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請問一下學長學姊,上解剖課的時候屍體是自己帶還是學校發?–科學開封府

泛科市集的B編_96
・2016/09/13 ・7079字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 471 ・五年級

從「科學」的角度解「開封」印在商品中的知識,就是我們科學開封府的職司。開封府內的胞大仁㜊妱公猻測會不定期介紹各種與科學有關的各種玩意,有時溫柔勸敗,偶爾龍虎狗頭鍘伺候剁手,不管怎樣,請您上座啦!

歡迎來到科學開封府,我是開封府的胞大仁,今天由我來跟大家聊聊「解剖」。

人活得好好的,解什麼剖?

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1617年的解剖課(Anatomy lesson of Dr. Willem van der Meer, 1617)。圖/By Michiel van Mierevelt, Public Domain, wikimedia commons.

說到解剖,十個人裡頭有八個人會想到大體老師,另外八個人會想到青蛙(咦?八個人加八個人不是十六……),其他像是「達文西」、「科學怪人」、「庖丁解牛」之類也都是提到解剖的時候會被聯想的關鍵字(好啦,其實都是我自己亂想的)。

其實解剖學歷史悠久,到現在更演變出多元樣貌。早在西元前 1600 年左右,當時某位熱愛抄筆記的埃及人根據更早之前,也就是西元前 3000 年前的埃及名醫印何闐——是的,就是那位會讓你想不斷喊他的名字的那位——所留下的資料,整理出了一份超長的醫學論文集。說它長,是因為真的很長,有 5 公尺那麼長,寬呢有 33 公分,而且還有分頁,17 頁寫在正面,還有 5 頁寫在背面。這份文件的第一位已知持有人,叫做艾德溫.史密斯,是個開羅的古董商,因此這份文稿以他為名,稱作《艾德溫.史密斯紙草文稿》。不過這個人不重要,我們就把它先忘了。

回到這份文件,既然它可以被稱為醫學論文,當然是因為它的撰寫方式十分科學,從「標題」、「檢查」、「診斷」、「治療」到「備註」分得清清楚楚,診斷還分成有容易醫治、不容易醫治以及無法醫治三個選項,這麼標準化的詳細記載方式,跟現在主流醫學的臨床診療指引也差不了多少。

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這份文件跟解剖的關係,就在於這是史上第一次在文件中指稱出「腦」這個器官,不但提及腦膜、脊髓及腦脊液等等部位,並載有降低顱內壓的開顱手術,可謂最早的神經外科醫學文獻。要知道,埃及人不重視大腦,他們做木乃伊的時候會把大腦從鼻孔鉤出來丟掉,體腔內的內臟則是罐裝保存,這也太差別待遇了吧。另外,這份文件裡頭還包括 90 個解剖學詞彙以及 48 篇外傷相關文章。要說這不是解剖學的起源,大概就沒別的了。

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埃及人製作木乃伊時會把內臟取出來,但會把大腦丟掉。噢不~大腦來世還是有用的阿!

後來解剖學的發展重地換成了希臘,解剖的英文 Anatomy 就是來自希臘文 ἀνατέμνω anatemnō ,意思就是「我割我割我割割割」(I cut up, cut open)。古希臘歷來有非常多人在解剖學上有所貢獻,包括「醫學之父」希波克拉底,跟什麼都會參一腳的亞里斯多德,亞里斯多德甚至被視為是比較解剖學的創始人,真是超級哲學家啊!不過呢我想要特別介紹的是西元前 3 ~ 4 世紀的希羅菲盧斯(Ἡρόφιλος,英文 Herophilos),他是被稱做是古代解剖學的創始者,是一位外科醫生,也是第一位有系統地對人體做科學解剖的科學家,當時他時常對活人做解剖,這些人都是罪犯。就這樣他剖了又剖,獲得了其他人無法企及的解剖學知識,例如他反駁了亞里斯多德,認為心智的所在不是心臟,而是腦,他是個實證主義者,認為知識要建立在真實可確認的證據之上,不過用這種方式追求真理的結果是被人指控,據說他進行的活人解剖超過 600 人,算得上大屠殺了。

