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【活動紀實】PanSci TALK:生而為人

PanSci_96
・2015/12/18 ・5127字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

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文  / 李德庭

生而為人,先別急著感到抱歉!

搭配泛科學的十月選書人類時代:我們所塑造的世界》,我們邀請到泛科學的專欄作家寒波,以及 PTT 名人馬雅人和大家聊聊「人類」這件事。

猴子有好幾種,為什麼人只有一種?

泛科學專欄作者 寒波 FB粉絲頁:盲眼的尼安德塔石匠
泛科學專欄作者 寒波(FB粉絲頁:盲眼的尼安德塔石器匠

「猴子有好幾種這應該不是問題吧?重點在後半句。所有動物都有好多種,怪的是為什麼人只有一種。」這是寒波的開場。他說,人類屬於靈長目,最接近我們的是猿,但是連猿都還有好多種。「不過,其實幾百萬年來出現過很多和人相似的動物,只是後來都消失了,我們將他們通稱為 hominis。」

演化真的是直線進行的嗎?(Photo via Vector Open Stock@Flickr, CC License)
演化真的是直線進行的嗎?(Photo via Vector Open Stock@Flickr, CC License)

他秀出這張我們都很熟悉的人類演化圖,然後問,演化真的是這樣「直線進行」的嗎?「祖先和後代的關係不全然是這樣。舉例來說,很久以前有一種馬雅魚,經過好幾年的演化後,誕生另一種馬馬雅雅魚魚,雖然兩種魚中間出現的種類是馬雅魚演化出來的,但你不能直接說這也是馬馬雅雅魚魚的祖先,但牠們又真的比馬雅魚還接近馬馬雅雅魚魚啊。」大家都被這段接近繞口令的舉例逗笑了,寒波說,「可以理解嗎?所以物種的祖先與後代很難研究,很容易誤判。」

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藉此我們知道多種共存才是常態,演化不是一條線、而是一棵樹,我們無法窺見整棵樹,只能盡量拼湊樹枝。有了這層概念,寒波向大家介紹了幾種「Hominis」。

始祖地猿(Ardipithecus ramidus)─ 440 萬年前,東非

身高比例與腦容量都跟黑猩猩很類似的始祖地猿可以直立行走,但走得並不好;我們的大拇指和小指能夠輕鬆地並在一起,但對他們來說很困難,他們的手適合爬樹而非製造工具。

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始祖地猿(Ardipithecus ramidus)。source:age-of-the-sage

南猿(Australopithecus)─ 420 萬至 200 萬年前,東非、南非

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南猿又稱南方古猿類,接在始祖地猿之後,直到距今 200 萬年時才消失,而南猿的其中一支演化出傍人屬。

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南猿(Australopithecus)。source:Discovery News

傍人屬(Paranthropus)─ 270 萬至 120 萬年前,東非、南非

由南猿演化而成,能以雙足直立行走。我們對他最大的了解應該是長得比較粗壯,尤其是下巴部位,目前的推論原因是他們的食物比較硬。

傍人屬(Paranthropus)source:imagesbot.com

人屬(Homo)─ 280 萬年前

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特色為發達的腦部。智人,即現代所謂的人類是人屬中唯一存活的物種。

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人屬(Homo)

「你可能發現到了,從隨便一個時間點切入,都不只一種 Hominis 存在,而後來於 210 萬年前出現的巧人、約 200 萬年前的魯道夫人也並存很久。」

出國深造的直立人

談完了時間,接著是空間。寒波提到與我們最接近的直立人,「如果把時間軸拉長,可以發現直立人真的很會趴趴走。」

185 萬年前直立人在喬治亞出現,是最早走出非洲的人屬,他們在 170 萬年前來到東亞北方,接著是 150 萬年前的東亞南方(爪哇)、130 萬年前的歐洲。

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「這段期間美洲什麼都沒有,就是個美洲。」寒波說。(圖片取自寒波簡報)

Chris Stringer 的人類演化觀點

2012 年,人類演化學家 Chris Stringer 曾發表一篇回顧論文,提出縱橫天下 50 萬年的海德堡人,他認為海德堡人是歐洲尼安德塔人與非洲智人的共同祖先。

