觀察，回到科學最初的起點

文／林大利（特有生物研究保育中心助理研究員）

「觀察」是探索自然的第一步，也是形塑科學知識的基礎。
大自然就像是一本還沒被讀完、無窮盡的教科書。牛頓曾說：「我就像在海灘上玩耍的孩子，一會兒發現美麗的石子，一會兒發現有趣的貝殼，然而，面對眼前的茫茫大海，我卻一無所知。」即便經歷幾世紀的探險，科學家對這本教科書依舊相當陌生。但是，書裡的因果趣味與來龍去脈，並不是只有科學家才能深究，每個人都生活在這本教科書當中，裡面的任何一頁、字字句句，都可以自由徜徉，探索玩味。
「觀察」是與大自然接觸的窗口，也是探索自然的第一步。哥白尼將地球自宇宙中心請出，達爾文將人類萬物之靈的皇冠摘下，這些爆炸性的科學突破，都來自於對大自然聚沙成塔的觀察紀錄。千里之行，始於足下，所有的觀察都來自於無窮的好奇心。即便是生活周遭稀鬆平常的事物，經過仔細的觀察，也能發現許多以往未曾注意到的有趣故事。
《和動物生活的四季》可說是最純粹的自然觀察故事。
康拉德‧勞倫茲是出生於奧地利的動物行為學家，有關建立現代動物行為學的知識基礎，勞倫茲的研究功不可沒。勞倫茲最知名的研究莫過於「印痕行為」，也就是「小鴨會將第一時間看到的移動物體當成親鳥，並且跟著走。」印痕行為也在勞倫茲的名作《所羅門王的指環》和《雁鵝與勞倫茲》中，讓許多讀者更加著迷於動物行為學。勞倫茲不僅僅致力於科學研究，在科普知識、自然觀察與自然書寫，也有很傑出的表現。勞倫茲並不像刻板印象中的科學家，終日埋首實驗室，而是真心享受自然觀察的學者。因此，除了科學研究工作、撰寫論文，重新走回大自然看看蟲魚鳥獸和花草樹木，對勞倫茲來說也是生活中不可或缺的一部分。
從事生態研究工作的過程中，往往得花費龐大的心力整理資料、分析數據和解釋結果。然而在這樣的狀況下，很容易有意無意地讓研究人員與大自然接觸的機會逐漸減少。近幾年，公民科學、大數據與開放資料興起，研究人員不一定要自行在野外蒐集資料。不知不覺中，有時候會發現自己對於研究的生物愈來越陌生，隔了短短幾個秋，便生疏了鳥類在春夏時節的鳴唱聲；離濕地不過數十里，卻也逐漸淡忘辨識鳥類的關鍵特徵。久而久之，螢幕上的生物名，彷彿只像是另一套ABC或甲乙丙的代號系統。在這樣的狀況下，解釋研究結果時，很可能與大自然的實際狀況天差地遠。因此，為了避免自然觀察的能力和敏銳度退步，在忙碌的工作前，我常到中心後方的生態園區走走，一邊觀察一邊用eBird Taiwan和iNaturalist記錄鳥類和其他生物，以保持自己查覺和辨識生物的能力。有時候，回到大自然裡東張西望，也能藉此獲得提出問題或假說的靈感。
勞倫茲在《和動物生活的四季》的開頭就說了：「這不是一本學術著作。」我猜想，在勞倫茲的眾多知名著作當中，本書或許是最能讓他擺脫科學的嚴謹客觀要求，隨心所欲地描寫對灰雁的觀察和心得。哪怕是猜測灰雁的心情、甚至擬人化，都不受任何拘束，可以自由的撰寫最純粹與最享受的自然觀察。
就我個人的有限經驗，不少自然生態研究者是因為享受了自然觀察的喜悅與樂趣，才進一步投入研究工作。在研究工作之餘，不妨也跟著《和動物生活的四季》裡的灰雁與勞倫茲，讓自己回到自然觀察初體驗的那一天，回到科學最初的起點，享受最純粹的樂趣。

觀察，回到科學最初的起點

文／林大利（特有生物研究保育中心助理研究員）

「觀察」是探索自然的第一步，也是形塑科學知識的基礎。
大自然就像是一本還沒被讀完、無窮盡的教科書。牛頓曾說：「我就像在海灘上玩耍的孩子，一會兒發現美麗的石子，一會兒發現有趣的貝殼，然而，面對眼前的茫茫大海，我卻一無所知。」即便經歷幾世紀的探險，科學家對這本教科書依舊相當陌生。但是，書裡的因果趣味與來龍去脈，並不是只有科學家才能深究，每個人都生活在這本教科書當中，裡面的任何一頁、字字句句，都可以自由徜徉，探索玩味。
「觀察...

