向大自然學習：大自然的模式

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Wikipedia 在模式語言（Patter Language）這個條目說，模式語言是一套有組織的、連貫的模式，其中，每一個模式都描述了一個問題和解決方案的核心，可以在一個特定的專業領域內以多種方式使用。這個詞是由建築師克里斯托弗-亞歷山大（Christopher Alexander）創造的，並在他 1977 年出版的《模式語言》一書中得到推廣。

模式語言也可以是一種嘗試，通過一組相互關聯的模式來表達在人類努力的特定領域內帶來「活力」的更深層次的智慧。這個「活力」可以說是一個「沒有名字的品質」的一個代名詞：一種整體感、精神或優雅的感覺，雖然形式各異，但卻是精確的、可經驗驗證的。一個平凡的人，若是善用模式語言，也可以解決很大、很複雜的設計問題。

什麼是模式？

簡單的說，一個模式往往包含三個元素（2004？，張系國）：

情境（context）：在社麼樣的生態環境、社會組織、技術背景、國際局勢、經費、人員…；
問題（problem）：想要解決的明確問題是什麼？
解決方案（solution）：在特定的情境背景底下，如何解決所面對的問題。

範例: 高速公路行經寸土寸金的大都會，如何讓高速行駛的車子（時速 100 公里）能夠有足夠的距離，將車速降至可以安全在都會街道行駛？我們的都市規劃使用圓形的交流道設計，透過圓周繞行來減速，一來節省空間，二來，讓駕駛人因為車道彎曲，自然的減低速度。; 早期臺灣的常民家庭，不會有人刻意的為自己家人著書立傳，這繁複的尋常人家的家族歷史要如何讓後代的子孫能夠知道？有一個解決方案是靠著親人過世時的守靈與喪禮的儀式，讓家人可以聚在一起，談起往生者的生平，把大家過去的記憶、家族成員的生平網絡重新的敘述、補充、澄清。

請大家思考一下，若是要警告兩萬年後的人類（如果還有人類的話）不要靠近儲存核廢料的廠址，您會怎麼做呢^[1]？有沒有既有的模式可以參考？

模式其實無所不在，因此，Bill Mollison 說：這個世界是蘊含在模式中的一連串事件。

學習型態

線性與非線性的學習方法
線性	非線性
線性符號 1-2-3-4-5-6-7-8-9-0 A-B-C-D-E-F-G ...	音樂、歌曲、舞蹈、符號、傳說的模式
利於參考與儲存	容易記憶
不利於回憶	高準確性，能夠回憶大量的資訊
最近的創造只有幾千年的歷史	古老的學習型態例如：在台灣原住民已經存在超過四千年、在澳洲已經存在四萬年

模式學習轉換訊息

經由模式學習轉換訊息的傳統方法有那些？

我舉一個例子，大家就能很清楚什麼是「模是學習」。大家能夠背誦整年度的節氣名稱嗎？

由於節氣反映了地球圍繞太陽運動的過程，是每年季節變更的重要標誌，因此對農業生產非常重要。中國農民為了更方便地根據節氣來安排農事，長期以來形成了一些相關的民諺。

二十四節氣歌

春雨驚春清穀天；
夏滿芒夏暑相連；
秋處露秋寒霜降；
冬雪雪冬小大寒。
每月兩節不變更；
最多相差一兩天；
上半年來六廿一；
下半年來八廿三。

注意：最後兩句是說上半年的節氣在6日，中氣在21日，下半年的節氣在8日，中氣在23日。日期是陽曆日期。

二十四節令歌

立春陽氣轉，雨水沿河邊；
驚蟄烏鴉叫，春分瀝皮乾；
清明忙種麥，穀雨種大田。

立夏鵝毛住，小滿雀來全；
芒種五月節，夏至不納棉；
小暑不算熱，大暑三伏天。

立秋忙打靛，處暑幹老虎；
白露煙上架，秋分無生田；
寒露不算冷，霜降變了天。

立冬交十月，小雪地封嚴；
大雪河叉上，冬至不行船；
小寒進臘月，大寒又一年。

西曆十二月節氣歌

二月立春雨水節；
三月驚蟄及春分；
四月清明並穀雨；
五月立夏小滿方；
六月芒種及夏至；
七月小暑大暑當；
八月立秋還處暑；
九月白露秋分忙；
十月寒露又霜降；
十一月立冬小雪張；
十二月大雪冬至節；
一月小寒大寒昌。

各地其它諺語

中國：
- 華北地區：
  - 早立秋，冷颼颼；晚立秋，熱死牛。（如果立秋時間在日出之前，之後的天氣就會比較冷；如果出現在日出之後，接下來的天氣就會比較悶熱。）
  - 秋分早，霜降遲，寒露種麥正當時。
  - 清明前後，種瓜種豆。
  - 植樹造林，莫過清明。
- 江浙地區：
  - 白露身勿露，赤膊變豬玀。
  - 寒露腳勿露。
  - 冬練三九，夏練三伏。
  - 黃河中下游《九九歌》：一九二九不出手；三九四九冰上走；五九六九抬頭望柳；七九河開，八九雁來；九九加一九，耕牛遍地走。
- 嶺南地區：
  - 清明谷雨，凍死老鼠。

生存的訊息

請大家分享一下，看看傳統社會當中，使用模式學習背傳頌下來的生存訊息有那些？

傳統文化當中的模式

如果世界文化要存續而且要繼續繁榮下去，我們必須學習保育、環境道德、並且尊重後代子孫；好幾個世紀以來，傳統的文化與原住民一直在詮釋這些價值，有什麼比這些更值得學習？（1998, 《土地的守護神》，看守臺灣）