「Chris Stringer 對海德堡人的起源假設相當大膽,按照他的標準,歐、亞、非三地都可能是起源地;海德堡人先在其中一處演化出現,再走過漫漫長路,遷徙到另外兩個地方。」─ 摘自泛科學《海德堡人-人類承先啟後的演化關鍵》一文。

在海德堡人與其後代遷徙的過程中,也和其他人種混血,然後再遷徙、混血。例如智人和尼安德塔人走出中東發生的 CCR、智人和丹尼索瓦人(在西伯利亞阿爾泰山被發現小指骨骼,經 DNA 定序發現的新人種)的南亞海岸戀情。

(*圖片取自寒波簡報)
Chris Stringer 的人類演化觀點(*圖片取自寒波簡報)

 關於人類演化史這張拼圖啊

「回到這次的分享主題,為什麼演化到今日,人類只有一種?誠實來說,不知道。別笑,這是最真實的答案。」寒波說,未知太多、所知太少,我們應該小心簡單的問題,因為世界上沒有可以被簡化的正確答案。談到科技進步,發現人種的速度越來越快,人類演化史這張拼圖,是不是快要完成了?對此他持保留態度。

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「你去看三十年前的東西,會覺得都是胡說八道、都在腦補,那三十年後的人看我們會不會也是這樣?」寒波笑著說這未必不是好事,至少以科學研究者的立場來說,我們每年都可以寫新的研究。他補充:「樂趣就在探究和思考的過程。」

https://youtu.be/pRa6aV9Ucxw

什麼是馬雅文化?

「《人類時代:我們所塑造的世界》書裡說的是人類如何透過科學改變環境。我自己曾在全是泰雅族的遙遠山區服替代役,後來沉醉於馬雅文化研究。今天我想分享的是,在還沒有科學的時候,馬雅人和環境怎麼對話。」第二位講者馬雅人說。

對,就是那個馬雅人。

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mayaman,馬雅人,PTT 名人,精通馬雅文明相關主題。在 2009 年當選古文明(ancient)版版主,主要活躍於該版以及其他歷史相關版面,但常在八卦版出現誤解馬雅文明的新聞或文章時,出面發表專業文章澄清。由於常常用「第一人稱」講馬雅人的事,一度有鄉民以為他是馬雅相關遺族。

相較於歷史以文字史料為主,考古學是一門藉各種物質材料研究過去的學問。曾到過馬雅文明遺址重要分布地區貝里斯(是台灣的邦交國喔)的馬雅人說,馬雅屬於熱帶雨林氣候、石灰岩地形,這樣的環境衍生出獨特的考古方式。「馬雅文明的體質由人類學、陶石器分析、聚落調查、銘文、圖像分析和民族考古學組成,尤其是銘文。馬雅文化是美洲少數有文字的文化,而在相關專家的努力下,現在已經能分析 80% 左右的文字。」

ptt名人馬雅人(mayaman)本尊現身。
ptt名人mayaman(馬雅人)本尊現身。FB粉絲頁:馬雅國駐臺辦事處

馬雅文化出現在西元前 1200 年至西元 1529 年的中美洲,特色包含階梯式神廟、獨特文字體系,以及世界末日說的元凶 ─ 立法體系。從歷史角度則可以分為前古典、古典、後古典三大時期,和之後的西班牙征服期。

在帝卡爾的石碑浮雕線描圖中可看出,武士的頭飾、擲矛器皆為提奧帝華甘風格(Copyright © John Montgomery)
在帝卡爾的石碑浮雕線描圖中可看出,武士的頭飾、擲矛器皆為提奧帝華甘風格(Copyright © John Montgomery)

前古典期 ─ BC 1200 – AD 3th

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透過商業行為把「原料」從墨西哥東南部馬雅地區送往位於灣岸的奧梅克(Olmec),由奧梅克人製成產品,而所謂原料指的是當地特產火山岩「黑曜石」,因為是當時可取得最硬的材料,因此被視為貴重物品。藉由這樣的商業貿易,統治者把財富重新分配,建立村莊和城邦。到了前古典晚期,城市規模越來越大,可能有數以萬計的居民 ──「因為許多遺跡埋在雨林中無法準確估計。」馬雅人說。

