1、科技科技-科學與環境科學與環境第二章第二章上課班級上課班級:102授課教師授課教師:文定宇文定宇2-1科技與科學科技與科學一、自然世界與人造世界一、自然世界與人造世界在人類所生存的宇宙中，所有自然生成的，都是自然世界。透過人的努力（運用科技）所建造形成的，都是人造世界。由於人造世界是建立在自然世界裡，是侵占大自然而成，迫使大自然的力量不斷反撲。如果想要永續經營，人類所採用的科技，必須珍惜大自然。二二、科學的意義與做法科學的意義與做法科學是求真，科學是求真，主要是研究為什麼（），主要是研究為什麼（），對象是自然，對象是自然，方法採探尋、觀察試驗；方法採探尋、觀察試驗；成果是知識及理論，成果是知識
2、及理論，以及發現新的疑問（）。以及發現新的疑問（）。科學是想找出原理，科學是想找出原理，來解釋描述或預測；來解釋描述或預測；科學不一定要實用；科學不一定要實用；科學也大都以研究自然世界事務為主。科學也大都以研究自然世界事務為主。2-1科技與科學科技與科學科學的做法：科學的做法：針對要發掘的真相，針對要發掘的真相，提出假說，提出假說，借實驗來驗證，借實驗來驗證，以歸納出原理，以歸納出原理，最後才是用以解釋現象，及作預測未來之依據。最後才是用以解釋現象，及作預測未來之依據。二二、科學的意義與做法科學的意義與做法2-1科技與科學科技與科學科技主要是研究如何（科技主要是研究如何（HOWHOW）；）；是
3、想找出解答或方法，以解決問題。是想找出解答或方法，以解決問題。科技的對象是人造世界，科技的對象是人造世界，方法是設計創新及解決問題，方法是設計創新及解決問題，成果是產品及服務之創新。成果是產品及服務之創新。科技的目的，在於解決人類人造世界科技的目的，在於解決人類人造世界的問題，如何找出最佳程序方法，才的問題，如何找出最佳程序方法，才能有效運用資源及解決該問題。能有效運用資源及解決該問題。三三、科技的意義與做法科技的意義與做法2-1科技與科學科技與科學四、科技與科學的關聯與差異科學科學科技科技主要研究為什麼（主要研究為什麼（WHYWHY）？）？主要研究如何（主要研究如何（HOWHOW）？）？主要
4、研究想瞭解自然世界主要研究想瞭解自然世界主要研究想改造人造世界主要研究想改造人造世界主要想去瞭解機制（道理、原主要想去瞭解機制（道理、原則），以便能夠解釋、預測則），以便能夠解釋、預測想找出解答或方法，以解決想找出解答或方法，以解決問題（滿足需求），改造現問題（滿足需求），改造現況，且想能更有效的駕馭運況，且想能更有效的駕馭運用資源用資源科學主要採用觀察試驗科學主要採用觀察試驗科技主要採用設計及測試最科技主要採用設計及測試最佳做法佳做法科學不一定要實用科學不一定要實用科技切合實際需要（解決人科技切合實際需要（解決人類生存有關之實際問題）類生存有關之實際問題）2-1科技與科學科技與科學許多科技的
5、創新與改良並非依賴科學知許多科技的創新與改良並非依賴科學知識；世界有許多古代科技遺跡，在缺乏識；世界有許多古代科技遺跡，在缺乏現代科學知識的情況下如何建成的，至現代科學知識的情況下如何建成的，至今還是一個謎。今還是一個謎。很多科學知識都是在科技發展中發現的很多科學知識都是在科技發展中發現的，但是科學知識的確有助於科技的發展，但是科學知識的確有助於科技的發展跟進步。跟進步。進步的科技可以提供更好的研究工具，進步的科技可以提供更好的研究工具，加速科學的進展。加速科學的進展。五、科技與科學的關連五、科技與科學的關連2-1科技與科學科技與科學一、科技之演進科技的演進情形可以從以下三項觀察：【】科技產品
