■粒子物理依道理應該是關於粒子的學問，而多數人對於粒子的想像就是它們像微小的撞球在空間中彈撞。但是這樣的「粒子」概念，在仔細檢驗之下卻站不住腳。

■多數物理學家認為粒子根本不是一種東西，而是量子場的激發；可是場的概念也很弔詭。

■如果粒子與場都不夠基本，那麼什麼才基本？一些研究者認為世界實際上並非由物體組成，而是由性質（例如質量、電荷與自旋）與關係所構成的。

物理學經常把宇宙描述成是由微小的基本粒子所組成的，這些粒子會透過力場相互拉扯。他們稱此學科為「粒子物理」，而稱此工具為「粒子加速器」，所認定的世界觀類似「樂高」積木的組合模型。但是這樣的觀點卻隱匿了一件鮮為人知的事實：量子力學的粒子詮釋以及場詮釋，大大超出了我們平常對於何謂「粒子」與何謂「場」的認知，以至於越來越多的人相信世界可能是由某種完全不同的東西所組成的。

問題並不在於物理學家欠缺一套能夠恰當描述次原子世界的理論——他們已經有了這麼一套理論，它的名字就是「量子場論」。理論物理學家在1920年代末期至1950年代初期發展出了這套理論，它結合了更早的量子力學與愛因斯坦的狹義相對論，成為粒子物理中標準模型的概念根基。標準模型能夠用一個共同的架構來描述物質的基本組成元素以及它們之間的交互作用，是科學史上最成功的理論。物理學家每天用它來計算粒子碰撞的結果、大霹靂時物質的合成、原子核內的極端情形以及其他種種狀況。

所以大家可能會驚訝物理學家居然還沒弄清楚這麼一套成功的理論到底在講些什麼，也就是究竟什麼是其「本體」，或者說，什麼是其物理圖像。這個問題和已經討論甚多的量子力學之謎（例如封閉盒子裡的貓是否可以同時既是死的又是活的）是不同的兩件事；我們如果不能好好詮釋量子場論，在探索（超越標準模型的）任何可能的新物理（例如弦論）路途上，便會受到阻礙。假如我們還不了解已有的理論，就很難建構新理論。

乍看之下，標準模型的內容很清楚：第一，它有一群基本粒子，例如夸克與電子；第二，它有四種力場，可以傳遞這些基本粒子間的交互作用。這樣的圖像出現在教室的黑板上，也出現在《科學人》的文章中。可是無論這個模型如何成功，它還是無法令人全然滿意。

首先，粒子與場的分際其實很模糊。量子場論分配給每一種基本粒子一個場，例如電子有電子場；與此同時，傳遞交互作用的力場都已量子化，沒有連續性，因而產生了粒子（例如光子、膠子），所以粒子與場的區別似乎是人為的。物理學家經常把兩者之一看成是更為基本的東西，這一個問題——究竟量子場論最終是關於粒子或是場——引來了不休止的辯論。一開始這是大人物間的爭論，雙方陣營都有著名的物理學家與哲學家支持。儘管多數物理學家承認古典概念並不適合量子場論，然而即便是今日，兩種觀點在教學場合都還派上用場。如果「粒子」與「場」等字眼所引發的意象並不符合理論的內涵，物理學家與哲學家就應該想出替代辭彙。

既然這兩種標準的古典概念纏在一起成了死結，一些物理哲學家已經在建構更為激進的替代品。他們設想物質世界最基本的組成元素是無形的東西，例如關係或性質。一個特別激進的點子是一切東西都可化約至無形之物，而不必提到個別的物體。這是非常違逆直覺的革命性觀點，但有些人爭辯說，迫使我們不得不接受這想法的正是物理。

粒子觀點適用嗎？

當最大多數人，包括專家，想到次原子世界的時候，腦中浮現的圖像是一顆顆類似小撞球的粒子相互撞來撞去。但是這種對於粒子的想像是一種過時的世界觀，它可追溯至古代希臘原子論者，且於牛頓的力學體系中達到最高點。好幾條重疊的線索清楚指出，量子場論的核心元素和撞球毫無類似之處。

首先，就古典概念而言，粒子所指的是存在於空間某處的東西；但是量子場論中的「粒子」根本沒有明確的位置：你身體裡的粒子並不完全待在你身體裡，想要測量此粒子位置的觀測者會發現，他們在宇宙另一角落找到這顆粒子的機率，儘管極其微小，但並不等於零。這種矛盾在量子力學中已經非常明顯，但是當量子力學與狹義相對論結合之後，情況更為糟糕。相對論性量子粒子是非常不明確的概念，它們根本就不存在於宇宙中某特定區域內。

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■印度是世界上最多失明孩童的國家，據估計將近有40萬人；這些孩童許多都沒有受過教育，女孩則經常遭受虐待及性侵害。

