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國立自然科學博物館是台灣第一座自然科學博物館，也是全台灣人氣最旺的博物館，擁有最現代化的科學儀器設備和世界各國最傑出的展示設計，是一座具有相當規模的博物館，啟用於1986年，設計匠心獨具，規劃與眾不同，以闡明自然科學的原理與現象，啟發社會大眾對科學的關懷與興趣為目的，進而為科學的長期發展奠定基礎；並收集代表性的自然標本及其相關資料或人類遺物，以供典藏、研究、展示和教育之用。
整座博物館佔地面積83465平方公尺，坐落在西屯路、三中路和健行路交會的24號公園預定地內，瀕臨台中港路，與全國大飯店遙遙相對。館址是台中市北區館前路1號。銀翼風車是博物館的標誌，採用圓形車葉，支撐在多面體的架構中，用以象徵「人與自然」的和諧關係。全館可分為科學中心和行政中心、生命科學、中國科學和地球環境等4個展示廳，以及太空、環形、鳥瞰和立體等4個科技劇場，每個部分都是獨立的建築，至少都有3層樓面，規模的龐大由此可見。
科學中心和行政中心是地下1層、地上8層的灰綠色建築物，外表質感樸實，巍峨壯觀，館內動線流暢，光線明亮清爽，頗具水準。大廳有服務台，左側為書店，右側為紀念品店，經營自然科學圖書、儀器、科學模型玩具、圖片和幻燈片等，左側另設有殘障者專用的電話亭。地下一樓為可容納100人的餐廳、有126個座位的小型演講廳、中央監控中心和本館的機電、空調設施，以及一個備有物理、化學、生物與地質等基礎實驗儀器的科學教室。二樓是視聽室、圖書區和科學諮詢服務台，提供較多的視聽圖書資料，還有電腦益智室的40部個人電腦，輪流替換科博館自行開發的30個電腦益智遊戲，用彩色畫面配合中文，以問答或遊戲的方式闡釋某一科學原理或現象。三、四樓的科學展示室包括天文、氣象、地球環境、力學、光學、電磁學、數學、視學、體能測驗區與微生物的展示，並各設科學演示台，以供表演示範有趣的科學現象。五樓有幼兒科學園、戶外活動區和科學活動區等。六至八樓是全館行政樞紐。這個獨立的展示區，讓民眾藉由親手操作而引發探討科學的興趣，並從中學到許多科學知識。科學中心還興建有恐龍興亡錄、彩色世界、人體生理、大自然的聲音、數與形、中國傳統醫學、古代中國人的故事和糧食與人口等項目，使得自然科學館真正成為一處科學的殿堂。
生命科學廳以介紹大自然的起源和奧妙為主，是自然史中最重要的課題之一，用14個主題翔實記錄了地球上的生命從宇宙初始之際，慢慢演進到現代的一連串過程，在各展示區中分別闡釋生命的起源、生命的演化和生物間息息相關的現象，以及人類生理思維和感官能力的各項奇蹟，共分為「眾妙之門」、「恐龍時代」、「生命登上陸地」、「生命的起源」、「植物的演化」、「人口與糧食」、「生命征服天空」、「滅絕」、「人類的故事」、「哺乳類的演化與適應」、「我們的身體」、「大自然的聲音」、「彩色世界」和「數與形」等展示區，其基本根據是達爾文物競天擇的演化論，讓遊客在參觀過程中探索和瞭解大自然的奧秘。
其中恐龍世界是最受小朋友歡迎的展示區，惟妙惟肖的恐龍模型、骨骼等，令人看了對這些遠古時代動物的龐大身軀都連聲稱奇。在這裡還可以深入瞭解這樣一群大小、形態和食性上都具有高度歧異性的生物族群，讓人好奇不已的是這種史前生物傳奇性的生活史和迄今爭論不休的滅絕過程，從出現到滅絕足足持續了約1.7億年之久。
