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唐獎永續發展獎 頒給能源效率教父羅森費爾德

趙軒翎
・2016/06/18 ・2551字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

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圖/唐獎基金會新聞稿。

第二屆唐獎永續發展獎得主——

亞瑟.羅森費爾德(Arthur H. Rosenfeld)

羅森費爾德原本是名粒子物理學者,但遇上了 1970 年代的石油危機,毅然決然投入能源研究,不僅研發一系列創新的能源科技,還實際參與能源政策的改革,被譽為能源效率教父。

美國國家科學院 2001 年研究發現,羅森費爾德教授的能源創新與政策,為人們省下 300 億美元的花費。估計至 2030 年,可為全球省下 1.8 兆美元的能源支出,並消除 70 億噸的二氧化碳排放,等於 15 億輛汽車每年的總碳排放。

來看看他到底怎麼做到的!

將屋頂刷白,變身涼爽屋頂

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圖/Chris Dick@flickr

羅森費爾德花多年研究「白色屋頂」,這件事可能讓你非常困惑,究竟屋頂顏色百百種,白色的屋頂有什麼特別好研究的。

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在他的研究中,他發現將屋頂漆成白色後,因為白色會將太陽光和熱反射回去,因此可以降低我們生活環境的溫度,也減少我們開冷氣降溫的需求。而這項研究的結果讓「涼爽屋頂」的概念在 2005 年就被美國加州建構房屋的標準,必須在屋頂漆上白色的反光漆。根據他的估算,如果未來20年,所有都市建築物屋頂都漆成白色,就可以幫地球減少 24 兆噸的碳排放。

智慧窗戶和省電燈具

1974 年之後,他就開始投入能源使用效率的研究上。他在羅倫斯柏克萊國家研究室成立建築科學中心(Center for Building Science),致力於開發節能、省電的建築科技,也可算是綠色建築科技的先驅。

這個中心確實也開發出非常多令人驚豔的技術,其中一個就是「智慧型窗戶」(low-emissivity smart windows)。這種窗戶使用雙層玻璃,中間隔著惰性氣體如氬氣,而內層玻璃表面有一層薄薄的塗布,在冬天能將熱保留在室內,在夏天可將外界的熱隔絕在室外,但不影響光線的穿透。這樣的窗戶設計,能幫助室內達到冬暖夏涼,也減少冷氣、暖氣的使用。

Summer and Winter
智慧窗的概念圖。圖/arch.ttu.edu

螢光燈中藏著另一個羅森費爾德在這個中心研發的技術,那就高頻電子安定器(high-frequency electronic ballasts)。這種裝置不但能提高燈的使用效率到 10~15%,也能減少燈亮時產生的嗡嗡聲。在這個裝置正式推行到市面上之前,他們曾在舊金山的一棟摩天大樓中測試,發現在安裝具有新的高頻電子安定器的燈之後,與之前使用舊型安定器的燈具時相比,節省了 30% 的用電。後來這樣的技術,也成為現在市面上使用的緊湊型節能螢光燈所需要的器材之一了。

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羅森費爾德效應、羅森費爾德單位

羅森費爾德效應,聽起來像是一個新的科學名詞,像是溫室效應、破窗效應、蝴蝶效應、星際效應等,但實際上這並不是一個科學現象。這是用來讚揚羅森費爾德,投身能源效率政策的改革,使得美國加州度過能源危機,且成為省電的模範。

在 1970 年至今,美國的人均用電量增加了 50%,但加州這個省分卻異於其他省分,人均用電量幾乎沒有成長。這歸功於羅森費爾德將「提升用電效率來省電」的概念大力推廣,鼓勵大家更換用電效率高的新電器來汰換舊電器,達到省電的功效,而非建立更多的火力發電廠。他成功地說服加州政府制定能源效率標準,加強冰箱和冷氣機等耗能家電的能源效率,而這些新標準也讓往後的 25 年中,冰箱的耗電率下降到之前的 1/4。

遠在 1970 年代就開始推行這樣的省電概念,直到現在都還是走在時代的尖端啊!他促成加州推行這些省電政策,也幫助了加州度過了兩次的電力嚴重短缺的危機。能源效率界因此就將這個現象稱為「羅森費爾德效應」。

除此之外,「羅森費爾德」這幾個字還成為了一種新的單位。2010 年,52 位能源效率科學家,為了表彰羅森費爾德在省電上的貢獻,他們將「羅森費爾德」制定為一個新的單位測量節省能源,一個單位的「羅森費爾德」就等同於節省 30 億度電。

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得獎無數,但他最難忘的獎是…

列印
圖/唐獎基金會新聞稿

羅森費爾德今(2016)年已經是 90 歲高齡,他也是在 90 歲生日派對上向親友們公布他獲得唐獎的消息。

他為了節能科技和政策推行上奉獻了多年的心力,除了唐獎永續發展獎之外,一路上他獲獎無數,包含美國國家科技獎(National Medal of Technology)、全球能源獎(Global Energy Prize (Russia))、卡諾獎能源效率獎(Carnot Award for Energy Efficiency)、西拉德獎(Szilard Award for Physics in the Public Interest)等。

但他曾說他最感到驕傲的是他在 2006 年獲得的費米獎(Enrico Fermi Award)。這個費米獎對他的意義非常大。羅森費爾德在美國芝加哥大學攻讀物理學博士學位時,他的指導教授就是諾貝爾獎費米(Enrico Fermi),而他也是費米最後一個指導的學生。獲得這個以恩師名字為名的獎項,或許就好像是自己的老師對他這多年來投入心血的肯定一般,也是對他最大的鼓勵。

  • 唐獎永續發展獎公布記者會影片

 

參考資料

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趙軒翎
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在「一日生科,終身科科」的年代,即使鬧家庭革命都堅持要念生科,卻在畢業之際決定走出實驗室找尋新的出路。因緣際會就這麼踏入了科學傳播領域,雖然一路跌跌撞撞,但仍相信自己可以用知識改變這個世界。聯繫方式:scimonth.chao@gmail.com

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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推動亞太立憲的領航者——唐獎法治獎授予澳學者雪柔.頌德絲
PanSci_96
・2022/06/21 ・1818字 ・閱讀時間約 3 分鐘

唐獎法治獎召集人、台灣大學講座教授葉俊榮今(21)日宣布,2022 年唐獎法治獎頒發給雪柔.頌德絲 (Cheryl Saunders) 教授。頌德絲教授以深厚的學養,引領亞太地區許多國家在極為嚴峻的環境中訂立立憲方針,推動立憲工程,數十年來,與國內外學者及政治工作者的積極交流、對話、合作,不斷拓展比較憲法的疆界。

推動亞太最重要的憲法研究交流中心

獲頒唐獎,頌德絲教授深感榮幸,也對歷屆法治獎得主在法治領域影響深遠的貢獻表達欽佩之意。頌德絲教授致力於亞太國家的立憲工程,她表示「比較憲法可以為我們目前的世界做出很多貢獻,它有助於相互理解,有助於發現改變和改善治理體系的機會和可能性。」

頌德絲教授曾走訪過許多亞太國家,但她並不是將西方國家的憲法原則注入這些國家,而是與當地人切磋琢磨,透過傾聽、溝通及相互理解,了解彼此的治理體系、人民需求,然後因地制宜,提供符合當地狀況的建議,協助這些國家思考最佳的運作模式。

頌德絲教授說,自己多年來一直在研究這些方法,也取得進展,更謙虛的說,「在與當地人民互動的過程中,自己的收穫不亞於付出」。

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張文貞教授。

台大法律學院張文貞教授介紹得主時指出,過往整個國際學術社群的重心多放在歐美國家,但頌德絲教授 2003 年至 2007 年擔任國際憲法學會主席時,將比較憲法的網絡延伸到亞太地區,協助亞太地區學者成立亞洲憲法論壇,2009 年第三屆論壇就在台灣舉辦。

在她的努力下,亞洲憲法論壇已經成為亞太學者最重要的一個憲法研究的網絡及經驗傳遞交換的中心;而她在各國立憲工程最重要的影響之一,就是啟發當地的學者,即使她離開了,這些討論與互動也留下豐碩成果,讓當地的學者及非政府組織也有能力繼續耕耘憲改工程。

將年輕學者一起帶入立憲推動

曾參與其間的葉俊榮教授也分享自己親身觀察的頌德絲教授。他表示,亞太國家包括台灣在內,在憲政發展及相關議題的學術討論較西方國家落後,頌德絲教授與各地學者交流,其中不乏年輕學者,而教授貫徹「帶年輕人起來」的想法,帶領亞太地區學者,包括他自己也曾是頌德絲教授帶過的年輕人,對她在亞太地區推行立憲工程的努力,深刻感受到「我們可以做的事情比想像中的還要多」。

葉俊榮教授也強調,台灣過去多借鏡其他國家的法律制定的經驗,受到頌德絲教授的啟發,台灣如今也逐漸能夠扮演回饋的角色,將民主憲政的經驗分享給其他亞太國家。

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葉俊榮教授。

唐獎教育基金會執行長陳振川表示,唐獎提倡法律應兼顧正當程序與實體正義,為和平、人權、永續發展而奮鬥,以追求人類及自然之共同福祉為最高目標。基金會很榮幸設置了唐獎法治獎,一個世界上具有聲譽的獎項,來獎勵對法治理念或實踐有創新,進而對法治之實現貢獻卓著之個人或機構,並且激勵世人共同努力。

自 2014 年以來,唐獎法治獎頒給了在不同領域,以不同身分,共同為社會、人權及永續發展奮鬥不懈,追求人類與自然共同福祉的得主們,歷屆得主從政治運動家到法官,從學者到組織,遍布各大洲,包括奧比.薩克思、路易絲.阿爾布爾、約瑟夫.拉茲,以及設立於孟加拉的孟加拉環境法律人協會、設立於哥倫比亞的實現正義: 法律、正義暨社會中心 以及設立於黎巴嫩的法律實踐進程組織三個非政府組織,都在不同層面對法治的推動有卓越貢獻。

關於唐獎

有感於全球化的進展,人類在享受文明與科技帶來便利的同時,亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微⋯⋯等種種考驗,尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎,設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項,每兩年由專業獨立評選委員會(邀聘國際著名專家學者,含多名諾貝爾獎得主),不分種族、國籍、性別,遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供 5 千萬獎金,其中含 1 千萬支持相關研究教育計畫,以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需,以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。

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2022 唐獎漢學獎:中西貫通,為無聲之物發聲——潔西卡‧羅森
PanSci_96
・2022/06/21 ・2433字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2022 年唐獎漢學獎授予潔西卡‧羅森(Jessica Rawson)教授,以表彰其精研中國藝術文物之成就。羅森教授視野宏闊,見解精準,為無聲之物發聲,再現人之所未見;審美觀物,傳承薪火,賦予華夏古典嶄新意義。

潔西卡‧羅森教授獲得唐獎漢學獎。圖/唐獎

不同以往得獎者多集中在文學、歷史與思想史領域,著重文字書寫,羅森教授則以藝術史與物質文化研究見長,關注考古出土的器物,使人們看見藝術品所承載的歷史文化,豐富漢學內涵,展現唐獎漢學獎作為世界大獎的開闊格局及視野。

器物上蘊藏的視覺系統

羅森教授為牛津大學中國藝術與考古教授,專研中國青銅器、玉器,關注層面尤其著重中國與中亞鄰國的交流。她近年的研究從馬匹貿易切入,考察沿著絲路與歐亞草原諸族的馬匹貿易。羅森教授指出,歐亞大陸上各個族群都有一套談論器物的傳統,其中蘊藏著所謂視覺系統(visual systems),使人們得以依據社會、信仰或其他層面上的概念、慣例或預設,將器物分門別類。因此也意味著其器物的材質、形式與裝飾具有特定的組合模式。

編按:在電影《孟買女帝》中,出現將茶杯裡的茶倒入下方茶杯碟中,再用茶杯碟喝茶的一幕。

對現代人來說,茶杯碟只是用來墊茶杯,但過去茶杯碟的用法是將茶倒出來,增加茶接觸空氣的表面積,達到快速冷卻的效果,而人們也是用茶杯碟直接喝放涼的茶。

現今茶杯碟已經失去了放涼的功能,但杯子與碟子的特定組合,仍成為了辨識「喝茶器具」的關鍵而被沿用至今,像上述杯子與碟子的組合,我們就稱它為「視覺系統」。

每個社會的傳統與視覺系統都是獨特的,需經過學習才得以熟悉,也深深地影響人們如何看待與解讀所見之物。這樣的視覺系統一旦進入新的脈絡,它們先前所承載的意義將慢慢淡去,進而與不同文化產生新的聯結。藉由視覺系統的研究,能夠釐清西方古典建築的裝飾是如何傳播到西亞,接著沿著絲路來到中國,最終體現在佛教石窟的造型上。這些交流為中國的藝術掀開了全新的一頁,而後隨著蒙古西征,中國藝術的樣貌也反過來傳播到西方世界。

