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海邊的稻田-與海為鄰的智慧

大海子
・2011/11/16 ・2989字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

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台灣四周環海,東部更是與浩瀚無垠的太平洋為鄰;走向平行於台灣東部的海岸山脈連綿不斷,也壓縮了人們居住與活動的空間,迫使移居此地的居民必須與海為鄰,而花東海岸更是每年颱風必經之處;挾帶強烈鹽分的海風長年不斷地吹襲加上颱風時狂風暴雨的肆虐,人們長期默默承受著大自然反覆無常的氣候變化;於是生活於斯的人們為求得一絲生存的空間,不得不展開適當的防禦,目的不在打敗大自然的威權統治,而是以謙卑的心學習如何與海、與大自然相處;都蘭海邊這一畦畦的水稻梯田就傳承著先民們的智慧。不管生態如何受到破壞,自然依舊仍是擁有獨特權威與地位的主宰。人們在這都蘭海邊為求得一絲生存空間以繁養子孫,發展出如此長期與海相處的智慧,成為後人學習的典範。在此也希望在東岸整體海岸生態環境尚未受到嚴重人為破壞前,這小小的例子能提供反思維護台灣這塊後花園。

梯田沿著斜坡以岩石堆砌而成,受到海邊黃槿樹林保護
梯田沿著斜坡以岩石堆砌而成,受到海邊黃槿樹林保護

在春暖花開的4月天,一行人老老少少趁著週末相邀去趟台東體驗文化生態之旅,一路翻山越嶺舟車勞頓地摸黑來到都蘭山下的住宿地點,耳邊雖傳來陣陣浪濤聲,可路上除了細雨就是樹,甚至分不清究竟是果園還是雜林子,目的地更是除了兩棟對望的簡陋農舍,可是連路燈都絕跡的黑暗,身體的疲憊加上屋外的黝黑靜謐任誰也没心思再去尋思究竟離海多近?又住進什麼樣的民宿?只想儘快洗乾抹淨早點上床夢周公去,就這樣任由浪濤聲伴著入眠一夜到天明。

隔天起床外出散步,才發現農舍後面有一大片綠油油的稻田,心裏不免一驚,想想海邊怎麼會有稻田,難道沒有鹽害的問題嗎?還是這是一種耐鹽的新品種呢?正在懷疑之際,農舍主人兼導覽說要帶我們參觀周遭環境並說明梯田的由來與維護方式;原以為稻田為農舍主人所擁有,詢問之下,才發現這片生意盎然的稻田是屬於隔鄰的原住民老農夫,順著田埂窄路小心奕奕地走下一階階梯田前往海邊,農舍主人走走停停,邊走邊解說稻田是如何受到防風林的保護才能如此生意盎然,只是四處張望都不見海邊常見的防風林樹種-木麻黃;農舍主人又遙指梯田另一頭由人工堆砌的高聳石牆,述說豪宅主人在建築過程中對海岸生態環境的破壞情形,兩者地貌對生態環境的影響又是如何。當走到梯田最底層的田埂時,才發現原來田埂緊鄰著一道狹長的水溝,兩旁溝邊種滿枝葉茂盛交錯複雜的黃槿,黃槿花盛開參著其中,好不美麗。水溝寬約2米,透過枝葉縫隙可見溝中水質清徹見底細水長流,只是為什麼不種常見的木麻黃而種黃槿,獨自猜想可能屬針葉的木麻黃枝幹無法像闊葉的黃槿枝幹可以開枝散葉形成屏障。

枝葉茂盛的黃槿樹林與土堆長年守護農民賴以維生的稻田
枝葉茂盛的黃槿樹林與土堆長年守護農民賴以維生的稻田

黃槿是一種相當耐旱亦可抵抗鹽分侵蝕的植物。這片黃槿樹林高大濃密到可以擋住觀海的視線,佇足田邊除了耳旁傳來陣陣浪聲外,根本感受不到海就近在咫尺,同時深深感受這片綠油油的稻田真的是受到樹林的保護才能得以留存。原來海風經過黃槿林時,風速被茂盛枝葉攪亂而減緩,隨風飄逸的物質與鹽分也因風速減緩加上枝葉阻擋而滯留進入溝中,再隨著水田流下的水再度被送回海中;黃槿則因長年受惠於梯田水的灌溉而能持續繁衍至今,同時也肩負保護稻田免受海風侵害的責任。若遇到如颱風天候不佳,狂風巨浪侵襲海岸之際,黃槿樹林又可直接阻擋海浪的肆虐,不但是防風林也是天然的防波堤。

繞過黃槿從林邊經過往海邊走時才發現,這片黃槿樹林原來生長在一座長堤土堆上,而且樹林茂盛的程度已經將土堆團團包圍,若不仔細從側面觀察,會誤以為黃槿就直接栽種在沙灘上。雖然土堤建立的年代已經不可考了,但如此黃槿成林的盛況,勢必經過一段漫長的歲月加上無數次狂風暴雨、滔天巨浪的嚴峻考驗;想想每年颱風在東部造成的影響,狂瀉的雨量,連電線桿也折腰的狂風,不知這片樹林是如何渡過那種風狂雨暴的日子,想必海浪滔天,陣陣巨浪狂風不斷從海上襲來,無情地鞭打肆虐柔軟彈性的黃槿樹枝,企圖擊垮這片林子,而這片樹林也在一次次的爭戰中存活茁壯。在這無數次與海浪大軍的爭戰中,每當巨浪衝上的瞬間,樹林卻將其化成無數的水滴與水氣,紛紛掉落在土堆後面的水溝,再度隨著溝水流回大海。黃槿樹林以柔軟的身段,逆來順受的堅毅態度,一次次化解兇猛的海浪攻擊;樹林與海浪的交手,誰也沒有得勝,狂風、巨浪退去,大海恢復平靜,海面平和如鏡湛藍不已,樹林或有受損但依然綠意昂然,聳入天際,受到呵護的稻田想必也沒有受到嚴重的損壞吧。