讓我們從這個網路世代，回顧一下這個世界上，過去的先民的學習方式與訊息系統。

航海

所羅門群島的居民使用符號、歌曲、舞蹈在 1200 個群島中航行、生活。人們學會超過 4000 首航海的歌，並結合符號和舞蹈來呈現海的形態。
西雅圖的印第安婦女可以一路吟唱到加洲或日本～海洋河流之歌。
The Songlines

吉普賽人唱著他們的歌橫度歐洲。
北美印第安蘇族人的創是神話是一首歌，宇宙中的每一個元素、每一個岩塊、每座山都有自己的聲音。
歌曲非常容易記憶，可以準確到 0.1 秒。
我們自己的身體也有高度的準確性：規律的步伐、心跳。

家譜

毛利人用刺青呈現記錄在歌謠中的家譜，在極度的痛苦中學習～永不忘記。

氣候型態

Gopago 印地安人記錄著自然現象 700 年，聊解日月迴圈並準確預測乾旱與水患。

物候學

注意與天氣型態有關的自然現象，例如：早晨出現紅色的天空對於牧羊人或是船員是一種警告，晚上的紅天空則讓牧羊人開心（？）

自然現象也案試著其他的事件、行位、自然中季節性的因素，例如：

泰雅族的長老看到河谷的山櫻花花苞來了，他告訴年輕人：小米要開始播種了。
當像樹的葉子跟松鼠耳朵一樣大的時候，就是種植玉米的時刻了（北美）。
桃樹開花的季節，河中將有鱸魚。
第一片桐花落下，螢火蟲就來了（南庄）。

格言、傳說＆預言

簡單的諺語容易記，例如：One year's seeding is seven years weeding.

同樣的，道德故事很容易被理解與記憶，如：伊索寓言、耶穌的比喻、猶太人的塔耳牧德。

行動

研究來自於不同傳統和原住民文化的資訊與模式學習案例。

收集古老的格言，例如：物候、明智的生活哲學、記憶方法。

討論模式學習與當代社會的關聯性～找出這些原則被運用的例子，並提出你試圖如何去運用這些模式。

自然界

大自然提供了多種模式的示例，包括對稱性，樹木和其他具有分形維數的結構，螺旋形，曲折形，波浪形，泡沫，平鋪，裂縫和條紋。

對稱

Snowflake 雪花六重對稱（sixfold symmetry）

對稱性廣泛存在於生物中。運動的動物通常具有雙側或鏡像對稱性，因為這有利於運動。植物通常具有放射狀或旋轉對稱性，許多花朵也一樣，以及成年後基本上靜止的動物，例如海葵。在棘皮動物中發現五重對稱，包括海星，海膽和海百合。

在無生命的事物中，雪花具有驚人的六重對稱性：每片雪花都是獨特的，其結構在其結晶過程中的六個臂上的每個都記錄著不同的條件。晶體具有一組高度明確的可能的晶體對稱性。它們可以是立方或八面體的，但不能具有五重對稱性（與準晶體不同）。

螺旋

蘆薈葉綠素

在動物的身體計劃中發現螺旋形，包括鸚鵡螺等軟體動物，在許多植物的葉軸中發現，葉片在莖周圍盤旋，以及在諸如向日葵的向日葵和水果結構的菠蘿等花冠中發現的多個螺旋形。

混沌、動盪、蜿蜒與複雜性

渦型湍流

混沌理論預測，雖然物理定律是確定性的，但自然界中某些事件和模式永遠不會完全重複，因為起始條件的微小差異會導致結果大不相同。由於出現過程中的耗散，自然界中的模式往往是靜態的，但是當能量注入和耗散之間存在相互作用時，會產生復雜的動態。這種複雜性決定了許多自然形態，包括渦街，湍流的其他影響，例如河流中的曲折。或系統的非線性相互作用

波浪、沙丘

沙丘漣漪

波浪是隨著運動而攜帶能量的干擾。機械波通過空氣或水等介質傳播，使其在經過時發生振盪。風浪是表面波浪，會造成海洋的混亂格局。當它們越過沙子時，這些波浪會產生波紋狀。類似地，當風在沙灘上掠過時，會形成沙丘的圖案。

氣泡、泡沫

肥皂泡泡沫

泡沫遵循高原定律，該定律要求薄膜要平滑連續，並具有恆定的平均曲率。泡沫和氣泡模式在自然界廣泛存在，例如在放射蟲，海綿針以及矽鞭毛蟲和海膽的骨骼中。

裂縫

收縮裂縫

在材料中形成裂紋以減輕應力：彈性材料中的縫隙為 120 度，而非彈性材料中的縫隙為 90 度。因此，裂紋的圖案指示材料是否是彈性的。裂縫的形態在自然界很普遍，例如岩石，泥漿，樹皮以及舊繪畫和陶瓷的釉料。

斑點與條紋

南非長頸鹿（Giraffa camelopardalis giraffa）和 Burchell's 斑馬（Equus quagga burchelli）的皮膚

艾倫·圖靈以及後來的數學生物學家詹姆斯·D·默里和其他科學家，描述了一種自發產生斑點或條紋圖案的機制，例如在哺乳動物的皮膚或鳥類的羽毛中：一種反應擴散該系統涉及兩種反作用的化學機制，一種是激活的，一種是抑制發育的，例如皮膚上的深色素。這些時空模式緩慢漂移，動物的外表像圖靈所預測的那樣發生了不可察覺的變化。