古典期 ─ AD 4th – 9th

開始真正的馬雅文化,亦即那些我們認定有馬雅特色的雕飾在此時間點出現。為馬雅的興盛期,文字、建築、藝術皆蓬勃發展,並成立數百座城市。而考古學家也發現此時期大城市帝卡爾(Tikal)的出土文物中,開始出現位於墨西哥谷地的另一支文明 ─ 提奧帝華甘(Teotihuacan)的武器與戰士。

後古典期 ─ AD 9th – 16th

馬雅文明逐漸衰弱,許多馬雅城市被提奧蒂華甘征服,雕刻紀念碑的習俗也消失。16 世紀時,被西班牙帝國消滅。

依附環境而生的文化樣貌

「馬雅文明雖享有同個文化圈,卻被劃分為一個個城市,建立起極度集權的『k’uhul Ajaw』體系,意思是神聖的國王。不過當時沒有官僚體制,主要是依靠禮儀、通婚與主僕關係維繫制度。總體而言,他們是利用貿易、信仰和王朝世襲,在政治和經濟基礎上結合獨特的世界觀、禮儀與宗教,形成一套社會體系。」

那麼,馬雅文化如何和環境互動?由於地處石灰岩地形,土地肥力不夠,農業環境十分脆弱,加上雨林生態沒有大型動物,肉食來源是打獵。而在古典晚期時,馬雅文化形成兩大同盟,不斷重複城市併吞、戰爭規模增加、貴族擴張,造成非農業人口變多。要養這些人讓土地負荷過重,結果便是低地區的城市被遺棄。馬雅人說,到現在仍然每年都有研究單位提出:某某地區馬雅人的滅亡原因是乾旱,「其實他們的城市不是整片消失,而是根據乾旱狀況一波波被遺棄。」

他也提到,馬雅文明對自然環境和空間的運用,與我們一般習慣的歐亞觀念很不同。「我們注重如何增加室內空間,但馬雅的室內空間很小,因此他們很善於把應用移到室外。」

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souce:pyramidtours.com

在照片中可以看見建築前面有片很大的廣場,擺放了一個王座,這是 Bench,國王會坐在這會見人民。另一個有別於其他中美洲城市的獨特景觀是,馬雅有球場。但是如前面提到的,馬雅人對城市的想像跟我們不一樣,看起來像金字塔的不是金字塔、球場的意義也不只是球場,在這裡,踢球有宗教意義。馬雅人認為球場是大地的裂縫 ─ 而石灰岩地區的確會有洞和裂縫 ─ 他們把自然地形重建在城市裡。

馬雅人與自然的互動也顯示在他們的信仰上,進而被記錄到藝術當中。

以下是兩張馬雅神殿雕刻的線描圖,兩者張圖有很多相似的部分,例如上方像鳥類的生物、貫穿整體的十字架、以及下方面具般的臉孔。「馬雅人在說一個故事。首先,中間的十字架是一棵大樹,他們認為在世界中心有棵世界之樹,世界的能量和人類的靈魂都順著樹流動。樹上站了一隻聖鳥,羽毛象徵權貴;樹的橫向枝幹延成雙頭蛇,象徵王權,中間是馬雅國王『K’inich Janaab Pakal』,下方有代表地面的四方怪獸,地面之下為地獄,充滿水、充滿生殖力與死亡,入口則是有著彩虹的洞穴。」

圖片5
馬雅人的世界觀,點擊看大圖。((圖片取自馬雅人簡報))

這樣的生命之樹和雨林中常見的參天大樹相符,站在樹上的金剛鸚鵡是當地物種、且喜歡位居高處;地獄的水則源於「水在地下流」的石灰岩地形。

「馬雅文化世界觀因著他們所處的自然環境建構,好迷人。」馬雅人望著投影片,笑得有點幸福。

同場加映:馬雅的神話都超級無厘頭

雙胞胎兄弟因為踢球吵到下界諸神,最後在黑暗的房間被蝙蝠殺害,頭被吊在樹上。地獄之神的女兒好奇跑去看,結果就懷孕了(…… 這不科學吧?!),她逃到人間生了一對雙胞胎。雙胞胎兄弟又因為踢球太吵被金剛鸚鵡追殺,他以吹箭打下鸚鵡的牙齒,鸚鵡拿玉米當作假牙,結果噁心而死。