海邊梯田與黃槿樹林之間相互依存關係剖面圖回顧前後所看到的景象,不禁茅塞頓開領悟出人類與大海為鄰的相處智慧,或許人未必勝天,但確可以柔性策略順勢而為抵禦自然的風風雨雨。像當地居民順著斜坡的地勢開闢種植水稻的梯田,並將山泉水引進田中,水流順勢而下,位於地勢低下的稻田承接上層稻田的水,最後流入土堤與梯田間的水溝中,流入大海前又滋養種在土堤上的大片黃槿樹林,使其生生不息。有趣的是,人工土堤除了提供黃槿成長的基石之外,同時也將黃槿撐起半天高,與樹林同心協力將海風海浪的侵襲導入無際的天空,海雖廣大卻比不過天的無際,海風或是受到樹林的阻擋或是越過梯田飄向天際,田中脆弱的稻秧因此免受海鹽的侵襲,而能順利成長。土堤表層土因為黃槿根部的吸附保護,免於風化的作用與雨水的沖刷,得以日漸穩固保存下來,當然也就義不容辭地擔任抵擋風浪侵襲的首要先鋒。

海邊豪宅以岩石堆砌而成的高牆阻斷人與海洋的對話
海邊豪宅以岩石堆砌而成的高牆阻斷人與海洋的對話

反觀緊鄰稻田旁的豪宅,原來地主為了景觀好,土地能賣得更高的價錢,將原有的樹林鏟平清除直通海邊,而後續的買主卻又要避免海浪的侵蝕,以水泥石塊堆砌有防波堤功能的高牆,防止住宅受到海浪的侵襲。然而豪宅的高牆也阻擋人與大海互相親近的機會,拉遠了彼此之間的距離與鴻溝,兩者遙遙相望,無法親切地對話。人工高牆冷硬向大海挑釁的高姿態,與一旁黃槿林以柔軟的身段化解強大衝擊的低調,兩者形成鮮明的對比,同時也反應出是與大海和平相處的智慧或渺視自然人定勝天的本位思維。

「台灣寶島」的美名曾經一度被戲稱為「台灣堡島」,其中主要的原因在於早先年海邊為了安全築起一道道防波堤,為了減少防波堤受到海浪的直接衝擊,堤外又堆滿了碎波塊。幾年下來,在「漁港最好在自家門口」的思維下,台灣沿岸幾乎到處都可以看到碎波塊的身影,從空中俯看,全島就像是被城牆圍住的城堡一樣,所以「寶島」的美名,才被諷刺為「堡島」,希望藉此凸顯碎波塊被濫用的問題,以喚起有關當局的注意。碎波塊與海邊豪宅的高牆,兩者都阻絕人們親海的機會,加深了彼此間的鴻溝。但若我們能從海邊的黃槿樹林保護梯田的例子,學習先民與大海相處的智慧,不再以人為中心的本位思維看待海洋,而改以謙虛的態度瞭解海洋的特性之後,再運用自然的方式建構自己存活的空間成為環境中的一分子,與海洋毗鄰而居,和平共處,相信海洋也會還以豐盛的回報。

本文原發表於作者臉書網誌[2011-11-16]

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大海子
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希望以人文關懷的觀點,將海洋生物世界中的驚奇與奧妙, 透過多媒體的設計與展現,分享個人心得給社會大眾, 期望能引起更多人關心海洋的公共議題, 為保護海洋略盡一份心力。

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勸你別碰!認識可愛又致命的「菟葵」
Evelyn 食品技師_96
・2022/06/25 ・3139字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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到海邊戲水時,不知大家是否曾注意過,海水漲退潮之間的潮間帶,可能會出現一朵朵黃綠、青褐或帶些紫色,像小菊花般的生物?只要輕輕一碰,牠的觸手就會迅速縮起,所以也被稱作「海中的含羞草」。 

這個生物的名字叫做菟葵 (zoanthid) ,俗稱「鈕扣珊瑚」,是介於珊瑚與海葵的生物[1]。因爲具有美麗的色彩,故常被用來作為水族箱的裝飾;但其實菟葵並不如牠的外表和別稱這麼可愛,反而暗藏著能致命的劇毒!

==密集恐懼症警告!】==

==【會害怕的大家趕緊撤離!】==

外表可愛 (?), 實則暗藏劇毒的菟葵。 圖/wikimedia

神秘的外表下隱藏劇毒?!

