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文科生立委為何卯起來要讓台灣上太空、拼量子?——專訪蘇巧慧

鄭國威 Portnoy_96
・2021/04/21 ・6227字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 562 ・九年級

我在台北市青島東路的立法院外等同事到齊,十分鐘內就看到多張中常出現在新聞的面孔,有些是某某部會的官員,有些是記者,當然也有立法委員。他們不是手機緊貼臉頰、就是跟身旁的人密切交談。我很難克制自己不豎耳,總覺得能偷聽到一些國家大事。

這個國會議員與國家政策的產地,對台灣人來說,既熟悉又陌生。熟悉,是因為在台灣的選舉制度跟媒體環境中,立法委員跟明星一樣有高知名度,人人都能隨口談論。陌生,則是因為就算我們上過公民課,通常還是不了解民意最高殿堂到底是怎樣運作的,腦中出現的關鍵詞不是「黑箱」、「作秀」,就是亂成一團打鬧不休。這樣的刻板印象(甚至是唯一印象)對公民社會卻不是好現象。

去年訪問過多個政府行政機關後,「科學傳播 X 公部門」專題今年首度前進立法院,希望能了解立法委員怎麼看待科學傳播、在工作上如何消化複雜的科學議題、對未來的科學科技發展又有哪些想法?

第一站,我們來到立法委員蘇巧慧的辦公室,打開門便看見兩面並排書牆,陳列著許多科普書、哲學書、文創作品與漫畫,更看見福衛五號的發射紀念模型。我們就坐在書牆旁的大桌展開訪問。

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福衛五號的發射紀念模型。圖/泛科學拍攝。

身為美國賓州大學法律碩士,曾執業律師的蘇巧慧,在 2016 年首次當選立委(第 9 屆),並在 2020 年連任(第 10 屆)。從「教育及文化委員會」到「社會福利及衛生環境委員會」,她曾主提多個「很科學」的提案,像是「太空發展法草案」、「量子科技研究及發展條例草案」、「原生植物保育法草案」、「公共衛生師法草案」、「國民營養及健康飲食促進法草案」等等,這樣的紀錄讓她成為我們特別想採訪的對象。

立法委員蘇巧慧。圖/泛科學拍攝。

再複雜的議題都可以分三階段處理

一開頭,我想知道,求學階段一路都是標準文科生的蘇巧慧,在當上立委後是如何讓自己掌握這些多科學與技術議題的內涵呢?因為從我自己的經驗來說,這件事真的不簡單。

她說,用立法跟修法來補足社會規範之不足,就是立法委員、國會議員的工作。因此社會有多大,立法委員得關心、了解的範圍就有多大,自然得花大量的時間精力在吸收知識、處理問題。

儘管如此,「很多時候當然也要處理選服、跑攤。但現在第六年了,我也不排斥這些事。」

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跟各行各業接觸,對她而言也是快速掌握行業 Know How 的方式之一,正如她一邊接受我們採訪,也反過來問了我們很多關於科學傳播產業的事情。

「真正深入他的生活,才能知道他的問題,所有立法跟修法才不會跟人民斷裂。」她說。

不過只是花時間聽意見並不夠。受過律師訓練的她,認為這門專業對擔任立法委員來說很有幫助,讓她能嫻熟、高效地以「三步驟」處理各式議題:掌握事實、釐清爭點、價值判斷

說起來簡單,但一開始的「掌握事實」就不容易。以減塑跟減碳議題來說,雖然已是全民共識、國家方針,但產業端也有不同說法。蘇巧慧說:「他們(塑膠產業公會)告訴我說,現在因為垃圾裡面塑膠變少、被回收了,焚化爐的燃燒溫度就不夠高,溫度不夠高就要添加煤,碳排反而升高,燃燒塑膠的問題是會產生戴奧辛,但如果溫度夠高就不會有這個狀況。」當獲得這樣的「說法」,她就得回頭檢視已知的事實,並與相關單位、專家再次確認這種說法是否正確跟精確、是否該納入考量,才能進一步釐清爭點。

