分享本文至 E-mail 信箱

學術引用格式

MLA (點一下全選)

APA (點一下全選)

EndNote(.enw)

科學怎麼搞:神秘的旋轉雕像

圖片來自 happytreefriends.wikia.com

根據新聞報導(這裡這裡),最近在英國的曼徹司特博物館裡證實了有這麼一個『會轉身』的雕像。從雕像80年前入館之後,這個雕像似乎都沒有人碰過(80年來展館沒有整修展品動線沒有調整也太厲害),但是最近卻開始從正面向外轉為背面向外,彷彿是在賭氣一般。又博物館館員表示,他是唯一一個有鑰匙可以打開上鎖展示櫃的人,因此不可能是其他館員的惡作劇。當他第一次發現雕像轉身了之後,他打開了展示櫃,把雕像轉回正面後鎖上展示櫃,但是過沒兩天,這雕像又轉身了。於是他再一次的把雕像轉回正面,並且富有科學精神地架設了相機,以縮時攝影的方式揭露了這個神秘雕像真的會自己轉動,而不是空穴來風。

這下好了,既然已經證實了雕像會自己轉動,那麼接下來的問題就是『為什麼』雕像會轉動。博物館員言之鑿鑿,認為必定是因為雕像被下了詛咒,因此有了超自然的能力得以轉動。但是另一方面,也有人提出科學解釋,認為是人群走動的震動讓雕像旋轉。公說公有理婆說婆有理,那到底誰是對的呢?

這一次,科學怎麼搞吃了熊心豹子膽,想要從科學的角度瞭解可能被詛咒的雕像旋轉的箇中緣由。

你或許還記得,詳細的觀察是科學態度和方法不可或缺的第一步。所以讓我們再看一次影片,而且如果你願意的話,你可以跟我一起逐格檢視。

(進廣告)

 

在反覆逐格的檢視雕像轉動模式以及四周環境的變化之後,我們可以把這些因素都畫成下面這個圖:

箭頭與刻度為24小時制的時間,白色區塊與黑色漸層區塊分別是展示櫃開燈與關燈的時段,人影所佔區塊為群眾來參觀的時段,而紅色陰影覆蓋部分則是雕像旋轉的時段。

從圖上來看,你可以看到幾個我觀察到並且認為重要的變因,他們分別是時間(白天黑夜)光照(開燈關燈)、以及人群走動(有/無)。簡單來說,我的想法是,先不管背後的機制是什麼,雕像轉或不轉,可能是受到這些變因(之一或數個)的影響。而當我們有了這一次旋轉現象的精確觀察與記錄,把這些變因狀態和雕像旋轉與否擺在一起,其實就可以看到一些蛛絲馬跡了。

首先,這雕像其實並不是像新聞裡頭所說的『只有在白天人來人往的時候才會轉動,晚上關館了就不動了』,反而是『有時候人都還沒來的時候卻早早就開始轉,有時候人都走光了燈都滅了還在轉』。而既然雕像旋轉的開始和結束時間不固定,和光照與否的狀態也不同步,跟營運狀態也不一致(根據博物館網頁,博物館營運時間是每天十點到下午五點),那麼這幾個變因應該就不是讓雕像轉動的因素。而新聞中所提到的人群走動的震動讓雕像旋轉,因為每天有人參觀的時間都一樣,但是雕像卻不只在有觀眾的時候才轉動,於是也很不幸的被排除了。

這下好了,所有觀察到的變因都似乎不是導致雕像轉動的原因,難道這雕像真的是因為詛咒而轉動嗎?

當然不是。

首先,我們要拿出科學家面對實驗沒結果的常見藉口理由:樣本數太少。的確,在這個雕像轉動的事件中,我們只有這一次雕像轉動的記錄,真的要據此斬釘截鐵的說哪些因素相關或無關,實在是站不住腳。比較好的狀況,應該是我們要重複這個觀察,也就是像這一次的錄影一樣,讓雕像從面對觀眾轉到面壁不動,然後再把雕像擺回正面。如果能夠拿到這樣的錄影記錄十幾二十次,並且把每一次的狀況都做成上面那樣的示意圖,那麼,到底是哪些變因影響雕像轉動,或許才可以說得斬釘截鐵一點。

另外,根據這次的錄影,雕像從星期二(4/2)開始旋轉,到星期六(4/6)晚上就停了,星期日和星期一(4/7,8)兩天這雕像是絲毫不動。無論是巧合或是故意,這錄影的其間剛好就是一個星期,因此我們無從判斷雕像到底是只會轉到面壁為止而且過程需要五天左右,還是雕像其實是只在星期二到六轉,然後剛好這次轉到面壁就暫停,過了星期日和星期一之後又會開始轉。

