資訊科技與生活:有機式知識管理
個人的知識要能活用,才能成為眾人的智慧。要成就這樣的願景,當可依莊子〈養生主〉之見「緣有機以為經」,可以做知識管理,因而不斷的知識演進和轉換,便可產生如日本知識管理大師野中郁次郎所提的知識螺旋效應。
月份: 一月 2020
個人的知識要能活用,才能成為眾人的智慧。要成就這樣的願景,當可依莊子〈養生主〉之見「緣有機以為經」,可以做知識管理,因而不斷的知識演進和轉換,便可產生如日本知識管理大師野中郁次郎所提的知識螺旋效應。
自有人類文化以來,知識的體驗和實踐早已融入人們日常生活中。生活中的親身經歷可以轉化為「點滴在心頭」的個人經驗;累積的經驗經過時間的驗證,可以淬煉成「條理一致脈絡分明」的知識;眾人集思廣益的知識交流,又可以激盪出「靈光乍現」的知識創新。
智者把融會貫通的知識藉由著書立說外顯分享出來;而仁者生命風範的光華千古傳誦,留給世人「雖不能至,心嚮往之」的感化,也是內隱知識的實踐。由此可知,這些橫貫古今中外的生命哲理,都是由日常生活中的體驗逐漸累積昇華為「大智慧」,雖不是一蹴可幾,卻也不是抽象空泛或遙不可及。
循著內外之際、動靜之間的經驗知識轉化到智慧的過程,就是近代學者所說的「知識管理」;結合個人體驗而了然於心的領悟,就是「知識內隱化」;和人對談互動產生交流共識,就是「知識共同化」;而能有海納百川兼容並蓄的氣度,就是「知識組合化」;進而集所學大成著書立說「以言立人」,或者擇善固執地生命實踐「以德服人」的行動,都是「知識外顯化」。知識管理的「四化」過程順應自然,不假外力永續循環互用,憑藉著熱情和執著便可進行知識的活化和智慧的創造。
蘊藏的知識智慧俯拾即是,一如佛家偈語所言:「時時示時人,時人自不識。」每天生活中遭遇的人事物都是值得學習的對象,只要虛懷若谷打開心門,遵循自然法則,隨時隨地都可進行知識管理。這就是有機式知識管理的真諦,正如英國詩人布萊克所說「一花一世界,一沙一天國;君掌盛無邊,剎那含永劫。」(李叔同譯)自然的啟示讓虔心施教和虛心受學的人如飲源頭活水,得著更豐盛的生命。
融會貫通的知識組合
萬物生命的事理真相,浩瀚穹宇包羅萬象;文化演進的風華薈萃,亙古至今源遠流長。生在資訊科技日新月異的年代,學子汲汲營營於知識的洪流中,戰戰兢兢唯恐學習不足,有時甚至囫圇吞棗,自然無法透過思考融會貫通,漸漸對於所學失去樂趣和熱情,經過一段時日後便忘得一乾二淨。這樣的學習不僅無法學以致用,更遑論去蕪存菁凝聚成有條理的知識體系了。
莊子〈養生主〉所說:「吾生也有涯,而知也無涯。以有涯隨無涯,殆已;已而為知者,殆而已矣!為善無近名,為惡無近刑,緣督以為經,可以保身,可以全生,可以養親,可以盡年。」一語道破吾人欲以有窮盡的生命追求無止盡的知識,將會令人疲困;而明知如此,卻又一味追求,更是危險。正因為知識龐雜無窮,資訊良莠不齊,如何涉獵在浩瀚學海中,不隨波逐流,而能建構出自己「安身立命」的知識,益己助人,便成了知識管理重要的課題。
俗話說:「一樣米養百樣人。」每個人與生俱來的天賦特質不同,若能虛心受教於旁人的知識和環境中的各樣啟示,必能依自己的生活體驗整合出個人的知識理念,也就是個人的「知識地圖」是在「知識融合」過程中逐漸形成的。這樣的個人知識管理案例比比皆是。例如修理腳踏車的老闆,日積月累的「試誤經驗」豐富了他的知識地圖,在他的知識地圖中,任何腳踏車的毛病都有對應的解決方法。
可見除了學術殿堂中的正規知識學習外,生活周遭俯拾即是的故事都能激發我們學習的熱情,這熱情便是個人知識建造的動力。
心領神會的知識移轉
屬於技術型態的知識容易藉由文字和多媒體媒介保存和傳遞,例如技術文件、操作手冊等。但是屬於經驗型態的知識,如果只透過文字表達,容易落入八股的窠臼中,甚或造成「言者諄諄,聽者藐藐」的窘境。唯有身歷其境的學習,這類的經驗知識才能深入人心轉化成生命的智慧。古人所說「如人飲水,冷暖自知」,蘇東坡的一則故事正是這樣的一個例子。
話說蘇東坡喜修禪定,有天自覺對禪已有更深境界的體驗和領悟,於是寫下當時的心境:
「稽首天中天,毫光照大千,八風吹不動,端坐紫金蓮。」(註)
自己看了也覺得很得意,立刻派遣童子乘船過江,送給方外之交佛印禪師過目,讓他品評一下自己領悟的境界。佛印禪師看完詩文後,知道蘇東坡借佛菩薩比喻他自己的修行領悟,已經達到「八風吹不動的境界」。於是順手拿起一枝筆,在蘇東坡的詩上加了個斗大的「屁」字,然後請童子帶回去給蘇東坡。
蘇東坡原以為佛印禪師看完後,會讚美他一番,怎知打開回文一看,竟是個大紅「屁」字,不由得火冒三丈,破口大罵:「真是豈有此理,佛印欺人太甚,不認同我的見解也就罷了,竟然還罵人,我非得立即找他理論不可!」蘇東坡即刻渡江到了金山寺,誰知佛印禪師早已把大門深鎖,出遊去了。只見門板上貼了一付對聯,上面寫著:「八風吹不動,一屁打過江。」當下蘇東坡必是慚愧不已,自知修養的境界相差甚遠!
《六祖壇經》中有一段小故事,是另一個心領神會的例子:「一日……至廣州法性寺,值印宗法師講《涅盤經》。時有風吹旛動,一僧曰:『風動。』一僧曰:『旛動。』議論不已。惠能進曰:『不是風動,不是旛動,仁者心動。』一眾駭然。」
師生或同儕之間因緣際會的對話,也常有「心有靈犀」或「恍然頓悟」的新領受。這樣的學習通常能發人深省,並轉化為內在的智慧終身受用,這就是我們常說的「機會教育」或「知識共同化」。只是這樣的情境可遇不可求,而且彼此須建立在真誠信任的立場上,才能虛心接受這樣的交流,進而提升人生的視野。
師徒濡沫的知識傳承
智者隨著生活閱歷豐富,逐漸建構成龐大精深的知識體系,猶如知識迷宮一般,其中隱含錯綜複雜的關聯,非一朝一夕能融會貫通。唯有朝夕相處濡沫以對,在不斷見習和切磋中,才能領略智者內隱的知識和風範。傳統中國醫藥學便是一例。
傳說神農嘗百草,日中七十餘毒,這是中藥的開始;商周時代的甲骨文記載殷代武丁時期的許多醫學知識和醫學活動;春秋戰國時期的《黃帝內經》、《難經》,更詳細記載砭石治療的情形,是中醫醫理的始祖;東漢張仲景著《傷寒論》,是中醫理論的開始。
中醫以陰陽五行做為理論基礎,通過「望、聞、問、切」四診合參的方法,探求病因、病性、病位,分析病機和人體內五臟六腑、經絡關節、氣血津液的變化,判斷邪正消長,進而得出病名,歸納出證型,以「辨證論治」的原則,制定「汗、吐、下、和、溫、清、補、消」等治法,使用中藥、針灸、推拿、按摩、拔罐、刮痧、氣功、食療等多種治療手段,使人體達到陰陽調和而康復。
中醫療法在於「天人合一」的整體觀和「辨證論治」。古時書籍不易取得,且這些書籍光看文字就很艱深難懂,若沒有臨床經驗豐富的長者指教,更遑論應用了。由中醫治療感冒的程序可見端倪。中醫先觀察患者的氣色、聞氣味、詢問飲食作息等狀況後,再把脈探查患者內在的氣血循環。若病人的情況屬於太陽經證,外感風寒感冒,高熱無汗,病因是外受風邪,陽氣受阻,陽氣不能正常上升,必然不斷集聚而引致高熱;又因陽氣受阻不能衛外,人必然畏冷。這就是為什麼又發熱又怕冷的緣故。
中醫協助陽氣衝破阻礙,讓患者辛溫(更加發熱)解表(讓你出汗),汗出自然退燒,注意保暖,風邪一出,病情很快就能好轉。因為陽氣一通,高熱自然降下來,重運全身,可以衛外,就不再怕冷了。實際上患者就是需要發熱出汗,汗出陽氣跟著衝破阻礙,病症自然就好了。
因此中醫的療法是先找到病症的根本原因,再因勢利導的一種順勢有機療法。看診必須掌握藥、針灸、推拿、導引等綜合的治療手段,再根據病人的需要給予綜合的治療。也因此古人說:「及治病三年,乃知天下無方可用。」
這樣千頭萬緒的因果智慧,有時運用之妙存乎一心。小學徒跟在師父身邊天天心意更新,潛移默化中仍需觸類旁通的慧根,前人的智慧菁華終能「了然於心」,這也是「知識內隱化」的真意。古時武當、少林深山古寺中傳授師門絕學,今時校園內研究生跟著指導教授讀書研習,也有異曲同工之意。
著書立說的知識傳揚
個人生命歷練的菁華都可成智慧,只是這智慧或隱或現,或莊重或詼諧,以各種形式存在。經年累月的個人智慧藉著分享而成為眾人生命的亮光,讓施者和受者都得到造就。這亮光甚且由古照今流傳深遠。
例如遠在中國春秋時代,孔子周遊列國闡揚儒家的「有教無類」思想。不論貧富貴賤,年齡長幼,孔子一視同仁,予以施教,因此廣收學生 3 千人。而他的講學內容被集結整理成《論語》一書,對中國思想文化的發展有著深遠的影響,套用現代的學術用語可謂「知識外顯化」,也就是知識管理的濫觴。其中許多有關知識學習的理念,時至今日依然和時代相應,是契機契理的。
〈論語學而篇〉開宗明義說:「學而時習之,不亦悅乎?」又如〈為政篇〉說:「學而不思則罔,思而不學則殆。」我們很容易因一時的事件或閱讀一本書後,頗有一些領悟,而產生一些關乎人生的見解和想法。但那樣的領悟和想法,如果不能真正融入生命中,可能只是斷章取義所得的膚淺常識或道理,對智慧的增長並無大幫助,學習終究惘然。
如果要把道理真正融入生命中,往往需要持續反覆地思考,才會有助於人生智慧的增長。然若一味獨自思索,不能身體力行進而有實質的行為和體驗,則猶如「象牙塔的學習」,不能活學活用,徒使人精神疲怠失去學習的樂趣和動力。這就是儒家強調「知行合一」的知識學習的原因。
相對於儒家而同處春秋戰國之際的道家老子,則闡揚「天法道,道法自然」的返樸歸真、自然無為的學習。老子《道德經》(一章)言:「道可道,非常道,名可名,非常名。無名天地之始,有名萬物之母。」「道」就是世間萬物的本體,其師法自然,無所不在並與人共存,貌似虛無卻隱含無窮潛力。每個人應以開放的心靈和誠實面對自然的啟示,倒空自我方能開發生命的廣度和深度,達成天地人我融合的境界,因此道家推崇「自然啟發」的潛能學習。
除了前述的儒、道學說外,先秦諸子百家的論著汗牛充棟,各家對宇宙自然的體認又有異同,能流傳古今中外,必是禁得起考驗的知識。但是學子常常迷失其中,為了考試強背硬記痛苦異常,卻對生命一點幫助也沒有。所以如此,是因為生命的歷練不夠,也就是說在他的知識結構中缺少了能和所讀的詩書連結的經驗,自然無法引起共鳴。沒有「感同身受」的學習,就不會有「心領神會」的體悟,到頭來不過是排列組合的知識複製而已。這種「知識缺口」,唯有待人生經驗豐富後才能改變生命的光景。
源遠流長的智慧
「取之自然,用之自然」,宇宙才能永續,生命的意義也是如此。我們兩手空空來到這個世界,領受了父母的養育,師長朋友的知遇扶持,同伴的激勵提攜,豐富了我們的生命。一路走來雖有考驗,但如把天地先人的智慧真理當作我們腳前的燈、路上的光,必能柳暗花明拓展個人的視野。
個人的知識要能活用,才能成為眾人的智慧。要成就這樣的願景,當可依莊子〈養生主〉之見「緣有機以為經」,可以做知識管理,因而不斷的知識演進和轉換,便可產生如日本知識管理大師野中郁次郎所提的知識螺旋效應。這種效應一如宋朝理學家張載所立「為天地立心,為生民立命,為往聖繼絕學,為萬世開太平」的大氣魄,留給後人的是源遠流長的智慧。
知識傳承的真意
註:所謂八風,是日常生活中經常遭遇到的八種境界的風,分別是「稱、譏、毀、譽、利、衰、苦、樂」。