圖/泛科學拍攝。

她再以現在正熱的疫苗議題為例,「我一定把所有的 data、文獻都拿到手,各方正反意見都先收集一輪。」接著她就像律師協助當事人一樣,「把枝枝節節先排除掉,然後就是問題 1、問題 2、問題 3。」她認為要用哪一國出產的疫苗、哪些族群先打等都是科學議題,也強調執政黨「不是逢中必反好嗎?是要安全跟有效!拿 Data 出來看,那一個疫苗達標,那一個比較弱,清清楚楚。防疫就該奠基在科學上。」

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但她也明白,除了科學之外,她自己與每位民眾也考量著其他因素,這就是價值判斷。

「就是看你敢不敢為你的判斷負責任」。在價值判斷這階段,世代差異、成長背景、信仰等因素影響巨大,就如同一件衣料,有的人看起來是棋盤、也有的人看起來是稿紙或綠豆糕(編:這哽會不會太老)。她認為選民可觀察一位立委做事的經歷,看這個人在掌握事實跟釐清爭點上是否合乎科學理性,但價值判斷就存乎於心了。

在台灣,國族認同往往是關鍵,而對人權、民主等價值的態度,也影響甚巨。以推動同婚合法化為例,蘇巧慧坦言面對當時的社會氛圍與壓力,身為執政黨一份子的她,亦明白做下去會失去過半選民的支持,「賭上的也是我們的政治生命」。不過她說:「我相信我相信的、我守護我守護的。奠基於前面理性的討論之後,我做了價值取捨,最後結局就是我承擔嘛!」

然而,「政治人物的成敗不是自己說的,是歷史給的。」她有感而發地補充,這是她讀了日本前總理菅直人新書《核災下的首相告白》後的深刻感觸。

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信任專業,但要懂得如何選擇專家

正如核能令人愛恨交織,新科技總是同時帶來機會跟風險,決定國家方向的立法委員要如何綜合評量新科技的兩面?有哪些國家值得台灣借鏡呢?

蘇巧慧認為,其實民主國家的立法模式大同小異,我國也有一套完整的方式。不管是立法委員的提案,還是行政院的「院版」,都會各自經過「法規政策影響評估」,除了科技,也會從法治、人文、環境、國際等各面向評估,這個環節在美國、日本等很多國家都有,「只是看有沒有執行徹底」。她遞給我一份由立法院法制局完成的太空發展法草案評估報告,「寫得好不好是另一回事」她笑說。

為了讓法案完備,「我要掌握事實,但誰是事實?誰是事實的提供者?為什麼會選它當作事實的提供者?」蘇巧慧再次提及「議題處理三階段」,認為面對高度複雜議題,在「掌握事實」的階段,任何人都不太可能靠自己研究出所有事實、或閱讀完所有文獻,因此事實提供者的角色與選擇就是關鍵。

而就選擇「事實提供者」上,她有三個判斷標準:第一是過往的信用,第二是「你跟他的親近度、友好度、是不是有利益衝突或交換?」第三就是「鑑古知今」,從歷史案例中了解偏聽的可怕,所以「要刻意地選擇同溫層外的資訊來判斷。」

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圖/泛科學拍攝。

「就像我明天要處理職災保險法(指〈勞工職業災害保險及保護法草案〉),真的爆難的。我真正的想法還是相信專家,他們能教我如何參與這個議題。」她說,政策要不要改、什麼時候改,在她做判斷前,得仰賴專家要告訴她計算出來的結果是什麼。但如果任何一個高層決策者還要去搞懂最基礎的算式,也會被批評顧小不顧大。

「有本書不是叫《專業之死》嗎?但我還是很相信專家。」她說:「我看過施振榮在一本書中寫,未來只有兩種人,一種人是位於專業的頂尖,另一種人則是通才,把各種專業串起來,能轉譯。」而如今擔任立法委員的她,認為自己就是把專業串起來的角色。

面對偽科學、假訊息–孩子思辨需陪伴,立法管制得謹慎

雖然我不是立委,但作為一個知識轉譯長工,我頗能理會。然而,錯假資訊、偽科學依舊盛行,內容零把關的內容農場佔據網路搜尋結果,社群媒體充滿帶風向的陷阱。我好奇,若以母親身份來看,她會建議其他家長怎麼做?若以立委身份來看,覺得政府又該怎麼做?

