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日月潭,傳說的薈萃之地

臺北地方異聞工作室_96
・2017/05/01 ・4626字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

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作者:羅傳樵/瀟湘神

台大哲學研究所東方組碩士,專長為儒學。興趣是腦科學、民俗學,新的興趣是城市發展史。同時是實境遊戲設計師及小說家,規劃有〈金魅殺人魔術〉、〈西門町的四月笨蛋〉等遊戲。曾得過台大文學獎、角川輕小說獎、金車奇幻小說獎等獎項,著作有《台北城裡妖魔跋扈》、《帝國大學赤雨騷亂》等書,亦是《唯妖論》共同作者。

第一瞥看到的是所謂月潭這一邊。水呈赤茶色,濃而濁──水裡大概滋長著一大片的某菌什麼的吧!在那紅色的水面上,看來好像是蓮葉以及菱角等等,因前一陣子的漲水而呈現混亂的形狀浮著。沿著水域而迴繞的樹廕處處的路上,宛如初秋,涼快無比。日潭方面的水則是很綠 ──〈日月潭之旅〉,佐藤春夫,1921年

日月潭有龍

晨間的日月潭。圖/Fcuk1203 -創用CC 姓名標示-相同方式分享 3.0,wikimedia commons.

接下來的個人意見未經過確實統計:說到臺灣神話傳說密度最高的地方,筆者立刻就會想到日月潭。不只是日月潭有著得天獨厚的自然環境,其複雜的族群關係,或許也是原因之一。據說過去西方傳教士來到日月潭時,曾以「Dragon Lake」來稱呼這個巨大的湖泊── Dragon,這個字不禁讓我們想到西方傳奇裡長著蝙蝠翅膀、會噴火、貪戀財寶的巨大蜥蝪,像《哈比人歷險記》裡的史矛革──這種帶著著威脅性的可怕生物,難道曾出沒於日月潭?可惜的是,事情的真相恐怕沒這麼讓人興奮。

根據《彰化縣誌》,日月潭也被稱為「廕龍池」,或許這便是「Dragon Lake」一名的由來;「廕龍池」是堪輿學的名詞,不必然指日月潭,但圍繞著日月潭,有兩座蜿蜒起伏的山──輪龍嶺與青龍山,挾著月潭兩側,朝著日潭的方向伸展出去,如爭奪著龍珠的雙龍,直取邵族聖地拉魯島──正因如此,拉魯島被過去的漢人稱為「珠仔嶼」。從這點看來,日月潭確實有龍,那是鬼斧神工的自然景色與漢人堪輿學交錯擦出的神聖想像。

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其實現在的日月潭與過去大為不同。日月潭是日潭與月潭的合稱,日潭形狀有如荷葉,月潭則彎若弦月──看現在的地圖與衛星照片,或許不太能將月潭聯想到弦月之形,但若打開 1934 年以前的老舊地圖,月形便清晰可見了。這是怎麼回事?為何當代日月潭的形狀與當年不同,1934 年到底發生了什麼事?

日治 2 萬 5 千分之 1 地形圖(1921年),圖中上半部的日潭與下半部的月潭形狀清晰可辨、兩潭中央可以看到珠子山島(珠子嶼)。圖/台灣百年歷史地圖,中央研究院人文社會科學研究中心地理資訊科學研究專題中心

日月潭水力發電工程

1934 年,日月潭第一發電所完工,第二發電所也在不久後完工,這是對臺灣影響非常深遠的水力發電工程,直到 50 年代,日月潭水力發電系統竟滿足了臺灣百分之七十以上的供電需求,並帶動工業發展。日月潭有「臺灣的心臟」之稱,不只是位於地理位置上的中心,也因為它確實如心臟般為臺灣注入大量能量,漫向整個島嶼,使文明向前跨出勇猛的一步。

這個計畫早在 1918 年便有雛形,卻命運多舛,直到 1934 年才完工。1920 年,日本作家佐藤春夫來日月潭觀光,一路上受到諸多招待,其中包括電力公司的工學士,不顧他只是來觀光的心情,不無炫耀地說著這水力工程的計畫有多偉大,當時只有瑞士有這樣的例子云云,這些都收錄在〈旅人〉這篇文章中。筆者本就對日月潭水力發電工程略知一二,看到佐藤春夫這篇文章,心情震撼到難以自己;這可是來自 1920 年的第一手資料啊!對工程的背景、細節、最初的計畫、當時人們的想像等等,都有詳細的紀錄!對我們而言已是過去的事,對這位文采斐然的文學家來說,才正要發生──

有趣的是,這位向佐藤春夫介紹工程的工學士保證,雖然日月潭水深會增加一丈以上,但景色絕不會被破壞。或許是特別說明,讓佐藤春夫察覺到了背後意圖,並未完全相信工學士的話。他心想:「老兄,不要以為水深就可貴。」