後來歐洲進入中世紀,將近一千年在解剖學上沒有太大進展,那時候替軍人動外科手術的不是醫生,而是同樣有著銳利刀具的理髮師,所以他們成了解剖學的代言人。將近千年,歐洲的主流醫學一直是受到西元二世紀的古羅馬醫學家蓋倫的論述所支配,這麼一用就一直沿用到了十六世紀,到了近代解剖學之父安德雷亞斯.維薩里(Andreas Vesalius)才開始向巨人進擊,回到實證基礎,更正千年以來的錯誤。

後來到了十八世紀末跟十九世紀,解剖學又熱門起來,特別在英國,熱門到剛辦完喪事的屍體都會被小偷從墓裡頭盜走賣給學校上課用,比盜墓筆記還誇張,墓地還得特地蓋守望塔來監視小偷,當時的人顯然是沒有稱呼他們叫做大體老師的啦。後來經過法規制定跟醫學教學的改革,我們才進入了現代的解剖學。

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這麼哩哩拉拉的介紹當然是跳過很多細節,有興趣的朋友推薦你看兩本書,第一本書是蘇上豪醫師寫的《暗黑醫療史》,裡頭介紹了許多這一路以來醫學的跌跌撞撞,很多題目都跟解剖學有關,精彩有趣,值得一看。另外一本則是《我的十堂大體解剖課》,這是由美國康乃爾大學博士,現在慈濟大學醫學系解剖學科的教授何翰蓁根據第一手經驗所寫,非常值得推薦,看了就知道真的有人自帶大體老師去上解剖課啊!!!

解剖學有幾種?

解剖學是生物學的一支,與胚胎學、比較解剖學、演化生物學、系統發生樹研究等相關,又可以分成「巨觀層次」跟「微觀層次」,也就是直接用肉眼可以觀察的一種,跟透過光學儀器去看更小的細胞跟組織構造這一種,特別是後者,包括了我們都熟悉的 X 光、電腦斷層掃描(Computed Tomography,簡稱CT)、心血管造影、超音波、核磁共振等等醫學影像的技術,有點像是天文學家用各種光譜探索大宇宙,而醫學影像專家用各種方式探索身體內的小宇宙。

解剖學也可以用動物別來分,例如脊椎動物解剖學、兩棲動物解剖學、爬蟲類、鳥類、哺乳類、人類、無脊椎動物等等。另外也有所謂的表層解剖學(superficial anatomy),是一種不動刀解剖的解剖學,白話一點就是從外觀上看診。另外還有比較解剖學(comparative anatomy),白話就是把各種動物切了,跨物種來比較,前面提到的亞里斯多德,就是因為曾解剖了不同的動物做比較,就莫名其妙地成了比較解剖學的創始者了。最後啊,還有所謂的藝術解剖學(artisitic anatomy),顧名思義是為了藝術目的而做的解剖研究,這代表人物肯定就是達文西了。

為何要解剖青蛙?

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到底你們人類是為了什麼要解剖我呢?圖/By Orschstaffer, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

我跟很多台灣學生一樣,在唸書時曾經都要解剖青蛙,但最後也都不用解剖青蛙,因為基本上跟升學關係不大,所以就跳過了。當時沒覺得躍躍欲試,現在也不覺得遺憾,不過身邊還是有很多人曾解剖過,更別說念生科、念醫學的朋友,或是教生物的老師們了。

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對許多醫生來說,解剖青蛙是激起他們對生命熱情的重要時刻,但為何是青蛙?不是蟑螂或是老鼠呢?解剖青蛙其實是為了了解人類,透過觀察、碰觸和摸索身體裡頭這些不同的器官,可以了解器官們如何在身體裡頭運作,雖然青蛙跟人類完全是不一樣的動物,但複雜度接近,所以許多器官跟系統的運作模式是可以類比人類的,學生便於依此想像跟推論。

除了以蛙類了解人的目的以外,也可以透過解剖青蛙學習生態學跟演化。從青蛙的身體構造跟適應性可以看出牠們經過了怎樣的演化歷程,以讓自己在生態系統中找到一席之地,例如青蛙的舌頭那麼長又強韌,飛射出去的速度又快,老師就可以跟學生討論牠們是如何在那麼多樣化的棲地靠著舌頭找蟲吃,在這些地方扮演著什麼角色等等。

