家人的處方藥可以吃嗎？注意用藥安全，避免成癮！

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

根據聯合國統計數據，全球每年 38% 的溫室氣體排放，並非來自道路上的交通工具，而是由「現代都市與建築」所造成的。

我們如今站在兩條路徑的十字路口。一條是依賴更多水泥建築與空調系統來抵禦夏季酷暑，然而這樣的選擇只會加劇室外大氣的惡化。另一條則是徹底改革建築、用電、設計與都市規劃，不僅尋求低碳排放的建築方式，還要找出節能降溫的解決方案，實現事半功倍的效果。

然而，我們是否真的能將建築業的碳排放歸零？

建築的溫室氣體哪裡來？

在建築物 60 年的生命週期中，建材的碳足跡其實只佔 9.8%，因為建築一旦完成後，材料不會頻繁更換。相反，日常生活中的用電才是主要的碳排來源，占了 83.4%，其中大部分來自冷氣、照明和各種電器。

當然，讓大家集體關燈停用電器「躺平」來拯救地球，顯然不切實際。既然完全不消耗能源是不可能的，我們應該尋找更現實的解決方案。

現在就來看看全球七棟零碳建築之一——成大的「綠色魔法學校」，臺灣首座淨零建築，如何運用建築技術，成為當代永續建築的典範。這些技巧中，有哪些能應用到你我家中呢？

為了省電要把煙囪塗黑、吸收更多太陽光？

都市裡，我們最大的挑戰之一就是夏天的高溫，水泥建築群在陽光的烘烤下，變成一個個巨大的窯爐。為了解決這個問題，綠色魔法學校在國際會議廳裝了一個煙囪，不過這不是為了讓窯爐更熱，而是用來降溫的。

煙囪為什麼都都要蓋的那麼高？原來煙囪越高，上下的溫差越大。熱空氣因為密度低而向上移動，產生熱對流。溫差越大，這個熱對流就越強烈，這就是所謂的「煙囪效應」。在要幫室內降溫的情況下，我們的目的是產生更強的煙囪效應，抽走熱空氣，讓室溫下降。但這棟建築裡沒有火爐，而溫差不夠大時，這效應會變得微弱，那該怎麼辦？

_{浮力通風效應。圖 / 泛科學自製動畫截圖}

綠色魔法學校提出了一個大膽的解法：在煙囪南面下半部改裝透明玻璃窗，並將煙囪內部塗成黑色，還加裝了黑色烤漆鋁板，這樣可以最大限度地吸收太陽光。每當艷陽高照，這個不插電的的「自然通風系統」就能自動啟動，創造局部的熱對流，帶動整根煙囪的熱氣向上移動，為室內降溫，達到節能效果。以熱制熱，完全反常識。

幫室內降溫的最大原則是：通風。

實際上，不是人人家裡都有煙囪。但如果建築的高處沒有任何窗戶或通風設備，熱空氣就是會從屋頂一路往下蓄積在室內。因此，你也一定在許多工廠或民宅的屋頂看過一個不斷旋轉的小風扇，它們也是有異曲同工的效用。雖然不是高聳的煙囪，但特殊的渦輪構造，風吹過就會開始轉動，並連帶空氣排出室外。是個不用插電的通風球。

綠色魔法學校的煙囪就是個效能更強的換氣機，足以讓 300 人大型會議廳的換氣次數，高達每小時 5 到 8 次，甚至能在室內颳起風速每秒 0.5 公尺的微風，是最舒適的環境。這些利用熱氣密度的差異來改善室內溫度的方法，又稱為「浮力通風」。

為了把通風貫徹到底，綠色魔法學校在建築的兩面裝設大量窗戶以及吊扇，來讓水平也能通風。這些我們習以為常的裝置，其實才是關鍵。靠吊扇的一點點電力讓自然風可以自由進出，耗費的能源，遠比冷氣還要少得多。

幫空調省電的最後一招，就是微環境控制。

實際上魔法學校內還是找的到空調設備，並不是完全拔除不用。除了選用最高效率的主機，以及把室內循環做到最好以外，降低周遭環境溫度才能減低冷氣的負擔。要降低水泥叢林的熱島效應，需要植被與水體來做溫度調適。

在太陽照射下，水泥屋頂表面最高可以達到攝氏 70 度，如果屋頂有種植植栽，室內頂層樓板的表面溫度就可以維持在攝氏32 度以下。不用開電就先幫室內降溫。

水也是關鍵的一環。一是水的比熱高，想打破水分子之間的氫鍵，需要大量的熱量，要讓一千克水的溫度升高一攝氏度，需要 4,200 焦耳的熱量，這可以避免溫度因為烈陽就快速上升。二是當溫度真的過高，水也會透過蒸發帶走熱量，讓溫度不至於向上飆。