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這位敏銳的作家是對的。

1934 年竣工後,因為建造堰堤,將日月潭當成蓄水池,使水位上升了 18 公尺。先不說自然風光的變化,對本來住在湖邊的邵族來說,影響可大了。他們本來住在石印,這下不得不遷離,畢竟一下子上升大約六層樓高的潭面,是能吞噬許多東西的,因此他們被官方強制遷徙到卜吉,按戶口分配土地,權力屬於電力公司,從此喪失土地自主權,就像被迫打開了潘朵拉的盒子。這件強遷事件,他們一直記著。1956 年,陳奇祿等人類學者前往邵族調查,其中唐美君撰成〈日月潭邵族的宗教〉一文,記載了播種祭的禱詞,禱詞竟提到日本人要趕走他們、造成他們人口大減等埋怨。雖然當時日本已戰敗,這份記憶卻隨著儀式禱詞流傳下來,不知當代是否仍傳承這份禱詞,或隨時間消逝了?

不只是族群,日月潭景色也有不小的變化,現在的月潭看來不像彎月,更像某種根莖類植物的根部,便是水位上升所致。更慘的是,邵族的聖地拉魯島,本來有著聚落、田地,土地高達百甲,被淹沒到只剩直徑 30 公尺!對照古今地圖,就連「慘不忍睹」四個字都要自慚形穢了。除外,還有個亙古的特徵從此消失──那是我們現今永遠無從目睹的幻想風光。

2017 年的日月潭地圖。
1921 年與 2017 年的日月潭疊合圖,可以看出月潭的形狀變化,珠子嶼(拉魯島)也從地圖上幾乎消失,只剩一個小點。原居住從地石印遷至今日德化社所在處卜吉。圖/台灣百年歷史地圖,中央研究院人文社會科學研究中心地理資訊科學研究專題中心

碧綠太陽與赭紅月亮

過去日潭與月潭顏色不同。

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〈遊水裡社記〉說「水分丹碧二色」,《勘番地疏》說「水色紅綠並分」,日月雙潭雖然相連,卻因顏色而涇渭分明。若沒特別指出,我們或許以為是紅日青月,畢竟那正是我們對日月的日常印象,但文章開頭引用佐藤春夫的〈日月潭遊記〉,明白說了月潭才是紅色──何等夢幻。作家抵達 1920 年的日月潭時,天氣稱不上晴朗,他說的赤茶色潭面在晴天會是何種樣貌,我們恐怕永遠無法透過他的描寫得知。月潭為何是紅色的?具體上是哪種紅?解開這個謎團的辦法早已沉進潭底,深陷泥沼,撈也撈不到了。

1917 年,臺灣總督府殖產局員工青木赳雄調查日月潭生態,撰有〈日月潭調查報告〉,或許是現在罕見能夠還原當時情況的科學紀錄;據他的調查,月潭的顏色在其他湖泊並無前例,是綠褐色中摻和著淺紅、如同比赤潮再淡一些的色彩。在晴朗的日子裡,湖面浮著鐵鏽色的藻華,外觀如同細胞,有時呈黃褐色,有時呈淡綠色。至於紅色素,應是來自 botryococcus 這種藻類與浮游生物混合而成的結果。日潭也有 botryococcus,卻沒呈現紅色,恐怕是因為月潭的 botryococcus 含量十分之多。有說法認為紅色源於溶解的鐵質,也有說法認為是泥土的懸浮物,不過青木赳雄並沒有調查到支持這類說法的證據。

現在的日月潭已看不出顏色差異。湖光山色,依然優美,但所謂的紅月青日,就只能留存於紀錄與無限的遐想中。

祖靈,英雄,靈獸,與異族

像日月潭這樣神聖又空靈飄渺的地方,會成為傳說會萃之地,毫不奇怪;以下信手摭拾。

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拉魯島上住著祖靈,邵族人是這麼相信的。

自然中有惡靈作祟,或使人生病,或使人翻船,而祖靈能驅散這些惡靈,這便是祖靈信仰的根據。拉魯島上共有五位祖靈,其中四位是邵族五大氏族的祖先,最後一位名喚「帕薩拉」,是最高祖靈,統領其他祖靈,也是一切巫術的始祖。邵族中若要選出新任的「先生媽」(女巫師),都必須到拉魯島上,得到最高祖靈的同意。根據唐美君的紀錄,有位先生媽在島上見到過最高祖靈,是位高大壯碩,有著長鬚,胸前掛滿鈴鐺的老人。

今年四月,邵族再度選出「先生媽」,距前一次已時隔九年,為了進行儀式,日月潭暫時禁航,徹底淨空,讓新任先生媽能不受干擾地前往島上,這無疑是邵族近年來的一大盛事,像這樣的神聖儀式能在當代實施,也可說頗具意義。

還有一個知名的傳說──但這是歷史事件的變體。據說日月潭東北曾有棵巨大的茄苳樹,這棵樹的精靈轉生為一位邵族英雄,與外族作戰,戰無不勝。當時與邵族作戰的漢人聽說茄苳有靈之事,心想要打倒這位英雄,就要先砍倒茄苳樹,誰知這株神木真有靈力,拿斧頭砍了一天都砍不斷,隔天來看,樹上的鑿痕居然都消失了!

