農藥種類超乎想像的多，我該怎麼辦？—「PanSci TALK：咬一口，是新鮮，還是農藥？」

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

才剛踏入聖誕節慶的季節，知名高級巧克力品牌 GODIVA 日前卻爆發冰淇淋含致癌物的食安危機！衛生福利部食品藥物管理署（以下簡稱食藥署）於 2021 年 12 月 10 日公告，因接獲歐盟食品及飼料快速預警系統（RASFF）通報，GODIVA 有 6 款自法國輸入的冰淇淋產品中，所使用到的「刺槐豆膠」檢出農藥環氧乙烷（ethylene oxide）殘留不符合歐盟標準，我國標準為不得檢出，故全數下架回收。

相信身為巧克力控或冰淇淋控的讀者們，得知這個消息時一定非常震驚又難以接受，因為這批環氧乙烷超標的冰淇淋產品從 2020 年開始輸入販售至今，大多數有問題的產品消費者早已吃下肚了。

但話說回來，究竟「環氧乙烷」是什麼可怕的化學物質呢？吃下去對人體健康有什麼影響？又為什麼會出現在冰淇淋產品裡呢？就讓我們繼續往下看吧。

環氧乙烷有多毒？對人體有什麼影響？

環氧乙烷是一種易燃氣體，化學式為 C₂H₄O，主要用作製造抗凍劑、聚酯或其他工業用的化學物質，它也用於醫療設備及相關用品的消毒。

在一些國家如印度、加拿大和美國，環氧乙烷被允許在農業上用作燻蒸劑來殺死害蟲、細菌（包含內孢子）、黴菌及真菌，因具高揮發的特性，環氧乙烷會自行分解到空氣中，殘留在食物是很微量的。然而由於環氧乙烷具有致突變性和致癌性的科學證據，歐盟是禁止將其用作殺蟲劑，在臺灣也是禁用的農藥。

依據環保署毒物及化學物質局提供的「環氧乙烷災害防救手冊」，工人間歇性暴露高於 700 ppm 的環氧乙烷 2 個月後，會出現味覺和嗅覺暫時性遲鈍、頭痛、噁心、嘔吐、昏睡、記憶及思維紊亂、口齒不清、吞嚥困難、面肌和四肢無力等。

而在勞動部職業安全衛生署的「環氧乙烷中毒之認定參考指引」提到，人若短時間內暴露在空氣中高濃度（呼吸或皮膚接觸）的環氧乙烷，會對呼吸道、眼睛黏膜產生刺激，或產生腸道相關症狀。相關研究也指出，長期接觸環氧乙烷的女性工作者，易造成自發性流產。此外，長期暴露環氧乙烷的工作人員易罹患血液與淋巴癌。因此國際癌症研究中心（International Agency for Research on Cancer , IARC）將環氧乙烷列為第一級致癌物^[註1]。

請先別太慌張，通常最容易暴露到環氧乙烷的機會，是在製造或使用環氧乙烷的地方（例如工廠、醫院或農場）工作的工人（呼吸或皮膚接觸）。一般地區的空氣中就算能測出微量的環氧乙烷，也都是低於會造成健康問題的濃度。

另外，臺灣勞工作業環境空氣中有害物容許濃度標準規定，環氧乙烷的工作場所中 8 小時日時量平均容許濃度為 1 ppm，1.8 mg/m³，這部份勞動部是有在為民眾職業安全衛生做把關喔！

環氧乙烷的食安問題，早在去年歐洲就先爆發

去年 2020 年 9 月，歐洲就先發現印度產芝麻中環氧乙烷殘留量超標，而緊急發出通報，使歐盟展開大規模的監測，導致許多不同類型的產品被回收下架，如麵包、醬汁或其他含有芝麻的食物等，整個歐洲包括奧地利、芬蘭、法國、德國、愛爾蘭、義大利等近 20 個國家皆受到波及，造成很大的經濟損失。

而歐盟也對刺槐豆膠（屬於食品添加物的安定劑）相關製品進行檢查，發現許多冰淇淋皆有使用到環氧乙烷殘留量超標的刺槐豆膠，故也面臨全面下架的慘況。像今年 8 月，雀巢的 Milkybar 和 Nuii 雪糕就有數批就是因此而下架回收^[7]。

