文化
2018.03.06 02:30

【王道還科普專欄】感時花濺淚

文、聲音|王道還 繪圖|林媛婷 

既然麻醉劑能夠剝奪植物的「反應」,那麼植物也有意識嗎?植物也屬於有情眾生嗎?難道感時花濺淚不只是詩人的移情而已?

王道還科普專欄〈感時花濺淚〉全文朗讀

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1826年,倫敦大學成立,打破牛津、劍橋壟斷英格蘭高等教育的局面,時人評之為「不信上帝的機構」,因為它採取開放政策,招收學生不問宗教、族裔、出身,而牛津、劍橋只接受英國國教信徒。用不著說,這樣的學校必然臥虎藏龍,它第一位臨床外科學教授李斯頓(Robert Liston, 1794-1847)更是出類拔萃。

李斯頓身高一米八八,個性強烈,是個教人不得不注意的人物。他是快刀手,以手術枱為表演場,病人趨之若鶩,戶限為穿。動刀之前,他會向慕名而來的醫師與閒雜人等宣布:「各位,請為我計時!」據說他曾經半分鐘不到便卸下一條人腿。即使文獻足徵的紀錄,他也名不虛傳,例如兩分半鐘便鋸下一條腿。只可惜那一回他創下的紀錄自己也不會覺得光彩。

原來那一次手術死了三個人。病人死了,因為傷口發炎;助手死了,因為匆忙中李斯頓連他的手指都鋸了下來,結果傷口發炎,難以遏止。最扯的是,站在手術枱附近長見識的一位仁兄也死了:李斯頓的刀不知怎的滑過他背部腰下,嚇死他了。

 

根據經驗,快刀可以降低傷口發炎的機會

李斯頓執迷於速度並不出於表演欲。在麻醉技術還沒有問世的年代,以刀「割治」病痛的療法本身便令人痛不欲生。除了減輕痛苦,使用快刀更重要的理由是,手術成功並不等於治療成功。手術刀造成的創傷往往會發炎,有效抑制發炎的藥物直到十九世紀末才出現,我們熟悉的消炎藥、抗生素還要等到1930年代。根據經驗,快刀可以降低傷口發炎的機會。

因此李斯頓成為歐洲第一位採用麻醉技術進行無痛手術的外科醫師,既是因緣際會,也是事有必至。

話說1846年10月中,美國麻州綜合醫院(Mass General)的外科醫師完成了一個新奇的手術:先以乙醚麻醉病人,再動刀切下他下顎的血管瘤。這個手術成為醫學史的里程碑,因為手術團隊立即完成一篇報告,送交新英格蘭最富盛名的醫學學報,11月中刊出。12月1日,由波士頓啟航的一艘蒸氣輪,將那一期學報傳送到加拿大、英格蘭、蘇格蘭。12月19日,李斯頓公開實驗以乙醚麻醉病人再截肢的手術。後來發明無菌手術的李斯特也在場。

外科醫學終於邁入「無痛」時代。

只不過,後見之明並沒有產生水到渠成、如釋重負的感覺,我們反而更難以理解:外科醫學為什麼那麼晚才進入「無痛」時代!因為最早使用的麻醉劑,科學家早就發現了,例如笑氣、乙醚。1800年,英國的達維(Humphry Davy, 1778-1829)出版了專書討論笑氣(也就是氧化亞氮)的性質。他在結論中預言,笑氣的麻醉效果可以應用在外科手術上。

 

在當年,笑氣、乙醚的用途類似搖頭丸

這可不是蛋頭學者的臆想。達維年輕時曾跟著一位外科醫師兼藥師當助手,因為受不了手術的慘烈景象而離開,最後成為歐洲知名的電化學家。他提拔的助手法拉第雖是開創電磁學的大師,在麻醉藥物學上也有承先啟後的貢獻。1818年,法拉第發表實驗報告,指出乙醚對人產生的效果與笑氣一樣,而且容易取得又便宜,不像笑氣需要特殊的儀器才能製備。

然而在當年,笑氣、乙醚的用途類似搖頭丸。為什麼英國的外科醫師沒有認真對待它們呢?需求不是發明之母嗎?