「我昨天才跟女兒在討論迪麗熱巴。」迪麗熱巴是中國當紅女演員,出身自新疆。有一對女兒的蘇巧慧知道,很多臺灣年輕孩子透過追小說跟改編戲劇,迷上迪麗熱巴。而近期新疆人權議題備受關注,「新疆棉」生產涉嫌強制勞動,更成為熱門話題,因此她便藉機與兩位女兒開啟對話,先問她們:「你知道迪麗熱巴是新疆人嗎?」她開始講述新疆這塊土地與民族的歷史。

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「然後他們就自己問:那最近新疆棉是怎樣?我就說:迪麗熱巴已經切割愛迪達、不代言了;她就問迪麗熱巴為什麼不代言愛迪達了?就會提到可能有勞動剝削的問題,以及愛國情操的問題,以及迪麗熱巴作為新疆代表,紅遍中國,也有辛苦的部分。」她說。

「我也沒有去過新疆調查,但我看很多報導跟資料,一邊是 BBC 跟紐約時報等專業媒體的調查報導,另一邊是說才沒這回事的中國政府……」她在與女兒的對話中,分享自己判斷的根據,也鼓勵孩子自己判斷。

然而「……家長必須做很大量的陪伴工作,但家長有這樣的空閒嗎?我覺得這才是關鍵。」她坦言「陪伴」需要一定的條件;此外,她身為政治工作者,頻繁接觸這些議題,才能解釋至一定程度。

因此,立委的她也很關注網路資訊造成的問題。政府在去年初疫情蔓延的時候,用梗圖去繁化簡,把大量的資訊濃縮在一張圖,用 LINE 等社群媒體傳播,並規定部會要在很短的時間回應錯假訊息。然而她觀察到了去年年底,「對手」也開始用幾乎同樣的方式來攻擊。

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政府部門將大量的資訊濃縮在一張圖澄清假消息。圖/衛生福利部

「……所以可能也要想新的方式吧!我必須承認這是一個很難的問題。我們也有很多成功的作法,不過過沒多久對手也會推陳出新。」她說。

隨著數位發展部創建、國家通訊傳播委員會(NCC)的管轄範圍也會調整。蘇巧慧說產業將由數位發展部負責,管制則會放在 NCC,「但要低度管制,」她特別強調立法跟行政部門都希望避免侵犯言論自由,所以管制應該針對平台建立規則,而非針對個人。「例如在性隱私侵害防制條例草案,若有人被上傳不雅照,應該要有機制能要求平台在 24 小時內快速下架,因為不雅照比較容易定義。」

要替台灣科學與技術目標設定大方向

前面提到,跟言論自由有關的法規,要立要修都傷透腦筋,快不起來。那麼,哪些改革是大家都想快點推動的呢?身為掌握國會多數席次之執政黨的立法委員,她認為有哪些與科技、科學有關的改革,是台灣目前迫切需要的?

我以為她會回答自己參與過的許多提案中的某一項(例如太空或量子),但蘇巧慧卻說「才不是!」

「我們辦公室經過討論,如果有機會的話,我們最想推的、覺得台灣最欠的,是最上層的『科技前瞻預測機制』。」

那是什麼?她拿出一疊英文文件,是美國國會提出的無盡前瞻法案 (Endless Frontier Act)。該法案於 2020 年五月由跨黨派參議員提案,打算從 2021 起的 5 年內,投入 1000 億美元資金,將 NSF 美國國家科學基金會改組為 NSTF 美國國家科學與技術基金會,同時列出十大科技重點發展方向,包括 1. 人工智慧、2. 半導體、3. 量子計算、4. 機器人技術、5. 災害預防、6. 先進通訊技術、7. 生物科技、8. 資訊安全、9. 先進能源、以及 10. 與上述九項有關的材料跟工程科學等。

蘇巧慧說,美國也好、日本也好,都會先確認國家的科技大方向,不管是太空還是 AI 都只是其中一部分。「這樣的話才知道未來的預算怎麼分配。」去年年底, 11 屆全國科技會議舉辦期間,她曾跟科技部長吳政忠討論過此議題,就是因為覺得臺灣還沒有這樣的架構。