所以,如果能夠重複觀察雕像旋轉過程的話,還得要在不同的週日期(也就是星期幾)把雕像復原然後開始整個觀察,這樣才能確定雕像到底是會不斷的轉圈圈但只轉星期二到六所以這次剛好只拍到雕像轉半圈就停了,還是雕像其實就是只會轉到面壁就停然後過程大概需要五天這樣。換句話說,就是確定雕像的旋轉與週日期(星期幾)到底有沒有關係(也就是雕像旋轉是不是以七天為週期)。

圖片來自http://www.myniceprofile.com/days-week-55913.html

當然,從這次的縮時攝影來看,因為照片的時間間隔都是固定8分鐘(除了第一天的前半小時,也就是0832-0900這段時間的照片間隔是4分鐘以外),我們可以藉此判斷旋轉的速度並且推敲一番。很明顯的,雕像的旋轉速度時快時慢不太平均,同樣是轉了大略45度,從面對觀眾開始到面對牆壁的四個45度所需的時間分別是(大約)11、15、10、以及27小時,也就是說接近面對牆壁的時候轉的速度明顯慢了許多。我們當然可以猜測,雕像是因為轉到面壁就會停止,所以接近面壁的時候旋轉速度就會慢下來。但是,真的想要做出這樣的聲明,無論如何都需要更多的重複和記錄,否則的話,誰敢保證雕像面牆的時候轉速漸慢,不是因為在放假日(星期日&一)之前的星期六就是要轉得比較慢?

總之,等到我們幸運地可以拿到這麼十幾二十個雕像旋轉的影片記錄之後,我們當然就可以更清楚的看出雕像之所以旋轉到底和時間、星期幾、光照、或人群走動有沒有關係。根據這麼多的重複觀察,我們很可能可以幾乎斷定某個因素絕對就是或不是雕像旋轉的原因,但是如果可以以實驗來證明當然更好。所以,下面這些就是我想像的簡單實驗方法,以及根據目前唯一的雕像旋轉影片記錄所推測的實驗結果。

如果雕像轉動是跟時間(幾點到幾點)有關,那麼姑且不論雕像到底是怎麼感應時間的(內建原子鐘或化學反應鐘?),在我們不可能改變時間前進快慢(如果雕像轉動與絕對時間有關)也無法瞬間移動(如果雕像轉動與時區時間有關)的狀態下,唯一可行的確認方法就只有不斷觀察然後推論了。但是,因為這個影片中雕像已經不是在特定時候開始或停止旋轉,而且星期日和星期一也不動如山,要說雕像是感應時間而每天固定從幾點到幾點轉動,我認為幾乎是不可能的。

如果雕像轉動是跟週日期(星期幾)有關,那麼姑且不論雕像到底是怎麼感應週日期的(四千多年前的古埃及有一週的曆法結構嗎?),在我們沒有瞬間移動能力的前提下(即使瞬間移動也只能改變一天的週日期啊),以不同週日期開始的觀察記錄應該是唯一的確認方法。而我猜想,無論背後的機制是什麼,雕像要能夠感應週日期,而且只在星期二到六之間旋轉,實在是機會渺茫。

不過,雖然我認為上述兩種假說的可能性很低,但是如果兩者是同時存在的話反而很有機會。也就是說,如果雕像轉動其實跟週日期和時間都有關係,一如往常的姑且不論背後的機制為何,那麼藉著不斷的、從不同週日期開始的觀察記錄,無論雕像到底是只會轉到面壁還是會不斷轉圈圈,應該都會看到雕像遵循著『星期二猴子肚子餓0800-2000、星期三0600-2400、星期四0500-2000….』這樣以星期為週期的時間表在轉動著。

而如果雕像轉動是跟光照(開燈關燈)有關,姑且不論雕像感光旋轉的機制(內建太陽能電池?)是什麼,這實驗方式總之很簡單。我們只要在每天正常的開燈關燈時段丟銅板,決定這個時段展示櫃裡的燈光開或關。也就是說,這雕像會經歷該開燈就開燈、該開燈卻關燈、該關燈卻開燈、該關燈就關燈這四種狀況,然後我們就來看看雕像是不是也跟著燈亮旋轉,甚至在燈關了以後還餘韻猶存繼續轉個幾小時(就像是上圖中關燈還繼續轉那樣)了。而我認為,從現有的影片看來,雕像轉動跟光照應該是沒啥關係。

又如果雕像轉動是跟人群走動(有/無)有關,姑且也不論這背後的機制是什麼(打卡上下班或人來瘋?或者是像物理專家說的一樣人群走動造成震動使得雕像底部跟玻璃展桌差微滑動),實驗方式也頗為簡單。我們只要藉由改變人群動線,讓雕像所在的展區經歷正常的有開館有人來和有開館沒人來,就也可以得到結果了。而我認為,從現有的影片逐格檢視看來,雕像轉動跟人群走動應該也是沒啥關係。

