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院長,給問嗎?網友提問中研院廖俊智院長

研之有物│中央研究院_96
・2018/09/20 ・5305字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

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本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

  • 執行編輯|林婷嫻 美術編輯|張語辰

中央研究院,是隸屬於總統府的最高層級研究機構。「院長」這個職位,是帶領研究方向、激勵研究士氣的要角;另一方面,也是媒體和輿論的焦點。本文蒐集網友各種提問,和現任廖俊智院長輕鬆聊聊!

西裝哪裡買的?還蠻帥氣的

我有兩三套,有的是買現成,有的是訂作。現在穿的這件是十多年前在美國洛杉磯買的。男生的西裝就是那樣子,合身就好。

院長都怎麼對家鄉父老解釋「中研院」和「工研院」的差別?

工研院是要生產「產品」,中研院是要生產「知識」。

這樣解釋夠簡單吧!工研院重點是輔助工商界,隸屬經濟部;中研院主要是做基礎研究,產生新的知識,直接隸屬總統府。知識若可以變成產品很好,但知識本身就是很重要的資產,即便它不是商業產品。

學「科學」最大的樂趣是什麼呢?

學科學最大的樂趣,是能創造新知識、或解決前人所不能解的問題。簡單來講,就是挑戰「世界之最」!把人類的知識及能力,推向新的極限。

科學分為很多面向,我的興趣很廣。小時候修電器,後來對物理、化學特別有興趣,之後讀了化學工程,又再轉到生物領域。涉獵很多不同的學科,這對我日後做研究有非常大的助益。

現今科學已經不是單一的學門。國高中的物理、化學、生物,甚至大學裡的電機、機械、土木,都是人為切割劃分的知識。但事實上,當你要解決問題、或研究自然界的現象,不能只靠這些人工切割的單一知識,而是要將跨領域的知識,融合思考運用。

接觸不同學科時,別一開始就覺得很難,不要養成這種「怕困難」的習慣。

抱著學習的精神,學什麼都是一樣。不管你是打籃球也好、打棒球也好,一開始總是要跑、要跳,手臂要動、眼睛要看、手腦要協調,這些基本動作是相通的。不同領域的學科也是,基本的邏輯觀念、基本的原理法則,很多也是相通的。

想聽院長說說陳年小故事

從小我就喜歡修理電器,家裡冰箱、電視、收音機,我都拆開來修,家人也沒有反對。高一時,晚上我還報名技職班,不像現在進修推廣部那麼完善,是坊間的電器工職訓班。我那時參加修理收音機的課程,自己組裝了一台真空管收音機。

當然除了修電器,高中我也花很多心力參加科展,從設計題目、組裝儀器、動手實驗到報名參加,都是我和另一位同學獨立完成。第一次科展得到佳作,第二次得到全國第二名,那時非常開心!

院長會打 LOL 和世紀帝國嗎?

LOL 我只知道是「大笑」。高中時,那是四十年前,那時候我們還沒有電玩好嗎?現在則是沒時間玩了。

院長每天的工作項目?

每天的工作項目,就是像現在採訪這樣子,跟各種不同的人談。有院內的、有院外的,有研究人員、有行政團隊,包含開會和非正式的討論。

剛回臺灣時,不太習慣這裡的「不討論」風氣,大家通常不表達想法,只聽長官的意見。長官在,職級比較小的通常不會講話,只聽意見。我希望每個人都講,不管多老多小、官有多大,每個人都要表達想法,扁平化地互動。

通常討論之後,有共識最好,沒有共識的話,我就需要指示這問題的解決方法、要朝哪個方向進行。其實大部分時間我們都在討論「問題」本身,包含行政上的問題、研究上的問題。

工作上最喜歡的部分,就是討論科學的問題。院裡有近千名研究人員,包含研究員和研究技師等等,有很多各領域很棒的專家,能夠一起討論,非常 enjoyable!

會不會有一張開眼睛,感到厭世的一天?

聽到這個問題,廖俊智院長相當驚訝,說道:「厭世?那很嚴重喔!No No No No!」。
攝影│張語辰

我當然會有情緒上的起伏,但不到厭世的地步。對我來說,每天都是新的開始,每天都充滿希望,每天都有新的機會。挫折感一定是難免的,不管去哪都有挑戰,但若是只會抱怨,事情是無法解決的。

遇到挫折時,更要理性地面對問題,先休息、運動一下,再以不同的角度透視問題,往往你會突破困境、發現解決之道。

院長的休閒活動是什麼?

游泳!我不定時會去中研院的游泳池,當然是下班的時候。游泳是很好的運動,不但可增加肺活量、舒緩壓力,更可以促進血液循環。而且隨時自己就可以去,不用呼朋引伴。常到各地出差的話,隨手帶一件泳褲很簡單,跑步鞋有可能還裝不進行李箱。

我也喜歡棒球,去年世大運,特別帶二百位同仁去看臺法之戰,可惜最後一球漏接敗北。我也請人事室舉辦趣味壘球賽、增進同仁情感,同時我也自得其樂。

廖俊智揮棒的瞬間!並與同仁組成「地表最強詹姆侍衛隊」,其他隊還有:「煞氣a阿寬隊」、「我是基因體帥哥對不隊」等等。
圖片來源│中央研究院
中研院趣味壘球賽的友誼之握。
圖片來源│中央研究院

請院長推薦中研院附近常吃的美食

哈哈哈(編註:這個笑的涵義,代表這附近飲食選擇有限)。

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平常在這裡就吃便當、麵食,我比較喜歡吃麵。常在中研院對面幾家麵店吃湯麵或炒麵,我的秘書戲稱為「院長炒麵」。

看到有網友問中研院的微風美食街什麼時候蓋好?這就要問總務處了,目前已經有一些進展,我也很期待!目前在蔡元培紀念館已開張的 Trine and Zen 咖啡館相當不錯,我特別喜歡明太子義大利麵,拿鐵也推薦。

期許自己成為什麼樣的院長?

(深吸一口氣)這是好問題。中研院是一個很大的機構,在社會上負很重要的責任,所以很難用一句話來定義「什麼樣的院長」。我希望能把中研院帶入新的世紀,包含很多面向,最重要的是創造一個環境,激發同仁的創造力。兩年前在院長交接典禮提出的三個面向,我到現在仍然認為非常重要。

第一個是,重質不重量。我們希望追求研究的品質,而不是單純的論文篇數。第二個,中研院創造知識,希望有朝一日「知識」能夠帶動學術和社會的進步。第三個,我們所謂的知識,不只偏重在自然科學,也涵蓋人文社會科學;如何架接各領域,這是中研院很重要的責任。

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至於任職到現在,心境有什麼轉變?一旦開始「院長」這個職位,我就拼命往前,比較少時間回顧過去。要創造新環境、或要改變舊習慣,都不是容易的事。中研院有位同事,曾和我分享一句邱吉爾的名言 “If you’re going through hell, keep going.” 意思是碰到艱苦的時候,要勇往直前。

看論文一定要先看大方向:這篇論文解決什麼問題,再看他們怎麼解決這個問題。

通常看論文,我是重質不重量,我會看很細,而不是看一大堆論文。我會先看這篇論文研究的問題,是不是我現在關心、或者重要的問題,是的話我就會繼續看下去。

因為我和國外學者有保持聯繫,也常參加國際學術會議,所以通常有新的學術發現,不同的人會傳來一些 email 、學術期刊、報導、國際會議的訊息。有些著名的國際期刊,也會發來一些論文讓我審查,我就能知道研究最新趨勢。所以,新知最主要的來源,就是跟學界接觸,就會掌握科研發展的脈動。

做科學,如何設立人生目標?

