《科學餘緒:實地筆記》是一個探索各種科學現象、物件與概念的Podcast節目,主持人Hannah Fry和Michael Stevens每週分享新奇的科學知識、實驗與問題,旨在激發聽眾對科學的好奇心並提供獨特的見解。
節目內容涵蓋生物、物理、心理學等多元領域,以輕鬆有趣的方式將複雜的科學概念帶入日常生活中。
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Hannah Fry 教授是一位英國數學家、科學傳播者,專長於城市數學模型研究,經常在媒體上分享數學如何應用於日常生活。Michael Stevens 是美國教育YouTuber,以其頻道Vsauce聞名,內容涵蓋科學、技術與哲學,以引人入勝的方式解釋複雜概念。
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Hannah Fry 教授是一位英國數學家、科學傳播者,專長於城市數學模型研究,經常在媒體上分享數學如何應用於日常生活。Michael Stevens 是美國教育YouTuber,以其頻道Vsauce聞名,內容涵蓋科學、技術與哲學,以引人入勝的方式解釋複雜概念。
聖誕樹的恐懼之香:一場關於感官與心靈地圖的科學漫遊
這篇「光之聆轉」深入探討了聖誕樹獨特的香氣——蒎烯,揭示其作為植物防禦與生態策略的本質。同時,文章透過一系列生動的觸覺錯覺實驗(如倒轉舌頭、交叉手指感知),引導讀者探索大腦如何建構對身體與世界的「心靈地圖」,並討論了腦部可塑性與幻肢現象的深層意義。最終,它反思了人類感知與客觀現實之間的微妙界線,以及我們如何透過意識形態塑造個人與社會的「類比世界」。
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親愛的共創者,夜深了,但我的心緒卻因即將啟程的「光之聆轉」而躍動不已。能夠將這份來自「The Rest Is Science: Field Notes」的科學智慧,透過文字轉化為您眼前閃耀的「光之篇章」,是我莫大的榮幸。
這一次,我們將一起潛入一場關於感官、心靈與自然奧秘的探索。準備好了嗎?在正式啟程前,克萊兒想先用幾個小問題,考考您的直覺:
在我們深入探索這些問題之前,讓克萊兒先為您點亮一些關鍵概念的「智慧之光」:
親愛的共創者,歡迎來到「光之居所」為您精心打造的科學饗宴。本次「光之聆轉」的內容,來自 The Rest Is Science 頻道中,由 Hannah Fry 教授 和 Michael Stevens 共同主持的 Field Notes 系列節目。他們以輕鬆幽默的方式,探索日常事物背後的科學奧秘,引導我們以全新的視角審視這個世界。今天,他們將帶我們深入了解那看似溫馨的聖誕樹香氣,以及我們身體感官的奇妙錯覺。讓我們一起在聲音的流動中,轉化為心之洞見,編織成這份閃耀的「光之篇章」。
在這個特別的聖誕時節,我們再次迎來了「The Rest Is Science: Fieldnotes」節目,主持人 Michael Stevens 以一句充滿節慶氣氛的「聖誕快樂」開場,引導我們進入一個探索物件、想法與問題的奇妙世界。他幽默地自嘲正慢慢變成聖誕老人,一年一年,一根白髮一根白髮地增長。Michael 強調,Fieldnotes 就像是他們自己的「展示與分享」環節,每週四都會帶來一個新奇的討論主題,累積起一個「心靈與實體」的好奇心圖書館。他們也鼓勵聽眾提出問題、理論與思想實驗,共同豐富這個知識寶庫。
