我發覺台灣人不太愛用大腦,還是喜歡別人把結論答案告訴他們,真的傷腦筋。好吧! 從這期開始,為了讓你們多少吸收科學新知,我就開始講故事,
把一些你們早就耳熟能詳但串不起來的故事,用有時間序的方式寫給你們看,而且搭配上中國相對應朝代歷史的時間,讓你們看的有Fu。 但前提就是拜託你們多少看一下科學常識,我也儘量寫的簡單一些,你們加減看,對你們的視野絕對加分,就不會跟著人家夭飽吵,而會愈來愈有好的意見及解決事情的能力。
本期我要講的故事是
英法百年戰爭(Hundred Years' War;
1337~1453)、
聖女貞德(Saint Joan of Arc;
1412~1431)的故事、
英國三十年紅白玫瑰戰爭( Wars of the Roses;
1455~1485)及
二位悲慘死於倫敦塔的小王子(
愛德華五世 Edward V;
1470~1483~1483)及其弟
約克公爵理查( Richard of Shrewsbury, Duke of York;
1473~1483),外加一篇北非
Tuareg人爭取獨立戰爭的歷史源起,中間告訴你
「The Dogon Tribe」(多貢人)為何會知道
天狼星(Sirius)有一顆伴星的原因?讓你明白無知及自我膨脹過度的西方人如何看待非洲文明?讀者得慢慢看,因為除了我以外,不會有人給你這種歷史觀點。我跟D及他的好朋友們都相信有
外星高等智慧生物的存在,但不會動不動就把
大航海時代(Age of Discovery;
15th century~the early 17th century)前出現的高等文明或者文化都推給外星人,這是一種目中無人且傲慢的態度,很不好! 台灣的媒体從不驗證就引用,有外國的月亮就是圓的心態,更糟!
我希望我講故事的態度,能讓
台灣的媒体在面對
文化文明這類歷史考古事件時,能更理性更科學一些,對我們人類的老祖先的智慧多一些了解及敬意,
是他們完成了現代人類都無法作到的科技及工程,而不是外星人(alien)。
一、
遙感考古學:
名詞註釋:
- Near infrared(近紅外線):人類眼睛可見光的範圍在「380nm~720nm」(註:nm=nanometer,中文譯為奈米,是長度單位,指1公尺的十億分之一即10-9m)。->人類視覺對不同波長的光有不同的感覺力,視覺最敏感的波長(即可見光域)在550nm前後,屬於黃綠色光。(註:綠(Green)540~560nm;黃綠(Yellowish-green)560~580nm)。->波長大於700nm以上的「紅外線」與波長短於400nm以下的「紫外線」已超出人類視覺範圍,因此技術上把這兩種波譜稱為「線」,不稱為「光」。->近紅外線(Near Infra-red, NIR) 波長「700nm~ 2,000nm」之間,波長愈長,能量愈弱,即紅外線的能量要比可見光低。但是能量波愈高,穿透力愈強,無法形成反射波使感光材料擷取影像,因此,攝影術就必須往長波長的方向,即「近紅外線」發展。->一般來說,紅外線偵測皆以遙感(remote sensing)為之,其大致有兩種技術。第一種,由偵測系統發射一編碼式的雷射光或其他特殊紅外光波,射向目標,接收其部分反射回偵測器之波來分析;第二種,則利用被測物本身自然放射的光來作用,因此必須先透徹瞭解其輻射光的譜性。->兩種偵測方式中,以第一種,技術較簡單而且可靠,但僅適用於短距離偵察;而第二種,若能知各種物質物體發出的光譜所落範圍,馬上即可辨明為何物,且偵測範圍無所弗屆,應用極為廣泛。
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紅外線偵測原理 |
- 遙感技術(Remote Sensing):這是一種新科技技術,應用在偵測尋找人類文明的遺蹟或廢墟。特別是這種遺蹟或廢墟難以用傳統地面田野考古方式標定時。->這種技術是利用飛機或者衛星發射的「電磁輻射」( electromagnetic radiation)來偵測地面、海面及大氣中各種物質及現象,蒐集其光波或反射波資料加以判讀確認的技術。->這種技術有二種類型:
- Passive Remote Sensing(被動式):這種感測器(sensors)偵測的是自然界物體或者週遭區域自發或者反射太陽光的「幅射」(radiatiom)。->這種感測器有攝影機( film photography)、紅外線裝置( infrared)及CCD照相機(charge-coupled devices)等。