好的科學家,就是要解決科學上的問題,人家就會佩服你。會不會藉此而得到什麼名聲,那是另外一回事。

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一般而言,當你解決了科學問題,名聲自然會伴隨能力而來。但是,不能急功好利。如果為了名聲來做科學,你會很失望,因為實驗過程通常都是一直失敗,會有相當多的挫折感。

「人文社會科學」存在的意義?以及如何看待「數位人文」趨勢?

一般科學處理的是自然界的問題,或是如何藉由對自然界現象的理解,來解決人類的問題。

但人類很大的問題是,人與人之間相處的問題。這些需要人文和社會科學來研究。

對於人怎麼了解自己、怎麼了解別人、怎麼了解這個社會;還有人跟人之間的相處、人跟社會的相處,都需要有深入的探討,以幫助社會運行至最佳的狀況。這些除了對現今社會的研究外,也要了解過去歷史的演進、文化的傳承,才會理解社會是怎麼變成今天的狀態。

隨著科技發展,「數位文化」是人文及社會科學其中一個努力方向,這些數位工具對於史料的保存、藝術、文物的重建有重大的貢獻。像是中研院有各種地理資訊系統 (GIS) ,結合歷史資料、地景地物,呈現時代變遷對文化、宗教及社會的影響,實現了「秀才不出門,能知天下事」的情境。

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舉例來說,「歷史地圖散步」系列書籍與 APP ,讓秀才在家裡就能穿梭古今。
圖片來源│〈一百年前你家的模樣?臺北、臺中歷史地圖散步〉

然而,即使數位工具發展得再先進,人文社會科學最基本的「論述分析」仍然相當重要,體現在文學、哲學等相關研究,這部分就不是數位工具能取代,依靠的是研究人員頭腦裡的寶貴想法。

怎麼看高教人才流失的問題?怎麼留住人才?

高教人才「流失」這樣的說法,要仔細分析數據,才有客觀公正的判斷。臺灣有流出去、也有流回來的,包括我自己。例如,中研院近年來從國外延攬不少外籍人士,包含美國、日本、加拿大、法國、德國、香港、新加坡等等,激發不同的研究思維和互動風氣。

以中研院而言,短期,我們要創造一個環境,讓全世界認為臺灣是重視人才的地方。所謂重視人才,要讓好的研究人員認為在這裡被重視。不能只計算論文發表篇數,而是鼓勵研究人員進行長期且深入的研究。

另外,也希望資深的研究員,可以引導新進研究人員、提供善意的建議,但不是師徒或手下的關係。我們一方面鼓勵他們勇於創見、挑戰關鍵性的問題;另一方面在研究資源等等,中研院都應該盡量幫助這些年輕的研究人員。

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研究之餘喜歡看哪些書?

我通常是在機場逛書店,順手買幾本書在飛機上看。我看的書都不是很輕鬆。最輕鬆的可能是愛因斯坦的傳記、霍金的傳記。最近在看蠻厚重的書,書名是《Enlightenment Now》(編註:Enlightenment 意思為啟蒙)。

世界是在變好或變糟?《Enlightenment Now:The Case for Reason, Science, Humanism, and Progress》書中,作者 Steven Pinker 用理性和資料來判斷。
圖片來源│Viking 出版社

所謂「啟蒙」,是以理性思維來討論問題。這本書的作者史帝芬·平克 (Steven Pinker) 用理性思維,來反駁現今很多悲觀主義,例如很多認為世風日下、人心不古。但其實當我們回歸理性思辯,分析實際的資料數據,會發現和 30 年前相比,當今在許多方面都做得更好。作者說:「如果繼續用知識,來解決人類的問題,那我們可以獲得更多改善。」

要分享輕鬆的書的話,我最近又重讀一次《紅樓夢》。前些日子和孫康宜院士,聊到她在研究一個問題:一些傳統文學作品的作者,到底是誰?例如《紅樓夢》的作者,前八十回和後四十回是不是同一人?

這激起了我的興趣,又回去讀了幾回《紅樓夢》。雖然小時候看過,但現在又有一些新的體會。它裡面有些詩詞,相當有意思。例如下面這則詩句,是實驗失敗時很好的啟發!

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翻成白話文是:只憑一局成敗,無法定論真相。當爐子裡的香燒盡、手中的茶喝完後,仍然要再花點時間仔細思考。若想知道眼前的徵兆究竟代表什麼,請益客觀的他人很重要。
圖片來源│iStock 圖說設計│張語辰

延伸閱讀

本著作由研之有物製作,原文為《「中研院院長在做什麼?」網友提問廖俊智》以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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減碳新招:二氧化碳再利用!光觸媒材料可以把二氧化碳還原成工業化學原料?——專訪中研院原分所陳貴賢特聘研究員
研之有物│中央研究院_96
・2023/11/03 ・5793字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|簡克志
  • 責任編輯|簡克志
  • 美術設計|蔡宛潔

降低碳排還不夠,奈米材料幫你直接減少二氧化碳!

氣候變遷問題日益嚴重,2023 年 9 月成為全球有史以來最熱的月份,臺灣夏天飆破 38 ℃ 的頻率逐漸增加。為了避免地表升溫超過工業化前水準的 +1.5 ℃,世界各國訂出 2050 年淨零排放的目標,設法減少大氣中的溫室氣體。減碳解方除了低碳電力之外,直接減少二氧化碳也是一條路徑。中央研究院「研之有物」專訪院內原子與分子科學研究所陳貴賢特聘研究員,他的研究專長是奈米能源材料,我們將介紹一種複合光催化材料:硫化鋅(ZnS)/硫化銦鋅(ZnIn2S4,簡稱 ZIS),在太陽光照射下,此材料表面發生的氧化還原反應,會將二氧化碳還原成有用的工業化學原料!

為了避免全球升溫超過工業化前水準的 +1.5 ℃,我們需要減少碳排放與開發負碳技術,並盡量在 2050 年左右達到全球溫室氣體淨零排放量的目標。所謂的「工業化前水準」是指 1850-1900 年的平均溫度。
圖|iStock

地球「保冷」計畫——減碳是關鍵

我們每天排放多少二氧化碳?根據 Our World in Data 的人均二氧化碳排放數據,2021 年全球每人排放的二氧化碳為 4.69 噸,而燃燒 1 公升的汽油大概會產生 2.3 公斤的二氧化碳。換算一下,每人每天排放二氧化碳約為 12.8 公斤,相當於每人每天消耗 5.6 公升的汽油!

根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的特別報告「全球暖化 1.5 ℃」,人類活動排放的溫室氣體,已經讓地球表面平均溫度上升了 1 ℃。若以人類目前經濟模式發展下去,碳排放量可預期將不斷上升,大量溫室氣體將讓暖化現象與極端天氣事件更加劇。

氣候科學家警示,地球表面平均溫度需控制在 +1.5 ℃ 以內 註 1,否則將有不可逆的後果,例如生物多樣性大幅度降低的風險。因此,世界各國有了 2050 年淨零排放的共同目標,並不是說都不排碳了,而是要設法讓溫室氣體的碳排放量和碳減少量相互抵消,達到「淨零」的目標。

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要達到淨零的目標,除了尋找與開發減碳電力之外,直接減少二氧化碳也是一個方法。想像一下,如果可以像植物一樣,只要照太陽光,就把二氧化碳變成有價值的碳氫化合物,聽起來不錯吧?但是二氧化碳做為燃燒後的產物已相當穩定,要如何以人工方式讓二氧化碳再次參與反應?