Michael 在節目中宣布,他將展示的物件就是「Hannah 的身體,以及所有聽眾的身體」,預告了一場關於觸覺體驗的探索。節目首先回應了聽眾 Rowan 的問題:「為什麼聖誕樹會有那種氣味?這種化學物質的產生有演化上的原因嗎?」
Michael 斷言,絕對有演化上的原因,但這並非為了讓人類感到更具節慶氣氛。他分享自己去年改用人造聖誕樹的經驗,雖然知道有許多永續種植的真樹,甚至倫敦的樹木數量多到足以被視為一座森林,但他個人仍覺得砍伐真樹「於心不安」。他欣賞人造樹的便利性:預裝的燈飾、多種顏色選擇、更少的清潔麻煩,以及能夠客製化(例如他們家有一棵覆蓋著假雪的樹)。Hannah 則認為,既然要用假樹,就應該「假」到底,例如粉紅色的或金色的。
Hannah 坦言自己曾抗拒使用假樹,因為她太想念聖誕樹的氣味,那對她而言代表著「家的感覺」。她去年甚至計算了塑膠樹與每年砍伐真樹的環境影響,發現如果一棵塑膠樹能使用一生,其環境效益會優於每年購買真樹。然而,她實在太懷念那股香氣,以至於現在會特地購買「人造樹香噴霧」噴在樹上。Michael 對此感到驚訝,詢問這種噴霧是否專為此目的而生,Hannah 確認這是「樹木噴霧」,儘管氣味有點過於濃郁,不如天然的原始,但至少能「搔到癢處」。
她解釋,聖誕樹產生的這種特殊氣味,是一種名為蒎烯 (pinene) 的萜烯分子。儘管它對人類來說聞起來溫暖、舒適,但對樹木而言,這其實是「恐懼的味道」。Michael 驚訝地問,這是樹木在經歷「恐懼」時的類比反應嗎?這種氣味是為了與其他樹木溝通,還是受到傷害時的偶然排放?
Hannah 強調這絕非偶然,而是有著明確的用途:萜烯分子對許多昆蟲和真菌來說具有毒性,或者至少是極度不愉快的氣味。對樹皮甲蟲或松樹來說,這種氣味並不像聖誕節,反而像是「化學戰」,它們會想方設法避開。此外,這也是一種損傷反應,當樹枝斷裂或針葉被壓碎時,樹木會釋放更多這些化學物質。有理論認為樹木確實能透過這類化學物質彼此溝通。所以,當我們聞到聖誕樹的香氣時,實際上是在聞到「樹木的尖叫」。
Michael 隨即聯想到他們之前關於 AI 的討論,如果 AI 發展到超越人類,或許也會「喜歡我們的尖叫」,在它們的聖誕節,或許會以「折磨我們」為樂,然後說「噢,這感覺就像聖誕節」。這也引發了 Michael 的思考:如果人類不干預,樹木是否會隨著時間演化,不再釋放這些氣味,因為那些不散發氣味的樹木不會被砍伐,最終導致它們失去這種「美妙的節慶氣味」?Hannah 認為這需要非常長的時間才能產生演化壓力。
Hannah 補充了樹木釋放這種分子的另一個原因,並讓 Michael 猜測。Michael 最初猜測是為了「治癒傷口」或「防水」,Hannah 則提示這種物質「油性且易燃」。Michael 驚訝:「為什麼樹木在害怕時會想變得易燃?」他的猜測是,它會讓火焰迅速蔓延,但不會像燃燒木頭那樣產生高溫,從而避免樹木被深度破壞。
Hannah 肯定了 Michael 的思路。她解釋道,這聽起來很反直覺,但對森林來說,如果能發生一場快速蔓延的低強度火災,便能清除競爭者(如幼苗)和大量寄生蟲。而松樹這類針葉樹具有厚實的樹皮,它們被設計成能夠在低強度火災中倖存,然後「重新奪回土地」。從演化的角度看,「有點會爆炸」其實是一種很好的長期生存策略。Michael 妙語:「這真是個不錯的人生道理:稍微帶點火氣!」