菟葵泛指所有「群體海葵目」的生物,故又稱群體海葵;其下游物種繁多,主要分布於熱帶及亞熱帶海域。牠們的體內的共生藻類除了可提供宿主能量之外,也使得牠們體表色彩豐富多變[2, 3]

不過菟葵並不像珊瑚,擁有分泌堅硬石灰質骨骼的能力,所以為了保護自身組織,菟葵會在其所附著的地方分泌黏液,這些黏液會隨著時間變硬,形成幾丁質外殼,以作為替代骨骼[2, 3]

菟葵單體含有一個直徑約 10 毫米的開口,為平滑且寬大的口盤,外圍處有兩圈短小觸手,並透過共肉組織 (coenenchyme) 聚集在一起[3]

這些觸手一經碰觸就會像含羞草似地收縮,埋入共肉組織裡,因此常引起前來潮間帶戲水的遊客或潛水員的好奇觸摸,但部份的菟葵含有「菟葵毒 (palytoxin; PLTX)」,很容易就不小心引起中毒[4]

瘤狀菟葵 (Palythoa tuberculosa)。圖 / 參考資料 4、6

中毒的後果不堪設想

摸到菟葵而中毒到底會有多嚴重呢?

2008 年德國 1 名男子於家中清理水族箱時,手指不慎碰觸到菟葵後,感到四肢無力、肌肉疼痛、顫抖,隨後出現暈眩及言語障礙等症狀,經治療 4 星期後才完全康復[3]

除了直接觸摸之外,菟葵毒素也會經由食物鏈,蓄積於高階生物體當中,所以會食用菟葵或藻類的生物,如螃蟹、河魨或其他魚類等,體內都有可能蓄積毒素。在臺灣,就發生過多起人類食用水產品所造成的中毒案例[2]

臺灣最嚴重的中毒案例發生於 2011 年,臺東縣 1 位漁民捕獲俗稱青鱗仔的小沙丁魚,分送給親友們食用,結果有 2 人食用後感到舌頭麻痺,出現嘔吐、胸痛及全身刺痛等中毒症狀,其中 1 人死亡[3]

台東曾出現食用青鱗仔後,出現菟葵毒素中毒的案例。圖/Totti,

還有 2000 年,臺灣 1 名歲男子食用 3 尾米點箱魨 (Ostracion meleagris) 後感到不適、冒汗和呼吸困難,送醫後出現呼吸衰竭、血壓下降且心律不整等症狀,經醫院緊急治療後,心臟功能才恢復正常。但由於橫紋肌溶解症,導致急性腎衰竭、寡尿症狀持續 20 天之久,一個月後才康復出院[3]

塗在矛上的劇毒

這麼可怕的毒素,被研究者發現的時間其實並不長,約 40 年左右而已。

當初發現的由來,是源自於夏威夷 Muolea 地區,當地湖泊裡,生長著擁有劇毒的藻類,原住民會採集該毒藻塗抹於矛上製成毒矛,其毒性足以使獵物致命。後來經過許多學者前往採樣進行調查,1971 年終於成功純化出毒素,確認為——菟葵毒[5]

之後學者陸續發現,菟葵毒存在於許多生物體內,例如 Palythoa 屬及 Zoanthus 屬之菟葵及 Ostreopsis 屬的渦鞭毛藻皆有,與菟葵生活區鄰近的海洋生物,如海星、軟珊瑚或多毛蟲等,體內亦有發現菟葵毒[3]

不過有研究指出,從菟葵 (Palythoa caribaeorum) 分離出的細菌裡,發現具有類似菟葵毒之溶血活性。此外,也有學者從其他種細菌中分離出菟葵毒,所以大家推測,細菌也可能是菟葵的毒素來源[3]

日本沖繩本島東北海岸聚集許多瘤狀菟葵。圖 / 參考資料 6

菟葵毒分子結構龐大又複雜,比河魨毒更毒

菟葵毒為無色、易吸濕之非結晶性固體,外觀沒有固定形狀,為水溶性,具耐熱性。

其化學式為 C129H223N3O54,分子量為 2680.13 Da,結構複雜且分子量龐大,並存在著許多異構體以及結構類似物[註 1]

菟葵毒分子結構及其結構類似物。圖 / 參考資料 7

而在毒理學中,半數致死劑量 (lethal dosage 50%; LD50) 是描述有毒物質的常用指標之一,意為動物實驗中,能致使實驗動物產生百分之五十比例之死亡所需要化學物質之劑量。通常毒素給予實驗動物的方式,分為口服、靜脈注射和腹腔注射,不同的給予方式,毒性亦略有差異。

那麼菟葵毒的毒性到底有多強?其實它在非蛋白質類的生物毒中是最強的,就小鼠腹腔注射之 LD50 來看,為 0.15~0.72 μg/kg (體重)[3],大約是河魨毒素 (tetrodotoxin) 之 20~80 倍[註 2],毒性強度遠高於之前筆者所介紹過的麻痺性貝毒及河魨毒。

延伸閱讀

《在海產店吃盤「塔香西施舌」然後就死掉了?——來認識致命的「麻痺性貝毒」》
《推理系動畫毒殺利器!——認識致命的「河魨毒」》

不知道的海洋生物不要摸也不要吃

令人眼花撩亂的菟葵毒及其各類似物,毒性雖略有差異,但致毒機制大致相同。

身為神經毒素的菟葵毒,其引起中毒主要的症狀為發燒、噁心、嘔吐、呼吸困難、心律不整,或橫紋肌溶解所造成之肌肉疼痛,亦會引發其它藥理反應,如骨骼肌、平滑肌和心肌的收縮,及血小板的聚集等[2, 3]

菟葵毒的毒性不但猛烈,菟葵本身分佈的地區也不算少數——太平洋地區、西印度群島、牙買加、波多黎各及巴哈馬,以及臺灣的東北角、墾丁與綠島,均有出現的記錄[2]