第11屆全國科技會議會議開幕全場合影。圖/科技部

舉例來說,為了推動太空發展法,她積極遊說同僚與行政院相關單位,強調我國在太空領域應有的實力,而現階段能否整合出國家隊,關鍵在於產業上中下是否串連起來,若能盡快有一部可依循之法規,建立起遊戲規則,資金將更願意投入……單單提一個案,她與團隊就花了很多工夫,但「任何一個法案都只是一個領域。你說智慧醫療不重要嗎?太空、AI、量子都重要啊!如果沒有推動,那我們永遠只能照別人的遊戲規則做代工,甚至連代工都做不到。」因此,她認為國家需要科技前瞻預測機制這樣高層次的架構,並由科技部改組後的「國家科學與技術委員會」來負責,才能綱舉而目張。

身為區域立委,經營選區是必要任務,可是推動這些上太空、玩量子的前沿科技法案,能回應在地選民需求嗎?她認為立委的工作有一大部分也是知識轉譯,因此溝通時要能找出議題對目標對象的切身性。

「我選區隨便進一間工廠,老闆就很熱情跟我說『我這螺絲有上太空的捏』、『我有幫波音代工喔』」為了對傳產頭家解釋為何要推動許多科技味十足、很不接地氣的法案,她學會放下國會語言,換個方式切入:「政府說『好啦!現在國家要往這個方向去,會用國家的錢來做研究,升級技術,之後再技轉給你,這樣我們的中小企業就可以產業升級啦。』」

在立法院本會期屬於衛環委員會成員的她,自己期待也預備投入更多力氣建立這樣的架構。「(在衛環委員會)可以談永續、可以談很多新科技,包括藥物研發、生物科技等」,但她話鋒一轉,有點無力坦言目前為止「都還沒有機會討論」,因為上個會期到這個會期,都被美豬美牛進口與疫苗採購議題佔滿了。

若是一位理科人?

訪談到最後,我問蘇巧慧:「如果不是念法律,而是走上理科之路,覺得自己最適合、或最想成為哪一個領域的理科人?」

圖/泛科學拍攝。

她笑答自己數學「爛到不可思議,從小學開始爛,雖然國小國中還算平安度過了,高中真的不行,什麼 COS、SIN。當時唸北一女,(數學)考 60 分以下是常態,唸北一女之前都是全校前幾名,進北一女之後就再也沒有考過前面的名次了。」

她清楚記得高中時班上有 58 個人,但自己三年來最好的名次只有班上 42 名。「第一次段考回來,數學好像 33 分吧,覺得好丟臉。」

她笑說:「第二天清晨,在傳真機收到一張傳真,上面寫著:『其實我在高中的時候,考試數學也是常常不及格….是爸爸 (蘇貞昌) 從屏東傳來的。就差沒有寫個父字。」這也是她轉變為成長心態的開始。

後來她在從政前,便以「讓孩子看見未來」為目標,透過主持的超越基金會策劃各種職場「達人」介紹、學習活動,讓年輕人能在學校之外,看見各種多元專業的光芒,希望能讓這些光芒引領孩子學習,而不只是考試跟升學。

回到開頭的問題,她說若自己是理科人,此刻最想做跟永續、環保有關的科技,「因為實在是太有趣了」。由於碳排放影響了生活環境,因此要發展管制標準,調整產業發展方向,而「我的選區都是中小企業、都是工廠,很多都驕傲跟我說:我是 Apple 的供應商,所以要完全符合綠色標準、碳排標準了,所以要怎麼輔導他們,就會很有趣。」不過如今雖然不是理科人,她也以立委的角色正在做這些工作。

永續發展是世界各國最重要的課題,超越了從小在課本上學的理科或文科的分野,得統整知識、從解決日常生活問題做起,「這就是我為何贊成 108 課綱!108 課綱就是從提出問題、了解問題,然後找出解答,而且還要能夠互相溝通跟驗證。」她也笑著說,常常在立法院忙了一整天,回到家還要陪女兒一起挑戰很生活化的數學題。小時候沒挑戰成功的數學,現在再來一次!

辛苦蘇委員了,不過,我想應該比處理法案來得簡單一點吧?