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茄苳精不死,這位英雄也是不敗的。後來漢人神靈託夢,說茄苳精害怕獠牙精(鋸子)、黑狗血,於是漢人便拿鋸子來鋸,居然就鋸斷了!之後又將黑狗血潑到茄苳神木上,為絕後患,還在樹頭上蓋了大銅鍋,防止神木再生。做到這種程度,邵族英雄便失去了神力,只有戰敗一途,最後被漢人擒拿。

這位邵族英雄,應該就是歷史上的邵族領袖「骨宗」,《彰化縣志》裡有此一說:「或曰,骨宗即茄苳樹精」。邵族本有出草風俗,但骨宗被打敗後,他們便受到清國控制,不再出草,間接引發了慘烈殘忍的郭百年事件──這便是後話了。

另一個知名的傳說是邵族來到日月潭邊的緣由:白鹿神話。據說邵族本來不是住在日月潭邊,一群獵人是追著白鹿而來,最後白鹿在土亭仔跳入潭中,邵族人失去獵物,只好在潭邊過夜。當晚,獵人領導者夢到一位白衣女性,她說她便是白鹿,是刻意將大家引來這個物產豐沛的新天地,他們可以移居過來。隔天獵人醒來,發現確實是個好地方,便帶著獵人們回去討論移居之事,後來便搬到了日月潭。

這故事有許多變體,也有版本是白鹿未跳入潭中,而是在土亭仔邊被抓到,進了獵人們的五臟廟。筆者看過差異最大的版本,是邵族與異族開戰,因為異族武器精良,幾乎面臨必敗的命運,但族長夢到古代英雄,說深山中有個地方,過去也曾有祖先住在那裡,他們可以到那裡避難。醒來後,有隻白鹿來到部落裡,也不怕人,族長知道白鹿一定是古代英雄的使者,便帶著族人隨白鹿來到日月潭邊。這是日本時代的紀錄,特別的是,紀錄中還提到了精準的遷徙日期──西曆 1616 年。

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除了引路的白鹿,日月潭還有白色靈蛇。筆者看到幾個日本時代的文獻提及此事,恐怕當時已是著名傳說。拉魯島上有棵高二十公尺、環抱四公尺的巨大樟樹,當時已有六百年樹齡,樹洞裡住著兩條白蛇,長一丈二──大約四公尺,被當地人尊為靈蛇。但 1916 年,兩條白蛇渡過日月潭,朝土崙尾的方向游去,從此消失,之後樟木也遭砍伐。不過,就算不被砍伐,或許也撐不過 1934 年的潭面上升吧。

另有一則傳說,筆者尚未見到日本時代的紀錄。據說日月潭曾有半人半魚的精怪「塔克拉哈」(taqrahaz),本來倒也相安無事,但從某天起,族人發現捕魚用的魚筌遭到破壞,一位勇敢的年輕人自告奮勇調查此事,卻發現是塔克拉哈所為,於是雙方展開大戰。後來青年問人魚為何破壞魚筌?塔克拉哈就說,邵族人捕的魚越來越多,總有一天魚蝦會滅絕,那該怎麼辦?對潭中的其他生物也不好。青年聽了之後也覺得有理,便回族裡轉達此事,減少漁獲,從又再度相安無事。

這種帶著環保色彩的傳說,不知最早即是如此,還是在口傳的過程中慢慢加入這種元素。根據唐美君紀錄,邵族有水精惡靈,會使人翻船、溺水,其發音與塔克拉哈相近──難道這才是人魚精怪在族人眼中的原本面貌?不過,當時也有族人指出另一種說法,說塔克拉哈是統領水族之靈,使人溺水的另有其鬼。

邵族還有一個矮黑人傳說,據說他們還住在石印時,石印的山洞裡住著矮黑人,因為又小又黑,所以稱為「烏狗蟻」。但這些矮黑人,現在已經滅絕了,因為日月潭水力發電工程時,他們堅持不肯遷離,因此沉沒在潭水中;對這個傳說,筆者多少抱著懷疑,因為在 1934 年以前,日月潭便已高度觀光化,佐藤春夫去時,已見過表演性質的原住民歌舞。那種罕有人跡的地方就算了,高度觀光化的日月潭,怎麼可能會有矮黑人住在那裡,人類學家卻未前往調查?筆者以為,矮黑人傳說或有其根據,但直到 1934 年才滅絕,恐怕是反映邵族人失去故土的遺憾吧。