此外,菟葵毒的研究歷史,不如麻痺性貝毒、河魨毒來得悠久,還有許多未知的地方。故呼籲大家,在進行夏日戲水活動時,請不要隨意觸摸不知名的海洋生物,也不要食用自行捕撈或來路不明的水產品,以避免菟葵毒中毒。

註解

  1. 結構類似物 (structural analog),是指一系列的化合物在主結構上大致相同,但部分結構會有一個或多個原子、官能基或子結構不同,造成它們之間的化學特性不太一樣。
  2. 河魨毒素 (tetrodotoxin) 之腹腔注射之 LD50 是 12.5~16 μg/kg (體重)[8]

參考資料

  1. 鄭源斌,2021。美麗菟葵 新藥寶庫?。科學人,230: 12。
  2. 吳尚宜,2017。基隆產珊瑚菟葵種屬的基因鑑定及其毒素對細胞毒性之探討。國立台灣海洋大學食品科學所碩士學位論文。基隆。
  3. 葉子寧,2018。基隆產菟葵 Palythoa tuberculosa 之季節毒性分析及菟葵毒萃取液之細胞毒性探討。國立台灣海洋大學食品科學所碩士學位論文。基隆。
  4. 社團法人台灣環境資訊協會,2016。海中的有毒含羞草—菟葵。台灣珊瑚礁體檢志工快訊。
  5. Moore, R. E. and Scheuer, P. J. 1971. Palytoxin: a new marine toxin from a coelenterate. Science 172: 3982 495-498.
  6. Aratake, S., Taira, Y., Fujii, T., Roy, M. C., Reimer, J. D., Yamazaki, T. and Jenke-Kodama, H. 2016. Distribution of palytoxin in coral reef organisms living in close proximity to an aggregation of Palythoa tuberculosa. Toxicon 111 86-90.
  7. Pelin, M., Brovedani, V., Sosa, S. and Tubaro, A. 2016. Palytoxin-containing aquarium soft corals as an emerging sanitary problem. Marine drugs 14: 2 33.
  8. Abal, P., Louzao, M. C., Antelo, A., Alvarez, M., Cagide, E., Vilariño, N., Vieytes M. R. and Botana, L. M. 2017. Acute oral toxicity of tetrodotoxin in mice: Determination of lethal dose 50 (LD50) and no observed adverse effect level (NOAEL). Toxins 9: 3 75.
Evelyn 食品技師_96
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一名食品技師兼研發專員,對食品科學充滿熱忱。有鑒於近年發生許多食安風暴,大眾對於食品安全的關注越來越高,網路上卻充斥著不實資訊或謠言。希望能貢獻微薄之力寫些文章,讓更多人有機會認識食品科學的正確知識!想獲得更多食品營養資訊可追蹤作者的粉絲專頁喔!https://www.facebook.com/profile.php?id=100066016756421

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人工智慧能力步步進逼人類?談「人工智慧」與「人類智慧」──《LIFE 3.0》
天下文化_96
・2018/07/31 ・3480字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

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  • 在人工智慧崛起的現在,你希望看見甚麼樣的未來?當人工智慧超越人類時,人類該何去何從?人工智慧對犯罪、戰爭、司法、工作、社會將造成甚麼影響?又會帶給生而為人的我們甚麼感受?《LIFE 3.0》將毫不隱諱呈現這個最具爭議性話題的全方位觀點,舉凡超人工智慧所代表的意義,意識究竟是怎麼一回事,甚至是宇宙生命發展最終的物理法則定律極限,包羅萬象的豐富內容,盡皆收錄在《LIFE 3.0》中。
  • 迎接人工智慧時代,你我都該上的 30堂必修課

什麼是智慧?「智慧」是「達成複雜目標的能力」

我太太和我前不久有幸出席一場關於人工智慧的研討會,其中一場專題演講中,頂尖的人工智慧專家被問到要怎樣定義智慧時,花了很長的時間交換意見,結果沒有取得共識。

這讓我們倆覺得滿有趣的:就連研究智慧的聰明專家也都沒辦法定義什麼叫做智慧!這就表示智慧的定義並沒有「標準答案」,而是有各種不同的說法,其中包括邏輯的強度、理解能力、規劃能力、情緒控管、自我意識、創造力、解決問題的能力、學習力等等,不一而足。

就連研究智慧的聰明專家也都沒辦法定義什麼叫做智慧,這就表示智慧的定義並沒有「標準答案」!圖/DariuszSankowski @pixabay

在進入探討智慧之前,我希望先提出一個最廣義、最籠統的定義,而且不要被現有的智慧形式定型了。

智慧 = 達成複雜目標的能力

這樣就可以滿足種種不同的定義,因為不論是理解能力、自我意識、解決問題的能力和學習力,都可以算是複雜目標。這個定義也與《牛津字典》的講法:取得與運用知識和技能的能力,並行不悖,只要把運用知識和技能設定成複雜的目標就行了。

由於複雜目標多到族繁不及備載,所以就會有各種可能的智慧。依照我們的定義,用智商這樣單一的數字量化人類、動物或是機器的智慧高低,就會變成沒有意義。只會下西洋棋的電腦跟只會下圍棋的電腦,哪一台比較聰明?這個問題的答案不會有意義,因為這兩者擅長的項目不同,無法直接比較,不過如果有第三台電腦,能以同樣的水準達成所有目標,而且會有一項表現得比其中一部電腦更好(像是能下贏西洋棋),那麼說第三台電腦比較聰明,就沒有多大爭議了。

