科學與社會

自然科學內與外:科學與人文之跨域整合研究

作者:陳政宏(國立成功大學系統及船舶機電工程學系副教授兼博物館典藏組組長)

科博文says:今天開始為大家介紹一系列【電子文庫】的SHS科學與社會專題文章,這一篇是由國立成功大學系統及船舶機電工程學系陳政宏副教授所撰寫,科學背景出身的陳政宏教授,透過與其他學者跨科際的討論、運用跨科際的知識,加上好奇與解謎的強烈動機、執行力,發展出許有趣的新研究,也藉此引發對跨科際學習的心得,我們一起來讀吧!

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跨領域的學習

朋友轉來一位高一學生的email,談到他參加科技與社會(STS)高中生研習營之後,現在面臨選組的問題,不知如何是好,頗為困擾,因為他並不想這麼早就從自然組與社會組中選定一組,因為那似乎暗示需要放棄另一領域的學習,然而,他對於兩類知識的興趣都很高,很想繼續學習下去。

這讓我想到二十多年前也面臨同樣的問題,不禁感嘆教育制度即使歷經教改,還是改得不夠多,不夠彈性。那時,面對選組的我想了很久,決定選了自然組,並同時保持對社會組領域知識的學習。所以高二時成為班上地理及歷史成績最好的,當然這是因為我花了不少時間讀,而班上同學都不太念這些科目的緣故。聯考後還去舊書攤買來社會組高三的教科書(例如人文地理)來看,興致盎然。

進入大學後,由於個人興趣,我參加了一個欣賞西洋古典音樂的非學術性的社團—愛樂社。這個社團人數不多,來自各類科系,動態活動少,所以成員間的討論互動頗多,也建立了很好的友誼,畢業多年後即使四散世界各地,也一直保持聯繫。

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自然科學界內的跨領域研究

台大音樂學研究所的蔡振家教授是我高中隔壁班保送台大物理系的天才,琴棋書畫也樣樣精通。在愛樂社中我們看到他一路從原本聽歌劇的愛樂者,一路學習布袋戲及崑曲等傳統戲曲,到考上現今台北藝術大學的研究所,再出國到柏林學習音樂學。他回國後在台大應力所及耳鼻喉科跟邵耀華教授及蕭自佑醫師研究聲帶振動。有一次愛樂社朋友聚會,我們聊到最近的研究。蔡振家和我忽然發現我熟悉的水波力學可以用來替他想突破的聲帶振動力學模型提供新的想法。

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於是,我惡補了聲帶的生理結構,也提供最簡單的線性水波力學資料給他參考。我們討論後發現可以用我的流體力學實驗資料分析軟體來處理他所拍下的聲帶振動時的超音波影像,得到聲帶振動時聲帶底下各層組織的移動速度。而這結果可以驗證我們想到的新振動模型。這個新的模型是把聲帶的振動比擬為水波,理由是聲帶下方組織富含水分,在聲帶肌肉外的部分可以用近似水波力學的模型來處理。比較需要改變的是造成這類波動的回復力,在水波的情形是重力(重力把水拉回來,造成上下振動),在聲帶的例子則是表面薄膜的張力,因此我們把這部分用一個相當的轉換量處理。結果還不錯,一解過去數十年舊的聲帶力學模型所還無法解釋的事情。這項研究結果在國外的聲學研討會上發表後,也很快有其他科學家引用,甚至在我們自己的期刊論文還沒登出來之前,已經有學者引用到另一個相近的問題上去發展更複雜的數學模型。聲帶振動模型為何重要呢?或更基本一點想,我們瞭解聲帶振動除了能醫治破鑼嗓子之外,還能幹嘛?請看蔡振家的新書:《另類閱聽—表演藝術中的大腦疾病與音​聲異常》(台大出版中心,2011,ISBN:978-986-02-7156-0)。

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從這次的參與者滿意、結果也不錯的跨學科合作研究經驗,可以看到幾項跨領域整合研究的特徵:(1)研究者需要有共同的興趣,及願意學習新事務的態度;(2)不同領域的技術與理論,即使不是最先進新穎的,也可能為另一個領域帶來新的技術或理論上的突破;(3)研究者中最好有能整合各學科的人,並與各學科的人保持密切的討論。雖然蔡振家教授對於音樂藝術及特殊的發聲方式也很有研究,但這個研究的技術內容上畢竟還是屬於自然科學界內的跨領域研究。那麼,真正跨越人文、社會科學與物質科學的整合研究是否有可能呢?

跨到歷史、考古與社會科學

十年前我還是助理教授,在系上聽了一場由華裔美國物理海洋學博士談有關鄭和的演講,開啟了一段奇特的旅程。其實很類似與蔡振家教授的合作經驗,我在演講當中聽到有關鄭和寶船尺寸及船型未解的謎題之後,想到或許我的造船專業知識及研究工具,可以分析這些古船,並提供這個歷史謎題一些解謎的材料與工具。於是,花了點功夫,找到相關資料與各地的相關歷史研究成果。一讀下去,發現很多歷史研究只在文獻的考證上打轉,而且大陸地區很多論文是先有結論才去找證據。於是我用一個月時間準備了第一篇以非線性動力學的計算方式來評估不同中式古船船型穩度的論文。之後又陸續與更多人合作,用更多的現在造船工程學知識與計算工具,從動力學到流體力學,分析了能找到資料的各式古船。

