邁向繁榮進步的行星文明，在《2100科技大未來》

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。

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

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。

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。

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。

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%。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

有個著名的笑話是降的，埃及人、以色列人和中國人吹牛自己老祖宗有多厲害，埃及人就說在埃及挖到了千年以上的電話線，證明他們老早就用電話了；以色列人就說，他們在耶路撒冷挖到光纖，證明他們老早就用網際網路了；中國人就說在中原啥也沒挖到，正當埃及人和以色列人露出鄙視的表情時，老中就說那證明中國人老早就用衛星通訊了XD

科技進展的神速，我們這些六年級最清楚，從像是《我的少女年代》（Our Times）那樣沒有手機、沒有網路，更甭提Google、臉書的年代到今天的低頭滑智慧手機，真叫人難以想像。甚至，未來智慧手機可能根本不需要低頭用手滑了，只需要用意念就能操作。甚至連螢幕都不需要了，可以出現在任何地方，一張紙上、桌上、窗上，任何你看得到的東西都有可能。耳機也會進入歷史博物館，就像我們童年許許多多不再用到的東西一樣，到時會有裝置直接魔音入耳式地把聲音傳入你腦中。只要我們還沒提早毀滅地球，這些景象已經不再只是想像，而且還只是冰山一角，問題只是何時能量產到像iPhone一樣普遍而已。

實際上，要如何達到呢，日裔美國物理學家加來道雄（Michio Kaku）在《2050科幻大成真：超能力、心智控制、人造記憶、遺忘藥丸、奈米機器人，即將改變我們的世界》（The Future of the Mind: The Scientific Quest to Understand, Enhance, and Empower the Mind）就要帶我們到2050年的世界。加來道雄並非首次帶我們穿越到未來，他另一本《2100科技大未來：從現在到2100年，科技將如何改變我們的生活》（Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100）就要帶我們到接近百年後的世界（請參閱〈既科幻又科普的2100科技大未來〉），探討腦、人工智能、醫學、奈米科技、能源、太空旅行、財富、人類的未來。

可是好玩的是，前一本書是《2100科技大未來》，怎麼另一本卻倒退了50年成了《2050科幻大成真》？其實年代不重要，因為原文書名一本的意思是「未來的物理學」（Physics of the Future ），另一本是「心智的未來」（The Future of the Mind ），主題不太一樣，和年份沒有直接關係。物理學家談「未來的物理學」，當然是很稱職，可是談「心智的未來」呢？

《2050科幻大成真》涉及許多神經科學、腦科學等知識，可是讀了《2050科幻大成真》會發現，加來道雄真的下了很多苦功，不僅知識是夠嚴謹的，而且以他優異且經驗豐富的寫作功力，可讀性也不輸由神經科學家或腦科學家來寫的科普書。在《2050科幻大成真》，我們可以瞭解到，殘障人士利用靈活地控制義肢已經不是天方夜譚了，現在連猴子都能透過網際網路搖控遠方的機械手臂了。不僅是心靈控制機器和穿帶式智慧裝置的革命，我們未來還可能把我們的意識和記憶下載到機器上，達到理論上的永生不死！作為一位物理學家，加來道雄更具備探討這方面問題的學術功力。

《2050科幻大成真》分三篇，第一篇描述人腦的歷史，解釋物理實驗室的儀器如何描繪思考機器的樣貌，也討論人腦「意識」的種類；第二篇探討「腦機介面」，這個新技術能讓記錄記憶、讀取心智、錄影睡夢和念力移動成真；第三篇深入探討意識的各種不同變化，從夢、藥物與精神疾病，到機器人與外太空的異形生物，也介紹控制與操縱腦部的可能方式，以對抗憂鬱症、帕金森氏症、阿茲海默症與其他多種疾病，以及機器人的意識。

對這位物理學家來說，腦不過就是肉做的電腦，要破解腦的運作，只是個超級有挑戰性和困難的工程問題。姑且不論他是否太樂觀，他很盡職地帶我們參觀了一間又一間頂尖的腦科學實驗室，讓我們瞭解科學家是怎麼研究大腦的，用了哪些儀器。在參觀的同時，加來道雄一直想像那些儀器出現的訊號，有天是否能完整記錄下我們的意識、潛意識和記憶，然後用機器重播，甚至移植到別人腦中。

如果心智只是純粹的物理、化學現象，那麼有一天機器人會思考了，甚至還有了情感，就沒啥好驚訝的。現在一個非常熱門的腦科學研究題目，是建構出腦的「連結體」（connectome），找出腦中所有神經元的連結，只要完成了這個工作，科學家理論上可以用逆向工程的方法破解大腦的秘密。這個試圖解析腦內每一個神經元的野心，台灣科學家也當仁不讓，由清華大學生命科學院院長、腦科學研究中心主任江安世老師帶領，針對果蠅腦進行的研究已有許多在國際頂尖學術期刊的重要發表。