Alphago 是只會下圍棋的電腦,跟 IBM 只會下西洋棋的深藍相比,哪一台比較聰明?這個問題的答案不會有意義,因為這兩者擅長的項目不同,無法直接比較。圖/Buster Benson @flickr

電腦特定能力超專精 vs 人類的廣泛智慧──邁向「通用人工智慧」

IBM 深藍電腦專門用來下西洋棋,在 1997 年還擊敗過世界棋王卡斯帕洛夫(Garry Kasparov),不過它只能達成下西洋棋這麼有限的目標——別看深藍電腦的軟硬體設施有多麼厲害,事實上它就連跟四歲的小朋友玩井字棋都會輸。

人類的智慧與之相比就廣泛得太多了,熟練幾十種令人嘆為觀止的技巧都不是問題。只要給頭好壯壯的小孩子夠多的訓練,別說任何遊戲都能來上一手,還有能力開口說任何語言、從事任何運動跟職業。

以現階段人類和機器的智慧相互比較,如下圖所示:

圖中每個箭頭分別表示,現階段最優秀的人工智慧系統可以達成的目標,也呈現出現階段人工智慧有限的屬性:每個系統都只能達成非常特定的目標。相較之下,人類的智慧可就廣泛許多:一個頭好壯壯的小孩子透過學習,就幾乎可以在每一個目標中,表現得更好。

我們輕而易舉就能大獲全勝,機器只能在少數有限的範圍內贏過人類,只是項目正持續增加。研究人工智慧的終極目標是打造「通用人工智慧」,盡可能擴大廣泛的範圍:幾乎可以達成任何目標的能力,包括學習在內

假定你將來擁有做為個人助理的全新機器人,這個機器人沒有自己的目標,完全依照你的吩咐行事,而你要求它準備一頓豐富的義大利佳餚。收到指令的機器人開始上網搜尋義大利食譜、找出最近的超市去採買、學習怎樣做義大利麵,如此這般。最後它順利買回食材弄出大餐,酒足飯飽的你想必會認為它聰明得可以。

收到指令的機器人開始上網搜尋義大利食譜、找出最近的超市去採買、學習怎樣做義大利麵,最後順利買回食材弄出大餐。其實機器人只是井然有序替自己設定了好幾個子目標,再一一完成。圖/Pexels @pixabay

實際上,這頓飯原本就是你設定的目標,機器人則是在你提出要求後,接收了你的目標,然後井然有序替自己設定了好幾個子目標,包括超市結帳和磨碎帕馬森起司都算在內。在這個案例中,能否使命必達是判定智慧行為與否的必要條件。

對我們人類而言,工作的困難度理所當然會跟我們要付出多大代價去完成有關。但是將這種標準套用到電腦上就不適當了。要我們算出 314,159 乘以 271,828 可比認出照片中的朋友難多了,但是電腦早在我出生以前,就展現出遠遠超出人類的算術能力,但直到最近才開始有辦法像人類一樣辨識圖像。莫拉維克悖論(Moravec paradox)指的就是這種看似簡單的感受能力背後其實卻需要耗費龐大運算資源的現象,也說明了為什麼人類的大腦能輕鬆完成辨識工作,因為我們投注了龐大的客製化硬體設施在這個領域—確切的規模超過我們腦容量的四分之一。

莫拉維克的「人類能力地貌圖」,電腦潛力已抵達山腳

莫拉維克「人類能力地貌圖」的概念呈現。海拔高度象徵電腦從事該領域的難度,海平面淹沒的部分則是電腦現在可以完成的任務。

電腦是萬用的機器,擁有完成任一種工作項目的潛力,人類的潛力相較之下,會在需要長期維持重要性的領域表現得比較強,小事當然沒打算放在心上。想像一張「人類能力地貌圖」,我們可以在低窪地區標上「算術」和「死記硬背」,在山腳處標上「定理證明」和「西洋棋」,在高山頂標上「劇烈運動」、「手眼協調」和「社交互動」,那麼電腦的進展就會像是慢慢淹過地表的洪水。

自從他留下這段文字後不過幾十年,如他所預期,海平面加速上升,彷彿遇到強力的全球暖化,當年他筆下的山腳處,有些(好比說是西洋棋)早就已沉到海水裡一段時間了。隨著海平面持續上升,或許有一天會淹過某個引爆點,引發翻天覆地的變化。對機器而言,這個關鍵海平面,就是學會自行設計人工智慧之時。在海水漫過這個標高位置之前,海平面的上升都是人類改善機器的緣故,超過這個高度以後,海平面的上升就會是機器改善機器的結果,而且極有可能以破紀錄的方式,超越過去人類改善機器的速度,在短時間內吞沒所有地表。這個神奇又眾說紛紜的概念叫做「人工智慧爆炸奇點」。

隨著海平面持續上升,或許有一天會淹過某個引爆點,這個關鍵海平面就是機器學會自行設計人工智慧之時,也就是「人工智慧爆炸奇點」。圖/geralt @pixabay

半世紀以前,電腦從低窪處開始,淹過了徒手計算和記帳的工作,不過那時我們大多數人都還是站在陸地上,現在洪水已經抵達山腳,我們得認真看待此地失守的問題。站在山頂上看似安全,不過,如果洪水氾濫的速度維持不變,這些陣地大概再過半世紀以後,也會無一例外的淪陷。我想,在那天到來之前,我們要先準備好諾亞方舟,早點習慣在海上的生活才行!