景氣衰退使得消費者待在家裡的時間增多,網路世界的虛擬商品反而出現「愈冷愈旺」的景象。虛擬商品的銷售無疑變成電子商務業者的新契機。
虛擬商品
傳統上許多學者對於商品都有相似的定義與見解,認為一件事物無論有無實際形體存在,只要具有實體貨幣價值可供交易以滿足消費者的需求,都可稱為商品。隨著科技的進步,無形商品不只限於服務與其他勞務,也包括網際網路上傳輸的影像、聲音、軟體、檔案、知識、資訊,甚至線上遊戲的虛擬寶物等以數位資料形態存在的無形產出。
這些無形的數位產出和一般商品一樣能夠滿足消費者的某種需求,因此對消費者而言,數位產出和一般商品同樣具備特定的實際貨幣價值,可以成為交易的客體,我們稱為數位商品。其中有些數位商品雖然可經由現實世界(傳統商務)或網際網路(電子商務)的交易平台,進行買賣交換,但也僅能靠電腦網路而無法經由 DVD、錄影帶等實體的載體來傳遞使用,這一類數位商品就是所謂的虛擬商品。
經過近年來的發展,虛擬商品已衍生出眾多種類。比方說,目前十分受國內網友歡迎的線上遊戲虛擬貨幣、虛擬寶物、虛擬道具等。此外,在線上交友網站,也可找到能凸顯個人特色的虛擬造型、背景等商品,例如奇摩網站推出的造型精靈,愛情公寓的個人造型、特殊背景,小窩家具等。網友也可飼養虛擬寵物,並與他人線上互動,以增加人氣和曝光率,藉此滿足個人在網路上的社交與娛樂需求。簡言之,在網路世界中,虛擬商品可說已被廣泛使用。
網際網路與虛擬商品
近年來網際網路已成為日常生活中重要的一環。資策會的調查指出,至 2008 年 3 月 30 日為止,我國有線寬頻用戶已達466萬戶,學術網路(TANet)用戶有 448 萬人,經常上網人口已突破 1,000 萬人。換言之,臺灣有一半的人是屬於經常上網人口,這比率可說相當高。
此外,資策會所做的電信平台應用發展推動計畫的結果,也顯示臺灣網際網路發展表現相當出色,寬頻用戶普及率在亞洲僅次於南韓及香港,世界上排名第 12。至 2006 年 8 月,家戶連網普及率高達 72%,在家上網的民眾甚至高達 92%。這些數據顯示網際網路不但普遍被民眾接受,且已融入生活中。我們在網路上與他人互動,透過螢幕把世界另一端的友人拉進我們的生活圈,網路的確與我們的生活息息相關。
隨著「無線化」與「行動化」的連網技術日趨成熟,網際網路可以在不受時空的限制下使用,更加速了資訊產業的發展。各式各樣的虛擬商品也更被廣為使用、買賣和散布,而依附於網際網路的娛樂產業也如雨後春筍般竄起。資策會的調查報告顯示,線上遊戲於 2000 年開始發展時,全球僅有1億3千5百萬美元的營收。但至 2006 年,營收已超過 25 倍,達到 33 億 9 千 5 百萬美元。這些數據顯示以網路為基礎的娛樂產業前景十分看好,未來數年應該還能帶來巨大的利潤與成長。
虛擬商品特性與顧客需求
整合學者專家對產品下的定義,產品是「可辨識的形式所集結而成的一組屬性」,且產品是「各種有形、無形屬性的集合,包括了包裝、顏色、價格、品質、品牌,以及行銷者的服務和聲譽」。網路上使用的虛擬商品,無論是線上遊戲的虛擬寶物或是愛情公寓付費購買的小窩布置道具等,雖不具備實體形式,但是消費者付費取得某種特性的商品,也可感受到虛擬商品帶給自己的價值和滿足,這是虛擬商品與一般產品相同之處。
然而,虛擬商品與一般產品仍有不同之處,從商品特性可以窺見一二。一般而言,虛擬商品有下列幾點特性:
不會耗損,可永久保有其品質與形式 虛擬商品由於不會耗損,因此製造完成後,其形式與品質便可以永久維持,不會因為產出或複製而降低。
可輕易複製 由於虛擬商品由數位資訊所組成,第一次開發製造的成本雖然較高,複製這類商品卻相當快速容易,而且一再地複製也不會降低品質。因此,對虛擬商品的開發廠商而言,再製的邊際成本幾乎是零。
透過網際網路傳輸,轉移成本極低 相對於虛擬商品,傳統實體商品雖然也可透過網路販售,但仍須支付一定的運輸費用,透過實體通路把售出的商品運送給消費者。虛擬商品的運送過程則是經由網路來傳輸,沒有顯著的轉移成本。當虛擬商品有瑕疵需要退貨或換貨時,也可以透過網路立即確認處理。因此相對於實體商品,虛擬商品的相關服務具有較高的效率。
不斷的客製化以迎合消費者的需求 由於虛擬商品具有個人化的特性,能帶給消費者心理上的利益,因此虛擬商品必須不斷依消費者的需求而客製化。而資訊科技的進步,使得虛擬商品容易客製化,為每個消費者量身訂做其所需,克服了傳統商品客製化成本較高及效率較低的缺點。
虛擬商品能滿足的需求,大致可分為下列兩點:
時間與技能的缺少 以線上遊戲為例,若玩家想要變得比他人更有功力,除了需要多花時間磨練技能外,也可透過花錢購買高等級的虛擬設備、虛擬資源等。也就是說,在虛擬世界中,玩家為了以較短的時間達到更高的電玩等級,可藉付費取得更有價值的虛擬商品。
與他人互動的社會性需求 線上遊戲的玩家在虛擬世界中與其他玩家一同參與遊戲,並交換或購買寶物、道具、服飾等各式各樣的虛擬商品。在與他人互動的過程中,除了提升技能外,玩家也會努力達成在虛擬世界中更高的地位。因此可以說虛擬商品扮演了促成玩家互動的媒介,簡言之,玩家可以透過與眾不同的服裝、裝備等物品來彰顯自己。
不僅是線上遊戲如此,交友網站上必須付費購買的道具也是如此。像愛情公寓擁有特殊的道具或小窩商品,可以增加使用者的人氣。此外,玩家間除了相互交易自己擁有的虛擬商品外,也會互相分享虛擬商品的使用心得。而玩家也利用虛擬商品本身具備的符號意義,把自己的虛擬身分塑造成自己想要的樣子,並期望得到他人的認同。
這一類正式與非正式的互動,顯示了虛擬商品的使用存在著網路效應。簡言之,虛擬商品的價值與帶給使用者的效用,會隨使用人數的增加而提升,進而給原使用者帶來正面或負面的影響。
虛擬商品的商機
由上述介紹可知,虛擬商品的銷售無疑變成電子商務廠商的一種新契機。目前,虛擬商品廠商的營利方式大致有兩種,其一是消費者支付金錢購買使用商品的時間,例如線上交友網站向會員收取月費。另一方式是透過各種銷售通路,向使用者零售其所需的虛擬商品,例如線上遊戲的虛擬寶物、虛擬道具等。
而使用後者的消費者,除了可以在網路上透過廠商提供的購買機制直接採購商品外,也可用下列方式透過實體通路購得:透過便利商店、書局等實體通路購買虛擬商品(例如線上遊戲的虛擬寶物包)的條碼,然後在遊戲過程中輸入條碼以取得虛擬商品;廠商直接販售可在虛擬世界中交易的虛擬貨幣(例如愛情公寓的i幣),消費者透過轉帳、便利商店繳費、信用卡付費等方式,向廠商購得虛擬貨幣,然後在虛擬世界中利用這些貨幣做為與廠商或其他消費者交易的媒介。
目前在一些收取固定月費方式營運的線上遊戲或線上交友的網站中,雖然允許消費者在不需支付任何費用的情況下,加入為會員並使用某些免費的基本服務和資源,但廠商並未因少了月費收入而難以生存,營收反而更勝以往。因為在虛擬商品的零售上所獲取的利潤,甚至超過了固定月費的收益。
虛擬商品的經濟規模因採行了「免費使用」策略而擴大許多,甚至出現僅以販售虛擬商品營利的免費線上遊戲及免費交友網站。電子商務時報的一篇報導中便指出,採取「免費使用」的策略,較容易聚集大量人氣,對廠商來說,人氣就是買氣。參與其中的消費者儘管不是每個人都會花錢購買虛擬商品,但對廠商來說,只要有特定比率的消費者願意付費購買商品,累積起來的營收就相當可觀。
以線上遊戲為例,消費者可能基於下列理由而願意購買虛擬商品:為了使其在虛擬世界中造型與眾不同;方便線上遊戲的進行與升等(過關);滿足自己的優越感。
至於那些不願支付金錢給廠商的消費者,在逐漸熟悉虛擬世界的一切之後,面對廠商所推出琳瑯滿目、須付費才可取得的各式虛擬商品,也會逐漸受到吸引。尤其是追求流行的年輕使用者,一旦對遊戲或交友網站產生了黏性,或是所謂「上癮」的狀況,就會使他們更樂於購買新奇、珍貴的虛擬商品,好讓他們在其他使用者面前能擁有優越感或取得認同。
對廠商來說,在一個既有的基礎下,設計並複製各式新奇的虛擬商品所需的成本,相較於未來可得的收益,可說是非常有限,廠商自然樂於提供各式虛擬寶物和道具給消費者。儘管如此,對虛擬商品堅持一毛不拔的消費者依舊存在。然而,這些消費者對於廠商來說反而有存在的必要,其原因在於「相對稀有性」的概念。虛擬商品必須付費購買的誘因,就是因為擁有較多較好商品的消費者,與周遭沒有虛擬商品者相較會顯得與眾不同。因此,不願花錢者越多,這些捨得花錢者在虛擬世界中便顯得更有身價。
舉例來說,在著名的交友網站愛情公寓中,不光是虛擬道具,許多功能與服務,例如廣受歡迎的虛擬寵物房、公寓小窩、個人造型等,大部分的功能都需要付費購買。不願付費者僅能使用基本功能,許多樂趣都無法享受,也不能顯示出自己的與眾不同。反之,願意付費者,其虛擬的公寓小窩中則充滿了各式新奇的限量道具,能夠吸引眾人的目光,人氣自然遠高於不願付費者,並充分滿足自己在虛擬世界中與他人互動的需求。
綜合上述,可以了解人們在網路世界中經由虛擬商品的使用,能夠進行人際互動,並互相交換種種訊息,包括虛擬商品的相關資訊,例如商品可以帶給消費者何種幫助,以及虛擬商品交易的相關訊息,包含消費者彼此之間的交易,和消費者與商品廠商之間的交易。
無論是以實體貨幣交易還是以物易物,虛擬商品的存在,確實在某種程度上促進了人們在虛擬世界中的互動,這些互動也進一步促進了虛擬商品的交易。因此,人們在虛擬世界中進行互動的需求與虛擬商品的交易,是相輔相成的。
這些現象給予我們許多啟發。比方說,虛擬商品客製化與消費者的社會互動需求有何關係,以及如何利用虛擬商品客製化與玩家間社會互動的連結來改善虛擬商品,使其更能滿足消費者的需求,提升顧客滿意度等,都是相當有趣的議題。
然而,現今關於虛擬商品的研究多半著眼於商品的交易機制、相關法律問題及促銷策略,有關消費者的滿意度和購買行為的關係,則較少有人著墨。要怎麼做才能讓消費者更滿意?要怎麼做才能讓消費者心悅誠服地打開荷包?若不了解兩者的關聯,則可能會使新開發的虛擬商品難以滿足消費者瞬息萬變的需求,這是一個打算從事虛擬商品交易的企業或個人必須好好思考的問題。
現代科技使許多人喜歡選擇少睡或不睡來消遣整晚的時間,尤其網路上許多資訊都在向人招手,鼓勵人熬夜。許多老師都感嘆,學生熬夜上網的結果,白天的表現就不好,希望學生作息正常。
現代科技使許多人喜歡選擇少睡或不睡的方式來消遣整晚的時間,尤其網路系統發達後,網路上許多資訊似乎都在向人招手,鼓勵人熬夜去探索無限寬廣的世界。許多老師都感嘆,學生熬夜上網的結果,白天的表現就不好,苦口婆心地希望學生作息正常。矛盾的是,繁重的工作量使得有些老師自己也常熬夜。
然而這些老生常談的金玉良言,對學生很難有規勸的效果,對需要熬夜的老師也不具說服力。看在認知心理學家的眼裡,會希望能有更充分的科學支持,讓看似陳腔濫調的話有新的力量為後盾;或者,熬夜後所犯的錯誤至少也要找到補救的方式。
原中正大學心理系的謝淑蘭教授(目前任職於成功大學心理系暨認知科學研究所),專長在人類認知功能,原同系的蔡玲玲教授,則以大白鼠來研究動物的睡眠行為。蔡教授注意到在人的睡眠研究中,還沒有探討過睡眠被剝奪者的錯誤監控,因此找謝教授一起設計實驗。