美國和歐盟也各自投下數十億鎂來研究人腦。其實這個數字，在小布希打阿富汗和伊拉克時，兩三天就燒光了！只要少打伊拉克戰爭，我們現在就有至少好幾十兆鎂來研究大腦，人腦都不知被翻遍多少次了！人腦現在相對於最強大的電腦，運算能力還是強了好幾十倍！如果以其消耗的少許能量（人腦消耗能量已佔人體的約兩成了）來看，和極為耗電的超級電腦相比，每單位能量的運算能力更是強上億倍！我們對腦的瞭解還只是皮毛的冰山一角而已。

就腦科學和物理學的討論，《2050科幻大成真》是相當精彩。可是，我們千古演化來的心智，目的不是用來破解這些心智的問題的，我們的心智演化成現在這個模樣，是為了談論八卦，還有猜測他人動機的，簡單來說就是為了社交生活，為了我們穴居人老祖宗之間的互動而形塑的。關於這部分有興趣可參考好書《人類大歷史：從野獸到扮演上帝》（Sapiens: A Brief History of Humankind）（請參見〈虛構事物和集體想像建構出的人類大歷史〉）。

心智離開了社交，就沒了多少意義。由此可見，心智並非是個單純的物理、化學，甚至生物學現象。不管我們的科技發展到何種面貌，即使是像今天所有人都低頭滑手機，仍是為了透過臉書、LINE和朋友溝通。科技始終來自人性，這恐怕是阿宅工程師無法完全瞭解和掌控的。所以人類心智的未來，可能還是要考量社會和文化的因素，我們畢竟不是機器人，很多無法想像的科技，不見得是我們未來一定會去追求的。

本文原刊登於The Sky of Gene。

我們可能很難想像未來的生活之面貌，因為總是有意想不到的科技產生，不過科幻小說家還是能讓我們充滿想像。究竟科幻小說家想像的未來又有多真實呢？來讀讀 美國日裔科學家加來道雄（Michio Kaku）的《2100科技大未來：從現在到2100年，科技將如何改變我們的生活》（Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100）這本既科幻又科普的好書吧。

雖然說《2100科技大未來》是要預測未來近一百年的科技發展，不過其大半內容，主要還是要介紹現代最尖端的先進科技，以及那些尖端高科技在未來的發展。 這個任務，最有資格的執行者之一，就是作者加來道雄。和凱文．凱利（Kevin Kelly）的《科技想要什麼》（What Technology Wants）偏重哲學式思考不同的，《2100科技大未來》更在乎的是科技的務實發展；其預測的未來也比《富足：解決人類生存難題的重大科技創新》 （Abundance: The Future is Better Than You Think）預測的還更長遠，而且不像後者還需顧及政策面（請參見〈究竟科技想要什麼？〉和〈理性樂觀的富足〉）。

加來道雄是紐約市立大學理論物理學教授，超弦理論（Superstring）的奠基者之一。他同時是Discovery頻道《科幻成真》（Sci Fi Science: Physics of the Impossible）的節目主持人。他主持了兩個廣播節目：《探索》（Explorations）和《奇幻科學》（Science Fantastic），在超過140個廣播電台播出。他還著有《穿梭超時空》（Hyperspace）、《愛因斯坦的宇宙》（Einstein’s Cosmos）、《電影中不可能的物理學》（Physics of the Impossible）、《NEXT 20 years and after》（Visions）、《平行宇宙》（Parallel Worlds）等書，大多也有繁體中文版。

加來道雄推估，我們人類社會將會在科技大幅飛躍下，在百年內進入第一型行星文明。至於啥是行星文明？加來道雄指出，那是能夠充分控制居住行星能源來源的文 明。我們現在的文明，大概是一個0.7型的行星文明。第二型文明可能開發恆星輸出的全部能量。而進入第三型狀態以後的文明，將已經探索過星系內的多數地 方。

加來道雄探討人類文明的幾個進展方向，分別是「電腦的未來──心靈控制物質」、「人工智能的未來──機器的興起」、「醫學的未來──完美與超越」、「奈米 科技──萬物始於虛無？」、「能源的未來──來自眾星的能源」、「太空旅行的未來──奔向眾星」、「財富的未來──贏家和輸家」、「人類的未來──行星文 明」。

不過，科技始終來自人性，即使未來人類文明進展至行星文明，人類還是會深受穴居人原則的約束，也就是說我們演化千萬年而來的原始慾望（娛樂、情感、社交等），仍然不會受到高科技的改變，而且會繼續影響我們的行為、決策和選擇。

