鄭經(jīng)文

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科普教育的第五項(xiàng)修煉——以全球變暖議題為例

鄭經(jīng)文

臺(tái)灣屏東教育大學(xué)社區(qū)學(xué)習(xí)中心

工業(yè)革命以來，人類對(duì)于化石燃料的需求有增無減，導(dǎo)致大氣層中的二氧化碳濃度增加。許多科學(xué)家斷言，就是工業(yè)化社會(huì)造成全球變暖的現(xiàn)象，以致于海平面逐漸上升、冰河持續(xù)退縮。但是全球氣候變暖的事實(shí)真相是否就是這樣？新的科學(xué)證據(jù)指出，4000 萬年前地球的二氧化碳濃度曾經(jīng)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在，當(dāng)時(shí)的全球平均氣溫比現(xiàn)在還要高出5℃以上，而人類尚未出現(xiàn)也沒有會(huì)排放二氧化碳之工業(yè)的存在?？破战逃ぷ髡咴谔接懣茖W(xué)議題時(shí)，除了要引起普通大眾對(duì)于科學(xué)的興趣，也要正確介紹科學(xué)議題的各個(gè)知識(shí)及資訊，才不會(huì)誤導(dǎo)民眾，甚至于造成不必要的社會(huì)問題。

系統(tǒng)思考 全球變暖 科普教育

1 第五項(xiàng)修煉——系統(tǒng)思考

20世紀(jì)90年代，彼得·圣吉(Peter Senge)出版了其巨著《第五項(xiàng)修練》，一時(shí)蔚為風(fēng)潮并掀起組織學(xué)習(xí)的企業(yè)管理趨勢(shì)(張雪平，2005)。彼得·圣吉(2010)提出關(guān)于建構(gòu)學(xué)習(xí)型組織的五項(xiàng)修練：自我超越、改善心智模式、建立共同愿景、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)、系統(tǒng)思考?！白晕页健毕抵附M織成員要能夠認(rèn)清客觀現(xiàn)實(shí)，理解當(dāng)下處境與預(yù)期美好未來之間的落差，進(jìn)而興起追求達(dá)到高標(biāo)并超越自己的積極動(dòng)力(王婷、王德清，2010)。舉例來說，北宋蘇洵年少貪玩，27歲時(shí)認(rèn)識(shí)到自己的不足，始發(fā)憤讀書而終成為一代大家，與二子蘇軾、蘇轍同列唐宋八大家之一(李凱，2004)?！靶闹悄Ｊ健敝傅氖莻€(gè)人對(duì)于周邊事物的固定認(rèn)知模式，往往并依據(jù)心智認(rèn)識(shí)的結(jié)論，做出種種反應(yīng)的行為(黃營(yíng)杉、齊德彰，2004)?！案纳菩闹悄Ｊ健北闶翘嵝盐覀?，面對(duì)環(huán)境變遷的種種現(xiàn)象，不能只利用固定認(rèn)知模式來理解，這往往造成對(duì)于形勢(shì)的誤判并導(dǎo)致失敗。