在她們之前的研究已經觀察到,人類的行為監控系統,會讓個體在快速反應作業中一旦發現錯誤時,下一項作業的反應時間會變慢,這被視為個體發現錯誤之後的自我調整和補償機制。而電生理方法還可看到受試者在發現錯誤之後,額葉中央會出現一明顯的負波(ERN),稍後還會在頂葉區域產生一個明顯的正波(Pe),這二者是探討錯誤監控歷程的重要電生理指標。
謝教授等人想安排睡眠剝奪者來參與實驗並不容易,因為要找自願者來實驗室,在人監控下整晚都不睡,然後再於隔天去做修改版的「旁側夾擊作業」。這樣的安排是讓受試者在電腦螢幕前面,根據螢幕出現的箭頭左右方向或某些英文字母,決定左手或右手按鍵。在目標訊息旁邊會有一些其他的干擾,有的會和目標一致,有的則會相反,因此受試者要有相當程度的專心才不至於做錯。
另外,還需找一天正常睡眠的日子,再做一次相同的測驗。實驗還要求在操控這一天前的一周內,一定要按照規律的作息有正常睡眠,好讓影響的因素單純化。
謝教授等人的一系列研究得到非常豐碩的成果,這裡簡單列舉幾點。首先,並不是任何一種難度的作業都可以看到睡眠被剝奪者的反應正確率下降、錯誤率上升、忽略未答的比率提高,且都達到統計上的顯著差異。謝教授認為可能是作業難度也有影響,目前看來過於簡單的差異會比較明顯,有點難度的反而差異不大,或許這時受試者必須提振起精神,因此認知功能會被激發到某種程度而驅走睡意。
另外便是睡眠被剝奪者的 ERN 和 Pe 的振幅都會縮小,但是 Pe 縮小的幅度未必達到統計上的顯著差異。這顯示認知功能並不會全面受到睡眠剝奪的影響,其中應該還有許多值得探討的地方。
謝教授還分析錯誤產生之後下一題的錯誤率,發現睡眠受剝奪者的錯誤率會有增加的情況,意味著這時個人犯錯之後自己提醒調整行為的能力變差,比較不能如同睡眠正常時察覺自己出錯而加以提醒。因此這種情況容易導致一錯再錯,如果出現在真實情境中,恐怕會造成非常大的傷害。
謝教授等人最新的研究有個特別的操作,就是在測驗前多加一句指導語,告訴受試者:「等一下測驗時,你如果發現錯誤,請馬上校正。」結果顯示,只要這樣外在明確的一句話,就能使得受試者的錯後調整行為無論在睡眠有無被剝奪時,都可達到一定的水準。
因此謝教授了解到,睡眠被剝奪後錯誤監控與即時調整的能力雖會下降,但如果能有適當的外在提醒,他們還是有可能自我發現而校正回來。因此她覺得重要的工作場所,應該舉目所及都有警語提醒工作者:「如果發現錯誤,請立刻修正。」這樣或許無法避免犯錯,但是可藉由個人的認知監控系統及時校正,避免產生無可挽救的錯誤,或許可謂「不怕念起,只怕覺遲」。
不過謝教授認為還是那句老話:「不要熬夜。」從事睡眠研究之後,謝教授觀察到睡眠被剝奪者會有些特殊的行為,她不只在學生身上看到,甚至開會時在同事身上也可看到。雖然這些人還是會誇口,自己整夜沒睡或只睡 2 ~ 3 個小時但精神很好,謝教授卻從專業觀察中擔心其決策品質可能下降了都不知道。學生還好提醒,但誰願意去提醒自信滿滿的同事呢?
三種人造甜劑的「發明」都是意外的「發現」,但發明者能有「準備的心」,當意外嘗到甜味時,能進一步追查、精煉、用心再合成,這些都符合科學家的研究精神。
化學家常常要做很多實驗才能找到所要的產物,把 A 加上 B,在不同條件下(如溫度、壓力、pH 值、溶劑等)可能產生不同的產物。但在化學史上,有許多產物是無意中發現的,現在就讓我們來看 3 個人造甜劑:糖精(Saccharin)、Sucaryl 及 NutraSweet(也稱 Equal)的發明經過。
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天然的甜劑以蔗糖為主,是葡萄糖和果糖結合形成的。人體藉由胰島素把葡萄糖帶進細胞當作養分,但有糖尿病的人缺乏胰島素,無法代謝葡萄糖,糖分就滯留在血液中,最後以尿液的形式排泄,因此有糖尿之稱。人造甜劑的發明,使得患糖尿病的人也能嘗到甜頭。第1個人造甜劑是糖精,化學學名是苯甲醯正—磺胺;其次是 Sucaryl,學名是六環烷磺胺鈉;最後的 NutraSweet 是阿斯巴甜,學名是 N- (L-α-aspartyl)-L-phenylalanine,1-methylester。
發明者
這3種人造甜劑都是在美國發明的。糖精的發明專利是由法堡(Constantin Fahlberg)於 1885 年獨得,法堡是約翰霍普金斯大學的化學研究生。Sucaryl 的發明專利是由史偉達(Michael Sveda)於 1937 年申請得到的,當時史瓦達是在伊利諾大學化學系攻讀博士學位的研究生。NutraSweet 是由謝拉特(James Schlatter)於 1965 年申請發明專利,謝拉特是瑟爾藥廠(Searle)的研究員,擁有博士學位。
靈機一動
這 3 種人造甜劑都是無意中發現的,再進一步測定、精製、合成而申請到專利。先來看法堡是如何發現糖精的甜味。有一天晚上,法堡在家裡用晚餐,他發現手裡拿著的麵包有甜甜的味道。他就隨口問老婆是否加了糖或用特別方法做的,老婆說還是用和往日一樣的麵粉,也沒有加什麼特別成分。他的老婆抓了一塊麵包嘗嘗,卻沒有什麼味道,她說大概法堡在實驗室忙壞了吧。
法堡覺得奇怪,就用肥皂把手洗乾凈,再抓另外一塊麵包嘗嘗,這次沒有甜味了。因此法堡斷定甜味是來自他的手,猜想是下午在實驗室沾到什麼藥品得來的。吃完晚餐後,甜點也沒吃,他就跑回實驗室尋找甜味的來源。
他把那天下午碰過的藥品和產物一個個找出來,然後用手指沾一點嘗嘗味道,發現甜味是來自他正在合成的化合物苯甲醯正—磺胺。他就把它命名為 Saccharin,取自拉丁文 saccharum,是蔗糖的意思。後來發現糖精的甜度比天然蔗糖要高三百多倍,是世界上最甜的化合物。當時法堡的博士論文指導教授是雷姆先(Ira Remsen),雖然師生曾經共同發表過糖精的合成論文,法堡卻獨自申請專利。
再來看 Sucaryl 的發明。當時史偉達是在伊利諾大學化學系攻讀博士學位的研究生,他的研究工作是藥物合成,尋找可以殺死細菌的磺胺藥品。史偉達是個抽煙斗的人,但 1936 年俄亥俄州患水災,煙草都泡了湯,因此有一陣子煙斗用的煙草都有霉味,史偉達只好改抽香煙。但他不喜歡香煙,因為抽煙斗可以咬煙管過癮,抽香煙只能咬煙頭,很不過癮,常常煙頭煙紙都是濕濕的。
1937 年的一個下午,在做實驗時,他把抽了一半的香煙放在實驗檯上,做了幾個步驟的實驗後,又拿起香煙再抽,卻發現有甜味道。他就開始找甜味的來源,把那天下午動用過的藥品都找出來,然後一一試味道,結果發現是來自他剛合成的一些六環烷磺胺鈉結晶體,是屬於 cyclamate 族的化合物,史偉達把它命名為 Sucaryl。
Sucaryl 的甜度比天然蔗糖高三十多倍,但比起糖精的甜度還差十倍,因此當時沒有人問津。不過食用糖精後會有苦味,而且糖精的甜度在加高溫後會大降,後來就有公司把糖精和 Sucaryl 混合當甜劑,風水輪流轉,Sucaryl 也變得很普遍。但是到了 1970 年代,動物實驗發現糖精和 Sucaryl 會引起膀胱癌,美國食品藥物管理局就開始禁止製造。
最後來看 NutraSweet 的發明。發明者謝拉特是瑟爾藥廠的研究員,他的工作是抗癌藥物的合成。1965 年他在實驗室做一個加熱反應實驗,不小心碰到反應瓶,把一些溶液潑到瓶外。後來他把反應瓶拿到別的櫃檯上,剛好有一張紙掉到地上。他想去撿那紙張,因此先用口水舔一下手指再彎腰去撿,但發現手指有甜味。謝拉特注意到剛才潑到反應瓶外的一些溶液已經產生結晶粉末,他的手指曾經沾到那溶液,他推測一定是那反應產物帶來的甜味。進一步地嘗試,果然不出所料。他就把它命名為 NutraSweet。
NutraSweet 的化學結構是由二個胺基酸(aspartic acid 與 phenylalanine)組成的,目前還沒發現會對人體造成任何危害,是最常用的人造甜劑。
擊掌回響
雖然這3種人造甜劑的「發明」都是意外的「發現」,但發明者能有「準備的心」,當意外嘗到甜味時,能進一步追查、精煉、用心再合成,這些都符合科學家的研究精神:在有甜味的前提下,重複求證,最後得到一致的答案。但是這3種人造甜劑的化學結構完全不同,為什麼會有甜味是一個謎。後續的突破的故事會報導,近年來科學家如何利用基礎科學去探討甜劑的結構。
深度閱讀
利用新的嗅覺和味覺的研究成果,我們可以在食品中加進味道調劑品,就能騙過味覺,產生各種甜、酸、苦、辣、鹹的感受。
上一期提到的「人造甜劑」的化合物都是意外發現的,可以說是天上掉下來的禮物,發明者並不了解為什麼這些化學分子會有甜味。人用嗅覺判斷食物是「香」(如香噴噴的炸雞塊)或「臭」(如臭豆腐),接著用味覺嘗出食物的味道,這些味道的感覺是經由嗅蕾(鼻腔)和味蕾(舌頭)的反應,傳遞信息到腦細胞形成的。近年來的生物醫學對嗅覺和味覺的研究有突破性的發現,也找到控制食物味道的新途徑和新的化合物。
嗅覺
2004 年諾貝爾醫學獎的得主是兩位研究嗅覺的科學家:艾克謝爾(Richard Axel)和巴克(Linda Buck)。他們從「嗅覺受體」(receptor)及嗅覺細胞的訊息傳遞機制,找到負責嗅覺受體的 1,000 個基因。這些受體位於鼻腔上端的內皮層薄膜,能感受外來的氣味。每一嗅覺受體只能感受到幾個氣味,而 1,000 個嗅覺受體可以偵測到幾千種的氣味。嗅覺受體屬於G蛋白連接受體(G-protein-coupled receptors),它會打開離子管道(ion channel)傳遞嗅覺訊息。
他們找出嗅覺傳遞的機制。當空氣中的「有味」分子由鼻孔進入而和嗅覺受體結合時,就會活化嗅覺細胞而開始傳送電波到微型嗅球(glomeruli,嗅蕾的所在地),最後傳到幾個腦神經部位。腦皮層會把每一種傳送到的氣味整理歸檔,把這氣味的記憶留存在腦海。譬如你曾經嗅到死魚,下一次你聞到類似的發臭氣味,不用看就可猜到那是死魚的氣味。又如果你吃過一次又香又好吃的甜點,常會使你念念不忘。這也是為什麼人類能夠有意識地體驗到春天的紫丁香花香,並在其他時候記得這嗅覺記憶。
最近化學家也研發出「電子鼻」(electronic nose),用化學分析儀把氣味和有味分子的結構關聯整理成檔案,製造出晶片(相當於嗅覺受體)去測定特定氣味。目前的電子鼻已經能測出一百多種氣味。
味覺
人體的舌頭含有一萬多味蕾(taste buds),每一個味蕾又含有受體細胞。這些受體是大型的蛋白質,它們會對食物和飲料的幾個基本化學成分起感應。當這些成分和受體結合時,就會發出味覺信號。這味覺信號會和嗅覺及其他偵測溫度和結構粗細或精緻的信號合併,而能判斷出食物的品質和風味。
味道感覺有 4 個基本因素:甜、酸、苦、鹹,大部分味覺都是由這四味綜合而成的,但最近又有人找到第五味覺,也找到了它的味蕾受體。這第五味覺是「可口的」,它的味道和其他四味不同,英語叫 savory,日本人叫它為 umami(好吃好口味),特別是結合麩胺酸鹽(glutamate)所產生的。麩胺酸鹽是人體蛋白質中最豐富的胺基酸,東方人用的佐料品「味精」就是單鈉麩胺酸鹽。
