科技藝術是流行，還是人類文明演進中的必然？

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。

身為台灣年輕一輩的數學藝術創作者，看展覽就像是走灶咖一樣頻繁。近年來國內展覽品質良莠不齊，大家花了錢看展卻可能得到的只是和公仔拍拍照，事後卻完全想不起來到底有沒有長了什麼知識，或是令人印象非常深刻的點。

因此這篇文章將會簡短介紹北中南東和幾何藝術相關的展覽或是景點，過年走春有開放的可以去參觀的地方。基於篇幅考量，我只會介紹該展覽一小部分的內容，希望大家能夠自行前去體驗完整的展覽內容，大多數的展覽不需要事前做準備。

選點基準是依照我個人過去大約三、四個月的看展經驗，主觀認定和幾何藝術多少有關係，展覽或展品本身也具有一定的美感與創意，能夠讓觀眾長知識或是獲得新感知。希望大家能有一個愉快的新年假期。

• 註：本篇文章內提到的所有展覽或景點，完全是作者自掏腰包和時間，純粹因為興趣整理近來看展的一篇文章。

【台北】

浮光掠影—山下工美 25 年創作展

這是個被大家忽略的大師級展覽。看大師級展覽，常會擔心看不懂，但這個展場的導覽人員非常熱心解說，其實不用擔心。

一進展場就會看到山下工美字跡投影在牆上，請大家關掉手機與相機，好好感受這個展覽。

山下工美除了高度地掌握光影的變化，其創作理念也充滿了人文關懷；她的作品乍看之下就像是個問號，深入了解以後就變成了一個驚嘆號！下圖為本次展覽的主要視覺呈現的作品〈問號〉。

以往影子藝術（shadow art）都以影子為表現形式，這次山下工美反其道而行製作了一件以光為主題的作品〈肖像〉，一盞光照在木頭雕刻框架上，創造出了一位女孩的全身肖像。這樣的藝術表現型式與技法並不常見，非常不可思議。

展覽結束之前的一區是冥想區，能夠讓大家躺在懶骨頭上靜靜回想與思考看過的作品，穿過布幕後看見山下工美親自佈展的最後一天寫的字，也是這場展覽帶給我的感覺，平靜，在此蔓延。

Peace begins here.

▋展覽資訊：

• 地點：中正紀念堂瑞元廳、介石廳
• 展期：2016/12/30 ─ 2017/03/05 09:00 ~ 18:00，除夕、初一休展
• 票價：單人票 299 元、幼童票 230 元、特優票 140 元
• 官方臉書：浮光掠影 – 山下工美 25 年創作展
• 藝術家官網：KUMI YAMASHITA

光纖影藝術創作展

本展覽位於南海路上的臺北當代工藝設計分館，也就是天壇造型的舊科教館所在處，館中有許多與生活息息相關的當代工藝設計。藉由藝術史與設計史的脈絡，分為四個子題探討光的跨界想像，分別是時空隧道、色覺幻象、感知啟發、生活即刻。

感知啟發區中，台灣設計師楊奕德的〈浪〉以塑膠環片相互結合，搭配光照使得牆上影子產生出絢爛的幾何圖樣，影子除了灰色之外還有環片本身的顏色。除了〈浪〉之外，現場還有另外一件作品〈石蓮花〉，同樣具有幾何光影的美感。

楊奕德（mr. sheep）本身也是數學組裝玩具 PAZO 的開發者。

設計師 Tom Dixon 的作品〈銀河蝕刻燭台〉受到數學啟發，光源透過截角八面體（Truncated octahedron）的各個面（6 個正方形與 8 個正六邊形）大大小小的圓點，彷彿銀河裡的星體微微發亮。

