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青冥寶劍勝龍泉?——科學史札記(九)

張之傑_96
・2016/07/02 ・2311字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 556 ・八年級

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李安導演的《臥虎藏龍》,是根據王度廬(1909-1977)的同名小說所拍攝而成。金庸說:李安的電影比王度廬的原著好看。文人相輕,自古皆然,但王度廬的《臥虎藏龍》的確有其缺點,那就是虎頭蛇尾,後三分之一明顯筆力不濟。好壞的分水嶺似乎是第九回(共十四回),這回說到玉嬌龍因逃婚初入江湖,到了保定,在西關郊外被人圍住。玉嬌龍手持削鐵如泥的青冥劍,當者披靡。有人問她師承,玉嬌龍拍拍胸膛說:「我呀,我是:蕭蕭人間一劍仙,青冥寶劍勝龍泉。……」

筆者初讀《臥虎藏龍》,少說也是四十年前的事了,當媒體開始炒作起《臥虎藏龍》時,首先記起來的就是玉嬌龍吟的這首詩。等到電影上映,對李安沒拍出玉嬌龍的「藏」和羅小虎的「臥」,不免有點失望;編導強加上道家思想和超自然的輕功,篡改了原著的樸實風格,也顯得忸怩造作。不過電影中的青冥劍,卻激起我的「歷史癖」,那古意盎然的紋飾,不禁使我想起青銅器畫冊中的古代青銅寶劍。

筆者在畫冊上看過的先秦、秦漢青銅寶劍有若干把,其中最著名的是越王劍。1965 年冬,在楚國郢都故址(湖北江陵附近)的一座楚墓中,出土了一把青銅劍,劍身上刻著八個字「越王勾踐自作用劍」。更令人驚奇的是,埋藏地下兩千多年的越王劍,一點兒都沒生鏽,而且鋒利無比,考古學家用紙來測試,二十幾層一劃而破!

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越王勾踐劍,長 55.6 公分,寬 4.6 公分,劍身呈暗黃色,劍刃呈蒼白色,劍身上有菱形幾何紋飾。湖北省博物館藏。圖/由 Siyuwj – 自己的作品,創用 CC 姓名標示-相同方式分享 4.0,wikipedia

除了 1965 年出土的越王劍,1968 年在河北滿城中山靖王劉勝(漢武帝之兄)墓出土了兩把青銅劍,墓內潮濕不堪,但兩把劍卻光亮如新。1974 年,在秦始皇陵兵馬俑坑出土了三把青銅劍,也都通體不鏽,鋒利異常。1976 年,在湖北襄陽和河南輝縣各出土了一把吳王夫差劍,也都完好無損。這些上古仙兵在地下埋藏了兩千多年,怎麼都不生鏽?

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出土的青銅器久埋地下,免不了會長出一層銅綠,而出土的青銅寶劍卻歷久彌新。這為什麼?據專家們分析,這些寶劍都經過防鏽處理,劍身有一層極薄的氧化層,保護劍身不致鏽蝕,據說直到上世紀中葉,類似的技術才在工業上普遍使用呢!

青銅是銅和錫的合金,就色澤來說,錫含量 10% 以下呈赤色至黃色,10-23% 由黃色逐漸變成白色,23-30% 則呈蒼白色。青銅寶劍經過防鏽處理,年久不鏽,大多呈黃色。北宋的蘇軾蓄有一把青銅劍,為之寫過兩首詩,一首敘說其來歷:「雨餘江清風卷沙,雷公躡雲捕黃蛇。」後來他將此劍和人交換硯台:「我家銅劍赤如蛇,君家石硯蒼璧橢而窪。」可見蘇東坡的青銅劍含錫量在 10% 以下,否則就不會呈黃色或紅色了。

青銅的物理性質,就硬度來說,錫的含量愈高,硬度愈大,當含錫量達到 31% 時硬度最大,其後就會遞減。然而,硬度增強,意味著質地變脆,據專家分析,用來製作一般兵器,含錫量在 17-20% 之間;用來製作刀劍,在 25-29% 之間。在出土青銅刀劍中,還沒有超過 30% 的實例。

就韌度來說,含錫量 20% 以下時稍減,不過和銅相去不遠,超過 20% 就會銳減。就抗拉強度來說,在含錫量 18% 以下時,與含錫量成正比,超過就會銳減。就伸長率來說,約 3-4% 時最高,其後銳減。

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據專家分析,越王劍的劍脊含錫較少、劍刃含錫較多;這是因為劍脊要求韌性,硬度不能過高,否則容易折斷,參照以上數據,含錫量應該不超過 20% 吧?而劍刃講求銳利,硬度當然要高,參照以上數據,應該在 23-30% 吧?同一把劍分兩次鑄造,再緊密地嵌合在一起,以現代工藝的水準來看,古代鑄劍師的技藝實在讓人佩服!

談到這裡,讀者或許會問:既然青銅劍也相當銳利,後來怎麼還是被鋼劍取代了?刀劍的良窳,除了銳利,還得考慮其他因素。鋼鐵可以鍛造,製造器具甚為方便;青銅的含錫量如超過 10%,就只能用來鑄造。再說,青銅的彈性、韌性和硬度不足,鑄造短劍尚堪使用;鑄造長劍,勢將又寬又厚,施展起來如何能夠「劍走輕靈」?

到了戰國,鐵器開始普遍,但秦始皇陵兵馬俑坑所出土的兵器都是青銅製的,可見青銅兵器並沒有迅速被鋼鐵取代。青銅兵器製作精美,光彩熠熠,用作儀仗,遠較鋼鐵兵器亮眼,這或許是秦始皇陵沒發現鋼鐵兵器的原因吧?當然啦,用來作戰,青銅兵器就不如鋼鐵兵器實用了。

當鋼鐵取代了青銅,劍的長度開始加長,厚度開始變薄。1978 年,在銅山縣出土了一口東漢章帝建初二年(77)打造的鋼質寶劍,長 109 公分,經專家們分析,證明是反覆鍛造的「百煉精鋼」。筆者推測,秦漢、三國時用來作為佩飾或儀仗的兵器仍是青銅的,但實用兵刃應該已是鋼鐵製品的天下。

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《臥龍藏龍》劇照,顯示青冥劍的紋飾。與尋常寶劍相襯,益發顯得古雅。圖/博偉家庭娛樂有限公司提供

那麼玉嬌龍盜取的青冥劍到底是鋼劍還是青銅劍?根據晉崔豹《古今注.上.輿服》,吳帝(孫權)之劍有六,曰白虹、紫電、辟邪、流星、青冥、百里,青冥劍正是其中之一。這六口劍既然歸入「輿服」,可見都是佩飾用的寶劍。

《臥虎藏龍》電影中的青冥劍,造型古雅,紋飾呈銅綠色,可見李安心目中的青冥劍是口青銅劍。他可能深知古兵器形制,也可能根據青冥劍的「青」字,想當然耳。不論如何,青銅寶劍的紋飾不會呈銅綠色(青銅寶劍是不生鏽的),也不會那麼長、那麼薄,更不會具有矯若游龍般的彈性以及削鐵如泥的硬度和韌性,這些科技上的問題,李安大概想不到吧?

(原刊《科學月刊》2002 年 10 月號)

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張之傑_96
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張之傑,字百器,出入文理,著述多樣,其中以科普和科學史較為人知。

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

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