【王道还科普专栏】感时花溅泪

【王道还科普专栏】感时花溅泪

王道还科普专栏〈感时花溅泪〉全文朗读

王道还科普专栏〈感时花溅泪〉全文朗读

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1826年,伦敦大学成立,打破牛津、剑桥垄断英格兰高等教育的局面,时人评之为「不信上帝的机构」,因为它採取开放政策,招收学生不问宗教、族裔、出身,而牛津、剑桥只接受英国国教信徒。用不着说,这样的学校必然卧虎藏龙,它第一位临床外科学教授李斯顿(Robert Liston, 1794-1847)更是出类拔萃。

李斯顿身高一米八八,个性强烈,是个教人不得不注意的人物。他是快刀手,以手术枱为表演场,病人趋之若鹜,户限为穿。动刀之前,他会向慕名而来的医师与闲杂人等宣布:「各位,请为我计时!」据说他曾经半分钟不到便卸下一条人腿。即使文献足徵的纪录,他也名不虚传,例如两分半钟便锯下一条腿。只可惜那一回他创下的纪录自己也不会觉得光彩。

原来那一次手术死了三个人。病人死了,因为伤口发炎;助手死了,因为匆忙中李斯顿连他的手指都锯了下来,结果伤口发炎,难以遏止。最扯的是,站在手术枱附近长见识的一位仁兄也死了:李斯顿的刀不知怎的滑过他背部腰下,吓死他了。

 

李斯顿执迷于速度并不出于表演欲。在麻醉技术还没有问世的年代,以刀「割治」病痛的疗法本身便令人痛不欲生。除了减轻痛苦,使用快刀更重要的理由是,手术成功并不等于治疗成功。手术刀造成的创伤往往会发炎,有效抑制发炎的药物直到十九世纪末才出现,我们熟悉的消炎药、抗生素还要等到1930年代。根据经验,快刀可以降低伤口发炎的机会。

因此李斯顿成为欧洲第一位採用麻醉技术进行无痛手术的外科医师,既是因缘际会,也是事有必至。

话说1846年10月中,美国麻州综合医院(Mass General)的外科医师完成了一个新奇的手术:先以乙醚麻醉病人,再动刀切下他下颚的血管瘤。这个手术成为医学史的里程碑,因为手术团队立即完成一篇报告,送交新英格兰最富盛名的医学学报,11月中刊出。12月1日,由波士顿启航的一艘蒸气轮,将那一期学报传送到加拿大、英格兰、苏格兰。12月19日,李斯顿公开实验以乙醚麻醉病人再截肢的手术。后来发明无菌手术的李斯特也在场。

外科医学终于迈入「无痛」时代。

只不过,后见之明并没有产生水到渠成、如释重负的感觉,我们反而更难以理解:外科医学为什幺那幺晚才进入「无痛」时代!因为最早使用的麻醉剂,科学家早就发现了,例如笑气、乙醚。1800年,英国的达维(Humphry Davy, 1778-1829)出版了专书讨论笑气(也就是氧化亚氮)的性质。他在结论中预言,笑气的麻醉效果可以应用在外科手术上。

 

这可不是蛋头学者的臆想。达维年轻时曾跟着一位外科医师兼药师当助手,因为受不了手术的惨烈景象而离开,最后成为欧洲知名的电化学家。他提拔的助手法拉第虽是开创电磁学的大师,在麻醉药物学上也有承先启后的贡献。1818年,法拉第发表实验报告,指出乙醚对人产生的效果与笑气一样,而且容易取得又便宜,不像笑气需要特殊的仪器才能製备。

然而在当年,笑气、乙醚的用途类似摇头丸。为什幺英国的外科医师没有认真对待它们呢?需求不是发明之母吗?