魔法學校的屋頂花園使用水庫淤泥，研磨後燒製成的再生陶粒，裡頭混合了稻穀，結構極細，不會像有機土一樣分解消失，可以涵養水源，還不用動不動補土壤，不只降低屋頂植被的澆水次數，還能達到降溫效果。地面也採用透水鋪面，讓每一滴水都不浪費。

綠色魔法學校本名是成功大學的「孫運璿綠建築研究大樓」

2013 年被英國知名出版社羅德里其評為「世界最綠的建築」，並獲選為聯合國全球七棟零碳建築之一。

除了表彰之外，在認證上也確實取得了臺灣最高等級的「鑽石級綠建築」認證，以及美國最高級的「白金級綠建築」兩個綠建築認證。

為了讓相同的成效可以陸續在全臺的所有建築上實現，臺灣在既有的綠建築標章體系上，擬定出了「建築能效評估系統 BERS」，針對關鍵的空調、照明、插座電器的用電狀況訂出明確的耗電密度指標得分。簡單來說，就是每平方公尺的面積上，每年平均的用電量。

要打造一棟淨零建築，需要設計與材料硬體的相互配合。在日常用電這最大耗能項目上，能透過前面的淨零設計與智慧能源管理來減低能耗。而我們還沒提到的最後一塊拼圖，則是回到建築的建材本身。這部分減碳的方法有很多種，例如將傳統施作工法改為在工廠就完成模組化建材製造的「預鑄工法」，減少現場搭建鷹架、施工的步驟，達成減碳。又或是將部分建材更換為木、竹等負碳建材，甚至使用零廢棄物、能「循環使用」的建材。例如 2018 年亮相的臺中花博荷蘭館、或是 2021 年台糖在沙崙啟用的循環聚落。

建築物能夠完全不用電嗎？……電從哪裡來？

沒錯，連全球最綠的建築——綠色魔法學校，也無法做到完全不使用電力。正如前面提到的，建築的最大能源消耗來自日常使用，而這所「魔法學校」的成就，是成功將日常能源消耗降低，讓溫室氣體排放減少超過 50%。

這就是關鍵，減少一半後，剩下的部分就靠周邊的造林、太陽能和風能等綠色能源來補足。

2022 年 3 月，國發會公佈了 2050 淨零排放的路徑圖，參考美國、日本、歐盟等國，制定了 2050 年達成淨零建築的目標。

這條路徑包含兩個核心目標：第一，所有建築物要在建築能效評估系統（BERS）中達到 1 級節能，甚至進一步達到「1+ 級」近零碳建築的標準，減少至少 50% 的能源消耗。第二，同步發展再生能源，讓這些近零碳建築朝淨零邁進。

這個目標比你想像的要容易實現。比如，2023 年 12 月，台達電的瑞光大樓 II 就成功取得了「1+ 級」近零碳建築認證，並符合 0 級淨零建築規範。而在 2024 年 7 月，國泰人壽在臺中烏日的商辦大樓經過改造後，也達到 0 級淨零建築標準。這些案例證明了綠色魔法學校的成功經驗可以複製，不論是新建築還是舊建築，都能達成甚至超越淨零目標。

如果我們不想讓「每個夏天都是未來最涼的一年」這樣的預言成真，碳排歸零是必須要實現的目標。現在你知道，這個任務的關鍵就掌握在你我手中。就像選擇能源標章電器一樣，只要選擇符合 BERS 能效標準的建築，我們不僅能降低冷氣的依賴，也能節省電費，讓地球和你的荷包都雙贏。

今年 4 月，美國眾議院舉行聽證會發布一份調查報告，直指中國共產黨政府透過退稅等補貼措施，補貼生產芬太尼、芬太尼前驅物和其他合成致幻毒品的生產商，等同於用國家力量來製造非法毒品。「每一年」因為服用芬太尼過量而導致死亡的人口數，都超越一整場越戰美國大兵的死亡人數。等於每年都有一場巨大的毒品戰爭在發生。

