各位現場的來賓與朋友大家好。我今天受邀來參加分享這個仿生學與化學以及農業，這個系列的一個相關性，誠如剛剛前一位老師所提到的(註:清華大學化學系 凌永健教授)，化學的部分，生物幾十億年發展以來，都是跟生命息息相關，例如，地球在46億年前開始形成，而生物開始則在38億年前開始出現，而200萬年前人類，這個種族，開始第一次有，在地球上也開始形成，但直到最近的200年之間，工業革命之後，這個化學、這個工業才開始。所以我們知道是這一個我們現在用的科技，即使在尖端，與這個地球46億、與這個生命的演化38億年的比較，其實是非常非常的初始，才剛開始而已，所以說這個題目提到的黑色的化學，也就是一種我們人類開始學習到化學的用處，但是還沒有長時間的去把它綠色、永續化。
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生物的演化也是，生物的體內都是化學，在38億年以來，我們現在生物不斷的演化，到現在已經有上億種的物種，而每一個物種的體內，都是數不盡的化學的反應，而形成生命的跡象。而這些生物的跡象、化學跡象，都是綠色化學，生物的存在牠不只不會破壞環境，牠更會改善環境，在牠生存的過程中的各種化學的反應，製造各種的，不管是行為、不管是攝食、不管是排泄，間接、直接的都透過了這個環境，讓其他生物能夠獲得更好的生活。所以幾十億年前，我們對地球也是一個像現在我們看到像其他的星球一樣，是沒有生命的一個跡象，那在這些生物不斷的去改善這個環境，在牠這個生存的過程中去改善環境，導致了我們現在這個世界的多樣性，以及我們人類能夠舒服的、有效的生存在這個世界上。
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所以綠色化學是我們的一個方向，而在仿生學的思考中，所有我們最好的老師，以及技術idea來源就是生物。那我來替大家介紹幾個在這個世界上，來分享幾個國際仿生網站上的一些，對於化學相關的仿生的一些概念。
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首先我們看到的這是藤壺，藤壺它是一個在我們航海上很麻煩處理的，它會在船上、船底，黏附、生長，然後造成阻力，對於航行而言是非常的麻煩，而且它很難清除。藤壺它的黏性，它在抗水性，耐水、耐稀酸也耐鹽水，而它的生成只是一些蛋白質，所以，它是可以很好的一個綠色的黏著劑的研究對象。
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這是河馬，那河馬跟我們化學、跟綠色化學有什麼關係呢？我們知道河馬的生活環境是處於在一個比較熱帶潮濕的地方，熱帶潮濕的地方、那牠身上分泌的汗液有幾種蛋白質，牠就可以，第一個讓牠的身體變得比較涼爽，第二個牠能夠有抗菌性，另外牠還有能夠阻擋太陽光、紫外線的功能，就像我們的防曬乳，所以牠的方法是一些基本的、基本元素，分泌出來的蛋白質，同時就可以具備這三項功能。而我們人類要用化學合成的方式，好幾種才合的起來。
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蝴蝶也是非常常見，那蝴蝶最漂亮、最特色的就是牠美麗的、鮮豔的一個外觀，而蝴蝶身上的顏色並不是染料製造出來的，所以牠永遠不會退色，那牠的原理是什麼呢？牠就是使用晶體結構，來產生光、來產生顏色，所以牠永遠不會退色。而這個就可以發展在我們的塗料上，來產生一些顏色，這可以省電，因為牠不需要能源。另外在蝴蝶以及許多的生物，在交配的時候，為了達成說不要重覆交配，尤其我們知道牠們的壽命其實不長，重覆交配將對這個物種持續產生嚴重的影響，持續產生嚴重的影響、所以公蝶跟母蝶一交配的時候，公蝶會分泌一些蛋白質，在母蝶的體內形成酸酯、化學酸酯，然後讓其他的公蝶無法在體內再跟牠交配，而這個酸酯也可以提供母蝶一些營養。而在國外，這個研究就可以做為說像一些管路的堵漏、很好用的天然、應該不是講天然，應該說學習、學習的對象。
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而這個就是我們更著名的ㄧ個案例，就是蓮葉效應，我們知道出於泥而不染，濯清漣而不妖，這個荷花、蓮葉，它具有很強大的輸水性，它的原理就是在它的表層它有一些奈米級的細微結構，它可以藉由自然的力量就可以產生很強大的輸水性，而這個研究就可以用在塗料以及織物的之上，可以達到自潔的效果。