青蛙的尺寸不大不小剛剛好,在教室裡頭讓沒經驗的學生操作,還算是控制得了。另外,青蛙的壽命不算長,通常是看大小,短的一兩年,大一點的牛蛙雖然可以到十年,但也還好。要是解剖可以活很久的動物,心裡大概不太好負擔。最後,雖然整體來說無尾目(也就是蛙)有很多種類現在越來越少,但多的還是很多,有的還是侵略外來種,像是美洲牛蛙還有斑腿樹蛙等,就算以生態控制的目的來說也得殺,所以就順理成章成了解剖刀的目標啦。

有的老師是認為學生如果能真的動手解剖,更能把這門課牢牢記得(反之就跟我一樣完全沒記憶),也更能重視生命。然而這個理由恐怕是難站得住腳的。

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泛科電商_青蛙快打宣傳_20160913更新

解剖青蛙錯在哪?

前頭也說了,解剖青蛙一開始其實跟青蛙還真沒什麼關係,我們並不是為了想要了解青蛙的身體構造而解剖牠們,而是想要了解人類。對於生態跟青蛙演化的學習其實只是順便,是一種「既然都殺了一隻蛙,就趁機多學一點」的概念。

其實反對用青蛙教解剖的聲音也是不小,畢竟生命就是生命,如果可以請老師示範,或是用電腦 App 或是立體模型等等來代替的話,對大部分的學生來說,會不會就夠了呢?

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開啟青蛙解剖 app,你也可以用虛擬的刀一步一步解剖青蛙,不傷害活生生青蛙的方式,即使重來100次也沒有問題!

泛科學的作者賴亦德也曾經在個人的部落格上連續發表多篇,討論解剖青蛙與實驗動物的議題,他帶過很多學生做解剖,因此從中看到了不少問題。賴亦德認為教學本來應該與時俱進,但沒想到有少數老師就跟中世紀的理髮師一樣沒進步,用乙醚或是酒精來「麻醉」青蛙,沒想清楚青蛙的皮膚跟我們可不一樣,通透得可呼吸,這藥物一用下去,對蛙來說就不是麻醉,而是殘忍且痛苦地謀殺了。如此的話,學生恐怕在學會透過解剖來了解跟尊敬生命之前,就先重重傷了生命。

此外,根據對實驗動物的 3R 原則:也就是 Replace—— 如果可以不用動物就該避免,用其他方式;Reduce—— 如果可以減量就該減量;Refine—— 過程如果可以優化就該優化,降低痛苦。賴亦德也在〈關於脊椎動物解剖實驗:理想中的解剖實驗該怎麼帶?〉(以及該篇文章前的〈一點牢騷〉)中提出了他建議的實驗與教學目的的解剖動物做法,歡迎大家參考。他也不斷指出真正重要的還是教學雙方在做之前,都要更清楚為何要解剖?不要讓生命成為學生玩樂跟刺激的一次性可拋棄工具。

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剖了很多蛙之後,你知道牠們正面臨滅絕嗎?

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你知道很多我的同類就快絕種了嗎?還不快把我放下來!

常常聽見這樣的說法「當 XX 消失了,人類的末日也近了 」,XX 可以替換為蜜蜂、蝙蝠、鯊魚……等等,各有各的說服力,你大概也知道青蛙是其中常被拿來做為指標的物種,對人類的好處也很多。在 TED Ed 的〈青蛙消失和我有什麼關係?〉影片中就提到,青蛙對人類能有多少難以取代的價值(感謝 TEDx Taipei 摘要):

1.防止疾病傳播:青蛙會吃掉傳播瘧疾、登革熱和許多疾病的蚊子、蒼蠅和壁蝨,進一步防堵病菌無限擴張。

2.提供重要用藥的原料:青蛙皮膚上的抗菌胜肽能夠殺死人類的免疫缺陷病毒 (HIV),或做成防蚊液和止痛藥,讓我們不受疾病所苦。

3.生物指標:青蛙的皮膚極易吸收外界物質,因此當環境受到有毒物質污染,牠們的生命也會受到威脅,因此青蛙的存在是檢視環境乾淨與否的重要指標。

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4.食物鏈的重要角色:青蛙也是鳥、蛇和猴子等許多動物的食物,少了青蛙,食物鏈會受到影響,進一步讓動物圈面臨危機。