根據歐盟的報告推測，是農場端將刺槐豆仁或刺槐豆莢進行殺菌燻蒸時，施作的環氧乙烷劑量過高，來不及揮發到空氣中導致殘留量過高，大大影響了所有的下游端。

那環氧乙烷到冰淇淋的殘留量到底高不高呢？

淺談冰淇淋的製造流程及食品添加物作用原理

在換算環氧乙烷到冰淇淋殘留量有多少前，可以先簡單認識冰淇淋的加工流程。首先將原料乳與各種配料，包括醣類、乳化劑、安定劑、香料或色素等混合，接著過濾、均質及殺菌後，再將混合完成的霜料置於冷藏環境下陳化^[註2]，最後進行攪凍。

攪凍即是在攝氏－2～－8 度的凍結庫攪拌，同時將空氣打入霜料中，霜料的體積就會逐漸膨脹。攪凍完成後，立刻降低溫度至攝氏－18 度以下以硬化組織，就可以拿去販售囉！而霜淇淋與冰淇淋最大的差異，就是它省略了「硬化」這個步驟，所以質地相對比較柔軟。

此外製作冰淇淋最重要的是，要避免形成「大冰晶」生成，因為它是造成沙沙不良口感的主要來源。而牛乳是冰淇淋最重要的原料之一，其富含的乳脂肪可提供乳香味，使冰淇淋保有滑順的口感，也能夠干擾小冰晶結合形成大冰晶。

安定劑就是指膠體，一般常用植物膠（如刺槐豆膠）或羧甲基纖維素（carboxymethyl cellulose；CMC），可防止大冰晶形成，增加冰淇淋黏度、硬度並保持形狀；乳化劑如脂肪酸甘油酯（Mono－and Diglycerides；MDG），則有安定脂肪小球，使氣泡穩定的作用。

或是直接使用乳化安定劑（或稱穩定劑），就是膠體和乳化劑按冰淇淋適用的比例配製好的複方食品添加物。這些食品添加物可避免製作時出現油水分離的情況發生，使終產品的狀態更穩定，在室溫下也不會那麼快融化。

故從微觀的角度來看，冰淇淋是個很複雜的系統，有氣泡、冰晶、蛋白、膠體、乳化劑和脂肪球等，相輔相成結合在一起。 

• 延伸閱讀：食品加工到底在加什麼工？—「PanSci TALK：天然ㄟ尚好？II 」

殘留在刺槐豆膠的環氧乙烷，製作到冰淇淋的時候還剩多少？

回過頭來看，冰淇淋之所以要加安定劑刺槐豆膠（locust bean gum），就是避免冰淇淋在冷凍的期間產生冰晶或乳糖結晶，維持冰淇淋形狀，還能提供蓬鬆、綿密的口感，添加量多在 0.1～0.5％。

刺槐豆膠是由 Ceratonia silqua 種子的胚乳抽取精製而成的水溶性植物膠，在食品業中常作為一種天然的增稠劑使用，還很常用在糖果、巧克力、加工肉品（熱狗、香腸）、調味奶、果凍或蛋糕等。

根據歐盟法規規定，刺槐豆膠的環氧乙烷殘留量標準是訂「最大殘留容許量」 （maximal residue level; MRL） 0.1 mg/kg，是指人在吃這個劑量下，該食品即使吃一輩子也都不會造成健康問題。

• 延伸閱讀：化學殘留、疑似致癌物讓人心惶惶？劑量才是關鍵！—食安基本功（上）

而這次歐盟在刺槐豆膠中檢測到的環氧乙烷殘留量大多落在 0.4～1.1 mg/kg，換算至最終的冰淇淋產品，環氧乙烷頂多只有 0.005 mg/kg，也就是十億分之五，以一杯 GODIVA 冰淇淋有 80 g 重換算，一杯冰最多含 0.0004 mg 的環氧乙烷，且這還沒有把加工過程中的耗損算進去。