馬雅人分享完,語帶包容地解釋:「馬雅神話都沒有開頭和結尾,段落間沒有銜接,然後也沒有邏輯,哈。」

https://youtu.be/ISXRQ1RI-Qk

在本次 的 PanSci Talk 泛科講講:生而為人兩位講者精彩地分享後,我們似乎可以從這些遠古的先祖們身上,找到了一些亙古不變的人性──為了生存而不停地遷徙著、改變著,也讓「生而為人」的我們,似乎又多了解了自己一點。
生而為人-43

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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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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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揭露臺灣地下的秘密——臺灣地質學之父林朝棨
PanSci_96
・2023/03/03 ・3722字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 文/廖芷瑩

新北市八里區的十三行博物館,是證明臺灣先民擁有造鐵技術的證據,更是許多人假日郊遊的地點。但很少人知道,最早確認此地為臺灣珍貴遺址的人並非考古學者,而是地質學家林朝棨

新北市立十三行博物館。圖/wiki

翻開臺灣地質與考古紀錄,林朝棨這個名字更是不可不提。不僅重要的考古遺跡「左鎮文化」、「八仙洞」有他的足跡;林朝棨作為地質科學的翹楚,對於臺灣的礦脈研究也做出了巨大的貢獻。

上山下海,地質學霸的養成之路

羅馬不是一天造成,學霸更不會一日成就。學識豐富的林朝棨先生,因時代背景及家庭因素,漸漸踏上臺灣地質界先驅研究者之路。

1917 年(大正 6 年)林朝棨出生於豐原,是當地望族的後代,並跟著父親信仰基督教。他從小在學業方面就展現出聰穎的天資,因此進入臺中第二中學校(今臺中二中)就讀,並考進臺灣總督府「臺北高等學校」。臺北高等學校是當時在臺灣唯一的高中,入學者以日人為主,競爭非常激烈,可說比當今的臺灣大學還難考。

更重要的是,林朝棨在參與教會活動的時候,認識了也同樣對臺灣地質科學及考古學有貢獻重大的日治時期科學家早坂一郎。接下來幾年,他們在臺灣上山下海,親身踏查也認識臺灣這片土地的構成。臺灣有許多現在地質、考古方面的重要地點,都可以追本溯源自於他們的這些踏查。

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舉例來說,目前的「臺南左鎮化石園區」,正是起源自因 1930 年代當地保甲書記陳春木在該處撿到化石,加上早坂與林朝棨的研究發表,才讓世界看見臺灣化石的存在。此外,他們也一起發表了關於彰化八卦山及臺北市貝塚的發現,還有各式臺灣地質的紀錄。

而身為學霸的林朝棨,也在同時期完成臺北帝國大學地質古生物學科(現臺灣大學地質科學系)的學位,並成為第一屆唯一的一位學生。在眾多日本優秀地質科學家的教導與帶領下,他學習了理論與方法,並也完成無數次外地訪查,扎實的成為兼具理論與實作的研究者。而他所關注的臺灣土地相關的考古學與地質學,也在時代演進與諸多學者的努力下,一步步在臺扎根、也被更多人關注。

臺灣礦業發展背後的地質學推手

林朝棨的重要貢獻,除了地質學術研究外,他的許多發現更為臺灣現代化的發展打下科學基礎,像是對臺灣工業影響深遠的金礦、煤礦產業的礦脈,都在他的探究範圍內。

1930 年代,林朝棨從臺大畢業後,先是投入教職,一年後,他加入了「臺陽礦業株式會社」的行列(1935 年 4 月 16 日),成為社內的「地質士」,為企業在北部山區的挖掘做調查,甚至曾去到北朝鮮金礦進行考察,並藉此比較了解臺灣在地的礦脈及地質的構成。

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在那個年代經營「臺陽礦業」的顏家富可敵國,而北部山區的成千上萬人,都要依靠這些產業工作過活。林朝棨在礦業任職時完成的工作,正是讓家後來成為巨商的重要礎之一。此外,在離開礦業界的工作之後,林朝棨的研究工作依舊關心著臺灣的煤田與礦產來源,且持續在《臺灣礦業》等刊物上發表作品,為後代的研究者奠基了臺灣礦脈的研究基礎