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後來,我才知道原來這屬於實驗考古學的一種研究方法。這種方式的目的是在考證古書上所記載的是否屬實、可能性多高、何種條件下會成立,甚至是否有其他的可能性。在國外,也有很多甚至製造真實模型來驗證的,例如Discovery頻道的流言終結者之類的節目;丹麥的維京船博物館甚至複製了兩艘維京船,實際在海上航行,以與史書的記錄相比對;日本也曾復原他們的古船做類似的研究。因此,以這種方式研究一個歷史之謎,的確是很有趣也很有成就感的跨領域研究方式。

之後,就如滾雪球般,文建會也找我清查中船公司及臺機公司的產業文化資產,因而又撰寫了有關兩家公司歷史的普及性書籍,還因為故事特殊而精彩及編輯水準夠(而不是文筆好),在許多可能是更大眾化題材的書籍中,得了政府出版品特優獎。這得獎原因可是評審說的,表示這種以不同角度切入關照一個曲折的產業,是有可能異軍突起,跌破專家眼鏡的。

產業文化資產清查是一件頗為耗費心力的工作,計畫經費還算足夠,但是需要先瞭解其一般歷史、具備相關工程專業常識,而實際進行時又要田野調查、口述歷史訪問一起來,時間也極為有限。寫書也同樣不容易,還要有分析的方法與觀點。這些本身都是跨領域整合性質的工作。我哪來的能力與熱情做這些似乎是一般人眼中撈過界或不務正業的事?

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其實我與蔡振家教授有個類似的心境,對於某些主題有著好奇與解謎的強烈動機。對我而言,這是對臺灣工業發展、現代化歷程、發展與方向的關切,加上某些產業(例如航太、造船)的發展跌跌撞撞,以及我們社會文化對現代化的適應與開創似乎不良。因此,我覺得這個解謎工作就像刑警想要破案般,要用盡各種方法,追查到底。所以,物理科學與工程的方法及研究仍要繼續進行,同時也在思索如何看待這些產業的問題,以及我們應該作怎樣的研究來協助。如果只考慮科學及工程的研究課題與方法,我們的視野可能停留在如何追趕及超越先進國家的同類研究上。但是若考量學術研究與產業和社會的連動發展,我對於應該作什麼研究就有不小的困惑。也因為如此對於科技政策、產業政策,乃至教育政策的內容與訂定方式也充滿了好奇。

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在這過程中,我發現對於教學及研究方向的思考,得利於自小時候不肯偏廢人文社會領域知識的習慣,加上一直接觸有關科技與社會(science, technology, and society, STS)研究的資訊,於是參加了相關計畫的研習活動,學習一些簡單的概念與理論。後來也才在校內行政主管的支持下,申請了教育部的科技與社會中程綱要教學計畫。執行的四年過程中,不只是現學現賣地傳授相關知識與思想給學生,在成大這龐大的工學巨龍腳下,稍微做了點不同於傳統的事;更重要地,我也利用學到的理論,例如被戲稱為「螞蟻」理論的行動者網絡理論(actor network theory, ANT)來進行我所關心的研究的後設研究(meta research),也就是去研究一般的研究有何特性、應該要做什麼研究等等。

自然而然地,我會從自己較為熟悉也需要替自己解決問題的船舶產業開始。因此,最近幾年針對早期機械工業與造船工業的起源,以檔案與口述歷史方式進行資料蒐集,再以ANT或其他STS的概念分析發展結構,後來也繼續從檔案及探討這些相關產業發展的演變,並試圖從中檢討相關的政策問題。例如漁筏技術的演變與使用方式的社會關係、遊艇業及造船業早期歷史與發展的分析、與軍重工業政策發展的關聯等,當然也不忘觀察自己參與一部份的古船復原工作。

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對教育制度的相關想法

從前面描述的過程中,我對於未來人才培育及教育方式的改進逐漸有些想法:

  • 學科領域分類多元化:至少不要再使用人文對自然的二分法,最好能以不同分類方式呈現知識的多元面貌。
  • 淡化學科邊界:特別是在高中與大學低年級階段,讓跨領域不會造成困難度很高的印象,也有助於學生跨越行政分類的邊界來學習。
  • 通識課程層級化:如同專業課程會分年級,大學的通識要求的學分當中,也應要求有不同深淺程度的科目。而且最好能在大四開設跨領域整合性的課程,例如「音樂、演化與大腦」(蔡振家在台大開設的通識)、「水下考古」、「生物力學」等。
  • 通識課程一般化:不要有一組特定的科目被稱為通識課程,或許有基礎能力科目(例如語文)、核心科目之類的,但是其他的通識選修就讓學生到各系去修一般基礎的科目。
  • 知識地圖的建立:各大學從現有的課程地圖資料庫延伸,以圖形連結的方式,把不同院系開設的科目依照知識相關性連結起來,打破院系的邊界,讓師生能直接看到科目間複雜的各種關聯,提供作為師生的知識地圖、選課指引、課程設計與行政的參考等。

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從「人役於物」到「物役於人」:適當科技運動的思考與實踐(上)

作者:陳信行/世新大學社會發展研究所

科博文says:10月份計畫部落格推出【電子文庫-SHS科學與社會專題】以來,已經和各位介紹陳政宏教授與王秀雲教授兩篇有關科學與技術為何與如何深受各種「社會」因素的影響的文章,今天要和大家介紹的這篇文章,是世新大學社會發展研究所陳信行教授所撰寫,陳信行教授以批判的角度,討論「科學技術為人服務」抑或「人為科學技術服務」的根本問題,反省了「綠色革命」、核電廠、水壩等各種「現代化」的高科技計劃,為我們建立了一種「適當科技」(appropriate technology)的視野,不過本文篇幅較長,將分成上下兩篇刊出 :-P。