其他的作品也大量運用幾何特性，使得光影呈現出動人的效果。

此展可惜之處在會吹泡泡的「表面張力」燈並未在現場展出，僅有影片，不像是北美館先前的《物．理》展覽中的〈泡泡製造機〉現場製造泡泡帶給現場觀眾全新的體驗。

位於三樓的《動物嘻遊記》展覽也值得一看，是雕塑家洪易的作品。二樓入口處置物櫃上的竹編圖樣是台灣竹藝家邱錦緞編織的，也十分有特色。

▋展覽資訊：

• 地點：國立臺灣工藝研究發展中心臺北當代工藝設計分館（臺北市中正區南海路 41 號）
• 展期：2016/12/15 ─ 2017/03/19 09:30 ~ 17:30，除夕、初一、周一休展
• 票價：免費
• 官方網站：光纖影藝術創作展

TeamLab：舞動！藝術展 & 學習！未來の遊園地

TeamLab 是一個全球知名的科技藝術創作公司，我去年在網路上開始關注他們。他們的科技藝術作品多半屬於沉浸式的體驗（immersive），除了極佳的視覺效果之外也與文化有很強的結合，加上音樂、互動都十分到位，近來相當受到歡迎，展覽足跡遍佈全球。

〈遠古神靈故事〉這一件作品是象形文字的視覺化，碰觸象形文字就會出現自然景物或是動物的動畫，場景與音樂也會跟著改變。因為不太記得每一個象形文字代表的意義，所以每個都想去碰碰看會出現什麼，身體也就自然而然出現舞動感，相當切合此次展覽的主題。

〈水晶宇宙〉是一件非常知名的作品，以三維空間的 LED 燈與音樂讓觀眾進入沉浸式的體驗，也是大家拍假掰美照的好地方。在展場內可以用手機連到網頁選擇想要的視覺效果，送出後即可看到非常華麗的視覺效果，可見官網的 YouTube 影片。

較為可惜的是〈水晶宇宙〉的控制頁面是網頁版，也沒有進行客製化的設計，哪一個效果由誰發出的並不明確。

提醒大家展場人潮眾多，建議挑選相對冷門時段前往。另外除了在華山之外，南港中信園區的大廳也有 TeamLab 的作品。

▋展覽資訊：

• 地點：華山 1914 文創園區東 2 館 BCD 棟
• 展期：2016/12/29 ─ 2017/04/09   10:00 ~ 18:00，除夕休館；初一至初五延長至 21 點
• 票價：親子票 600 元、全票 350 元、優待票 320 元、特惠票 175 元
• 官方網站：TeamLab：舞動！藝術展 & 學習！未來の遊園地

【新竹】

新竹市國際地景藝術節—後新竹時代

這是一個為期一年的地景藝術節，共有十五件作品散落在城市各處，主要的範圍是從後火車站與轉運站附近一路到新竹公園、孔廟，大多數的藝術作品都非常精彩，令人對新竹的地景耳目一新。

藝術家陳浚豪〈原來五百的家鄉在新竹〉，這是一件利用多層的灰階珠簾製造出富光影層次的作品，表現台幣五百元鈔面的圖案，很有 Teamlab 作品〈水晶宇宙〉的感覺。個人認為此件作品最困難與費工之處，是在將圖案轉換成三維空間的座標點，並且將珠子一個個固定在正確的位置。

藝術家梁任宏的作品〈風是甜的〉為一件不銹鋼鏡面作品，作品上半部為手持甜筒的人，下半身則是數片不銹鋼鏡面，兩片不銹鋼鏡面之間的角度約為 45 度。原本以為鏡面之間無法穿透，手一伸發現被鏡面相互反射的錯覺騙了。

在看這個作品時，我忽然明白前陣子觀眾來看我的數學藝術作品〈對稱的鏡面〉的時候，被作品既反射又透射沒法捉摸清楚的特性欺騙，以及體驗後恍然大悟是種什麼感覺，覺得自己好像找到了同好！

如果看完不銹鋼鏡面作品〈風是甜的〉還覺得意猶未盡，可以去台中大里的台中文創藝術博覽會去看梁任宏老師好玩的新作。提醒大家部分作品適合晚上觀看，新竹公園裡頭較為昏暗，建議結伴而行。