雖然環氧乙烷是第 1 級致癌物，但如此趨近於零的劑量，對我們人體產生危害的機率微乎其微，所以即使你今天是不小心吃到有問題的冰淇淋消費者，也不需要擔憂會致癌喔！

註解

註 1：IARC 將致癌物分為四個等級，分別為第 1 級、2 級（又細分為 2A 及 2B 級）、3 級和 4 級致癌物，其中第 1 級代表確認為人類致癌物。

註 2：陳化（aging），在低於攝氏 5 度環境下放置 4～28 小時，使脂肪固化，安定劑充分吸收水分，增加霜料的黏性及平順感，讓口感更細緻。

參考資料

1. 衛生福利部食品藥物管理署，2021。有關歐盟食品和飼料快速預警系統（RASFF）通報，自法國輸入「黑巧克力碎牛奶巧克力冰淇淋」、「比利時黑巧克力冰淇淋」、「黑巧克力草莓冰淇淋」、「香草味可可冰淇淋」、「黑巧克力碎焦糖咖啡冰淇淋」及「巧克力起司蛋糕冰淇淋」六項產品，使用之穩定劑（刺槐豆膠）檢出含環氧乙烷（ethylene oxide）殘留不符合歐盟標準。食品藥物消費者專區。
2. 香港商歌帝梵亞洲有限公司台灣分公司，2021。關於 GODIVA 杯裝冰淇淋進一步聲明。 GODIVA Chocolatier（Asia） Facebook 粉絲專頁。
3. 徐如欣，2021。環氧乙烷。國家環境毒物研究中心。
4. 行政院環境保護署毒物及化學物質局，2021。環氧乙烷。毒災防救管理資訊系統。
5. 食力 foodNEXT，2021。Godiva 六品項冰淇淋因含「環氧乙烷 」而下架回收！推測可能因用於滅菌導致殘留。
6. Bessaire, T., Stroheker, T., Eriksen, B., Mujahid, C., Hammel, Y. A., Varela, J., Delatour, T., Panchaud, A., Mottier, P. and Stadler, R. H. 2021. Analysis of ethylene oxide in ice creams manufactured with contaminated carob bean gum (E410). Food Additives & Contaminants: Part A, 38: 2116-2127.
7. Hayley, Halpin. 2021. Batches of Nestlé Milkybar and Nuii ice creams recalled over presence of unauthorised pesticide.
8. Goff, H. D. 2016. Milk proteins in ice cream. Advanced Dairy Chemistry. New York: Springer.
9. 陳建元，2018。食用食物添加物 (五版)。臺中市：華格那出版有限公司。
10. 黃國青，2012。「殘留容許量」（MRL）與「安全攝取量」（ADI）指標不同結果方向一致。行政院農業委員會動植物防疫檢疫局。
11. 陳永煌，2016。環氧乙烷（Ethylene Oxide）中毒之認定基準。勞動部職業安全衛生署。

• 作者 / 池边金勝

人類的想要，若凌駕於其他生命的需要，不久後，人將發現失去的不僅是天空的熱鬧，以及山川海洋的富饒，更失去了心靈的安詳與臉上的微笑︒

厲翼厲翼飛高高，囝仔中狀元

厲翼厲翼飛低低，囝仔快做爸

厲翼厲翼飛上山，囝仔快作官。

這是一首民國六○年代以前，在台灣農村普遍傳唱著的童謠，是當時的農村居民看著天空飛翔的老鷹順口編唱的寄情之作，歌謠中的「厲翼」就是俗稱的老鷹，也就是近代才開始被人關注的「黑鳶」︒

在農村老一輩居民的回憶中，台灣早年黑鳶的數量相當多，是一種隨處可見的猛禽，據傳「老鷹抓小雞」的遊戲可能就是源自早期農村人與黑鳶共處一個環境下而產生的軼聞，這種讓現今的生態研究者難以想像的黑鳶族群盛況，證明了黑鳶在台灣早期的農村不只是常見，更與一般印象中孤傲的鷹類有著相當不同的習性︒

