醫學之書+太空之書

醫學之書
巫醫（約西元前一萬年）、放血（約西元前1500年）、納菲斯發現肺循環（西元1242年）、生物武器（西元1346年）、李奧納多的解剖圖（西元1510年）、連體嬰分割手術（西元1689年）、驗屍（西元1761年）、癌症病因（西元1761年）、醫院（西元1784年）、釋放精神病患（西元1793年）、消毒劑（西元1865年）、現代腦外科（西元 1879年）、發現病毒（西元1892年）、放射療法（西元1903年）、決定性別的基因（西元1905年）、人類生長激素（西元1921年）、榮格的分析心理學（西元1933年）、DNA結構（西元1953年）、避孕藥（西元1955年）、安慰劑效應（西元1955年）、帕金森氏症藥：左旋多巴（西元1957年）、雷射（西元1960年）、電腦斷層掃描（西元1967年）、反轉錄?和愛滋病（西元1970年）、瀕死經驗（西元1975年）、第一個試管嬰兒（西元1978年）、基因療法（西元1990年）、機器人手術（西元2000年）、臉部移植（西元2005年）、複製人（西元2008年）……共250則

太空之書
宇宙的誕生、約西元前一百三十七億年╱大霹靂、約西元前一百三十七億年╱復合紀元、約西元前一百三十五億年╱第一代恆星、約西元前一百三十三億年╱銀河、約西元前五十億年╱太陽星雲、約西元前四十六億年╱暴烈原太陽、約西元前四十六億年╱太陽的誕生、約西元前四十五億年╱水星、約西元前四十五億年╱金星、約西元前四十五億年╱地球、約西元前四十五億年╱火星、約西元前四十五億年╱主小行星帶、約西元前四十五億年╱木星、約西元前四十五億年╱土星、約西元前四十五億年╱天王星、約西元前四十五億年╱海王星、約西元前四十五億年╱冥王星和古柏帶、約西元前四十五億年╱月球的誕生、約西元前四十一億年╱後重轟炸期、約西元前三十八億年╱地球上的生命、西元前五億五千萬年╱寒武紀大爆發、西元前六千五百萬年╱恐龍滅絕撞擊、西元前二十萬年╱智人、約西元前五萬年╱亞利桑那撞擊……共250則

序

醫學之書

　　醫學的領域
 
　　歡迎您看這本《醫學之書》。本書將帶領您走一趟壯闊的醫學歷史之旅，其中有絕佳的實用發現，也有奇異和荒謬的內容，我們將會遇到的主題會從割禮到頻死經驗、從巫醫到能動手術的機器人。從「大課程」（The Great Courses）的教育內容中，我們可以很容易就瞥見豐富的醫學歷史，以及人類從石器時代到現在之間的驚人進步：

　　現在這個西方現代醫學的時代，器官移植稀鬆平常，DNA和人類基因組的秘密成為每天的頭條新聞，這些都意味著生命的奧秘就近在手邊，令人著急……但是要走到這一步，可是花了數千年的時間，每次向前跨一步……一開始淺淺的切傷如果受到感染都可能威脅生命，那時候身體內血液流動的方式依然是謎，而且連「細胞」這個概念都還沒有出現，只要有儀器能讓醫生聽到患病心臟搏動的聲音，就是一大進步。人類的醫學知識是從這種情況下開始進步的。

　　《醫學之書》中每個條目都很短，大部份都只有幾段。這種格式讓您很容易就可以跳進一個主題並加以消化，而不需要看一大堆不相關的內容。醫生從什麼時候開使用蛆清理傷口、挽救生命？直接看〈蛆蟲療法〉就可以得知梗概。針灸和吐實藥真的有效嗎？首次眼睛手術什麼時候進行的？人類可以冷凍一百年之後在復活嗎？黃熱病和昏睡病有什麼不同？在本書中，我們將看到這些和其他發人深省的題目。醫療是當今最重要的議題之一，在將來只會更重要。學生和他們的父母，以及醫療相關人員都適合看這本書，當然《格雷氏解剖學》和「豪斯醫生」的眾多粉絲也是。過去、現在和未來，都會有無數的醫學節目，吸引我們的理智與情感。