▋展覽資訊：

• 地點：新竹火車站後站週邊
• 展期：2016/07/30 ─ 2017/07/30   戶外展覽無休館時間
• 票價：免費
• 官方網站：新竹市國際地景藝術節
• 官方臉書：新竹市國際地景藝術節- 後新竹時代

【台中】

台中文創藝術博覽會

這個活動位於大里的台中軟體園區，有短期展覽、畫廊、工藝、模擬遊戲、文創商店，和故宮的新媒體藝術展〈乾隆潮〉，是一個新潮與傳統並存的大型複合場館，全部逛完大約需要半天的時間，在許多展場裡或是角落都可以發現幾何元素。

園區裡頭有一間叫做大象藝術的畫廊，正在展出雕塑家宋璽德的作品〈銀河系列〉。遠看作品會因為不銹鋼鏡面會相互反射光線，而不能確定到底是如何配置的；近看發現四角錐（金字塔）是此作品重要的元素，利用不銹鋼鏡面的特性與平移、對稱製造出特殊的幾何美感。

我的數學研究與相關的藝術創作也有探討到空間幾何，因此與此件作品產生了共鳴。

園區 3 樓新媒體藝術展〈感同身受〉主要希望藉由觀者與作品互動，進而使觀者成為作品的一部分。例如梁任宏的新作〈反一ㄥˋ派〉系列可讓觀眾動手推動而產生運動，在作品旋轉的時候可以觀察六件作品本身的對稱／不對稱構造與運動型式，也能看見自己在鏡中的影像從近到遠、從遠到近，是我認為展場中最有趣的作品之一。其中一件的動態影片如下：

▋展覽資訊：

• 地點：台中軟體園區
• 展期：2017/01/01 ─ 2017/02/12   11:00 ~ 21:00 ，假日10:00開始，春節期間照常開展
• 票價：免費
• 官方網站：台中文創藝術博覽會

臺中國家歌劇院：伊東豊雄的劇場夢

台中歌劇院為建築師伊東豊雄與結構設計師塞西爾．巴爾蒙德（Cecil Balmond）共同完成，本身由於曲牆單元結構施工難度之高被譽為世界第九大新地標，已是台中最新、最潮的景點。

除了歌劇院的造型與幾何息息相關之外，五樓還有一個很特別的觀念建築展〈伊東豊雄的劇場夢〉，由伊東豊雄與臺灣跨域團隊共同策劃，只要取號碼牌後可免費入場體驗。曲牆上 360 度環景投影以黑白色調呈現事務所近年的作品演算法（幾何學）概念，包括台大社科院、仙台媒體中心、台灣世貿廣場、銀座 MIKIMOTO 大樓、蛇形藝廊2002等。

在這巨大而私密的洞穴，樓版、牆面、天花真的都沒有界線，看到熟悉曾經啟發我進行數學研究的建築元素在牆上變換不禁感到激動，身體卻躺著懶骨頭上隨著幽微的音樂感到放鬆，這極為特殊的場域徹底拓展人類對於空間的感知。

▋展覽資訊：

• 地點：臺中國家歌劇院 5 樓展示廳（凸凸廳）
• 展期：2016/08/26 ─ 2017/01/31   11:30 ~ 21:00 ，1/24-1/27 歲休
• 票價：免費
• 官方網站：臺中國家歌劇院
• 官方臉書：臺中國家歌劇院（National Taichung Theater）

【台南】

紙上奇蹟─摺紙藝術與科學

奇美博物館這次摺紙特展是全球規模最大的摺紙展覽，包含十多國的摺紙藝術作品。而且導覽摺頁也設計成可以讓觀眾練習摺紙的型式，比 2016 年在歷史博物館的〈生之世界─摺紙藝術展〉更加精采。台灣的摺紙代表是從 12 歲開始 57 年來不曾中斷熱情的賴禎祥老師。

