隨季節變換的彈性城市

古語稱「屋漏偏逢連夜雨」，很適合描述21世紀人類面臨的一大永續挑戰，今年初，挪威難民委員會秘書長Elisabeth Rasmusson曾表示，「極端天氣日益強烈與頻繁，這股趨勢也只會繼續下去，隨著人類造成的氣候變遷威力日增，受影響與被迫撤離的民眾人數也會增加」。[1]

舉例而言，2010年全球共有4200萬人因天災撤離，其中估計九成是因為極端天氣，包括洪水、颶風與龍捲風。[2]

極端天氣趨勢進入2011年後依然不減，今年截至八月，美國「國家氣候資料中心」（NCDC）統計，美國已出現10起損失破10億美元的氣候災害，包括土撥鼠日暴雪、密西西比河洪災、南部平原／西南部旱災、熱浪與野火、多次大型龍捲風、颶風艾琳等，這些「超大災害」造成的損失極高，估計總額已超過450億美元。

2011年6月，美國南美以美大學的Bernard Weinstein表示，「美國經濟規模達15兆美元」[3]，能夠「吸收」極端天氣的成本，但若如氣候學家預期，超大天災發生頻率會和最近一樣頻繁，那麼很快就會出現赤字。

美國的情況在全世界亦然，亞洲受創尤深，多年來屢屢遭逢大水，亞洲對於水災並不陌生，史上多場嚴重洪水均發生於此，包括1931年中國江淮大水，死亡人數介於數十萬至四百萬之間，這起事件同樣是「屋漏偏逢連夜雨」，因為在水災之前，當地才歷經長達兩年的旱災。

氣候學家與氣象學家均詳細記錄這種澇旱或冷熱交替的現象，例如在17世紀，英國多次出現夏季大旱及冬季酷寒，甚至導致泰晤河完全結冰（1620-21, 1635, 1648-49, 1662-7, 1677, 1683-4, 1688-89, 1690-99）。

這種禍不單行的氣候事件不僅出現在科學或歷史文獻中，英格蘭民間向來傳說，「若十月莓果結實纍纍，當年必有寒冬」，人們若對此嗤之以鼻，應該回想一下，英國過去幾年秋季野莓收成豐碩，結果冬季確實格外寒冷。類似與自然相關的傳說還包括，「若秋葉遲落，冬季必寒」，以及「若飛鳥與獾在十月肥大，冬季必然凜冽」。

除了英國民間傳說，中國古語亦云「春到人間草木知」，同樣意指大自然能夠預期氣象變化，讓人更感好奇，為何野莓樹能準確預測未來天氣？植物顯然不斷與環境對話，察覺溫度與濕度微妙變化，也很可能在基因保有記憶力，可以為未來氣象預作準備。為瞭解為何莓樹結果會在酷寒前特別多，就得記住植物繁殖仰賴與其他物種的關係，包括昆蟲、鳥類及哺乳類都會傳遞及散播花粉和種籽，為維繫這些動物能夠生存，莓樹自然會結更多果實，增加動物體內脂肪應付寒冬。

動植物與氣候互動的經驗中，有許多值得人類研究學習之處，各國生態學家均已注意到，許多物種正隨著氣候遷徙，移動至過去寒冷不宜棲息之處，例如阿爾卑斯山脈高海拔地區的樹木日增，若比較古氣候與古生態資料，過去的生態系顯然能夠預測氣候變遷，但今日卻只有少數建築業者在研究，該如何運用自然智慧，在居住環境中增加面對極端天氣的彈性。社會普遍採用「一站式服務」的建築環境解決方案，而未思考其他可能的策略，讓高科技與低科技、自然與人工並存。

但多數人都同意，建築環境1.0模式無法因應極端氣象，除了諸多報告為證，住家、城鎮與生命淹沒在滾滾洪流的畫面，也不時成為國際新聞頭條消息，再加上全球經濟崩盤的眾多報導，讓許多國家瀕臨破產邊緣。

批評傳統建築環境模式輕而易舉，要找到新的替代方案則複雜許多，學界常鼓勵研究人員降至最低標準，一次解決一項個別問題，但氣象災害牽涉層面如此廣泛，這種各個擊破的策略根本行不通，日本於今年3月11日發生東北大地震與海嘯，雖然屬於地質災害，與氣象無關，但也證明許多建築物雖能抵擋芮氏規模九的強震，在海嘯面前卻不堪一擊。

我正在建構的「仿生學城市」概念，就是希望為大都市描繪一張藍圖，用彈性因應極端地質與氣象事件，這項概念曾在多場國際研討會發表，也曾撰寫多篇相關文章，常有人問我，「這座城市會是什麼模樣？」，但其實更重要的問題是「這座城市有何功能？」，因為只要形式能發揮功能，外觀並非重點，美學當然不可或缺，我知道環境樣貌與感受牽動居民心理健康，但假若身處在一艘即將沉沒的船上，一般人最在意的事，應該不是救生衣是否美觀，而是能否救自己一命。

話題回到野莓樹…它教導人類未雨綢繆必有價值，讓天然危險不會演變為天然災害，以樹木為例，亦即幫助授粉昆蟲及動物不會凍死。對於極寒天氣的市政規劃，英國通常停留在增加鹽巴存量，以便灑在路面上避免結冰，但去年冬天道路毀壞即造成價值130億英鎊損失，尤其英國經濟又仰賴英格蘭銀行採取量化寬鬆政策，當然值得研發可抵抗冷熱溫差的路面，例如運用與高山植物相同的耐冷熱材質，高山植物透過各種方式避免寒害，包括累積溶解物質、過度冷卻、脫水等。