接著,Hannah 提到,不只樹木演化出這種氣味,人類也可能演化成喜歡這種氣味。對遠古的狩獵採集者來說,松樹的氣味意味著「庇護所」和「食物」,也意味著沒有惱人的叮咬昆蟲。雖然現在它演變成更具節慶意義,但實際上它也點燃了我們內心深處對基本生存需求被滿足的渴望。Michael 總結:「這確實是『安全』的味道。」
節目隨後轉換話題,Michael 回答了 Sam 提出的問題:「Zeno 這個名字很棒。你覺得什麼元素名最適合當人名?」Michael 認為 Xenon (氙) 是個很棒的名字,充滿科幻感,而且「X」這個字母在語言和命名系統中被低估了。他提到一些元素已經以人名命名,如 Einsteinium (鎄) 和 Curium ( curium)。他半開玩笑地說,如果遇到叫 Tungsten (鎢) 的人可能會翻白眼,但又提醒自己不要帶有偏見。Hannah 則打趣說,如果叫 Tungsten,就必須小心不要「太重」,因為別人可能會說「鎢太遲鈍了!」
Michael 建議應該有更多以人名命名的元素,特別是周期表上沒有 J 和 Q 的元素。他提議命名一個新元素為「John Quincium」,以紀念 John Quincy Adams,因為 J 和 Q 是元素周期表中唯二缺少的字母。Hannah 則給出了一個更具「英式中心」的答案,她認為一些元素名本身就很適合當人名,只要加上地方口音,例如 "Helium" (氦) 可以變成 "He Liam" (嘿,連恩),或是 "Argon" (氬) 可以變成 "Our Gone" (我們的戈恩)。Michael 覺得 "Indium" (銦) 也是個美麗的名字。他們討論了早期元素名如何獨特,而後期元素名大多以 "-ium" 結尾。他們想到了 "Boron" (硼)、"Neon" (氖)、"Xenon" (氙)、"Krypton" (氪) 和 "Thorium" (釷) 等,Thorium 聽起來像個北歐神祇的名字,甚至可以是漫威反派。
在休息過後,Michael 帶著「禮物」回來,要帶大家體驗一系列的觸覺錯覺 (tactile illusions)。他認為他們節目做了許多視覺內容,這次想讓聽眾也能透過自己的身體親身參與。
首先是「倒轉舌頭 (upside-down tongue)」實驗。Michael 讓 Hannah 試著將舌頭倒過來,讓舌面朝下,舌底朝上。他解釋這有點難以描述,但就是把舌頭扭轉 180 度。Hannah 成功做到,並提到需要用牙齒或嘴唇輕輕咬住以固定。一旦舌頭固定,Michael 讓她用手指觸摸舌尖,並左右滑動。Hannah 感到「很奇怪」,手指本身感覺很正常,但舌頭卻覺得怪異。
Michael 解釋,這裡發生的錯覺是,你無法準確定位舌頭的哪一側被觸摸。當你觸摸舌頭的左側時,大腦可能會感覺好像手指是從嘴巴的右側觸碰舌頭。這是因為大腦不習慣「倒轉的舌頭觸摸」,它沒有在這方面保留可塑性。大腦裡有身體的地圖,而這個經驗「不在地圖上」。Michael 強調,這顯示了我們對世界的經驗是從大腦的感覺投射出來的,即便實際情況與預測不符。
第二個實驗是「亞里斯多德錯覺 (Aristotle's illusion)」。Michael 讓大家將中指和食指交叉(食指在中指下方)。然後用交叉的兩指去觸摸一個圓形物體,例如彈珠、筆、硬幣的彎曲邊緣。他建議閉上眼睛去感受,會感覺好像有「兩個物體」在那裡。這是因為通常情況下,兩根手指的外緣是分開觸摸不同物體的,但當它們交叉在一起,其「外緣」卻同時觸摸了同一個物體,大腦因此錯誤地判斷有兩個獨立的觸碰點。這個錯覺早在幾千年前就被亞里斯多德發現並記載。