摺紙在多數人的印象中可能只是摺個紙鶴或是青蛙，當代摺紙（約 1950 年代開始）發展完全顛覆眾人想像，本展以三個主題展區呈現當代摺紙的型式，第一區是人與生物的真實與想像的樣貌，第二區為令人歎為觀止的幾何摺紙，第三區則是摺紙在科學、科技中的應用與活用。常見摺法有雙色摺、乾摺、濕摺、曲線摺。

丁江（Giang Dinh）出生於越南，23 歲移居美國，受到戰爭影響秉持「少即是多」的哲學，多以濕摺技法創造簡約優雅的線條，越南的摺紙多有極簡主義的味道。下圖為〈夢者〉，現場看時十分優美，散發出內斂、安定的強大氣場。

下圖為幾何區中的〈光譜（玫瑰禮堂）〉，是藝術家同時也是本次展覽策展人之一嬴嬴（Uyen Nguyen）的作品。她擅長組合式摺紙及摺紋風格設計，近來與設計師合作，將摺紙紋路運用到服飾中，使其成為時尚流行元素的一部分，極力提升摺紙藝術在大眾的能見度。

摺紙在生活中的應用層面除了潮到出水的各類時尚產品之外，還有家具、科學設備等，像是由楊百翰大學（Brigham Young University）與美國太空總署共同發展出能被火箭帶上太空中的伸縮式太陽能板，史丹佛大學研究員馬努．普拉卡什（Manu Prakash）與其團隊研發出便宜可攜帶的摺紙式顯微鏡（TED 演講），以及不怕打翻飲料的防洩紙杯等等。

最後博物館也規劃了一區可以讓大家實際坐下來親手練習摺紙的地方。想知道回去以後如何用電腦輔助產生摺紙的摺線嗎？可以下載 Tree Maker 與 Reference Finder 軟體，是由被譽為摺紙界的文藝復興羅伯特‧朗（Robert J. Lang）研發。對摺紙有興趣的朋友可以加入臉書社團「藝數摺學」參與活動與討論。除了摺紙之外，台灣水果也具有幾何美學，奇美博物館也使其成為在地果乾的包裝元素。

▋展覽資訊：

• 地點：台南奇美博物館
• 展期：2016/10/05 ─ 2017/05/30   09:30 ~ 17:30，除夕、初一、週一休館，初二到初九每日開館
• 票價：全票 180 元、優惠票 150 元、特惠票 90 元
• 官方網站：奇美博物館（紙上奇蹟 – 摺紙藝術與科學）

花蓮

雖然東部的博物館和展覽不多，和幾何藝術相關的又是少之又少。以往去東部也是上山下海看天空，不太會去博物館。在此還是精選出了兩件作品介紹給東部的朋友。

花蓮縣石雕博物館戶外廣場

石雕博物館外面有一件與幾何強列相關的石雕，是德國藝術家 Valeriu Ciumacu 製作的〈世界可以是不同的〉，中間曲面的區域是莫比烏斯帶，前後的曲面其實可以連起來是同一個面！

除此之外，花蓮石雕博物館官網也有提供花東地區的線上石雕導覽。

▋展覽資訊：

• 地點：花蓮縣石雕博物館戶外廣場
• 展期：無休館時間
• 票價：免費
• 官方網站：花蓮縣石雕博物館

花蓮文創園區乙皮畫廊前的草地

〈病毒〉這件作品是由義大利藝術家 Giacomo Zaganelli 與 Silvia Piantini 合作完成的，使用了屬於台灣的斗笠作為創作媒材，希望大眾看到此作品之後能夠思考屬於在地的文化元素，作品本身具有美感與創意。

▋展覽資訊：

• 地點：花蓮文創園區乙皮畫廊前的草地
• 展期：春節期間 1/28（六）初一～2/1（三）初五 10：30~21：30（除夕至 18：00）
• 票價：免費
• 官方網站：花蓮文創園區

未看先期待

品質高到已經可以未看先推的是鹽水〈2017 月津港燈節〉，過去兩年都去看了月津港燈節。這是個寧靜、優雅，有別於一般的燈節，河上與陸上的燈作，品質大多皆相當高，也常有運用幾何藝術之作，有時還會有音樂搭配。無論人約黃昏後或對影成三人，都是新年走春的最佳去處之一。