值得一提的是,上述的 5 種基本味道,並不包括辣味。辣是一種燒熱(hot)特別感覺,科學家還沒找到能與辣味結合的味蕾和受體。
每個人的味覺靈敏度都不同,譬如曾經有人報導過,如果讓 10 個人嘗試最有苦味的苯硫胺基物,只有 7 個人會說那是他生平所嘗到最苦的東西,另外 3 人卻沒什麼特別感覺。人的味蕾數量會隨著年齡的增長而逐漸下降,因此到老年時,常會有「食之無味,棄之可惜」的感覺。常抽菸者的味蕾也會失去靈敏度。
新的味道調劑
經由近年來的研究,人造甜劑分子能和味蕾的「甜」受體結合,才使我們覺得有甜的味道,而這些味蕾的受體結構已經逐漸被找了出來。有了受體的結構,就能進一步「合成」可以和各種味蕾受體結合的化學分子,這是利用有科學數據和研究基礎的步驟去合成所要的化學分子。
從健康的觀點來看,如果想吃得健康,最好是避免能使人發胖的「糖」分,或會提高血壓的「鹽」分,但又會覺得無糖、低鹽食物太「乏味」。利用這些新的嗅覺和味覺的研究成果,可以在食品中加進味道調劑品,就能騙過味覺,產生各種甜、酸、苦、鹹的感受。
美國加州大學聖地牙哥(San Diego)校區生物系的楚克(Charles Zuker)教授,對味蕾受體有 20 年的深入研究,目前已經找到許多化學成分,能和各種味蕾受體結合而產生預期的味感。一些有「甜」味的味道調劑品不是醣類化合物,因此熱量很低,不會帶來健康威脅,且只需要微量的這些味道調劑就可以達到相當高的甜度。
楚克教授的研究團隊還研發出「苦味」的封鎖劑(blocker)。因為許多人造甜劑或食品(如苦藥)會留下食後的苦味,這封鎖劑能降低有益健康食物的苦味。另外對有特別味覺敏感的人,也能使他們接受吃有苦味的食品,估計每 4 名成人就有 1 人是「超級味感者」。
最近有其他的生技公司採取不同的調劑步驟,從離子管道的控制著手,研究出一些味道調劑品,能改變味覺細胞信息的傳遞路線,目前主要的應用是改善無糖飲料的口味。
深度閱讀
把電腦螢幕上的某個圖案放大以後,可以看出這個圖案其實是由很多小方格組成的,這些小方格稱為「像點」或「畫素」,每個都有自己的顏色。
電腦的螢幕可以顯示出各種不同的圖案,這些圖案是怎麼顯示在螢幕上的呢?實際上,現在的電腦系統都是用許多小小的點組合成螢幕上所有的圖案、文字。
因為這些點都很小,所以不容易看出這些圖案是用小點組合起來的。如果拿一個大倍率的放大鏡去看螢幕上的圖案,就會看到這些小點。或者,把電視或電腦螢幕上的某個圖案放大 5 倍以後,通常就可以看出這個圖案其實是由很多小方格組成的,這些小方格稱為「像點」或「畫素」(pixel)。每個像點都有自己的顏色,這些像點的顏色存放在記憶體中,電腦採用一個二維的矩陣存放各個像點的顏色值。
以物理的角度來看,光其實是沒有「顏色」的,顏色純粹是人的眼睛與大腦對光的頻率所產生的感覺。在人的眼球中,有兩種感光的細胞,一種是錐細胞,另一種是柱狀細胞。錐細胞又分為 3 種,各有不同的頻率響應。因此,人對顏色的感覺來自這 3 種錐細胞。
因為人只有 3 種錐細胞,所以用 3 組數字就可以表示所有人眼可以看到的顏色。但是,這 3 種錐細胞的頻率響應曲線相當複雜,因此要產生所有人眼可以看到的顏色是非常困難的。不過,因為這 3 種細胞分別對紅光、綠光和藍光反應特別強,所以可以用這 3 種顏色的混合來產生大部分的顏色。因此,這3種顏色又稱為「色光的三原色」。
RGB三色論
在 1802 年,英國的楊格(Thomas Young)利用 3 台投影機,把分別通過紅綠藍三色濾色鏡的光投射在白色螢幕上,發現二色相疊處產生青、洋紅、黃三色,在中間三色重疊的部分則變成白色。如果進一步調整紅綠藍的亮度,便會產生千變萬化的色感。因此,他推論人眼應該具有 3 種感光細胞,但當時並沒有任何實驗可以證明他的推論。
在 19 世紀末,德國的赫爾姆霍茨(Helmholtz)由醫學的觀點,闡揚這個理論,並且用實驗來證實。在 1861 年,英國的馬克士威爾(Maxwell)利用上述理論,製作出第1張彩色照片。從此以後,一般人都接受三色視覺神經論。
色彩空間
色彩屬性和物理學中的光譜,並不是完全對應的。在可見光的光譜中,雖然每種顏色都可以找到對應的光波長,但都有一個範圍,而不是單一波長。因此,藝術家寧願使用色彩屬性模式,讓人們可以立即知道是哪一種顏色,色彩有多純,亮度有多高。而三原色光模式或印刷四分色模式都是色彩模式的一種,也是用來表示顏色的一種方式。它們是由一組抽象的數學模型(3 個或 4 個數字)組成的,組成的色彩集合就稱作色彩空間。
人類的色彩空間和電視、電腦螢幕有不同的地方。如果以 x、y、z 軸表示人的3種錐細胞對最敏感波長的反應強度,就可以獲得一個三維的色彩空間。原點代表黑色,離原點越遠,光的強度就越強。人類可以感受到的顏色區域,在圖中是一個底部呈馬蹄形的錐狀體。此外,可以發現其實棕色或灰色是不存在的。實際上,這些顏色只是比周圍顏色較暗的橙色或白色而已。
關於這一點是很容易證明的。當我們看到一個投射在白布上的圖像時,會看到白布上的黑字。實際上,這些黑字的顏色與白布在原本還沒有被投影時的顏色是一樣的,經過投影後,這些黑字周圍的白布被照亮了,因此感覺到它比較黑。
另外,人也無法看到純紅色、綠色或藍色,因為我們的錐細胞對其他顏色也會起反應。例如,在看到純藍色時,紅色和綠色的錐細胞也會產生信號,就好像在藍色中還夾雜著紅色和綠色一樣。
紅綠藍三色的色彩空間
電視機、電腦螢幕這一類發光的媒體,大部分都使用紅綠藍三色空間,每一種顏色盡可能只刺激到一種錐細胞。理論上,也可以使用其他顏色做為原色,但是使用紅綠藍可以達到人的色彩空間的最大範圍。遺憾的是,對於紅綠藍三色,目前還沒有定義出明確統一的對應波長。因此,不同的儀器還是可能使用不同的波長,造成螢光幕上產生稍微不同的顏色。
當我們在電腦上對顏色做設定時,常見到有 16 色、高彩、全彩等設定值,它們代表的是什麼意思呢?
首先,先來談 16 色。由於早期的 16 位元電腦處理色彩的方式是分配紅色、藍色各 5 位元,綠色是 6 位元(因為人眼對綠色的色調分辨能力比較強),因此在電腦螢幕上只能顯示出組合成的 16 種顏色。
隨著科技的進步,電腦已經邁向 64 位元,因而擁有更多的能力和位元處理顏色的呈現。常見的設定值是 24 位元模式,即每一個原色以 8 位元來處理。24 位元編碼的 RGB 值,是以紅綠藍(通常按這個次序)強度的 3 組 8 位元(0 ~ 255)來表示。每一原色的強度依照 8 位元的最高值 28,可以分為 256 個數值,用這種方法能組合出 1,670 萬(256 × 256 × 256)種顏色。但是,人眼實際只能分辨出約 1,000 萬種左右的顏色。
以下是一些顏色的 24 位元代碼:(0, 0, 0)是黑色、(255, 255, 255)是白色、(255, 0, 0)是紅色、(0, 255, 0)是綠色、(0, 0, 255)是藍色、(255, 255, 0)是黃色、(0, 255, 255)是青色、(255, 0, 255)是洋紅色。
上述值是紅綠藍「全值域」的定義值。每個原色 8 位元的全值域有 256 種白-灰-黑的深淺變化,255 種紅、綠、藍(和它們的等量混合)的深淺變化。
電視或電腦螢幕畫面呈現的是一種矩陣式的結構。一般而言,常見的設定值不外乎是 1024 × 768 或是 1024 × 1280,它表示的是螢幕的解析度。就如文章一開始所講的,每一個點都是由紅綠藍 3 種顏色組成的,也稱作畫素。1024 × 768 就代表總共有 1024 × 768 = 786,432 個畫素組成一個畫面,而一般常說的 600 萬、700 萬畫素數位相機,也都是用相同的表示方式。
四色的色彩空間
印刷四分色模式是彩色印刷常採用的一種套色模式,它利用 4 種顏色的混合形成各種複雜的顏色。這4種標準顏色是青色(C, Cyan)、洋紅色(M, Magenta,又稱為「品紅色」)、黃色(Y, Yellow)及黑色(K, Black,為了避免與 RGB 的藍色(Blue)混淆,改稱為 K)。
M 加 Y 會變成紅色;M 加 C 變成藍色;C 加 Y 變成綠色。理論上,用 3 種顏色相加可以變成黑色。但是,實際相加的結果只能變成深灰色或墨綠色。況且 3 層顏色更不容易乾燥,不利於快速印刷。同時,3 層印刷也需要非常精確的套印。用黑色代替 3 層顏色,除了精準快速印刷外,更可節省成本。因此,在印刷上常採用 4 種顏色的配色方法。
印刷時通常用黑色做為標定套版位置的顏色,也叫定位套版顏色。用黑色代替其他顏色的量不盡相同,這主要取決於不同的印刷技術、紙張和黑色油墨的質量。由於印刷和電腦螢幕顯示使用不同的色彩模式,因此電腦螢幕上看到的影像色調和印刷出來的成品會有些許不同。
在電腦液晶顯示器的規格上常見的名詞及其內涵
均勻度(uniformity):表示螢幕表面或平面發光體表面上的輝度變化程度。
輝度(luminance):是指發光表面在某一個方向上,每單位投影面積所發射出的光度。它的單位是每平方米上的燭光數(cd/m2),或者以 nits 表示。簡單地說,它就是光源或發光點的光亮與刺眼程度。光度越高的光源產生的輝度也越高,眼睛也會感覺越刺眼。
照度(illumination) :是指物體或被照面被光源照射時所呈現的光亮程度,它的單位是每平方米上的流明數(lumen/m2 或 cd/sr/m2),簡稱勒克斯(lux)或米燭光。被照面的照度越高,人越容易辨識環境與閱讀。
眩光(glare):是指輝度(亮度)較大的光源或物體表面反射出的光,它會讓人感到不適或視覺能力降低。
色溫(color temperature):是以熱力學的凱氏(Kelvin)溫度,又稱為絕對溫標的符號K表示。簡單來說,就是把一塊標準黑體,從攝氏零下 273.15 度(絕對零度)開始加熱,當溫度升高到某一個程度時,顏色會開始由黑→深紅→淺紅→橙→黃→白→藍白→藍逐漸地改變。由這種光色變化的特性,訂定了光源的色溫度。
對可見光譜而言,紅端的光色習慣上叫作暖色,卻是低色溫;光譜藍的一端,習慣上叫做冷色,卻是高色溫。色溫的高低會影響光線偏白(當色溫高約 6,500K)或偏黃(3,000 ~ 4,000K),光線太黃易造成昏睡或太熱,光線太白會造成刺眼的不舒適感。
演色性(color rendering):物體在光源下的感受與在太陽光下的感受真實度的百分比。演色性高的光源對顏色的表現較逼真,眼睛看到的物體愈接近自然原色。也就是說,人類使用人工光源來表現色彩的自然程度,這種逼真的效果稱為演色性。
HSV色彩屬性模式
HSV色彩屬性模式是根據色彩的 3 個基本屬性—色相、飽和度和明度,來確定顏色的一種方法。色相(H)是色彩的基本屬性,也就是顏色名稱,如紅色、黃色等,在插圖的色輪上,取 0° ~ 360° 的數值。飽和度(S)是指色彩的純度,越高則色彩越純,低則逐漸變灰,取 0 ~ 100% 的數值。明度(V)也叫「亮度」,取 0 ~ 100% 的數值。
