個人都有關,分別是一般能力(general ability)、執行能力(executive function)以及記憶力(memory),而這三項能力各自有其解釋在,如一般能力,美國心理學會對此提出的解釋定義是,一種可以被衡量的能力,且被認為是基礎能力,用來處理所有與智力相關的任務。

再來是執行能力,這個能力則可用來管理和控制工作記憶、注意力,也跟抽象思考等種種認知過程有關,像是設定目標、想像並預見;最後一個是大家耳熟能詳的記憶力,是透過大腦系統所儲存的訊息,是能回憶特定訊息或曾經有過的經歷。

不過這些能力的發展程度真的能評量嗎?放心,各項認知能力背後有眾多的研究依據,也發展出各種不同的測量方式來評定。像是「魏氏兒童智力量表的矩陣推理測驗」就在這個研究被用來測量知覺推理和組織、空間訊息處理等相關的能力;而美國國立衛生研究院的 NIH Toolbox®-Cognition battery,也在這個研究裡被整合運用評估兒童的神經和行為功能。最後通過次數以極多的神經認知測驗,也才讓研究結果得出有吃母乳的小朋友,是能改善某個認知能力。

針對各種能力、認知所開發的測驗,不斷的被開發出來並應用。圖/Pexels

母乳真的有助於認知能力!是哪一項呢?

研究要分析的有一般能力、執行能力以及記憶力,那究竟哪像能力獲得提升呢?鏘鏘,從數據提供的結論是一般能力(general ability)與母乳哺育的時間長短有顯著關聯[1]。但你可能會說「怎麼才提升一種能力?」,這時候我們要關注的是,在心理學上的一般能力也包含多種能力,一般能力只是所有分向能力的統整稱呼。

研究中把這九千多位 9-10 歲的孩子,依照他們吃母乳的時間長短分成四組,第一組是 0 個月的控制組,接著是三組母乳哺育的實驗組,分別是 1-6 個月、7-12 個月以及吃母乳超過 12 個月的寶寶,可以看到在母乳哺育期最短的 1-6 個組別寶寶,他們在一般能力的測驗結果,比起沒吃母乳的寶寶有所提升,而且隨著母乳哺育的時間變長,孩子們在一般能力的發展程度也越來越高。

用另外一個角度來看研究結果就是,今天有某一個家庭選擇餵養母乳,即便哺育期間落在有點長又不算太長的 2 個月或是半年內,對寶寶的神經認知發展來說也是有幫助的,這也符合研究人員的設定目標,因為這有望幫助改善人們的動機,讓更多人想要母乳哺育,不只告訴每個家庭們可以量力而行,也藉此呼籲政府、社會企業能夠更設身處地為媽媽們著想。

母乳哺育與一般能力認知的關聯性較高,且隨著期間變長而增加。資料/參考資料1

研究成果重要,但更該考慮「人」

各種母乳相關的科學證據報告,讓母乳對孩子的好處不言而喻,這次介紹的研究也是,也的確可以藉由這些證據協助家庭做出決定,讓他們決定是否要餵養母乳,但這篇研究成果的重點,是希望能夠「鼓勵」家庭選擇用母乳哺育寶寶,而不是「非得要」。

不可否認的是,母乳哺育對媽媽們是一個壓力來源,常常聽到「給寶寶最好的」,反而讓各種美好變成壓力,像是聽到哪位媽媽不給寶寶吃母乳,各種批評襲來,不餵母乳變成一種罪過。而如果選擇母乳哺育,又可能因為家人不支持而宣告放棄。

母乳對寶寶有幫助,但家人彼此間的支持才更重要。圖/Pixabay


研究也實實在在告訴我們,餵養母乳的意願及時間長短,可是牽涉眾多因素,其中個體因素如教育程度、年齡會改變想法,還有環境和社會文化影素也會影響,例如就業問題、丈夫支持程度、家人態度也都大大的參雜其中[6]

因此每個家庭間的討論、媽媽的個人意願都很重要,有了共識後再來下決定,而當你們決定好要給寶寶母乳,又就差那決定性的臨門一腳時,不妨想想這篇研究提出的結論,「只要曾經給寶寶喝母乳,便有機會提升他特定的認知能力喔」。

參考資料

  1. Lopez, D. A., Foxe, J. J., Mao, Y., Thompson, W. K., Martin, H. J., & Freedman, E. G. (2021). Breastfeeding Duration Is Associated With Domain-Specific Improvements in Cognitive Performance in 9-10-Year-Old Children. Frontiers in public health, 9, 657422. https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.657422
  2. Walfisch, A., Sermer, C., Cressman, A., & Koren, G. (2013). Breast milk and cognitive development–the role of confounders: a systematic review. BMJ open, 3(8), e003259. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2013-003259
  3. https://abcdstudy.org/
  4. https://dictionary.apa.org/cognitive-ability
  5. Natland ST, Andersen LF, Nilsen TI, Forsmo S, Jacobsen GW. Maternal recall of breastfeeding duration twenty years after delivery. BMC Med Res Methodol. 2012 Nov 23;12:179. doi: 10.1186/1471-2288-12-179. PMID: 23176436; PMCID: PMC3568415.
  6. Shi, H., Yang, Y., Yin, X. et al. Determinants of exclusive breastfeeding for the first six months in China: a cross-sectional study. Int Breastfeed J 16, 40 (2021). https://doi.org/10.1186/s13006-021-00388-y

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查克爸
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查克爸|醫學生物技術領域 碩士,現職為開發自然科學評量工具的研究 人員,將各種研究設計為科學教育評量工具的同時,也投入喜愛的科普領域。
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