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科幻科學報
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300期 2005.12.13.

科學衍生科幻.科幻延伸科學每週二發報 

  300!不知不覺間,科科報邁入三百期了,感謝各位讀者和作者們的支持,讓科科報可以邁入第四個一百期。希望科科報能繼續有四百、五百、六百期囉~

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百萬大挑戰

時間:12/16(五)18:30
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      科科書介 ■ 像揮筷子般揮動八十二斤的青龍偃月刀
     科學小視窗 ■ 美科學家:小睪丸 大智慧

 


▌像揮筷子般揮動八十二斤的青龍偃月刀
▌摘自‧赤兔馬有幾匹馬力?


  說到關雲長,不能不提那把「青龍偃月刀」。青龍刀是怎樣的武器呢?張飛的蛇矛有八尺,青龍刀的長度也有八尺。現今的一尺是三十公分,一斤是六百公克,青龍刀的長度則有二‧四公尺,重量有四十九‧二公斤,可說是相當驚人的刀。

  一般人根本拿不動八十二斤的青龍刀,關雲長像揮筷子般揮動大刀,這是人類的力量可能做得到的事嗎?那麼關羽有多大的力氣呢?用科學性的語言表現,「關羽的力量有多少呢?」漫畫中常見的機器人常會炫燿自己有「一百匹馬力」,這裡的馬力(horsepower,簡稱hp),就是力量的單位。所謂一馬力,就是在一秒鐘可以將七十五公斤的物體抬高一公尺的力量。

  將「像揮動筷子般」這句話轉換成科學語言,可解釋成眼睛看見的殘像消失前,造成連續影像的錯覺。要輕易瞭解殘像,只要聯想到電影即可。播放電影時,在一秒鐘內連續播放二十四張底片,在殘像消失之前,下一張底片就進入眼中,因此在我們眼中就成為連續動作。

  而只要一秒鐘在我們眼前放映八次相同的東西,我們的眼睛就會將之視為連續的影像。因此假定關羽一秒鐘可將青龍刀旋轉八圈,青龍刀開始旋轉後,到達每秒旋轉八圈的速度,所需的時間約為四秒鐘。

  青龍刀旋轉的方式如圖所示有二種方式。關羽的身高和張飛一樣有八尺(二百四十公分),手臂的長度四尺(一百二十公分),以此計算關羽的力量,(1)和(2)的情況個別為二十匹馬力和三百九十匹馬力。二十匹馬力就等於磨坊裡製粉機的力量。五噸的大型卡車相當於二百三十匹馬力。至於三百九十匹馬……,關羽真的是人類嗎?再加上關羽、張飛的身高都有二百四十公分,這樣不奇怪嗎?關羽、張飛的身高或是青龍偃月刀的重量是中國人吹噓出來的嗎?

問題在於度量衡!

  不能將其視為單純的吹牛,看扁我們的英雄關羽。我們再給關羽一次機會吧!三國時代之後的南北朝,中國的度量衡有了重大的轉變。根據歷史學家的研究,一尺的長度在漢代大約是二十二到二十三公分。

  這稱為「漢尺」,和唐代的「唐大尺(約為三十公分)」有所區別。我們現今使用的「尺」和「丈」都是唐代之後的丈量長度,以此為基準,《三國志》內的人物身高就會很奇怪。若用漢尺來計算,張飛的身高大約是一百八十公分。在當時算是巨人,但還不是難以相信的程度。

  重量單位隨著時代轉變。學者們採用統一新羅時代的聖德大王神鐘直接測量重量,和歷史書內記載的度量衡相比,發現統一新羅時代的一斤相當於現今的二百公克。將一尺(約為二十二‧五公分)和一斤(相當於二百公克)代入後重新計算,關羽的力量(1)的情況為三‧六匹馬力,(2)的情況為七十匹馬力。這也是相當驚人的力量,但是看起來較貼近現實。現今普通人的力量約為○‧五匹馬力,七倍於常人的力量,這就是關羽充分發揮時的力量嗎?