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日月潭的傳說們,大抵如此。

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臺北地方異聞工作室_96
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妖怪就是文化!北地異工作室長期從事臺灣怪談、民俗、文史的考據和研究,並將之轉化成吸引人的故事和遊戲。成員來自政大與臺大奇幻社,從大學時期就開始一起玩實境遊戲和寫小說,熱愛書本、電影和實地考察。 歡迎來我們的臉書專頁追蹤我們的近況~https://www.facebook.com/TPE.Legend

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發電量增加 25 倍卻還是不夠用!再生能源是人類未來的救星嗎?──《牛津通識課|再生能源:尋找未來新動能》
日出出版
・2022/07/18 ・1730字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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我們的能源從哪裡來、往哪裡去?

全球每年對能源的需求量相當巨大,若用「瓩時」──即一度電這樣的度量單位──來表示會出現天文數字,因此改用「太瓦時」(TWh)來表示,太瓦時等於 10 億瓩時。

在一八〇〇年,全球約有 10 億人口,當時對能源的需求約為 6000 太瓦時;而且幾乎全部來自傳統的生質能源。到了二〇一七年,全球人口達到 76 億,發電量增加了 25 倍(156000 太瓦時)。

在 2017 年的全球能源使用比例中,煤炭、石油和天然氣等化石燃料占了大約 80 %左右。圖/ Pixabay

下圖顯示在二〇一七年全球主要能源消耗總量的百分比,其中近 8 成為化石燃料。其他再生能源包括風能、太陽能和地熱能,其中成長最快的是風場和太陽光電場。生質能源則主要來自傳統生質能源。

2017 年的能源消耗總量,顯示出不同能源的百分占比。圖/BP Statistical Review of World Energy, 2018; World Energy Council, Bioenergy, 2016

大約有 1/3 的全球能源消耗在將化石燃料轉化為電力精煉燃料上。

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剩下的稱為最終能源需求(final energy demand),是指用戶消耗掉的能源:每年約 10 萬太瓦時。

大約有 10% 是來自開發中國家傳統生質能的熱,22% 來自電力,38% 用於供熱(主要來自化石燃料) 30% 在交通運輸。熱能和電能主要都是用於工業和建築。汽油和柴油幾乎提供了所有用於運輸的燃料。

怎麼做比較不浪費?能量轉換效率大比拚!

我們看到供熱與供電一樣重要。兩者都可以用瓩時為單位,也就是一度電來測量,雖然電可以完全轉化為熱量,例如電烤箱,但只有一小部分以熱能形式存在的能量可以轉化為電能,其他的必然會散失到周圍環境裡

在火力發電廠中,存在於化石燃料中的化學能會在燃燒後轉化為熱能。這會將水加熱,產生蒸汽,蒸汽膨脹推動渦輪的葉片,轉動發電機。只有一部分熱量被轉化成電力;其餘的熱量在蒸汽冷凝,完成循環時,就轉移到環境中,成了殘熱。

這份熱電轉化的比例可透過提升高壓蒸汽的溫度來增加,但受限於高溫下鍋爐管線的耐受度。

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在一座現代化的火力發電廠中,一般熱能轉化為電能的效率約為 40%。若是在較高溫的複循環燃氣發電機組(combined cycle gas turbine,CCGT)裝置中,這個比例可提高到 60%。

同樣地,在內燃機中也只有一小部分的熱量可以轉化為車子的運動能量(動能);汽油車的一般平均效率為 25%,柴油車則是 30%,而柴油卡車和公車的效率約為 40%。

另一方面,電動馬達的效率約為 90%,因此電氣化運輸將顯著減少能源消耗。這是提高效率和再生能源之間協同作用的一個範例,這將有助於提供世界所需的能源。

火力發電沒辦法 100% 轉換熱能變成電能,約有 60% 的損失。圖/envato

再生能源的過去跟未來

在十九世紀末,水力發電的再生資源幫助啟動了電網的發展,在二〇一八年時約占全世界發電量的 16%。而在再生能源──風能、太陽能、地熱能和生質能源──的投資上,相對要晚得多,是在二十世紀的最後幾十年才開始。

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起初的成長緩慢,因為這些再生能源沒有成本競爭力還需要補貼。但隨著產量增加,成本下降,它們的貢獻開始增加。這些其他再生能源發電的占比已從二〇一〇年的 3.5% 上升到二〇一八年的 9.7%,包括水力發電在內,再生能源的總貢獻量為 26%。