Neil Spiller及Rachel Armstrong博士曾撰文表示，「多數建築仍是一堆愚笨、呆板的材料組裝而成，阻礙生態發展，根本問題在於，現今設計的建築都妨礙環境，缺乏有利環境的技術，我們必須開始發展新的建築典範與科技，能夠擁抱自然、與自然合作，而非企圖主宰自然」[4]。這項言論反映出愈來愈多跨領域研究者的思維都和我一樣，主張積極追求仿造生物行為的新型態建築環境科技。

「都會時代」網站近期將「仿生學城市」形容為「生物擬態幻想世界」，這個概念聽來或許充滿奇想，如同Roald Dahl在1964年的著作《巧克力冒險工廠》內容，因為我所描繪的大都市會改變形態與顏色，如同北半球的森林與草地會隨四季變換，聽來好似幻想，但相關科技其實已經存在，能讓科幻小說成真。

此類建築的一位先驅是英國建築師Cedric Price，他的知名作品即為暫時性建築，能夠持續變化；美國建築師Glenn Small在1965年將城市形容為「生物形態的生物圈」，是個近乎活著的生態系，以自然為終極科技[5]。賀伯曼（Chuck Hoberman）是「適應性建築」（Adaptive Architecture）領域大師，他和Craig Schwitter曾提到，「縱然新型被動式與節能系統已面世，多數建築仍未善用自然資源，適應性建築能改變形式、表面、內部空間，是能監控環境反應的智慧操控系統」。[6]

我曾形容「仿生學城市」從小處到大處皆模仿生物特性，其中適應性建築表面的範例，即為2010年威尼斯雙年展加拿大館內，Philip Beesley與Rachel Armstrong兩人製作的Hylozoic Ground裝置，兩人認為這件作品「是個母體環境，支撐各項反應行為及活性技術，是未來建築可能採用的自我更新機制第一階段」[7]，另有許多研究計畫都在思索，是否可能運用類似生物表面的材質，打造建築物內外。

各領域都開始出現類似突破與創新，例如感應、訊號處理、活動系統、人工智慧、數據資料、超級運算等，近年來拜新研究技術之賜，提升電腦處理能力，人類對於地球科學、地質活動、生態也更加瞭解，故串連各個節點後，建立仿生城市顯然也並非遙不可及。

人類今日竟然無法創造出能順應環境變化的城市，顯得相當諷刺，Rachel Armstrong博士即曾表示，「現代建築生產策略太過老舊，但其實有項技術，可能顛覆世界建築興建模式，而且比水泥發明的年代更久遠，這項技術即是生命」[8]。

另一項諷刺之處，則是許多人以視覺為先，都好奇「仿生學城市」的可能樣貌，但城市若真能仿效自然生態，隨著季節變換，那麼外貌當然在春夏秋冬皆有不同，而且每年也會因時間與條件而調整，因為氣象、地質與生態也會不斷波動。

在這樣的概念之下，人們很容易假設生態系統運作的方式，目前市面上愈來愈多開發案都強調「生物擬態」，但許多只是空有外觀，卻無實質科學研究為基礎，僅僅以藝術方式詮釋自然形態。

自然之美在於細節，也向來相當複雜，動植物與生態圈面對各種威脅，如極端天候、地質變動、疾病與掠食者，總是保持彈性運用各種策略，相較於人類傳統技術，這些策略顯得陌生又異常，但我認為也因此更加有趣而具有啟發性，適應性建築、生物擬態、活性材質、複雜適應系統等領域都發展迅速，未來隨季節變換的城市會有何面貌，目前還不完全清楚，但我相信這座城市必然會像奇花異草，令傳統人士感到耳目一新。

參考資料

[1] Haldorsen, K, 42 Million Displaced by Sudden Natural Disasters in 2010, Norwegian Refugee Council, www.nrc.no, June 6 2011.
[2] Haldorsen, K, 42 Million Displaced by Sudden Natural Disasters in 2010, Norwegian Refugee Council, www.nrc.no, June 6 2011.
[3] McNulty, S, US counts the cost of extreme weather, Financial Times, June 28 2011.
[4] Spiller, N & Armstrong, R, ‘It’s a Brand New Morning’, p17. Architectural Design, Vol 81, No. 2, ISSN 0003-8504, Profile No. 201, ISBN 978-0470-748282, March/April 2011.
[5] Small, G, Biomorphic Biosphere, Futurist Magazine, June 1977.
[6] Hoberman, C, Schwitter, C, Adaptive Structures: Building for Performance and Sustainability, Design Intelligence, August 11, 2008.
[7] Beesley, P & Armstrong, R, Soil and Protoplasm: The Hylozoic Ground project, p. 81, Architectural Design, Vol 81, No. 2, ISSN 0003-8504, Profile No. 201, ISBN 978-0470-748282, March/April, 2011.
[8] Armstrong, R, How Protocells Can Make ‘Stuff’ Much More Interesting, p. 71, Architectural Design, Vol 81, No. 2, ISSN 0003-8504, Profile No. 201, ISBN 978-0470-748282, March/April, 2011.

圖一：Philip Beesley與Rachel Armstrong在2010年威尼斯雙年展加拿大館製作的裝置
圖二：來自Flickr用戶howzey
圖三：Glenn Small「生物形態的生物圈」

作者：Melissa Sterry（英國格林威治AVATAR設計科學家、Earth 2.0計畫未來學家）