事實上，黑鳶是一種與人類生活相當親近的猛禽，由於黑鳶承受環境改變的抗壓性高，所以較能適應人為活動所帶來的輕度干擾，就算是現代，有時候還能看見零星或一小群的黑鳶，在城市或村落周邊的森林與水域上空翱翔嬉戲︒例如北部賞鷹人士最愛造訪的基隆港就是最好的例子，在那裡常可以見到黑鳶在港口盤旋覓食，顯示出黑鳶並不討厭偶爾與人類共處︒不僅如此，黑鳶也不討厭與同伴共享一片天空，每到黃昏時分，成群的黑鳶會聚集在一片山頭的樹冠上，等待黑夜降臨，彼此相伴進入夢鄉，等到隔天日光初照才又各自飛去︒

黑鳶這樣生存能力高又「好相處」的個性，更加讓人相信他們在民國六○年代以前，一定有著為數不少的族群遍布在台灣各地淺山及平原地帶，也曾是台灣農村老一輩人記憶中漫天飛舞的厲翼︒

從全球的觀點來看，黑鳶並不是瀕危物種，他們廣泛分布於亞洲︑歐洲︑非洲︑澳洲，是全世界地理分布最廣的猛禽之一，有六到八個亞種︒黑鳶在台灣屬於中大型猛禽，身長約六十到七十公分，翼展可達一百六十公分左右，相較其他猛禽，黑鳶在全世界也都是相當貼近人類生活的猛禽︒

台灣黑鳶陷入瀕危

但在一九八○年代以後，黑鳶在台灣各地的族群銳減，一九九○年代末期全台灣僅剩南︑北部有零星的族群分布︒只是即便如此，在這段期間黑鳶的急速減少並沒有引起政府相關部門的注意，所以，台灣黑鳶族群瀕危的命運，一直到了二○一二年才開始出現扭轉的契機︒讓我們先將時光往前拉回到一九九一年，當時一位基隆德育護專（現為經國管理暨健康學院）的生物教師沈振中，因為參加中華鳥會的賞鳥活動，因緣際會下開啟了他長期在基隆外木山觀察黑鳶族群的興趣︒這本是一項身兼鳥會志工與個人愛好的記錄工作，卻在一九九二年因為萬瑞快速道路的開發而變調︒

當年的道路開發造成的棲地破壞，迫使沈振中老師在外木山所觀察的黑鳶族群銷聲匿跡，因此沈老師毅然決定辭去教職，專心尋找這群消失的黑鳶，從此便展開了費時二十多年的追鷹生活，這一投入，也正式開啟了台灣黑鳶為何會大量消失的解謎之旅︒

在此期間，沈老師與生態攝影師梁皆得結識，並同意梁皆得的提議，讓他長期跟隨自己調查黑鳶，除了拍攝黑鳶的生態也順便側錄下沈老師經年累月的調查過程︒二十三年後，這部台灣第一部有關黑鳶的生態紀錄片，在企業贊助下於二○一五年以《老鷹想飛》的電影名稱在全台各地的戲院以及校園內放映，當時獲得了許多關心生態的民眾及新聞媒體的好評讚賞，推動了台灣第一波全國性的保育黑鳶聲浪，更引起了關懷土地的企業一起支持友善環境農產品︒ 

《老鷹想飛》紀錄片能引起社會廣泛的良好回響，除了「鳥會」與「猛禽研究會」的從旁協助，擔任影像記錄與剪輯的梁皆得導演也是關鍵角色，更重要的是靈魂人物沈振中老師，二十多年來，不分晝夜，常常孤身一人進入樣區調查，以最低干擾的方式遠距離觀察黑鳶，這樣的堅持感動了許多人，被封為「老鷹先生」可算實至名歸︒不僅如此，沈老師在研究調查期間所出版的書籍《老鷹的故事》還意外地發揮了承先啟後的效果，孕育出「老鷹公主」的誕生︒

被譽為沈振中老師接班人的林惠珊，因為本就愛鳥，高中時期讀到了沈老師的書籍後開始對黑鳶產生了高度的喜歡與好奇，於是二○○五年進入屏科大野生動物保育所就讀，師從屏科大鳥類生態研究室主持人孫元勳教授，開始在孫教授的指導下研究黑鳶︒二○一○年擔任研究助理的她主動聯繫了沈振中老師，表示想要學習理解更多台灣黑鳶的面貌與田野調查的心得，如此的請求立刻獲得了沈老師的回應及無私的傳授︒