- active remote sensing(主動式):這種感測器(sensors)會主種發射光源或能量到想偵測的物體或其週遭地區上,再測量他們反射或者散射回來的「幅射」(radiatiom)。->這種感測器有雷達「RADAR」、「LIDAR (Light Detection and Ranging;雷射雷達,主要用於光探測及測距)等->它們利用發射波與反射波之間的時間差,可以測出被偵測物體的位置、高度、運動中的速度及方向。
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lidar運作 |
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lidar影像 |
- 多光譜圖像(Multispectral image):這種技術是利用濾鏡或者分析儀器,抓取電磁頻譜( electromagnetic spectrum)中特定頻率或者波長(wavelengths)來成像,其能偵測到的光波包括人眼無法看見的光線如紅外線( infrared)等。->這種技術原本是開發來作為太空遙測用的。->這種技術會將光譜( spectrum)區分成許多頻帶(bands),由衛星裝配的「輻射計」( radiometers)來偵測不同頻帶的數據影像資料,再集合成多光譜圖像(Multispectral image)。->一般太空衛星配備三個「輻射計」( radiometers),主要用偵測三原色(紅綠藍;RGB;波長為380nm~720nm之間)三個頻帶,甚至擴及到「近紅外線」(NIR; Near infrared;700nm~1400nm)、「中紅外線」(MIR;Middle infrared;1400nm~3000nm )及「遠紅外線」(FIR; Far infrared;3000nm~10000nm),有7個「輻射計」( radiometers)的「 地球資源衛星」( Landsat),讓地貌更清晰的呈現。->「輻射計」( radiometers)愈多,能偵測到的光譜頻帶愈多,獲得的圖像解晰度及圖像含蓋範圍就愈高愈寬。->人類肉眼能分辨的光波侷限於380nm~720nm之間,但多光譜圖像(Multispectral image)技術可以利用不同光譜包括人類眼睛看不到的光線,透過光譜儀器分析在電腦中成像,讓我們看到看不到的影像,例如義大利出土的「 Herculaneum ancient papyri」的解譯,靠的就是這種技術。
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多光譜圖像 |
- 探地雷達(Ground-penetrating radar;GPR):又稱透地雷達、地質雷達,它是一種利用電磁頻譜( electromagnetic spectrum)中無線電頻譜(radio spectrum)的微波「UHF/VHF 」頻帶(UHF:300 MHz ~3,000 MHz;VHF :30 MHz ~300 MHz)的雷達裝置。->這揰雷達首先使用用天線發射高頻無線電波到地面,可以直接穿透到地下。如果電波碰到了阻礙物或者介質常數不同的邊界,它反射回來的變化訊號就會被雷達的接收天線接收且記錄下來。->這種探地雷達可以運用在不同的地質組成結構中,例如岩石、土壤、冰、淡水及人造結構,甚至可以偵測出物體組成成份、空間及裂縫。->GPR能夠探測到深度受限於機體使用的主要頻帶(frequency)、發射能量及探測地面的電阻率(electrical conductivity)。電阻率愈大,GPR的穿透力就愈低,這是因為電磁能量( electromagnetic energy)很容易遇到阻礙物就化為熱能消散掉,讓訊號強度喪失。->冰的穿透力最佳,可以達到數百公尺以下,其它像乾的沙質土、花崗岩( granite)、石灰石(limestone)、水泥構建物( concrete )也都有約15公尺的穿透性;但在潮濕或者覆蓋黏土的土壤中,因為電阻率(electrical conductivity)高,所以穿透力僅數公分而已。->探地雷達的運用如下列:
- 在地科學領域( Earth sciences),探地雷達被使用在岩床或岩基、地下水、冰及土壤的探測。
