時空行者，我來也！
96/10/17
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曾志朗｜
中央研究院院士／《科學人》雜誌榮譽社長
張志玲｜
《科學發展》特約文字編輯（文字整理）
在電影〈回到未來〉中，男主角藉由時光機回到父母的少年時光，一心想防止他們發生誤會，可是在現實生活中我們無法回到過去。然而在「數位典藏」與「Google Earth」結合的e平臺上，卻可任由我們在不同時間、空間中來回穿梭與探勘資料，進而建立搜尋與比對系統。我們的下一代也會在這樣的平臺上做各種研究，除了會得到和現在不太一樣的成果外，所有放在平臺上的資訊也都會公開和全世界分享。
「數位典藏」是把過去的文獻、圖像、文物、影音等紀錄資料數位化，輸入電腦後建成資料庫。這些典藏資料具有時間意義，可提供社會大眾在電腦上瀏覽查詢，也可留給後代子孫。「Google Earth」是古狗（Google）網站提供的3D地圖瀏覽系統，這個網站能夠顯示空間地圖，只要把影像地圖套在3D模型上，就可了解它是位在地球的哪一個位置（包括經度、緯度與海平面高度），還可以用動態方式觀看一個特定物體的移動。若把數位典藏裡的大量文史資料放進Google Earth平臺，很有可能發現許多以前不知道的知識。
例如日據時代有一位領導農民革命的簡吉，當他被抓以後曾在獄中以日文寫日記。之後他的兒子和出版社合作，把日記內容譯成中文，又請中央研究院近代史專家考據和注釋，於是發現臺灣有過一段農民革命歷史，還有人因此被關。可是簡吉被抓以後誰幫他辯護呢？於是又發現當時有律師、有社會主義的機構為他辯護。再查當時的時間背景又發現，同一時間裡的古巴、俄羅斯、中國大陸，也曾因為民智發展而發生地主與佃農的農業鬥爭事件。
因此只要蒐集的資料足夠完整，就可藉由這個平臺進到過去的情境，看看祖父、曾祖父、曾曾祖父的時代是什麼樣子。不只了解歷史事實，在探討科學真相時，時間、空間也是非常重要的因素。譬如做腦部研究，除了需要知道腦部哪個區域正在活動外，也要知道何時會活動。若能對大腦處理訊息的時間、空間了解更多，就好像直接走進人腦裡面做研究似的。
直接進入大腦做研究
大腦分成左右兩邊，各邊分成4個區：枕葉區處理視覺；頂葉區掌管動作、方向、計算、物體辨認；顳葉區與聲音、語言理解和某些層面記憶有關；額葉區彙總大腦的所有功能。因此認字的時候，腦部各區分別負起字形、字義、字音的判斷，也因此在讀一個漢字時，需要動用大腦好幾個地方，閱讀英文時的情況大致相似。不過仍有例外，這是因為「左腦負責閱讀，右腦有很多視覺空間」，所以大腦處理圖像結構時會有所不同。
此外，不同字形或字音在腦部引起的活動程度各不相同。倘若觀察腦波圖就可看到：遇到相似度高的字，腦部活動比較少。譬如「搖、遙、謠、瑤」這些字的偏旁和讀音都一樣，腦部運算時間比較短。若是遇到偏旁和讀音不一樣的字，腦部活動就很劇烈，如「流、梳、毓」每個音不同，必須花時間找出一致性，因此腦部需要較久的時間做運算。
倘若見到不相干的字，腦的許多部位立即出現負波，若有衝突時，負波更大。譬如「喝咖啡加糖」這句話很平常，負波比較少。若是「喝咖啡加鹽巴」，這話令人訝異，腦部負波就會很大。因此在做腦部研究時，可利用這些不同例子去計算時間。