■身為研究視覺的神經科學家，作者決定幫助患有白內障的孩童及青少年重獲視覺，就算這些人已經過了一般認定可以恢復視覺的年紀。

■就算在20多歲的人身上動這種手術，也能成功。這項治療工作提供作者研究團隊裡的科學家，對視覺系統的運作有了新的認識。

我的母親習慣在新德里老家靠大門處，放一個裝零錢的藍色小玻璃罐；每當她出門時，會從罐子裡抓幾枚零錢帶在身上，施捨給街上總會碰見的窮人。這種人類社會的悲慘景象，在印度已經多到讓人司空見慣，因此我對母親這種行為模式的執著，印象深刻。

當母親與癌症奮戰時，有好幾個月那個玻璃罐都沒有人動過。2002年，我在母親過世後一年回到印度，發現那是父親保存的母親少數幾樣遺物之一；當時我沒有想到的是，那個罐子將改變我的整個生活。

該次返回印度期間的某個冬日午後，我出門看朋友，也隨手從罐子裡抓了幾枚零錢放在口袋裡。那天很冷，我慶幸自己搭的計程車車窗都關得緊緊的，這在新德里是要碰運氣的。車行幾分鐘後，在某個十字路口停下來。當天街上的車輛出奇地稀少，我注意到有一小口人家擠在路邊；於是我把零錢取出，搖下車窗，向他們招手示意。

這家人緩慢地向我走來，是一位婦人和拉著她衣服的兩個小孩。看著身穿破舊薄棉布衣的光腳瘦弱小孩，我的心揪了起來；我還注意到那兩個約莫六、七歲的小孩都是瞎子，心中更是難受。當這個小家庭站在我的計程車外冷得發抖時，我可以看到小孩眼睛裡的白內障。這讓我十分驚訝，因為之前我只在年長者身上看到有白內障。燈號轉綠了，計程車開始前進，我把零錢放在那位母親手中，看著這家人消失在我的視野。接下來幾天，那兩位小孩的臉孔一直出現在我腦海裡；於是我試著尋找印度失明孩童的資料，而我讀到的資料讓我大為震驚。

印度是世界上最多失明孩童的國家之一，據估計將近有40萬人。視覺障礙加上極度貧困，大幅降低了這些孩子的生活品質，這些孩子的死亡率也高得嚇人。據世界衛生組織估計，高達60%的小孩在失明後一年內死亡；同時，只有不到10%接受過教育。失明女孩的前景更是悲慘，許多都被困在家中，造到虐待及性侵。

這些數字本身雖然讓人難過，但當我讀到這些苦難大部份都可以避免時，就更讓我不安，因為將近40%的孩童失明，是可以治療或避免的。然而許多小孩卻從來沒有接受治療，因為醫療設備都集中在大城市，而將近70%的印度人口住在鄉村。這種情況使得出生在鄉下貧困人家的失明小孩，註定要度過黑暗又悲慘的短暫人生。

看到這些數字，我有些不相信。再怎麼說，我是在印度長大的，怎麼可能從來都沒聽過這個問題？按照流行的說法，印度是個新興的經濟大國，又怎麼可能有這種完全背離印象的事情存在？於是，我決定再回印度一趟：我造訪了德里附近、南部安得拉省、以及西孟加拉省恆河三角洲等地的村莊。我見到的許多失明孩童，讓我相信了統計數字的真實性；這些村莊的極度窮困，也讓我了解到為什麼有這麼多失明孩童沒能接受治療。

那個冬日午後我在新德里的經歷，展開了個人一段旅程，至今仍未抵達終點。我下定決心要幫助那些失明兒童恢復視覺，身為科學家，我還體認到這麼做提供了一個寶貴的研究機會，可以回答神經科學裡最具挑戰性的問題之一：大腦如何學會看見？

是問題也是解答

從我在美國麻省理工學院念研究所起，這個問題就讓我著迷而且困惑。當我們醒著的每一刻，投射在我們視網膜上的一團混亂顏色、亮度與質地，如何自行組裝成有意義的物件組合？好比說，如何變成一位跳舞女郎的手臂與身體軀幹，或是她彩色格子裙上相互交錯的藍綠色？

研究視覺系統如何發展的主要方法，是在嬰兒身上做實驗。這種做法雖然取得了許多寶貴的成果，卻有顯著的缺點：主要是這些實驗不容易進行。因為嬰兒的理解與回應能力有限，甚至維持清醒的時間也不長，都限制了所提問題的範圍。另一個讓事情複雜的因子，是在小孩成長過程中，還有其他系統，例如負責動機、集中注意力以及控制眼球移動的腦區，同時出現了改變。

2002年的夏天，明瞭這一切的我發現自己正掌握著兩個看似無關的問題：一是腦如何學會解讀視覺訊息？另一個則是對新德里經驗記憶猶新的我，該如何給先天失明的小孩提供恢復視力的手術？

