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發現自己的無知──《人類大歷史:從野獸到扮演上帝》

天下文化_96
・2016/04/03 ・5280字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

知識就是力量

對大多數人來說,要消化瞭解現代科學並不容易,因為對人腦來說,這種數學語言很難掌握,而且其結果常常與一般常識互相牴觸。在全球七十億人口中,有多少人真的瞭解量子力學、細胞生物學或總體經濟學?儘管如此,因為科學為人類帶來太多新的能力,也就享有崇高的地位。雖然總統和將軍可能自己不懂核物理,但他們對於核彈能做什麼事,可是瞭若指掌。

1620 年,培根發表了名為《新儀器》的科學宣言,提出「知識就是力量」。對於「知識」的考驗,不在於究竟是否真實,而在於是否能讓人類得到力量或權力。科學家一般公認,沒有任何一種理論百分之百正確。因此用「真實」與否來為知識評分,並不妥當。真正的考驗就是實用性。能讓我們做出新東西來的,就是知識。

培根
著名哲學家培根畫像。圖/wiki

幾個世紀以來,科學為人類提供了許多新的工具。有些是思考的工具,像是能夠用於預測死亡率和經濟成長率;但更重要的是技術工具。科學(science)和技術(technology)的關連實在太過密切了,往往讓許多人將這兩者混為一談。我們常常會認為,沒有科學研究,就無法發展出新技術,而如果不會產生新技術,科學研究也就沒有意義。

但事實上,科學和技術是在最近才開始緊密相連的。西元 1500 年以前,科學和技術還是兩個完全不相干的領域。培根在十七世紀將這兩者接軌的時候,其實是革命性的想法。兩者的關係在十七世紀和十八世紀更趨緊密,但要到了十九世紀才真正孟不離焦。即使到了 1800 年,當時多數的統治者都希望能有一支強大的軍隊,多數的商業大亨也都希望能擁有蓬勃的企業,但他們都還完全不會想到要為物理學、生物學、經濟學等研究提供資金。

當然,史上並不是沒有例外。只要是優秀的歷史學家,絕對都能找出例外情況;但如果是更優秀的歷史學家,就會知道這些例外只是出於某些人一時的好奇,不應該因此影響對大局的判斷。一般來說,前現代的統治者和商人想取得新技術的時候,多半並不是將資金投入研究宇宙的本質,而多數的思想家也不會想把他們的發現發展成技術上的小工具。統治者資助教育機構,目的只是為了傳播傳統知識、強化現行秩序。

雖然在過去也常有人發展出新技術,但通常是一些未受過教育的工匠、不斷嘗試錯誤而產生,而不是學者經由系統化的科學研究得到的成果。運貨馬車的製造商,每年會用一樣的材料,製作出一樣的車,並不會把每年賺錢的一定比例,投入研發新型馬車。雖然馬車的設計偶爾也會有改善,但通常是因為當地某個木匠天縱英才,而且他常常一步也沒進過大學,很可能大字也不識一個。

不僅民間如此,公部門也一樣。在現代國家裡,從能源、醫療到廢棄物處理,國家幾乎都會要求由科學家提出解決辦法,然而這在古代的王國裡很少出現。古今比較,最明顯的差別就在於武器裝備。1961 年,即將卸任的美國總統艾森豪,對於軍事與產業結合、勢力不斷膨脹的情形提出警告,但他的說法並不完整。除了軍事和產業,科學也是其中一份子,因為今日的武器正是科學的產物。許多科學研究和技術發展,正是由軍事所發起、資助及引導。

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第一次世界大戰時快速發展的坦克,被視為突破壕溝僵局的一大利器。圖/wiki

第一次世界大戰陷入無止境的壕溝戰時,雙方都是寄望科學家能夠打破僵局,拯救自己的國家。這些穿著實驗衣的人,響應了這項號召,從實驗室裡大量推出各種令人咋舌的新式武器:戰機、毒氣、坦克、潛艇,比以往效能更高的機槍、大炮、步槍和炸彈

到了第二次世界大戰,科學的重要性更是一日千里。1944 年底,德國節節敗退,戰敗已經近在眼前。一年前,德國人的盟友義大利,也已經推翻了墨索里尼,向同盟國投降。然而,即使英美俄三國聯軍步步進逼,德國還是不斷頑強抵抗。之所以德國軍民還是能夠維持一線希望,就是因為他們相信德國科學家,即將推出如同奇蹟般的新武器,像是 V2 火箭和噴射機,力挽狂瀾。

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被寄予厚望的V2火箭,曾被德軍視為能夠逆轉歐洲戰場的秘密武器。圖/wiki

不過,德國人在研發火箭和噴射機方面雖然頗有成果,美國曼哈頓計畫卻已經將原子彈研發成功。1945 年 8 月初,原子彈製造完成,雖然德國已經投降,但日本還在負隅頑抗。美國軍隊作勢攻入日本本土。日本誓死抵抗,準備決一死戰,而且這絕非裝腔作勢。

美國將領告訴杜魯門總統,如果真要攻入日本本土,必然有超過百萬美國士兵喪命,戰爭也必然會拖進 1946 年。於是,杜魯門決定使用這款新型炸彈。8 月 6 日及 9 日,兩枚原子彈分別投下廣島與長崎,之後日本宣布無條件投降,戰爭就此結束。

只是奇技淫巧?