不過,就全球能源的占比,而不是僅只是考慮用戶消耗的電力來看,再生能源僅占約 18%,而傳統生質能則提供約 10% 的能量。隨著太陽能和風能的成本在許多國家變得比化石燃料更便宜,它們在總發電量中的占比有望在未來幾十年顯著增加。

這世界花了很長的時間才意識到這一事實,從現在開始,再生能源勢必將成為主要的能源來源。

——本文摘自《【牛津通識課02】再生能源:尋找未來新動能》,2022 年 6 月,日出出版,未經同意請勿轉載。

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發明鬼才與他異想天開的童年歲月——《被消失的科學神人‧特斯拉親筆自傳》
PanSci_96
・2020/12/03 ・2612字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 479 ・五年級

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編按:尼古拉・特斯拉(Nikola Tesla)是上個世紀的偉大科學家,諸多發明和發現,廣泛應用於後世——旋轉磁場、第一台交流電發電機、特斯拉線圈、第一台無線電發射機、X-ray攝影技術⋯⋯然而在科學作為「謀利工具」的爾虞我詐的市場,特斯拉不敵當時代的競爭對手(如騙術百出的愛迪生電力公司),而顯得沒沒無聞。

近年特斯拉的生平及貢獻重新受到重視,以下為特斯拉自傳中的童年的回憶,讓我們一起看看這位鬼才科學家童趣視野。

尼古拉・特斯拉(Nikola Tesla)照片。圖/《被消失的科學神人:特斯拉親筆自傳》,柿子文化。

搬家對我來說就像是一場災難,要跟舊家的小動物們分離,讓我傷心不已,其中有鴿子、小雞、綿羊,以及隊伍壯觀的鵝群,牠們總是在清晨時分昂首向天朝著飼養場前進,在日落時分排成戰鬥隊形從飼養場回來,那整齊劃一的隊伍,足以讓當今最精良的空軍連隊自慚形穢。

然而,到了新居,看著窗簾外的陌生人,我感覺自己就像是蹲苦牢的囚犯。我是個非常靦腆的小孩,寧願面對一頭獅子,也不願跟那些穿著入時、遊手好閒的城市紈褲子弟打交道。但是我最嚴峻的考驗發生在星期日,這一天我的服裝儀容必須保持整潔,還要參加教會禮拜的服事。

教堂禮拜闖禍,不受歡迎的兒童

有一次我不小心闖了大禍,即使事情過去了那麼多年,只要一想到當天的情景,依舊會血液像陳年優酪乳般凝固那樣地感到心驚膽跳。那是我的第二次教會驚魂記,在那之前不久,我才在一間教堂裡被困了一晚,教堂座落於人煙罕至的深山,一年只去造訪一次。那確實是一次恐怖的經歷,但是第二次的遭遇更糟。

城裡有個女富豪,她是個好人,但喜歡擺架子。她總是盛裝打扮上教堂做禮拜,臉上畫著精緻的濃妝,裙襬拖得老長,有一群僕人隨身服侍打理。某個主日,我一敲完教堂鐘樓的鐘,便急匆匆下樓梯,恰巧碰上這位貴婦大搖大擺走出來,我一個箭步正好踩到她的拖裙。

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接著,響起一陣撕裂聲,聽起來就像是技術生疏的新兵射擊發出的槍響,她的裙襬當場被硬生生地撕裂。我看到父親氣得臉色鐵青,他打了我一巴掌,雖然不是很用力,但這是他第一次體罰我,我到現在都還能感覺到那一巴掌在心裡的力度。我覺得很丟臉也很困惑,筆墨難以形容當時的心情。

經過這次事件後,我等於是社區裡的不受歡迎人物,直到後來發生了一件事,我的名譽才得以平反,使得大家對我另眼相看,重拾尊嚴。

敏銳直覺讓他重拾尊嚴!

一名年輕創業家組織了本地一支消防隊。他採購了全新的消防車和制服,還計畫做一次消防演練和遊行展示。所謂的消防車其實就是一具消防泵浦機組,由十六個壯漢共同操作,並漆上美麗的紅色與黑色。一天下午,官方測試正在準備中,消防機組被運送至河邊,全城的人都蜂擁到河邊想要一睹壯觀的演練場面。所有致詞和儀式都告一段落後,長官下達命令啟動泵浦,但是噴嘴卻噴不出一滴水,現場的教授和專家也束手無策,找不出問題所在,眼看演練就要失敗了。

我當時還沒有任何機械方面的知識,對於氣壓沒有一點概念,但是直覺告訴我是河中的抽水軟管出了問題。我走近看到它塌陷在河中,於是下水將它打開,大量的水突然湧出,將我身上所穿的主日服噴濕了一大片。

阿基米德沐浴時發現浮力理論,當他赤身裸體奔跑過義大利敘拉古(Syracuse)街道,聲嘶力竭高喊「我找到了!」(Eureka)時所引起的騷動,還遠遠不如我當日受到的矚目,那一天我成了英雄,被人們扛在肩膀上,接受群眾熱烈的歡呼。

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捕鴉冠軍手,引來鴉群動怒!