究竟芬太尼是什麼？為什麼一種藥物居然可以「動搖國本」，逼得美國官方和民間要用和 COVID-19 神似的大流行（epidemic）或危機（crisis）來形容？

用毒品當飛彈，新型態戰爭開打？

2023 年 11 月，在拜習會上，大家才說好兩國要共同打擊毒品，合力遏止芬太尼生產和出口。短短幾個月後，美國眾議院調查報告卻直接丟出震撼彈，直指中華人民共和國在國內將生產鴉片類藥物列為違法，卻從 2018 年開始用稅收優惠，補貼芬太尼及芬太尼類似物的生產與出口，現在美國有 97% 的非法芬太尼類似物都來自中國。

該報告引用了中國國家稅務總局網站的數據，網站列出了其中某些化學品的退稅最高可達 13%。除了芬太尼以外，芬太尼的前驅物 NPP 和 ANPP 兩種化學物質也在補貼名單內。報告中還引用、分析大量中國政府文件、民間公司的網路銷售數據等，提出措辭強烈的指控。北京方面則完全否認。

中國駐華盛頓大使館說，中方真誠地與美國當局合作禁毒，並且正在進行芬太尼和製毒化學品的管制專案，嚴厲打擊非法走私、製造和販賣。大使館發言人劉鵬宇表示：「很顯然，中國不存在芬太尼問題，美國的芬太尼危機也不是中方造成的，一味指責中國解決不了美國自身的問題。」

比嗎啡強 100 倍！芬太尼什麼來頭？

芬太尼是一種鴉片類止痛劑（opioid analgesics），1960 年被首次合成出來，特色是既強效又生效快。臺灣衛生福利部常用的正式名稱是「吩坦尼」。與許多毒品一樣，原本用途是外科手術的麻醉，還有急性疼痛的救急治療。如果按照正規用法，芬太尼可以透過靜脈或肌肉注射，用來全身或局部麻醉，或甦醒期間的短暫鎮痛。芬太尼也可以和精神鎮定藥物併用，作為手術麻醉前給藥和輔助術中麻醉的手段。

除此之外，芬太尼也有舌下片、皮膚貼片、舌下噴劑、鼻噴劑等各種劑型，主要用於需要全天候疼痛管理、而且已經對鴉片類藥物產生抗性的癌症病人，幫他們安撫難忍的突發性疼痛。

然而因為芬太尼的高效力，芬太尼一直以來常被混摻進合法止痛藥裡，成為廉價的假藥，或是被加進海洛因等其他毒品當中，加強藥效。但芬太尼很容易上癮，又容易導致死亡。而究竟芬太尼是如何影響我們的身體的呢？關鍵就在大腦。

揭開鴉片類受體的分子結構之謎

我們大腦和脊髓的神經細胞上，散布著一群特別的神經訊號受體，通稱鴉片類化合物受體（opioid receptor），在心臟、肺和胃腸道也有少量分布。已知的鴉片類受體有 5 種，其中 3 種和藥物反應的關聯最密切，分別是 μ 受體、κ 受體，還有 δ 受體。這 3 種受體的功能不太一樣，大致來說，μ 受體有止痛、鎮靜、產生欣快感的效果，但也會造成便祕，甚至抑制呼吸。κ 受體也有止痛、鎮靜的作用，同樣會導致便祕和呼吸抑制。δ 受體則只有輕微的止痛效果，而且幾乎不會有呼吸抑制的現象。

當人體服用藥品，並且這些神經細胞表面受體和鴉片類化合物結合以後，就會啟動一連串下游反應，接著調控細胞表面的鉀、鈣等離子通道，激發劇烈的神經元活動，產生遮斷痛感、鎮靜等等效果。能活化活化鴉片類受體的，不只有藥物。我們腦中天然存在的胜肽類訊息傳遞分子，例如腦內啡、強啡肽等，也會產生相同的作用。但更大宗的，還是化學結構相似的人工合成藥物，或是植物提煉物，像是嗎啡、可待因、海洛因、芬太尼等。

而芬太尼不只和嗎啡、海洛因一樣有強力的止痛效果，還能快速穿過血腦屏障發揮藥效，甚至也能穿過胎盤，影響胎兒。在醫藥上也用途廣泛，主要用在手術麻醉、癌症病患鎮痛，但只要劑量用錯，很容易造成使用者呼吸抑制、低血壓、心跳過慢等致命危機，因而成為醫藥濫用問題的重災區。