然而,科學除了是攻擊性武器,也可能提供防禦的功能。今天有許多美國人相信,解決恐怖主義的關鍵不在政治,而是科技。他們相信,只要在奈米科技產業再投入幾百萬美元,美國就能研發出類似仿生間諜蒼蠅的裝置,前往每個阿富汗的山洞、葉門的碉堡、或是北非的軍營。只要夢想成真,賓拉登的繼任者就算只是泡杯咖啡,中情局的間諜蒼蠅也能瞭若指掌,立刻將這個重要訊息傳回中情局本部。美國人也相信,只要在大腦研究再投入幾百萬美元,就能在每座機場配備超精密的腦波掃描器,偵測種種憤怒和仇恨的思想。

這些科技會成真嗎?沒有人知道。開發這些間諜蒼蠅或思想掃描器,真的是明智的做法?這也在未定之數。儘管如此,就在你讀著這幾行字的時候,美國國防部很可能就投入了數百萬美元,研發相關的奈米技術、資助相關的大腦實驗,推動相關的種種研究。

從坦克、原子彈到仿生間諜蒼蠅,一般人可能想不到的是,這種對於軍事科技的迷戀,其實到了近代才出現。在十九世紀前,軍事上的主要變革都在於組織,而不是科技。在不同文明第一次接觸時,科技差距有時候影響重大,但即使如此,卻很少人認真想過要刻意製造或擴大這種差距。大多數的帝國之所以興起,並不是因為有了形同巫術般的科技,而且統治者也並未認真思考要提升科技。

阿拉伯人能夠打敗波斯帝國,並不是因為弓或劍更為優良;土耳其人能夠打敗拜占庭,並不是科技上占了什麼優勢;蒙古人征服中國,靠的也不是什麼巧妙的新武器。事實上,以上這些戰敗國的軍事和民生科技,其實都有過之而無不及。

羅馬軍隊是特別好的例子。這是當時最強的軍隊,但就科技上來說,羅馬並不比迦太基、馬其頓或塞琉西王國占有優勢。羅馬軍隊的優點在於有效率的組織、鐵一般的紀律,以及龐大的後備人力。羅馬軍隊從來沒有研發部門,在幾世紀間,所用的武器大致上並無不同。前面提過,小西庇阿曾在西元前二世紀率大軍攻下努曼提亞,將迦太基夷為平地,而如果他的軍隊穿越時空來到五百年後的君丁坦丁在位期間,小西庇阿戰勝的機率仍然很高。然而想像一下,就算已到了十六世紀至十八世紀的近代初期,如果把康熙皇帝的軍隊帶到現代,要和中國解放軍一較高下,情況會是如何?雖然康熙文治武功均高,手下也有一批猛將,但在現代武器裝備面前,都將不堪一擊。

無論是在古羅馬或是古中國,多數的將領和哲學家都不認為研發新武器是自己的責任。然而,中國史上最偉大的發明就包括了火藥。而就目前所知,火藥的發明其實是一場意外,原本的目的是道士想煉出長生不老藥來。而從火藥後來的發展,就更能看出這種趨勢。有人可能會認為,有了這些道教煉丹術士,中國就要稱霸全球了。但是火藥這種全新化合物,在中國的主要用途只是鞭炮而已。

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現代軍事科技非常普及的火藥,在幾世紀前還是非常珍貴的戰爭資產。圖/tlastand

就算是蒙古大軍已經兵臨城下,也沒有哪個宋朝皇帝急著建立起中世紀的曼哈頓計畫,發明某種末日武器來拯救宋朝。一直要到大約十五世紀(火藥發明約六百年後),大炮才成了亞非大陸上,戰爭勝敗的決定性因素。

打從一開始,火藥就有了能夠攻城略地的潛力,但為什麼要花了這麼久,才付諸軍事用途?原因就在於,火藥剛發明的時候,不論是皇帝、文人或是商人,都沒有想到新的軍事科技能夠救國、或是致富。

情況一直要到十五、十六世紀才有所改變,但又要再過兩百年後,才有證據顯示統治者確實已經願意將資金投入新武器的研發。

在當時,後勤對戰爭的影響仍然遠大於科技。拿破崙在 1805 年的奧斯特利茨(Austerlitz)戰爭大破俄奧聯軍,但他所用的武器其實和不久前被送上斷頭臺的路易十六,並無太大不同。拿破崙本人雖然是炮兵出身,卻對新武器的興趣不大。科學家和發明家曾希望說服他撥款研發飛行器、潛艇和火箭,他仍然意興闌珊。