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所以以上都是一些我們很常見、在自然界中都可以看到的生物，但牠上面細微的世界裡面，就可以達到很好的效果，尤其是到了我們近代，為什麼仿生科技會蓬勃發展？一方面是我們微觀的技術、微觀的設備開始提高，而設計的技術、軟體、電腦速度也越來越強大，甚至3D列印這種的，讓我們能夠在實驗室中實驗、印證的設備也出來了。所以接下來的時代、世界，對於仿生的這種態勢也會越來越強大，而綠色化學也是我們可以觀察到的一部分。那我們另外提到的是農藥、農業、化學、化肥這些關聯也是和我們的生活息息相關。那我們先看到一個例子，這個就是農民在灑化肥的狀態，200多年前，工業革命開始，人類發現了化肥的好用性，它確實是讓我們在短短時間內，人類的數量突飛猛進，從數億到現在已經接近70億。化肥的使用創造了龐大、大量的糧食，農藥讓作物不太受病蟲害的影響，而能夠穩定成長、能夠穩定供應，但是我們也發現到這些農藥、化肥、除草劑的應用，開始對人體、環境產生了嚴重的影響。
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化肥會對於環境的影響，農藥我們都知道它有毒性，那化肥的影響大概就是會讓土壤鹽化、會讓土壤酸化，會影響我們的水源、河川會造成空氣的溫室氣體提高，像N2O這種的，所以它其實在農業的運用上，它可以提升農業的效果，但是它也會產生妨礙的效果。
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那我們簡單的區別一下，這當然不是很精準的，只是大概一個概念，我們講的慣行農法就是農藥、化肥的方法，它提供了這世界上絕大多數的糧食來源，但它會產生一些污染。而有機農業就是不使用農藥化肥，使用有機肥。但比較自然農法的觀念，這是另外一個思考，不使用農藥化肥，也不施肥，也不病蟲害防治，完全回歸到自然，這個都是現代的一些尤其是從我們人類的身體健康開始出現問題以後，大家開始思考如何回歸自然、如何讓土壤永續而找出來的方式，但是這些方法卻是各有優缺點，無法創造真正的一個未來的部分，因為我們無法全部使用有機農業而降低產量，這會影響糧食減產問題，將會導致大量的飢荒。所以我們正處於在一個瓶頸的狀態，想要更自然、想要更健康，但是我們又不能捨棄化學的好用性，像老師(註:清華大學化學系 凌永健教授)剛才講的：「我們雖然崇尚自然，但我們身上所有看到的一切幾乎都是化學製品。」那怎麼樣在化學與自然之間達到一個共識？這個問題在自然界中就有解答。
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而農業的部份，我們剛才提到仿生，模仿生物，問題是這個世界這麼的大，我要模仿什麼？生物的哪個部分？我要找到我要模仿哪一個物種的哪一個部分。那以農業來講，我們也要先想到什麼是農業？才能在自然中找到什麼是農業在自然上的解答。在美國，仿生專家們的思考中，他們認為仿生向自然界學習是我們農業突破的一個機會，因為農業本身就是生命的事情，而理所當然的，他們會先尋找自然界中什麼是生命力中最大的生態環境，有學者提出了熱帶雨林，有學者提出了美國闊葉林、非洲大草原，這些都是非常非常久以來，生命循環不息的一個生態。
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但是，我們在台灣，我們是一個農業發展非常先進的國家，不管從化學、物理各部分都有在研究，而我們最近、在尋找科技農業的方向卻也開始跟那些專家們不同。像我們開始台灣著名、知名的科技農業，我們知道植物工廠、蘭花溫室，這都是創造一個環境下來培育生命，在我們這些專家學者的想法中，農業並不只是翻翻土、種種菜、灑個種子，讓他這樣抓抓蟲，灑個種子讓它長，如此單純，他們營造了一個環境，一個適合種子在裡面成長的環境，所以我們的農業已經進步到可以創造環境，讓生命能夠在裡面成長、茁壯的這種效果。那自然界中，什麼樣的環境又是能夠讓種子成長是最好的？我們認為這個就是一個關鍵點。那其實自然界中38億年以來，我們人類的這個物種自認為萬物之長，靈長類的動物，我們在200萬年前出現，就是生物一直演化到一個創造環境的技術，到達一個顛峰以後，形成了我們人類的開始，人類的開始其實一開始也是一個種子，從父親與母親合成的受精卵開始，在母親的子宮內著床，然後開始形成一個生命體，在我們出生之前，我們是靠著臍帶與母親做連結的。