我們一家人在新居安定下來後,我進入師範學校開始了一個四年制的課程(即基礎小學教育),為進入大學或是文實中學(Real Gymnasium,一種中等教育體制,一般為五年級至十年級,高等文實中學則約為高中,但都較偏實科)做準備。這段時期,我仍然繼續我的孩子氣發明,當然也繼續製造麻煩。

此外,我還博得了「捕鴉冠軍手」的響亮名號。老實說,我的捕捉方法很簡單──進到樹林後,便躲在灌木叢後面,模仿烏鴉叫聲。通常,我會先得到幾聲回應,不久之後就會有一隻烏鴉飛到我附近的灌木叢。接下來要做的,就是把一片紙板朝牠丟過去,藉此分散牠的注意力,趁牠飛走逃脫之前,趕緊跳出來捉住牠。然而,一次意外事件讓我不得不對牠們另眼相看。

有一天,我捉到了一對漂亮的烏鴉,正當我和朋友一起往回家的路上走,準備離開樹林時,數千隻烏鴉突然群集在我們頭頂上空,發出恐怖的聒噪聲。幾分鐘後,牠們做出攻擊態勢,將我們兩個團團包圍起來,一開始我還覺得有趣好玩,直到後腦勺遭到一陣攻擊,把我撲倒在地,才覺得不對勁。接著,牠們朝我猛烈攻擊,我只得把捉到的兩隻烏鴉釋放。儘管如此,我還是開開心心地跑去跟朋友會合──他早已經躲到洞穴中藏身了!

被責罵的嗜好,成就偉大的水力發電廠

教室裡有一些讓我感興趣的機械模型,把我的注意力轉到了水渦輪機。我動手製造了許多水渦輪機,從操作中感受到巨大的快樂。若要形容我的人生際遇是何等奇妙,也許可以從這一個小插曲窺見一斑。我的叔叔不喜歡我這類消遣嗜好,所以我不只一次受到他的責罵。

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全球第一座交流電水力發電廠。圖/teslasociety

我曾在書中讀到關於尼加拉大瀑布的描述而為之深深著迷,並在腦海中勾勒想像利用它的澎湃水力運轉的巨大渦輪,我告訴叔叔我將來有一天會去美國實現這個計畫。三十年後,我看到我的發想在尼加拉大瀑布實現成真(一八九五年,特斯拉為美國尼加拉水力發電廠製造發電機組,至今仍是世界知名的水力發電廠之一),也讓我對心智奧祕的深不可測驚歎不已。

——本文摘自泛科學2020年12月選書《被消失的科學神人:特斯拉親筆自傳》,柿子文化,2019年01月。

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不依照數據和科學來管理,做什麼都沒意義──深訪水利署署長賴建信
鄭國威 Portnoy_96
・2020/08/27 ・7645字 ・閱讀時間約 15 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

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臺灣人跟水的關係其實蠻糾結的。泛科學的讀者大概都知道,臺灣其實很依賴雨水,而隨著全球氣候變遷,原本已集中在梅雨跟颱風季的降雨,更有大雨越來越大、小雨越來越少的趨勢。留不住水是問題,水大不退也是問題。濕地快速減少、要人工新增不簡單,新加坡或以色列的做法在水費低廉的臺灣似乎也不可行。

即使如此,大部分臺灣人很少真的擔心水的問題。這樣的餘裕,是好是壞很難說,但絕對很難得。那,你知道是誰在管理臺灣的水嗎?(難道是懂水之呼吸的高手?)

應該不是這個高手。
圖/giphy

前往公部門 X 科學傳播系列的下一站,我們來到經濟部水利署位於信義路上的臺北辦公室。擁有國立中興大學水土保持學系博士學位,並曾作為訪問學者前往美國加州大學柏克萊分校的賴建信署長,在辦公室接受我們的訪問。我們進到辦公室後,他還在辦公桌前聚精會神地看公文,兩分鐘後他才抬起頭來,似乎總算告一段落。「今天應該不用繫領帶吧!」他一邊微笑,一邊把領帶拿掉。

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賴建信認為臺灣社會一直進步,是因為人們能透過民主機制商量複雜或具衝突的問題。攝影/劉志恒

「……大家只以所謂的意識形態或個人經驗,不在科學上面做論證,有時候就會喪失很多好的機會。」賴建信認為臺灣社會一直進步,是因為人們能透過民主機制商量複雜或具衝突的問題,以科學為分析依據,加上自己的理解與對未來的想像來綜合下判斷。但一個簡單例子顯示大家的知識基礎差異很大:日月潭的九蛙