在沈老師的田野調查中，比較出台灣黑鳶與世界上其他國家黑鳶的最大不同，就是族群數量上的差異︒沈老師與梁皆得導演曾在尼泊爾的一棵樹上就觀察到將近四百隻黑鳶，比當年全台灣的黑鳶數量還要多一倍，這樣的落差顯現出棲地的破壞及減少並不是台灣黑鳶族群大量消失的唯一原因，那麼離開棲地的黑鳶又去了哪裡呢？這個疑問引起林惠珊的好奇，希望用更科學的方式調查黑鳶的動向︒

白三號拚命一搏傳達的土地警訊

二○一二年，一隻從破殼開始就由林惠珊團隊所觀察記錄的黑鳶寶寶「白三號」，終於在五月長大離巢，一直到七月都還能透過衛星追蹤發現他的動向，但卻在同年十月，有兩隻奄奄一息的黑鳶被民眾送到屏東某處的野鳥救傷中心，其中一隻就是白三號，而林惠珊的研究團隊再見到白三號時，已經是具屍體︒這樣的結果對於長時間追蹤白三號的林惠珊是不小的打擊，為了追根究柢，兩隻黑鳶的屍體被送往屏科大進行詳細檢驗︒由外觀看，兩隻黑鳶的身體健壯並無外傷，且有嘔吐後的食物殘留在嘴邊，因此研判不是食物缺乏而餓死，使得林惠珊更迫切希望知道令他喪命的原因，便求助屏科大獸醫將兩隻黑鳶解剖化驗，進行農藥︑水產品藥物︑毒鼠藥︑重金屬成分的檢驗︒兩週後，檢驗結果顯示出 DDE、重金屬以及俗稱「好年冬」的農藥加保扶︒

檢驗的數據中，兩隻黑鳶體內的加保扶含量，分別是 2.49 ppm 以及 1.29 ppm，幾乎可以判定加保扶就是導致他們喪命的原因︒但是黑鳶體內會有農藥加保扶的結果令人費解，所以林惠珊的團隊推論出，可能是雜食性的黑鳶因為有撿食鳥屍的習性，所以如果農田在大量噴灑農藥後，一旦有紅鳩︑麻雀︑鴿子等鳥類因為採食帶有加保扶的穀物或嫩芽而中毒身亡，黑鳶就極有可能因為食用鳥屍間接中毒︒根據美國的研究指出，大型的猛禽只要攝取 0.6 ppm 加保扶的動物屍體就會中毒致死，因此白三號與另一隻黑鳶體內的加保扶含量都高到令人不可思議︒在此之前，生態領域的研究者從沒有想過「加保扶」這種巨毒的環境用藥會進入黑鳶這類猛禽體內，一向都以為一九八○年代開始，黑鳶的減少是和棲地變化有直接關係，如今白三號的死，除了帶給林惠珊傷痛，也帶來了台灣黑鳶族群數量一直無法增加的線索︒

依據台灣農藥的使用歷程來看，一九八○年代是台灣幾乎所有農業項目都會使用農藥的開始，而黑鳶在全台數量的驟減也是發生於同期︒到了一九九一年，進行台灣首次的猛禽大調查，估計黑鳶在台灣的數量僅剩約一百七十五隻，所以被名列保育類野生動物，當時的族群分布就僅剩下北部和嘉義以南的地區，而屏東是目前全台黑鳶族群數量最多的縣市︒

二○一三年因為地緣的關係，林惠珊的團隊前往屏東崁頂鄉一帶的農田進行訪查，發現不少農田當中或周邊都四散著大量中小型鳥類的屍體，當次將近十位參與撿拾鳥屍的學生，十分鐘後，手上都已經是滿滿一整袋鳥屍，最後光在九甲地內就蒐集到大約三千隻的中小型鳥類屍體，情況慘烈令人震撼︒經過檢驗後，發現這些死亡的鳥類體內加保扶的濃度都很高，而林惠珊在往後數次撿鳥屍的過程中，甚至還親眼見到幾隻黑鳶就在她面前帶走農地裡那些中毒身亡的鳥屍，令她心急又無奈，只能看著黑鳶飛去並祈禱他們能平安無事︒