外科醫學終於進入無痛時代之後,麻醉藥物引起的問題可以歸納成幾條思路,有一些實在令我們外行人匪夷所思。首先是典型的科學思路,例如還有哪些物質有麻醉作用?麻醉的機制是什麼?笑氣是無機物,乙醚是有機物,為什麼它們都有麻醉效果?它們造成的麻醉效果有何異同?現在已知的麻醉劑越來越多,運用麻醉劑的實驗、臨床經驗越來越豐富,麻醉技術越來越安全,是這一條思路最明顯的成就。可是科學家對於麻醉的機制仍然不清楚:不同的麻醉劑並沒有共同或相似的結構,它們如何產生麻醉效果呢?甚至連「惰性」氣體氙都能麻醉動物。

 

同一濃度的乙醚能同時麻醉小鼠與含羞草

另一條思路是反思痛苦的意義,例如不少人根據《創世記》,認為女人受生產之苦是上帝的意旨。最出人意表的研究則是,植物是不是也會被笑氣、乙醚麻醉?這也是個形而上的問題,涉及西方的心物二元論、唯物論。簡言之,學者想知道生物與無生物究竟有什麼分別。法國19世紀最偉大的生理學家貝爾納(Claude Bernard, 1813-1878)便以實驗證明:同一濃度的乙醚能同時麻醉小鼠與含羞草。

最近一個歐洲團隊做了類似的實驗,使用的植物更多元,包括含羞草、捕蠅草、豌豆、茅膏菜、獨行菜、阿拉伯芥,麻醉劑也使用了好幾種。研究人員複製了貝爾納的觀察,例如含羞草喪失葉片閉合反應,幾個小時以後才恢復,捕蠅草也一樣,不過恢復時間較短:只消15分鐘。有趣的是,要是觸動捕蠅草葉片上的感應觸毛,在葉片表面可以測量到與動物神經元一樣的動作電位,而乙醚也能消滅那種反應,15分鐘後才完全復原,與葉片的捕蠅反應一樣。其他的證據顯示,麻醉劑還能影響植物的種子休眠、葉綠素生產、自由基清理等生理機制。研究人員相信這些發現提醒我們:麻醉劑的作用機制,可能並不直接與「神經系統」有關。

可是對這份實驗報告,紐約時報的記者感興趣的問題卻是:既然麻醉劑能夠剝奪植物的「反應」,那麼植物也有意識嗎?植物也屬於有情眾生嗎?難道感時花濺淚不只是詩人的移情而已?

 

生物對於自身處境的反應,從來沒有定於一尊

這些問題反映了「意識」現在已是認知神經科學的焦點之一。另一方面,在大眾文化中,「意識」問題又與對於未來的恐懼、願景相關聯。我們關心花、草是不是有意識,部分理由是我們對於科技產品在我們的世界中可能扮演的角色頗有疑懼。最近關於人工智慧(AI)的討論,除了AI造成失業之外,又回到「機器人是否會反叛人類」的老問題,便是現成的例子。要是花草都有意識,何況擁有超級智慧的AI?後果真是不堪設想。

其實貝爾納的思路仍然是討論這些問題比較理想的架構。他尊重常識,並不把「意識」當做生命的基本特質,他想釐清的是動、植物共有、而且不可化約的性質。因此麻醉劑對於植物的作用,當然不在與「意識」直接相關的機制。在生命世界中,生物對於自身處境的反應,從來沒有定於一尊,「意識」不是唯一的出路;生命會自尋出路。

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我們不妨以麻醉劑做生命的判準:只要不是生物,就不會擁有意識。AI、機器人、或者電腦通得過這一認證嗎?

王道還(王道還提供)
王道還(王道還提供)
作者小傳─王道還

台北市出生,從小喜歡閱讀,但是從未想過寫作,因為小學五年級投稿國語日報兩次皆遭退稿。大學三年級起意外接到翻譯稿約,以後寫作亦以翻譯為起點(意思是抄襲)。

在思想上,對於「思考」產生全新的認識,是在高二暑假讀了《西洋哲學史話》(台北:協志工業出版)、《相對論入門》(香港:今日世界出版社)兩本書。從高一起就對演化生物學發生興趣,後來以生物人類學為專業可能並非偶然,可是對科學史、科學哲學的興趣從未間斷。

更新時間|2018.03.05 10:27

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