目前為止,我們從影片中觀察到的變因都討論過了。你應該可以看得出來,即使我們眼下只有一個影片可以觀察,我也沒有真的去做我想像的這些實驗,但是我的確認為,這雕像的轉動與日週期的時間無關(所以不會固定每天幾點到幾點轉動)、與新聞裡的專家所說『因為人群走動造成雕像震動』也應該無關(不然的話應該有人的時候才會轉沒人就不會轉)、當然也應該與光照無關(關了燈還會轉很久就是強而有力的否證)。不過,我認為雕像倒是有可能會有以七天為週期的旋轉規律,也就是雕像會固定在星期幾的某時段旋轉。然後,無論雕像旋轉有沒有七天的週期,我猜想雕像應該是像影片裡頭一樣,轉到面壁就會停止,而不會繼續轉下去。

看到這裡,你可能已經有點不耐煩了。畢竟通篇都是我想,什麼時候輪到你想?這雕像就是在80年的安然無事之後,最近卻開始轉了起來。就算我們真的重複了幾十次的觀察,還做了這些想像實驗,無論發現雕像轉到面壁就停止或可以轉一整圈也好,旋轉時間毫無規律或是有七天的週期也罷,還是沒有回答雕像為什麼轉了起來啊不是嗎?

是的,所以我又要開始我的鍵盤柯南科男推理,並且以另一系列的想像實驗來證明了。

圖片來自http://f90274.pixnet.net/blog/post/28662975-柯南猜謎十題

根據我們僅有的這個旋轉縮時影片,我的確是認為展場光照或人群走動跟雕像旋轉並沒有關係。之所以要設想實驗來證明,是為了要嚴謹的排除這兩個變因的可能性。至於,為什麼我對於雕像旋轉的時段和星期幾那麼在意,在設想實驗之後也不敢排除雕像旋轉有七天週期,以及固定在星期幾的特定時段轉動的可能性,再加上我不時的點出雕像也許是轉到面壁就停止或者是其實可以繼續轉一整圈,都是因為我有一個不一樣的雕像旋轉假說。

簡單的說,我的假說就是一連串的巧合讓雕像轉了起來。(先別噓,聽我說完)這些巧合分別是:雕像的因素(形狀、材質、表面紋理與重心)、展示櫃的因素(玻璃展面、傾斜程度)、以及外來的能量提供(但絕對不是詛咒或外星人,很抱歉)。

從影片看來,這雕像是由石頭刻成的。根據新聞所說,這是一種叫做蛇紋石的材質,看來除了頗為光滑之外,應該也很沉。而,因為這雕像整體呈個L型,加上對比起底座部分那高聳厚重的直立雕像,我猜想重心或許不會太穩,也因此重心的位置可能偏向底座的前端以增加穩定度(不然雕像很容易往後仰吧?而這個圖片也證實了我的猜測:雕像底座前端的確比較厚),甚至也可能有偏左或偏右(我猜是偏左)。當時的打磨技術想來不會太好,所以底座的底面可能不是精確的平面,因此放在光滑的玻璃表面上可能會只有某些部分與展桌接觸,而不是整個平面與展桌貼合。

而展示櫃裡頭的桌面既然是片玻璃,必定是光滑而少有摩擦力。從影片看來這展示櫃又是靠牆,也許水平就有點抓的不好,靠牆部分可能稍低了點。甚至,也可能是這雕像座落的部分就是特別的向牆面傾斜。

一直以來,如果真如館員所說,這雕像一直都放在這個展示櫃沒有移動過,那麼在沒有外力的影響下,這雕像也就靠著本身的重量和偏歪重心提供的堪可穩定度,以幾個部分而非整個底面跟展示櫃底部的玻璃接觸,相安無事地過了幾十年。

但是,最近應該出現了前所未有的外力傳達到雕像上。因為雕像處在密閉展示櫃中,從影片上也看不到什麼特別的線索,所以我猜想應該是影片中看不見的震動。這震動或許低頻,但是震幅應該不小,而且絕對不是由人群走動所導致,不然雕像就應該只在有人的時候才會旋轉。我猜想,這震動是來自於博物館內最近更新的硬體(例如說新冷氣或是新管線或是新發電機)、或者是館外的硬體工程(例如附近在蓋房子修馬路)造成的。館員們或許對這樣的震動幾乎無感,但是在展示櫃裡面本來就站得如履薄冰的雕像,就因為這個震動而開始搖晃,展示櫃或許因為共振而讓震幅更大,加上本來可能就稍微偏斜的重心,以及水平也許沒抓好、稍斜向牆壁的玻璃展面,於是便開始旋轉了起來。當震動存在的時候就轉,震動停止的時候就不轉,一直到雕像轉到『穩定』的狀態為止—也就是面對牆壁,偏斜的重心直指低處並且正好座落在低處的位置。