這種色彩屬性模式是由史密斯(Smith)在 1978 年所創,也是三原色的一種非線性轉換。
常見的名詞
在電腦液晶顯示器的規格上,常常見到「輝度(luminance)」和「均勻度(uniformity)」這兩個專有名詞,它們是用來評估、表示背光板模組品質的好壞。由於液晶顯示器必須由背光板模組產生光源,因此背光板模組的品質直接影響液晶顯示器的良窳。「輝度比」則是指工作面和周遭物件的輝度差異情形,輝度比如果過大,長期下來會使眼睛疲勞、不舒服。
其他還有諸如照度、眩光、色溫、演色性等常見的照明「質」的表示方法。這些都是在電腦世界中,對於複雜多變的顏色的處理與表達方式,在不同的運用處理上、不同的設備與製造規格上,所衍生的諸多定義與專有名詞。歸根究柢,重點仍然是如何把可見光頻譜以最不失真或擬真的處理方式,在數位世界和真實世界之間轉換與傳遞,並以各種技術手段產生可以刺激人類感光視覺系統的多媒體物件或光線。
現今設計界所面對的挑戰已經不同於以往的單純,因為全球化的影響以及跨產業領域的融合,大量未知且無法明確定義的問題不斷地考驗著設計師的智慧。
設計的新時代意涵
設計是一種「有目的的創作行為」,演變至今成為一種職業。「設計師」是統一的稱號,在不同產業則冠以產業名稱,例如在建築業界叫作「建築設計師」,在製造業界叫作「工業設計師」,在服裝業界叫作「服裝設計師」,而以設計為職業的範疇通常就叫作「設計界」。
現今設計界所面對的挑戰已經不同於以往的單純,因為全球化的影響以及跨產業領域的融合,大量未知且無法明確定義的問題不斷地考驗著設計師的智慧。傳統設計師所面對的是已知且明確的問題,設計師依靠個人的直覺或經驗,透過腦力激盪、設計草圖等便可以完成設計工作。
但是如今設計已成為一種廣泛及跨領域的工作,得面對大量未知且無法明確定義的問題。因此設計團隊的組成必須具有多元化的特質,除了傳統設計美學與工程學之外,人類學、心理學、社會學、行銷學、數學等都是新時代設計團隊所須具備的能力。
為了因應這個新潮流,目前世界上 3 大設計社團協會,即國際工業設計社團協會、國際室內建築師與設計師聯盟,以及國際平面設計協會,決定在 2011 年組成國際設計聯盟,並且在臺北舉辦第 1 屆的世界設計大會。
這次世界設計大會也擬定了探討的主題:「Design at the Edges-交鋒」,期望透過 3 大面向來探討新時代設計的意義。這 3 大面向是:(1)設計實務與其他領域(包括科學、技術、政府、商業、非政府人道組織等)在設計相互激盪後的前瞻突破;(2)不同設計專業(特別是工業設計、視覺傳達設計與室內設計)相互激盪後的前瞻突破。這些設計專業有哪些共同之處、有哪些獨特之處?(3)設計與其他領域的前瞻作品與概念,包括嶄新性、爭議性、實驗性,以及挑戰設計專業界線的作品與概念。
因此,新時代設計的意涵並非只是單一面向,而是設計的跨領域時代來臨。以下就舉例介紹,讓大家更了解「設計」的力量。
用設計來愛地球
在過度工業化之後,溫室效應、糧食危機等問題日益嚴重,節能減碳意識越來越強。再加上全球經濟危機的推波助瀾,現代人該如何運用設計來改變自身生活及改善環境,是新時代設計的重要課題。
首先來看設計界如何實踐愛地球的永續設計。美國 Lunar Design 設計公司從 2007 年開始,就在內部使用一套自行發展的「永續設計十五法則」,嚴格檢核每一項設計流程。依照這個法則,他們已經為很多公司開發多項產品。而據估計,單就 Pavillion Slimline PC 這個產品,省下的鋼材就能搭建另一座巴黎鐵塔。Lunar Design 公開分享十五法則,想成為設計師的你,不能不知道。
質疑設計的前提 先思考手邊是否已有解決問題的方法。你心裡構思的產品外觀尺寸,是否是執行這個任務的最佳方式?有其他更好的形式嗎?也許有一種服務更適合該模式?又或許答案已存在於其他既有的產品中。
減少產品複雜性 簡單、優雅的設計可以減少材料、重量與製程,簡單的設計通常也意味著較少材料種類,產品因此更容易回收。注意:為維持簡潔的設計,有時候會導致忽略了實用面向。
讓它有更多功能 你可能會覺得這與第二法則有所衝突,但事實上「實用」與「複雜」有很大的不同。強化產品本質與邏輯性的運用,能讓產品更有魅力、有趣,也能減少產品被送進垃圾掩埋場的命運。多功能的產品可減少消費,增加便利性。但注意:不要為了附加功能而影響到基本功能,消費者會寧願選擇較佳的功能模組,丟棄功能多但低劣的產品。
減少材質的種類 同一種材質盡可能運用在產品的不同面向上,如此會讓回收更容易、有效率。注意:避免使用有毒物質,在設計階段就要意識到回收面向,使用可再生、可生物分解的物質做為產品主要結構。
避免有毒、有傷害性的物質與化學材質 儘量避免添加聚氯乙烯、合成橡膠、聚苯乙烯、甲醛等材料,這些材料都有對應的非毒性材料,如共聚酯材料或生物塑膠,選擇這些材料可以免掉添加劑。
減小尺寸與降低重量 輕盈的產品在轉換過程中更為有效,能減少碳排放,也可以減少支出。減重計畫能藉由材料選擇、簡潔設計、排除不需要的零件來達成。注意:不要因為減重而犧牲了產品的耐用度,脆弱的產品反而需要經常更新。
正面的製造過程 決定哪一種製程對產品最有助益,小量與較不複雜的部分可採用真空成形或射出成形,複雜幾何形狀的金屬部分則可考慮鑄造。注意:生產是很複雜的過程,但在過程中通常隱藏許多能源與材質的浪費。設計師可以跟製造商多溝通,確保彼此了解整個製程,也可以參考 OKALA07 的影響因素表格,讓決策更為周詳。
與產品平行的設計包裝 如果產品設計時已經考量風格與永續的包裝,顧客也許會採納這樣的建議。輕量、材質可回收、可生物分解的包裝同樣能減碳、減少浪費。注意:永遠不要把包裝複雜化,即使它是有創意的,不見得是必須的 。而這十五項法則同樣適用於包裝設計。
可升級的設計 在電子產業中,產品所應用的科技更新快速,如果設計能跟上科技更新的速度,就能節省金錢與材料。注意:軟體若需要持續更新,硬體設備也要夠耐久。
創造耐用與高品質的設計 好的設計能讓商品(特別是電子產品)擺脫「快速丟棄的宿命」,如果產品除了高品質外,看起來、用起來也很酷,人們就願意多花一點錢購買。好設計本身就是一種永續的策略。注意:並不是所有的產品都得用上長長久久,例如食品包裝、醫療衛生用品等,製造這類商品時就更要謹慎思考回收性或可分解度。
死而復生的設計 多數的產品都不可能永垂不朽,但產品如果能擁有第二種功能,在主要功能喪失後還能具備其他作用,這樣便能為產品加值。注意:為產品增加功能,可能也會提高產品複雜性,在增加使用價值時,務必不可增加複雜度。
讓產品模組化 模組化商品不僅更容易回收也更容易修復,藉此拉長產品生命。模組化商品可以更有效地生產與運輸,降低能源消耗。注意:不要為模組化而增加扣環、托架等阻礙回收的零件。
使用被回收、可回收、可更新與可分解的材質 使用容易回收的塑料、可生物分解的材料、生物塑膠、紙、紙板、木頭、不銹鋼、鋁等。但是,從遙遠的區域挖掘永續材料,有時會對環境造成更大的傷害。例如在澳洲生產生物可分解塑膠,在中國鑄模,最後運送至美國,可能比一般塑膠更不環保。
減少扣件 減少扣件可以加速最終回收的流程,因為減少了拆解的動作,在生產時也會降低組裝的時間,對於生產與回收都有相當助益。但是,當增加一個小扣件可以讓結構簡單化時,就以主體的材質製作扣件,加速拆解時間。
不要上色 普遍來說,材料上色後總是比較難回收,因為要使塗料與材料分離並不容易。許多上色產品無法回收,或者在回收過程中,為了處理掉顏色而產生毒氣,變成不良品。建議在設計時,設計師可以儘量使用物料本身的特性與色澤來表現產品。但表面上色會牽涉射出過程,可跟你的工程師討論並決定出一個最佳的解決方案。
設計與自然的對話
設計往往是自然界最佳的詮釋,運用設計把自然的生機融於生活產品中,是未來設計的新天地。成立於 1925 年的德國 Festo AG&Co.,發展至今是全世界氣動式技術和電子自動化技術的供應商。Festo 設計的靈感取材於大自然生物界,由於它獨特的人工智慧仿生物在工業訓練和職業教育上的貢獻,為不同領域的工業技術帶來嶄新的視野。
Festo 取材於大自然的創意,幽默地把原本活動於水中的水母給拉出水面,設計出另一種能夠飛翔在空中的 AirJelly。機器人水母的機械和電氣系統的設計,基本上與水中的 AquaJelly 相似,是一個球狀體,有 8 根觸鬚。但是機器人水母的身體卻是個直徑 1.35 米的超大氦氣球,因為它漫遊在天空中。漫遊空中仿生物水母的直徑是 1.35 米,高度 2.20 米,總重量 1.3 公斤,推進動力來自 3V 無鐵芯馬達,能量由 8V 和 400 mA 的聚合物鋰電池供應。
這種遠程控制的 AirJelly,可以利用充滿氦氣的氣囊滑翔於空氣中,它的能源是 2 個聚合物鋰電池,附有中央電驅動和人工智慧。它先把動力傳給一個圓錐齒輪,再分予 8 個齒輪,進而通過各自的曲柄驅動 8 條觸鬚。AirJelly 是第 1 個使用這樣的蠕動推進力系統的室內飛行器,使用這種方式駕馭氣球,在航空歷史上是前所未見的,這樣的設計理念源自於水中的水母能夠柔和地滑翔於水中的概念。
它的操縱方式也依靠通過三維環境來轉移它的重量。它的 2 個伺服馬達驅動器設置於水母頂端,且是依比例控制的,若擺錘偏向一方,AirJelly 的重心便會轉移到這個方向,這樣就能飄遊到要去的方位。因為 Airjelly 是以氦氣填充氣囊,所以整體的重量輕於空氣,這樣的設計成為機器水母能在空氣中滑翔的最大特點,是現今航空器所無法比擬的,未來的發展會擴大至不同領域。
另一個設計靈感來自於一個風靡世界的靈活玩具 YoYo。喜愛的玩家都知道,想控制好 YoYo 的運作需要一定的耐心與技巧。YoYo 引發了 Festo 對於自動化的想像,這樣的設計顯示控制系統可能在機電一體化的協助下充分地達成。機械式 YoYo 的設計架構,是受氣動式人工肌肉控制的各式尺寸的馬克斯威爾輪。
每個氣動式人工肌肉垂直固定在展示櫃的上端,而垂懸在末端的是用2根繩子所繞綁的馬克斯威爾輪。輪子的垂直位置由一個超音波感應器控制,當抵達所需位置時,系統會因收到訊號而控制開關閥門,帶動氣動式人工肌肉內空氣的釋放或關閉,進而影響肌肉、繩子及輪子三者間的作用。
機電一體化結合了控制系統與感應器技術,又以牽引的力量使 Festo 的氣動式人工肌肉快速準確地完成所需驅動的任務。這樣的模式源自玩具 YoYo 的原理,每個氣動式人工肌肉如同人類中指般套上繩圈來控制YoYo輪體的上下游移。機械 YoYo 的展示座是 80 × 80 cm2、高度 190 cm、電子/閥門 24V、空氣壓力 5 ~ 6 bar。
也許你不甘於綠色盆栽只能放在家裡觀賞,冰島雷克亞維克的設計師朱利森(Hafsteinn Juliusson)幫你完成了這個願望。他設計了一系列盆栽戒指,結合園藝與時尚,拉近人與自然的距離。只要每天細心地澆水照顧,就可以把漂亮的綠色小草戴在手指上到處趴趴走。這可比戴著綠寶石戒指還要時尚呢!