前言

這不是一本學術著作。之所以寫這本書，是因為我熱愛觀察動物的生活。事實上，我寫的每一本書都出於這份熱愛。科學家唯有在不具任何預設立場的觀察之下，才能獲得意想不到的驚奇發現。
一般來說，科學家在實驗室中對大自然的提問，多半以一個想證實或推翻的推論為前提，而這個推論通常來自過去的觀察——或者這麼說吧，來自人類感官和神經系統的非理性認知結果。不過，若是一位科學家自認能掌握人類向大自然提出的所有問題，那他可就高估了人類的智慧。當研究者整天泡在實驗室裡，與生機盎然且豐富多彩的真實世界毫無接觸，那麼他在研究中所發想的各種假設就很容易偏離事物真正的本質；即便最終研究看似有些成果，也是微不足道的。就算研究者確實擁有敏銳的洞察力，也考慮到實驗過程的所有細節，他們的實驗仍無法給出問題的真正答案。可是，把自己關在實驗室中的科學家是無法認識到這點的。
當我在阿姆河（Alm River）的沙灘上和灰雁坐在一起，或者待在阿爾騰堡（Altenberg）家中的大熱帶魚缸前時，沒過幾個鐘頭，就會看到一些讓我完全感到驚奇的現象，那是我無法解釋的。不僅如此，動物還會向我提出新的問題，而這些問題都有待進一步觀察和證實。事實上，我們做的實驗完全不比其他學派來得少，但是這些研究都來自於我們對動物的觀察過程，而且盡可能是在牠們身處的自然環境中發現的問題。
單純的觀察是動物行為學的研究基礎。正如對身體形狀的描述是比較形態學和解剖學的基礎一樣，對行為模式的解釋也是比較動物生態學或動物行為學的基礎。任何描述性研究，不管研究對象是生物本身還是生物的運動模式，我們的感覺都扮演著重要作用，而這種感覺過程即為純粹的認知過程，也是認知的一切基礎。但這種過程存在於我們的無意識中，為自我觀察無法企及的階段，也導致多數研究者不願採用，更不願相信出自他們「理性」思維所提出的假設，也是由這個過程所決定。
今日對描述性科學的蔑視如此常見，來自有些人近乎信仰般徹底否認認知是科學認識的源泉。或許部分科學家之所以輕忽了認知研究的價值，是因為他們認為與感覺過程密不可分的應是對美的感受，而非科學上的觀察；然而，所謂「單調無趣的東西是科學的」，才是完全錯誤的認識。我認為，在那些真正獲得巨大成就的生物學家中，大多數都是受其研究對象的美所吸引而傾注一生心血做學問；至於動物行為學家，我則敢斷言每一個人都是如此！獨特的觀察天賦和感覺過程是完全一致的，我們完全無法將此兩者和對生物之美的強烈感受區分開來。
吸引人類的是所有生物體現出的和諧。如果否認這一點，就完全是不科學的，而且簡直是在說謊。如果我們認為自己極其「客觀」地描述一種動物或植物的樣態，卻不認為自己在描述生物之美，那麼很明顯地偏離了真理。當然，我們在描述骨頭、魚鰭或鳥的翅膀形狀時，目的並不在表達生物形體的美——不能為了顧及藝術性的感受而偏離了真實情況。可是，如果我們忽略表現自然及生物的美，這些描述與感受也是不完全符合真實情況的。
生物的美在最客觀的描述中也令人信服。這種客觀描述並非來自情感豐富的人的感覺過程，而是由一種不帶感情的技術來實現——那就是相機的物鏡（光是它的名字似乎就為「客觀性」做出了保證）。至於另外兩種了不起的光學儀器——顯微鏡和天文望遠鏡，光經過目鏡（之所以如此命名，是因為距離人眼最近）從另一端射出。根據類比法，我們幾乎可以把目鏡稱為「主觀鏡」，因為從中透出的光束必須先通過人眼形成圖像，在視網膜上被勾畫出來；在相機中，與物鏡相對的是感光層，在感光層上形成的圖像完全符合客觀要求——即便人眼看不到，它也呈現了真實的樣貌。
因此，相機成了無數追求客觀科學研究者不可或缺的工具，對於比較行為學來說，它比其他任何工具都更加不可或缺。其他描述性科學研究在記錄、證實研究成果時不見得需要照片：例如比較形態學可藉由測量、記錄尺寸和角度；比較解剖學可利用保存下來的標本作為客觀證據；而比較行為學不僅要描述、記錄，還必須讓人辨認運動的過程，於是相機、攝影機，甚至是錄音設備，都是研究者必備的工具。
比較行為學研究者必須會拍照、攝影，其理由和比較解剖學研究者必須具備保存標本和解剖的技術；組織發生學研究者要會染色、用顯微切片機進行切割的技術一樣。我的所有學生都遠比我擅長拍照，即便並不是每一位都像卡拉斯夫婦那麼出色，而且沒有一個人能像西比勒・卡拉斯（Sybille Kalas）那樣不知疲倦地把一架沉重的相機掛在脖子上。無論她在哪裡，相機都和她形影不離。
理論上，記錄行為模式最好能拍攝影片。不過，動物行為學者在實際的日常研究中，拍照就能完成同樣的任務，前提是要明確知道，應拍攝哪些運動階段以進行更精準的分析，而且要選擇能在足夠短時間內完成拍照的機種。
為了科學研究的目的，西比勒拍下了無數張灰雁照片。她在拍照時想的不是主題有無藝術感或光線是否充足，而只想準確記錄並再現灰雁在那一瞬間的行為。因此這些照片展示了美。大自然很美，它不需要添加任何藝術技巧就很美。
書中使用的照片，沒有一張是專為此書而拍攝的。我們在阿姆山谷的漫長冬夜裡，一邊思考如何把這些照片用於科學研究，同時一次次為它們的美感到喜悅；我們把照片投影在大螢幕上，回味著研究時的美麗時光。我們根據照片的時序，記錄下和灰雁一起度過的四季，每一張照片都有滿滿的故事和回憶。儘管拍照的目的是為了研究，我們仍然認為當其他人看到照片時，也一定會忍不住讚嘆其美且深感趣味。於是我決定寫下這本書。
我在前面已經提過，這不是一本學術著作，在某種程度上它可以說是我在科學研究工作的一個副產品。而多虧了這本書，世人能充分體現自然中未經粉飾的生命有多麼美好。
最後我必須說，當我決定開始動筆的時候，這本書就已幾近完成，因為這些照片已為我鋪陳好了所有細節。十九世紀與二十世紀更迭之時，一位幾乎已被遺忘的德國詩人奧斯蒂尼（Fritz von Ostini）為畫家博拉（Hanns Pellar）創作的一本非常迷人的童話寫下了文字：「這裡作畫的是詩人，寫童話的是畫家。」這句話用於本書也恰如其分。