彼得·圣吉認(rèn)為，一個(gè)真正的學(xué)習(xí)型組織，需要打造共同的愿景，才能齊心學(xué)習(xí)改善，幫助組織成長(zhǎng)(曹志來、蘇昭孫，2007)。同時(shí)，組織學(xué)習(xí)的基本單位應(yīng)該是團(tuán)隊(duì)，學(xué)習(xí)主體由個(gè)人擴(kuò)大到團(tuán)隊(duì)才能形成知識(shí)分享和思想交流(楊仁壽、卓秀足，2007)。換言之，打造學(xué)習(xí)型組織的重點(diǎn)不在于個(gè)別的組織成員，而是聚焦在整體組織學(xué)習(xí)能力的強(qiáng)化。學(xué)習(xí)型組織的第五項(xiàng)修練——“系統(tǒng)思考”，彼得·圣吉認(rèn)為是進(jìn)行學(xué)習(xí)的核心，只有透過全面性的觀察，才能有效掌握知識(shí)并加以運(yùn)用，進(jìn)而凸顯出學(xué)習(xí)在環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)的重要性(王育杰、裴晶瑩、王少麗，2010；謝琇玲、蘇國(guó)禎，2005)。何謂“系統(tǒng)思考”？以企鵝的演化為例，如果只從達(dá)爾文的物種演化觀點(diǎn)出發(fā)，必定會(huì)誤以為企鵝為了適應(yīng)南極大陸的酷寒環(huán)境，因而發(fā)展出現(xiàn)今的樣貌和身軀(許靖華，2012)。事實(shí)上，企鵝的演化除了該物種本身因素，還要考慮古代地理氣候環(huán)境。與挖掘出來的古代企鵝化石相互對(duì)照，便可知企鵝原本生活在西蘭迪亞大陸(現(xiàn)今的新西蘭及周邊大陸棚)，4200萬年前擴(kuò)散至整個(gè)南半球并抵達(dá)赤道地區(qū)，當(dāng)時(shí)地球海洋平均溫度比現(xiàn)在高約6℃～8℃，南極大陸則是森林密布，因此企鵝能夠忍受極寒保存體熱的肱動(dòng)脈叢生理構(gòu)造，其實(shí)是在溫暖氣候下為了潛入深海捕魚所演化出來的(佛岱斯、賽普卡，2012)。也就是說，往往我們只看到事物的表象，若未深入了解其真正的全部樣貌，缺乏系統(tǒng)思考則容易造成差之毫厘、失之千里的后果。

2 全球氣候變暖議題的發(fā)展沿革

第一位注意到工業(yè)化社會(huì)可能導(dǎo)致全球氣候變暖的學(xué)者是法國(guó)的傅立葉（Jean Baptiste Joseph Fourier），時(shí)間在使用煤炭的瓦特蒸汽機(jī)出現(xiàn)后不久，他提出燃燒煤炭可能會(huì)使得地球大氣層中二氧化碳濃度上升，進(jìn)而影響全球氣溫的升高(蔡振興，2012)。緊接著，英國(guó)科學(xué)家丁鐸（John Tyndall）也認(rèn)為大氣層的組成成分可能會(huì)影響地球的溫度，并且針對(duì)二氧化碳、甲烷等溫室氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這些溫室氣體要比大氣層主要組成氣體的氧和氮更能維持熱能量，提供了人為溫室效應(yīng)的科學(xué)依據(jù)(Weart, 2003)。20世紀(jì)初，諾貝爾獎(jiǎng)得主瑞典化學(xué)家阿漢尼爾斯(Svante August Arrhenius)首先計(jì)算出大氣層中二氧化碳的濃度，并指出溫室氣體濃度提升與全球暖化間的關(guān)系(蔡振興，2012)。1938年，英國(guó)工程師卡倫達(dá)（Guy Callendar）指出，人類不斷地燃燒石化原料以進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，造成全球氣候的持續(xù)改變，使得19世紀(jì)上半葉全球平均氣溫每年增加0.005℃(比爾·麥克基本，1989)。

1988年世界氣象組織和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）依據(jù)第一次世界氣候會(huì)議的結(jié)論，承認(rèn)人類活動(dòng)已經(jīng)造成大氣層成分的改變并足以引起全球暖化，共同設(shè)立“政府間氣候變遷小組”(Intergovernmental Panel on Climate Change，簡(jiǎn)稱IPCC），探討氣候變遷對(duì)于人類社會(huì)生存與未來發(fā)展的影響課題，并提供全球暖化的科學(xué)研究資訊(蔡振興，2012)。1994年，聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過《聯(lián)合國(guó)氣候變化綱要公約》（UNFCCC），開始針對(duì)溫室氣體排放控制進(jìn)行全球性的政治談判協(xié)商，并于1997年取得基礎(chǔ)共識(shí)而促成了《京都議定書》的誕生，就二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟化碳（HFCS）、全氟碳化物（PFCS）和六氟化硫（SF6）這六種溫室氣體的排放進(jìn)行管制，于2005年?duì)幦〉蕉砹_斯的加入而跨過門檻開始生效(汪中和，2008；陳靜茹、蔡美瑛，2009)。1998年，氣候科學(xué)家曼恩(Michael E. Mann)利用樹木年輪和冰芯，推估古代氣溫并得出全球平均氣溫有急劇升高趨勢(shì)，其研究成果于2006 年經(jīng)IPCC小組審查認(rèn)可，成為氣候變遷的重要科學(xué)證據(jù)(比艾羅，2012)。美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)?2007)則致力于喚醒普通大眾對(duì)于全球暖化議題的重視，引用“政府間氣候變遷小組”(IPCC)的科學(xué)報(bào)告數(shù)據(jù)，宣揚(yáng)全球共同減碳的理念，并因此于2007年獲得諾貝爾和平獎(jiǎng)。2009年在丹麥舉行的哥本哈根氣候變遷高峰會(huì)議，試圖取得各方共識(shí)以達(dá)成減碳排放的全球協(xié)議，但涉及各自的利益沖突問題，最終只有達(dá)成不具法律約束力的聯(lián)合聲明文件(吳榮華，2010)。