　　同仁曾問我，我覺得醫學史上最大的進步有哪些，我通常會指出三件事情。首先是使用縛線以阻止手術時血液的流動。例如法國的醫生帕黑（Ambroise Pare，西元1510年～西元1590年）提倡在截肢的時候用麻線綁住血管以止血，傳統的方法則是使用燒紅的木樁和烙鐵來止血。第二個里程碑是以全身麻醉劑（例如乙醚）減少疼痛，這是由數名美國醫生發展出來的方法。第三項突破則和手術時消毒有關。這項工作最初是由英國的醫生李斯特（Joseph Lister，西元1827年～西元1912年）所推動的，他利用石碳酸（現在稱為酚）來消毒傷口與手術工具，大幅降低了手術後感染的機率。

　　如果再要求多加，我可以增加醫學史上另外兩項重要發展。第一個是X光。現代醫學中有數個突破性的成就與看見活人體內的樣貌有關，X光是第一個。另一項是醫生和主管機關對於解剖人體越來越放得開，這使得我們漸漸深入了解人體的構造。事實上，本書中所介紹的一些醫學里程碑，都和描繪人體的構造有關，這些成就是由下列偉大人物所達成的：達文西（Leonardo da Vinci，西元1452年～西元1519年）、歐斯塔奇（Bartolomeo Eustachi，西元1500年～西元1574年）、維薩里（Andreas Vesalius，西元1514年～西元1564年）、科托納（Pietro de Cortona，西元1596年～西元1669年）、卻賽爾登（William Cheselden，西元1688年～西元1752年）、阿比努斯（Bernhard Siegfried Albinus，西元1697年～西元1770年）、杭特（John Hunter，西元1728年～西元1793年）及格雷（Henry Gray，西元1827年～西元1861年）等。以前的醫生要成為熟練的解剖者和解剖學家，通常得壓抑住人類正常的情感。例如英國的醫生哈維（William Harvey，西元1578～西元1657年）以闡明血液的流動方式而聞名，他便參與了自己妹妹和父親的解剖工作。在19世紀早期的英國，屍體的需求量極大，使得解剖學家必須頻繁的和盜墓者合作，以取得所需要的樣本。一如我在本書中將會提到的：歷史學家肯普（Martin Kemp）和華萊士（Marina Wallace）寫道：「人類的畫像不論使用哪種繪畫技巧或是表面上看來是中性，但總是一連串選擇後的產物，而且不可避免的帶有強烈的情感。在人體解剖畫的歷史中，有的是豔麗的多彩蠟油畫，其中的人體宛如表情豐富的演員，正在演出永恆的戲劇；也有如葛雷（Henry Gray）著名的《人體解剖學》（Anatomy）中無情冷靜的木刻畫。對於這些圖畫，藝術史家都會認為它們各具『風格』。」

　　歷史學家康寧罕（Andrew Cunningham）曾寫道：「所有構造解剖圖隱含的問題是，它們都……太理想化了。事實上，圖畫（和照片）都是想要解決相同的問題：把事物帶到眼前……描繪解剖學家希望看到的事物。描繪構造是件麻煩事……老練解剖學家能夠區分出來的結構，對於普通人可能難以分辨。」

　　我有件個人的事情得說。我從小就就是個解剖狂，我超愛解剖學的。我小的時候住在紐澤西，臥室中就有心臟、腦、頭、眼睛和耳朵的塑膠解剖模型，牆上則掛著非常精細的器官系統構造圖。到了大學，我只穿有解剖圖案的襯衣，上面畫著循環系統、解剖開來的青蛙等。想要深入了解生物學和人類身體構造的狂熱，讓我寫了這本書。