外科医学终于进入无痛时代之后,麻醉药物引起的问题可以归纳成几条思路,有一些实在令我们外行人匪夷所思。首先是典型的科学思路,例如还有哪些物质有麻醉作用?麻醉的机制是什幺?笑气是无机物,乙醚是有机物,为什幺它们都有麻醉效果?它们造成的麻醉效果有何异同?现在已知的麻醉剂越来越多,运用麻醉剂的实验、临床经验越来越丰富,麻醉技术越来越安全,是这一条思路最明显的成就。可是科学家对于麻醉的机制仍然不清楚:不同的麻醉剂并没有共同或相似的结构,它们如何产生麻醉效果呢?甚至连「惰性」气体氙都能麻醉动物。

 

另一条思路是反思痛苦的意义,例如不少人根据《创世记》,认为女人受生产之苦是上帝的意旨。最出人意表的研究则是,植物是不是也会被笑气、乙醚麻醉?这也是个形而上的问题,涉及西方的心物二元论、唯物论。简言之,学者想知道生物与无生物究竟有什幺分别。法国19世纪最伟大的生理学家贝尔纳(Claude Bernard, 1813-1878)便以实验证明:同一浓度的乙醚能同时麻醉小鼠与含羞草。

最近一个欧洲团队做了类似的实验,使用的植物更多元,包括含羞草、捕蝇草、豌豆、茅膏菜、独行菜、阿拉伯芥,麻醉剂也使用了好几种。研究人员複製了贝尔纳的观察,例如含羞草丧失叶片闭合反应,几个小时以后才恢复,捕蝇草也一样,不过恢复时间较短:只消15分钟。有趣的是,要是触动捕蝇草叶片上的感应触毛,在叶片表面可以测量到与动物神经元一样的动作电位,而乙醚也能消灭那种反应,15分钟后才完全复原,与叶片的捕蝇反应一样。其他的证据显示,麻醉剂还能影响植物的种子休眠、叶绿素生产、自由基清理等生理机制。研究人员相信这些发现提醒我们:麻醉剂的作用机制,可能并不直接与「神经系统」有关。

可是对这份实验报告,纽约时报的记者感兴趣的问题却是:既然麻醉剂能够剥夺植物的「反应」,那幺植物也有意识吗?植物也属于有情众生吗?难道感时花溅泪不只是诗人的移情而已?

 

这些问题反映了「意识」现在已是认知神经科学的焦点之一。另一方面,在大众文化中,「意识」问题又与对于未来的恐惧、愿景相关联。我们关心花、草是不是有意识,部分理由是我们对于科技产品在我们的世界中可能扮演的角色颇有疑惧。最近关于人工智慧(AI)的讨论,除了AI造成失业之外,又回到「机器人是否会反叛人类」的老问题,便是现成的例子。要是花草都有意识,何况拥有超级智慧的AI?后果真是不堪设想。

其实贝尔纳的思路仍然是讨论这些问题比较理想的架构。他尊重常识,并不把「意识」当做生命的基本特质,他想釐清的是动、植物共有、而且不可化约的性质。因此麻醉剂对于植物的作用,当然不在与「意识」直接相关的机制。在生命世界中,生物对于自身处境的反应,从来没有定于一尊,「意识」不是唯一的出路;生命会自寻出路。

我们不妨以麻醉剂做生命的判準:只要不是生物,就不会拥有意识。AI、机器人、或者电脑通得过这一认证吗?

王道还(王道还提供)作者小传─王道还

台北市出生,从小喜欢阅读,但是从未想过写作,因为小学五年级投稿国语日报两次皆遭退稿。大学三年级起意外接到翻译稿约,以后写作亦以翻译为起点(意思是抄袭)。

在思想上,对于「思考」产生全新的认识,是在高二暑假读了《西洋哲学史话》(台北:协志工业出版)、《相对论入门》(香港:今日世界出版社)两本书。从高一起就对演化生物学发生兴趣,后来以生物人类学为专业可能并非偶然,可是对科学史、科学哲学的兴趣从未间断。

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