6、（工具與用品）【】科技服務與方法【】能源與資源之運用2-2科技的演進與發展科技的演進與發展可從人類如何運用資源解決生存問題的方法來檢視：、在使用能源方面之發展：由使用人力、獸力、風力、水力、太陽能等，發展到使用熱機、電力、核能等、在資訊處理方面的演進：由紙筆、算盤、計算器、進步到電腦等。、在通訊方面的演進：由烽火台、鑼鼓，進步到電話、收音機、電視、電腦網路、衛星通訊、手機等。一、科技之演進2-2科技的演進與發展科技的演進與發展、在自動化的程度：、在自動化的程度：由簡單的機構、電譯、簡單的單機控制，由簡單的機構、電譯、簡單的單機控制，演進到可程式控制器、演進到可程式控制器、機器人機器人、電腦等全
7、、電腦等全面自動化的控制。面自動化的控制。、在製作器物所用材料的演進：、在製作器物所用材料的演進：由木、石、皮革、銅鐵，進步到橡膠、塑由木、石、皮革、銅鐵，進步到橡膠、塑膠、合金及合成材料。膠、合金及合成材料。一、科技之演進2-2科技的演進與發展科技的演進與發展沒辦法開啟FLV檔案嗎?、在製造方面：、在製造方面：由工匠製作整個產品，由工匠製作整個產品，進入到零組件專業分工。進入到零組件專業分工。由接單承製由接單承製，進步到批次生產進步到批次生產、大量生產。、大量生產。由少樣多量，由少樣多量，進步到多樣少量，進步到多樣少量，更進展到能配合客戶不同的需求。更進展到能配合客戶不同的需求。一、科技之演
8、進2-2科技的演進與發展科技的演進與發展科技也在食衣住行育樂休閒科學研究方面，科技也在食衣住行育樂休閒科學研究方面，產生助益：產生助益：、科技使學習新知更容易、科技使學習新知更容易:如很多如很多網路新聞網路新聞、熱門話題、討論區等。、熱門話題、討論區等。、科技使個人財務處理工作更容易：、科技使個人財務處理工作更容易：如個人利用大哥大電話即可上網接受銀行如個人利用大哥大電話即可上網接受銀行服務。服務。、科技使電器更省能更有效：、科技使電器更省能更有效：如新型的省電燈泡，發電頻率高，可以省如新型的省電燈泡，發電頻率高，可以省電以上。還有新型的冷氣機，能源電以上。還有新型的冷氣機，能源效率高。效率高
9、。二、科技之創新發展2-2科技的演進與發展科技的演進與發展、新科技使車子更好用新科技使車子更好用：很多控制能自動進行，自動免除手動調整，如很多控制能自動進行，自動免除手動調整，如雨刷能自動調快調慢，椅背座墊能自動調回原雨刷能自動調快調慢，椅背座墊能自動調回原來的位置，車燈能自動調光。來的位置，車燈能自動調光。、新的科技使資訊與運輸相結合、新的科技使資訊與運輸相結合:汽車結合行動電話、語音辨識、汽車結合行動電話、語音辨識、衛星定位衛星定位等，等，而得以享用緊急救援、遙控、防搶、道路及時而得以享用緊急救援、遙控、防搶、道路及時資訊服務；另外配合掌上型電腦：，就資訊服務；另外配合掌上型電腦：，就可以
10、把汽車當做行動辦公室。可以把汽車當做行動辦公室。二、科技之創新發展2-2科技的演進與發展科技的演進與發展、新科技可使人們方便做旅遊規劃新科技可使人們方便做旅遊規劃：透過網路或旅行社，可預先對行程細節預透過網路或旅行社，可預先對行程細節預做規劃。做規劃。、新科技改變戰術思想及作戰型態：、新科技改變戰術思想及作戰型態：透過電腦及網路、資訊系統，將指揮員、透過電腦及網路、資訊系統，將指揮員、戰鬥員、武器系統，結合成有機整體。戰鬥員、武器系統，結合成有機整體。、新科技使人類更瞭解地球：、新科技使人類更瞭解地球：如美國探測船利用聲納探測海底深度，並如美國探測船利用聲納探測海底深度，並且可以詳細繪製完成完