中國科學廳和地球環境廳，總樓板面積有56198平方公尺，耗資約1億美元。中國科學廳展示項目琳瑯滿目，共計有中國醫藥、中國的科學與技術、中國農業、中國人的心靈生活、古代的中國人和台灣的南島民族等六大主題，分別利用模型、圖表、視聽解說和立體造景等方式予以呈現，展示出中國自古至今，在科技、醫學、生產方式與精神生活、文化傳統等各方面的具體成果。
展示廳內高12公尺的「水運儀象台」為中國科學廳的精神象徵，是將宋代天文鐘原樣復原，設置有複雜的齒輪傳動系統，以水為動力帶動樞輪，其齒輪傳動系統中的「天衡」裝置，是計時機械史上的重大創造，用水作為機械動力的設施，也正是近代鐘錶發條裝置的前身。這座世界上第一個功能齊備的木製模型，頂屋是一具觀星象的「渾儀」，可指出星宿的位置；中層是模擬天象的球體「渾象」；最下層是計時器「晝夜機輪」，木閣中的「晝夜機輪」又可分為5層，每一層的司辰木人各司其職，「人數」也有所不同，緋衣、紫衣和綠衣木人，分別代表時初、時正和時刻，最上層的木人還會以搖鈴、擊鼓與敲鐘的方式來報時，就像歐洲的報時鐘，但比歐洲早發明好幾個世紀。
以明代戰船為範本復原的船，每一小節都可以拿起來，非常精細。此外，北宋針炙銅人、百年「同仁堂藥舖」等，也都是復原成果，陳設在「中國醫藥」單元中。而「中國人的心靈生活」中的「萬福宮」，原本位於高雄市，館方利用重建新廟而拆除的建築組件，像拼圖般湊組出懸垂的廟宇，成為展場的核心。
地球環境廳的總主題是地球、環境和能源，展示面積5400平方公尺，共分為「地動驚魄」、「足下寶藏」、「瀛海傳奇」、「人與環境」、「物種保育」和「物質與能」等6個單元，以地球生態為主的大壁畫組合，利用各種模型和標本，布置了7個逼真而且特殊的生態環境造景，採用英、美與荷蘭等生態造景專家的技術，使這裡呈現出中國東北溫帶林、加拿大凍原、東非稀樹草原、婆羅洲紅樹林、加拉巴哥海岸、美國索諾蘭沙漠與哥斯達黎加雨林等不同緯度、不同海拔地區的原始面貌，展現出不同環境下的動、植物面相。各個單元都備有3間劇場教室，使用放影、投影和模型圖表等各種視聽器材來介紹各主題，鮮明地闡釋地球環境的形成與未來面貌，讓參觀者從不同側面瞭解自然界生態環境的美好，以及環保問題的重要性，喚起人類保護自然環境的行動和決心。
恐龍廳透過其精緻的展示、相關影片和圖文說明，可深入瞭解這樣一群大小、形態、食性上具有高度歧異性的生物族群，他們傳奇性的生活史，以及迄今爭論未休的滅絕過程。
太空劇場是運用尖端科技、聲、光和電化等儀器設備，將自然現象和科學知識融入影片中，讓觀眾可以身臨其境地感受到太空的奧妙，達到寓教於樂、推展科教的目的。
劇場是一座圓頂式建築，內部為傾斜30°、直徑達23公尺的半球形設計，外為面積廣達374平方公尺的柱廊，一至三樓共有304個階梯式座位，三樓後面是多媒體燈光放映室和電腦控制室，四樓是軟體製作的中心，設有暗房及工作室。劇場的主要設備是星象模擬系統和全天域影片放映系統。前者採用日本最新式的太空模擬系統，除傳統星象系統外，還有8部大型幻燈機、15部小型幻燈機和兩部16糎電影放映機的多媒體放映系統一套。全天域影片利用180°魚眼鏡頭將70糎的影片放映至傾斜的圓頂天幕，畫面清晰穩定，使觀眾有如處在真實的宇宙中，感受前所未有的震撼。