我們可運用「陽光」與「光催化材料」(又稱光觸媒,photocatalyst),不僅可以減碳,還能產生有價值的碳氫化合物,是一種「一舉兩得」的方法!

光觸媒(光催化)材料是什麼?

在談到光催化材料之前,先複習一下「催化劑」這個概念,催化劑不參與化學反應,但是它讓原先不可能的化學反應變得可行!陳貴賢分享,這就像過去從臺北到宜蘭需要翻過雪山,經過九彎十八拐的北宜公路;但如今有了「雪山隧道」之後,就大大降低臺北到宜蘭的時間與難度。「雪山隧道」就是臺北通往宜蘭的催化劑。

除此之外,催化劑也可以說是推進人類歷史發展的重要角色!在過去,農作物施肥只有天然氮肥可以使用,產量有限。而肥料意味著糧食增加與生產力增加,《巫師與先知》這本書就提到位於秘魯的鳥糞島嶼成為各家跨國公司必爭之地。另一方面,波斯人也在各地建造供鳥類休息的高塔,用來收集當肥料用的鳥糞。

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到了近代,陳貴賢提到在 20 世紀初,德國科學家哈伯(Fritz Haber)透過催化劑,在高溫高壓的條件下,以鐵粉做為催化劑,讓氮氣和氫氣轉換成氨。這讓人工固氮成為可能,人類不用再依賴緩慢的生物固氮反應就可以合成化學氮肥,農作物產量也大幅提昇。

本文主角「光催化材料」,顧名思義就是協助光化學反應的催化劑,但光催化材料與一般催化劑不同的地方在於,其化學反應通常發生在固態的表面環境,目標反應物、光子和電子都有參與反應。

比起光催化材料,你可能更常聽到它的同義詞「光觸媒」,例如某某產品宣稱具有「奈米光觸媒消毒」的功能,其實就是照射足夠的光,讓材料表面的氧化還原反應把細菌分解。而之所以光觸媒需要做到奈米尺寸,這是因為奈米小顆粒可以改變物質的電子能量結構,且大幅增加反應的表面積,讓光催化反應更有效率。

陳貴賢:「一個高表面積的奈米粉末,它的表面積可能是薄膜的一萬倍,甚至於十萬倍。」

給你電子,還你原形!光催化材料上的氧化還原反應是怎麼發生的?

光催化材料之所以能夠減少二氧化碳,是因為照光後材料表面發生「氧化還原反應」,氧化反應會失去電子,還原反應會得到電子。陳貴賢與團隊開發的複合光催化材料:硫化鋅(ZnS)/硫化銦鋅(ZnIn2S4,簡稱 ZIS),可以讓二氧化碳還原成甲醇(CH3OH)和乙醛(CH3CHO),這兩種產物都是工業常用的化學原料。反應式如下:

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要持續減少二氧化碳,就要持續發生上述還原反應,持續供給電子。不過,我們要怎麼讓電子快速又順利的補充到材料表面?這裡就開始涉及到半導體的核心問題:電子與電洞的產生、分離和傳輸

陳貴賢與團隊開發的複合光催化材料:ZnS/ZIS,是結合兩種奈米半導體材料,透過水熱法合成,將 0 維的 ZnS 奈米顆粒沉積在 2 維的 ZIS 奈米片之上,形成 0D-2D 結構的 ZnS/ZIS 複合物,就像製作巧克力豆餅乾,不過要複雜得多。

陳貴賢團隊將 0 維的 ZnS 奈米顆粒沉積在 2 維的 ZIS 奈米片之上,就好像做巧克力豆餅乾一樣,形成複合的異質半導體,做為光催化材料用途。左圖是示意圖,右圖是電子顯微鏡下的照片,Zn:In 比例為 1:0.46。
圖|研之有物(資料來源|Nano Energy

既然 ZnS/ZIS 是半導體,當受到光照之後,原來的價帶(valence band)電子會被光激發成導帶(conduction band)電子,原本價帶電子佔據的位置則留下一個空位,就是電洞。電子和電洞的遷移,就是半導體形成電流的原因,因此電子和電洞都稱為「載子」(charge carrier)

還記得上面的還原反應嗎?

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對光催化材料來說,為了在光照環境下把二氧化碳還原成乙醛和甲醇,必須獲得穩定的電子來源,材料內部要迅速補充電子到表面,因此:

照光產生的電荷載子數量越多越好;產生的電子和電洞要傾向分離,分得越遠越好;電子和電洞越快移動到表面參與反應越好。

載子輸送要快速穩定,首先照光產生的載子要多,就有更多電子和電洞參與反應。分離載子是為了避免復合,照光產生的電子和電洞很容易復合,一旦復合,等同於減少載子。再來是載子越快移動到表面越好,可以讓每次的氧化還原反應都是最佳效率。

尋找最有效的光催化材料

陳貴賢團隊總共做了 4 種不同比例的 ZnS/ZIS 光催化材料,依照 Zn:In 比例 1:0.12、1:0.26、1:0.46 和 1:0.99,分別標記為 ZnS/ZIS-1、ZnS/ZIS-2、ZnS/ZIS-3 和 ZnS/ZIS-4。其中,ZnS/ZIS-3 的光催化效果最好,可以有效減少二氧化碳,產生最多的乙醛和甲醇(如下圖)。

水熱法製備的 ZnS/ZIS-3 光催化效果最好,可以有效減少二氧化碳,產生最多的乙醛和甲醇。最右邊是將 ZnS 和 ZIS 簡單物理混合的對照組,沒有介面效應的輔助,催化效果不佳。
圖|研之有物(資料來源|Nano Energy

為了驗證光催化材料產生有效載子的效率,陳貴賢團隊計算了 ZnS/ZIS-3 的總 AEQ 值(apparent quantum efficiency),用來評估「照到光催化材料上的每顆光子數量,產生了多少實際參與催化反應的電子數」。測量之後,ZnS/ZIS-3 的 AEQ 值為 0.8%,量子效率比單獨的 ZnS 材料提高了將近 200 倍!