不過只知道這些概念仍然不夠，還要知道腦部活動是從哪裡開始，接著要到哪裡去。譬如看一個字，腦部有一個地方先動，然後各處動，這時若以儀器量測腦波，追尋每毫秒腦的動態，就能透過空間、時間了解腦部活動的分布。全球許多做腦部研究的實驗室，經常把數據、實驗資料放上數位平臺，累積的資料越來越多以後，根據龐大的資料便能夠建立腦的三度空間資料庫。如此一來就有如走進人腦裡面，一面觀看腦行為的發生歷程，一面觀看腦部各處如何完成工作，進而了解它們的功能與機制。
語言與基因演化
可是文盲怎麼辦，他們無法建立對字形的感覺，這情況暗示一個現象：我們的大腦只是一個普通機器，必須接受教育才能變成特殊機器來應付特殊環境。學會判斷字音、字形，就能應用比較有效的方法和他人溝通，而這也是文明發展的開始。分散世界各地的不同語言，有些地方的讀音十分相似，經由大量的、不同語言的相似讀音分析，人們發現語言演化的分布情形和基因演化的分布情形類似。
許多做基因研究的人是在大量資料中做比對，只要做過DNA序列比對就能知道，誰和誰比較親，誰和誰的血統比較近。假如有來自全世界人種的龐大資料，只要打開基因資料放在一起做比對與篩選，就會發現某些統計最能代表世界人種的分布，也會發現世界人種最早是從非洲往外遷移的。
非洲南部的歷蘇人把斑馬跑步的聲音變成語言，他們把舌頭放在嘴唇裡邊再打回來，這是人類的第1個語言。這個語言從非洲散播出來，在哥薩克停留一段時間，由歐洲經白令海峽，經過3次大移民，一直走到祕魯。人類語言就這麼散播著，然後形成各種不同族群，於是發現世界語言竟然連在一起，只是分支不同。做研究時可從語言追尋到基因，從基因預測到語言，兩者息息相關。
然而人會走動，走到其他地方以後，說的話會有變化，也因此北京話到臺灣就變成「粉好了」。但是北京話本身也在變，W發音變成V，這種現象越來越多。
有位俄羅斯語言學家把全世界語言的200個詞彙放在電腦上比對，發現梵文和義大利文有許多字很類似，於是知道梵文源自拉丁文。若用英語、德語數數字，聽起來會與拉丁文、希臘文、梵文相近，因為它們都是D、T發音。可是中文不一樣，因此知道中文是從另一個不同語族發展出來的。只要大量資料一直進來，不停比對就可找到痕跡，這些大量資料使得我們對於人類的生活型態產生不同的看法。
還原歷史看真相
由此可知，收藏資料非常重要，尤其是在了解過去，了解自己，預測未來的時候。
譬如2,390年前亞力山大港附近有座「藏書庫」，人類的智慧是從那裡開始的。那時候，所有經過地中海的船隻必須停在亞力山大港接受搜查，倘若找到一本書而且藏書庫沒有，就用希臘文、埃及文抄寫，寫完以後把書送還，船才可以開走。因此這座藏書庫在很快時間內蒐集到70萬卷羊皮卷、草皮卷，蒐集內容包括天文、數學、地理、醫學、食譜、香料等什麼資料都有。古代學者亞理斯多得、阿基米德、歐幾里德等人全在那裡做過研究，可惜1,600多年前的一場大火把藏書庫燒毀了。
那座藏書庫曾經收藏天文學家希帕克斯（Hipparchus）寫的星空圖，那張星空圖也在大火中焚毀。還好1,600多年前的一座「擎天神抬起星空」的雕像上刻有星座，一位亞利桑納教授根據數位方式，把星座上每一個座的三度空間照相，然後變成二維，再貼在天空圖上做比對，雖然感覺有點不像，但又很像。
後經他和研究生的一再討論，那是兩千多年前的星空圖，需要矯正。於是就用天文物理的各種定律去推測，到底兩千多年前的星空圖該如何修正，完成以後再貼上去，竟然吻合了。於是發現雕像上的星座圖，真的是希帕克斯寫在書上、留在藏書館裡、別人再根據那張圖雕刻出來的星空。
