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有圖有真相:生物科學的訓練與知識生產
 
 

就讀生命科學相關科系的人可能還記得,畫圖是大一普通生物實驗常見的指定作業。第一次使用顯微鏡時要畫出顯微鏡下所看到的細胞、組織切片、草履蟲,或其他微生物,圖畫往往是實驗報告的必備項目,有些甚至要求不能直接畫線,只能聚點成線。
▲就讀生命科學相關科系的人可能還記得,畫圖是大一普通生物實驗常見的指定作業。第一次使用顯微鏡時要畫出顯微鏡下所看到的細胞、組織切片、草履蟲,或其他微生物,圖畫往往是實驗報告的必備項目,有些甚至要求不能直接畫線,只能聚點成線。

 

大家與生物學初次相遇時,印象最深刻的事情是什麼?17世紀英國自然哲學家虎克(Robert Hooke, 1635–1703)所畫的軟木栓細胞?記得那據說看起來像蜂窩的黑白格子圖嗎?還有,曾經就讀生命科學相關科系的人可能還記得,畫圖是大一普通生物實驗常見的指定作業。第一次使用顯微鏡時要畫出顯微鏡下所看到的細胞、組織切片、草履蟲,或其他微生物,圖畫往往是實驗報告的必備項目,有些甚至要求不能直接畫線,只能聚點成線。

 

為了生物作業而挑燈夜戰,可能是早期修生物學的學生的共同記憶。當然,還有其他很多類似課程也有同樣的要求,這些包括植物學、植物病理學、解剖學等,學生用繪圖來學習植物的型態、生理結構、分類或病態等。

 
為什麼要學習生物學的繪圖?
 

對攝影技術發達的當代人而言,手繪圖能力的要求顯得不可思議─那不是又慢又不精準嗎?畢竟人怎麼能夠跟機器競爭呢?但是,不只虎克身為自然的研究者須具備起碼的繪畫能力,20世紀的生物學訓練也相當重視繪圖。為什麼?學生時代很少人會去思考這個問題,只有在回顧歷史時,才慢慢思索繪圖作為一種訓練背後可能的意義。

 
 
虎克畫的跳蚤(圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Hooke#/media/File:HookeFlea01.jpg)
▲虎克畫的跳蚤(圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Hooke#/media/File:HookeFlea01.jpg)

 

實際上,圖像在科學史中具有關鍵的重要性─圖像不僅引發人們對自然的迷戀,也是自然的再現,是事實的證明。虎克的顯微圖誌(Micrographia)是顯微鏡下所看到的生物圖像,其中有些圖像對當時的人如此的陌生與怪異,不管是像蜂窩的軟木栓細胞、長尾管蚜蠅的頭、跳蚤,還是蜘蛛,在顯微鏡底下看來非常超現實,簡直就是古代的科幻影像,難怪會引起懷疑。然而,虎克的圖像不僅是自然現象的證明,是知識生產的方式,也是虎克觀察力的證明。

 

虎克之後,圖像的重要性有增無減,如筆者曾在本刊516期〈讓自然自己說話?客觀、中立與理性〉一文中提及19世紀下半期之後,圖像成為展現客觀性的重要方式。再看另外一個例子,英國18世紀的婦產科醫師威廉.杭特爾(William Hunter, 1718–1783)請畫家畫了不少婦產科的精緻解剖圖,詳細呈現生產過程的機制。從這些圖片可以看到,杭特爾透過畫家想要傳達的訊息─客觀地呈現生產的生理機制,因此我們看到不同階段子宮與胚胎的精確位置,連孕婦的骨骼與肌肉的紋路都畫得非常仔細。

 
英國18世紀的婦產科醫師威廉・杭特爾請畫家畫的有關婦產科的精緻解剖圖。(圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/William_Hunter_(anatomist)?fbclid=IwAR3DzO68z0k3_j1fxVWqrAvC4RkQN3RtT5PgrybBUD6Ja_tZtYXWhdHJrsw#/media/File:Hunterw_table_12.jpg)
▲英國18世紀的婦產科醫師威廉・杭特爾請畫家畫的有關婦產科的精緻解剖圖。(圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/William_Hunter_(anatomist)?fbclid=IwAR3DzO68z0k3_j1fxVWqrAvC4RkQN3RtT5PgrybBUD6Ja_tZtYXWhdHJrsw#/media/File:Hunterw_table_12.jpg)

 