環形、鳥瞰和立體3個劇場各具特色；環形劇場內的座位可以360°旋轉，四周是個連貫的環形銀幕，節目放映時需動用近百部幻燈機和15部放映機，與鐳射光交錯投射，還有電視牆、立體音響和可以隨時移位的小屏幕搭配運作。鳥瞰劇場的設計，是用一個半徑為11公尺的球形結構體，從水平面由弦長18公尺處切入而形成一個下凹的球形銀幕，觀眾可以站在銀幕上方12公尺高處向下觀賞節目，這個劇場沒有設座位，觀眾像是長了翅膀的鳥兒，飛過千山萬水，體驗「俯瞰」世界的奇妙感受。在立體劇場觀賞節目時必須戴上立體偏光眼鏡，才能感受到三度空間的魔幻特效。
在博物館內，還有一處非常獨特的「巨蟲公園」、20隻放大50倍至數千倍的巨蟲模型，佇立在不同的角落，並不時傳出打鬥聲、咆哮聲和振翅飛翔的聲音。
進入公園，首先可以看到一個長長的白蟻洞，平時微小的白蟻，在這裡變成了巨大的怪物。走出蟻洞，但見一隻灰黑色的巨型毒蜘蛛正揮動著兩隻前足，左手邊則是兩隻正在打架的大甲蟲，拿起展覽會場為遊客準備的解說手機，按下這兩隻甲蟲的代碼，便可以聽見牠們叫陣且互不相讓的對話，令人不禁莞爾。沿著公園右側前行，只見一隻帝王蝎正擺動著雙螯和尾端那根尾針，向旁邊的巨蟲示威；對面還有一隻高大的綠螳螂正張牙舞爪地恐嚇入侵者，並不時發出咆哮聲，真是妙趣橫生。
互動展示區有多項寓教於樂的標本展示和電子教學設施，遊客可以自己動手操作，模擬昆蟲翅翼舞動的原理，也可以模擬「複眼」中，看看昆蟲眼中的世界。如此生動有趣、將知識融入娛樂的公園，非常適合家庭同遊。
植物公園是科博館大型戶外展示園區，擁有全亞洲最大的熱帶雨林溫室和亞馬遜河流域水族展示區，與科博館本館隔著台中市的景觀道路西屯路遙遙相對。西屯路中段有台灣第一座「水鐘」，主體閃閃發亮，非常引人注目，是由法國引進、充滿後現代風格的藝術品，應用物理原理，以藍色的液體呈現時間的流動，清楚地顯示當時的時間，創造極高的視覺享受。
園區佔地4.5公頃，根據台灣各地區的地形及生態特色，劃分成隆起珊瑚礁區、蘭嶼生態區、海岸林生態區、台東蘇鐵區、北部低海拔生態區、中部低海拔生態區、南部低海拔生態區及季風雨林區，各區都移植有當地代表性的植物，重建生態景觀，可讓遊客深入瞭解台灣各種植物之美。公園裡最具特色的建築物是熱帶雨林溫室，這幢全亞洲最大的溫室建築為台灣唯一的大型鋼構溫室，上、下方裝有百葉窗，讓室內外空氣流通，室內溫度控制在28℃，濕度為85%，引進400多種生長於熱帶雨林的植物，製造出高溫潮濕的環境。每天下午1～3時，溫室上方會不時降下人工的「西北雨」，讓遊客感受熱帶雨林氣候，非常有趣。溫室的地下層中有兩個大型水族箱，展示亞馬遜河流域的水族，其中有3尾全球最大的淡水魚象魚，還有很大的食人魚族群，都非常受歡迎。
科博館的戶外展示還包括有日晷、鸚鵡螺紋水量調節池、洛書、DNA模型、視覺反射筒和生命演化史步道等。其中日晷畫於地面上，中央的圖案是傳統的四靈：青龍、白虎、朱雀和玄武（龜與蛇），代表東、西、南、北四向，中線上刻有日期，站在適當日期的位置上，就可以由自己的影子看出當前的大致時間。

國立自然科學博物館 - 修訂沿革

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