11、整的海底地圖。衛且可以詳細繪製完成完整的海底地圖。衛星定位系統除了軍事用途，更可以用於氣星定位系統除了軍事用途，更可以用於氣象預報、廣播通訊、環境監測等功能。象預報、廣播通訊、環境監測等功能。二、科技之創新發展2-2科技的演進與發展科技的演進與發展當談論一項科技，如果不留意，可能會當談論一項科技，如果不留意，可能會分不清楚到底只是初步構想，還是已經分不清楚到底只是初步構想，還是已經發展成熟上市。發展成熟上市。因此我們需要一個指標因此我們需要一個指標來描述科技發展的成熟程度來描述科技發展的成熟程度（Technology Readiness LevelsTechnology Readiness L
12、evels，TRLTRL）美國太空總署對科技不同的成熟程度區分為九個九個階段。為求簡化，我們只介紹五個不同成熟度的階段。為求簡化，我們只介紹五個不同成熟度的等級：等級：三、科技之發展程度2-2科技的演進與發展科技的演進與發展、建構階段：、建構階段：已經建構出科技概念。如植物油分子的長鏈已經建構出科技概念。如植物油分子的長鏈變成短鍊，以取代柴油的構想。變成短鍊，以取代柴油的構想。、實驗室階段：、實驗室階段：已經能在實驗室證實可行已經能在實驗室證實可行。如年底。如年底美國喬治亞大學於實驗是已經培育出可以吸美國喬治亞大學於實驗是已經培育出可以吸收土壤中有毒元素坤的基因轉殖植物。收土壤中有毒元素坤的基
13、因轉殖植物。、原型階段：、原型階段：已經發展出原型，並且在相關環境測試成功已經發展出原型，並且在相關環境測試成功。如年初法國公司所研發的一種禽流感如年初法國公司所研發的一種禽流感原型疫苗測試成功。原型疫苗測試成功。三、科技之發展程度2-2科技的演進與發展科技的演進與發展、成品階段：、成品階段：已經在實際用途測試成功已經在實際用途測試成功。如。如年底南韓用手機看電視已經在首爾試撥年底南韓用手機看電視已經在首爾試撥成功。成功。、非常成熟階段：、非常成熟階段：科技系統早已上市成功運轉中科技系統早已上市成功運轉中。如晶片。如晶片卡系統，用來做信用卡的技術已經成熟卡系統，用來做信用卡的技術已經成熟。當敘
14、述科技發展時，必須留意，該科技已經當敘述科技發展時，必須留意，該科技已經成熟到何種程度。成熟到何種程度。三、科技之發展程度2-2科技的演進與發展科技的演進與發展人類的需求、意願、態度，會形成文化人類的需求、意願、態度，會形成文化也會影響他們的創造思考模式和能力，也會影響他們的創造思考模式和能力，影響政府的政策法律制度、影響教育和影響政府的政策法律制度、影響教育和科技研究的投資。若社會重視、經濟改科技研究的投資。若社會重視、經濟改善、教育改良、技術人力充足、科學工善、教育改良、技術人力充足、科學工程技術水準就會提高，科技就會較容易程技術水準就會提高，科技就會較容易發展進步。發展進步。科技發展的主
15、要活動包括發明家、研發科技發展的主要活動包括發明家、研發人員、企業家、政策決策者。人員、企業家、政策決策者。四、影響科技發展之因素2-2科技的演進與發展科技的演進與發展社會因素社會因素科學工程科學工程管理技術管理技術政府政府政策制度政策制度市場市場經濟因素經濟因素能源能源物質物質科技科技之之發展發展科技發展之有關因素科技評估（科技評估（technology assessmenttechnology assessment）是對科技發展應用現實狀況進行評估，是對科技發展應用現實狀況進行評估，並了解某一新科技，可能對社會、經濟並了解某一新科技，可能對社會、經濟、人文產生的影響。、人文產生的影響。科技