另外高雄駁二裡面八號倉庫的〈自造光節〉和〈逐光劇場－光.空間.介質III：光〉，以及新竹的 2017〈新竹過好年─風城奇想〉也都讓人非常期待。

希望滿滿的雞和藝術，幾何藝術，可以陪大家一同雞年走春！最後附上地圖與展覽參觀資訊。

相信大家對蝴蝶效應（butterfly effect）耳熟能詳，最簡單的譬喻大概是：台灣美濃的一隻蝴蝶輕拍一下翅膀，可能造成影響美國佛羅里達州的颶風。由於氣候系統是動態的，初始條件微不足道的變化，可能造成影響整個系統的巨大連鎖反應。可是這個蝴蝶變颶風的「實例」說得簡單，實際上卻很難想像和驗證啊！不打緊，只要我們打開電腦或平板，玩一玩生命遊戲（Game of Life），就能在螢幕上看到蝴蝶效應了！

遊戲規則

生命遊戲是由英國數學家約翰．何頓．康威（John Horton Conway）發明，刊登在《科學人》雜誌的數學遊戲專欄。生命遊戲的名稱，來自遊戲模擬的就是真實世界當中的生物。首先假設一個方形的棋盤格，每一格都是一個細胞的空間；遊戲開始時，我們可以扮演「上帝」的角色，任意決定棋盤上哪些細胞是活的。之後細胞就遵循下列規則，與周圍相鄰的8個細胞互動：

• 假如一個活細胞周圍有 2~3 個活細胞，這個活細胞就能繼續存活到下一世代。
• 假如一個活細胞周圍 <2 個或 >3 個活細胞，這個活細胞就會因為「資源不足」或「過度擁擠」，在下一世代死亡。
• 假如一個死細胞周圍恰好有 3 個活細胞，這個死細胞就會在下一世代復活，象徵「細胞繁殖」。

同一個世代的每個細胞同時依照以上三個規則運算後，就產生下一世代的細胞圖，如此周而復始。大家有沒有注意到了：生命遊戲開始之後，不需要玩家插手，就可以一直繼續玩下去了！所以這是一個零玩家遊戲，只要初始條件設定好，我們就可以泡杯咖啡，靜靜觀察這些細胞自我繁殖的過程。

生命遊戲的多變圖案

康威當初在設計生命遊戲時，經過許多實驗精心考慮規則，使細胞不會爆炸性繁殖，又能從相對簡單的初始條件，產生難以預測的結果。生命遊戲更具有「不可決定性」的特點：給定任意起始條件 A 和最終條件 B，判斷 A 的後續世代中是否會造成 B 的演算法是不存在的。因此上述的規則看似簡單，卻能衍生出非常複雜又引人入勝的圖案。一個穩定繁殖中的圖案，往往只要稍微改變幾個細胞，就會產生骨牌效應，把整個系統搞砸，或者產生出令人意想不到的結果！數學家與電腦科學家們往往會用現實生活中的物品，為他們發現的圖案命名。

首先最單調的就是靜物（still lifes），也就是世世代代都不動如山的圖案，最簡單的圖案有下面幾種，其中白色圓點代表活細胞，藍色空白處為死細胞：

我們可以用上面的規則檢查看看，上面每個圖案中，是不是所有的細胞都會維持原本狀態呢？

稍微有趣一點的是振盪器（oscillators），顧名思義，就是在世代發展的過程中，會在幾個不同圖案之間循環。振盪器可以有不同週期，數學家已經發現了很多週期的振盪器，但卻還找不到週期為 19、23、34、38、41 的，這是個非常有趣而具有挑戰性的問題。