5.清潔水道:青蛙的幼蟲蝌蚪能吃掉藻類,讓水道保持乾淨,如此一來,我們就能降低對過濾系統的需求,也能減少水資源的消耗。

然而如今他們的族群面對驚悚的存亡危機,主要的原因,如我們都知道的,當然就是人類:

1.棲息地遭破壞:人類時時在與青蛙爭地,我們建造城市,砍伐樹林,流溼乾地,並將城市中僅有的一小片荒地改建成住宅,原來青蛙與兩棲動物的家被人類佔為己有,自然環境日漸減少,讓牠們無家可歸。

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2.使用化學藥劑:人類習慣在種植時使用大量的化學物質,尤其是除草劑,但是在使用前,這些藥劑在使用後多會流入兩棲動物生長的河道中,而牠們滲透力強大的皮膚就會輕易吸收這些毒物,因此讓牠們受到傷害。

3.氣候變遷:青蛙的習性是待在潮溼的環境中繁殖,而地球暖化造成極端氣候的情形日漸增加,各地常出現氣溫上升與乾旱的問題,首當其衝的就是兩棲動物。牠們的下一代不像鳥類有堅硬的殼,薄弱的保護層往往無法抵擋乾燥的環境,而無法讓下一代順利誕生。

4.過度捕捉:大量的野生兩棲動物被捕捉來當寵物之外,青蛙腿還常在世界各地被端上桌,成為人類滿足口腹之欲的食物。

5.外來種侵襲:許多人會購買外來的動物當作寵物,但是失去樂趣後又任意將牠們放生在非原生的環境中,這些外來的物種在陌生的地方繁殖,與原生種搶奪棲息地和食物之外,甚至可能侵略原生種,而使得許多在地動物消失。

6.細菌傳播:人類運輸上億隻兩棲動物到國外去,做為誘餌、實驗或觀賞之用,但是卻只有少數的法令規範這些動物在國際間往來,以致於「壺菌病」被帶進世界各地,而殺死許多兩棲動物。

上述這些蛙的困境,也是許多其他生物共同面對的。泛科學曾選書推薦的《第六次大滅絕》在第一章就以巴拿馬金蛙的故事開頭,如果你沒讀過,趕快去借或去買書來看。我只能說那是個恐怖的現實,壺菌已經席捲大半個巴拿馬的雨林,蛙類正以極快的速度消失。保育人士真的就像是神奇寶貝(精靈寶可夢)訓練師一樣,只能趕緊將他們都抓進保育箱內,救一隻算一隻,但想要復育或野放感覺已經是不可能的任務,這些蛙們以及牠們的後代(如果有的話),恐怕都只能永遠待在玻璃箱裡頭了……想到泛科學「科學大爆炸」曾經介紹過的特異功能蛙,我這輩子可能永不得見,不禁感傷。

講了那麼多…以下為工商服務

之所以會想談這個主題,是因為最近我買了泛科市集最近熱賣的一個品項:超仿真 4D 青蛙立體拼圖。這系列有人體各部位,有豬,有殺人鯨等,但最讓我喜歡的就是這款青蛙了。畢竟說到解剖,當然就是青蛙,而且大小也仿真,做得很精緻,皮膚上的凸起、內臟跟肌肉的紋路,都顧到了,上色也很細膩,雖然同一塊,但骨頭上就是不會沾上肌肉的顏色,絕對沒有一般玩具的廉價感。加上從皮膚到內臟都栩栩如生,組起來之後放在桌上陪著我寫這篇文章,特別有感覺。

4D蛙-01
你在看我嗎?你可以再靠近一點。

我想對學生跟老師來說,這精緻的模型或許可以在某程度上取代解剖青蛙,此外,也可以讓同學更認識青蛙。對喜歡兩棲類(特別是青蛙的人來說),這當然是不可或缺的好物。對想要提醒自己第六次大滅絕危機的人來說,雖然牠不是巴拿馬金蛙,但也可以把它當作蛙類代表,提醒自己愛護環境。最後,對純粹想要放個裝飾在桌上的上班族來說,這個真的屌,同事經過肯定會駐足指指點點,開啟友誼之窗,不過老闆看到可能會問「你是自比為溫水煮青蛙是嗎?」這時你當然要懂得回答「我是自比為水陸兩棲蛙人,爬樹潛水樣樣行,堅苦卓絕,不動則已,動如驚雷,個頭雖小嗓門大,眼觀四面,大吃四方……」

4D蛙-02
如果裝不回去,別說你是解剖大師。

好了,我就唬爛到這邊了,這蛙隨時可剖隨時可復原,歡迎你跟我一樣買一組放在桌上,提醒大家「青蛙不能亡」!今天的科學開封府就到這邊告一段落,退堂啦啦啦啦啦!