前言

這不是一本學術著作。之所以寫這本書，是因為我熱愛觀察動物的生活。事實上，我寫的每一本書都出於這份熱愛。科學家唯有在不具任何預設立場的觀察之下，才能獲得意想不到的驚奇發現。
一般來說，科學家在實驗室中對大自然的提問，多半以一個想證實或推翻的推論為前提，而這個推論通常來自過去的觀察——或者這麼說吧，來自人類感官和神經系統的非理性認知結果。不過，若是一位科學家自認能掌握人類向大自然提出的所有問題，那他可就高估了人類的智慧。當研究者整天泡在實驗室裡，與生機盎然且豐富多彩的真實世界毫無接觸，那麼他...

推薦序 觀察，回到科學最初的起點 林大利
關於此書
前言
第一章 約定
我站在阿姆山谷中一處，這是我們和灰雁的約會地點。時值清晨，山頂已透出陽光，山谷則還浸在鬱鬱的晨曦中，我站立的谷地上方出現了一片陰雲。每天早晨，牠們都從高空飛下，落在屋前的草地上，牠們的到來對我來說都是同樣的慶典，同樣的奇蹟。
第二章 勝利之鳴
在雁群中，春天，一個愛的季節也已經甦醒。獨立的年輕雄雁小心翼翼地走近牠們的女伴，將身軀和脖子擺出一種非常獨特的姿勢。年輕雄雁通常必須花上極大的耐心追求數日，然後才開始進一步發展彼此的關係：向雌雁提議共唱勝利之歌。
第三章 新生
鑽出蛋殼的第一天，幼雁漸漸不安分起來。牠們愈來愈頻繁地從母親的翅膀下鑽出來，展開小小的遠足——儘管只是走到仍蹲伏在巢裡的母親不遠處。接著，一個重要的時刻到來了。母親起身，口中發出情感音，同時緩慢離開巢穴。幼雁見狀立刻緊緊地跟隨在身後。
第四章 印痕
孩子和母親之間的初次交流非常重要，它既不會重複發生，也不能回溯抹滅，我們稱之為印痕。新生幼雁的先天行為永遠和飼育者緊緊相繫。為了成功扮演母親的角色，飼育者必須做足準備，在短短幾週的時間內，把自己全數奉獻給牠的孩子。
第五章 旅行的意義
我們佇立在依然昏暗朦朧的山谷中，透過霧層的缺口仰望灰雁高飛，身上披著朝陽斜斜射入的光束。當灰雁衝破霧氣現身霧層下方，翩然降落在沙岸上，持續鼓動的翅膀，把岸上的厚厚積雪攪得四散飛起。我們渾然不知天地，看得如癡如醉。
後記

推薦序 觀察，回到科學最初的起點 林大利
關於此書
前言
第一章 約定
我站在阿姆山谷中一處，這是我們和灰雁的約會地點。時值清晨，山頂已透出陽光，山谷則還浸在鬱鬱的晨曦中，我站立的谷地上方出現了一片陰雲。每天早晨，牠們都從高空飛下，落在屋前的草地上，牠們的到來對我來說都是同樣的慶典，同樣的奇蹟。
第二章 勝利之鳴
在雁群中，春天，一個愛的季節也已經甦醒。獨立的年輕雄雁小心翼翼地走近牠們的女伴，將身軀和脖子擺出一種非常獨特的姿勢。年輕雄雁通常必須花上極大的耐心追求數日，然後才開始進一步發展...