 

 

本文摘自《LIFE 3.0:人工智慧時代,人類的蛻變與重生》,天下文化出版。

延伸閱讀:

 

天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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海邊的稻田-與海為鄰的智慧
大海子
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梯田沿著斜坡以岩石堆砌而成,受到海邊黃槿樹林保護
梯田沿著斜坡以岩石堆砌而成,受到海邊黃槿樹林保護

在春暖花開的4月天,一行人老老少少趁著週末相邀去趟台東體驗文化生態之旅,一路翻山越嶺舟車勞頓地摸黑來到都蘭山下的住宿地點,耳邊雖傳來陣陣浪濤聲,可路上除了細雨就是樹,甚至分不清究竟是果園還是雜林子,目的地更是除了兩棟對望的簡陋農舍,可是連路燈都絕跡的黑暗,身體的疲憊加上屋外的黝黑靜謐任誰也没心思再去尋思究竟離海多近?又住進什麼樣的民宿?只想儘快洗乾抹淨早點上床夢周公去,就這樣任由浪濤聲伴著入眠一夜到天明。

隔天起床外出散步,才發現農舍後面有一大片綠油油的稻田,心裏不免一驚,想想海邊怎麼會有稻田,難道沒有鹽害的問題嗎?還是這是一種耐鹽的新品種呢?正在懷疑之際,農舍主人兼導覽說要帶我們參觀周遭環境並說明梯田的由來與維護方式;原以為稻田為農舍主人所擁有,詢問之下,才發現這片生意盎然的稻田是屬於隔鄰的原住民老農夫,順著田埂窄路小心奕奕地走下一階階梯田前往海邊,農舍主人走走停停,邊走邊解說稻田是如何受到防風林的保護才能如此生意盎然,只是四處張望都不見海邊常見的防風林樹種-木麻黃;農舍主人又遙指梯田另一頭由人工堆砌的高聳石牆,述說豪宅主人在建築過程中對海岸生態環境的破壞情形,兩者地貌對生態環境的影響又是如何。當走到梯田最底層的田埂時,才發現原來田埂緊鄰著一道狹長的水溝,兩旁溝邊種滿枝葉茂盛交錯複雜的黃槿,黃槿花盛開參著其中,好不美麗。水溝寬約2米,透過枝葉縫隙可見溝中水質清徹見底細水長流,只是為什麼不種常見的木麻黃而種黃槿,獨自猜想可能屬針葉的木麻黃枝幹無法像闊葉的黃槿枝幹可以開枝散葉形成屏障。

枝葉茂盛的黃槿樹林與土堆長年守護農民賴以維生的稻田
枝葉茂盛的黃槿樹林與土堆長年守護農民賴以維生的稻田

黃槿是一種相當耐旱亦可抵抗鹽分侵蝕的植物。這片黃槿樹林高大濃密到可以擋住觀海的視線,佇足田邊除了耳旁傳來陣陣浪聲外,根本感受不到海就近在咫尺,同時深深感受這片綠油油的稻田真的是受到樹林的保護才能得以留存。原來海風經過黃槿林時,風速被茂盛枝葉攪亂而減緩,隨風飄逸的物質與鹽分也因風速減緩加上枝葉阻擋而滯留進入溝中,再隨著水田流下的水再度被送回海中;黃槿則因長年受惠於梯田水的灌溉而能持續繁衍至今,同時也肩負保護稻田免受海風侵害的責任。若遇到如颱風天候不佳,狂風巨浪侵襲海岸之際,黃槿樹林又可直接阻擋海浪的肆虐,不但是防風林也是天然的防波堤。

繞過黃槿從林邊經過往海邊走時才發現,這片黃槿樹林原來生長在一座長堤土堆上,而且樹林茂盛的程度已經將土堆團團包圍,若不仔細從側面觀察,會誤以為黃槿就直接栽種在沙灘上。雖然土堤建立的年代已經不可考了,但如此黃槿成林的盛況,勢必經過一段漫長的歲月加上無數次狂風暴雨、滔天巨浪的嚴峻考驗;想想每年颱風在東部造成的影響,狂瀉的雨量,連電線桿也折腰的狂風,不知這片樹林是如何渡過那種風狂雨暴的日子,想必海浪滔天,陣陣巨浪狂風不斷從海上襲來,無情地鞭打肆虐柔軟彈性的黃槿樹枝,企圖擊垮這片林子,而這片樹林也在一次次的爭戰中存活茁壯。在這無數次與海浪大軍的爭戰中,每當巨浪衝上的瞬間,樹林卻將其化成無數的水滴與水氣,紛紛掉落在土堆後面的水溝,再度隨著溝水流回大海。黃槿樹林以柔軟的身段,逆來順受的堅毅態度,一次次化解兇猛的海浪攻擊;樹林與海浪的交手,誰也沒有得勝,狂風、巨浪退去,大海恢復平靜,海面平和如鏡湛藍不已,樹林或有受損但依然綠意昂然,聳入天際,受到呵護的稻田想必也沒有受到嚴重的損壞吧。