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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1284 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。

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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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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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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

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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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這些太空垃圾會不會阻礙我們太空旅行?太空垃圾怎麼清? 
PanSci_96
・2024/05/29 ・5682字 ・閱讀時間約 11 分鐘

人類上太空的夢想會被我們親自摧毀嗎?

隨著火箭成本降低,人人都能把衛星丟上太空,現在,當你晚上抬頭看天空,你看到的星星可能不是星星,而是人造衛星。你看到一閃而過的的流星,可能只是墜入大氣的太空垃圾。

這些多到不行的太空垃圾已經成為隱憂,更可怕的是,這些以超音速飛行的太空垃圾可能摧毀其他衛星,在衛星軌道上製造更多不可預期的致命飛彈。有人擔心,人類終有一天會無法穿過這片垃圾雲,天空永遠被自己封閉。 終於,有人提出清理太空垃圾的方法了,但這些方法真的可行嗎?

現在的太空垃圾有多少?

最大的太空垃圾可能是整節火箭!

所有在繞行地球的軌道上失去功能的東西,都會成為太空垃圾,最大的包含壞掉的衛星、和大量運送衛星上太空的第二節推進火箭,例如 1960 年代太空競賽時大量發射的火箭,有許多至今還在宇宙遊蕩,每一個都像公車一樣大。而小東西,則包含太空人在太空漫步時遺忘的東西,或是太空垃圾互相碰撞後產生的碎片,最小可能只有數毫米,小的像隻蚊子。但不論太空垃圾來自哪裡,只要缺乏妥善的管理和追蹤,就可能成為其他運作中設施和儀器的致命血滴子。

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所有在繞行地球的軌道上失去功能的東西,都會成為太空垃圾,最大的包含壞掉的衛星、和大量運送衛星上太空的第二節推進火箭。
圖|PanSci YouTube

為什麼說太空垃圾真的很危險?

為了不被地心引力拉入大氣,墜向地球,在軌道上繞行地球的物體大多都以非常快的速度在移動,包括現在還在運作的衛星與各種設施。舉例來說國際太空站位於距離地球表面四百公里高的近地軌道(Low Earth Orbit),以大約每秒 7 ~ 8 公里的速度高速移動,是地表音速的 20 倍。也就是說,太空上的車禍可嚴重多了,來自不同方向或不同傾角的物體,可能會以超過每秒 10 公里的相對速度發生碰撞。別說公車大小的太空垃圾了,只要直徑超過 1 公分的碎片就足以對太陽能板或玻璃造成損害。更麻煩的是,大小在 10 公分以下的物體,大多還因為尺寸過小難以追蹤。

那麼,我們的頭上有多少太空垃圾呢?

根據歐洲太空總署 ESA 的資料,目前軌道上有 6800 個運作中的衛星,相對的有超過 3 萬 2千個可追蹤的太空垃圾。但如果估計所有無法追蹤的物體,大於 10 公分的物體可能有超過 3 萬 6 千個,介於 1 公分到 10 公分的則高達一百萬個。

根據歐洲太空總署 ESA 的資料,目前軌道上有 6800 個運作中的衛星,相對的有超過 3 萬 2 千個可追蹤的太空垃圾。但如果估計所有無法追蹤的物體,大於 10 公分的物體可能有超過 3 萬 6 千個,介於 1公分到 10 公分的則高達一百萬個。
圖|PanSci YouTube

在這些太空垃圾中,大多數大型太空垃圾就是來自發射衛星後,一起留在太空的第二節推進火箭,小型太空垃圾則來自火箭爆炸或各種大大小小碰撞所產生的碎片。

太空上曾發生過嚴重的太空垃圾碰撞事件?

歷史上比較嚴重的一次撞擊事件發生在 2009 年,銥衛星公司運作中的通訊衛星,重量 700 公斤的 iridium 33,和失效、重 900 公斤的蘇聯軍用衛星 kosmos 2251,在 789 公里的高空,兩台衛星以每秒 11.7 公里的相對速度直接撞上,化成了兩團在軌道上繞行的碎片團。

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NASA 估計,這單一次的碰撞產生了超過 2000 片可追蹤的碎片,雖然許多碎片受地球引力慢慢墜入大氣燒毀,但直到到 2023 年 2 月的統計,大約還有一半,也就是 1000 片碎片留在軌道上。過往也曾經觀察到碎片從距離國際太空站僅 100 多公尺的位置驚險掠過。

如何解決太空垃圾的問題?

