FW: 曲線圖表:生理現象的機器語言

Via: 一場不夠歇斯底里的開場白

 

「自動記寫器」與「曲線圖表」的誕生

仔細想想,即使已經習以為常,不過我們難道沒有懷疑過,為什麼在生理學和醫學裡,「身體機能」總是以「曲線」的方式被呈現?雖然我們能感受到隱藏在皮膚下持續不斷變動的「生命運作」,不過一條曲線真能等同我們呼吸、脈搏乃至於心臟的生理現象嗎?

事實上,把身體內部運作用轉化成「曲線」的技術可以追溯到德國生理學家路德維希(Carl Ludwig)。1847年,他正在研究呼吸對血壓的影響。不過他面臨的難題是,如果要比較胸腔氣壓和血壓的關係,他不僅必須精確測量氣體和血液各自的壓力,更重要的,為了可以互相比較不停變動的氣壓和血壓,路德維希必須「同時」測量出它們各自的數值。然而,這幾乎是不可能的事。後來他的解決辦法是,在氣壓計的水銀柱上安裝一支長型浮標,浮標的尖端連結上一支羽毛筆,筆端接觸以固定的速度捲動的紙筒。透過這個裝置,羽毛筆不但會以固定速率記寫下水銀柱上數值的變化,而且只要紙筒轉動的速度相同,研究員就可以直接把兩個得出來的曲線直接放在一起比對氣壓和血壓的關係。

雖然路德維希後來在發表實驗結果時,並沒有特意強調他後來被稱為「波動曲線記錄器」(Kymograph,也稱作wave writer)的機械裝置,不過,在短短的幾年內,德國和法國的科學家就以路德維希裝置的基礎發展出了一系列自動記寫工具,並廣泛運用在生理學、藥理學和病理學的研究中。包括脈搏、血壓、肌肉的顫動、聲音、溫度、重量到植物生長速率等等都被轉化成曲線圖。19世紀末時,這個自動把生理現象轉變成曲線的機械更被拿來和火車、電話和電報相提並論,並且被視為生理學研究裡不可或缺的工具。

在歷史上,這一系列可以記錄「生命」的工具的確促成了生理學的現代化和科學化。借助這些儀器,科學家終於能把難以捉摸、持續變動的身體現象記錄、儲存下來,並且讓這些現象終於可以被精確的拆解、測量,成為生理學研究室裡分析的數據。在今天,這些儀器所製造出來的曲線圖表更早以成為醫學中的重要診斷工具。

生理現象的圖像化與數據化

然而,如果我們把這個技術放回到19世紀的歷史之流裡去檢視,我們會發現這些「曲線波長」並沒有表面上看起來理所當然。事實上,把自然現象用「曲線波長」記錄下來的技術連結著西方科學界對於「精確」的追求和對於「人類語言」的深刻懷疑。

拿「脈搏」來舉例。事實上,和中國一樣,早在兩千年前,古希臘時代的西方醫生就已經非常重視脈搏。16世紀時,脈搏被視為醫學中最重要的部分。到19世紀時,脈搏更被描述為「醫生和自然溝通的方式」。一開始,西方的醫生就發現脈搏的徵象可以用來診斷病情。古希臘的知名醫師蓋倫(Galen)更留下許多討論脈搏功能、變化、因素和診斷的著作。然而,另一方面,在歷史上也一直存在著批評蓋倫著作「晦澀難懂」的聲音。譬如,18世紀時,有醫師批評蓋倫描述的不同脈搏徵象,像是「螞蟻爬行」、「飛奔」、「老鼠般的」只是不實的想像和臆測。此外,他們也批評蓋倫所區分的「強脈」和「大脈」、「快速」和「頻繁」根本無法經過觸覺感知。正因為這個緣故,赫伯登(William Heberden)1772年更進一步建議醫生應該專注於「不會被人搞錯或誤解的現象」,也就是「脈搏的次數」。(註一)

在19世紀中,把脈搏自動記寫成波型曲線的「脈波器」會受到生理學家普遍的歡迎,不僅僅因為用機器來記寫脈搏可以直接免除主觀因素的介入。把脈搏圖像化成曲線圖表之後,更可以直接「測量」這些圖表,用數字來分析脈搏,完全省略掉可疑語言的使用。當時的科學家認為,用「曲線圖表」來研究生理運作,用數字來分析身體,才能達到真正的「精確性」。然而,在這邊的問題是,外於身體、成為曲線的脈搏還能算是真正的脈搏嗎?在脈搏被機械描寫成曲線的時候,有哪些透過觸摸而來的感知經驗會直接被過濾、刪除了?(想想我們中醫裡說的「浮沉」、「滑澀」)此外,雖然圖表保證了相同的測量結果,科學家也可以透過更細密的測量標準分析曲線的數據資料,不過問題是,難道這就算是更精確的研究、脈搏的「真相」嗎?

不管如何,我們必須知道的是,這些科學研究中的圖表絕不只是單純的「觀察工具」或是科學研究的「插圖」而已。事實上,在現在生理學和醫學的身體研究中,「曲線圖表」在很大程度上就直接是用來研究的材料。而這其中最大,或者也是最弔詭的前提就是,我們生理運作可以「毫無誤差」地被機器圖像化,轉譯成曲線圖表。

脈波器所得出的曲線圖。

儀器、曲線的標準化

回顧知識史,1850年代起,自動記寫儀器和曲線圖表就已經普遍的被使用在科學研究中。只不過,這並不代表科學家只要透過這個技術,就能開始製造「知識」。雖然記寫器能將生理現象描寫、記錄下來,不過,如果儀器沒有經過標準化或是得出來的曲線圖表沒有統一的規格,這些曲線圖表仍然無法被閱讀、分析,仍然只能是機器的喃喃自語、胡亂塗寫。換句話說,自動記寫器的客觀性、科學性到頭來還是必須奠定在科學界的標準化上。

1892年,許多自動記寫器的發明人馬黑(Étienne-Jules Marey,註二)在劍橋大學舉辦的國際研討會上發表了一場演講。他憂心忡忡對著在場的生理學家說,生理學目前正面臨重大的危機。他發現,在實驗室裡流傳的記寫器所製造出來的曲線差異太大。如此一來,資料庫裡不只充斥許多「錯誤」的圖表,此外,科學家甚至無法在參差不齊的圖表中辨認出原本已知生理的現象。為了解決這個問題,馬黑建議成立國際委員會,以管制記寫器的生產,並設定一個國際標準參數。當時,馬黑在研討會上獲得了多國的支持,並且兩年後在巴黎成立了專責的管制機構。

曲線圖表並不是自然的語言,更不是生理現象中性的呈現。只不過,在標準確立之後,那些從機器生產出來的顫動線條,就作為我們身體的分身,永恆的顯影在病歷、教科書、實驗室和數學算式中,取代了我們真正會死亡、會消逝、老化的身體現象了。

註一:更多有關脈搏研究的歷史、中西比較可參閱:栗山茂久(Shigehisa Kuriyama),《身體的語言─從中西文化看身體之謎》,台北:究竟出版社,2001年。
註二:生理學家馬黑(Étienne-Jules Marey)除了是許多自動記寫器的發明人,也是第一個將「自動記寫技術」理論化的科學家。此外,1870年代,他為了研究運動,發明了能將動作清晰分解成多張連續影像的連續攝影(chronophotography),奠定了電影技術的基礎。對馬黑來說,攝影也是一種自動記寫技術。
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