自然的生活應該在居家中呈現,由 5.5 Designers公司所設計的 Bushy Bench 會把自然帶進生活中,只要選擇喜歡的植物放在椅子上的花盆裡,就能有一個活生生的綠色家具了!
「設計」是使潛藏於內心的創造行為實體化。設計與發明的差異在於,設計可以使創意變成商品且大量地生產,讓人類使用這些商品來促進生活,發明卻是離商品化還有一段距離,甚至只是一個創意的模型而已。
而現今的「設計」不但要把世界的潮流納入思考,更要對人類的生活與未來做更全盤性的思考。因此設計不再只是繪圖的設計,而是一門解決人類生活與促進社會發展的創意實踐科學。
色彩是人的視覺機制所創造出來用以探究環境的工具,它不僅能提供辨識的作用,還具有知覺與文化上的意涵,並能引發強烈到超越理智的情緒反應,對人類的生活影響十分深遠。
創意設計是 21 世紀顯學。20 世紀以實用及大量生產為目的的設計原則,仍延續到 21 世紀,但不再如往昔般追求集多功能於一體,而是轉為簡化,而且所採行的人因工程標準更嚴苛,審美的要求更挑剔,還加重設計感性的成分。
欲提高人因工程水準,須考量使用者的生理和心理需求;欲提高產品的美感,須強化造形、質地和色彩的設計;欲加重設計中重感性成分,則須融入文化性的因素。這 3 大項目在設計進行時,色彩的應用都占有舉足輕重的地位。色彩究竟為何以及如何影響設計創意,值得細加思量。
介紹優良產品色彩的文章雖有,但多著重於描述它們的美麗外表,鮮少探究打動人心的色彩創意的根源。例如哪些使用者深層的生理及心理層面是色彩設計所依據的切入點?色彩偏好是植基於怎樣的族群文化?本文剖析幾個重要的認知因素,分項解釋視知覺的理論和其對生命與生活所產生的影響,並舉例講解設計應用的方式。希望大家對優良產品的色彩設計深感讚賞之時,除了對設計師在專業上所下的苦功多一分敬意外,對色彩蘊藏的意涵也有更深入的體會。
視覺對知覺的影響
依據生理學的理論,人類自出生起就開始運用各種感官探測外界。探測時,經常同時運用兩種或更多種知覺。例如檢視一個蘋果,用眼睛看它是紅色的,以手觸摸它是光滑的,聞到它是香的,咬一口是甜的,這些感官知覺都儲存入大腦中的「蘋果」檔案,這些關於蘋果的知覺資訊也因而建立起連結關係。
在人類各種感官中,視覺最為敏銳,遠超過其他的感官。當大腦的資料庫內因應外界刺激而產生其他感覺反應之際,大多可以找到對應的視覺資料。這時人們很快就發現,用視覺偵測外界出奇地便利,只要一眼就什麼都知道了,甚至未必需要其他感官的檢驗,也可以做出正確或近乎正確的判斷。於是當人類看到一個紅色的蘋果,不吃、不碰、不聞,便猜想到它的味覺、觸感與香氣。同理類推,不必用手觸摸桌子,眼睛一看就知道它的大小、材質及表面粗糙程度。就這樣人類把視覺擴展到視知覺。
因此人類學會了偷懶,不自覺地仰賴雙眼去觀察外界。只要一眼望去,資訊就全進入大腦,在其他知覺尚未能仔細探測之前,大腦已經飛快地翻查資料庫,替其他感官進行自認為正確的推論。當人對視覺的倚重愈深時,大腦中負責解析視覺資訊的區域也不斷擴增,在許多狀況下,甚至自動中止其他感官知覺,或對所收到的其他感官訊息不予解析,純粹依據所看到的表象就做出判斷,哪怕是誤判也堅信不移。
諺語說:「眼見為憑。」如果人們接受這句話,潛意識裡會拒絕解析其他感官傳遞過來的資訊,而增加偵測外界時誤判的風險。因此人們在為生活空間中的物品選擇色彩時,不自覺地會反應出大腦對色彩的解釋,設計師若能掌握色彩所隱藏的訊息,便可以充分利用並創造出極具魅力的產品。
色彩的辨識應用
形體與色彩不可分,無色則無形,有色方有形。色彩可以用3個屬性加以定義,即色相、明度及彩度,三者共同作用才能在大腦中構建出物體的形狀。如果要單憑雙眼探測外界,是否這 3 個屬性都需存在才能據以辨認物體?
美國麻省理工學院的辛哈(Pawan Sinha)教授及其學生易波(Andrew W. Yip),收集了許多美國百姓熟悉的名人臉部彩色照片,把它霧化朦朧以消除輪廓線,再讓受測者辨識。這些模糊的頭像一眼便可看出是人類的臉,但究竟是誰的臉則難以辨認。這研究發現,缺少明度的細微變化來使圖像產生線條,單憑色彩對人臉辨識毫無助益。
圖像的彩度低到無法辨認出色相時,稱為無彩色的,也就是黑白的或灰階的。在沒有彩色照片的時代,所有的照片都是黑白的,所有的人都認得出哪張照片是自己的臉。因此不需要色相和彩度,僅憑明度的變化便足以辨認出臉部。也因此單色覺色盲,甚至於全色覺盲者,都可以如常生活。既然如此,為何大腦還需要發展出不同的色彩,使人的生活環境變得多彩?
雖然只要有灰階變化的黑白圖像就可以分辨出物體,但也可以經由精心的設計,利用灰階變化來提高隱藏度。隱藏的目的在於讓自己消失於他人眼前,在無法躲起來也無法變成透明的情形下,惟有採取擬態。最簡便的擬態是色彩的模擬,基於色彩是大腦所創造出的理論,只要對於欲偵測的物體外表缺少足夠的了解,即使形狀不夠逼真,看到了也認不出來,就能達到障眼的目的。
比如一隻模擬綠葉的蛾,停駐在枯葉上會暴露出行蹤,若採取與枯葉同色的擬態就較難辨認。若蛾與枯葉都是無彩色就更難辨認,但經過指點蛾的形狀之後,還是可以辨識出棲息在落葉上的蛾。擬態的設計除了具有功能性之外,還有著趣味性的美感,因此在許多產品上可以看到,例如野戰用的迷彩軍服。迷彩也因為軍裝大量的運用,而使它被貼上軍旅的符號。一般人看到應用迷彩的設計品,多直覺認為它們是軍用品或與戰爭相關。
色彩既能用以減少差異,也能用以凸顯差異,更能賦予物體不同的意義。若把色彩視同字母,組合運用以傳遞訊息,則它所能表達出的訊息量之大,會相當驚人。
臺中的科學博物館庭園中,放了一架彎曲的鋼梯,許多兒童愛攀爬玩耍。梯子上分段彩繪不同色彩,每節橫桿都塗以雙色,顯示出基因的成對特性,原來這不是個普通的鋼架,而是一個簡化的人類基因雙螺旋鏈模型。如果複製一個同樣形狀的鋼梯,整個梯子僅塗以單色或其他的方式彩繪,人們就無法看出它的雙螺旋鏈特性,而會視為一個單純的造形梯。
銘記色彩的功能
在擬態的色彩設計案例中,可以發現從背景中辨識出物體是一個非常重要的能力。從不同的東西中辨識出具有意義的物體,經常攸關生命的存亡。一隻白兔如果把一隻由天上俯衝下來的雪鴞誤認為一朵白雲,或者把一隻蹲在雪堆裏的白狐誤認為母親,白兔的下場堪憂。
高等動物出生時,最先看見的具有意義的物體,是即將負起照顧自己責任的親長,在絕大多數情況下是母親,但也有少數是父親。認錯父母會導致被遺棄乃至被殺害的後果,記住自己的親長是誰,並與之產生緊密的連結攸關生存。
子女會追隨親長並模擬其行為的現象稱為銘記現象,它首先於 19 世紀被業餘生物學者史貝丁(Douglas Spalding)觀察到。1911 年動物行為學者海羅斯(Oskar Heinroth)再度探討它,奧地利動物行為學家勞倫茲(Konrad Lorenz, 1903-1989)則實證銘記現象,使它廣為眾知。
勞倫茲親自照顧鵝蛋孵化,確認剛孵化的幼鵝會把所遇見的第 1 個物體視為母親,而追隨到處行走。因此那陣子在他所住的奧登堡,經常可見一列灰足鵝跟在他身後四處走,若受到驚嚇,鵝會急忙奔向他示警。勞倫茲在 1935 年發表了這項研究結果。
銘記作用的產生是因物種間基因有別,不同種的族類即使結為伴侶,也無法繁衍後代。外貌是區別種族最容易的方式,對外貌的銘記現象可以加強同種族類之間的認同,避免異種通婚。但對外貌的偏好太精細時,又容易導致近親聯姻與亂倫,使隱性的不良基因性狀顯現。因此銘記時,親鳥外貌的偏差容許範圍不可太窄,只要有略似的形狀和相同色彩,就可在幼雛的腦中烙印下自己所屬族類外表的綱要式印象,這是自然演化的結果。
如今世界各地復育野生動物的機構,為了保持人工繁殖幼鳥的野性,不致因為對餵食者產生錯誤的銘記,以為自己和餵食者同種,終生無法認同所屬的物種,因此在雛鳥孵出餵食時,都採用偽裝的方式,以避免雛鳥產生錯誤的銘記。例如聖地牙哥動物園復育罕見的毛伊鸚鵡嘴鳥時,飼育員需要戴上類似親鳥形狀的手套去撫摸小鳥和提供食物。加拿大卡格里動物園的飼育員則穿上模仿丹頂鶴成鳥的白袍,手也偽裝為長喙去餵雛鳥。
這些模擬並未採取完全的複製,通常僅粗略模仿成鳥的頭部,即使餵養大型鳥類有時候得加上身形,也相當簡略。與成鳥最大的相同點在於色彩,而正確的色彩與色塊位置,對雛鳥而言往往已經足夠。
銘記一旦完成,雛鳥就會認同親長所屬的族群,依據外貌而區辨族群,偏愛與自己近似者,而排斥不近似者。銘記作用不只發生於鳥類,除了猩猩和人猿之外,野生動物看到鏡中的自己時,往往也認不出自己的鏡像,但因為銘記作用,學會了辨識同族者。只要對族群產生認同,一些群居型的動物會願意照顧同族群的老弱者,這點對於物種的存續非常重要。
自古以來,各人種的男性都崇尚較深的膚色,而女性崇尚較白的膚色,這是不爭的事實。因男性肌肉裡血紅素較女性多,所以膚色較暗,血紅素多則輸氧能力佳,有較大的力氣做較粗重的工作,因此深色膚色成為身強體健的一項指標。健美先生參賽者個個膚色深暗,沒見過有白肌的,可見男性對膚色的審美觀偏好比原膚色深暗的膚色。
女性膚色白是因長期居家,代表家庭環境好不需外出做粗務。在生理期體溫升高,膚色會潮紅,是具有繁殖能力的色貌指標,白裡透紅就成為女性美的要件,遮瑕膏因而大賣,用來掩蓋臉上的色斑、雀斑與老人斑,然後再抹上比原膚色稍淺的化妝粉來淡化膚色。
族群排斥異己的力量很強,群聚的人們因有著類似的血緣關係而外表相像,他們說一樣的語言,做一樣的事,發展出共同的文化。為了強調與其他族群的差異,他們各自設計旗幟與服裝以及代表性的色彩,由經過設計的外表來強調自己所屬的族群。在棺木上覆蓋國旗、黨旗表彰逝者對國族的貢獻,是舉世共通的習俗。國旗的顏色等同國色,人民認同國旗色有如銘記作用,終生難捨。
