2016年5月28日 星期六

細菌:我們的生命共同體

對於花草樹木、蟲魚鳥獸之屬,我一向不識之無,而且不以無知為恥。自然界的繽紛萬象,雖然經常會炫目於其奇彩多姿,但我更醉心於事物底下的統一法則。在科學上,我向化約主義傾斜。是以我選擇了基本粒子當專業-單純的無以復加,無法再繼續化約,其中卻自有其深奧。

但是對於在生命樹上一早就與人類分支的遠親細菌,我卻不敢五穀不分。一方面我曾深受其禍害,兩次感染都是奮力爭搏,才得以平復。而且在施打了經月的第三線抗生素之後,身上的菌叢卻在幾個月後奇跡似的回復,全沒有菌叢失衡的種種症候。性命交關的事,不敢輕忽。另外一方面,就如同這兩本書的書名,《細菌:我們的生命共同體》、《我們只有10%是人類:認識主宰你健康與快樂的90%細菌》,我們已與細菌你泥中有我、我泥中有你的交纏不分。一個人身上的細菌數高達一百兆,十倍於 「人」的細胞;而細菌的總重約「人」的體重的十分之一。這還是在我們複製系統之外的細菌。若論演化之初即與我們共生演化的粒線體-一個外來的能源代工細菌,每個「人體」細胞中少說也有二、三百個。這也是為什麼考古學家如此鍾愛用粒線體基因來分析譜系:它遠多於「人」的原本細胞核基因,易於殘骸、化石中萃取。細菌與人的關係這樣說來是莊生曉夢迷蝴蝶,這卻是另一種的性命交關了!

上個世紀人類平均壽命的驟然增長來自於對細菌搏鬥的進展,持別是抗生素的發現。但這也開啟了對於文明病了解的新頁:肥胖、第二型糖尿病、癌症、免疫系統病等一長串的名單,甚至包括心理疾病。

簡單來說,人的身上大約有四千種細菌,這是人類在數百萬年長期演化共生的結果。人的基本機能,有些是依賴這些共生的細菌來產生,譬如維他命 B12,人體無法自行製造,靠的是腸道中的細菌。但是由於近代生活條件的驟然「改善」,以及大量抗生素的使用,人與細菌的關係也改變了。譬如經剖腹手術生產的嬰兒,未經母親產道的洗禮,免疫系統及其它功能的建立要較遲緩些。生存環境條件不同的幼兒,譬如當初合併時德東與德西地區的小孩,過敏的症狀也大有不同;德西地區的小孩因為生活環境較優渥,過敏的比例要高得多。第一型糖尿病固然是先天免疫系統的缺陷,第二型糖尿病也跟免疫系統可能有關,學說之一是:小腸上皮組織受非共生細菌的攻擊而長期輕微發炎,使對胰島素的抗性提升而終致成為糖尿病。

大體來說,身上的菌種多樣性是越多越好。嬰兒接受外界細菌適度的考驗,也是越早越好。有些較極端的做法將剖腹出生的嬰兒全身沾染擦過母親產道的紗布,也有用健康人腸道細菌移植到病患的腸道以治療菌叢失衡的症狀,譬如腸躁症-這也是文明病的一種。

這些方法都還有些爭議,原因是我們剛開始了解細菌與人共生的重要性,但對於其如何詳細交互運作仍然知之甚少。好有一比:人類基因圖譜剛於世紀之交解密,但是對於利用基因療法來治病還言之過早,除了極少數的單一基因致病的疾病外,大多數的疾病是多重基因、與後天環境交互影響造成的。細菌亦然。這只是一個領域的發軔。

書當然講可以統御現象的概念才值,但沒有實例也就沒有骨肉。講講個花絮收尾。通常講動物的心智如何受寄生物操控時,一般會以弓蟲病來當例子。《細菌:我們的生命共同體》這本書講了另一個有趣的例子。它講有一種黴菌也能操控昆蟲的大腦,讓蟲子爬上植物尖端。蟲子死了後,屍體會長出子實體,附著其上的孢子會迅速的傳播擴散。聽起來像不像日月神教的三屍腦神丹?這種黴菌屬於蟲草屬 (Cordyceps)。是的,它就是大名鼎鼎的冬蟲夏草,時價一公斤 22 萬人民幣,這還是近年來價格雪崩後的低價了。你敢吃嗎?