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「適當科技」(Appropriate Technology)是從1960年代開始,在世界各地興起的一個科技改革運動,至今這個運動的一部份主張已成為聯合國開發總署(UNDP)等官方機構與如樂施會(Oxfam)等各大國際援助非政府組織(NGO)的官方政策,它的口號與風格也常常出現在各種對當代科技社會不滿的論述與實踐中。雖然我們還很難說適當科技運動帶來了什麼劃時代的大變革,可是,每當科技災難出現時,這個運動的主張就會成為人們構思另類出路時,不可或缺的思想資源。

「適當科技」的核心主張很簡單:人們所擁有、所使用的「東西」要為人的需要服務,而不是反過來,人為「東西」的需要服務。這句話聽起來毫不出奇,似乎很理所當然。可是,想想看,在各式各樣的場合中,教師、政治人物、商場大亨、一直到普通百姓,幾乎都會說:台灣需要這樣或那樣的改變、台灣人必須學習這種或那種技能或知識,不然就會「趕不上科技創新的浪潮」會「被時代淘汰」。這樣的主張,不恰恰好是認為:不斷推陳出新的「東西」是主人,而不管是個人、企業、政府、或國家、甚至全人類,只能被動地在後面苦苦追趕,唯恐被這個「主人」拋棄,而不是拿這些「東西」來達成自己的需要?

從19世紀的工業革命開始,反思現代科技的哲學論述與文藝創作就不斷出現,但是,將這些反思的思潮匯聚成具體的可操作、可討論的實踐的,是1960年代開始的一場歷久彌新的運動,這場運動最重要的早期提倡者,是一位經濟學家──E. F. 舒馬赫 (Schumacher, 1973/2000)。而他最關注的,是第三世界國家的經濟發展問題。

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適當科技與發展問題

過去這二、三十年大概是人類歷史中,世界經濟的不平衡發展最嚴重的時代。工、農業先進國家的生產者不斷籠罩在因生產過剩而產生的蕭條烏雲中,但是每日在第三世界的街頭與農村餓死的人口,卻有增無減。為什麼會這樣?從一個角度來看,這種不平衡的一個重大的根源,來自於一種普遍卻錯誤的科技與經濟政策。

1950年代,當現今的第三世界國家紛紛從前殖民地、半殖民地的地位上取得獨立之後,「發展」成為新獨立國家一致的口號。如果殖民地經濟的標誌是出口廉價農礦產品、交換殖民母國的工業產品,獨立國家理應追求擺脫這種分工,要追求本地的工業化。然而,要怎麼工業化呢?歐美日先進國家提供了鮮明的指標,「超英趕美」成了建設國家的口號。

在這個政策路線中,科技轉移、進口科技知識與機器,成為最快速達到工業化的捷徑。於是,從印度到伊拉克、從巴西到墨西哥,一個又一個整廠進口的工業設施──煉鋼廠、煉油廠、化工廠、汽車廠等等──在地平線上出現了。為了讓這些設備運轉,必須送留學生到歐美學技術。為了給這些工廠提供適當的勞動力,必需廣開職業學校。為了訓練職業學校的教師,又必須辦起師範院校。工廠的進口不只是一堆機器,更是對社會翻天覆地的改造。而為了償付這些投資所需要的外匯,發展中國家往往要求原來出口部門的產業──農、林、漁、礦──必須以前所未有的密集與專業化耕作與開採,來產生更多的外匯。

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在這個過程中,社會的兩極分化愈來愈加劇:本地工人與留學過的技術菁英、小農與大農場主與經銷商、被剝奪土地的農民與靠著出口經濟作物發財的地主。這些社會矛盾或許累積到一定的地步會爆發為公開的衝突。或許,如撒哈拉以南的非洲大部分國家一樣,國內衝突尚在蓄積,該國賴以出口換匯的商品市場就崩潰了。咖啡、可可、花生、棉花、大豆、油棕……,幾乎所有的熱帶商品農作物在二次戰後都紛紛投入世界市場,帶著讓種植它的國家工業化的希望,卻紛紛在1960年代中期之後,因買方市場被壟斷、各國賣方又不斷增產,而導致崩盤。經濟崩潰、加上嚴重的兩極分化,往往就此讓一個又一個國家陷入債務與內戰的深淵。而這整個發展,原意是為了促進國家經濟、政治、科學技術的獨立自主,結果卻是更深重的依賴。

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一個著名的失敗案例是農業上的「綠色革命」,即以實驗室研發的高單位產量品種來促進糧食產量的計畫。1940年代開始,美國福特基金會與洛克斐勒基金會為了緩和第三世界國家的農村社會矛盾,開始資助一連串的農業改進計畫。這些計畫假設社會矛盾可以由豐裕的物質生活來解決,並在此前提下試圖以技術手段提升農業產量。「綠色革命」開始於墨西哥,隨著二次大戰後美國影響力的擴展,也推行到巴西、印度、巴基斯坦、東南亞、乃至非洲許多新獨立國家。