海邊梯田與黃槿樹林之間相互依存關係剖面圖回顧前後所看到的景象,不禁茅塞頓開領悟出人類與大海為鄰的相處智慧,或許人未必勝天,但確可以柔性策略順勢而為抵禦自然的風風雨雨。像當地居民順著斜坡的地勢開闢種植水稻的梯田,並將山泉水引進田中,水流順勢而下,位於地勢低下的稻田承接上層稻田的水,最後流入土堤與梯田間的水溝中,流入大海前又滋養種在土堤上的大片黃槿樹林,使其生生不息。有趣的是,人工土堤除了提供黃槿成長的基石之外,同時也將黃槿撐起半天高,與樹林同心協力將海風海浪的侵襲導入無際的天空,海雖廣大卻比不過天的無際,海風或是受到樹林的阻擋或是越過梯田飄向天際,田中脆弱的稻秧因此免受海鹽的侵襲,而能順利成長。土堤表層土因為黃槿根部的吸附保護,免於風化的作用與雨水的沖刷,得以日漸穩固保存下來,當然也就義不容辭地擔任抵擋風浪侵襲的首要先鋒。

海邊豪宅以岩石堆砌而成的高牆阻斷人與海洋的對話
海邊豪宅以岩石堆砌而成的高牆阻斷人與海洋的對話

反觀緊鄰稻田旁的豪宅,原來地主為了景觀好,土地能賣得更高的價錢,將原有的樹林鏟平清除直通海邊,而後續的買主卻又要避免海浪的侵蝕,以水泥石塊堆砌有防波堤功能的高牆,防止住宅受到海浪的侵襲。然而豪宅的高牆也阻擋人與大海互相親近的機會,拉遠了彼此之間的距離與鴻溝,兩者遙遙相望,無法親切地對話。人工高牆冷硬向大海挑釁的高姿態,與一旁黃槿林以柔軟的身段化解強大衝擊的低調,兩者形成鮮明的對比,同時也反應出是與大海和平相處的智慧或渺視自然人定勝天的本位思維。

「台灣寶島」的美名曾經一度被戲稱為「台灣堡島」,其中主要的原因在於早先年海邊為了安全築起一道道防波堤,為了減少防波堤受到海浪的直接衝擊,堤外又堆滿了碎波塊。幾年下來,在「漁港最好在自家門口」的思維下,台灣沿岸幾乎到處都可以看到碎波塊的身影,從空中俯看,全島就像是被城牆圍住的城堡一樣,所以「寶島」的美名,才被諷刺為「堡島」,希望藉此凸顯碎波塊被濫用的問題,以喚起有關當局的注意。碎波塊與海邊豪宅的高牆,兩者都阻絕人們親海的機會,加深了彼此間的鴻溝。但若我們能從海邊的黃槿樹林保護梯田的例子,學習先民與大海相處的智慧,不再以人為中心的本位思維看待海洋,而改以謙虛的態度瞭解海洋的特性之後,再運用自然的方式建構自己存活的空間成為環境中的一分子,與海洋毗鄰而居,和平共處,相信海洋也會還以豐盛的回報。

本文原發表於作者臉書網誌[2011-11-16]

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大海子
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希望以人文關懷的觀點,將海洋生物世界中的驚奇與奧妙, 透過多媒體的設計與展現,分享個人心得給社會大眾, 期望能引起更多人關心海洋的公共議題, 為保護海洋略盡一份心力。

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你在用防曬乳的時候,考慮過大海的感受嗎?
活躍星系核_96
・2016/09/08 ・2557字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 499 ・六年級

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文/魏昕宇|科學公園主編,高分子科學與工程專業博士。

题图29

人類的夏日好麻吉

又一個炎熱的夏季即將結束。相信在這個夏天裡,很多人選擇到海邊遊玩,讓清涼的海水和溫柔的海風幫助自己忘記酷暑帶來的煩惱,充分地放鬆身心。在去海邊度假的時候,大家通常都會把防曬乳帶在身邊。在盡情享受自然之美的同時,通過防曬乳等防曬工具來避免陽光中的紫外線對人體造成的損害,已成為人們的共識。

防曬乳究竟是靠什麼幫助我們抵禦紫外線帶來的傷害呢?主要是靠含有苯環結構的有機物,例如對氨基苯甲酸、甲氧基肉桂酸辛酯、氧苯酮等。別看這些化合物的名字拗口難記,它們絕對稱得上是為我們皮膚健康保駕護航的大功臣。這些化合物能在紫外線有機會接觸人體之前就將它們吸收掉,避免紫外線傷害皮膚,破壞細胞中 DNA 的結構。目前世界上大約有 50 種這樣的有機物被批准用於防曬乳的生產。除此之外,二氧化鈦和氧化鋅這兩種無機物的微粒也經常被用於防曬乳,它們不僅能夠強烈吸收紫外線,還能夠將入射的部分紫外線反射或者散射掉,從而進一步避免紫外線與皮膚接觸。

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幾種常見的防曬乳活性成分的化學結構式。左起:對氨基苯甲酸、甲氧基肉桂酸辛酯、氧苯酮、磺異苯酮

防曬乳如何入侵海洋生態?