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這也是為什麼陳貴賢團隊要使用兩種不同的材料結合,因為單一半導體材料照光產生的電子和電洞有很高的復合機率,選擇兩種不同的半導體材料組合,讓兩種材料形成特殊的「能量階梯」就可以有效分離電子和電洞,並且把電子送到它該去的材料表面。

此外,使用兩種半導體材料的好處還有「二次激發電子到更高能階」,以符合光催化反應的能量門檻,自由電子掙脫 ZnS 的束縛之後,繼續往 ZIS 跑,光的能量會繼續把電子往上送到更高能級的材料表面,還原二氧化碳的反應在此發生。

Z 字形跑比較快!控制材料之間的微應變提升氧化還原效率

關於光催化材料的二次激發,陳貴賢提到:「材料低能階,然後光子進來後,把電子激發到高能階去做反應,太陽能電池也是這樣。但是呢,有時候沒那麼剛好,例如激發後的能階不夠高,雖然激發上去了,但電子沒有辦法跟二氧化碳做反應。那我把兩個材料拼在一起,電子上去以後又下來,然後再吸收第二個光子上去,那就變得很高了,高了以後它的反應效率就提升很多。」

如果我們把光催化材料的二次激發過程畫成示意圖,如下圖所示,電子在 ZnS 束縛區受到第一次光子的激發,變成自由電子,接著經過設計完善的材料介面,先降到較低的 ZIS 束縛區,受到第二次光子的激發,再次變成自由電子,跑到光催化材料的表面,和二氧化碳發生還原反應,將二氧化碳變成可再利用的乙醛和甲醇。

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看看電子走過的路,如果向左歪著頭看,是不是就是一個 Z 字呢?科學家把這個過程稱為「直接 Z 方案」(Direct Z-scheme)。「直接」的意思是,電子從 ZnS 跑到 ZIS 的過程,不需要再經過一個中間地帶,降低電子和電洞復合的機會。

為了將二氧化碳轉換成可用化學原料,電子在材料內部能階走 Z 字路徑,過程中受到光的二次激發,最後到達材料表面。電子參與還原反應,將二氧化碳變成乙醛和甲醇。電洞參與氧化反應,將水變成氧氣。
圖|研之有物(資料來源|Nano Energy

為什麼陳貴賢團隊設計的「直接 Z 方案」光催化材料,電子可以不需要中間的「轉接站」,直接轉移到另一個材料上呢?這裡也有一個巧思:不同材料之間的「微應變」

不同材料的晶體排列規律是不一樣的,當兩種材料接在一起時,接面處會發生「晶格不匹配」,也就是兩種材料的原子會互相卡到、晶格微微變形。但是,如果我們可以控制微應變(Strain)的程度,就可以控制兩種材料「能量階梯」的相對位置,微應變可以讓材料接面自動帶有「轉接站」的功能,進而形成一個內部電場,讓電子和電洞更能快速分離,提高光催化效率。

總之,陳貴賢團隊開發的這套材料組合,是有微應變誘導的直接 Z 方案光催化材料,可做為未來量產光催化材料的研發設計參考,同時也是減碳的解方之一。

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ZnS 奈米顆粒接在 ZIS 奈米片上,兩邊的晶格排列方式不一樣,發生「晶格不匹配」,接面處晶格會微微變形。如果控制微應變(Strain)的程度,就可以微調材料能階的相對位置,微應變可以讓接面帶有「轉接站」的功能,形成一個內部電場,讓電子和電洞更能快速分離,提高光催化效率。
圖|研之有物(資料來源|Nano Energy
ZnS 奈米顆粒接在 ZIS 奈米片上,兩邊的晶格排列方式不一樣,發生「晶格不匹配」,接面處晶格會微微變形。如果控制微應變(Strain)的程度,就可以微調材料能階的相對位置,微應變可以讓接面帶有「轉接站」的功能,形成一個內部電場,讓電子和電洞更能快速分離,提高光催化效率。
圖|研之有物(資料來源|Nano Energy

綠能趨勢——光催化材料未來可期

陳貴賢表示,目前表面科學和材料是中研院原分所的主要研究領域,他的實驗室選擇能源材料作為研究主軸,有太陽能電池和熱電材料,同時團隊也專注研究可還原二氧化碳的光催化材料,以及與燃料電池相關的催化劑。

陳貴賢看好將來能源材料的發展,因為在 2050 淨零排放之前,有愈來愈多企業紛紛加入「RE100 倡議」的行列,企業必須承諾最晚於 2030 年前使用 100% 再生能源。最著名案例是科技巨頭蘋果Google 和微軟等公司都已宣布其全球供應鏈將符合 RE100 的要求。其中,台積電為蘋果主要供應商,2020 年也加入 RE100,目前為臺灣再生能源的主要買家

可以預見,將來風能、太陽能與燃料電池的相關材料有其市場需求,而能夠減少二氧化碳的光催化材料,也將成為全球減碳的利器。陳貴賢提到,當前光催化材料還在基礎研究階段,目前的人工光合作用效率約 1%,接近大自然效率,而團隊希望提升到至少 5% 到 10% 以上,方能有其實用價值。

陳貴賢進一步強調,未來效率提高之後,能夠轉化二氧化碳的光催化材料就會有很大的經濟價值,不僅轉化後的燃料可以賣錢,處置二氧化碳原料亦可以收取負碳費用,是一種前所未有的概念。

陳貴賢強調,未來效率提高之後,能夠轉化二氧化碳的光催化材料就會有很大的經濟價值。
圖|研之有物

註解

  1. 根據 IPCC 的資料,如果要將全球暖化幅度控制在 +1.5 °C 以內,必須在 2050 年左右達到二氧化碳的淨零排放目標,同時也要大幅度降低非二氧化碳的溫室氣體排放,特別是甲烷。
研之有物│中央研究院_96
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從工作評語、法餐菜單看出「石門水庫」的背後祕辛!——專訪中研院台灣史研究所顧雅文副研究員
研之有物│中央研究院_96
・2023/10/03 ・7733字 ・閱讀時間約 16 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

一批詳實記載石門水庫大小事的檔案

每到枯水期、颱風季,新聞常會報導水庫的蓄水率,供應新北、桃園、新竹用水的「石門水庫」往往是關注重點。石門水庫已陪伴臺灣民眾走過一甲子歲月,在經濟部水利署北區水資源局的庫房中,留有一批被視為鎮局之寶的檔案,記載石門水庫從設計到興建期間的大小事。中央研究院臺灣史研究所團隊自 2020 年起進駐北水局 19 個月,重新整編 7 千多件、數十萬頁的檔案,又花了近一年研究解讀,終在 2023 年公開其中的 1,700 件、約 14 多萬頁「石門水庫建設委員會檔案」數位影像,並與北水局合作出版《石門水庫歷史檔案中的人與事》專書,藉由歷史檔案訴說一段段藏在紙張中的故事。

圖|研之有物(歷史照片|經濟部水利署北區水資源局)

說到臺灣北部的重要水庫,就不能不提「石門水庫」。這座橫跨桃園市大溪區、龍潭區、復興區與新竹縣關西鎮的水庫,是臺灣第一座多目標水庫,具備公共給水、灌溉、防洪、發電、觀光等功能。每到颱風季,觀看洪水從石門水庫溢洪道奔騰而出,是許多臺灣民眾共同的記憶;枯水期時,水庫的蓄水率也是近年民眾相當熟悉的新聞畫面。

儲存水流的水庫曾一度被視為解決水資源與洪水等問題的萬靈丹,但此一龐大水利工程的光環在環保運動中逐漸褪去。至今,人們對水庫充滿了複雜的情感與不同的評價。在此情形下,水庫的歷史更不該被淡忘,它就藏在石門水庫興建期間的檔案內,等待有心人為它們拂去灰塵、物歸原始脈絡,訴說一段段藏在紙張中的故事。

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負責管理石門水庫的經濟部水利署北區水資源局(簡稱北水局),一直將這批石門水庫歷史檔案視為鎮局之寶。為了讓散落各處的檔案能有系統的典藏與近用,也希望透過研究深化檔案的歷史價值,北水局找上經驗豐富的中研院臺灣史研究所。

在與臺史所顧雅文副研究員、檔案館王麗蕉主任等團隊成員的合作下,2020 年 5 月至 2021 年 12 月間,臺史所團隊進駐北水局 19 個月,完成 7 千多件、數十萬頁檔案的整編工作,又花了近一年解讀研究。最終於 2023 年在臺史所檔案資源系統公開其中的 1,700 件、14 多萬頁的「石門水庫建設委員會檔案」(簡稱石建會檔案)數位影像,並出版《石門水庫歷史檔案中的人與事》專書。

(左起)中研院臺灣史研究所顧雅文副研究員、檔案館王麗蕉主任,帶領團隊完成「石門水庫建設委員會檔案」數位影像公開,並出版《石門水庫歷史檔案中的人與事》專書。
圖|研之有物

究竟這批走過一甲子歲月的檔案藏著什麼樣的故事?有哪些人參與水庫建設、受到水庫工程影響?褪去偉大工程的光環後,我們又該怎麼看待水庫的歷史與文化價值?