加來道雄指出，在電腦的未來中，軟性電子紙會當道，而類似Google眼鏡的也將進展至隱性眼鏡的地步。晶片將會在功能更為強大下繼續縮小，而且在生活中 各種物品中無所不在。不過加來道雄也提到晶片的縮下有其物理限制，並嚴正警告矽谷該設法準備面對，否則矽谷也會淪落成下一個鐵鏽地帶。未來甚至會出現可以 接收腦波的晶片，然後控制的物體移動和運作，我們就可以念力控制物質，未來人類就會像神話中的天神般！

《2100科技大未來》揭示的未來世界，機器人無處不在，雖然它們未必都以人形現身。機器人漸漸取代單調的工作，並代替我們去從事危險的工作。台灣未來老 齡化社會最大的隱憂是老年照護，而未來機器人可以勝任這個工作。而人工智能，也要對人類友善，以免人類淪為機器人的奴隸。

未來我將可以便宜地取得自已的全基因體（書中用「基因組」一詞）的序列，瞭解自己罹患疾病的風險，還可以為「體質」量身訂做藥物和療法呢（請參見〈從基因標靶藥物，到實現個人化醫藥的未來基因體醫療〉）。生物醫學家還能夠利用幹細胞加上3D列表機印出完整的人體器官（請參見〈第三次工業革命的自造者時代〉）。甚至還利用基因療法來改善自己或下一代的遺傳，不過這在生物倫理學界仍有極大爭議（請參見〈人性正義的反對完美〉），我想加來道雄這位物理學家有點太單純了。

《2100科技大未來》還預測出可以隨時監控癌細胞晶片，在我們吃喝拉撒睡時守護我們的健康。其實，儘管所有動物都難逃一死，不過並非所有動物都會經歷老 化（例如海龜等爬蟲動物，不是老死，而是因為意外、饑餓或被獵食而死），因為只要我們掌握這些動物不老的秘密，我們就能減緩老化、延長壽命。

未來科學家和工程師會開發出利用分子、甚至原子層次的奈米裝置。在醫療方面，癌細胞在被上述晶片測偵出時，就利用奈米裝置巡航我們身體，把癌細胞找出並消 滅它們。雖然晶片可能無法再更為強大下繼續縮小，但是量子電腦或是DNA電腦出現可以取代晶片的不足。可程式化材可能將會讓《魔鬼終結者第2集》 （Terminator 2: Judgment Day）中可以改變形狀的殺手機器人可行，不過與及用來當殺手，我們將會用可程式化材來製造建築、家具等等吧，還可視使用情況或心情調整形狀和結構呢。

《2100科技大未來》指出，受控核融合將完全取代石油的乾淨能源方案，書中清楚並深入淺出地解釋了受控核融合在工程上的可行性及困難處。不少物理學家也對受控核融合在我們有生之年成為實際運作的科技深具樂觀的信心（請參見〈給未來總統的物理課－必須面對的科學真相〉）。還有利用室溫超導體可以做出磁浮科技，未來汽車、列車可以高速在低阻力的情況下行駛。室溫超導體也可以大幅降低電子在纜線內傳輸的耗損，讓未來電力經濟地超長距離傳輸成為可行。

談科技未來，不免俗一定得提到星際旅行。《2100科技大未來》指出，未來利用大空電梯探索《地心引心》（Gravity）中呈現的地球美景，將不再是夢 想而已。而人類下一趟最大探險，將會是火星登陸。我們甚至有可能再利用當時的高科技，改變火星大氣而讓人移居。我們也將會派機器人前往其他太陽系探險。

最後，《2100科技大未來》討論人類的財富未來。加來道雄指出，科學實際上就是經濟繁榮的引擎，也有經濟學家同意並也提出現在的經濟停滯發展就是因為受限科技進展（請參見〈軟柿子不再垂得低低的大停滯〉）。《2100科技大未來》也表示，未來主要的工作將是屬於需要有判斷力與創造力者。機器人將取代只能執行單調重複動作的工人。未來的人生勝利組將是屬於能夠好好用心地利用知識提供有效判斷力的人。

加來道雄卻感嘆現在美國的金頭腦大都跑去華爾街玩財富轉來轉去的炒作遊戲，而非投入科學與工程的研發。當然金融業的資金流動對科技業也很重要，但過猶總是 不及的。再加上，歐美日等先進國政府也因舉債過高而大砍科研預算，而且也有新自由主義論者從沒弄懂，政府才是高風險科研唯一也是最佳的支助者，因為極少有 大企業有能力和心思會想要進行革命性科技的研發，而僅是把政府支持研發出的知識做應用性開發。

我們未來的前途，可能不是科學家和工程師的能力問題，而是政治和經濟能否有足夠的智慧允許科學家和工程師從事未知知識的研究探索。因此，《2100科技大 未來》所樂見的高科技文明的願景，只要在世界各大國政府仍然還有遠見地繼續大力支持和贊助科學研究的情況下，就會是我們人類的實際未來！

本文原刊登於Readmoo.com【GENE思書軒】，並同步刊登於The Sky of Gene。