最容易取得的毒品？芬太尼風行記

今天的芬太尼，最常見的劑型是貼片，每張大約含有 2.510 毫克的藥量。這些貼片會隨著時間釋放芬太尼，大約需要 26 小時就能達到止痛藥效，效果維持長達 72 小時以上。貼片型芬太尼最大的特色就是，皮膚表面的脂肪組織可以充當藥物庫存，持續釋放，換句話說，可以用很低的劑量，達到長時間穩定的止痛效果。癌症病患需要長時間和疼痛奮鬥，用貼片當止痛劑，能有效避免服藥麻煩，但這樣的設計用在藥物濫用者身上，則讓他們更容易接觸到致命劑量。

1960 年代，美國第一波鴉片類藥物濫用高峰出現的時候，還沒有芬太尼的蹤跡，但自 1970 年代中期以來，美國街頭開始出現吸食或注射芬太尼的人，到了 1980 年代，芬太尼濫用的案例逐年增加，目前至少有 12 種芬太尼類似物在美國街頭流竄。

芬太尼貼片也常被販毒集團流入黑市，癮君子會把貼片剪開來吸食裡面的凝膠，導致無數的死亡事件。吸食芬太尼貼片的時候，貼片中的酒精、丙二醇等成分會幫助藥效快速釋放，還有民眾直接把貼片溶解在茶、咖啡或水裡，口服吸食，藥效更快發作，導致急救不及，這樣的案例在美國的毒品濫用情況下層出不窮。

喪屍藥物席捲而來！氾濫失控

現在美國國內流竄的芬太尼，不只是來自非法濫用的醫療藥品，還有大量從中國和墨西哥流入的非法製毒藥物。這些毒品和止痛藥、毒品混在一起，助長藥物濫用大流行，導致美國因藥物濫用死亡人數每年都在增加。

芬太尼的混摻甚至出現了連鎖反應——讓其他成癮藥物的濫用情況更加嚴重。例如「喪屍藥」賽拉嗪（xylazine），本來是獸醫用的鎮靜劑，和可卡因、海洛因合併使用，延長效果。因為賽拉嗪本身不受美國鴉片類藥物的管制，非法進口到美國更容易，加上它和其他鴉片類藥物效果類似、價格便宜，因此毒品製造商和販毒者常混入販賣，助長毒品市場混亂。

2023 年初，美國執法部門查獲的可卡因中，有 23% 混有賽拉嗪，5 年內賽拉嗪檢出比例增加了 2.5 倍。賽拉嗪本身就會導致呼吸抑制、低血壓、低體溫等症狀，加上海洛因、芬太尼等毒品混合使用，後果更是不堪設想。使用賽拉嗪和鴉片類藥物的患者，會出現注射點皮膚潰爛，甚至無法愈合。賽拉嗪更會讓患者徹底喪失意識，無法行動，形成喪屍般的景象，讓美國各地的毒品濫用情況更為失控。

儘管美國和中國在打擊毒品問題上已達成一定共識，但芬太尼濫用問題依然嚴峻。芬太尼是當前美國毒品氾濫問題的主要原因之一，其極高的效力、快速上癮的特性，使其成為毒品氾濫的中心問題。

在面對這樣一場「毒品戰爭」，美國政府和社會各界需要共同努力，尋求多方面的解決方案。要遏制芬太尼危機，必須從源頭上控制毒品的生產和流通，加強國際合作，同時也要加強對毒品濫用的教育和預防措施。

咖啡因對大腦的影響

咖啡因是一種分子上的模仿大師。人類醒著的每一分鐘，腦中都會不斷增加腺苷（adenosine）這種化學物質，像是沙漏的沙子不斷累積，能夠告訴我們已經醒著多久，且會讓大腦運作逐漸放緩，創造出一種睡眠壓力，讓人體做好入眠的準備。所以醒著 12 個小時到 16 個小時，人就會感受到一種難以抗拒的誘惑，想回臥室躺著進入夢鄉。

然而，咖啡因的分子結構十分類似腺苷，能夠搶先一步與腺苷的受體結合，卻不會活化受體；這樣一來，反而是對這些腺苷受體形成一種化學封鎖。所以，只要你的腦中有大量咖啡因，腺苷就無法與受體結合，難以傳遞正常的訊號咖啡因就是靠著這種藥理作用來抑制睡意，使大腦保持警覺與專注。雖然腺苷依然不斷在大腦中堆積，只不過所發出的訊號就這樣被咖啡因給堵住了。但是，等到身體分解了咖啡因，腺苷就會宛如大壩潰堤，讓人感受到沛不可擋的睏意——這就是可怕的咖啡因崩潰（caffeine crash）。