防曬乳中的這些活性物質通常很難溶於水,因此當我們到海裡游泳或者嬉戲時,塗抹在皮膚表面的防曬乳應該老老實實地待在皮膚表面替我們阻擋紫外線。然而在海水的浸泡下,總有少量的防曬乳經不住「誘惑」。於是,在許多海濱旅遊區,前面提到的那些名字拗口的化合物紛紛在海水中現身。雖然這些物質的濃度並不高,通常每公升海水中只有幾十到幾百奈克(1 奈克= 10-9公克),但自然界中原本並沒有這些物質,顯然是人類的活動讓它們出現在海洋裡。除此之外,研究人員還發現,防曬乳中的這些活性成分不僅存在於海水中,還出現海邊的沙子裡和海底沉積物裡,甚至聚積在一些海洋生物的組織中。這些事實無可辯駁地證明,人類的活動確實導致這些化學物質進入海洋生態環境[1]。

有些人可能會說,我在海邊的時候並沒有下水游泳,只是在沙灘上曬太陽,應該不會讓身上的防曬乳污染海水吧?可是不要忘了,當你回到家洗澡時,皮膚上的防曬乳總會被逐漸沖洗掉;還有一部分防曬乳會在皮膚與衣服接觸的過程轉移到衣物的表面,然後又在我們洗衣服時被洗掉。無論是洗澡的廢水還是洗衣服的廢水,它們的最終歸宿都是經過城市污水系統處理後排入河流,最終匯入大海。目前的研究表明,進入水中的防曬乳的各種化學成分並不能在污水處理的過程中被徹底去除,因此難免進入海洋[1]。從這個角度看,哪怕你在使用了防曬乳之後只是坐在家門口曬曬太陽,防曬乳中活性成分對海洋的污染同樣有你的「功勞」。

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不論是在岸上,還是在海中,防曬乳都有可能經由各種管道奔流入海。圖/dennis @ Flickr

那麼進入海洋的這些化學物質會有怎樣的影響呢?由於不同的防曬乳活性成分化學結構和性質差別很大,因此它們對海洋生物的影響也不盡相同。有些活性成分對海洋生物並沒有明顯的影響,但另外一些則具有較強的毒性。例如有研究表明,磺異苯酮和氧苯酮這兩種結構具有一定相似性的防曬乳活性成分,前者對浮游生物的半最大效應濃度(EC50, 指一種藥物能夠引起最大效應的一半時所需要的濃度)在每毫升 10000 奈克以上,而後者則低達每毫升 14 奈克。顯然氧苯酮的毒性要大得多,目前環境中探測到的每公升幾十奈克的濃度已經能夠對海洋生物造成一定的影響 [2]。還有一些防曬乳中的活性成分的化學結構與生物體內某些激素相似,因此有可能干擾生物正常的生理機能

另外,許多防曬乳中的活性成分在海洋環境中還會發生進一步的反應,這些反應產物的毒性也值得關注。在前面我們提到,防曬乳中活性成分的主要任務就是替皮膚不斷吸收紫外線。在皮膚表面上,這些活性物質本來是可以經受紫外線照射的考驗而保持化學結構的穩定,然而當這些物質進入海水後,隨著化學環境的變化,有些化合物的穩定性也會大打折扣,在光照下發生降解,或者與環境中的其他化學成分發生反應,而這些新生成的化合物同樣有可能對海洋生物產生負面影響。一個典型的例子是進入海水的二氧化鈦微粒能夠在光照下促進過氧化氫的生成,而過氧化氫對海洋生物有著明顯的毒性[3]。

不能只想到你自己

當然,從目前的研究看,即便是對海洋生物負面影響比較明顯的那些防曬乳活性成分,在海水中的濃度仍然非常低。然而不要忘了,用於防曬乳活性成分的有幾十種化合物,除此之外,在防曬乳中還有著大量起輔助作用的成分,也就是通常所說的非活性成分或者輔料,這其中包含的化合物更多,並且同樣可能進入海水。也許這種物質在海水中的濃度很低,那種物質的濃度也不高,可是這幾十種物質加起來,仍然是一個可觀的數字,對海洋生物的危害可能就會比較顯著,而這也正是許多科學家擔心的問題。在 2008 年,義大利科學家證實,微量的防曬乳就能夠導致珊瑚的白化[4],不過由於實驗手段的限制,關於海水中防曬乳的污染對於海洋生態環境的影響,我們仍然缺乏更加深入和全面的認識。

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微量的防曬乳就能導致珊瑚白化。圖/wiki

那麼,面對目前的狀況,我們應該怎麼辦呢?放任防曬乳中的各種化學成分進入海洋當然不可取,但為了避免可能的污染就禁止人們到海邊旅遊,或者乾脆禁止防曬乳的生產和使用,也是不實際的。我們應該做的,是透過更多的研究來更加清楚地認識防曬乳中的化學成分對海洋生態環境的影響,將那些對海洋生物危害較大的化學物質逐漸淘汰,以更加綠色環保的成分代替。只有這樣,我們才能在享受海洋帶給我們的歡樂的同時,更好地保護我們賴以生存的環境。

 

本文轉載自科學公園

參考文獻:

  • [1] David Sánchez-Quiles, Antonio Tovar-Sánchez, “Are sunscreens a new environmental risk associated with coastal tourism?”, Environmental International, 2015, 83, 158
  • [2] E. Paredes, S. Perez, R. Rodil, JB Quintana, R. Beiras, “Ecotoxicological evaluation of four UV filters using marine organisms from different trophic levels Isochrysis galbana, Mytilus galloprovincialis, Paracentrotus lividus , and Siriella armata ”, Chemosphere, 2014, 104, 44
  • [3] David Sánchez-Quiles, Antonio Tovar-Sánchez, “Sunscreens as a Source of Hydrogen Peroxide Production in Coastal Waters”, Environmental Science & Technology, 2014, 48, 9037
  • [4] Roberto Danovaro, Lucia Bongiorni, Cinzia Corinaldesi, Donato Giovannelli, Elisabetta Damiani, Paola Astolfi, Lucedio Greci, and Antonio Pusceddu, “Sunscreens Cause Coral Bleaching by Promoting Viral Infections”, Environmental Health Perspectives, 2008, 116, 441
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia