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當年蔣公看到逆流而上的小魚是什麼魚?

陳柏成 (Po Cheng Chen)
・2016/08/22 ・3619字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

莊子與惠子當年在濠梁上之辯,想必多數人都曾聽過。有一天,莊子與惠子到橋上遊玩,莊子看著那些水中魚兒,說著:「啊!這些鯈魚如此從容的游來游去,看來真是快樂!」這時惠子見機馬上給莊子一桶冷水:「等等,你又不是魚,怎麼知道魚快不快樂呢?」莊子不甘示弱地回:「那你又不是我,怎麼知道我不知道魚快不快樂呢?」這就是有名的「子非魚安知魚之樂」公案。

蔣公圖
圖一、早年國小課本經典一文。

莊子認為他懂小魚,而惠子認為既然人非魚,自然不能懂得魚在想什麼。這讓人想起早年國文課本有一則蔣公看魚兒向上遊的故事,指出當年的蔣公因為看到小魚向上游,覺得「小魚都有這麼大的勇氣,我們做人,能不如小魚嗎?」因此奮發努力,為國家做了許多事。莊子覺得水中游的魚很快樂,而課文中的蔣公,就像濠梁之辯裡的莊子,覺得努力向上游的小魚,是多麽的有勇氣!

不過今日就讓我們來當一回惠子,除了質疑到底這些小魚是否真的因為勇氣才努力向上游外,還有一個更重要的問題是:若真的有這些小魚,那麼有可能會是什麼魚?

逆流而上?莫非是鮭魚?

說到逆流而上的魚類,許多人第一個想到的便是大名鼎鼎的鮭魚。鮭魚之所以會逆流,主要是為了回到溪河的上游繁殖產卵,屬於溯河洄游型( anadromous migrtion );而這裡值得注意的是,逆流而上的鮭魚既然是為了繁殖及產卵,這意味著牠們已是成魚而非小魚。

不過或許莊子會跳出來說:「搞不好在蔣先生的童年裡,大部份看到的都是更大的魚,因此相較之下才會稱鮭魚們為小魚啊!」好的,那接下來讓我們再思考另一個問題:鮭魚的棲地主要在什麼區域?由於鮭魚屬於冷水性魚類,因此主要分佈在全球各大陸的寒溫帶地區。(附帶一提的是,台灣的國寶魚櫻花鉤吻鮭屬於冰河時期的孑遺生物,由於受到板塊變動及河流的變遷,因而成為「陸封型」鮭魚並存在於亞熱帶地區。)

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那麼蔣中正小時候住在哪裡呢?答案是中國的浙江省奉化市溪口鎮!我們從圖二可知,其實奉化市在緯度上並不算高,而在全球一些鮭魚群落分佈中,可發現棲息地主要皆位於更高緯度;至於中國已知的有名鮭魚棲地則位於黑龍江及鴨綠江流域,在在顯示蔣公小時所見的小魚,是鮭魚的可能性並不高。

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圖二、蔣中正在浙江奉化的早年居住地。圖/Google Map

有沒有可能小魚其實根本沒有想往上游呢?

代表惠子一方的我們,在降低「小魚是鮭魚」的可能性後,進一步棄而不捨的拋出下一個問題:「子非魚,安知魚真想向上游?」要知道,鮭魚之所以會想逆游而上,是因為有一個目的,想繁衍自己的下一代;若今日小魚非鮭魚,是否牠只是想保持逆著游,但並沒有真的要努力游到更上游之處呢?答案是有可能的。

讓我們想一下,如果你是位於急湍中的魚類,要避免被強勁水流帶走,可能會有哪些行為呢?首先遇見大石頭,我們會想要躲進去,降低水流的衝擊;二來我們的身體或許會有吸盤,幫助我們附著在石頭或其他環境中;第三,我們的個體會比較小,且更符合流線型以降低水流的阻力。而為了固定位置不被水帶走,自然就需以相對的速度游泳,也就是會逆著水流游泳。這種逆著水流的行為屬於魚類的一種趨流性,稱為正趨性( positive rheotaxis )。而對於魚類來說,逆著游還有一個好處在於,可以張開嘴享受水流帶下來的營養物質,真可謂是最省力的做法了。

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圖三、許多魚在面對水流時會呈現正趨性,並靠著逆游來獲取水中養分。圖/ SlideShare:Animal Behavior

子非我,安知我不知魚真想向上游?

聽到這裡,站在莊子一方的蔣公大概要生氣了:「我真的有看到小魚奮力地向前游,而且越游越上面了!」如此說來,或許也是有可能的,畢竟在洄游性魚類中,鮭魚並非是獨霸一方的。那麼,接下來我們要先確定的一件事情是,蔣公小時候是在哪條溪看到小魚向上游的呢?

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「沿溪風光優美,剡源九曲為古代旅遊勝地。九曲公棠以下稱「剡溪」,由西向東流過全鎮,至東端,有武嶺頭與溪南山阻隔成口,溪口之名由此而來。」取自百度百科

由於蔣公小時候在浙江的奉化市溪口鎮長大,根據中國百度百科描述可知,流過溪口鎮的河流之名為剡溪。因此我們假設蔣公當年便是在此溪看見奮力向上的小魚,那麼在剡溪中,究竟有什麼魚呢?根據⟨生活圓桌之「剡溪夜釣」一文中指出,我們可以勉強得到以下一些有可能的魚類線索:鯉魚、鯽魚、鯧魚、草魚、鰱魚、螺螄青、鱸魚、河豚、鰻魚及個體龐大、兇狠強悍的「干箭」。這時讓我們發揮鍵盤柯南的能力,首先「干箭」既然在描述中個體龐大,與小魚形象不符,那麼暫且就先忽略;而鰻魚,就是一個值得討論的地方。

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圖四、蔣公小時候住在浙江奉化市溪口鎮,而中間流過的河流為「剡溪」。圖/Google Map

在我們前述提到,鮭魚是屬於一種洄游性魚類,而類型則為溯河洄游型 anadromous migrtion );鰻魚事實上也是屬於一種洄游性魚類,但有趣的是,牠和鮭魚不同之處在於,牠是屬於降河洄游( catadromous igration )型,行為正好和鮭魚相反,平常是在淡水中生活長大,當要產卵時則開始游至海洋,而誕生出來的幼魚則再回到淡水中成長。

這是否意味著蔣公有可能是看到幼鰻回到淡水的游泳過程呢?但別忘了,鰻魚和一般流線型的魚不同,長得可是有如蛇一般長長的,而且幼鰻本身如果沒有注意觀察,因為尺寸不大加上幾近透明(鰻魚小時候就像穿上隱形斗篷一般,又稱玻璃鰻),其實並不容易發現;再加上鰻魚屬於夜行性魚類這條件,讓我們重新來想像,假設蔣公看見的真的是幼鰻,那麼首先他認定的小魚樣貌必與常人有所不同,接著必須有絕佳好視力,才能發現到這些「小魚」;最後,也是最重要的一點,蔣公小時候一定是既聰明又頑皮,才能在夜晚趁爸媽不注意時跑到河邊看向上衝的小魚呀!(夜視能力一定也不錯)

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圖五、鰻魚示意圖。圖/pixabay

既然鰻魚也不太可能,那麼再讓我們看一下其他魚,還有沒有哪些可能是當年的小魚呢?答案是有的,其實像是草魚、鰱魚等,也是具有迴游性質的。牠們平時會在湖中成長,每當秋末之際,便開始移到江河的下游過冬;等到次年春天一到,再回到河流的中上游產卵。如此看來,或許蔣公看到的小魚,還是有機會存在的。

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爭不完的魚游之辯

經過一番論戰,代表惠子一方的我們表示:「哎呀,總之你又不是這些小魚,你怎麼知道牠們真的因為勇氣才努力游到更高處呢?既然我不是你,你也不是魚,你不知道魚到底是不是真的想往上游這件事是可以確定的,而且說不定其實小魚們只是想逆著流方便吃東西呢!」

身為莊子一方的蔣公不甘示弱表示:「洄游的魚可不只鮭魚,在我看到的溪流裡,也還有著其他洄游性魚類啊!且讓我們回到問題原點,既然最初你會如此問我,代表你是已經知道我知道魚確實是想游到更高處才問我的,那麼我就和你說囉,我是怎麼知道的呢?因為我是在溪邊看到的!」

總之,這是一場爭論不完、同時又參雜著詭辯的對話。若我們真想知道答案,除了觀落陰之外,或許就是實際去趟溪口鎮了吧!但無論如何,至少透過爭論的過程,我們也更加了解,到底魚兒們平常都是怎麼生活的了。

參考資料

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陳柏成 (Po Cheng Chen)
12 篇文章 ・ 5 位粉絲
熱愛自然科學,曾擔任PanSci實習編輯,現於美國夏威夷大學就讀博士班。如有任何問題,歡迎來信:consciencecpc@gmail.com

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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更人道及環保的肉類來源?——淺談「實驗室裡養的鮭魚片」
九姨_96
・2021/09/25 ・2832字 ・閱讀時間約 5 分鐘

那是個典型的炎熱的加州夏日,我剛剛從阿拉斯加釣鮭魚回來。這次的釣魚之行跟之前比不算成功,我的嚮導說,外海的商業漁船過度捕撈及氣候的變化,現在越來越少鮭魚回到河裡,他們擔心未來的魚只會越來越少。非常應景的,我一回來就訪談了一家在舊金山叫 Wildtype 的生物新創公司,他們成功在實驗室生產出鮭魚片。

這個公司是由心臟科醫師/細胞生物學家 Aryé Elfenbein 及耶魯商學院的 Justin Kolbeck 共同創立的。之所以成立這個公司,原因是 Aryé 在醫學領域見識到了,細胞全能性所帶來的可能,也看到了目前海洋及河川污然及過度捕撈的現況。而 Justin 則是因為在阿富汗的經歷,親身體驗過 food insecurity 這件事情有多麽嚴重,進而思考是否有辦法讓資源匱乏的地區也能夠獲得新鮮的食物。

在這樣的前提之下,讓他們重新思考,是否人類真的需要透過動物才能獲取肉?於是,他們在 2019 年一同成立了 Wildtype 這間公司,希望在這海洋、河川資源逐漸匱乏、到處都是塑膠微粒、重金屬的環境下,可以提供一個更永續、更安全、更人道的方式來獲取肉。

而當他們決定這個目標後,他們開始思考要往哪個方向去做,而最後選擇鮭魚主要有三個考量:第一,鮭魚是世界第二大的消費魚種,若能生產鮭魚,對於減少濫捕的會有顯著助益;第二,身為心臟科醫師的 Aryé 認為若要生產商品,也希望將世界帶到比較健康的方向去。富含 Omega-3 的鮭魚,將對大眾的健康更有助益;第三,鮭魚目前市場價格約在每磅 8 美元,比起每磅 1 美元的雞肉,鮭魚的市場價格能提供他們更多的研發空間。

Justin Kolbeck 與 Aryé Elfenbein。圖/作者提供

用「啤酒槽」養出鮭魚細胞?

美國人吃鮭魚,其實只有魚側面的兩塊菲力,其他的部分包括魚頭及內臟,大約有五成的魚體都會在處理後丟棄。於是 Aryé 與 Justin 思考,是否可以生產需要的部位就好?

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答案是肯定的,而且其實製作起來更可行,生產魚片還是比生產魚頭來的單純很多。

實驗室鮭魚有兩個主要步驟,第一步在生物反應器(bioreactor)放大細胞數量。就像啤酒發酵槽,在生物反應器裡面放入細胞生長所需的最佳營養,並透過不間斷的打氣循環,讓細胞在裡面懸浮生長。

這個過程,細胞數量通常呈指數性的生長,短短幾週可以生長到萬倍之多。不過有一點要非常注意,整個細胞培養的過程必須是無菌狀態。如若不然,即使只是一個細菌、一顆黴菌孢子,在這麽營養的生長環境之下,也會跟著目標細胞一起被放大數萬倍。

像啤酒發酵槽的「生物反應器」。圖/Wildtype

第二步是讓細胞在支架裡生長。這裡他們利用植物纖維製作出支架,將細胞循軌跡生長,進而成為漂亮的魚片。不過我很好奇,那個鮭魚肉典型的白色紋理是怎麼做到的?Aryé 說那是脂肪細胞。

簡單來說,在生物反應器生長的這群細胞,就像是幹細胞一樣,尚未分化成不同功能的細胞[註1]。他們發現,透過改變支架的軟硬程度,及調整培養基的成分,可以誘導尚未分化的鮭魚細胞,分化成肌肉細胞或脂肪細胞,進而產生橘白相間的鮭魚肉。

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培養出的魚肉品質如何?味道好嗎?

由於這個產品從收穫到包裝幾乎沒有時間差,我很好奇這個魚肉到底味道如何?一般市場買到的魚,即使處理得非常快速,還是跟現釣的相去甚遠,魚腮、黏液、內臟、血液,都會帶有腥味。Aryé 笑著說,沒錯啊就像現釣。

現在人其實非常少能接觸到極新鮮的魚,所以大家習慣的魚其實都是有點魚味的。所以他們在試吃的過程,很多人的反應都是他們的魚肉沒有味道,因此後來他們還特別去研究,增加一點空氣接觸,讓肉熟成一下,產生魚味。

關於保存期限,Aryé 表示,由於魚肉是在無菌狀態下生產的,所以非常非常耐放。他們目前還沒有做過完整的儲藏性實驗,但合作的廚師把他們的魚肉(未拆封狀態)放在冰箱一個月之後,吃起來還是超級新鮮。

甚至放置在室溫之下,目前的結果顯示幾天之內都不會腐敗。雖然仍需要更進一步的實驗,但如果結果屬實,短期運輸就能不需要冷鏈,除了降低運輸成本,也可以運送到冷鏈不發達的地區。

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用鮭魚細胞培養的鮭魚片。圖/Wildtype

根據一篇 2019 年的訪問[註3],因為結構的問題,這個魚肉產品煮完會散掉,因此只能生食,在我看來這樣可能會降低消費者的購買興趣。Aryé 表示這點已經克服,只需要多培養一些時間,讓細胞間的結構比較扎實,就可以正常烹煮了。所以他們的產品現在可以做各種烹調法,不再局限於生食而已。同時,他們也正在規劃試吃間(tasting room),之後有進一步消息會再行公告。

潛在的吃素市場

我在進行這個訪問之前,先在我的個人臉書做了市調,結果反應最熱烈的是吃素的朋友。除了天生吃肉會過敏、一輩子要吃素的族群以外,很多人吃素是因為抱持著不殺生、不剝削動物、環境保護的原則。

雖然還有一些道德性的思考需要去界定到底吃鮭魚細胞算不算殺生,但普遍吃素的朋友都會願意去嘗試這樣的商品,並非常期待這樣的商品能夠趕快出現在市場上。

目前 Wildtype 的鮭魚,仍在小量生產的試驗階段,所以價格還是很高。目前做一盤六片的鮭魚握壽司,要價 50-100 美金。但他們很有信心,在持續的研發跟改良之後,他們最終希望售價可以降到一磅 10 美金左右,讓消費者可以在 Trader Joe’s(美國的平價超市)之類的商店輕鬆購買。

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人造鮭魚還算是「魚」嗎?

目前 Wildtype 尚未拿到 FDA 核准上市的認證,因為這是一個非常嶄新的產品,法規和食品標準都尚未成形。但 Aryé 透露目前的溝通都算順利,他們被要求提供的資料及數據都算合情合理。

我繼續問,那這樣的商品可以被標示為鮭魚嗎?他說這個問題也在討論之中,但應該不會直接就寫鮭魚肉,畢竟和傳統捕撈的鮭魚不同,而且他們也希望告訴消費者這是鮭魚細胞製作而成,並不是源自於傳統的鮭魚。

但根據耶魯消費者中心的市調[註3],由於這個概念太新了,無論是「實驗室鮭魚」、「人造鮭魚」、「人工培養鮭魚」等等,目前並沒有一個名詞可以讓消費者馬上理解。

所以 Aryé 覺得最後可能會像 Impossible burger 那樣,在商品名稱下直接加一個描述句「使用植物製成的漢堡」。而他們公司希望可以在商品名稱 Wildtype salmon 之下,標註「本產品使用鮭魚細胞並在食物加工場域製作」。

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最後,他也補充一個很有趣的點:根據他們內部的市調,成人消費者對於這個新概念很難理解,但五歲小孩們卻都能馬上領會。可見以人工培養鮭魚細胞對於下個世代而言是很自然的事。

文獻資料

  1. Wild Type’s Cell-Based Salmon Costs $200, But Not For Long
  2. Allan, S. J., De Bank, P. A., & Ellis, M. J. (2019). Bioprocess design considerations for cultured meat production with a focus on the expansion bioreactor. Frontiers in Sustainable Food Systems, 3. 44-44.
  3. Labeling the future: ______ salmon
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九姨_96
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九姨(Joy),留美園藝博士,副修食品。 現為加州最大草莓苗圃公司研究員。 閒暇時後喜歡做菜和寫文章,並刊載於個人粉專 Joy’s wild garden。

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當年蔣公看到逆流而上的小魚是什麼魚?
陳柏成 (Po Cheng Chen)
・2016/08/22 ・3619字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

莊子與惠子當年在濠梁上之辯,想必多數人都曾聽過。有一天,莊子與惠子到橋上遊玩,莊子看著那些水中魚兒,說著:「啊!這些鯈魚如此從容的游來游去,看來真是快樂!」這時惠子見機馬上給莊子一桶冷水:「等等,你又不是魚,怎麼知道魚快不快樂呢?」莊子不甘示弱地回:「那你又不是我,怎麼知道我不知道魚快不快樂呢?」這就是有名的「子非魚安知魚之樂」公案。

蔣公圖
圖一、早年國小課本經典一文。

莊子認為他懂小魚,而惠子認為既然人非魚,自然不能懂得魚在想什麼。這讓人想起早年國文課本有一則蔣公看魚兒向上遊的故事,指出當年的蔣公因為看到小魚向上游,覺得「小魚都有這麼大的勇氣,我們做人,能不如小魚嗎?」因此奮發努力,為國家做了許多事。莊子覺得水中游的魚很快樂,而課文中的蔣公,就像濠梁之辯裡的莊子,覺得努力向上游的小魚,是多麽的有勇氣!

不過今日就讓我們來當一回惠子,除了質疑到底這些小魚是否真的因為勇氣才努力向上游外,還有一個更重要的問題是:若真的有這些小魚,那麼有可能會是什麼魚?

逆流而上?莫非是鮭魚?

說到逆流而上的魚類,許多人第一個想到的便是大名鼎鼎的鮭魚。鮭魚之所以會逆流,主要是為了回到溪河的上游繁殖產卵,屬於溯河洄游型( anadromous migrtion );而這裡值得注意的是,逆流而上的鮭魚既然是為了繁殖及產卵,這意味著牠們已是成魚而非小魚。

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不過或許莊子會跳出來說:「搞不好在蔣先生的童年裡,大部份看到的都是更大的魚,因此相較之下才會稱鮭魚們為小魚啊!」好的,那接下來讓我們再思考另一個問題:鮭魚的棲地主要在什麼區域?由於鮭魚屬於冷水性魚類,因此主要分佈在全球各大陸的寒溫帶地區。(附帶一提的是,台灣的國寶魚櫻花鉤吻鮭屬於冰河時期的孑遺生物,由於受到板塊變動及河流的變遷,因而成為「陸封型」鮭魚並存在於亞熱帶地區。)

那麼蔣中正小時候住在哪裡呢?答案是中國的浙江省奉化市溪口鎮!我們從圖二可知,其實奉化市在緯度上並不算高,而在全球一些鮭魚群落分佈中,可發現棲息地主要皆位於更高緯度;至於中國已知的有名鮭魚棲地則位於黑龍江及鴨綠江流域,在在顯示蔣公小時所見的小魚,是鮭魚的可能性並不高。

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圖二、蔣中正在浙江奉化的早年居住地。圖/Google Map

有沒有可能小魚其實根本沒有想往上游呢?

代表惠子一方的我們,在降低「小魚是鮭魚」的可能性後,進一步棄而不捨的拋出下一個問題:「子非魚,安知魚真想向上游?」要知道,鮭魚之所以會想逆游而上,是因為有一個目的,想繁衍自己的下一代;若今日小魚非鮭魚,是否牠只是想保持逆著游,但並沒有真的要努力游到更上游之處呢?答案是有可能的。

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讓我們想一下,如果你是位於急湍中的魚類,要避免被強勁水流帶走,可能會有哪些行為呢?首先遇見大石頭,我們會想要躲進去,降低水流的衝擊;二來我們的身體或許會有吸盤,幫助我們附著在石頭或其他環境中;第三,我們的個體會比較小,且更符合流線型以降低水流的阻力。而為了固定位置不被水帶走,自然就需以相對的速度游泳,也就是會逆著水流游泳。這種逆著水流的行為屬於魚類的一種趨流性,稱為正趨性( positive rheotaxis )。而對於魚類來說,逆著游還有一個好處在於,可以張開嘴享受水流帶下來的營養物質,真可謂是最省力的做法了。

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圖三、許多魚在面對水流時會呈現正趨性,並靠著逆游來獲取水中養分。圖/ SlideShare:Animal Behavior

子非我,安知我不知魚真想向上游?

聽到這裡,站在莊子一方的蔣公大概要生氣了:「我真的有看到小魚奮力地向前游,而且越游越上面了!」如此說來,或許也是有可能的,畢竟在洄游性魚類中,鮭魚並非是獨霸一方的。那麼,接下來我們要先確定的一件事情是,蔣公小時候是在哪條溪看到小魚向上游的呢?

「沿溪風光優美,剡源九曲為古代旅遊勝地。九曲公棠以下稱「剡溪」,由西向東流過全鎮,至東端,有武嶺頭與溪南山阻隔成口,溪口之名由此而來。」取自百度百科

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由於蔣公小時候在浙江的奉化市溪口鎮長大,根據中國百度百科描述可知,流過溪口鎮的河流之名為剡溪。因此我們假設蔣公當年便是在此溪看見奮力向上的小魚,那麼在剡溪中,究竟有什麼魚呢?根據⟨生活圓桌之「剡溪夜釣」一文中指出,我們可以勉強得到以下一些有可能的魚類線索:鯉魚、鯽魚、鯧魚、草魚、鰱魚、螺螄青、鱸魚、河豚、鰻魚及個體龐大、兇狠強悍的「干箭」。這時讓我們發揮鍵盤柯南的能力,首先「干箭」既然在描述中個體龐大,與小魚形象不符,那麼暫且就先忽略;而鰻魚,就是一個值得討論的地方。

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圖四、蔣公小時候住在浙江奉化市溪口鎮,而中間流過的河流為「剡溪」。圖/Google Map

在我們前述提到,鮭魚是屬於一種洄游性魚類,而類型則為溯河洄游型 anadromous migrtion );鰻魚事實上也是屬於一種洄游性魚類,但有趣的是,牠和鮭魚不同之處在於,牠是屬於降河洄游( catadromous igration )型,行為正好和鮭魚相反,平常是在淡水中生活長大,當要產卵時則開始游至海洋,而誕生出來的幼魚則再回到淡水中成長。

這是否意味著蔣公有可能是看到幼鰻回到淡水的游泳過程呢?但別忘了,鰻魚和一般流線型的魚不同,長得可是有如蛇一般長長的,而且幼鰻本身如果沒有注意觀察,因為尺寸不大加上幾近透明(鰻魚小時候就像穿上隱形斗篷一般,又稱玻璃鰻),其實並不容易發現;再加上鰻魚屬於夜行性魚類這條件,讓我們重新來想像,假設蔣公看見的真的是幼鰻,那麼首先他認定的小魚樣貌必與常人有所不同,接著必須有絕佳好視力,才能發現到這些「小魚」;最後,也是最重要的一點,蔣公小時候一定是既聰明又頑皮,才能在夜晚趁爸媽不注意時跑到河邊看向上衝的小魚呀!(夜視能力一定也不錯)

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圖五、鰻魚示意圖。圖/pixabay

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既然鰻魚也不太可能,那麼再讓我們看一下其他魚,還有沒有哪些可能是當年的小魚呢?答案是有的,其實像是草魚、鰱魚等,也是具有迴游性質的。牠們平時會在湖中成長,每當秋末之際,便開始移到江河的下游過冬;等到次年春天一到,再回到河流的中上游產卵。如此看來,或許蔣公看到的小魚,還是有機會存在的。

爭不完的魚游之辯

經過一番論戰,代表惠子一方的我們表示:「哎呀,總之你又不是這些小魚,你怎麼知道牠們真的因為勇氣才努力游到更高處呢?既然我不是你,你也不是魚,你不知道魚到底是不是真的想往上游這件事是可以確定的,而且說不定其實小魚們只是想逆著流方便吃東西呢!」

身為莊子一方的蔣公不甘示弱表示:「洄游的魚可不只鮭魚,在我看到的溪流裡,也還有著其他洄游性魚類啊!且讓我們回到問題原點,既然最初你會如此問我,代表你是已經知道我知道魚確實是想游到更高處才問我的,那麼我就和你說囉,我是怎麼知道的呢?因為我是在溪邊看到的!」

總之,這是一場爭論不完、同時又參雜著詭辯的對話。若我們真想知道答案,除了觀落陰之外,或許就是實際去趟溪口鎮了吧!但無論如何,至少透過爭論的過程,我們也更加了解,到底魚兒們平常都是怎麼生活的了。

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參考資料

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陳柏成 (Po Cheng Chen)
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熱愛自然科學,曾擔任PanSci實習編輯,現於美國夏威夷大學就讀博士班。如有任何問題,歡迎來信:consciencecpc@gmail.com