三十年之後,許多研究者批評「綠色革命」非但沒有達到原先預想的社會目標,反而更激化了社會矛盾,造成大量小農破產,並逼使他們流離到大都市(如Lappe & Collins, 1987)。問題的關鍵是出在「綠色革命」的技術本身。「高產量」的稻米、玉米等品種,如研究者 Lappe & Collins 指出,其實是「高反應」品種,對農藥、化肥、灌溉等投入的反應良好。要發揮這些品種的潛力,農民必須投資大量金錢購買(往往是國外進口或少數公司壟斷的)農藥與化肥,並維持穩定的灌溉水源。而在沒有經歷過農地改革的農村,往往只有地主、富農負擔得起這種耕作方式。其他農民要不是只能守著原來產量低的品種與耕作方式,就是硬著頭皮借貸改種新品種,而背負了大量債務。而一旦富農、地主土地上的產量增加,整體農產價格下跌,小農的收入就節節減少,債務還不起,只有破產一途。小農的破產,更進一步造成了地主、富農階層的土地擴張,使得農村不平等益發嚴重。

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當然,不是每個推行「綠色革命」的地方都會造成這種悲劇性的後果。台灣就是1970年代對「綠色革命」的批評者認為非常重要的反例。同樣使用高反應品種,台灣的農民在農地改革、水利會的灌溉建設與農會的信貸支持之下,事實上的確在很長的時期中避免了兩極分化的厄運。然而,長期大量使用農藥、化肥的耕作模式,卻也造成了台灣農地難以挽回的生態破壞。

「綠色革命」只是立意良善卻造成嚴重後果的大型科技計畫的例子之一。核電廠、大水壩等各種過去半世紀風行的「現代化」高科技計畫,往往都帶來原設計者意想不到的負面社會效果。在日常生活中,我們也可以看到無數類似的狀況。921震災之後,成千上萬的災民無力重建家園的狀況才讓我們警覺到,現代台灣家庭平常必須花費多少金錢與精力購買維持一個昂貴的住宅,而一旦遭逢變故,住宅的債務往往就成為威脅家庭生計的沈重負擔。台灣一般常見的鋼筋、鋼骨水泥住宅建築本身,不也是一個被高度標準化、商品化的科技產物?

科技導致負面社會後果的這些歷史教訓,使得1960、70年代一些批判思潮紛紛呼籲,為了使科技服務於人類的需求,而非人類盲從於既成的科技的邏輯,我們必須擺脫永遠追求大、新、尖端科技的慣性,思索另一些看待科技的觀點、另一些使用科技的方式。

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E. F. 舒馬赫是德國出身、在英國受教育的經濟學家,二次大戰之後任職於聯合國,長期擔任印度等新當時獨立國家的經濟顧問。作為一位經濟學家,他的主要對話對象是當代盛行的把「經濟成長率」視為經濟活動的唯一目標的目光狹隘的主流經濟學。他引入一些淺顯易懂卻總是被忽略的價值──生態環境的可持續性、人類對於有意義的工作的迫切需求、經濟生活的民主與平等等等──來重新評估當代科技體系與資本主義經濟的效率,並指出這些體系的高度浪費與無效率。巨型的工業科技體系耗費大量不可彌補的珍貴自然資源;「節省勞力」的科技改進造成大量失業;除了業主的利潤之外一無所顧的私有企業制度造成經濟生活的「原始化」;而大型科技體系的發展使得人類賴以生存的技術手段愈來愈遠離一般人的掌握,而壟斷在少數專家與企業手中。修馬克呼籲人們開敞心胸思索另類的經濟學的可能性,例如:根植於佛教儉樸、非暴力、「中道」、「正業」等價值觀的經濟學。在科技問題上,修馬克主張發展「中級科技」(intermediary technology)以作為當代的「粗魯科學與暴力技術」的必要修正。這些科技必須:

─夠便宜,讓每人都能確實掌握;

─適合小規模的運用;

─能夠與人類對創意的需求相吻合。(28)

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對「小規模」的需求,是由於修馬克相信,大型機構必然導致權力的分化與民主討論的困難。然而,修馬克並非一概反對新科技與大型機構,也不認為「中級科技」能放諸四海而皆準。相反地,正是由於人類的需求與生存環境是如此多元複雜,沒有任何一個科技或準則能夠四處通用。重點在於發展出真正適合各個具體狀況的知識、工具與手段。例如,在高度失業的社會中,發展資本密集(因而相對的提供較少工作機會)的技術是無意義的,勞力密集的技術才是真正適合的。

在修馬克及同代的技術社會批評者的影響之下,一個又一個的重要機構採納「適當的科技」(即修馬克的「中級科技」)作為工作方針。在卡特政府時代,美國政府設立了「國家適當科技中心」(National Center for Appropriate Technology);聯合國發展總署、世界銀行等機構也紛紛成立相關的計畫與組織。但是,更重要的是大量的學術機構與非政府組織,如修馬克影響下的英國「中級技術發展組織」(Intermediary Technology Development Group)從1970年代起不斷地在第三世界與先進國家推動各式各樣的「適當科技」計畫。聯合國發展總署(UNDP)特地成立了一個「發展中國家技術合作計畫」(Technical Cooperation among Developing Countries)來促進這些適當科技經驗的全球交流,這個組織現在稱為「南─南合作特別單位」(Special Unit for South-South Cooperation),特別強調不盲目追趕工業先進國家(所謂「北方」)的科技時尚,而是實事求是地發展適合發展中國家(所謂「南方」)社會的需要(參閱http://ssc.undp.org/)。