植物合成咖啡因，原本是做為一種天然的殺蟲劑，避免葉子或種子遭到啃食，甚至還能殺死昆蟲。但奇怪的是，像是包括幾種咖啡類與柑橘類植物在內，有些植物的花蜜也含有咖啡因，花蜜原本該是用來吸引昆蟲授粉的。實驗結果顯示，咖啡因能夠增強蜜蜂的嗅覺學習能力，讓蜜蜂更能記得這些花的氣味，於是不斷回訪這些有著咖啡香氣的花朵。也就是說，這些植物等於是讓蜜蜂吸了興奮劑，引誘它們成為自己忠實的授粉者；可以說，正是咖啡因讓蜜蜂願意不斷嗡嗡嗡上工。

咖啡因的另一個作用是增加依核裡的多巴胺濃度，同時也會提高多巴胺受體的敏感性。這會刺激我們前面提過的中腦邊緣報償路徑，讓人在喝到一杯好茶或咖啡的時候，感受到愉悅的好心情；但也會讓人上癮。人類之所以愛喝咖啡或茶之類的飲料，是因為這能夠刺激大腦、抑制睡意；而且只要一開始喝了，就會因為咖啡因成癮而讓人維持這樣的習慣。於是回過頭來，我們就看到咖啡因對歷史產生了長久的影響。

在啟蒙時代，咖啡在歐洲咖啡館裡刺激了知識份子的思想與話語；到了不斷變化的工業時代，則是茶讓英國工人階級的身心得以調適。工業革命淘汰了像是編織、打鐵這些傳統工藝，以龐大的機器加以取代。從煤氣燈到電燈泡，各種人造光源讓工廠開始能夠一路運作到深夜。而咖啡因不但能讓工人在單調無趣的工廠環境裡，維持清醒專注，連那些營養不良造成的飢餓感也能一併排除。茶裡面加的糖也能提供熱量，讓人在長時間的輪班期間維持體力。咖啡因就這樣將工人變成了更好的零件，更能配合那些永遠不知疲倦為何物的鋼鐵機器。

〔附注：出於類似的原因，戰爭時期的軍隊也會運用各種精神藥物。像是希特勒速度驚人的閃電戰，先是在 1939 年 9 月橫掃波蘭，接著在 1940 年初攻下法國與比利時。這一方面靠的當然是德意志國防軍裝甲師的機動性，坦克既配備了無線電裝置用於協調，還能得到德意志空軍轟炸機的空中支援。但另一方面，這項成功的背後還有另一項技術的支援：靠著合成興奮劑「甲基安非他命」（methamphetamine，分子結構類似腎上腺素），德軍能夠戰得更猛更久，而不會感覺精神倦怠或身體疲勞。安非他命的化學作用讓人進入高度警覺狀態，也大大提升了自信與攻擊性。閃電戰的成功，靠的其實也是部隊嗑了藥。就連希特勒本人也同時混打多種藥物（古柯鹼、甲基安非他命、睪固酮），提供作戰指揮時的體力。〕

所以講到工業革命，工廠與磨坊的動力靠的是蒸汽機，但如果是操作機器的工人，靠的燃料就是東印度公司帶來的茶葉、加上來自西印度群島的糖。於是，茶的歷史深深植根於對勞工的剝削——從印度的茶園、加勒比海的甘蔗栽培園、再到英國的工廠，都壓榨著這些工人所有清醒的時分。

如今，若想要控制我們的睡眠清醒週期（sleep-wake cycle），咖啡因仍然是一項重要工具。這個科技社會的步調太過急促，不允許我們被動順應自己的生物時鐘，得主動加以調整，適應數位時鐘的要求。而很多人靠的就是自行攝取咖啡因，在每天上班途中把自己叫醒、讓自己能在辦公桌前熬夜趕工，或是在長途飛行後，把生理時鐘同步到新的時區。很多咖啡因成癮者都能自己調整這種藥物的劑量，一方面巧妙發揮咖啡因的正面作用，讓自己更能面對現代世界對專注力的需求，另一方面也能避免過度攝入造成的負面作用，像是焦躁不安、心跳加速、胃部不適。

然而，咖啡因雖然讓我們得以抑制大腦發出的睡意訊號，卻也成了現代人常常睡眠不足的一大主因。咖啡和茶就這樣和人類玩著兩面手法：我們喝咖啡和茶，是為了緩解長期的嗜睡；但造成這種情形的元凶也正是咖啡因。事實上，我們早上會想趕快來杯咖啡，讓腦子清醒一點、或是提振精神，很多時候其實是在緩解一夜難眠的戒斷症狀。

——本文摘自《人類文明：生物機制如何塑造世界史》，2024 年 05 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。