　　最後我們應該要注意到，在「菌源說」（germ theory）和現代科學興起之前，醫學中許多部份都建立在迷信和安慰劑效應之上。醫學專家夏匹洛夫婦（Arthur & Elaine Shapiro）寫道：「從古至今的各種療法變化，讓我們深信，醫療史中除了近代的部份，就是安慰劑效應的歷史……例如在17世紀頭三版的《倫敦藥典》（London Pharmacopoeia）中就收錄了些無用的藥物，例如鬍鬚地衣（usnea，從因暴力而死者的頭顱上長出的苔蘚）和維戈藥膏（Vigo's plaster，含有毒蛇的肉、活青蛙和蟲）。」在海萊因（Robert Heinlein）的小說《航越日落》（To Sail Beyond the Sunset）中，備受歡迎的醫生強森（Ira Johnson）也承認醫學有其極限，而在20世紀初期美國的鄉間，安慰劑效應無所不在。他說：「我沒有做什麼事情。我們現在手邊不是甜甜藥丸的藥物只有碘液、甘汞和阿司匹靈。每次我能確定結果的事情只有接生、接骨或截斷腿。」就算到現在，根據醫學研究所（Institute of Medicine）的說法，醫生建議的手術、藥物和測試中，已經證明有效的，還不到一半。

太空之書

　　基本上是不可能僅用250件劃時代事件來總結天文學和太空探索的整部歷史，但我並不因此而不做這樣的嘗試，我所研究的領域擁有豐富和令人振奮的歷史，為這樣的歷史編年卻是一件令人氣餒的任務，但從一位有幸從事太空科學的熱愛者的觀點，它是如此豐富！單單在過去的五十年間，我們已經見證人類探索歷史中最深遠且重要的一次大爆發──太空時代。人類已經可以離開地球（有些人現在正住在地球以外的地方），有十二人曾在月球上漫步。使用機械代理和巨型望遠鏡（有些是放置在太空中），我們已經能夠遠觀、近看所有典型已知行星的外星地貌，造訪小行星和彗星，以及檢視所有壯觀燦爛的宇宙。

　　站在巨人的肩膀上

　　以上所有成就全因為我們如牛頓（Isaac Newton）爵士所述，是「站在巨人的肩膀上」。如果沒有我們的祖先建立起近代科學和實驗的深沉思想，對於近代天文學和太空探索驚嘆發現的正確評價，是難以完成的。許多人在大量的個人或專業努力上，獲得自己的成就，有許多人則是在數十年，甚至數個世紀之後才被認可。有些地方是不切實際地認可特定個人的貢獻，我加入一些項目，最起碼認知到關鍵的一群人的重要性，他們在為未來的成就上設立舞台的重要性。這樣的例子包括仍保存在一些早期人類洞穴內的星圖；蘇美人對五千到七千年前宇宙學誕生的貢獻；建造類似巨石陣的古代天空觀測站的謎樣石器時代文明；來自中國夏、商、周朝（西元前2100年～西元前256年）天空事件的細心編年史家；以及來自早期埃及，印度、阿拉伯、波斯和馬雅社會的各種數學和天文學派，都已經對近代天文學、天文物理學和宇宙學做出深遠的影響。

　　當然，在一般科學思想、或特別是物理學和天文學發展上，找到並認知出扮演關鍵角色的特定個人，這是有可能的。若不考慮科學史，則根基於上的近代天文學將不完備，比方說不提及古代哲學家、數學家和天文學家的持續性貢獻，如畢達哥拉斯（Pythagoras）、柏拉圖（Plato）、亞里斯多德（Aristotle）、阿里斯塔克斯（Aristarchus）、埃拉托斯特尼（Eratosthenes）、依巴谷（Hipparchus）和托勒密（Ptolemy），更近一點時期的科學家，例如哥白尼（Nicolaus Copernicus）、伽利略（Galileo Galilei）、克卜勒（Johannes Kepler）、牛頓、愛因斯坦（Albert Einstein）、哈柏（Edwin Hubble）、霍金（Stephen W. Hawking）和薩根（Carl Sagan）已經成為家譽戶曉的名字，在近代物理學、天文學以及太空科學的驚人進展上都非常有名，這些巨人都是本書許多詞條的顯著特色。