16、評估可以當作擬定科技政策和實施科技評估可以當作擬定科技政策和實施的依據。的依據。科技評估的範圍包括：科技評估的範圍包括：科技政策評估、計畫評估、機構評估、科技政策評估、計畫評估、機構評估、技術領域發展評估、專案評估、新技術技術領域發展評估、專案評估、新技術選擇評估、產品開發評估等。選擇評估、產品開發評估等。一、科技評估2-3科技的評估、轉移及管理科技的評估、轉移及管理科技轉移：科技轉移：協助學術機構或研究機構，找到合適的產業，協助學術機構或研究機構，找到合適的產業，把它的科技研究成果順利轉化為產品，行銷到把它的科技研究成果順利轉化為產品，行銷到市場。市場。科技轉移能夠幫助和促進使有創意的構想，
17、科技轉移能夠幫助和促進使有創意的構想，加速形成有價值的商品。加速形成有價值的商品。科技轉移配合科技之規劃、預測、創新及管理科技轉移配合科技之規劃、預測、創新及管理等，可使企業找出對有價值的科技成份，予以等，可使企業找出對有價值的科技成份，予以鞏固加強，形成企業的競爭核心能力。鞏固加強，形成企業的競爭核心能力。二、科技轉移2-3科技的評估、轉移及管理科技的評估、轉移及管理科技轉移假如做的好，有以下好處：科技轉移假如做的好，有以下好處：、學術界因為能找到較佳買主，而使其研發努、學術界因為能找到較佳買主，而使其研發努力，可以迅速得到報償，而業界也因為能夠力，可以迅速得到報償，而業界也因為能夠找到較具
18、創意的科研構想，所生產的創新價找到較具創意的科研構想，所生產的創新價值高，競爭力強。值高，競爭力強。、使創意商品化流程變的很順暢，誤解和、使創意商品化流程變的很順暢，誤解和錯失降至最低，生產成本也因此降低。錯失降至最低，生產成本也因此降低。、提供法律服務，幫助學術研究機構及設計者、提供法律服務，幫助學術研究機構及設計者，申辦而取得專利權或智慧財產權，也協助，申辦而取得專利權或智慧財產權，也協助對外授權發放許可，協助採取法律行動，保對外授權發放許可，協助採取法律行動，保護其應享的權利。護其應享的權利。二、科技轉移2-3科技的評估、轉移及管理科技的評估、轉移及管理科技管理必須先認清企業的科技資產科
19、技管理必須先認清企業的科技資產（擁有的核心科技能力），在進行規（擁有的核心科技能力），在進行規劃，設法使科技資產增大增強，以便劃，設法使科技資產增大增強，以便增加競爭力。增加競爭力。科技管理之內涵：科技管理之內涵：、認清科技資產：、認清科技資產：分析規劃預測，掌握最新科技動分析規劃預測，掌握最新科技動向，並預測未來科技發展走向。向，並預測未來科技發展走向。、訂定改革目標：、訂定改革目標：採取最有效策略來管理科技。採取最有效策略來管理科技。三、科技管理2-3科技的評估、轉移及管理科技的評估、轉移及管理、改採最新資訊科技：、改採最新資訊科技：來進行資料之收集、儲存、操作、來進行資料之收集、儲存、操
20、作、管理及展示；兼顧學術研究及工業管理及展示；兼顧學術研究及工業實務。實務。、取得新科技：、取得新科技：以採購、取得授權，或以合作發展以採購、取得授權，或以合作發展方式取得新科技；加強尖端科技之方式取得新科技；加強尖端科技之應用研究。應用研究。、開發新產品、新製程：、開發新產品、新製程：提高產品及服務之隊使用者的價值提高產品及服務之隊使用者的價值，改良製程提升競爭力，開拓新世，改良製程提升競爭力，開拓新世場，確保科技資產並爭取權益。場，確保科技資產並爭取權益。三、科技管理2-3科技的評估、轉移及管理科技的評估、轉移及管理SWOT是指分析各解決方案的：優勢（優勢（StrengthesStreng