太空垃圾又多又危險,真的有辦法清除嗎?

2023 年三月,NASA 發表一篇研究,整理了關於各種清理太空垃圾的方法與成本,包含從地面或太空發射雷射推動垃圾改變軌道,或是直接物理性撞擊改變軌道,還有透過捕捉垃圾,直接在太空將垃圾循環利用,作為燃料或其他用途的再利用等方法。

透過捕捉垃圾,直接在太空將垃圾循環利用,作為燃料或其他用途的再利用。
圖|PanSci YouTube

清理不同大小的物體,要用的方法跟產生的效益也不同,因此他們評估了針對兩種策略。第一種策略將會優先處理目前最大、最具威脅性的 50 個太空垃圾,例如完整的第二節火箭或是失去功能的完整衛星。第二種策略則是優先移除 1 到 10 公分的十萬個小型垃圾。NASA 分別評估處理這兩種目標帶來的效益,恩,所謂的效益,就是預估能減少多少因為太空垃圾碰撞而產生的損失。

要如何移除太空垃圾呢?

移除大型垃圾主要的方法主要是再入大氣層(re-entry),簡單來說就是讓垃圾落入大氣層燒毀。這個方法預計讓運送任務完成的火箭載具,透過剩餘的推進燃料,順手將其他大型垃圾帶下來。移除這 50 個大型垃圾預計總共會花費 10 億美金,但在移除 30 年後所帶來的效益,將會超過花費的成本,非常划算。

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至於小型太空垃圾,主要使用的方法將會是成本較低的雷射。藉由雷射產生的微弱動能來改變垃圾的軌道,將它們送入大氣層或推離常用的軌道。發射雷射的裝置可以設置在地面或是太空中,單純以使用效率來說,設置在太空所需要的能量較低,但是設置在地面維護和管理比較方便。然而這也衍伸了許多爭議,主要圍繞在這個清除垃圾的雷射也可以作為武器使用,例如在戰爭爆發時用雷射攻擊敵國的衛星。不過如果順利設置的話,清除十萬個小型垃圾後大約只要十年就可以達到等同於成本的效益,比移除大型垃圾能更快回收成本。

至於小型太空垃圾,主要使用的方法將會是成本較低的雷射。藉由雷射產生的微弱動能來改變垃圾的軌道,將它們送入大氣層或推離常用的軌道。
圖|PanSci YouTube

方法有了,但我們真的能讓太空再次乾淨嗎?

太空垃圾問題有解嗎?

現在的太空有多擁擠?

如果把歷史發射資料整理出來,會發現近五年人類的衛星發射數量幾乎是直線攀升,2012 年一整年全世界也只發射了 200 多顆衛星,到了 2022 年已經成長到一年 2000 多顆衛星。而且絕大部分都是來自於美國的衛星,想當然很大一部份都來自於 SpaceX 的星鏈計畫。而受益於獵鷹九號的高成功率和可回收造就的低廉成本,也能夠發射更多的中小型衛星,像是我們臺灣也發射了不少自主研發的立方衛星上太空,例如 2021 的「飛鼠」和「玉山」以及最近才剛發射的珍珠號立方衛星。

如果所有的衛星與火箭都會變成太空垃圾,我們清理垃圾的速度又不夠快,還有可能發生凱斯勒現象(Kessler syndrome),也就是碰撞產生的碎片引發連鎖反應,造成更多撞擊和更多碎片,讓不可控的太空垃圾快速增加,直到新的火箭與衛星都難以穿越,我們將無法前往太空,被自己的創造出的人造物封鎖在地球。

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如果所有的衛星與火箭都會變成太空垃圾,我們清理垃圾的速度又不夠快,還有可能發生凱斯勒現象(Kessler syndrome),也就是碰撞產生的碎片引發連鎖反應,造成更多撞擊和更多碎片,讓不可控的太空垃圾快速增加,直到新的火箭與衛星都難以穿越,我們將無法前往太空,被自己的創造出的人造物封鎖在地球。
圖|PanSci YouTube

治標也要治本,我們對於即將發射進太空的人造物能有套管理辦法嗎?