　　但有許多可能僅在教科書上出名的其他人，也對重要進展或發現以及他們關鍵里程碑的工作做出貢獻，這些卓越的科學家包括發現土星薄平環及其大衛星泰坦的惠更斯（Christiaan Huygens）；發現木星大紅斑、土衛八以及土星環本質的卡西尼（Giovanni Domenico Cassini）；每76年回歸內太陽系的周期性彗星，並以他為名的哈雷（Edmond Halley）；最後一位望遠鏡之前的天文學巨人，擁有的資料促使克卜勒發現行星運動定律的第谷（Tycho Brahe）；第一位將天空中超過100顆著名星雲列表的多產彗星搜捕者梅西耳（Charles Messier）；預測太空中特殊的萬有引力平衡點，現今以他命名的數學家拉格朗日（Joseph-Louis Lagrange）；發現天王星及其衛星的赫歇爾（William Herschel）；光譜學的先驅們夫朗和斐（Joseph von Fraunhofe）、都卜勒（Chiristian Doppler）和斐索（Armand Hippolyte Fizeau），他們為天文學家提供了測量天體成分和速度的基礎；發現放射性的居禮夫婦（Pierre & Marie Curie）及其同事貝克勒（Henri Becquere）；被忽略的量子力學之父卜朗克（Max Planck）；第一位真正認知到銀河系驚人尺寸的天文學家沙普利（Harlow Shapley）；液態燃料火箭先驅戈達（Robert Goddard）；天文物理學家和宇宙網共同發現者蓋勒（Margaret Geller）；協助重新認知我們行星和其他行星上受撞擊的重要性的行星科學家舒梅克（Eugene Shoemaker）。因此我嘗試紀錄這些對天文學、天文物理學、行星科學和太空探索進展有重要貢獻的人，儘管他們可能尚未達到一般大眾所認知的頂尖科學名聲。

　　被遺忘的巨人

　　然而也有一群被遺忘，或者最少是不恰當地被忽略的男性和女性，他們已經有了新發現、發展出新理論、做出典範轉移的實驗、或是像是大海撈針式地埋頭努力一些關鍵性科學發現，但不管什麼樣的原因，這些人尚未獲得公眾目光或適合他們貢獻的科學讚譽。這些更加無名的天才包括六世紀的印度數學家和天文學家阿里亞哈塔(Aryabhata）；令人尊敬的八世紀曆法專家賈羅的比德（Bede of Jarrow）；十世紀阿拉伯繪製星圖的蘇菲（‘Abd al-Rahman al-Sufi）；因為堅持其他可居住世界的存在，於1600年在火刑柱上焚燒的異教徒布魯諾（Giordano Bruno）；十七世紀做出第一次光速準確測量的丹麥天文學家羅默（Ole Roemer）；預測1639年金星凌日的天文學家霍羅克斯（Jeremiah Horrocks）；1794年正確推論出隕石地外起源的德國物理學家克拉德尼（Ernst Chladni）；第一位理解恆星內部的英國天文物理學家愛丁頓（Arthur Eddington）；還有美國電波工程師顏斯基（Karl Guthe Jansky），在1931年因為一項實驗而有了一個想法，進而導引出電波天文學的創立。

　　類似的埋沒也包含一些極具影響力的女性天文學家，她們經常比男性同儕更加努力，以克服男性主導領域的偏見和歧視。這些值得重視的女性包括卡洛琳．赫歇爾（Caroline Herschel），她是威廉．赫歇爾的妹妹，一位富有成就的十八世紀末英國彗星搜捕者和星圖繪製者；全世界第一位女性天文學教授米切爾（Maria Mitchell）；二十世紀初在哈佛的女性「計算員」團隊，包括坎農（Annie Jump Cannon）、勒維特（Henrietta Swan Leavitt），發展至今仍廣泛使用的恆星分類方法，以及發現所謂的標準燭光恆星，可作為估計宇宙中的距離。在整本書中，我嘗試提及許多其他重要、但經常被忽略的天文學家、物理學家、哲學家和工程師，但我唯恐仍沒有給予他們應有的功勞。作為一位專業天文學家和行星科學家，我得承認即便是在寫這本書所作的研究之前，仍有一些了不起的科學家是我未曾聽聞的。