為了建立客觀性,除了子宮的構造之外,內容是被截斷且獨立的骨盆腔,觀者無法知道孕婦是誰,也沒有周遭環境的描繪。簡單來講,這些圖的構圖策略是相當去脈絡化的,也正因為如此而把子宮與胎兒打造成研究的對象,或者說是一種客體化。去脈絡化是建立在普遍化的預設上,也就是說,這個圖企圖代表所有的子宮,並且主張生產的機制也是放諸四海而皆準的原理。

 

或許上述三個層次的意義是為什麼直到20世紀繪圖仍在生物學作業中占據著重要位置的原因。透過繪圖,生物學生學習如何觀察自然、如何再現自然、如何創造(生產)知識。在手繪圖被攝影取代之前,生物學學生的學習是相當身體化的,他們要學習讓手能夠把眼睛所看到的呈現出來,在這個意義之下,他們的訓練與畫家的訓練非常相像。

 
近代生物學繪圖案例與演變
 

如此的文化似乎也跟著科學知識的全球化來到亞洲。例如,日本帝國大學熱帶醫學研究所的瘧疾防遏技術員講習班學員朱鈞昌,他出身貧寒,曾經在製糖所工作,也當過火車修理員。他幸運地考上瘧疾防遏技術員講習班,所領到的生活費讓他足以安家,因此非常珍惜。

 

他所繪製的瘧蚊圖是如此的詳細與精美,我們不僅可以感受到他珍惜他所擁有的機會,也可以觀察到他對科學知識的追求,企圖忠實地呈現瘧蚊的型態與行為忠實地呈現瘧蚊的行為(如叮咬時呈45度角)。這樣的圖也讓觀者看到瘧蚊叮咬人的模樣,以及了解瘧蚊與瘧疾原蟲的關係。也就是說,瘧疾被具體化成為可以理解的知識。

 
朱鈞昌於熱帶醫學研究所所繪的瘧蚊圖(圖片來源:朱鈞昌)
▲朱鈞昌於熱帶醫學研究所所繪的瘧蚊圖(圖片來源:朱鈞昌)
 

 

又如,人類對於病毒的理解也是仰賴能把病毒視覺化的電子顯微鏡(electron microscope)。在1930年代之前,病毒的定義都是負面表列的方式,它不是細菌、是無法生存在生物體之外的、是微小而無法看見的。直到1950年代由於電子顯微鏡技術的發展,讓病毒研究有了新的突破,也就是病毒的具象化證明了它的存在,成為可研究的對象。

 

電子顯微鏡所產生出來的病毒影像(micrographs)形成了新形式的病毒知識,因而促成了關於病毒定義的典範轉移。此外,也了解病毒繁殖的隱蔽期(eclipse phase,也就是無法偵測到病毒粒子的時期),以及病毒的分類與命名。電子顯微鏡技術促成了病毒的可見性,影響相當深遠,如果沒有這個視覺化的歷程,今日流感的分類與防疫措施恐怕都難以進行。

 

上述的例子,無論是虎克、杭特爾,還是朱鈞昌(病毒的例子則是介於新舊之間),多多少少都遵從類似典範的知識生產模式─描繪自然(通常是生物體)、再現自然,較少介入自然。當代主流生命科學的知識生產則不然,以實驗為主的知識生產就是基於自然現象的操縱─透過實驗的設計,無論是細胞培養或是基因編輯,通常都是把改造過後的生物細胞,甚至DNA(或其他生命形式)放置在人造的環境下進行各種介入來了解生物現象。

 

另外,圖像在當代的生命科學知識生產仍然占有重要性,但是已經不是手繪圖像,而是攝影,且通常是數位攝影。這種種的條件孕育了當代生命科學研究的一個特殊現象─論文造假的主要手段是在圖片上動手腳。分子生物學的相關研究,如跑DNA結果的影像,多一條或少一條,意義就有所不同,但是多一條少一條是很容易用影像軟體修改的,或是將同一張圖片旋轉90度變成另外一篇文論的證據,一魚兩吃。這樣看來,有圖未必有真相。

 

強調手繪圖的過去與充滿各種數位影像的今日,兩者在科學家養成與知識生產的面向上有許多差異,但是圖像依然非常重要。不過,由於影像技術的發達以及當代生命科學知識生產的特性(多數實驗並不會被重複或無法重複),對於「有圖有真相」這樣的信念,我們當有所保留。如果虎克搭了時光機器來到21世紀,看到這些製造出來的電子圖,不知道作何感想?

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