1967 年在聯合國通過並簽署的《關於各國探索和利用包括月球和其他天體的外太空活動所應遵守原則的條約》,簡稱為《外太空條約》。這個條約制定了各國在外太空活動所應該遵守的原則,其中和人造衛星有關的原則主要有三個:

  1. 國家責任原則:各國應對其航太活動承擔國際責任,不管這種活動是由政府部門還是由非政府部門進行的
  2. 對空間物體的管轄權和控制權原則:射入外空的空間物體登記國對其在外空的物體仍保持管轄權和控制權
  3. 外空物體登記原則:凡進行航太活動的國家同意在最大可能和實際可行的範圍內將活動的狀況、地點及結果通知聯合國秘書長

也就是說,雖然各國需要將太空活動回報給聯合國統計,但實際上在制定規範和進行管制的還是各國本身。以美國來說,分別需要和 FAA 聯邦航空總署申報火箭發射和再入大氣層的計畫,以及向 FCC 聯邦通訊委員會申報衛星的通訊規格,至於要如何避免在太空發生碰撞,是發射單位要自己負起責任,公部門只提供有追蹤的物體軌道資料。

如何避免在太空發生碰撞,是發射單位要自己負起責任,公部門只提供有追蹤的物體軌道資料。
圖|PanSci YouTube

不過對於衛星任務結束後的處置,FCC 倒是有相關的規定和罰鍰。因為如果衛星有動力系統,可以在任務結束時就控制墜入大氣層或飛離常用軌道,進到所謂的死亡軌道(Graveyard Orbit),而通常在申請發射衛星時,也需一併提供任務結束後的處置方式。

去年,衛星電視業者 Dish Network 沒有按照它在 2012 年所制定的衛星處置計畫,將衛星從離地 36000 公里的地球同步軌道再往外推 300 公里。這顆衛星在移動的半途中就燃料耗盡失去了動力,只離開原本的軌道 120 公里,FCC 因此對衛星電視業者開罰了 15 萬美元。這起首次針對太空垃圾的開罰,對於太空垃圾的管制具有重大的意義,代表著對太空垃圾危害性的重視,也代表著清理太空垃圾的商機正在逐漸成長。

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清除太空垃圾能有商業價值?

隨著商業化的太空活動逐漸熱絡,如何讓清理太空垃圾不只是空談也成了一個重要的問題。如果軌道上的垃圾減少,受益的會是所有使用軌道的衛星。就與現存的回收與垃圾處理方式一樣,我們可以規定所有衛星的生產者都必須繳交「太空垃圾處理費」,如果在發射的過程中產生額外的太空垃圾,則必須提高費率。相對的,如果一家公司提供清理太空垃圾的服務,則可以獲得這些「太空垃圾權」並換成對應的金額。

我們可以規定所有衛星的生產者都必須繳交「太空垃圾處理費」,如果在發射的過程中產生額外的太空垃圾,則必須提高費率。相對的,如果一家公司提供清理太空垃圾的服務,則可以獲得這些「太空垃圾權」並換成對應的金額。
圖|PanSci YouTube

另外,雖然目前對於在軌道上進行捕捉再回收的直接經濟效益並不突出,但如果未來在太空可以建立起專門的處理設施,或許可以作為一個長期的太空垃圾處理機制,沒想到吧,人類要成為跨行星文明的第一步,竟然是得先成立太空垃圾清潔隊。

不過話說回來,要讓各國政府願意砸大錢在太空垃圾回收產業可能還需要一點時間。畢竟相較於直接影響到生活的全球暖化,太空垃圾的危害並不那麼可怕,大型垃圾的撞擊也可以預測並提前避開,因此短時間內也還不會有明顯的感受,但如果你是需要觀測的天文學家,可能就覺得垃圾好礙眼了。

最後想問問大家,你覺得處理太空垃圾最好的辦法會是什麼呢?

  1. 向所有太空公司徵收處理費,培育回收業者,資本的事情資本解決。
  2. 從技術研發著手,火箭能回收,想必衛星回收技術很快也能做出來。
  3. 都別處理了,就等人類把自己鎖死在地球,宇宙垃圾就不會再增加了!

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參考資料

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