購買 4D 青蛙請由此去→

4D半透視青蛙組合模型

4D蛙-05
被我的眼神電到了嗎?只要點我一下,你就能擁有我。

購買其他 4D 拼圖請由此去→

4D人體腦神經組合模型

4D腦-01

4D頭頸組合模型

4D腦-02
4D半透視豬組合模型

4D豬

PS. 本篇開封文標題發想來自網路熱傳的某個大學新生網路討論串

  • 經讀者提醒,本文中原提到「上解剖課,我一向自帶大體」文字,對於大體老師較不尊重,經考量後將相關文字改為「上解剖課,我一向自帶大體老師」。一直以來,醫學院相關科系必修「大體解剖」課程,多年之後,慈濟醫學院才把捐贈給這門課使用的遺體稱為「大體解剖課的老師」簡稱「大體老師」。
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泛科市集的B編_96
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我是負責泛科市集的B編。 希望能成為大家最科學的購物小幫手!泛科市集是泛科的電商平台,我們精選的商品以善用科普觀點出發,同時具創意、設計感、趣味性等多重元素為主軸,快來與我們打造科味滿滿的生活!歡迎大家到 LINE 跟我一起聊科學~

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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

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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那天下了一場「動物雨」!!
胡中行_96
・2023/03/13 ・2173字 ・閱讀時間約 4 分鐘

澳大利亞北領地的 Tanami 沙漠,有一個叫做 Lajamanu 的偏遠小鎮。2023 年 2 月 19 日晚間,突然下起驟雨。[1]直至隔天早晨,累積了 61.4 毫米的雨量。[2, 3]降雨期間,魚群也跟著從天上落下。[1]

19 世紀英國畫家 George Cruikshank 描繪俚語「raining cats and dogs」的概念。圖/參考資料 5(Public Domain)

動物雨的種類

英文俚語「raining cats and dogs」,以「降下貓狗」形容大雨滂沱[4]19 世紀的英國畫家 George Cruikshank,還拿這個比喻當題材,創作虛構作品(上圖),抱怨糟糕的天氣。[5]事實上回顧歷史,其他動物比較常由空中砸下來。早在西元前 1 世紀,羅馬博物學者老普林尼(Pliny the Elder)就曾記錄,隨著暴風雨墜落。文藝復興時期開始,更不時有版畫描繪此類事件(下圖)。除了與上述雷同的情形,也有的個案。 [6]19世紀以降的文獻,則增加了蜘蛛螞蟻蝸牛淡菜(貽貝)、寄居蟹,以及各色蠕蟲等千奇百怪的案例。[7]

16 世紀版畫:天空降「魚」。圖/參考資料 6,Figure 2(Public Domain)
17 世紀版畫:天上掉下大量的蛇(左)和鼠(右)。圖/參考資料 6,Figure 3(Public Domain)

許多動物雨的紀錄,要不是歷史悠久,死無對證;就是鄉民口述,人微言輕。信者恆信;質疑者則當是鄉野奇談,嗤之以鼻。然而,若有科學家挺身背書,那就不一樣了。1947 年 10 月 23 日,美國路易斯安那州野生動物與漁業局的生物學家 A.D. Bajkov,在該州的 Marksville,親身體驗奇妙的自然現象。他事後撰文,投稿《科學》(Science)期刊,[8, 9]興奮之情躍然紙上:

「那天早上 7、8 點之間,2 到 9 英吋(約 5 到 23 公分)的魚落在樹梢和院子裡」,使這個南方小鎮的居民困惑之餘,群情激昂。當時他和妻子正在餐廳裡享用早餐,一聽服務生說魚群從天而降,便立刻跑去蒐集。Marksville 銀行的總裁 J.M. Barham 表示,起床就發現數以百計的魚落在自家院子裏,鄰居太太家也是。7 點 45 分,1 名該銀行的員工和 2 個商人的路途,則遭魚群阻斷。[8]