在揭曉檔案內容前,讓我們先將時間倒轉回日治時期的臺灣,回到那個築壩如築夢的年代。

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日治時期對大壩的想像

顧雅文與團隊中的佛光大學助理教授簡佑丞,曾針對日治時期石門水庫的規劃與設計進行研究,揭開一段追求「大壩烏托邦」的歷史。

在日本領土建高壩的夢想源自曾任臺灣民政長官的後藤新平。1890 年赴德國留學的後藤受到歐陸建壩風潮影響,將「タールスペル(Talsperre)」(德文「山谷」及「阻塞」的複合字,意指「高壩」)水治理概念帶回日本。

在 1911 年一場日本帝國議會的預算審查會議中,時任遞信省大臣的後藤新平與議員展開關於水力發電調查費預算的辯論,揭示了他對多目標水庫的想法。後藤想像中的高壩具備蓄水、防洪、發電等功能,動工前需進行長期調查,掌握每年河川水量、流域地形、地質和雨量等資訊,才能以順應自然的方式築壩。但擔心潰堤造成嚴重災害的議員之言論,反映彼時世人對築壩仍感到陌生及擔憂。

在臺灣,後藤新平的想法也萌了芽。受到他的啟發,任職於臺灣總督府土木局的技師德見常雄,在 1907 年就提出要在石門興建多目標水庫的夢想。當時對水文環境條件的了解十分有限,這個構想在日治初期只是一個烏托邦,雖然沒有完整實現,但在石門築壩的企圖以「灌溉貯水池」的形式留了下來。

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德見常雄提出以灌溉為主要目標的「石門大壩計畫」,被納入總督府的「官設埤圳事業」。不過,由於種種原因,土木局最後放棄了築壩的核心設計,改由「桃園大圳」替代,直接從大嵙崁溪(今大漢溪)取水,將溪水透過隧道與圳路幹線引至桃園臺地灌溉。另一方面,下游淡水河氾濫造成臺北水患不斷,土木局只得採行「輪中」治水方式,也就是用堤防將臺北市街包圍起來。

桃園大圳灌溉系統平面圖
圖|臺灣總督府公文類纂,冊文號:7279-1

然而,這兩個脫鈎的利水(桃園大圳)與治水(臺北輪中)計畫,卻在 1920 年代有了轉變。以石門大壩同時解決兩大問題的思想再次復活,這與壩工技術發展、國際局勢變化有關。

開始對外擴張的日本,為了對抗「充滿敵意的世界」,高度重視河水統制事業,而大壩則被視為最佳的科學處方,它能灌溉增加糧食,將洪水變成資源,還能發電促進工業。昭和時期,在統制思潮下的臺灣水利建設規劃,多帶有全流域綜合治理、以多目標水庫或水庫群為核心的特質,由此便不難理解石門水庫為何在 1920 年代末期重啟建設,且長成一個以水庫為核心,兼顧防洪、灌溉、發電及築港的巨型計畫。

總督府將此任務交由興建嘉南大圳有功的八田與一負責,可惜因戰爭爆發及預算問題,大壩烏托邦終究無法實現。不過,不管是桃園大圳、淡水河治水或築壩計畫,皆是日治時期的報紙熱議焦點,官方與民間對多目標水庫的殷切盼望,即便到戰後也未曾消失。

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人定勝天?從多元視角看石門水庫的建成

興建石門水庫的計畫並沒有耽擱太久,1948 年起,臺灣省政府就有重啟計畫的企圖,鮮為人知的是,最初政府希望仰賴民間力量,以水利公司的形式籌措興建資金。而後,歷經國內外政經局勢的劇烈變化,石門水庫成為中央政府事業,並在美援的資源挹注下獲得建設經費,也得到美方專業技術的支援。

石門水庫的建設主要經歷三個階段,包括 1954 年的石門水庫設計委員會(簡稱石設會)、1955 年的石門水庫建設籌備委員會(簡稱石籌會),以及 1956 年的石門水庫建設委員會(簡稱石建會)。耗費 10 年時間,主體工程終在 1964 年竣工。

1964 年主體工程竣工至今,石門水庫再經歷兩代建設。 2023 年最新完工的阿姆坪防淤隧道,每年約可增加 64 萬噸清淤量,有助延長水庫壽命。
圖|研之有物(資料來源|經濟部水利署北區水資源局)

今日我們常以大事紀方式回顧重要事件,但這就如同只看到冰山的一角,埋沒了微觀、多元的歷史樣貌,這時檔案的角色就變得相當重要。王麗蕉表示,從檔案學的角度來看:

檔案是研究歷史的關鍵證據,因此在整編檔案時,最重要的是盡量完整呈現全貌。

為了不漏掉任何一段屬於石門水庫的歷史,臺史所團隊進駐北水局期間,希望盡量把所有檔案交給團隊整編。團隊成員盤點庫房中的檔案,也清查塵封在紙箱內未整理的文件,目標是讓檔案回歸最初的分類脈絡,日後檢索時能清楚知道,這件檔案來自哪個單位、當初怎麼產生。

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在整編檔案的過程中發現,除了公文、會議紀錄、工程報告等公文書,還有為數眾多的照片與底片、設計大圖、工程師手稿與書信,甚至還留下一張菜單。檔案內容也遠不只與水庫建設相關,還能從中了解工程師生活、參訪賓客流程、民眾陳情等故事,這些也成為臺史所團隊構思專書敘事觀點的重要啟發。

石建會宴請越南總統吳廷琰的菜單。法式料理是 1960 年代的國宴標準形式,「牛肉茶」為當時流行的保健飲料,其源頭可追溯至普法戰爭時期法國士兵的營養品。「吉力明蝦」是以麵包粉裹炸的明蝦。主菜是烤雞佐火腿,配上法式炸薯條、奶油炒菜豆及蘆筍沙拉。甜點「香草沙法蘭」及「巧克力牛奶沙士」,今日更為大眾熟悉的名字是舒芙蕾及巧克力牛奶醬。
圖|經濟部水利署北區水資源局

顧雅文回顧當初構思專書敘事觀點的靈感,來自石建會檔案中一份 1958 年委託臺灣省電影製片廠拍攝紀錄片的腳本。紀錄片開頭帶領觀眾從宇宙望向地球,再聚焦到中華民國、臺灣北部,講述政府秉持「人力勝天」的精神不斷開發水資源,使臺灣的農田水利和水力發電工程,具有相當規模。

這是一個以單一鳥瞰鏡頭凸顯偉大建設的英雄式敘事觀點,同時隱含以水庫征服大自然的人定勝天象徵。然而,在環保與人權意識抬頭後,水庫工程被視為破壞自然、與民爭地的元兇。