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從修馬克至今,各種「適當科技」計畫追求的大致是以下這些特性:

  • 小規模;
  • 省能源;
  • 環保;
  • 勞力密集;
  • 由在地社區控制;
  • 簡單到能夠由使用者自行維護。(Hazeltine & Bull, 3)

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這些準則是來自於對上述的資本密集、高度依賴專家與先進技術的發展路線的批判,強調依賴在地資源、人力與知識,擺脫經濟依賴的弊病,並尊重在地生態與社會環境。而使用「適當科技」概念的發展計畫包羅萬象,從能源科技、農業生產、醫療保健、到工具的設計與製作。在「中級科技」的概念影響之下,這些計畫在作法上都希望能夠結合掌握科學知識的專業者與實際使用者的在地知識,打造出能夠落地生根、自主發展的技術。

「適當科技」運動對於缺乏工業基礎、高度依賴外來技術的發展中國家具有重大的意義。藉著擺脫高科技崇拜、理性檢視本地人民的需求及足以滿足這些需求的在地資源、勞動力、技術與文化傳統,「適當科技」道路可能可以讓發展中國家脫離愈來愈深重的經濟、政治、文化依賴及債務危機的循環。因此,這個運動獲得最多實踐機會的也是在發展中國家。然而,修馬克所指出的當代經濟的問題──生態破壞、失業、社會兩極分化、等等──絕不是發展中國家的專利,尤其在1970年代初的石油危機之後出現的所謂「全球化」現象之中,這些問題在已發展國家的惡化愈來愈醒目。因而,包括美國與西歐在內的發達工業社會也紛紛興起各式各樣的「適當科技」實踐,希望藉由技術的改革挑戰社會與生態危機。

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Box 1: 常用來定義「適當科技」的一些條件

以下這些是1970年代以來各國的適當科技運動提倡者常常談到的條件與口號。想想看:與每一個條件相對應、相反的是什麼?你認為哪些條件在當代台灣社會是有意義的?哪些是值得商榷的?

小規模省能源 環保勞力密集在地社區控制

簡單

使用者自行維護

適合文化傳統

自然材質有機 感性易改裝可再生可自然分解與人直接接觸

柔軟

和諧陰性 靈性便宜非市場可持續

本地出產

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從「人役於物」到「物役於人」:適當科技運動的思考與實踐(下)

科博文says:10月份計畫部落格推出【電子文庫-SHS科學與社會專題】以來,已經和各位介紹陳政宏教授與王秀雲教授兩篇有關科學與技術為何與如何深受各種「社會」因素的影響的文章,今天要和大家介紹的這篇文章,是世新大學社會發展研究所陳信行教授所撰寫,陳信行教授以批判的角度,討論「科學技術為人服務」抑或「人為科學技術服務」的根本問題,反省了「綠色革命」、核電廠、水壩等各種「現代化」的高科技計劃,為我們建立了一種「適當科技」(appropriate technology)的視野,不過本文篇幅較長,將分成上下兩篇刊出(上篇請按此閱讀)。

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適當科技的一些案例

現代科學的支持者總是主張:有了深思熟慮的科學知識與技術,人類能夠克服一切困難。這樣的豪情壯志是值得欽慕的,但是,如果這些科學知識與技術沒有了與其相連的儀器、設備、原料等等資源就毫無用武之地,那麼,對於資源匱乏的人們來說,這種科技等於無用。「適當科技」的實踐者因而力求能在各種匱乏狀況下達成目標。三十餘年來,「適當科技」發展出的作業項目包羅萬象,包括如節柴灶、小水電計畫等在地能源計畫、混種輪種等生態農法、以及運用在地材料與人力的住宅建築計畫等等。以下我只舉一些例子以勾勒出一個大致的面貌。

簡約之美

有時候,在成熟的研究之下找出來的適當解決方案或許簡單得讓人難以置信。例如,第三世界農村奇高的嬰兒死亡率很大一部份是來自於急性腹瀉脫水致死。在1980年,全球有5百萬5歲以下的嬰幼兒死於此因。小兒腹瀉可能來自約25種不同的寄生蟲、細菌或病毒。水源污染是最常見的傳染途徑。腹瀉致死的多半是由於腹瀉造成的脫水及營養不良,在適當補充水分與電解質之下,大部分小兒腹瀉能夠安然度過。在一般醫院中,治療腹瀉多半靠藥物與點滴。然而,在非洲,藥物多靠進口,昂貴且不見得適用於本地。點滴治療非常有效,但需要熟練醫護人員,也需要同樣是進口而昂貴的無菌點滴瓶、注射針乃至生理食鹽水等醫療材料。這些都不是解決大量小兒腹瀉問題的適當辦法。