希帕克斯是第1個提出地球應該繞著太陽轉的人，也是做了很多星象觀察的人。人們原本以為托勒密（Claudius Ptolemy）是星空圖畫得最好的人，現在看來或許不是。因此若想還原歷史，就要回到過去，走到未來，做一個時空行者，如果事情做正確了，就會看到真相。
2001年，埃及政府在聯合國科教文組織的贊助下，在地中海附近重建亞力山大圖書館，新館藏書逾800萬冊，裡面藏有各國文字資料。為順應時代潮流，館方人員把各種資料「數位典藏」起來，由時空的訊息中去表徵人類所創建的文明。亞歷山大圖書館的前身是建於兩千多年前的藏書庫（Bibliotheca Alexandria），這是全世界第1個國家公共圖書館。由於圖書館裡收藏的資料是要被人使用的，倘若進入圖書館找不到資料，再多的收藏也沒用。於是館方又把所有資料分類，分名目，並以作者名稱的第1個字母排序。最早的網路搜尋引擎的設計概念，就是由這套搜尋管理模式中研發出來的。
穿梭歷史時空
臺灣有許多科學家做的研究屬於科學前沿研究，不但能與國外學者合作，有些還超前一些。譬如天文所的「臺灣次毫米波陣列計畫」（Sub-millimeter Array of Taiwan, SMART）可以觀測到星球的形成，同時又與美國史密松研究所合作組成全世界第1組的次毫米波陣列。
又如中央研究院與好幾個大學合作，在夏威夷4千公尺的山上擁有一個望遠鏡，又在另一座大島的山上建造光學望遠鏡，用以蒐集研究用的資料。雖然每天蒐集這麼多資料，但仍計畫多建幾個，以便看得更遠、更清楚、更準確，而從祕魯、墨西哥等地每天也都有大量資料進來，形成一個龐大的資料庫。
還有許多臺灣科學家正在如火如荼地進行著各種研究。譬如在丁肇中博士的暗物質計畫中，臺灣是主要的參與者。又如臺灣與國外藥廠合作共同推動基因醫藥研究計畫。另外基於對生命的關切，臺灣參與了基因體定序，對人類的第4對染色體有非常大的貢獻。爾後也與美、英、法、日、韓等10國共同參與國際水稻基因組定序計畫。這些研究計畫每天都有大量的資料進來，更有許多學者、資訊工程師不斷地把資料往網路上丟。面對這麼龐大的資料庫，如何應用電腦來處理呢？
這個情況非要ｅ平臺上的數位計算幫忙不可，因為對於數據含義的了解，已經無法憑藉一個人的腦袋來想這麼多。因此臺灣開始做數位典藏，把所有的文物，書法、畫、地圖……拓片，人民分布、遷徙，故宮博物院、臺大圖書館、中研院各所……等各種收藏，社會、產業、政治變遷，文獻檔案、百年來的空照圖等大量資料、繕本，附近海域狀況，技術發展等，一一數位化。這麼大量的資料不只放上去而已，將來還要有人詮釋、說明，更要找得到資料，而且所有的資料都需要時間、空間和各種不同語言的敘述。
龐大資料數位化以後，未來的人只要看到一張圖就可以做比對，看看它是那一個年代的，圖片上是些什麼人，這些資料馬上可以查到。或者可以拿著PDA去旅遊，若想知道看到的是哪一種鳥類，可以馬上透過PDA上網查詢。
網路上各種不同的資料都在訴說著不同的故事，上述提及的埃及圖書館，現在正把埃及古文明資料數位化，臺灣的資料已和他們連線，未來所有到亞力山大圖書館想看歐洲文明的人，也可以在網路上看到臺灣所展現出來的世界文明的一部分。現在在臺北市政府二樓展示館的公共電腦上，可以看到十幾、二十年前所有年代、不同地點的變化，在那裡，只需要動一根手指，就可讓你成為時空行者，在臺灣歷史的時空中來回穿梭。