面對極端的論述,身為環境史學者的顧雅文試圖帶入不一樣的思考:一味陳述工程的宏偉與進步當然不是好的書寫方式,但把一切人工構造物都視為罪惡就能理解水庫嗎?一些研究者已試圖對環境史寫作中強烈的悲觀主義進行反思。

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此外,過去強調「科學勝利」的水利工程界也開始反省,在水患威脅或缺水危機不斷加劇的今日呼籲起「水文化」概念,避免以工程作為唯一的治理手段,而是嘗試從歷史中尋找解方,了解過去人們怎麼與水共存。

顧雅文注意到,環境史學界與水利工程界在看水庫問題時,逐漸趨向跨域共構,尊重並學習彼此的觀點。她希望這本書擺脫歌頌宏偉建設及治理效益的論調,從各種尺度與視角描繪石門水庫,因而將觀察時間拉長,試圖從日本帝國、戰後中華民國、國際與在地的各種視角探尋建水庫的歷史脈絡。更重要的是去追溯建設過程中身處不同時代、角色、立場的人物眼中的水庫,因為這正是跨域學習最好的橋樑。石建會檔案豐富多元的記錄,讓這種書寫方式成為可能。

編寫專書就像在拍另一部紀錄片,但這次不是將鏡頭定格在北臺灣,而是在不同視角中交錯切換,並從直昇機走下來,捕捉呈現統治者、外籍及國內工程師、水庫淹沒區與安置區居民、都市計畫專家或參訪賓客們對石門水庫的多重敘事。

針對美國工程師的犀利評價

在參與石門水庫工程的眾多人員中,有一群來自美國的工程師。石建會根據美援規定,透過美國國際合作總署遴聘提愛姆斯公司協助工程設計與監驗、莫克公司擔任施工顧問,並協助訓練臺灣技術人員。

美國莫克公司協助訓練臺灣的技術人員
圖|經濟部水利署北區水資源局

與美方的合作不僅為臺灣帶進建造水庫的工程技術,也讓施工與監工各司其職的制度成為日後臺灣營造工程的慣例。然而,看似順利的臺美合作,實際上是在不斷爭執與磨合的過程中進行。

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在石建會檔案中,有一份美國莫克公司人員合約狀態報告表,上頭由臺灣高階工程師為美國工程師的工作表現寫上評語,方便石建會進行人事評估。只見泛黃紙張上的藍色墨水筆跡寫到:Bassette 工作熱心而負責、Bonnington 不善指揮訓練、Kingery 性情粗暴擬同意遣返等犀利評論。

這似乎暗示著美方與我方工程師之間,或許並非想像中簡單的「援助—被援助」、「指導—被指導」關係。事實上,石門水庫作為跨國、跨文化、跨部門的大規模工程,發生爭執在所難免,大至國際情勢、物料跨國移動、公款運用,小至職業操守、工作習慣、組織文化等,在在考驗兩國工程師的相處韌性。

標註著工作評語的莫克公司人員合約狀態報告表
圖|經濟部水利署北區水資源局

臺、美兩國的工程師除了在工作上朝夕相處,在生活中也成為鄰居。浩大的水庫工程仰賴大批人力長期投入,並為水庫周遭帶入新居民。上千名工程人員攜家帶眷搬入位於桃園龍潭十一份地區的總辦公區域,或是鄰近大壩工區的臨時性宿舍。

其中,外籍顧問宿舍特別仿效美國獨門獨院社區型式,備有泳池、運動場、高爾夫球果嶺等設施。另設有飯廳、醫務所、幼稚園、福利社等公有設施,滿足全體員工及眷屬的基本生活需求。

1959 年十一份總辦公區平面圖,右區為外籍顧問宿舍、左區為一般員工宿舍,合計近 3 百戶。另設有飯廳、醫務所、幼稚園、福利社等公有設施。
圖|經濟部水利署北區水資源局

在石建會檔案中還發現許多社團活動文件,為員工自發性組成的社團,包含集郵社、橋牌社、圍棋社、攝影社、羽毛球隊、排球隊、網球隊等。細看集郵社留下的集郵狀況調查表,有社員寫到「幼年曾集郵,兵亂遺失。赴美(1956-1958)集郵以解除旅中寂寞。」呈現大時代下小人物們的生命片段。

石建會水利橋社留下的橋牌玩法與規則,推測應是受美國文化影響而傳入臺灣。
圖|經濟部水利署北區水資源

水庫建造計畫之下的多方衝突

因水庫工程而遷入的新居民正準備迎接新生活,居住在水庫淹沒區的民眾則面臨被迫搬遷的命運。興建水庫的工程用地需徵購千餘公頃土地,開始蓄水後更將淹沒 6 百餘公頃的土地與民房,有 4 百多戶、2 千多位「水庫移民」需另尋他處安置。

透過媒體報導及既有研究可知,水庫移民被迫多次搬遷、辛苦開墾海口與河川荒地、土地被大潭工業區污染等辛酸血淚史,但在時間壓力下如何取得安置地的詳細歷程卻少有人了解。尤其許多物色到的安置地並非想像中的無人荒地,早已被農民開墾,如何在兼顧農民生活與協助移民安置之間取得平衡,成為一道難題。

在石建會檔案中,有多件農民抗議耕地遭奪取的陳情書,其中有一張辦公室遭破壞的照片,記錄下 1960 年 4 月在桃園觀音鄉樹林子安置地的衝突現場。

桃園觀音鄉樹林子移民小組辦公室遭破壞照片
圖|經濟部水利署北區水資源局

當天負責移民事務的趙技正遇上前來理論土地問題的吳家父子,不只辦公桌被推翻,還被揍了一拳。吳家人之所以如此憤怒,與家中農地被劃入移民安置區有關。

經石建會調查,吳家的農地屬於禁止開墾的保安林地,現因安置需求而被規劃使用。為了讓安置作業及早完成,石建會不僅向新竹地方法院主動提供照片證據,還數度發文要求依法嚴辦。

地方法院要求在期限內將土地復原,並具結永不再犯,但此判決讓石建會與吳家都不滿意。石建會想要遏止侵墾歪風,上訴到高等法院;吳家也是滿腹委屈,自認是在戰後「反共抗俄、鼓勵墾荒」的口號下響應國策,因而轉向省政府、省議會、桃園縣議會陳情,甚至將陳情書上呈副總統兼行政院長陳誠,希望政府能體恤貧民。

沒想到看似塵埃落定的事件竟出現轉機,原來要移做安置區的保安林地中還有桃園縣政府出租給人民的土地,縣府及觀音鄉人員皆主張「據以收回頗有窒礙」。為此, 1959 年特別訂定「移民新地處理四項原則」,當中規定:撥用前由縣府放租之土地,及撥用前人民濫墾成熟之土地一律暫不收回。吳家據此再度遞交陳情書,石建會在諮詢顧問律師確認該原則能溯及既往後,最終裁定把土地還給吳家。

吳家父子一吐多年怨氣,將之前遭受農損的情緒發洩在趙技正身上,該事件在當地派出所調停下以和解告終,但從趙技正呈給上級的報告可看到基層員工的處境:既要「辦理解除林木,推平土地,劃分田坵,興建學校,整修道路,規劃移民新村……試植各種農作物」等工作,又要晝夜巡守,力保土地不被侵墾,還需隨時面對地方居民的不滿。