2016年5月24日 星期二

萬佛朝宗

以前外祖父的物業之一是地方上的戲院,看戲好像行走家裏灶下自不在話下。從黑白片看到七彩綜藝,從武俠、日本千巴拉、恐龍怪獸、西部槍戰、羅馬霸王、黃梅調等一路看到瓊瑤。只是偶有歌舞團來公演,內容小童不宜;地方上還有另一家戲院,有時好片在那兒演,聽同學講的口沫橫飛只得見那廣告看板望眼欲穿。借水調歌頭的話說「人有悲歡離合,月有陰晴圓缺,此事古難全。」饒是如此,以前的電影幾乎都看個遍,家裏人稱我「戲簍子」、「看戲到看到拆棚板」。也果真如此,大一那年《梁山伯與祝英台》不知道第幾度上演,竟然從早場看到晚飯前才回家,對白、唱詞也許當時都背得來,凌波、席靜亭的唱腔夢裏也哼得一兩句。

那時看電影留了個大遺憾。《如來神掌》上演時是小二,前面四集上演時一集也沒漏。隔年第五集《如來神掌怒碎萬劍門》上演時小兒腦炎正盛,父母不讓進公共場所,因而失之交臂。後來電影由黑白轉綜藝七彩,這些片子也沒機會再上映。萬彿朝宗是《如來神掌》的第九式,合前面的八式而成。使起來風雲變色、山搖地動。

講起這片子,來頭甚大,說它是武俠片的祖宗也不為過。先不說《摩登如來神掌》是照著其中的梗子來穿越,周星馳的《功夫》、《武狀元蘇乞兒》、《西遊記降魔篇》等處處也看得到其中借出的橋段。

昨夜在 Youtube找到五集的《如來神掌》,熬夜彌補了兒時的缺憾。看五十年前的黑白老片,自有其今昔對照的幽默。那時的武俠概念,還雜有還珠樓主劍仙的影子。功夫高強的人,是會「吐劍光」的,只見雙方手朝天,遙催使那兵器在天上纏鬥。鏡頭不甚俐落,當然也沒有蒙太奇。道具奇缺,地名連個木牌、石碑都沒捨得做,只得一塊紙板書寫。動作麼,前四集曹華達與于素秋全沒有身手的樣子,虧得于素秋還是當時著名的京劇刀馬旦。到了第五集,陳寶珠、蕭芳芳、石堅也進來了。才一年之隔,武功精進,翻身騰躍、對打拆招全來了,開始有了個武打片的模樣,想是開始有武術指導一職了。

想一想,現在 3D8K 的電影將隙縫都填滿了,景物直逼眼前。黑白的粵語片,雖然特效只在膠捲上重複曝光,但還留有空間,由得人想像,是以經典。

2016年5月6日 星期五

廣義相對論與簡潔

這是一個簡潔到不行的式子。

式子的左邊 S 是作用量 (action),物理的系統在運動之中喜歡採取最小作用量的路徑,這個原則叫最小作用量原理 (least action principle)。費瑪當初在治光學時也採取了類似的手法:光在介質中會選取距離最短的路徑 (principle of least path)

式子的右邊 R 是空間的曲率;𝚲 就是把愛因斯坦腸子都悔青的宇宙常數 (cosmology constant)g 是測度 (metric),基本上是告訴你在一個彎曲空間中如何量距離的量尺。先撇開宇宙常數不談,作用量基本上正比於曲率在四度空間的積分。最小作用量原理就只是要求空間中曲率的加總最小。要求最小作用量,就會得到愛因斯坦方程式,廣義相對論的核心式子,它告訴你在特定的質能分佈下,各處空間如何彎曲。


這是我深喜的一個式子:式子簡單,觀念也透明。好的物理都是這樣子的。Occam’s Razor: Among competing hypotheses, the one with the fewest assumptions should be selected. 是傳統的智慧,我深信不疑。一個式子寫下一個撼動世人的時空概念。

2016年5月2日 星期一

吳大猷先生與翰苑清華

吳大猷先生不喜歡待在行政大樓的院長辦公室,他認為他是物理學家,他在物理系舊大樓四樓另有辦公室,這一樓層是做高能物理的。老先生研究做累了會到走到走道伸展一下,也喜歡唸一下這些低好多輩的年輕學者。最常掛在嘴上的是:「研究不好好做,老談政治?」


最近項武忠院士講了胡適院長的故事,胡適院長敢於拂蔣介石的逆鱗;吳大猷先生也不是蔣經國所喜愛。但是在威權時代仍能維持中研院的翰苑清華。民主時代何必自苦如此?