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1962年開始,一群孟加拉(當時稱為東巴基斯坦)達卡大學醫學院的年輕研究者開始尋找治療腹瀉脫水的另類方法。他們提出了一個極為簡單的方法:「口服水分補充療法」(Oral Rehydration Therapy)。他們依照正統醫學試驗的方法從事了嚴謹的臨床試驗,證明這個治療法確實有效。基本上,這個療法只是讓病患飲用水、鹽和糖的溶液,瀉多少、喝多少。幾乎任何家庭都能夠調配出適當的OR溶液,在簡單的教育之下,可以順利照顧病患脫離險境、康復。圖一是簡單的宣導教材,更簡單的方法甚至不需量匙,只要用一把糖、一撮鹽、和一杯開水調勻即可。世界衛生組織(WHO)和聯合國兒童基金會(UNICEF)並於1975年開始推廣包裝好的最佳配方口服水分補充鹽(ORS),每包成本在50美分以下,加水即可使用。ORT療法,對使用者來說,幾乎沒有任何金錢負擔,在適當的教育之後,也不需依賴外來的醫療資源與協助,是一個幾近完美的適當科技。專家估計,從1970年代初ORT開始推廣至今,每年全球至少有一百萬貧困家庭子女得以免於腹瀉而死的威脅。聯合國發展總署也從1990年代開始,把ORT的使用普及率,當作它每年評量各個會員國的「人類發展指標」(Human Development Index)的一部份。普及率愈高,代表公共衛生教育愈成功。(UNDP, 2011)然而,這麼一個「既小又美」的科技並沒有被普遍接受,發展中國家的公共衛生人員基本上極願意接受便宜可靠的ORT療法,但以美國主流醫療機構為主的醫療圈仍然偏好昂貴的點滴療法。因此,各國公衛人員必須想盡辦法讓人們接受這個簡單的療法。方法之一,是把ORT所用的糖和鹽包裝在英文標示的袋子裡,並向求醫者索取他們負擔得起的藥費,好讓父母們覺得ORT還是一種「藥」,可能有效。

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關注在地條件

ORT案例幾近完美的簡單,不見得在每個案例中都能達成,大多數的適當科技計畫需要不斷的修正改進以符合在地條件。在許多國家地區推行的「節柴灶」計畫就是一個例子,多年下來,這個計畫在不同在地脈絡下發展出許多不同的面貌。

「灶」這回事對東亞各民族來說都是傳統文化的一部份,很少會讓我們把它當作一種「科技」。然而,包括西歐在內的大多數文化,都是十分晚近才接受這種器具。十九世紀後在歐洲及其影響地區風行開來的燒柴爐灶主要是鑄鐵打造的,需要熟練鐵工或工廠設備才能製造,因而十分昂貴。至今,無力購買鑄鐵灶或現代瓦斯爐或電爐的人家仍然普遍使用壁爐、營火等生火方式,這些方式看似浪漫,但熱效率差、耗柴,產生的煙霧及熱氣對必須每日主中饋的婦女造成嚴重的健康威脅。1960年代中,愈來愈多人注意到:發展中國家大量的森林流失,除了跨國公司的濫伐林木之外,很大一部份是由於貧窮農民必須砍伐柴薪以供日常所需。研發推廣節柴灶便成為同時應付生態問題及人民生活問題的重要項目。

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1976年瓜地馬拉發生大地震,地震之後家屋重建的需求使得木料價格高漲,因而,柴薪對於貧窮家戶來說變成了沈重的經濟負擔。美國俄勒岡州的 Aprovecho 研究所的研究者與瓜地馬拉山區的 Chonqui實驗站合作,發展出一種建造簡單、燃燒效率極佳的灶,稱做 Lorena(沙泥)灶。

Lorena灶的基本材料是黏土與沙,混合後澆灌成適合的形狀,在半乾時再挖出爐膛、火道、灰渣室及置鍋的坑洞。三道以廢馬口鐵片裁成的氣門可以控制空氣供給,從而調整燃燒效率。上面再加上一根煙囪。各個孔道的尺寸經過反覆的熱力學計算以達到最高燃燒與導熱效率。整個建造過程需時三至四日。完成之後,在操作時,只需在第一個鍋子下生火,熱氣可加熱其他二到三個鍋子。

這個設計的優點是:第一、除了煙囪與馬口鐵片外,幾乎完全是利用隨手可得的材料。第二、建造工序只需極少量的工具與技術,基本上瓜地馬拉每個山區居民家戶都有的大砍刀(machete),再加上鏟子、水桶等農具就可以。第三、形狀可配合各種家屋的型態及鍋具而自由調整。第四、燃燒效率佳,可達20-25%。(營火只有10-15%)因而能節省使用者的柴薪支出。這些優點加上Choqui實驗站的工作人員刻意推動的口傳宣導,使得 Lorena灶很快散佈開來。瓜地馬拉的成功案例,在各國際組織的交流之下,散佈到許多國家,到1970年代末,西非洲就有至少12個國際組織贊助的大型節柴灶計畫(OTA,1979:61)。

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然而,Lorena灶的缺點是:它的泥沙材質容易在使用後逐漸崩壞,因此最短可能一年之後就得重新建造。煙囪的價格昂貴,使得整個灶的造價可能高達20美元,相較於它的節柴能力,不見得划算。80年代初的許多田野評估指出,必須構思新的改進方案。

有些較成功的節柴灶方案犧牲了如Lorena灶「自建自修」的原則,轉而利用比較傳統的工匠工藝。這種轉向主要是著眼於新設計往往不能符合使用爐灶的婦女的烹飪習慣(Sinha, 2002: 24)。例如,印度政府於1980年代初成立了一個「全國爐灶改進專案」(National Programme for Improved Chulhas),以大筆經費補貼各省推動農村家戶建造類似Lorena灶的改進爐灶。結果並不理想。一些地區性的計畫轉而尋求輔助當地工匠改進傳統的市售小型爐灶。