21、thes；S S）劣勢（劣勢（WeaknessesWeaknesses：W W）機會（機會（OpportunitiesOpportunities；O O）危害（危害（ThreatsThreats；T T）三、科技管理2-3科技的評估、轉移及管理科技的評估、轉移及管理SWOT分析表解決之對策解決之對策（科技方法）（科技方法）明顯的優明顯的優點點明顯的缺點明顯的缺點可能帶來的可能帶來的好處好處可能帶來的可能帶來的危害危害1.2.3.人類對環境的汙染已經超過環境的自淨能力，人類對環境的汙染已經超過環境的自淨能力，造成生態環境開始劣化，使人類健康及生存受造成生態環境開始劣化，使人類健康及生存受到威脅。
22、到威脅。生態和環境的破壞生態和環境的破壞包括：包括：臭氧層破壞、溫室效應、酸雨、煙霧、臭氧層破壞、溫室效應、酸雨、煙霧、熱帶雨林之濫伐、土壤沙漠化、熱帶雨林之濫伐、土壤沙漠化、可耕地鹽化、海洋污染、水資源枯竭、可耕地鹽化、海洋污染、水資源枯竭、野生動植物瀕臨滅絕、有害廢棄物擴散。野生動植物瀕臨滅絕、有害廢棄物擴散。2-4-1 科技對環境的影響2-4科技對環境的影響科技對環境的影響及科技運用於環境保護及科技運用於環境保護一、科技之發展運用對生態環境的破壞科技越發達，經濟越成長，總體經濟規模越龐大，科技越發達，經濟越成長，總體經濟規模越龐大，消耗資源越厲害。消耗資源越厲害。科技之運用之所以對生態環
23、境產生不良影響，簡單科技之運用之所以對生態環境產生不良影響，簡單檢討如下：檢討如下：、科技的研發是需要大量能源的，但是總資源、科技的研發是需要大量能源的，但是總資源是有限的，必須競爭才能獲得。是有限的，必須競爭才能獲得。、科技研究必須分工專精，才能產生突破性的、科技研究必須分工專精，才能產生突破性的成功，由於過度專精，往往無法周詳的全面成功，由於過度專精，往往無法周詳的全面考慮後果，有可能故意或無意產生對人類的考慮後果，有可能故意或無意產生對人類的危害。危害。2-4-1 科技對環境的影響一、科技之發展運用對生態環境的破壞、科技先進國家較重視環保，對產業之污染、科技先進國家較重視環保，對產業之污
24、染管制較嚴格，而企業為了追求利潤、降低管制較嚴格，而企業為了追求利潤、降低生產成本，所以把污染較嚴重的傳統產業生產成本，所以把污染較嚴重的傳統產業移往落後國家去。移往落後國家去。、人類運用科技、活動範圍擴大，大量開採、人類運用科技、活動範圍擴大，大量開採能源，消耗物資，及恣意捕殺動物及魚類能源，消耗物資，及恣意捕殺動物及魚類，使動物棲息地變少，也使部分動物面臨，使動物棲息地變少，也使部分動物面臨絕種的危機。加上能源物質大量耗費，產絕種的危機。加上能源物質大量耗費，產生大量廢棄物，造成空氣、飲水、土壤及生大量廢棄物，造成空氣、飲水、土壤及海洋的污染。海洋的污染。2-4-1 科技對環境的影響、為了
25、滿足能源之需求，必須大量開採石化、為了滿足能源之需求，必須大量開採石化燃料，而不論開採或運輸的過程都會燃料，而不論開採或運輸的過程都會造成造成環境的汙染。環境的汙染。、為了發電，水力發電會影響河川水域生態、為了發電，水力發電會影響河川水域生態，火力發電會排放污染物，排出來的，火力發電會排放污染物，排出來的高溫高溫廢水會產生熱污染。核能發電的廢熱及核廢水會產生熱污染。核能發電的廢熱及核廢料，可能破壞海域生態及環境，或提高廢料，可能破壞海域生態及環境，或提高人們致癌的機率。人們致癌的機率。二、能源、運輸、製造、營建 對環境產生之衝擊2-4-1 科技對環境的影響、為了輸配電及供電，架設輸配線路及、為