也因此,我認為這雕像應該不是剛好轉到面壁被暫停且之後還可以繼續轉,而是面壁才是雕像待在展示櫃中那個地點的最穩定狀態,在這個雕像有重心偏移、玻璃展面也有些微傾斜的前提底下,無論是從星期幾開始,不管要花多久時間,這雕像就是會轉到面壁就停止。這時候,雕像旋轉到底有沒有七天的週期,就不是那麼重要。但是,如果事實是玻璃展面沒有傾斜、雕像也沒有重心偏移的話,那麼照理說雕像就應該沒有所謂的最穩定狀態而會一直轉下去。這時候,影片中雕像面壁就不轉了,很可能就只是旋轉週期中週日週一雕像不轉的巧合。於是,七天循環的雕像旋轉週期就會成為唯一的『雕像面壁就停止』的原因,也因此事關緊要。

而這要怎麼實驗證明呢?

如果要從簡單的開始,那就先用水平儀測量展示櫃的玻璃表面是不是向牆面稍微傾斜,如果是,那麼藉著調整玻璃展面的水平與否,就可以測試這是不是導致雕像轉動的因素之一。但如果玻璃展面沒有傾斜,那…就算了。

另外,在展示櫃裡的玻璃展面上,也可以裝上震動測量器,以監測雕像是不是總在震動出現的時候轉動,並且瞭解震動的形式和震幅。同時,也可以藉由仔細的觀察,看看雕像旋轉的時候兩個表面之間到底是怎麼樣互動的,得到更多的線索。等到觀察告一段落,有點線索(例如知道雕像底面跟玻璃展面的接觸狀況、或是在震動時的互動方式)之後,我們也可以藉著改變展面材質(例如在雕像底下放塊壓克力板或墊張紙)、改變底面與展面的接觸方式(例如加個小架子把雕像側稍稍架高)、或是改變底面和展面的互動方式(例如加個小棉花團或墊塊布吸收震動吃掉空間)等等,來一一確認展示櫃裡的各個因素對雕像旋轉的影響力有多大。

還有,藉著清查雕像開始旋轉的前夕,博物館內外到底有什麼改變,也可能可以找到震動的來源。也許博物館換了冷氣、管線、發電機、或是有哪個格局改變,因此出現了原本不存在的震動源,導致雕像開始旋轉。也可能是館外的工程、修繕、大樓照明、發電機、挖馬路等等傳來的震動,讓雕像轉了起來。總之,一旦找到可疑的震動源,藉著比對震動源的運轉時段、展示櫃裡震動感測器收到的數值、以及雕像旋轉的有無,應該也就可以確定是不是讓雕像旋轉的原因。需要的話,還可以藉著開關震動源(或是說服工地停工),來證實雕像轉動的動力源頭是不是真的來自於此。

照理說,實驗做到這裡應該就可以真相大白打完收工了。但是如果你剛好很閒又很有錢,而且博物館也願意配合的話,其實你也可以好好的測量雕像,在精確量測雕像的尺寸、形狀、重量、材質、重心位置、底面紋理與摩擦力之後,複製出一座擁有相同性質的仿造雕像,以及幾個各只有一個性質不同(例如重心位置、底部紋理、底部平面程度、底面材質等)的A貨雕像。然後拿這些雕像來狸貓換太子,放到原本雕像的展示櫃中,趁著有震動的時候測試到底雕像的哪個性質是轉動不可或缺的重要因子。或者是另外起個玻璃平台,依照玻璃展面的傾斜角度架好,把仿造的雕像放上去,然後接上自製的震動源,依照之前記錄到的震動形式和震幅製造相同的震動,看看是不是能完美重現雕像旋轉的現象。

圖片來自http://big5.china.com.cn/aboutchina/zhuanti/sdfm/2009-01/21/content_17163868.htm

不過啊,落落長的寫到這裡。我突然想到,這雕像最近開始旋轉還有另一個可能,那就是這雕像在最近變成了指南針,所以就開始自己轉向南方了這樣。這個如果要確認當然簡單,就是測量一下雕像的磁性就可以。但是,這下又回到了原本的問題上:本來沒有磁性的,為什麼最近就出現磁性了呢?

再寫另外一系列實驗恐怕會要我的命,我看就當他是木乃伊的詛咒好了。囧興…

關於作者

亦德

也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著