消弭爭議,得先聆聽

賴建信說,農曆年後,大家會關心水情,媒體若報導日月潭九蛙露出,大家就擔心水情,覺得狀況嚴峻。事實上即便九蛙現身,日月潭還有 84% 的蓄水量。而且日月潭是抽蓄發電水庫,水位本就上上下下。這類說法年年重現,水利署只好推出易懂圖表,希望透過網路闢謠。

因為媒體報導,使民眾相信九蛙就是水情指標(不然放在那幹嘛),或許沒什麼什麼大不了,但對年年都得被問的水利署來說,的確很尷尬。

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許多人都相信九蛙是水情指標,但其實不然。
圖/Wei-Te Wong_flickr

賴建信認為這是「藉機科學傳播」。他接著舉例,如淘汰「人造雨」這個彷彿能無中生雨的說法,改稱比較貼近事實的「人工增雨」,並在每年實施人工增雨時,藉機說明科學原理。又如趁澎湖成為國旅熱點,跟大眾說明澎湖其實是全國少數蒸發量大過降雨量的地方,讓大家知道澎湖當地水資源來自哪裡、以及為何澎湖即使用了大量地下水,也較無地層下陷的問題。(提示:玄武岩)。

即使只在用語上微幅改變,他希望能藉機讓人們更了解水利工程以及水之得來不易。他認為,人們理所當然地把水稱為自來水,認為雨下完了水就會退,往往不知道中間有多少人在努力維繫這樣的理所當然。

然而水利署不是自來水博物館,推動的許多工程的確影響了環境跟居民,產生衝突跟對立,專家意見也並非只有水利署說的才算,賴建信對此深有所感:「很多事情必須透過溝通協商,但不幸的是,有時候工程師或是行政部門的人,難免會墜入一種觀念是:這個問題我最知道。」他認為就像在室內設計的計畫裡,設計師偏愛潮流北歐極簡風,但客戶喜歡鄉村風,專業若傲慢自然產生衝突。對此,他認為首先要知道價值落差必然存在。

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高屏地區的伏流水開發是一個顯著案例。伏流水是在河床底下砂礫石含水層中,透過自然過濾的清淨水源。由於高屏地區的水庫供給量有限,若遇到豪雨使高屏溪這個主要水源混濁,就會產生用水危機,因此水利署希望以開發伏流水來因應。

在伏流水開發初期,當地民眾認為開發伏流水就是政府挖大井搶地下水,還擔心伸進河床的「輻射管」有輻射(其實只是以輻射形狀外展的管子)。數百人為此到水利署南區水資源局抗議,當時身為局長的賴建信,第一步的應對就是收集數據、了解衝突來源。他發現抗爭實有遠因。第一是過往公共工程給地方的承諾沒有達成,人民失去信心。再者是因為之前企劃不夠透明,沒有提供足夠資訊讓民眾了解。最後才是擔心取水衝突。

先從看得見的改變著手!賴建信設置數座地下水觀測井,把資料公開在網路上,在觀測井現場也可掃 QR code 了解該點地下水位高低,同時製作 3D 模型說明影片客臺國三聲道短劇來加強宣導。糾結一個個解開後,如今伏流水工程已完成多處,最新的溪埔伏流水剛在7月完工,大泉伏流水預計在今年年底完工。「還有很多伏流水的開發企劃」賴建信表示,而他自己也出馬拍了伏流水介紹影片。

水庫清淤則是另一個挑戰。許多媒體跟網友質疑為何水利署不趁枯水期趕快清淤?但其實事情沒那麼簡單。一來淤積量遠高於清除量,水庫水位低時清淤更容易造成水庫混濁,影響民生用水,二來清出的淤泥也無處消化。於是水利署透過防淤工程興建防淤隧道,來加速排沙、延長水庫壽命。例如石門水庫的阿姆坪防淤隧道曾文水庫防淤隧道等。

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而說到曾文水庫防淤隧道,有工程上的挑戰,也遇到了生態關卡。賴建信說,除了開挖防淤隧道,另一個重點工程是「象鼻引水鋼管」。顧名思義,這是一個如象鼻狀的超大鋼管,連結隧道口與向下延伸到水庫的淤積面,大雨時,便能透過「異重流」,將底層泥水吸至防淤隧道排砂。(異重流指兩種密度不同又可以互相混合的流體,因密度差異而產生的分層流動,也稱密度流或潛流。出處:科學 Online

這個外徑逼近 12 公尺、曲線長度 60 公尺,分成 27 節組裝的超巨大象鼻鋼管,沒辦法在水庫工地上做,也不能在下游的工廠做,不然做完也沒辦法走狹小的山路運上水庫,必須在上游另覓空曠地設置臨時組裝廠來焊接組裝。組裝廠後來選在嘉義大埔情人公園旁的草地,然而該處卻也是瀕危的山麻雀棲地