林朝棨(右二)與富田芳郎教授(右一)同赴臺灣南部作地質調查(1934- 1935)。
林朝棨時任臺北帝大地質系助理教授。圖/《林朝棨先生紀念文輯》。

戰爭作為地質教學之路的偶然起點 至死方休

林朝棨出生在世間多紛擾的年代,學術之路並不平穩,更要接受戰爭的挑戰,但也因此打開他的眼界,為科學研究開創了新路。

1930 年代的輝煌時期結束,世界陷入戰爭的恐慌。身為臺灣人的林朝棨,原本很有可能被送到南洋當日本兵,或甚至更遠的地方協助戰爭。但幸好有早坂先生的協助,林朝棨遠赴當時滿洲國的新京工業大學(現長春大學工學院)擔任教職。雖然投入教職這歷程是是源自戰亂的插曲,但也因此將林朝棨他拉離了產業界,轉而投入教育工作。

自此,就是五十年不曾間斷的持續投入,直到他逝世前,依舊掛念著臺灣的地質學教育發展。

戰後國民政府來臺,林朝棨因熟悉閩南語、中文與日文,被政府重用,除了教學外,更被政府派任協助各項重要的能源工作。因為在他對臺灣的土地組成,有基礎的科學了解,因此不論是延續煤礦業、油田開發、山林開採與河川建設等,甚至是水庫的興利,都需要他與國外專家做溝通,並給予專業意見。

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林朝棨在民國五六零年代,一次次為臺灣的現代化工程多次環島探查,並擔任專業者的角色,為現代化建設把關。

應用專業與知識發光發熱的同時,林朝棨仍持續耕耘基礎研究。他於民國 52 年發表的〈臺灣第四紀〉一文,就奠定了臺灣近期的地質研究基礎。在《林朝棨先生紀念文輯》中,林朝棨的兒子林恩朋就提到,林朝棨對於古脊椎動物、考古學、甚至是人類學科皆有深厚的學識,加上原本地質學科學基礎,讓他得以在當時就有能力整合各學門、對臺灣的研究做出遠超過地質學科的貢獻。

除此之外,林朝棨面對各種階級的人,都不吝討論、鼓勵向學;在田野現場,不論是農夫、學生或勞工,任何人提出地質相關的疑問事項,他都會細心的一一查證並回應。林彭恩說,就是這種積極的態度,雖然讓他在晚年身體過度負荷、因而多次進出醫院,卻也驅使他成為頂尖的科學研究者,留下許多不凡的成就。

讓臺灣與世界相連 跨足考古與地質研究

除了文章開頭所提的左鎮人外,林朝棨在考古領域還有許多重要貢獻。在〈臺灣第四紀〉中,林朝棨認為第四紀的地層包含了近代人類發展的所有活動,因此十分重視此地層;在此發表中,他集結過往的田野成果,分類臺灣第四紀地層。延續這個研究,他對臺灣的考古有更深入的認識,也也陸續發表臺灣西南部之貝塚堆的研究(1961 年),以及金門貝塚堆的發現(1970、1971 年)。

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此外另一個重大的發現,還包括 1968 年 4 月 19 日,林朝棨與臺大人類學系宋文薰教授,率領臺大考古隊在臺東長濱的進行挖掘工作,之後學者將其命名為「長濱文化」,為臺灣舊時代時期代表的遺跡,也是臺灣歷史教科書中重要的一頁。

林朝棨的學術生涯,不只限於地質學與、考古學的成就更有許多跨領域、跨國界的交流與發現,塑造了當代臺灣學科的發展。國民政府來臺後,林朝棨也協助推動了許多現代化產業的科學研究基礎,並且影響了我們認識臺灣歷史的角度。就像是左鎮人與八仙洞,還有犀牛骨頭與各地的貝塚,在剛發現的時候只是林朝棨手上某個不起眼的石頭,但從後來的研究所驗證的來源與成分,卻將臺灣與世界相連,更與大歷史相綁。

地質、考古總帶來有枯燥且漫長的印象,長期深耕的林朝棨,在關鍵的年代推動了臺灣地質學界與業界進展,為後代留下不可抹滅的科學與文化資產。

註解

  • 關於礦業的研究論文,林朝棨多發表在《臺灣礦業》期刊上。此外,他也參與過《臺灣礦業史》,以及《臺灣通誌,經濟誌,礦業篇》的撰寫。

參考文獻

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