科學人觀點

天生我耳真有用

黑盒子剛剛打開,盒子外耳、鼻、眼之間的關聯互動,就已經使人「眼花撩亂」了。但無須慌亂,且讓我們「屏氣凝神」,保持「耳根清淨」,科學研究終將使黑洞不黑,而黑盒子也不再空洞了!

撰文/曾志朗

科學人觀點

天生我耳真有用

黑盒子剛剛打開,盒子外耳、鼻、眼之間的關聯互動,就已經使人「眼花撩亂」了。但無須慌亂,且讓我們「屏氣凝神」,保持「耳根清淨」,科學研究終將使黑洞不黑,而黑盒子也不再空洞了!

撰文/曾志朗


3月才過一半,科學界就損失慘重。兩顆閃閃發亮的星星,薩爾斯頓(John Sulston)和霍金(Stephen Hawking),先後墜落在英國劍橋,相隔不過一週。對這兩位引領現代科學的巨星的離世,學界當然一片感嘆和不捨,因為人類在尋找自我定位的省思歷程中,由於他們的科研創見和後繼研究者的理論證實,使我們對於生命的存在意義,有了實質的理解,對生命的未來,也有了更準確(雖然明燈仍未高照)的期待。


這一前一後仙逝的科學大師,在學界都是赫赫有名,但對一般民眾來說,前者的知名度確實不如後者,加上霍金之死與愛因斯坦之生,恰好同在3月14日這一天,這樣的巧合讓人們在緬懷之餘,又多了許多浪漫的話題。霍金是當代的傳奇人物、天文物理學界的泰斗,他年少時得了肌萎縮性偏側硬化症,隨著年紀增長,病情繼續惡化,漸漸失去說話的能力,必須借助電腦的合成器來發聲,到最後連手指肌肉的控制都失能,只有借助腦波的控制和外界溝通。雖然有形的軀體被迫禁錮在方寸輪椅之間,但無拘無束的心靈與智慧,卻能對宇宙生成的科學論述做出極大的貢獻。除了非常專精的學術理論(如彭若斯-霍金奇異點理論,以及結合廣義相對論和量子力學解釋宇宙理論)之外,他為一般民眾寫的科普書(如《時間簡史》、《胡桃裡的宇宙》、《大設計》,以及和女兒合寫的《勇闖宇宙》系列)也都很精采,每一本都是暢銷書,其中《時間簡史》更被翻譯成數十種語言,銷售上千萬冊。這些書,建立了人們對宇宙科學的基本知識。


比之霍金的成就,3月6日在英倫殞落的科學巨星薩爾斯頓,則是以線蟲的基因組圖譜研究奠定他在科學史上的地位。他的貢獻在於揭開細胞生生死死的奧秘,建構了「計畫性細胞死亡」的理論基礎,也確認了第一個和細胞凋亡有關的基因,讓我們了解細胞由分裂而不停成長的誕生過程固然重要,但細胞也會有生理性和主動性依序死亡的規律。探討和了解這個規律,包括如何抑制細胞死亡,和如何啟動或促進細胞的調控,當然對未來的精準醫療(例如提高免疫細胞的生命力或加速癌細胞的自殺)所需要的設計,在知識及技術上都會有絕大的貢獻。2002年,我在中央研究院當副院長,負責國際學術交流,前往英國皇家科學院拜會,在早餐會議中,接待我們的副院長接了一通電話後,她的臉上光彩四射,高聲宣布:「是薩爾斯頓!他剛獲頒生醫學門的諾貝爾獎!」大家不約而同起立鼓掌,恭喜皇家科學院。我想起薩爾斯頓所研究的那長僅一毫米的線蟲,體內細胞數量不多,功能也不複雜,而且身體透明易見,顯微鏡下,一目了然,但小兵立大功,細胞計畫性死亡的現象和其生理的機制由此建立。我舉杯向主人表達誠摯的道賀:「Little bugs rise to the heaven!(線蟲雖小,直達天道!)」


霍金給人類帶來了浩瀚寰宇的生命觀,而薩爾斯頓則從微小細胞的生死中,告訴我們宇宙(不論大小)的自然平衡之道,他們雖然離開人世,但典範永留人間。薩爾斯頓在領取諾貝爾獎時,再三強調,科學發現是人類共有的智慧成果,不可淪為商業利益的禁臠。2010年,他來台灣參加國際科學理事會(ICSU)所舉辦的「科學行為的自由與責任」學術研討會,他在演講中,針對科學家在產學合作的發展過程上,往往不自覺的陷入不懂得「利益迴避」而出現的不道德行為,提出嚴重警告。鑑之目前學術界越來越多違反學術倫理的案件(台灣也不例外),薩爾斯頓的預言真是如雷貫耳,不可不察!