3 全球氣候變暖議題的系統(tǒng)思考

全球氣候變暖只是單純的溫室氣體排放問題而已嗎？工業(yè)革命迄今，人類燃燒石化原料增加了大氣層二氧化碳的濃度，已經(jīng)有數(shù)百年之久的歷史(房振謙、林美惠、李慧珍、陳靜歆、薛雅惠，2008)。然而，歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家所主導(dǎo)的減碳排放協(xié)議，以1987年的溫室氣體排放量為控制基準(zhǔn)，忽略了各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同的排碳需求，且規(guī)避了工業(yè)國(guó)家1987 年以前的碳排放歷史責(zé)任，導(dǎo)致了發(fā)展中國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的矛盾沖突(黃瑞祺、黃之棟，2008)。目前的全球減碳排放協(xié)議規(guī)劃，并未審慎區(qū)分對(duì)待生存排放（survival emissions）與奢華排放（luxury emissions）之不同，管制開冷氣時(shí)的碳排放量，也管制非洲貧窮國(guó)家人民呼吸所產(chǎn)生的碳排放量，這也導(dǎo)致了另一層面的不公平(黃瑞祺、黃之棟，2008)。臺(tái)灣學(xué)者黃鍔于1995年發(fā)明“希爾伯特─黃變換法”(Hilbert-Huang transform, HHT)的數(shù)學(xué)工具，有效處理非線性波的函數(shù)拆解，并利用該方法分析IPCC的氣候變遷數(shù)據(jù)，2011年提出工業(yè)革命以來全球氣溫并非持續(xù)上升，而是以65年至70年為一個(gè)周期，上下震蕩并緩步地上升且幅度遠(yuǎn)小于IPCC的預(yù)估，和學(xué)術(shù)界的主流意見并不一致(李名揚(yáng)，2012)。