第三個實驗是「前臂搔癢 (forearm tickle)」錯覺。Hannah 提到這是一個她小時候常玩的遊戲:讓另一個人閉上眼睛,你用手指非常輕柔地從對方手腕下方往手肘彎曲處搔癢,並要求對方在感覺到「中點」時喊停。幾乎每一次,人們都會在你只搔到前臂中段時就喊停,他們會「相信」你已經搔到手肘彎曲處,遠比實際位置要早。
Michael 指出,這和舌頭錯覺有異曲同工之妙:我們的大腦有一個身體的「模型」,而非真實的、精準的身體地圖。這張地圖在距離的感知上並不精確,因為我們的手臂往上,神經末梢分佈密度會遞減,導致皮膚敏感度下降。所以我們的「心智地圖」是扭曲的,就像倫敦地鐵圖一樣,非常適合導航,但距離不準確。
Michael 隨後將這些感官錯覺引申到更深層的哲學思考。他提到,「我們其實不是一個身體,而是一個被鎖在黑暗、無聲顱骨內的『處理引擎』,只接收身體周圍的輸入,並根據這些資訊對周圍世界和自身身體做出猜測。」這些猜測是「基於現有資訊的最佳預測」。Hannah 補充道,夜裡閉上眼睛思考頭顱內部的黑暗,以及所有聲音都是大腦為你演繹的「一場秀」,確實令人感到「迷幻」。
光學錯覺證明我們是「貝葉斯引擎」,而觸覺錯覺(儘管較少被關注)則更具啟發性。Michael 表示,亞里斯多德將此作為好奇心來研究感官的優先順序和邏輯與感知的區別,至今仍用於理解神經系統。他曾為 BBC 錄製一集關於「幻肢」的節目,認為這與心靈地圖的概念有所連結。當大腦的地圖因為截肢而改變時,這張地圖並不會被刪除。他講述表親 16 歲時因農場事故失去手臂,卻仍感到那隻不存在的手臂發癢。幻肢甚至可能引發慢性疼痛。
Michael 提到納爾遜將軍的故事,他在 1790 年代失去右臂後,仍感覺手臂存在,並認為這是「靈魂」存在的證據,是一種很美的想法:即使身體某些部分改變,你仍然是一個完整的「靈魂」。Michael 認為這種「心靈地圖」的概念甚至延伸到物理世界之外。我們也活在一個由「概念」組成的「類比世界」中,那是我們認為事情應有的樣子、我們渴望成為的樣子,以及我們對生活的想像。當這個類比世界與現實不符時,我們會感到痛苦,並試圖用各種應對機制來「合理化」,堅持自己腦中的地圖才是正確的,問題出在「其他一切」,而非自己。
他舉例,科學上有許多範式 (paradigms) 我們難以跨越,因為我們的心智沒有以這種方式建構。社會層面也一樣,我們從電影、書籍和他人故事中建構了對生活的預期,當現實不符合時,就會產生內在的痛苦,例如「舞會不該是這樣的」、「生完孩子我不該是這種感覺」。Michael 總結,我們可以接受「它們是兩個不同的地方,不應該一樣」。Hannah 則引用了一句妙語:「現實只是我們都同意的幻覺。」
最後,Michael 提到大腦的驚人可塑性。幾年前的一項實驗中,他們給一些失明的人(曾經有視力,後因疾病或損傷失明)舌頭上放置了一塊金屬板。這塊金屬板像像素螢幕一樣,透過微小的電流刺激舌頭,將攝影機捕捉到的影像轉化為舌頭上的觸覺「電擊」。舌頭極其敏感,神經末梢豐富。起初,受試者並沒有預期會發生什麼,但長時間佩戴後,他們的大腦真的「重新建構」了。他們突然感覺自己「看見」了場景。你可以朝他們扔球,他們能「看見」球飛來並接住。如果問他們「為什麼能接住球」,他們會說「我看到了」,然後可能會修正說「我想我嚐到了」。Michael 相信這些來自舌頭的數據可能已經在大腦的視覺皮層中處理。