或許天上的黑鳶有靈，回應了老鷹先生和老鷹公主的心意，當初林惠珊主動聯繫沈振中老師的那一年，正好是沈老師「黑鳶二十年計畫」的最後一年，也是《老鷹想飛》紀錄片即將完成的階段，而林惠珊對黑鳶的調查研究，恰巧就在這個時機點發現了黑鳶中毒身亡的主要原因，所以才能在最後階段，將台灣農業上的環境用藥問題帶進《老鷹想飛》的紀錄片中，完整了沈振中老師追鷹二十年的解謎之旅，更把一部有關台灣黑鳶的紀錄片提升至政治議題︒

在社會大眾的想像中，號稱「以農立國」的台灣，早期應該是個自然資源豐富︑人與天地同調︑萬物和諧的優美國度，但事實上，台灣農業發展所帶給環境的衝擊不亞於都市開發或工業發展，溫帶蔬果的種植取代了山區大片的原始林地，平地的原始林與河流因為農業︑畜牧業的發展而消失，海岸的景色也因為水產養殖的需求改變了樣貌︒由於台灣多項的生態調查工作起步得較晚，因此我們因為農畜業發展而失去的生態多樣，代價難以估算︒在這農業發展的過程中，除了對環境缺乏永續經營的無盡破壞，雪上加霜的是，一九五○年代開始的農藥︑毒鼠藥與殺蟲藥引進，更是對台灣整體生態系的一記重擊︒

台灣的原始生態系裡動︑植物種類繁多，相對的各種昆蟲和小型齧齒類也不少，這些原本在生態系中各司其職的生物，當遇到了台灣正在發展的各項農業時，就成了「蟲害︑鼠害」，當時政府為了農作物能有穩定收成，開始引進農藥︑毒鼠藥和DDT 殺蟲劑︒由於農藥的使用成效良好，便在一九七○年代開始廣泛的被推廣使用，雖然讓農作物在每一期都有好收成，但是那些所謂的「蟲害︑鼠害」卻仍沒有在台灣的野外消失，反倒使得依靠蟲類或齧齒類維生的天然獵食者，因為農業的環境用藥而瀕危︒

近代的多項證據顯示，許多猛禽會因為毒鼠藥及農藥的使用間接中毒而死亡，長期惡性循環下，是蟲患及鼠患因為天敵減少而每一年都能捲土重來︒台灣早年，農藥不僅用於農耕時預防蟲害，甚至不知何時開始，為了抵禦鳥類對作物的危害，更發展出了將稻穀攪拌劇毒的農藥加保扶或納乃得，製作毒餌來毒鳥，據說因為有不錯的成效，在一九八○年代甚至還有地方的農政系統公開推廣此法，以至於一九八○到二○一○年代中期，全台大部分的農田幾乎每年都會有為數眾多的中小型鳥類因為食用毒餌而身亡︒

黑鳶「白三號」的故事就是台灣黑鳶的縮影，也是白三號拚了命一搏要告訴林惠珊的土地警訊，當年在屏東的農田裡撿鳥屍的膽戰心驚，讓她除了研究黑鳶以外，還想要為黑鳶未來的活路努力一試︒

老鷹紅豆

由於屏東是農業發展的大縣，黑鳶族群也是全台最多，促使了林惠珊主動與在地的紅豆農請願，盼能以友善土地的方式種植紅豆，讓老鷹回鄉︒在縣政府及東港鎮農會的協助之下，幸運獲得了紅豆農林清源先生的支持，願意開始改變紅豆的播種方式以及安全用藥︑不用落葉劑︑不毒鳥︒

雖然這樣的嘗試很傻很天真，因為紅豆的產量勢必會減少並且成本提高，但是也因為屏東黑鳶的故事開始在影視媒體發酵，讓全聯福利中心的董事長及總經理主動聯繫台灣猛禽研究會與屏科大鳥類生態研究室，表示願意契作二十五公頃的紅豆田，來支持在地農民一起守護老鷹的心願，重新打造農田生態系︒