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右圖所示即是印度Bardoli省的農具研究中心(Agriculture Tools Research Center)研發的小型爐灶,可由當地的鍋匠以大約4美元的成本製造。主要的改進在於在馬口鐵外殼內加一層黏土隔熱層,並在灶口加上一個金屬門以控制燃燒。 Damro Chulha灶的效率可高達30%,比大型的Lorena式灶還好,也比較便宜。Damro Chulha灶顯然適合一個與瓜地馬拉農村不同的社會脈絡。印度尤其是人口急速膨脹的都會貧民區,並不缺乏具有傳統工匠手藝的勞動力,馬口鐵等工業廢料的取得也不是問題,而社會分工高度發展之下,即使貧窮家戶也習於購買所需的生活器具,而非自製。因此,類似Damro Chulha的小型商品化爐灶能取得比大型自製爐灶更好的普及能力。

三十年來的節柴灶推廣經驗使得許多研究者總結:成功的關鍵在於使用者──家庭主婦──在設計、製造、使用等各個環節中的密切投入。因此,80年代後的爐灶發展計畫多半強調組織在地主婦經由討論發展出適合的設計,而非在實驗室中由(男性)專家「閉門造爐」(OTA,1992: 62)。

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適當科技的挑戰:什麼是在地條件?

雖然適當科技的口號與主張很容易瞭解,實際上要在一個真實的社會脈絡中去實踐這些主張,卻牽涉到更複雜的、對於具體的社會人文與科技條件的分析。缺乏了這些分析,而生搬硬套在其他地方成功過的案例,往往會失敗,或者淪為昂貴的浪漫想像。例如,在當代台灣的都會生活中,用燒柴或炭的灶做飯菜,多半會比用瓦斯爐還貴,而且會面臨安全、排煙等各種問題,只能在中秋節烤肉時使用,並不實用。

1970年代以來的適當科技運動,事實上並未深思熟慮地先調查研究第三世界農村之外的其他型態社會的特定條件,並以之為基礎,設計出符合該社會的「適當科技」。相反地,在「回到原始」的環保思潮之下,直接在工業社會中沿用低資本投資、自然材質、需要長時間而低工業技能的農村勞動力等第三世界農村型設計。這些設計與作法當然無法適應各個工業社會的生活狀況,卻蔚為生活美學風潮,終至成為中產階級多元的休閒方式之一,而並未如運動初始時豪氣萬千地要徹底改造人與科技的關係。技術哲學家Langdon Winner(1980)與推動適當科技運動多年的工程師Witold Rybczynski(1980)不約而同地在1980年批評到當時為止歐美適當科技運動的浮誇之處。

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事實上,這種風潮從80年代至今綿延不斷。如右圖所示的「生態農舍」,就是許多從歐美到台灣的厭倦工業社會生活的人們的美好想像。但是,如果缺乏了使用者自己動手、自己掌握技術的條件,類似的「綠建築」往往十分昂貴,只有富人負擔得起,而且任何設備壞了,只能叫廠商來修理,或是乾脆汰換丟棄。這種脈絡下的生態農舍,也許一點都不環保,更不「適當」。

台灣最著名的一個適當科技實踐的案例,是以謝英俊建築師為主導的「第三建築工作室」從1999年的921震災災後重建到2010年莫拉克風災重建所推動的一系列建築設計與實作(第三建築工作室,n.d.)。

與單純的田園想像之下的生態屋不同,第三建築工作室希望他們的建築能夠便宜到連災民都負擔得起,而且,施作工法必須改良到讓失業的災民在簡單訓練之後,就能參與工作、甚至逐漸掌握整個建築的原理與方法。同時,在重建家屋的過程中,建築團對會盡可能組織受災社區民參與設計、規劃與施作。這樣,災後重建房屋的過程,同時也達成了災民在就業的社會目的、從而達成社會重建的更大的目標。同時,未來房屋若需要維修,所需的技術都是參與建造的住戶自己能夠掌握的,不假外求。

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為了這樣的目標,第三建築工作室的設計往往使用一些並不「田園風格」的材料與工法,例如,結構採用便宜、施作容易的C型鋼、用螺絲固定。類似這樣的技術決定,是考慮到一系列經濟、社會條件之下的結果,而絕不是單純的「技術問題」。

結論:科技與社會改造

在當代科技社會中,人們往往被教育、訓練、精細分工成為各種不同的角色──設計者、製造者與消費者;電子工程師與保險業務員;英語教師與泥水工,等等──而如果沒有有意識的追求突破,就一輩子只懂得自己被分配到的角色所知道的知識與技能。但是,我們又是處在一個科技產物無處不在的生活環境中,於是,許多人對身邊的科技產物要不是無法掌握而焦慮、就是盲目相信所謂「專家」、不然就是同樣盲目地排斥。總之,不可能理性地參與自己的生活環境的設計與打造。

「適當科技」運動所希望達成的目的,不僅僅是做出一些好的產品,而是希望能解決精細分工社會之下的民主問題。在這個運動成功的案例中,科技產品會永遠是為使用者服務的工具,而不是讓人類追趕不上的目標。

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科技、環境與社會:重新思考綠色設計

洪靖(荷蘭 University of Twente哲學系博士生)