許鞍華(2012)認(rèn)為導(dǎo)致近年全球氣溫的上升，不可以簡(jiǎn)化為人為溫室氣體增加這一個(gè)因素，還要考慮地球本身環(huán)境與太陽熱輻射效應(yīng)的變化。由于板塊運(yùn)動(dòng)的緣故，地球經(jīng)常有火山活動(dòng)的發(fā)生，火山爆發(fā)所噴發(fā)的二氧化碳、甲烷等內(nèi)部氣體也會(huì)造成大氣層內(nèi)溫室氣體濃度的增加(Malone, 2009)。大型火山爆發(fā)所產(chǎn)生的氣體，和噴發(fā)至大氣層遮蔽陽光的火山塵，往往在短時(shí)間內(nèi)造成全球降溫的效果，之后又因溫室氣體增加而有升溫的效果。太陽黑子的活動(dòng)情形與太陽的熱輻射能量改變，也會(huì)對(duì)全球平均氣溫造成影響(蔡振興，2012)。換句話說，只要太陽提供給地球的熱能達(dá)到一定幅度的改變，就有可能造成全球暖化或氣溫下降的結(jié)果。地球繞行太陽的同時(shí)，地軸的傾斜角度并非恒定不變，受到行星間引力的影響，于四萬年周期間在24.5℃～22.1℃之間擺蕩，由塞爾維亞工程師米蘭科維奇(Milutin Milankovi?)于20世紀(jì)初計(jì)算后提出，而這會(huì)造成日照能量輸入的變化，并足以引發(fā)冰河時(shí)期的到來(王乾盈，2006)。許鞍華(2012)認(rèn)為探討全球暖化議題，不可以單純只靠幾百年的氣溫?cái)?shù)據(jù)就予以結(jié)論，應(yīng)該從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的地球生命周期來探討，才能較妥善地掌握事實(shí)的真相，因?yàn)榈厍蜻^去也曾經(jīng)出現(xiàn)過幾次寒冷的冰河期與間冰期，大陸板塊的分布也會(huì)影響氣候，一度全球平均氣溫還曾經(jīng)溫暖得高出現(xiàn)在5℃左右。蓋亞理論認(rèn)為，地球本身是一個(gè)有機(jī)體，會(huì)透過生命的繁衍演化來調(diào)節(jié)全球氣溫，35億年前厭氧細(xì)菌出現(xiàn)在地球，吸收了火山活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體幫地球降溫，30億年前出現(xiàn)產(chǎn)甲烷菌供應(yīng)溫室氣體幫地球升溫，15億年前行光合作用的藍(lán)綠藻出現(xiàn)在地球，吸收了二氧化碳幫地球降溫，6億年前軟體動(dòng)物出現(xiàn)在地球，以藍(lán)綠藻為食間接提升溫室氣體濃度幫地球增溫，接著是無脊椎動(dòng)物和樹木的出現(xiàn)，3億5千萬年前大氣層中的二氧化碳幾乎消耗殆盡，冰河期降臨導(dǎo)致樹木大量死亡而再度升溫，1億5千萬年前地球再度過于溫暖，顯花植物和鈣質(zhì)浮游生物出現(xiàn)，吸收了二氧化碳再度幫地球降溫，如此周而復(fù)始地經(jīng)由生物演化調(diào)整地球的溫度(許鞍華，2012)。

4 科普教育與系統(tǒng)思考

綜合以上所述，關(guān)于氣候變遷、全球暖化的議題，其本質(zhì)是非常復(fù)雜的，不是任何單一因子所可以決定的?？紫楦?2010)認(rèn)為科學(xué)教育的重點(diǎn)，在于引導(dǎo)學(xué)生有效地進(jìn)行系統(tǒng)思考，從整體全局的方式來認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)，而不是片面地、局部地提供信息。林英杰和崔夢(mèng)萍(2011)則認(rèn)為，關(guān)于氣候變遷、全球暖化的議題，涉及許多跨學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)體系，在教學(xué)規(guī)劃上更應(yīng)注重知識(shí)的整合與完整性，并培養(yǎng)學(xué)生具備全面觀察、主動(dòng)思考的能力。

那么要如何從系統(tǒng)思考觀點(diǎn)，進(jìn)行全球暖化議題的科普教育？首先，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該涵蓋不同意見的論述，不可只偏重于IPCC科學(xué)家的主流思維。當(dāng)前關(guān)于氣候變遷的科學(xué)主流論述，多半跟隨IPCC的科學(xué)研究報(bào)告，強(qiáng)調(diào)全球暖化的趨勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)重。但是，也有許多非主流的科學(xué)家，提出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)證據(jù)論述，證實(shí)暖化現(xiàn)象并未如IPCC的預(yù)測(cè)那樣嚴(yán)重?？破战逃龖?yīng)該反映真實(shí)，不應(yīng)該一面倒地支持單方面的論述。其次，教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)該局限于單一特定學(xué)科，須涵蓋不同領(lǐng)域的全球暖化相關(guān)知識(shí)。全球暖化議題雖然看似屬于氣象學(xué)科范疇，實(shí)際上涵蓋許多科學(xué)領(lǐng)域，地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等相關(guān)知識(shí)，都有助于理解氣候變遷、全球暖化的真實(shí)面貌。最后，科普教育要啟發(fā)學(xué)生對(duì)于全球暖化議題的主動(dòng)思考，不僅止于科學(xué)層面且包括人文社會(huì)的層面?？茖W(xué)的目的在于營(yíng)造更好的人類生存環(huán)境，不只是自然環(huán)境而已，也包括人文社會(huì)環(huán)境。因此，全球暖化議題的科普教育除了科學(xué)方面的探討，也應(yīng)該就人文社會(huì)的影響層面，進(jìn)行探討研究與思想啟發(fā)的教學(xué)。

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