就這樣，當年的《老鷹想飛》紀錄片電影伴隨著「老鷹紅豆」的問世，為台灣的友善環境耕作方式注入催化劑，並且引起不少企業︑量販店跟進，許多返鄉務農的青年也多少會帶著友善環境的意識耕作，而二○一七年防檢局對四種含有高濃度加保扶的劇毒性農藥產品，也正式發布了禁止販售︑製造的規定︒

創造我們這個時代新的黑鳶童謠

黑鳶在現今印度︑日本︑香港等高度開發的環境下仍有穩定的族群，顯示黑鳶的適應力極好，他們本是自然環境裡的「清道夫」，卻在台灣吃出了問題︒上半個世紀以來，台灣大部分民眾可能都不知道這塊土地正在默默的中毒，我們使用土地的方式過度追求效益，最後可能連我們自己都吃不安心︒

台灣農藥的使用量全世界之冠，使得農村周圍的生態系變成了毒物侵蝕的生態鏈，土地上失控的毒素，黑鳶在上個世紀末先幫我們提出了警訊，幸好，這個世紀初有許多關心黑鳶的人們接收到了訊號，推動了變革，黑鳶族群的命運才似乎開始霧散雲開︒

但是這只是起頭，棲地的守護不易，農業與環境的共存關係仍需要時間學習調整，我們能做的不是將矛頭指向農民，因為我們很幸運的是，開始有了更多友善環境的農產品，讓我們可以為環境作出選擇，創造我們這個時代新的黑鳶童謠︒

作者簡介

池边金勝

野生動物畫家。復興商工繪畫組、國立台灣藝術學院視傳系畢業，熱衷繪畫創作，擅以水彩與油畫傳達山川海洋的寧靜祥和，以及野生動物的美好姿態，盼透過繪畫啟發社會對自然的感動與關注。

獲獎包括一九九六年台南美展油畫類鳳凰獎、一九九八年全國美展油畫類、二○○一年朱銘美術館「觀雨季」平面美術類、二○○三年國軍文藝金像獎西畫類優選，並於二○一五年至今於台北、台中多處舉辦過八場個展。曾獲國光劇團之邀繪製舞台屏風原始設計，並與文化部、國立自然科學博物館、台北市蝙蝠保育協會、台北市雙連國小、挺挺動物合作。二○一六年起，持續發行繪本創作年曆、文創文具，並以部分所得支持特有生物研究保育中心──野生動物急救站。

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託，泛科學企劃執行

文／陳妤寧 

「咬一口，是新鮮，還是農藥？」這個問題曾引出一個有趣也可怕的回答：「是新鮮的農藥」。究竟這是不是真的？PanSci泛科學和 食藥署 合作推出系列講座，突破人心惶惶的迷霧，找尋科學上的討論，期待透過減少未知進而減少恐慌。

臺大昆蟲學系昆蟲毒理研究室的黃榮南教授，研究的領域之一便為農藥學。在開始討論農藥是否造成危害前，也許我們該追本溯源，從「什麼是農藥？」開始談起。

黃榮南定義了農藥的目的包括：為了保護農作物而使用化學藥品（包括天然或合成），來對有害生物（例如：害蟲）達到預防、消滅、忌避、不育（也就是指未必需要透過直接撲殺）、拒食或減輕危害，以及對植物生長調解作用者，即為農藥。

雄黃艾草也是種廣義農藥，農藥種類超乎你想像

農藥一定是現代化學合成的產物嗎？其實在二次大戰之前，「天然的農藥」已遍佈我們的生活。「小時候大家拿『魚藤』去毒回來的魚就是餐桌上的佳餚，端午節被用來『驅邪』的雄黃、艾草也是這樣的無機天然物和植物性農藥。」無機天然物包括銅、砷、汞等等，而植物性農藥還有除蟲菊、苦楝等。

「農藥的種類非常多。」黃榮南解釋，依據管理法規、作用機制、化學構造、作用對象、劑型和毒性……等，都有不同的分類。臺灣自八十年前合成有機氯農藥首度被引進後，農藥銷售及種類逐漸增加。根據農委會防檢局的統計，臺灣自民國 99 年起，共計核准登記 4477 張農藥許可證，而其農藥有效成份計 364 種，其中 112 種（含混和劑）已禁用。