霍金大半生困坐在輪椅中,但他的思想無界限,為我們留下了許多值得深思的智慧妙語。做為心理科學的研究者,我最欣賞他的一句話:「Black holes ain’t as black as they are painted」。我常常用這句話來勉勵自己和學生們,尤其研究人類行為和人性為何的科學家,曾經經歷過50年代行為主義的緊箍咒,禁止探討頭殼之內的任何事物及活動,只要專注於行為的外表研究,不要去碰那個「black box」(黑盒子)!直到60年代開啟的認知革命,終於衝破禁忌,科學家以精妙的實驗設計,一一揭開黑盒子裡的奧秘。霍金過世的那一天,我剛好在香港城市大學參加腦科學的研討會,在總結時我以一句話向他致意,也是對認知神經領域發展的一貫信念:「The black box is not black anymore, neither it is empty!」(黑盒子不再一片漆黑,也不再空無一物了!)


讓我們慢慢檢視黑盒子裡裝的事物吧!我們拿起來「聽聽」看,也拿近一點「聞聞」看!用什麼聽?當然是掛在頭兩側的耳朵呀!那用什麼聞?當然是眼睛下方兩個孔的鼻子呀!但是慢點!如果是鼻子,為什麼「聞」字裡用的器官卻又是耳朵呢?原來,用來聽的「聞」和用來察覺味道的「聞」是兩回事。後者是純感官的表達,例如「入鮑魚之肆,久而不聞其臭」的嗅覺用法,而「聽聞」「風聞」「聞道有先後」的聞,所表達的是抽象的訊息傳遞和較高心智層次的理解能量。在人類智慧的演化中,由感官知覺提升到抽象的心靈體會,從聞字的二分法就可見一斑了。讀到這裡,這黑盒子裡以耳代鼻的趣聞,可有讓你增長見聞?!


但天生我耳真有用,更有趣的科學發現又緊跟隨而來,這應該是最近我讀來最有興味的研究了。不久前,《科學》雜誌刊登了一篇論文,美國南加州大學的科學家在老鼠的味覺細胞中,發現了一種對酸味非常敏感的蛋白質Otop1,而這種蛋白質充斥在老鼠、人類和其他許多動物的內耳或前庭系統(vestibular system)中。這個發現又把我們帶往黑盒子裡的另一個驚奇世界:耳朵竟然還有酸的味覺,因為內耳或負責身體平衡的前庭系統,確實擁有眾多對酸味敏感的Otop1基因。但為什麼Otop1在舌頭上處理酸,在內耳或前庭系統中卻又負責身體的平衡感呢?是什麼緣由,使相同的基因在不同的器官中扮演不同功能的角色?科學家仍然不能回答這個問題。但黑盒子才掀開不久,更多神秘的問題就讓一代代的科學家承先啟後,點亮更多盞明燈吧!


耳朵能聽,能聞,能幫忙維持身體平衡,又有能察知酸味的基因,真是多才多藝!而且對聽聲辨人及方位判定,都有超卓的能耐。但它卻也很容易受視覺的訊息左右,失去自主性。舉個簡單例子,在電影院裡,不管音響數量或方位,只要螢幕上演員開口說話,耳朵對聲源的判定就會受到扭曲,黑盒子裡更高層的認知系統認定語音是來自螢幕裡說話的人,而不是四面八方的擴音器。也就是說耳朵雖好,卻只能聽人穿鼻,鬥不過眼睛的霸凌。但只要在黑暗中,眼睛無用武之地,耳朵就是一條好漢了!


對研究人類行為的學者而言,黑盒子剛剛打開,盒子外耳、鼻、眼之間的關聯互動,就已經使人「眼花撩亂」了。但無須慌亂,且讓我們「屏氣凝神」,保持「耳根清淨」,科學研究終將使黑洞不黑,而黑盒子也不再空洞了!我們「拭目以待」吧!


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