自從工業革命以來,科技雖然大幅增加人類福祉,卻也為環境帶來嚴重破壞。在科學家不斷發現地球受損證據的同時,工程師嘗試設計更加環境友善(environmental friendly)的產品。在「從搖籃到搖籃」(Cradle to Cradle)──所有人工廢棄物都是新產品的資源,如同動物屍體最終可以滋養土壤──的理念啟發下,工程師與設計師都致力研發新的材料、規劃新的形式,盡可能使產品符合此一標準。一方面滿足人類需求,另一方面也不造成環境負擔。但是,面對環境問題,除了這樣的設計趨勢之外,綠色設計是否還有其他可能?面對人類與環境的複雜關係,綠色設計能提供什麼樣的幫助?本文將從建築設計的案例出發,輔以「科技與社會研究」(science, technology and society, OR, science and technology studies,簡稱STS)的角度,來討論當代綠色設計的另類方案。

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科技設備公司「台達電子」在台南科學園區的廠辦(後簡稱「南科台達電」),是台灣第一座拿下「黃金級綠建築標章」的科技廠辦(2005)。除了藉由簡單設計手法──例如錯落的陽台、內縮的窗戶、通風的結構…等等──來減少建築物耗電之外 ,1 建築師也透過「樓梯」與「電梯」位置的安排,在廠辦裡頭打造了一種「多走樓梯少搭電梯」的生活習慣。首先,台達電的大廳裡有一座黃橘色的鮮艷樓梯,彷彿正在「邀請」參訪者與廠內員工拾級而上(圖一)。許多報導稱讚這個「友善的樓梯」鼓勵員工利用樓梯通行,並且間接節省電梯的運作能源。這個「友善的樓梯」也成為台灣綠建築評估指標WHEE 2的加分項目之一,讓南科台達電在2009年晉升為「鑽石級」綠建築。然而,若是沒有「隱藏的電梯」,這個方案不算完整。

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與樓梯在中庭所佔據的位置相較,電梯的位置顯然比較不顯眼、直覺上也不方便(圖二)。根據調查,雖然樓梯位在中庭明顯的位置、也附上溫暖的色調,但假如沒有把電梯「隱藏」起來而是與樓梯並置的話,使用者對於樓梯的使用動機便會減低,使用頻率也隨之下降(洪靖,2009)。多數報導都只說了一半的故事,並未注意到隱藏電梯的所扮演的角色。也就是說,「多走樓梯少搭電梯」的生活習慣,單靠友善樓梯其實無法達成,而應該被視為友善樓梯與隱藏電梯作為一組「組合」(set)所產生的效果。「樓梯-電梯」就像蘿蔔與棒子的組合,在給予蘿蔔作為誘因的時候,也需要施以棒子作為督促的手段,只有當兩者搭配合宜的時候,才能產生出最好的效果。

一般的傳統觀點都把技術(artifacts)視為工具,它的效用為何端賴人們如何使用它。換句話說,技術是中性的。然而,在STS的觀點裡,技術物通常包含某種的特定要求與指導,就像戲劇「腳本」(script)要求演員照章演出一樣,技術物也會預先設定某種情境,「邀請」使用者配合行動(Akrich & Latour, 1992; Akrich, 1992)。例如,馬路上黃黑條紋的「緩速丘」(speed bump)促使駕駛放慢速度,以便在車身不受到過度振動的情況下通過,進而維持了交通流速的穩定與安全。它的功能如同站在路邊警察,但它卻不會偷懶也不會勞累,所以在英國甚至被稱為sleeping policeman。雖然多數時候,這種技術物的特質會被視為一種「權力的施展」(Foucault, 1977; Winner, 1986),但社會學者Bruno Latour卻認為技術物是社會組成中不能忽視的元素,而那些經常抱怨人類道德敗壞的社會學家,大多數都看錯了方向──只看人而不看物(Latour, 1992)。

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我們可以從這個角度,進一步來看「樓梯-電梯」設計帶給我們的啟發。就像緩速丘把急踩油門的倉促駕駛「轉換」(translate)成為車速妥當的守法駕駛,樓梯與電梯的搭配也把習慣搭乘電梯的員工轉換成為實踐環保的行動者。這個「方案」有兩層意義。首先,技術可以協助處理「大眾不環保」的問題。對於如何促進大眾的環保行動,通常給定的答案都是「教育」,然而環保意識的覺醒不代表環保行動的產生,例如就本案例來說,雖然台達電素來以環保教育聞名業界,但員工善用樓梯的動機幾乎不是出於環保意識,換句話說,純粹是「樓梯-電梯」這個物質安排催生了員工環保行為。如果傳統「環境教育」習慣採用「內在」的進路來試圖改變人們,那麼環境教育需要思考如何透過「外在」的方式來填補環境意識與環保行動之間的落差,甚至考慮讓「(人造)環境」本身成為教育的一部分。

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另一方面,「督促科技」可以成為綠色設計的策略之一。如本文一開始所述,綠色設計通常把目標對準「自然」,希望設計與製造對於環境友善的科技,但卻很少思考「人類」在其中扮演的角色──通常只是「需求必須被滿足」的背景條件。誠然,有一些綠色設計確實希望透過技術產品來促進人們的環保行為,例如,圖示清析的用電量表可以使用戶意識到耗電量的多寡,進而主動節省用電。然而,這類設計比較接近前述傳統環境教育的方案,必須面對比較大的意識與行動的鴻溝。本文強調的是一種比較「負向」督促方案,透過技術來「規定」使用者的行為,但卻不至於讓使用者感到不悅。 3這種瞄準「人類」的設計策略固然不容易,卻是綠色設計值得採納的思考方向,也是下一個值得設計師自我挑戰的目標。

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