陸遜受困八陣圖─圓柱和錯覺現象

  陸遜挾著勝利的氣勢向西追擊劉備。然而走了沒多久,陸遜突然感覺到前方有一陣殺氣,便派遣偵察兵前去探訪,回來的偵察兵報告說:「沒有人,只有石堆散落一地。」好奇心旺盛的陸遜在半信半疑之下,帶領十餘騎兵去探看石陣。每一處石堆的四面八方都有門和窗,看起來相當平凡。

  然而正當陸遜想要回馬時突然狂風大作,飛沙走石,遮天蓋地。怪石像劍一般聳立,沙土像山一般堆疊,江邊的河水洶湧奔流。殺氣騰騰的石堆就像士兵一般,河邊的沙灘就像峭壁一般,流動的河水發出萬馬奔騰的聲響。一干人到處徘徊尋找都找不到離開石堆的路。
陸遜嚇得魂飛魄散,忽然看見一老人走來,將他引出石陣,救了吳國士兵的性命。這個老人正是諸葛亮的岳父黃承彥。諸葛亮在魚腹浦埋伏的十萬大軍正是八陣圖。陸遜對於諸葛亮的才能感到相當佩服,因此不再繼續追捕劉備。

孫子兵法和道家思想的相遇

  讓陸遜動彈不得的「八陣圖」究竟是什麼呢?讓我們參考諸葛亮安排士兵的方法之一──八陣法。八陣法是有效的編排、分配軍隊的方法,受到易經思想深厚的影響。休、生、傷、杜、景、死、驚、開等門的名稱,和用來占卜的八卦名稱相似,而八個陣包圍中軍的外形正是仿效八卦。

  八個小隊組成一個陣,再由八個陣組成一個部隊。每個小隊有五十名士兵和五名旗手,共有五十五位,一陣有四百四十位,八陣合起來共有三千五百二十位。一個小隊由前排開始依序有持弓箭、槍、刀和盾牌的士兵。八陣法開始進行戰鬥時,各小隊制定前進跟後退的方式。根據中軍的指揮進行攻擊及防禦,迅速且井然有序的移動是八陣法的優點。

  但這些僅能運用在活生生的士兵上,陸遜歷經的「石堆和江水蜂擁而來」的情況實際上根本不可能發生。然而將陸遜困住的八陣圖究竟是什麼呢?

  我們的眼睛在看事物時,不僅看東西本身,還會和周邊的物體一起觀看,根據物體周邊的關係來辨別物體。因此根據周遭事物的配置,就算相同的物體也會看起來不一樣。這樣的現象是眼睛的錯覺,也就是「錯視」。錯視現象從古時候就運用在繪圖上,進入現代後也用來作為研究人心的重要方法。看到以上的圖片,會發現我們的視覺比想像中更容易受騙。

  讓陸遜迷路的八陣圖極有可能是利用這類錯視現象來設計的。以為是上坡路,但卻往低處走,以為是寬敞的道路,但卻變成愈來愈窄的小巷弄,只要迷路就找不到原來的位置,不知情的士兵們只要踏入就會嚇得不知所措。

  若將八陣內的路設計得像迷宮一樣,效果會更驚人。當石頭堆得跟人一樣高,在裡面的人無法精確掌握自己所在位置,內心會因此惶恐不安。平常時或許不會被錯視現象矇騙,但是當不安感擴散時就變得容易上當受騙,也就更難發現這是個騙局。

  如果真有用石頭堆出來的八陣圖,肯定是利用迷宮和錯視現象,讓困在裡面的人迷路徘徊的結構物。其威力雖然不足以讓吳國士兵恐懼害怕,但至少可讓吳軍在裡面迷失,讓蜀軍有足夠的時間可以撤退。換句話說,八陣圖雖然沒有攻擊能力,但卻有延緩敵人攻擊的防禦能力,是不是很像一種路障呢?

(本文由高寶出版社提供,摘自《 赤兔馬有幾匹馬力?──三國演義的科學》。)

書名:赤兔馬有幾匹馬力?──三國演義的科學
原文書名:Samkooji Science(韓:三國志科學,2004)
作者:金兌豪、李庭模
譯者:張琪惠
出版:高寶出版社
出版日期:2005/11/09



 

▌美科學家:小睪丸 大智慧
▌科科報編輯小組˙著


  上帝是公平的?美國一項最新研究發現,雄性蝙蝠睪丸大小與智力發展有密切關聯性,睪丸越小者,智力越高。

  美國紐約州Syracuse大學生物學家Scott Pitnick觀察334種蝙蝠的睪丸和大腦後發現,雄性的睪丸越大,腦袋反而小得不成比例。科學家認為,大腦較小的物種由於無法靠智力取得優勢,因此只能盡量發展生育能力,來爭取生存機會。

  這項研究結果發表於最新一期英國皇家學會的《Proceedings B of London》期刊上。研究指出,睪丸最大的蝙蝠物種,其睪丸重量達體重的8.5%,而睪丸最小的蝙蝠物種則是0.12%。至於靈長類男性睪丸重量則佔體重的0.02到0.75%。



 

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