在世界性的運動競賽中,各國代表揮舞著不同的國旗,為自己的國家代表隊加油。國家代表隊制服最常用的配色,幾乎都會採用國旗色中面積最大的主色,或者全部的國旗色都用上。對種族具有高度認同感的人民,會熱情地把國旗與類似圖樣和國旗色四處應用,貼印到任何可貼印的地方,包括在臉上塗國旗色油彩,穿上國旗裝,來宣示自己對國族的愛。
色彩對維生的重要性
動物甫出生立刻記住親生父母之後,緊接著必須學習如何分辨可食與不可食的物體。有的植物身上長毛刺,腐敗的肉類散發臭味,若試咬一口,即使不吃也可能中毒。因此對食物是否可食的初步研判,惟有倚靠視覺。
天然食品中,大多數可食的蔬果顏色是中波長至長波長的黃綠色、黃色、橙色、紅色、白色與黑色,肉類是白色與紅色。短波長的物品向紫外線波段偏移,往往具有殺傷力,口感差甚至有毒。雖然少數魚皮呈藍色,例如隆頭鸚鵡魚,醃過的茄子也會出現藍色,還有新鮮的藍莓,但天然的藍色食品較為稀少,彩度特別高的食品也很少。因此偏藍及鮮艷的食品,人們因其罕見,見亦不識,為了謹慎起見,往往認為還是不要吃,以策安全。
可食不等於好吃,天然食品的外貌會因內含成分的變化而變色。例如生的番茄是綠色的,苦澀難吃;飽滿成熟的枇杷是橙黃色的,香甜可口。這只能憑經驗得知。生的難吃而熟的可口,如何依據色彩判斷食品美味程度,需要長期經驗的累積,因此要成為美食家必須具有敏銳的色彩觀察力。
惠特理曾進行一個戲劇性十足的實驗,實驗過程描述在《在行銷中置入色彩》(Putting Color into Marketing)論文裡。實驗中準備了一份西式標準正餐,包括牛排、豌豆與炸馬鈴薯條,在一個特意改變過照明的房間端上來,讓一群受測者食用。這些人開始享用著那頓看起來很正常的晚餐,吃到一半時忽然打開正常的燈光,他們發現自己正在吃的是藍色的牛排、紅色的豌豆與綠色的炸薯條,登時臉色大變,幾乎所有的人都立刻開始反胃,強烈的病況反應迫使實驗不得不中止。
在這實驗中可以發現,人們對於食品色彩的接受狀況,受到認知強烈的影響。這是由於人們在成長的過程中,遍嘗許多食品之後,食物的滋味與色彩會產生連結。但是兒童的視覺仍在發展,對於鮮艷的色彩格外好奇,又因吃食經驗還不足以把美食與特定色彩連結,因此兒童零食諸如糖果、餅乾,大多添加色素以鮮艷的色彩來吸引兒童。幼兒對於人工添加物的危害無法理解,因此看見藍色與高彩度的食品,缺少抗拒之心,想咬一口吃吃看的欲望,輕易就勝過人工添加物的警告。
鮮艷或許等於美麗,但美麗不等於可食,這點需要經過再三的教育。蠅菌大而美,卻有劇毒,但無毒菇類的美味,常讓採食者因一時疏於辨識而賠上性命。在市場上,人們總是撿選外形好的蔬果,而捨棄醜陋、蟲蛀的,因此農人不得不大量使用肥料和殺蟲劑讓蔬果長得美麗。因為蔬果內的毒劑看不到,要人們違反相信視覺的本能,去接受外表美麗的蔬果含毒的事極其困難。
對於紐約人而言,蘋果是不夠的,要狠狠咬一口,才足以表達他們強烈的愛。也因此「I Love NY」的愛字,除了習見的以一個大紅心替代 love 字樣之外,街頭廣告把蘋果電腦公司標誌改為紅色取代紅心,乍看之下效果依然相似。
引人注目的色彩
以單色而論,紅色是注目性最高的色彩。紅色的波長不但占據了可見光的長波長端,通常還延伸擴及不可見的遠紅外線處,而遠紅外線可以熱能的形式由皮膚感知,能促使血液循環速度加快,血紅素輸送氧的能力加強。由於紅色的生理特質,它是生命之色,和物種的繁衍及生命的安危直接相關。
紅色能讓人興奮,注意力提升,因此用於示警效果極佳,牽涉到生命安全的重要標誌都採用紅色,例如消防車與救火栓。與愛相關的物品也習用紅色,喜餅常以紅色包裝和紅心裝飾傳達出愛的熱情。在公眾場合要引人注目,紅色的服裝是穿著首選。
當色彩以不只單色的配色狀況應用時,最受注目的色彩便不再是紅色及任一色的配色組合。好的配色加上清楚的文字放在顯眼處,是構成優良指標的要件。Pantone 公司曾研究圖文色彩,發現黃底黑字用於印刷是最佳組合,不但具有最高的易辨性,看過後記憶的持久性也最佳。
彩度會提高視明度,鮮艷的色彩會產生附加的明度,這稱為黑姆霍茲—柯勞許效應(Helmholtz-Kohlrausch Effect)。理論上反射率最高的白色應該是最亮的色彩,但高彩度的艷黃色,由於彩度本身對人眼的強烈刺激,以至於看起來往往讓人覺得它特別亮,比白色還刺眼,因此黑、黃對比相較於黑、白對比更顯著。這種搶眼的性質使它特別適用於警告標誌,例如斑馬線與平交道柵欄,斑馬線採用黑白相間,平交道柵欄是黑黃相間。
需要引人注目的物體首推交通指標。常見的指標多採取同色調的配色,如同是低明度的色彩,或者同色相與近似色相的色彩,看起來會產生整體的和諧感。然而能引起注意的設計,未必是好的設計。當多個指標並列時,採用不同色彩雖可維持各個指標的獨立性,但每個色彩都想成為注目的焦點時,就會互相干擾。在這情況下欲使配色和諧並保持各個凸顯,可以採用彩虹色彩順序予以排列。
均勻無暇的單一色彩有著特別強大的力量,能顯現出專注和追求完美的意志,非零碎花俏的色彩組合可比。這種富於個人主義、追求完美的風格,能經由把每個單色產品分開展示更為強調。例如紐約街頭的小販把所賣的拖鞋掛在灰色背板上,看起來每雙都是主角。
彩虹的色彩
物種的多樣性是生命在多變環境中得以存續的法寶,因此人類歷史上最受珍視的物品總是具有繁複的特質。極簡是一種美感,但若要人長期生活在極簡的環境中,則等同坐牢。人們本能地趨向選取較具變化性的物品,色彩設計的大贏家通常是複雜的配色。例如一片單色無紋的褐色桌面和另一片布滿木紋的褐色桌面,後者的價格往往較高,也較易賣出。因此設計師們為各種人造的地板設計花紋,為單調的牆壁設計壁紙,為手機設計可以替換的面板,人們對複雜的偏好養活了大量設計師。
最複雜的配色設計就是把全部的色相放在一起。天上的彩虹是自然的幻景,它具備全部色相,有著不可顛倒的序列特性,仿如是上天制定的美之法則的設計範例。一切平凡的物體,只要用上了彩虹色,就能變身為七彩繽紛,產生熱鬧和歡樂的效果。例如京都工藝職業大學的大門只有一堵平凡無奇的牆,其內立了一根長柱,如果採用和門牆同色,也就毫無特色,但把它上漆設計成量尺狀的彩虹色華麗表面,門面登時變得活潑搶眼。
由於彩虹的虛幻、歡樂與驚奇的特質,與遊樂相關的場所也特別喜歡應用彩虹色設計。例如日本北海道小樽築港的摩天輪,輪軸上漆以彩虹色,又紮上不停變換色彩的燈,無論白天和夜晚都有如一圈彩虹,宣示小樽築港是一處休假與購物的天堂。
美的評估原則
光亮的、平滑的、規則的、透明的 4 個視覺項目,是人類潛意識中至高的審美標準。符合這 4 項要求的東西,始終能勾引出人類最深層的渴望,讓人企圖占為己有。
南非最南角印度洋畔的布隆波洞窟出土大量螺殼,多彩的螺殼個個圓潤光滑,殼上發現有人為鑽孔,應是做為裝飾用的串珠,製作年代早於7萬年前。發現它們的挖掘隊考古學者(Royden Yates)認為,人類的美化行為可能在8萬至10萬年前就已出現。
在童話故事裡,公主總是把惡龍藏寶的所在告訴來救的草莽英雄,並指點英雄挑選能帶走的東西,在無法全數帶走或偷走的情況下,總是棄置黃金和白銀,而優先選取鑽石和珍珠。20世紀美國鑽石公會著名的廣告詞:「鑽石恆久遠,一顆永流傳。」更以大量的廣告,使得如冰晶般的鑽石和長久的幸福畫上等號。
但是鑽石和珍珠得來不易,不靠海的地區也沒有亮麗的貝殼可供精選打磨。能以人工製作的玻璃,在原始的部落裡便替代了它們的地位,琉璃珠因而成為昂貴的貨幣。台灣排灣族的社會裡,流傳下許多關於琉璃珠的神話,美麗的琉璃珠串,也只有擁有權利、地位與財富的貴族才得以佩戴。
歐洲的童話故事《辛德蕾拉》裡,則以玻璃打造出另一個寶貝。辛德蕾拉參加王子的舞會,子夜 12 點鐘響後華服歸零,惟有她不小心遺留下的那隻玻璃鞋並未消失。辛德蕾拉原是一個地位低微的女孩,但穿上玻璃鞋的她就被視為公主,得以跨越階級獲得追求所愛的權利。
透明的意義
於 2007 年 3 月落成的美國大峽谷空中步道,不但是一個建築上的奇觀,更是一個對人類視知覺的重大挑戰。它的走道承重高達 7,100 萬磅,相當於可置放 71 架滿載的 747 客機,足見其堅牢。問題是,它是由 46 片 5 層厚的透明玻璃組成,由高聳的懸崖向外伸展凸出,走道距離下方地面 1,219 公尺,是臺北 101 大樓的兩倍高。
對人類視覺而言,它那澄澈如水晶般讓人可以輕易對下方景物一覽無餘的走道,卻意味著虛無一物的空間。往下視線所及物體都變得渺小無比,提醒人們所在之地距地面有一千多公尺的高度,更意味著由這高度跌下必死無疑。
雖然腳試著踏上去,確知走道表面是硬的,由獲得的資訊也知道即使站滿人,對它的承重能力而言僅如九牛一毛,絕不會崩毀,但還是有許多人視知覺勝過了理智與其他知覺。若問願不願到那裡一遊,在它上面走走,明知風光必更勝於站在崖上所見,而且還沒有親身造訪,但許多人光憑想像就急忙拒絕。
這件事可以讓人們清楚明白,人所看到的不僅是外界的表象,還牽涉到認知與判斷,而判斷的內容才是人們真正自以為看到的東西。當視覺無法偵測到物體的資訊時,大腦就一片空白。無色意味著空無一物,而美國大峽谷空中步道是確實存在的,只是視線穿透過它,結果人看到的是它下面的地形,加上那一片空間代表的「距離」,因此不敢踏上去,生怕就此跌落萬丈深淵。
然而人眼感光細胞所在的視網膜是一片曲面,所偵側到的圖像是二度空間的面狀,怎麼可能「看到」距離?眼睛送到的資訊經大腦解析後,幻想出色彩用以模擬所見物體的立體形狀,以便衡量物體在三度空間中各部分的位置與尺寸,因此有色才有形。眼睛用來「看」,而色彩用來「識」,光憑肉眼無法看「到」形體,大腦的幻想是視覺成立的必要條件。看不見色彩就意味著空,空則無物,卻可藉由相鄰的有色形體,估計出空間的深度和廣度,看見彩色的 3D 影像是一個創造的過程!