太空船（spaceships）就更有意思了，這些圖案會隨著世代發展在棋盤格上移動或「飛行」。太空船中最有名的大概就是滑翔翼（glider，下圖左）了，只要路線上沒有東西阻礙，就會沿著對角線永無止境地滑翔。由於許多程式設計師喜歡玩生命遊戲，結構簡單的滑翔翼被許多駭客們當作標誌。各種太空船的速度不盡相同（下圖右），但就像現實生活中所有物體移動和資訊傳播都沒辦法超越光速，生命遊戲中也有「光速」（一樣用 c 表示）：由於一個細胞每世代只能影響到相鄰的細胞，所以生命遊戲中的光速就是每世代一格，所有太空船都沒辦法超過這個速度。

康威曾經懷疑，生命遊戲中是否有圖案能夠永無止盡繁殖下去（穩定產生越來越多的活細胞），還懸賞了50英鎊給第一個發現可無限繁殖圖案的人。這樣的圖案很快就被美國數學家比爾．高斯帕（Bill Gosper）發現了，他設計了一種可以不斷產生滑翔翼的裝置，稱為滑翔翼機關槍（glider gun），之後數學家又發現更多可以不斷發射出太空船的構造，仿照高斯帕原本取的名字統稱為「槍」（guns）。另外一般的太空船，船過水無痕，但有些特殊的太空船會邊走邊「慶煙」，在軌跡上留下「廢氣」，被數學家暱稱為「蒸汽火車」（puffer train）。

除了以上的「生物」之外，還有可把其他生物吃掉的大胃王（eaters）、可以反射太空船的反射板（reflectors）、甚至可以邊走邊產生無數「二級結構」，這些二級結構又可以不斷產生「三級結構」，使活細胞數量成二次方生長的繁殖器（breeder）等等多采多姿的不同結構。數學家與電腦科學家利用這些結構的組合，可以在生命遊戲中製造相當於現實生活中的許多機械。

生命遊戲的應用

讀到這邊，大家可能會出現一些疑惑：這種純粹欣賞的零玩家遊戲，除了當螢幕保護程式之外，有什麼具體用途嗎？首先由於生命遊戲規則簡單，卻能產生非常複雜的結果，因此不論是初學者或高階程式設計者都經常接觸它。假如記憶體和運算時間沒有限制，生命遊戲可以用來模擬所有的運算過程；換句話說生命遊戲本身就等於一台電腦。筆者也是在大學的基礎 MATLAB 程式設計課程中，首次認識生命遊戲的，最近重新讀到，頓時興致大發，就在生命遊戲中建立一個泛科學跑馬燈：

生命遊戲屬於一個更大範疇的模型──細胞自動機(cellular automaton)，泛指所有規律格狀的系統，每格處於有限種類的狀態，而這些狀態是由上一世代的相鄰格子狀態來定義出來的。細胞自動機依照演化方式可粗略分成 4 大類，其中最複雜的第 4 類中，幾乎所有初始狀態都會演化成複雜、渾沌和接近隨機的狀態，生命遊戲也屬於第 4 類。由於以上的特性，細胞自動機可以模擬生物過程、物理粒子的交互作用，甚至地理學、經濟學和社會學；甚至有不少科學家提出了一個問題：整個宇宙是否也是個細胞自動機呢？

1986 年法國藝術家奧利維爾．奧柏（Olivier Auber）更提出了「真人版」生命遊戲──Poietic Generator：在傳統生命遊戲中，每個細胞下一回合的命運，純粹由鄰近的細胞決定；而在 Poietic Generator 中，每位玩家一次可以更改點陣圖中其中一格的顏色，由不同玩家透過網路連線共同創作。在這個遊戲中，沒有所謂的輸贏，主要的目標在欣賞和參與大家的創作過程，共同創造出動態的藝術品。

想玩玩看生命遊戲嗎？網路上有許多利用 JavaScript 寫成的模擬器，另外假如想要深入了解生命遊戲和更多規則各異的細胞自動機，筆者建議下載 Golly 這個免費模擬器，在電腦、iPad與Android多平台上都可以使用喔！

參考文獻

• 維基百科
• LifeWiki
• Conway’s Game of Life, Binary Digits