從這個例子可得知,水庫移民的歷史不只兩個主角,有時是石建會、移民及安置區原墾民三方角力攻防的故事。

移民新村紅磚建築落成景觀,看似和平的畫面卻暗藏多方衝突。
圖|經濟部水利署北區水資源局

歷史檔案間的連結:官方文件下的暗潮洶湧

閱讀檔案有助我們了解過去身影模糊的一群人,從不同角度看到歷史耐人尋味的面向。檔案經過有系統整編與研究後,許多暗藏的驚喜也一一浮現。

王麗蕉提到,在整理石設會時期的會議紀錄時,其中一份 1954 年 11 月 29 日的石門水庫壩高決議紀錄中,看到一個熟悉的名字「劉永楙」。劉永楙曾代表臺灣省建設廳出席石門水庫設計會議,而臺史所正好典藏了劉永楙的日記。

對照當天的日記才得知,整場會議出現意見分歧,從上午 11 點激辯到下午 3 點,水庫的壩高才定案。但從官方紀錄只看到平鋪直敘的「標高 250 公尺為石門水庫大壩之壩高,獲得通過」,絲毫感受不到會議現場的緊張氣氛。在不同類型文獻的交互參照下,事件的發生經過得以具體還原。

1954 年 11 月 29 日劉永楙在日記中寫到:「今日又赴石門開會,決定壩高為 250 公尺,爭辯劇烈,至三時方決定此數。」
圖|中央研究院臺灣史研究所

另一個驚喜則意外串起一段跨國緣分。某天臺大生命科學系于宏燦教授與顧雅文聯絡,表示自己正在蒐集資料,準備在恩師 William (Bill) Z. Lidicker Jr. 博士的紀念研討會上演講。聽說這位恩師的父親曾任職石門水庫,見過許多臺灣政要,希望顧雅文可以協助確認恩師父親的身分。

當時顧雅文剛好看完撰寫美國工程師篇章的作者羅文君的草稿,想起當中提及一位提愛姆斯公司的首席工程師 William Z. Lidicker,經確認果然是恩師的父親。在北水局及羅文君的協助下,于宏燦教授於石建會檔案中找到 Lidicker 的手稿、書信與年輕時的照片,成功完成演講。

演講當天出席的家屬大受感動,又輾轉寄來一本 Lidicker 生前與其孫 Jeffery Lidicker 共同完成的自傳,讓檔案中的人物形象更加躍然紙上。

顧雅文與王麗蕉認為,檔案就像大壩一樣,大壩儲存了水流,讓洪水變成資源,而檔案儲存了時間洪流中的人與事,讓團隊的作者們據此撰寫成歷史,這些過往就不再是無意義的瑣碎細節,而是澆灌臺灣水文化的養分。民眾可從中知道石門水庫的治理思維從何而來、為何如此設計、為何尋求美援、帶來什麼深遠影響,以及作為文化資產有何價值。

你要先知道過去才能思索未來,我們的研究成果就是一個交流平台。

研究團隊翻閱精心編寫的專書,回顧一點一滴累積的成果,如今已水到渠成、充滿無限可能!

(左起)中研院臺灣史研究所檔案館王麗蕉主任、顧雅文副研究員、李依陵館員,翻閱精心編寫的專書,回顧一點一滴累積的研究成果。
圖|研之有物
研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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考試好煩!你知道考試原來的作用是什麼嗎?——專訪中研院近代史研究所徐兆安助研究員
研之有物│中央研究院_96
・2023/09/16 ・4800字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|李芊
  • 責任編輯|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

考試制度是怎麼從科舉變成今天這個樣子的?

我們從小到大經歷過無數次考試,但你是否有想過,這個影響我們求學與就業的重要制度是因何而起?究竟考試制度背後隱藏哪些驚人內幕?中央研究院「研之有物」專訪院內近代史研究所徐兆安助研究員,帶我們回到清末民初的教育現場,探索政府與教育界如何應用考試,挽救岌岌可危的新式教育制度,雙方又如何相互制衡與合作,讓考試及學校成為管控社會秩序的利器。

升大學分科測驗成績出爐,路過補習班紅榜,你是否想過考試的目的?
圖|研之有物

對於在臺灣準備升高中的九年級學生、準備升大學的高三生來說,也許一年的劃分就是以冬季與夏季的升學考試為依據。在競爭激烈的職場中,優秀學歷成為社會新鮮人的最佳利器,但想謀得好學歷就必須力拚考試高分,讓考試成為跨世代臺灣人共同的記憶。

儘管持續有教改團體針對考試的內容、形式、公平性等提出改革建議,但數十年來,眾多考生與家長依然接受了升學考試制度,投入大量時間、精力備考,更不惜砸重金搶補教名師課程。

我們的一生經歷過大大小小的考試,卻不一定清楚這些考試制度當初成立的目的。

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事實上,在民國初年,新式教育剛施行的 1920、1930 年代,曾經考試除了用來測驗學生,更被用來監督學校的辦學成效。

專長明清及近代思想史、制度史的中研院近代史研究所徐兆安助研究員,深入探討 1905 年科舉廢除後的新式教育制度,訴說一段政府與學校透過考試相互制衡與合作的詭譎歷史。

中研院近代史研究所徐兆安助研究員
圖|研之有物

要怎麼讓社會接受新式學校的文憑?來考個試吧!

在談現代考試制度之前,讓我們先回到清末科舉存廢的關鍵時刻。

1900 至 1901 年八國聯軍攻佔北京,科舉考場「貢院」遭到破壞,當時受科舉宰制的教育與選才方式已成眾矢之的,該將有限的國家資源拿來修復貢院,還是發展新式教育制度,在 1905 年成為各方人馬的爭論焦點。在這次辯論中,廢除科舉最終定案,新式教育制度成為肩負國家教育大業的主要系統。

然而,科舉與新式教育的不同目的與學習過程,卻帶來新的價值觀混亂。

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首先,在科舉制度下,為了一舉成名而寒窗苦讀者,不需在私塾或書院待滿固定年限,大半時間是靠自學通過層層考試關卡。但是,接受新式教育的學生必須依序就讀小學、中學、大學等學校,一級一級往上累積學歷,且每個學歷都有固定的修業年限。

1928 年的新式教育學制,每個學歷都有學齡與修業年限規範。
圖|研之有物

身處當代教育環境的我們已經很習慣循序漸進的學習制度,但清末民初的人們卻一時難以適應。新式學校不像傳統書院會發學習津貼給學生,還要收取相對高額的學雜費。畢業後還要面臨社會對學校文憑的不信任,一時難以成為求職的有效助力。

許多學生一開始受政府鼓吹而進入學校就讀,卻經常未完成修業年限即離開校園,「教育破產」很快成為政府與社會各界的共識,而學校便成為被究責的單位。

廢除科舉後的十多年間,各界的討論開始聚焦於該如何監督學校、管制學生。到了 1920 年代,政府與教育界推出了各種校外考試的實驗方案。這些方案大同小異,都預設考試可以成為規範學校、解決「教育破產」的重要手段。

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是什麼讓考試成為評鑑辦學效率的方法?——「以簡馭繁」的法家精神

支持考試論的學者以史學家呂思勉、厚黑學作者李宗吾為首,面對民國初年的教育破產危機,他們為何都倡議由國家透過集體考試來監督學校呢?