26、了輸配電及供電，架設輸配線路及變電設備的噪音、振動、電磁波輻射變電設備的噪音、振動、電磁波輻射等，會破壞水土及環境景觀，對生態等，會破壞水土及環境景觀，對生態環境的影響。環境的影響。、製造工廠及營建工地不但產生廢棄物、製造工廠及營建工地不但產生廢棄物，其動力設備及所用的運輸機具也會，其動力設備及所用的運輸機具也會排放廢氣，且廢氣和水分子結合，會排放廢氣，且廢氣和水分子結合，會形成有害的酸雨。形成有害的酸雨。二、能源、運輸、製造、營建 對環境產生之衝擊2-4-1 科技對環境的影響、能源、運輸、製造、營建等活動，大量、能源、運輸、製造、營建等活動，大量使用化石燃料，排放二氧化碳等溫室效使用化石燃料
27、，排放二氧化碳等溫室效應氣體，加上森林被大量砍伐，造成二應氣體，加上森林被大量砍伐，造成二氧化碳的濃度增高，可能造成氣候變遷氧化碳的濃度增高，可能造成氣候變遷，導致各種天然災害。，導致各種天然災害。、營建施工常造成環境公害，譬如施工噪、營建施工常造成環境公害，譬如施工噪音與振動、空氣污染、水污染、廢棄物音與振動、空氣污染、水污染、廢棄物污染，以及排水溝阻塞等。營建廢棄土污染，以及排水溝阻塞等。營建廢棄土數量龐大，常見胡亂棄置，破壞生態景數量龐大，常見胡亂棄置，破壞生態景觀及水土資源，或導致土石流災害。觀及水土資源，或導致土石流災害。二、能源、運輸、製造、營建 對環境產生之衝擊2-4-1 科技對
28、環境的影響、施肥及農藥造成之危害：農藥噴灑時之微小粒子，以及氮、磷、鉀肥料之施放，都會造成空氣及河川的污染。、畜產養殖及漁業造成之危害：抽地下水，造成地層下陷，魚飼料、抗生素及豢養動物的排泄物，會造成水質污染。、醫療廢棄物及生物實驗室之廢棄物造成之危害若處理不當，不但會造成空氣和水土的汙染，甚至有可能引起細菌病毒的擴散。三、農業、醫療、生物科技發展 造成之環境危害2-4-1 科技對環境的影響一、一、運用生物科技於減低污染運用生物科技於減低污染生物科技可以用來分解污染物。有些污染生物科技可以用來分解污染物。有些污染可以利用廢棄物內部微生物以生物分解的可以利用廢棄物內部微生物以生物分解的方法來消除
29、，譬如染料沸水中的脫色菌、方法來消除，譬如染料沸水中的脫色菌、豬糞尿中的脫氮菌、油污污染土中的油污豬糞尿中的脫氮菌、油污污染土中的油污分解菌。分解菌。二、二、科技用於水土保持科技用於水土保持營建科技也可以用來加強水土保持及合理營建科技也可以用來加強水土保持及合理利用水土資源。譬如坡面治理工程、梯田利用水土資源。譬如坡面治理工程、梯田工程、溝道工程、蓄水工程、引洪漫地工工程、溝道工程、蓄水工程、引洪漫地工程、土石流排導工程等。程、土石流排導工程等。2-4-2 如何運用科技保護生態環境三、科技用於溫室氣體排放之減量三、科技用於溫室氣體排放之減量為了確保子孫後代仍能擁有良好的生態環為了確保子孫後代仍
30、能擁有良好的生態環境，國際開始合作處理全球性的環保問題境，國際開始合作處理全球性的環保問題。如。如京都協議書京都協議書，加強對溫室氣體的排放，加強對溫室氣體的排放管制。管制。四、四、做好環境規劃做好環境規劃環境規劃包括：生態環境保育規劃、自然環境規劃包括：生態環境保育規劃、自然資源再生管理、環境經營與規劃管理。資源再生管理、環境經營與規劃管理。環境規劃常採用地理資訊系統（）環境規劃常採用地理資訊系統（）處理各類地理資訊。處理各類地理資訊。2-4-2 如何運用科技保護生態環境最重要的科技可分為：最重要的科技可分為：能源與動力科技能源與動力科技運輸科技運輸科技製造科技製造科技營建科技營建科技資訊傳播科技資訊傳播科技農業醫藥生物科技農業醫藥生物科技2-5科技的範疇與分類科技的範疇與分類一、科技之分類資訊傳播營建運輸其他科技農業醫藥生物科技製造能源科技2-5科技的範疇與分類科技的範疇與分類二、各類科技相互間關係參考資料:參考資料:華興書局生活科技課本