　　從天文巨人到「大科學計畫」團隊

　　在這研究過程中，我注意到可以挑出來讚揚的個人數量隨著時間減少，尤其是在1950年代以後的詞條，也就是太空時代的開始。我認為這反應出在天文學和太空探索的一項最新趨勢，或許也是所有科學領域的趨勢。科學和探索曾是相當個人化的事業，經常是富人獨自從事、有君主或某種形式的贊助者，並且通常是和其他富有的紳士科學家激烈競爭。當然也確實存有例外：著名的合作（例如第谷和克卜勒之間的合作、或居禮夫婦和貝克勒之間）和研究團隊（例如圖西在伊朗馬拉給天文台的十三世紀研究團隊，或者十六世紀印度的喀拉拉邦數學學院）。但整體來說，第二次世界大戰以前，在我的領域中，大多數的科學進展主要是由個人所完成的。

　　相反地，二十世紀後半葉的技術進展，更多在物理、天文和太空探索的進展開始落到許多現今稱做大科學（Big Science）的範圍。大科學是一群或團體公司，在計畫中特定區塊的個別科學家擁有特定的專門知識，但這個計畫包括了很大範圍的學科，沒有一個小組成員是所有學科的專家，一個在物理學中的早期相關例證，是1940年代美國陸軍的「曼哈頓計畫」，它著重在發展第一個原子武器，所需要的專家有工程、材料、和航空專業技術，並且陸軍也需要一些了解在極高溫度和壓力下的核反應的科學家。當然，許多這樣的科學家是天文學家，這些天文學家在數年以前就已經發展出這些技巧，了解恆星是如何發光。其他早期的大科學計畫則是仰賴擁有天文物理或太空探索專長的個人團隊，這些專長包括軍方雷達系統和火箭的發展，像是次軌道飛行以及軍用和民用地球軌道衛星所使用的洲際彈道飛彈。

　　天文相關的大科學民用歷史，主要是由1957年設立的美國航空暨太空總署（NASA）的成就所主導，本書充滿了NASA在人類和自動太空科學和探索的劃時代成就，以及少數直接與個人相關的成就。的確如此，我個人對NASA自動的天文學和行星科學任務的經驗，了解到大部分的尖端近代天文學和太空探索的工作需要大型團隊來完成，我的經驗包括使用哈柏太空望遠鏡或繞行月球、火星、和小行星的軌道者，以及火星漫遊者精神號、機會號、好奇號上的儀器。所需要的專長領域令人印象深刻，例如一項火星漫遊者任務需要行星科學家（包括物理學家、化學家、數學家、地質學家、天文學家、氣象學家、甚至生物學家）、電腦科學家、程式設計師、各種不同的工程師（包括專長於軟體、材料、推進、動力、熱學、通訊、電子、系統以及其他）、以及管理、財務以及行政支援職員。需要類似的專長領域以建造、發射和操作太空望遠鏡、太空梭、大型粒子偵測器和撞擊器、以及國際太空站（一般估計，這是人類嘗試過最昂貴以及最複雜的計畫）。此外，這類大科學計畫的每一個計畫在整個執行期間花費數億到數百億美金，或者更多。當這類計畫成功或失敗時，通常都不會挑出當中的個人，因為這個團隊的整體努力就是要求讓工作完成。蘇聯在1960年代和1970年代太空探索計畫的成功是類似團隊導向方案的結果（雖然更像是軍方執行），最近十九個國家的歐洲太空組織以及加拿大、日本、巴西、南韓、印度和中國等國家，已經在國際性天文學導向的大科學計畫、甚或它們各自的小型天文學和太空探索計畫，成為最大的玩家。

　　挑選歷史的關鍵事件

　　就像找出關鍵個人，在天文學和太空探索的歷史中找出關鍵事件也一樣極具挑戰性。有一些是非常容易的，例如地球和行星的形成、或第一批進入太空的人類、或第一批登陸月球的人類；但大部分事件是一連串重要性的集合，從一個人變化到下一個人，對一些這樣的事件確定出真正發生的時間，以及將這些事件放在簡單的編年表內也是相當困難的，不僅因為它們只是史前事件最好的推測（例如地球何時出現生命），或因為它們是被預測發生在未知的未來時刻，例如宇宙的終結！為了避免關鍵事件的編年時刻表是不確定或廣泛的，或兩者皆是，我在列出來的時間前面加了「約」（circa的拉丁字縮寫，表示大約的意思）這個字眼表示不確定性。