透明讓光通行無阻,在需要照明處採用透明的設計,得以節能省電。高聳的哥德式教堂,光線由高高在上的玻璃窗直射到石質的拼花地板,有如上帝之光照進幽暗的人間,引發無數信徒對天堂美好的幻想。歐洲知名的教堂總少不了一扇鑲嵌彩色玻璃的玫瑰花窗及圓形高窗,例如法國巴黎聖母院入口的玫瑰窗,就是藝術的傑作。
20 世紀大型建築外形最具特色的發展,就是牆面的透明化,這是基於科技進步才得以實現的夢想。從此都會裡一棟棟外覆玻璃幃幕牆的辦公大樓相繼矗立,後來更擴及許多公共建築,採用透明或半透明的大型棚架。例如貝聿銘為羅浮宮設計了玻璃金字塔,為了他在建築上的嚴苛要求,得標廠商發展出高強度兼具高透光性的灰色玻璃。
此外,澳洲 PTW Architects 公司為 2008 年北京奧林匹克運動會而設計出前所未有的「水立方」(國家游泳中心的外號)造形,全棟包覆耐燃、耐熱、透光又強韌的 ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚合物,ethylene tetrafluoroethylene)塑膠布罩,再利用室內外空氣壓力差使它鼓脹,形成無數水泡狀的奇特外表。夜晚時燈光投射其上,變化出不同的色彩,使整個水立方有如一個七彩的夢幻泡影,非常漂亮。
色彩是人的視覺機制所創造出來用以探究環境的工具,它不僅能提供辨識的作用,還具有知覺與文化上的意涵,並能引發強烈到超越理智的情緒反應,對人類的生活影響十分深遠。能善用色彩特性的創意發想,無論是擬鳥色的餵食手套、水果的展示設計、透明的空中走道等,對人們都格外具有吸引力,而能產生更大的使用價值。
生活在彩色的世界裡,人們永遠有追求美麗事物的權利。仔細檢視身旁周遭,無論是透明的色彩、銘記的色彩、辨識的色彩,以及引人注目的色彩,都可以找到一些創意範例,從而為生活帶來更多的便利和樂趣。
食安風暴首度讓消費者對油脂科技大開眼界。油脂的功能不僅取決於脂肪酸的種類,也與三酸甘油酯分子內的結合位置有關。利用天然油脂原料,配合創新的酵素與技術,可以產製許多非天然的新式油脂分子
食安風暴首度讓消費者對油脂科技大開眼界。油脂的功能不僅取決於脂肪酸的種類,也與三酸甘油酯分子內的結合位置有關。利用天然油脂原料,配合創新的酵素與技術,可以產製許多非天然的新式油脂分子。
設計油脂(designer lipids)也稱為結構油脂(structured lipids),是將天然油脂改造而產生的新型油脂,分子中的脂肪酸位置可以變換和重組,同時也改變了物化性質和營養作用,具有提供新型的食品添加物性質和保健功能的潛力。有別於調和油脂,真實的設計油脂之加工技術有專利,產品有品牌。
保健性油脂的設計配合消化吸收機制。三酸甘油酯在小腸中消化時,脂解酵素偏好水解甘油兩端位於sn1與sn3的酯鍵而釋出脂肪酸。短鏈和中鏈脂肪酸(鏈長少於12C)的水溶性較高,不需膽汁乳化就可快速吸收,不需要組裝乳糜微粒就可經由血液系統運送到肝臟代謝。至於sn-2位置的脂肪酸則有75%並未水解,須形成微脂粒以利吸收,在小腸細胞內組裝成乳糜微粒後進入淋巴系統,因此吸收和代謝都較緩慢。
近年來研究發展的保健性油脂有以下數種:
修飾磷脂質:磷脂質的吸收效率比三酸甘油酯高,卵磷脂的脂肪酸若能改造為ω-3脂肪酸或是中鏈脂肪酸,就更有保健效益。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫–食品營養與安全之民眾科普教育計畫」執行團隊撰稿)
責任編輯: 陳信宏
審校:謝淑貞
在傳統的自然科學與社會科學外,一個新興的領域正在形成,那就是設計科學,簡稱「設計學」。自然科學在「證明」一個事實,社會科學在「說明」一個現象,而設計科學在「發明」一種可能的未來。
看到這樣一個標題,相信大家的心裡馬上有很多疑問,甚麼是「設計」?「設計」要學甚麼?「設計」要到哪裡學?為什麼要學「設計」?「設計學」又是甚麼……
設計原來不是一項專業的學習科目,學校裡也沒有獨立的設計科系,可是現在它已演變成一個炙手可熱的學習領域,不僅已成立科、系、所、博士班和學院,在日本更有設計大學,如 Nagaoka University of Design 和 Kobe Design University。
也就是說,設計不但是一種專業(像以此為職業的設計師),也漸漸成為一種學術的領域(設計學)。設計組織也從工會/公會、設計師協會,慢慢演變到現在成立了設計學會,例如中華民國設計學會成立於1995年,而現今最具權威性的「國際設計研究學會聯合會」,於 2005 年 11 月 1 日在雲林科技大學設計學院成立,每兩年由各國爭取舉辦國際設計年會和研討會。
設計的教育
全世界最早的設計正規教育始於德國的包浩斯(Bauhaus)。臺灣的設計教育開始於民國 40 年代的零星短期課程,正式設計相關的學院教育則是:50 年代的專科教育 → 60 年代的大學教育 → 80 年代的碩士教育和 90 年代的博士教育。設計相關領域也從平面/包裝/商業設計、工藝設計、工程設計、建築/室內/空間設計、工業/產品/商品設計、時裝/流行設計、數位/媒體設計,擴展到創意生活設計等,設計已越來越專業分工且多樣化。
以往設計都和「藝術」擺在一起,例如 School of Fine Arts 或 School of Art and Design,儼然它們是孿生兄弟或是很親密的朋友。然而,實際上設計跟許多領域都有非常密切的關係,像工程(臺灣早期設計相關科系大多隸屬於工程學院)、管理、人文、科技等。換句話說,學「設計」是一種跨領域的學習。從演化的角度來看,設計已漸漸發展和蛻變,從「藝術的」設計演變成「科技的」設計到「科學的」設計,從有形實體設計演變至無形系統/服務/社群福祉的設計等。
設計當作一種專業
在臺灣,最早和設計相關的行業可能是包裝、廣告和建築、工程等的工作,產品的開發設計則在電子/電器和交通運輸工具(腳踏車/摩托車)產業發展後才開始興盛。後來,隨著經濟發展,國人生活日漸富裕,對於個人生活用品、裝扮、環境景觀、運動休閒等也較以往講究,於是流行服飾設計、景觀/室內裝潢設計、玩具設計等相關行業也隨之熱絡。
近年來開始推動文化創意產業,許多新興的設計專業,像數位媒體設計、活動設計、場域氛圍設計、服務設計、創意生活設計、社會福祉設計等,已是時下眾所矚目且最具潛力的專業領域。相信它們很快會成為當紅的熱門行業,未來想學設計和從事設計工作的年輕學子也會越來越多。
但「設計」到底是甚麼呢?當我們談到設計時,可能指的是跟設計有關的關係人(people)—設計者、使用者、消費者、製造者和銷售者;相關的設計程序、方法與行為(process);設計產出結果(product)—物件、系統、服務等;設計專案(project)—團隊組織、資源分配、時程的掌控、設計績效等;設計原則(principle)—設計思維、理念、策略、政策等;設計典範(paradigm)—意義、信仰、價值體系等 6 個「p」。另外也可能是指專利(patent)、發表展示(presentation)、演練實習(practice),或對議題關懷解決的熱忱(passion)等共有 10 個「p」。
不論是學設計、做設計、教設計、管理設計或研究設計,都離開不了上述的設計內涵。
設計的重點在於「改變」現況,但有趣的是,「設計」本身也一直在改變,包括本質、特性、方法、理念、策略、價值判斷等,也都隨著時代潮流、社會趨勢、科技發展等的變化而轉變。尤其在經濟體系已由初級物資經濟、貨品經濟、服務經濟演進到體驗經濟,甚至到轉化經濟時,設計所扮演的角色或價值創造的重點都是不一樣的。
在產業界,從製造代工進入設計代工,再演化到自創品牌,或從製造、仿造、改造到創造這條路上,設計要怎樣發揮最大的作用?企業過去依賴執行長,後來又設立卓越中心,到現在重視環保永續的時代,對設計的意涵和影響為何?如果「軟實力」是國家未來的主要競爭力時,設計的威力在哪裡?這些問題正意謂「設計」與時俱變的特質。
設計是做「對的事」,管理則是用「對的方法」來做事,兩者相輔相成一同把事情做好。大部分企業體已經能理解到設計的重要性,並且充分利用設計的專業,把設計融入商品開發的程序中。
如果把所謂的「研發一條龍」—研發→企劃→設計→模製→工程→製造→銷售→服務,和宏碁企業總裁施振榮先生的「微笑曲線」理論相對照,可看出位在曲線兩端的研發設計和行銷服務所創造的價值,會高於中間的模製、工程和製造。因此他明確指出,台灣產業界應該提升到自主研發和創立自我品牌的層次,才有辦法獲取更高的利潤,且維持市場競爭力。其實這也意味著設計創新和營運管理的重要性。
設計當作一種學術領域
在進行設計專案時,必須面對各種相關議題或問題,例如使用性、審美性、市場接受度等,這些都必須分別探討、研究,以找到最合適的答案,因此必須進行市場調查、使用性測試、美感反應等相關的設計研究。
然而,在設計相關學術上所探討的範疇,可能遠超過在設計過程中所遭遇的問題。以「設計」本身當作研究的對象,包括設計本質、設計方法與程序、設計的管理與經營、設計策略、設計美學、設計衡量學、設計史學、設計教育、設計科學和設計哲學、設計知識體系的建構和方法論等的探究,也漸成一專門學術領域,稱作「設計學」。
設計的研究
設計要變成一個專門的學術領域,就必須不斷地進行研究,不斷地創造新知識並累積相關知識,進而建構一套屬於自己的知識體系、方法論和典範。相較於自然科學及社會科學,設計科學處理的往往是橫跨未來的議題、知識和可能性。換句話說,自然科學在「證明」一個事實,社會科學在「說明」一個現象,而設計科學在「發明」一種可能的未來。由此可知,設計研究的特質、方法和策略應該是有所不同的。
設計專業具跨領域的特質,往往需要全方位關照,包括設計的藝術面向、人文面向、科技面向、社會面向、經濟面向、生態面向、文化面向、工藝面向、政治面向、科學面向等。
設計其實跟其他專業領域或學門一樣,都要做專業的研究。如能在現有研究機構中,成立設計研究分支或部門,或是在國科會成立設計學門,以及成立像中央研究院、工業技術研究院等專門研究機構,並網羅專業設計研究人員進行設計的研究工作,絕對有助於設計在學術研究上的發展,這對我國在設計領域的發展會有莫大的幫助。
設計的行政
設計的基礎建設和設計的文化形成必須仰賴政府的政策推行。有不少先進國家(像英國、美國、日本、澳洲等)把設計當作國家競爭主力,並制定相關的設計政策,積極地把設計的威力應用到各層面上,不管是經濟工商產業、社會安全福祉、生態永續,政治、文化創新等,都有行政施行指導的方案。上下一致地貫徹方針,且漸漸融入工作、生活和休閒娛樂中,因而形成一種設計文化。
然而臺灣在這短短半個世紀(1950's ~ 2000's)內,「設計」從無到有,從非專業到專業,從專科、大學到研究所、博士班,從實務到理論,從技術到學術,從直覺到科學,一路走來倍感艱辛。秉持「設計師沒有悲觀權利」的精神奮鬥不懈,在國際設計認證和競賽屢獲佳績且肯定後,總算見到一線曙光,似乎越來越多人開始對設計產生興趣。
但在大家熱切想「學設計」時,不妨一同來思考,產業界、官方政府部門、學術教育界、研究社群等是否已準備好「設計學」了?若尚未完備,該往哪個方向努力呢?
個人覺得優質的設計人才養成,有賴於健全的設計教育系統;設計人才的出路和專業演練,要靠健全的設計產業來支撐;具前瞻性的設計遠見,一定得靠持續的研發創新;總體基礎建構和設計文化的落實,當然更要靠政府官方的幫忙。