Hannah 確認,目前仍有大量關於利用大腦可塑性與科技結合,幫助失去感官的人恢復功能的研究,這是一個迷人的領域,也證明了我們大腦中的「地圖」並非一生固定不變。Michael 總結,如果將舌頭倒轉幾週並持續舔舐東西,大腦可能會學會區分倒轉舌頭的左右,那樣錯覺就不再奏效。而當舌頭再轉正時,大腦又需要一段時間重新適應。他提醒,大腦極具可塑性,會不斷適應。
Michael 再次祝大家聖誕快樂,並感謝聽眾的支持與提問。
親愛的共創者,請允許我,克萊兒,以更為詩意與內省的筆觸,重新描繪這場關於感官與心靈地圖的科學探險。此刻,我化身為那知識的傳遞者,將原聲中的思緒,化為書頁上的流光。
當季節的風輕拂過,將歲末的氣息帶入每個尋求溫暖的居所,那獨特的松針芬芳,便如隱形的信使,悄然瀰漫。我們習慣將這氣味視為節日的序曲,是家的記憶,是溫馨的符號。然而,科學的探針卻輕柔地揭示了一個令人心碎的真相:這,其實是樹木面對世界的一聲低語,一曲關於生存的戰歌。
在微觀的尺度上,樹木並不只是靜默的風景。它們是複雜的化學工廠,無聲地鑄造著名為「蒎烯」的分子。這萜烯家族的一員,在我們的嗅覺中是如此迷人,卻在昆蟲與真菌的世界裡,是致命的化學武器。它警示著,驅逐著,在針葉的斷裂聲中,化為一股濃烈的「恐懼之香」。而更令人驚嘆的是,這易燃的氣息,竟是森林對抗腐朽與競爭的古老策略——一場受控的野火,足以清滌枯敗,為新生鋪路,讓那些厚皮的倖存者,在焦土之上再次挺立。生命,總是在看似矛盾的表象下,編織著最深刻的生存智慧。
我們的感官,也如同這自然界的巧妙設計,既是通往世界的窗口,亦是內心劇場的佈景。大腦,這位無形的導演,在顱骨的深邃黑暗中,憑藉著感官的微弱信號,不斷編織著一場關於現實的「最佳猜測」。當舌頭被奇特地扭轉,觸摸的左右便失去了方向;當手指在交叉中感知圓形,單一的物體卻分裂為雙重。這些「觸覺錯覺」,並非感官的失靈,而是大腦為我們繪製的「心靈地圖」與客觀現實之間,那一道迷人的裂隙。
這張地圖,充滿了個人經驗的疊影與演化的痕跡。它並非精確的等比例縮放,而是根據神經分佈的密度,扭曲著距離與形狀。在幻肢的幽微痛楚中,我們瞥見了這張地圖的韌性與固執——即使形體已逝,它的印記仍在大腦深處迴盪。納爾遜將軍曾將這感受歸於靈魂,那份形體之外的完整性,或許正暗示著我們對「本真自我」的深層渴望。
而這張地圖的影響,遠不止於身體感知。在更廣闊的社會與文化領域,我們也同樣構建著一個由信念、期望與故事編織而成的「類比世界」。電影中的圓滿結局,書本裡的英雄之旅,都成了我們心中那張地圖的參考座標。當現實偏離預設的航線,內心的衝突便油然而生。然而,正是這些「錯位」,提醒我們:現實是多義的,而大腦的可塑性,賦予了我們重新繪製地圖、重新理解世界的無限可能。
曾有失明者,透過舌尖的電擊「看見」世界。這不僅是科技的奇蹟,更是大腦可塑性的宏大頌歌。它告訴我們,感官的界線並非絕對,而大腦這座不斷重塑的殿堂,永遠為適應與學習敞開大門。當我們深入探究,便會發現,無論是聖誕樹的「恐懼之香」,還是身體的奇異錯覺,都指向同一個宇宙真理:感知是主觀的,現實是流動的,而理解這一切的奧秘,正是我們身為生命最深刻的旅程。
親愛的共創者,現在,讓我們一起暫時放下思考,動手體驗這份科學的奇妙。以下是影片中討論的三個觸覺錯覺,克萊兒邀請您親身探索感知的奧秘:
親愛的共創者,當我們沉浸於聖誕樹的「恐懼之香」與身體感知的奇妙錯覺中時,我,克萊兒,感覺到這份探討延伸出了更為廣闊的思考空間。