　　歷史上的，以及特別是近代事件的定年通常都比較清楚了解，但要從似乎永無止境的科學發現、理論和發明，以及過去數個世紀，尤其是在最近五十年的天文學和太空探索任務中，確認特定事件放入這樣的手冊中，仍是相當富挑戰性的。因此這或許是無可避免的，在任何嘗試聚焦在這些驚人成就的一小部分時，應該會不知不覺中產生偏見，我將是第一位承認這樣的偏見存在於我們自己編排的里程碑中：我是一位崇尚太陽系的人。我在工作上的熱誠是研究行星、衛星、小行星和彗星；對許多別的天文學家來說，這些實際上只是四十五億到五十億年前，無法掉入新生太陽的少量殘留碎片。沒錯，太陽占了太陽系99.86%的質量（木星佔了剩下的大部分），但不可諱言，剩下這0.14%是非常有趣的。部分是因為生命在這碎片的一小角落得以發展和茂盛，並且可能曾存在（或許仍存在）於其他地方。當我的天文物理學或宇宙學朋友，為我必須在這樣無足輕重的鄰近天體專注我的研究而感到惋惜，我很容易會用以下的事實加以反駁，那就是在系外行星研究的最新發現顯示太陽系可能在其他恆星四周也是很常見的。我們的太陽系可能是我們銀河系中數百萬，或可能是數十億中的一個，但我們不知道當中是否有類似我們一樣，適合生命居住的系統，即使我們是非常渺小，這也會讓我們變得非常特別。

　　踏入「宇宙海的岸邊」

　　當你探遊這部天文學和太空探索的歷史，你可能在我所收集的里程碑中感受到這樣的偏見，發現、理論和冒險都與我們太空中最接近的鄰居有關：我們的太陽系。對我來說這是一個好的偏見，部分是因為我們科學上認識最多的就是太陽系天體；部分是因為認識附近鄰居以便了解和領會更大的共同體，這是很重要的。這需要物理、化學、天體力學、地質學、光譜學、工程和其他技巧來探索我們的太陽系，以及望遠鏡、無人太空船、高速電腦模擬、尖端實驗室實驗、或人類探索成員，提供探索我們鄰近恆星、我們銀河、我們鄰近星系、和宇宙現今或遙遠未來的基礎。對我來說，這些重要的時刻，是太空探索中最值得稱做劃時代的事件：當一丁點的光可以被解析出真正獨一無二的世界（我們鄰近區域存有超過五十個相當大，以及數百萬個較小的珍稀世界），或者當我們首次造訪這些世界，可以是虛擬地透過我們無人特使的眼鏡，或者親自造訪。太陽系是某種類似我們的運動場，藉由了解我們周遭的世界，我們正將我們的腳趾踏入薩根著名的用語──「宇宙海的岸邊」，準備未來某一天更進一步涉水深入這個宇宙。

　　最終，必須指出這些天文學和太空探索歷史中的里程碑收集，絕對不是徹底完善的。本書篇幅的實際限制使得這個收集僅有250項條目，僅代表了部分的人、歷史性發現、和典範轉移事件，這些代表了過去這段時間空間歷史中令人激奮的領域。不同的作者無疑會收集不同的里程碑，但所有人都應當面臨相同的困境：如何決定哪些不該列入？當我設定這項計畫的大綱時，我決定嘗試不僅涵蓋許多太空時代的傑出成就，也包括和認知來自跨越美索不達米亞、中國、印度、埃及和美洲古代王朝科學家的許多基礎成就的樣本，我也想要確定能捕捉到來自中世紀、文藝復興，以及最近的歷史，從前工業時期到工業革命的一些主要成就。在嘗試平衡時間序列，我可能少提了許多來自更近代時期的有功之人、發現、或者事件，為此我希望獲得你們的諒解與寬容，就像我一開始所寫的，基本上是不可能僅選擇250件劃世代事件，就能一覽天文學和太空探索的完整歷史，但讓我們不要因此而停止我們的嘗試！