藉由研究釐清西方古典建築的裝飾是如何傳播到西亞,接著沿著絲路來到中國,最終體現在佛教石窟的造型上。中國洛陽龍門石窟。圖/wikipedia

陵墓代表著墓主的微縮宇宙

羅森教授的研究亦對中國古代墓葬文化有深刻的洞見。古代墓葬為其墓主提供了一個完備的死後世界。商周的豎穴土坑墓以青銅器和玉器陪葬,這些器物不但為墓主提供了禮儀及身份所需的物品,也提供戰爭所需的兵器和馬車。

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秦代以來的墓葬發生了許多大變化,其中以兵馬俑的出現最為突出。秦始皇陵不僅僅有軍隊,墓中的車馬廄、朝臣、百戲、官員、嬪妃,以及天地星辰的圖像,都為秦始皇的死後世界而創造,陵墓成為墓主的微縮宇宙。

羅森教授的貢獻不僅止於開創性的學術研究。她致力於促進東西方藝術、文化與學術的交流及認識,更在學術範疇之外,向普羅大眾推廣中國文明之博大精深。因其博物館任職經歷,羅森教授身兼學者與實務執行者兩種身分,她策劃展覽所帶來的影響力早已有目共睹。

即便離開大英博物館轉任牛津教授,她仍繼續為大眾展現中國多元的樣貌。如 2005 年末至 2006 年初,在英國皇家藝術學院舉辦的「盛世華章─康、雍、乾三代帝王」(China: The Three Emperors, 1962-1795)特展,即是由羅森教授策劃,向西方社會鮮活重現古老東方文物豐富的藝術內涵。

主持跨國研究計畫促成文化交流

羅森教授出生英國倫敦,畢業於劍橋大學及倫敦大學亞非學院,曾任大英博物館東方文物部主任、牛津大學莫頓學院首位女院長,亦曾出任牛津大學副校長。羅森教授身為一位執行者,主持大型研究計畫,大大地提升了英國與歐洲學界對中國研究的重視。2011 年至 2016 年,跨國研究計畫「中國與內亞:改變了中國的文化交流(西元前 1000 年至西元前 200 年)」(“China and Inner Asia: Interactions Which Changed China (1000-200 BC)”)獲英國最大的學術研究資助單位利華休姆基金會(Leverhulme Trust)獎助。羅森教授與中國學者共同主持,聯合多國專家一同檢視中國、伊拉克、伊朗、中亞的出土文物,與各地博物館的藏品,試圖回溯物質文化的傳播。

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而在校園之內,羅森教授促成各國學者至牛津大學進行學術交流,且不遺餘力地支持並培養世界各地的學生,其中有多位如今已成中國藝術與考古領域中的重要學者。羅森教授亦為牛津大學爭取到利華休姆基金會以十年為期的獎助計畫,以支持校內當代中國研究的發展。此計畫獎助了四個學術職位,實質地擴大中國研究的規模,也間接促成了隨後 2008 年牛津大學中國中心(University of Oxford China Centre)的成立。

羅森教授於 1990 年榮膺為英國國家學術院院士(British Academy),2002 年因其在東方研究的貢獻獲英國女王授勳封爵(DBE),2012 年獲選為美國藝術與科學院(American Academy of Arts and Sciences)外籍名譽院士,2017 年獲頒弗瑞爾獎章(Charles Lang Freer Medal)。2022 年唐獎漢學獎授予羅森教授,肯定其在中國藝術與考古領域的成就,不僅為該領域開創了嶄新局面,更加深了人們對中國文明的認識。

【關於唐獎】

有感於全球化的進展,人類在享受文明與科技帶來便利的同時,亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微..等種種考驗,尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎,設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項,每兩年由專業獨立評選委員會(邀聘國際著名專家學者,含多名諾貝爾獎得主),不分種族、國籍、性別,遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供 5 千萬獎金,其中含 1 千萬支持相關研究教育計畫,以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需,以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。

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