黃榮南解釋，臺灣的確農藥用的不少。追根究柢有其背景因素：亞熱帶病蟲害多、而一年可以種好幾期作物；對農民來說，農藥的作用快速，可預防經濟損失，防治費用相對不高，是最可行的防治方法。

開下理想條件，只來致命情人？

挑選農藥就像是挑選情人，我們大可隨自己的寫好，逐一列出理想的配偶條件（只作用於標的對象（不花心）、不會影響非標的生物（不濫情）、只在需要時存在（隨 call 隨到）、易消散（召之即來、揮之即去）……），然而殘酷的現實卻往往並非如此（少於 1% 的農藥會真正發揮作用、大部分分佈於環境中、成為蓄意的人為污染……）。

農藥的副作用包括傷害非標的生物（包括授粉的蜜蜂等昆蟲）、生態失衡（例如生物性別變異）、土壤與環境污染、害蟲的抗藥作用發生、次要害蟲變成主要害蟲……還有生物放大和累積效應──透過食物鏈的累積，掠食者體內的 DDT 農藥殘毒濃度會遠大於河水中的 DDT 農藥殘毒濃度；濃度由大到小依序為食魚鳥類、大魚、小魚、浮游生物、河水中。根據日本愛媛大學農學部田邊信介教授的調查，太平洋西北的海棲動物食物鏈中，海豚體內多氯雙苯（PCB）與 DDT 的濃度，大約是海水的千萬倍以上。

討論至此，我們當然想問，我們能擺脫農藥嗎？農藥在歷史上曾經拯救過饑荒、傳染病、蚊蟲肆虐等問題。黃榮南從擔憂糧食減產的角度，認為農藥必須在最嚴格的控管下使用，做為維持人類生活品質的不得已工具。「馬鈴薯枯萎病曾經在愛爾蘭造成上百萬人因饑荒而死亡，世界的糧食需求不會減少，然而可耕地已經開發殆盡，減少損失是增產的重要方法。在疾病方面，臺灣曾仰賴 DDT 擺脫痢疾，而非洲瘧疾如今仍是問題，也因此世界衛生組織曾一度再次開放有條件的使用 DDT 以搶救人命。而蚊蟲問題，隨著未來全球暖化的增劇，地球每增溫 3°C，蚊蟲數量也會增高。」

以食用者角度評估農藥風險

回到「食用者」的角度，農藥的殘留究竟會有多大的風險？黃榮南引用 1982 年美國保險公司做的風險評估研究（做為是否允許投保的依據），結果顯示事實上吸菸名列第一，接下來的前十名依序為酒精、引擎載具、手槍、電力設備、摩托車、游泳、手術、X 光、火車、航空……而農藥僅排在第 28 位。和食用殘留農藥相比，其實更需要關注的是農藥噴灑工人的職業危險。「我從小在農家長大，看到鄉下有些農民的噴藥方式的確是危險的，噴藥時沒有戴護具，邊噴還邊抽煙。」

除非是經過嚴格有機認證的極少數，否則「無農藥殘留」在一般農作物身上無異於扯謊。「不可能完全吃不到，但只要通過檢驗者，殘留的濃度都遠低於安全標準內。」黃榮南解釋，農作物固然無法避免農藥殘留，但只要遵循好的清洗和去皮流程（以流動水清洗、去除外葉外殼、或是放上一兩天等待植物酵素後再行烹煮），人體食入的量並不足以造成具有威脅力的危害。「從毒理學的角度來看，任何東西都有毒性，只取決於劑量。」

「你很難不停地吃同一種東西吃到那麼高的劑量；同樣地，每當有人宣傳某種健康食品內含哪些對身體有益的成份時，你也要知道基本上除非吃到好幾公噸以上、否則這些『健康成份』同樣難以吃到足以對你身體發揮效用的劑量。」我們對於農藥殘留的恐慌、和農藥殘留實際上對身體的傷害程度，或許並不成比例。

那麼，農藥殘留應該如何有效清洗？政府如何訂下檢驗標準？有哪些認證標章是消費者的好幫手？農委會農業藥物毒物試驗所的所長費雯綺，也接著詳細說明問題，有效解釋了大眾的恐慌。