一方面,用監察態度面對學校起因於對教育界的不信任,這可追溯至廢除科舉後的教育改革過程並不公開透明。新式教育的推行牽涉政府官員、半官方與非官方代表,包含辦學人員、民間教育會、教科書出版商等,他們彼此拉扯出錯綜複雜的利害關係、形成勢力龐大的教育界。

李、呂二人身涉教育事務,看到學校各種圖利卻未自我要求的行為,因而認為一個審核學校的機制勢在必行。

李、呂二人更主張,考試制度還能讓教育過程更有彈性,學生只要通過考試即可證明自己的實力。因此,學生可以選擇私塾或新式學校等不同的學習方式,不需受到學校修業年限的硬性規範。而且不同學習機構並存還可強化競爭力,促使學校為了招生而更積極辦學。

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另一方面,對當時的國民政府來說,在國家資源有限的情況下,國家只需負擔統一大考即可由上而下監督學校,提醒學校要維持該有的教學品質。這樣秉持法家「以簡馭繁」精神的手段,使考試制度最終受到執政當局的採用

「我不要考試啦!」學生的反彈與思想控制的開始

1932 年政府正式頒布《中小學學生畢業會考暫行規程》,卻受到各地師生的反抗。對於參加會考的學生來說,會考對取得學歷、升學和職涯發展都沒有明顯好處。

首先,單就畢業資格來說,不參加會考也能在修業期滿後獲得學歷,一旦參加會考卻成績不及格,反倒會被留級。再來,許多大學並不以通過會考作為入學資格。最後,除非想要成為公務員或任職國營機構,畢業生沒有會考成績也可直接應聘私人單位。整體看來,不參加會考才是比較聰明的選擇。

面對反抗考試的學生,一意推行會考制度的國民政府,採用相當直接的手段回應:以武力逼迫學生就範。

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臺灣在 1970 年代出了一位拒絕聯考的小子,時間回到 1930 年代的中國,不願考試的可不只一、二位學生。1932 年,山東濟南高中學生因反對會考而與校方展開對峙,最終在教育廳長出動軍警武力鎮壓後落幕,卻造成大批學生受傷、被勒令退學。

1919 年 5 月 4 日,天安門廣場聚集北京 13 家大學逾 3 千名學生。五四運動開啟近代學生運動浪潮,卻也讓各政權擔心學生會動搖社會秩序,進而應用學校與考試制度加以管制。
圖|Wikimedia

隔年 1933 年,政府再根據實施情況及各方意見修改規程,最大的改變是取消小學畢業會考,轉而針對初級和高級中學制定《中學畢業會考規程》、《中學畢業會考委員會規程》。針對中學施行會考的原因之一是,當局認為小學生還年幼,不像中學生會發起學運,至此,會考除了監督學校以外,更加上了控制學生思想行為的功能。

學校各自為政,會考制度名存實亡

至於考試論支持者最重視的「以考試監督並制衡學校」卻反而沒有達成。預設的中央化考試制度、標準化知識內容,實際執行時卻面臨經費與人力嚴重不足的困境。真正負責考試業務的單位並非中央政府,而是非官方、地方仕紳聯合形成的教育會,或者資源多寡不一的各地省政府。

地方資源的多寡深刻影響考試的舉行。例如,大規模考試為了防堵作弊,通常不讓考生在原校就考,但在不可能另撥經費建造考場的情況下,仍舊得仰賴學校提供大量考場。如果一個地方沒有足夠的學校,學生往往就在原校就考,在熟悉的環境享受主場優勢,甚至發生老師協助作弊等醜聞。

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此外,照理來說,各校的考生名單應該由中央政府統一管理,但無力建立管理機制的政府只好交由學校來處理報考業務。有些學校因而私下篩選成績好的學生參加考試。

不久,隨著 1937 年抗日戰爭的全面爆發,各省行政資源逐漸耗竭、多地交通中斷、學生四散,集中考試變得難以辦理,改以「抽考」部分學生作為學校整體畢業標準指標,甚至讓學校自行辦理會考,政府僅派代表監臨。

自此,會考可說名存實亡。雖曾短暫於 1957 年在臺灣復辦,將國文、史地、三民主義的會考成績與聯考合併計算,試圖鼓勵學生重視中華民族主義的相關知識。但會考與聯考的標準無法整合,在各方反對之下,僅一年時間便告終,結束近 20 年的政府與學校角力之爭。

會考的考試科目包含:黨義(公民)、國文、算學、物理、化學、生物、歷史、地理、外國語。其中「黨義」後改稱「三民主義」,主要教授孫中山提出之民族、民權、民生思想,以及國民黨反共抗俄理念。圖為 1951 年南投縣立初級中學課堂,黑板上寫著「奉行三民主義,擁護反共抗俄」。
圖|Wikimedia

為了什麼而考?不同治理方法中有不同目的

徐兆安出生於英國殖民時代末期的香港,身處的教育制度仍然相對寬鬆,通常上午 8 點半上課、下午 4 點即放學,在升學上並未經歷臺灣式的考試高壓。來臺求學與就業的過程中,他逐漸體會臺灣教育與升學考試之間緊密的關係,印象最深刻的是補習班門口榜單滿掛的盛況!

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如今在臺灣結婚生子的徐兆安,開始想像女兒長大後必經的升學考試歷程,研究近代中國考試制度,有助了解臺灣過去 70 多年的考試發展脈絡,讓他更認識臺灣親友的生長背景。

徐兆安出生於英國殖民時代末期的香港,在升學上未經歷臺灣式的考試高壓。研究近代中國考試制度,有助了解臺灣過去 70 多年的考試發展脈絡。
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徐兆安想深入探討的是:「廢了科舉以後,為什麼我們現在還這麼相信考試?中間發生什麼事?作為一個歷史學家,我覺得現有的解釋還不完整,跳過很多具體的事件。」

我們需要了解細節,以避免誤解的延續。今日我們在臺灣所共同面對的升學體制,並不是直接延續自科舉的產物。對歷史的誤解,會讓我們無法確切把握教育問題的病源。

事實上,在科舉與現代考試之間還有一段歷史需要填補。校外中央化考試的立意不僅是監督學校的辦學成效,更隱含執政者對學生的高度不信任。尤其在五四運動後,一連串的學運讓學生被視為動搖社會秩序者,因而以考試制衡學校、也間接淘汰反抗的學生。

國民政府遷臺後,1949 年起在臺灣實施長達 38 年又 56 天的戒嚴令,也連帶改變過去制衡學校與淘汰學生的作法,轉而讓學校成為吸納大批學生、管控社會秩序的幫手。考試的目的之一遂變成把學生依照分數高低分發至不同學校予以教導

在臺灣戒嚴時期,學校成為吸納大批學生、管控社會秩序的幫手。考試的目的之一遂變成把學生依照分數高低分發至不同學校予以教導。
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目前徐兆安正著手進行科舉與近代考試制度的研究出版計畫,他認為近代史的研究難題在於材料「既多又少」。所謂「多」是指,各種出版與轉引的材料往往多到難以處理。所謂「少」則是指,特定材料宛如試金石,讓研究者理解眾多一般材料背後的真正意義,但這些關鍵材料卻相當稀少,且分散在兩岸以至歐美的各個機構中。

徐兆安生動比喻自己的研究過程:「就像跳探戈一樣,周旋在多與少之間,這是近代史學者比古代史學者更困難的地方。」

即使困難重重,近代史學者仍持續蒐集並解讀每筆文獻,修正對過往事件的刻板印象,讓歷史盡可能以貼近事實的方式呈現,我們因而能更明白自己承續的故事和當下的處境。

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研之有物│中央研究院_96
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