- 在結構工程學應用上,可以不用催毀建物及公共設施,就可以找到埋在其下的建構,分析岩層與土壤。
- 在環境生態保育上(environmental remediation),可以界定垃圾掩埋場及其它應被整治的污染地點。
- 在考古學運用上( archaeology),它可以描繪出廢墟或遺蹟的特徵及墓葬地點。
- 軍事上的使用,則有掃雷、未爆彈及秘密坑道的標定等。
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探地雷達及其運作原理 |
- IKONOS :是一種商用地球觀測衛星(earth observation satellite),提供客戶高解析度的多光譜圖像(Multispectral image) 和全色圖像(panchromatic ;PAN) 。->IKONOS是 洛克希德·馬丁公司 ( Lockheed Martin Corporation )設計的三軸(three-axis)高解新度影像遙測衛星。
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IKONOS |
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IKONOS影像圖 |
我註:
科技始終來自人性這句話有二層意思,
第一層是開始,
第二層是終結。 何解? 上面這些遙測衛星、遙測技術及多光譜、全色影像應用,再加上探地雷達等,
大家認為它們是為誰為何用途開發出來的?不用遲疑大聲的說出來,沒錯!
就是軍事用途,為了軍方設計的東西。
所以說人性如荀子所言,真的很惡,開發這種東西,都是為了又快又有效率的偵測所謂敵方的虛實,快速殺敵且減少己方傷亡之用。
但人性也有好的另一面,所以才會有人覺得這種東西可以拿來作為其它具有
「正面」意義的用途。
配備多光譜、全色影像儀及探地雷達的遙測衛星,可以讓科學家、生態環境保育單位、農業林木部門及考古學家,無需徒勞無功的在地面上搜索工作,
就可以知道地貌地表的改變,森林被砍笩的狀況,地表植被如何,及找不到的考古遺蹟等一一現形。所以說科技
始終來自人性一點也沒有錯。
名詞註釋就是讓讀者能快速的瞭解本篇文章基本理論架構是啥?讓你能快速理解文章想傳達的意思。所以讀者瞭解這些專有名詞後面的原理,再讀本文就好讀很多。
試試看吧!
另外順便一提的是,
好奇號(Curiosity)登陸火星前,
NASA早就利用上面這些技術將火星地形弄清楚了,所以才會選擇地貌景緻相似的
加洲「Mojave Desert」作為實驗場所,將登陸作業在此演練到純熟為止後,再送好奇號到火星,果然順利登陸,
不枉費這25億美金的代價。
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MojaveDesert(位於加州東南) |
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curiosity_rover_landing(好奇號登陸) |
所以台灣人特別是媒體,該多用腦袋想事情,多注意別人處理事情的細膩不厭其煩之處,也多學著點,把科學知識正確的傳遞給閱聽眾,而不是每天講高科技等沒有營養的話,好像除了美國以外,別的國家都作不到?
不!我們也作的到,但首先拜託我們的媒體製作群多少讀些科普書好嗎?
這篇文章一如往常的又激發我很奇怪的想法,人的眼睛還真是不可靠的接受器,能看到的可見光波範圍僅有
「380nm~720nm」,剩下的全要靠儀器偵測及軟體分析編譯轉成人眼看的到的圖像。所以紅外線偵測器是否的確能拍到或者說記錄到人眼看不到的物質,如果經過精密的電腦軟體分析重新編譯成像的話,
應該可以把某些古老「傳說」的物質顯像出來給大家看吧? 如果當今科學儀器連
希格斯玻色子 (higgs boson)都可以拍到或者感應到的話,
要拍到傳說中的東西,應該沒有問題吧?
不過,D聽我說完,又潑了我冷水一盆,
他問我:「你真的想看嗎?」。我想了好一會兒才搖頭說:「不!我只是提出假說,我沒有說要看!」。科技始終來自人性這句話在這裡一樣適用,一般人應該不會有興趣去看這種東西,因為對於日常生活有害無益。
二、
蘑菇的奇幻世界(純圖片欣賞)
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