「離餐廳半個街區外的銀行附近,平均每平方碼(約 0.84 平方米)就有一條魚。」有的慘遭車輛輾壓;有些則落在房子的屋頂上。「牠們屬於在地的淡水魚類…」這名生物學家如數家珍地,列舉了一堆名字。然後說他將撿來的魚,全部裝成一罐,泡福馬林,要「分送數個博物館」。[8]

水龍捲

根據美國國會圖書館的介紹,動物雨的肇因或許不只一種:許多科學家將矛頭指向,形成於陸地,並行經水域的水龍捲(waterspouts)。其最高風速為每小時 100 英里(約 161 公里),中央低壓渦漩(vortex),會像吸塵器般,吸入周圍的水、空氣,以及包含生物在內的小東西。水龍捲移動的過程中,因為逐漸失去能量,沿路容易掉東掉西,造成動物雨等現象。美國普渡大學的 Ernest Agee 教授,「曾見過小池子的水,整個被路過的龍捲風淨空」,所以覺得天上要是砸下幾隻蛙,也算頗為合理。[10]不過,如果水龍捲夾帶的,不是動物,而是石頭,就可能變成危險的石頭雨。這種情形,有時會被誤認為來自外太空的隕石雨。[6]

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上升氣流

南伊利諾大學的 Doc Horsley 教授等科學家,認為上升氣流(updrafts),也會導致動物雨:暖空氣由地表高壓處,向上升到較冷的低壓處。在暴風雨中,能超過每小時 60 英里(約 97 公里),幾乎與中等水龍捲相當,所以擄走小動物的潛力,也不遑多讓。[10]

一起掉落的物種

水龍捲和上升氣流,都是從路經之處,任意搜刮。既然被帶走的東西包羅萬象,為何同時落於一處的,卻是相近的物種?美國華盛頓大學的 William Hayden Smith 教授解釋:當風力漸減,重的東西,會比輕的先掉下來。於是,尺寸和重量雷同的個體,便一起墜落。[10]

魚還活著…

講了半天,所以那些澳洲沙漠裡的魚,後來怎麼了?當地的議員 Andrew Johnson Japanangka,告訴 ABC 新聞臺,有些魚落地後倖存。「被孩子們撿起來,保存於瓶罐裡。」同樣的事件在 1974、2004 和 2010 年,亦曾發生過,部份居民甚至記得當年的情景。總之,這在該小鎮,雖然罕見,但算是正常。[1]

  

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參考資料

  1. Allison C, Trevaskis L, Barwick A. (21 FEB 2023) ‘Fish ‘rained from the sky’, outback community says, in freak weather event’. ABC News.
  2. Lajamanu, Northern Territory – February 2023 Daily Weather Observations’. Australian Bureau of Meteorology. (Accessed on 24 FEB 2023)
  3. Notes to accompany Daily Weather Observations’. Australian Bureau of Meteorology. (Accessed on 24 FEB 2023)
  4. Cambridge University Press. ‘It’s raining cats and dogs!’ Cambridge Dictionary. (Accessed on 23 FEB 2023)
  5. George Cruikshank. ‘Very Unpleasant Weather, or, the Old Saying Verified “Raining Cats, Dogs, & Pitchforks.”!!!’. Yale Center of British Art. (Accessed on 23 FEB 2023)
  6. Franza A, Morelli M, Faggi D, et al. (2021) ‘To be or not to be, that is the question: The Marsala meteorite (Italy, 1834) and the role of the doubtful meteorites in the history of meteoritics’. Meteoritics & Planetary Science, 56(5): 922-943.
  7. Berenbaum MR. (2015) ‘Who’ll Stomp the Rain?’. American Entomologist, 61(3): 133–135.
  8. Bajkov AD. (1949) ‘Do Fish Fall from the Sky?’. Science, 109(2834): 402
  9. Dennis J. (2013) ‘6. It’s Raining Frogs and Fishes’. In: It’s Raining Frogs and Fishes: Four Seasons of Natural Phenomena and Oddities of the Sky. Diversion Books.
  10. Science Reference Section. (19 NOV 2019) ‘Can it rain frogs, fish, and other objects?’. U.S. Library of Congress.
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。