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那我們來看下一張，左邊就是一個胎盤，右邊就是樹根，我們舉個例子，其實在我們臍帶剪斷，娃娃落地出來之前，我們其實也是很類似於植物般的生長方式，我們就像一個果實一樣，而她的臍帶就像植物的莖，而我們的血管紮在胎盤上，這就像植物的根。而母親創造一個胎盤，源源不絕的提供我們營養，讓我們吸收，讓我們在十個月內茁壯，所以這個就是在自然界中，38億年演化以來，為人類量身訂做出來的生長環境。而這兩者跟自然的差別在於說，這個地底下有類似血管的部分來提供我們源源不絕的營養、空氣及溫度等。所以說我們學習這個方式，在一個良好的環境中來做這個溫室的話，我們在底下埋設類似血管的部分，然後我們在地上創造像人體的五臟一樣，消化系統提供營養，呼吸系統提供空氣，創造恆溫、創造所有需要的一切，然後用地底下，直接從根隙下，給予植物養分、空氣、以及各種微生物等，那是不是就能夠創造出另外一種新的農業方式呢？
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而這個部分會面臨到幾個障礙，就是動力的來源、血管的供應以及像胎盤狀的一個循環系統，那這個也是另外一種仿生而能突破的，像地下障礙是全世界、在農業上都是會遇到地下障礙的問題、灌溉障礙、容易塞管等等。那人類的血管可以繞地球兩圈半卻不會塞管，然後把這個技術、概念運用在我們地下系統之上就可以突破了灌溉障礙的問題。所以很簡單的idea，用現成的設備跟技術就可以突破全世界所有專家無法突破的困境。
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這個我們時間不多我就大概讓大家看一下。這個是模擬人體血管的地下模式，那是先開工埋管，到時候回填。而這個的模式好處就在於說它不需用動力來源，它是用位能就可以把所有的營養液，輸送到不管是幾公頃的土地都可以，它只需要微量的電力，而它也能夠創造出一個地表很乾燥，不會長雜草的環境，那地底下是源源不絕的養分。
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那這個是我們、如果一旦完成會整個封起來，所以我把還沒完成之前的示意圖讓大家參考一下。它有分成三層，最上面那層就是我們的動力來源，利用位能把液體、營養液，全部散到環境中。土壤下一分地可能會一公里長的管線面積，而這個管線進去以後，它幾乎撐個很多年都不會被損壞。而中間那幾層則是發酵營養液，我們提供營養液。
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裡面的基本營養，米糠、穀米、豆粕、糖、米，甚至蝦粉這些的，最重要還必須添加微量元素，這些養分都一直被拿走，我們一定要補充進去，但最重要的是這些養分都要經過微生物的分解、發酵以及重組。植物吸收的養分並不是直接吸收化學成分，而是要經過微生物代謝之後，而微生物再分解，再讓這個植物吸收，這個就是一個農業的關鍵。
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那這個系統的話，我們可以很輕鬆的種植各種作物。丹參這種難以種植的中草藥就可以在系統裡面輕鬆的種植出來，因為這個系統就模擬了母體的狀態，我們可以很輕鬆的去管理它。其實這是一個很適合名字叫做「蓋婭」，因為這個「蓋婭」在國外的意思就是象徵了土地、象徵了地球，它是大地之母的意思，代表也是未來新世界的繁榮與昌盛。我們也期待未來的世界，真的能夠像仿生我們人類能夠真的跟這個世界所有的生命體一樣，我們的存在不只是自己能夠過的更舒服，讓我們群體過的更好，也能夠讓這個世界因我們的存在而更加的美好。謝謝各位！
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主持人：在座的聽眾一定還有對一些部份還很好奇，比如說像貴公司研發的仿生農業的技術是完全不使用化學肥料的自然農法嗎？還是是有使用一些化學肥料？在設計的理念上是為了回歸自然還是為了補足傳統化肥的不足呢？
楊副總：其實這個問題是所有人都常常問、甚至我自己也問自己很久的事情，自然農法象徵的是一個回歸自然與永續，然後化學這個農業，創造的卻是一個龐大的產業化的糧食、是族群的繁衍，我認為這兩者都是正確的，但兩者都有不足，所以我們的希望是，打破、推倒這個高牆，我們最近常聽到這句話，讓化學與自然，在仿生的契機之下，創造一個全新的展開，用化學的技術補充自然農法的產量養分的供應不足，用自然的概念來讓化學的副作用合理化，而不產生毒害，最重要的，我們的農業，也就是我們的人民、農民，或是我們的各位朋友，在操作的時候又能夠獲得在人類的經濟體系下，又能夠得到良好的回饋，輕鬆、又兼顧生活品質，又有經濟的收入，對，這個才是我們真正的希望，好。
主持人：非常謝謝，我們再一次謝謝楊副總。
楊副總：謝謝各位。