我還記得，當我意識到這兩個問題可以相輔相成同時進行時，內心的激動感。因為其中之一握有另外一個的答案：追蹤重新復明孩童的視覺恢復進展，將有助於我們了解大腦視覺學習歷程；提供經費支援這樣的研究，也可能找出治療之道。對於這兩者配合得如此完美，我感到驚喜萬分；同時我也有點自我中心地認為，它們還與我的生活息息相關。

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統計是現代做決策一重要的依據，不過經由統計，常無法判定兩變數間是否有因果關係。諸如上述那類例子很多。像是英國廣播公司曾報導一項台灣學者所做的研究：分析台灣1999~2008年，1856位65歲以上獨居老人的生活習性，發現經常逛街較不常逛街者，存活率高27%。難道這是種對健康有益的「購物療法」？如果真的有效，一身是病者是否該強忍病痛，多逛街以延年益壽？可能未必。說不定正是因身體較佳的獨居老人才方便自行逛街，因果關係可能是倒過來。就算逛街真有好處，但經濟狀況不佳者，是否就不易藉此強身？事實上亦有人指出，即使獨居，只要樂於外出和別人打交道，減少孤寂感，就有助健康了，逛街不過是這種方式之一。

再給一例：有人分析台灣大學入學新生的來源，發現來自台北市大安區的比率為全國最高。想要小孩進台大的，是否該效法孟母三遷，搬到大安區？這就不見得了。針對此項統計報導，台大校方表示，居住大安區讀台大的比率會較高，可能是因該區公教人員比較多，他們一向較重視孩子的教育。關鍵是父母較重視小孩的教育，而非住在哪裡。

不能判定因果關係，那做統計分析有何用？用途還是不小。美國某大型連鎖超市曾經探勘顧客購物清單，發現啤酒與尿布同時出現的比例很高，於是將啤酒的陳列位置與尿布放在附近，結果兩者銷售量都提高了。難道是使用尿布者較愛喝啤酒嗎？顯然不是。真正原因有可能是，若家中有嬰兒，當爸爸的便常得留在家中幫忙照料，不能老往外跑，為打發時間只好看看球賽轉播之類的節目。於是買尿布時順便買啤酒，以便看電視時享用；或者反過來，買啤酒時順便買尿布，才不會球賽看一半，被太太差遣去買尿布。

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這項發現讓這些秘魯人列入沒有注射過狂犬病疫苗的少數倖存者名單之中。倖存者中最有名的成員是金娜•吉瑟（Jeana Giese），這位美國威斯康辛州的少女在2004年也因為接觸蝙蝠後感染狂犬病，但她存活下來。在窮途末路的情況下，金娜的醫生使用一種危險的治療法，其中包括讓她處於受控制的昏迷狀態，這方法明顯讓她的身體有足夠的時間來摧毀微小的入侵者。之後醫生改良這種療法，現在被稱為密爾瓦基療法，已經用於至少其他39位從未接種疫苗的患者身上，有五位患者活了下來。

好壞不定的成功率，加上2012年秘魯的研究結果，顯示出儘管狂犬病對人類的威脅已經很久，科學家對狂犬病的了解還是很貧乏。不過由於越來越多的證據出現，研究人員現在已經知道，並不是所有狂犬病的感染都會致命。不同的動物，包括狗、蝙蝠、狐狸和浣熊，帶著不同的狂犬病病毒株。寄宿在蝙蝠和狐狸的病毒株似乎弱一些，而且有些人的免疫系統就算沒有疫苗，也能夠抵禦它們。但是，狗身上攜帶的病毒株很少能在沒有治療的情況下痊癒。目前為止，犬類仍是全球為數最多，而且最危險的狂犬病帶原者。

即使有朝一日醫生能完善治療狂犬病，這種療程可能仍很複雜並且昂貴。大多數公衛專家認為最好控制狂犬病的辦法是對最危險的宿主：所有的家犬和流浪犬接種疫苗，尤其是開發中的國家。菲律賓進行的這項獸醫計畫，明顯減少人類的死亡，印度和坦尚尼亞則正在進行類似的計畫。

至今尚無有效療法

全球每年死於狂犬病的人約5萬5000名，比起愛滋病或流感造成的死亡人數的確較少，然而這種病毒的可怕名聲可是當之無愧。在與患有狂犬病的動物接觸後，症狀出現得很慢，可以從幾個星期到超過一年以上（非常罕見的情況下）。狂犬病病毒從一個神經細胞移到下一個神經細胞，最後從咬傷的傷口到達大腦。患者起初覺得疲勞、發熱和寒顫，逐漸轉變為出現幻覺、焦慮和猛烈的抽搐，病毒一旦達到唾液腺時就會口吐白沫。死亡過程是痛苦而恐怖的，這就是為什麼標準的醫療建議，呼籲讓患者在疾病的最後階段使用鎮靜劑的緣故。

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