一直要到資本主義體制和工業革命登場,科學、產業和軍事科技才開始了水乳交融的關係,從此世界急速全然改觀。

科技扮演現代救世主

在科學革命之前,多數人類文化都不相信人類還會再進步。他們覺得黃金時代屬於過去,整個世界只會停滯不前,最擔憂的是世風日下、人心不古。如果恪遵祖宗智慧,或許能夠再次喚回過去的美好時光;如果發揮今人智慧,或許也能勉強改善日常生活某些面向。然而,一般都不相信人類知識能夠克服世界上最重大的問題。

如果連穆罕默德、耶穌、釋迦牟尼、孔孟聖賢這些全知者都沒辦法解決饑荒、疾病、貧窮和戰爭,我們這些平凡人又怎麼做得到呢?

許多信仰相信,總有一天會出現某位救世主,解決一切戰爭、饑荒、甚至死亡。但是如果說到人類可以靠著發現新知識、發明新工具就解決一切問題,就會被認為不只是可笑,更是狂妄自大。無論是《聖經》創世記中的巴別塔、希臘神話的伊卡魯斯、或是猶太傳說的活假人(Golem),這些神話故事都一再告誡人類,不要企圖超越人類的極限,否則只會災難加身。

等到現代文化承認自己對許多重要的事還一無所知,又發現科學研究可以帶給我們新力量,人類開始思索,覺得確實還有可能真正進步。隨著科學開始解決一個又一個過去認為無法解決的問題,許多人也開始相信,只要取得並應用新知,人類就能解決所有的問題。貧困、疾病、戰爭、饑荒、年老和死亡,看來都已不再是人類必然的命運,而只是無知造成的限制。

一個著名的例子就是閃電。在許多文化裡,都認為閃電是憤怒的雷神之錘,用來懲罰罪人。但在十八世紀中葉有了一場科學史上最著名的實驗,富蘭克林在一陣雷雨中放風箏,希望驗證閃電是否只是一道電流。透過富蘭克林的實證觀測,再加上他對電力特性的知識,讓他終於發明了避雷針,於是雷神繳械認輸。

富蘭克林
富蘭克林在雷雨中放風箏,用以證明閃電只是一道極強的電流。圖/wiki

貧窮又是另一個例子。在許多文化裡,都認為貧窮是這個不完美世界裡不可避免的一部分。根據新約《聖經》,在耶穌被釘在十字架之前不久,有一個女人拿著一瓶珍貴的香膏來澆在耶穌的頭上,香膏足足價值300德納累斯銀幣。耶穌的門徒認為這麼大一筆錢可以用來賑濟窮人,不該如此浪費,因此有些生氣。但耶穌則為她辯護,說道:「常有窮人和你們同在,要向他們行善隨時都可以;只是你們不常有我。」(馬可福音 14:7)。然而到了今天,就算是基督徒,也愈來愈少人會同意耶穌的說法。就現在看來,貧窮愈來愈像是可以處理的技術問題。一般認為,只要以農學、經濟學、醫學、社會學的最新發現為基礎,制定相關政策,就能消滅貧窮。

而且確實,世界上許多地方已經不再有最惡劣的貧窮形式。縱觀歷史,社會上有兩種貧窮:第一、社會性的貧窮,指的是某些人掌握了機會,卻不願意釋出給他人;第二、生物性的貧窮,指的是因為缺乏食物和住所,而使人的生存受到威脅。或許社會性的貧窮永遠都會存在,無法根除,但在全球許多國家中,生物性的貧窮都已經成了過去式。

在不久之前,大多數人的生活還十分接近生物貧窮線,只要一落到這條線以下,就代表無法得到足以維持生命的熱量。於是只要稍微失算或是一時不幸,就很容易落到線下,面臨餓死的危機。而無論是天災或是人禍,都很可能讓一大群人共同落入這個深淵,造成數百萬人死亡。

但是到了今日,全球大多數人民都有一張安全網:可能是健康保險,可能是社會福利,也可能是當地或國際非政府組織的救援,能讓他們免遭不幸。即使某一地區遭遇重大災難,全球動員的救災工作通常也能避免情況惡化到無可挽回。雖然民眾還是會碰上一些落魄、恥辱、貧病交錯的窘境,但在多數國家裡,都不會再發生飢餓至死的慘劇。事實上,許多社會現在的問題是營養過剩,胖死比餓死的機率更高


立體書封

 

人類大歷史:從野獸到扮演上帝》,天下文化出版。

本書作者 哈拉瑞(Yuval Noah Harari)希望滿足讀者的是:「請給我單單一本書,不到五百頁的篇幅,用清晰可讀的散文,不填塞一堆令人暈頭轉向的年份、人名、地名、稱號,就能涵蓋了人類如何崛起、如何被農作物綁架……乃至影響現代生活甚巨的資本主義、一神教、自由人文主義、基因工程……如何興盛的重大脈絡,讓我洞悉其中的關鍵和意涵。」

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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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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》