賴建信說,先前環境影響評估沒有發現,但好在水利署超前各單位做生態檢核,「觀察家生態顧問公司」的黃于坡總經理回報說當地有山麻雀。通常對廠商來說,工程比較重要,但賴建信認為要是不好好處理,衝突可能一觸即發。

於是賴建信邀集有關單位討論,包括農委會特生中心、濕地保護聯盟、及屏東、高雄、臺南等各鳥會、施工單位等,得出衝擊最小的共識方案,並共同成立山麻雀保育平台,消弭了對立,也用實際行動復育山麻雀,例如沿曾庫公路電信桿設置百處人工巢箱,入住率極高。

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賴建信在水利署推動「風險管理」與「公私協力」兩大觀念,上述案例即為具體實踐。他很清楚「公部門要跟私部門對話,但對方為什麼要跟你對話?若是不信任你,幹嘛浪費時間來跟你對話。」因此,他認為資料公開與透明是很好的信任基礎。他更強調溝通不是說服,應該先去了解對方想法、彼此之間的落差、目標的差異,因為「在溝通的過程裡面,聽比說還更重要。」

水利未來,在地驗證

水利署對外溝通不只是對民眾,還有對產業。賴建信說根據資料,土木水利從業人員,在臺灣勞動就業人數比例約為 6~7%,但產值在 GDP 裡只有 2~3%,他認為這代表水利工程行業亟需朝高附加價值轉型。

「我們已經進入到 5G、AIOT 的時代,卻還在做很傳統的公共建設。」賴建信認為,臺灣快將進入超高齡社會(註:根據國發會推估為 2026 年),人口紅利已經為零,無法仰賴勞力密集、不斷 cost-down 的工作。而公共建設投資作為領頭羊,必須儘快朝智慧化改變。

他說,現在若一人管理一間抽水站,隨著勞動人口減少,抽水站增加,一人就得管理三、四間抽水站。此外,一個人一生中頂多經歷兩三次大洪水,而有水庫洩洪經驗、知道怎麼拿捏的人非常少,新人接手時很可能沒有經驗。他認為當我們認真思索未來,物聯網與 AR/VR 等技術就不是錦上添花,而是必要的部署。

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「像我們石門水庫每秒 100 多噸的流量流過去,是什麼概念?每秒 100 立方公尺是數字,但當閘門在開的時候,產生的風壓那個感覺,怎樣讓一個新進人員感受?」為此,賴建信表示水利署正思考如何與中山科學研究院合作,用飛行模擬器訓練戰鬥機飛行員的方式,來模擬訓練水庫管理員。

賴建信記得自己唸書時,電腦還不先進,建立模型試驗得用真的水、土、沙,靠人力不斷重做。然而隨著科技進步,他前陣子參觀美國水公司的實驗室,竟然「可以穿皮鞋去」,加沙鋪沙都用機器手臂,全面擷取數據,即時 3D 呈現。他表示純電腦模擬雖然已可取代多項傳統水工試驗,但水工試驗可以提供最真實的參數校正,因此美國該實驗室結合科技跟傳統的做法,能夠相輔相成。因此他也積極導入這樣的技術。

賴建信強調科技的必要性,例如水利署已在 17 個縣市建置淹水感知器。「以往我們在做防汛應變值勤的時候,要靠人力回報。有時明明水退了,媒體還一直報。」除了即時回報,新技術更可以搭配高速運算做即時淹水模擬,預測接下來不同時間點的情境。

然而他也不只是一味求新科技,而是用適合且能改善的科技,例如在揚塵治理這件任務上。每年 10 月之後,由於進入非汛期,濁水溪下游河床裸露,東北季風吹襲使得土砂揚起,宛如臺灣撒哈拉沙漠。政府從民國 96 年起開始防制,但效果有限。

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行政院檢討之後,推出新的三年行動方案(107-109)。身負重任的賴建信請同仁將濁水溪自彰雲大橋到出海口這塊區域進行航拍,以 100 公尺 x 100 公尺的方格切分、個別編號。這樣就知道哪一格是裸露地,哪一個有水草覆蓋,目標一目瞭然。「那麼寬廣的區域,唯有用這樣的方法。否則每個同仁都說有做,但是效果在哪裡?」賴建信跟我們分享這件事時,宛如坐上直升機,對濁水溪從合歡山到出海口的每一個支流與彎曲都一清二楚。

每天同仁都必須直接將工作報告跟照片傳到他的手機,但他也明白,公務人員很多 KPI 指標都是「工作量」指標,而非他認為更重要的「效能」指標。「他們會去追求所謂工作量的指標,但工作做完效果不一定會產生。」因此賴建信要求報告必須數據化記錄各種因子,「這樣就會知道風速在每秒八米以上時候,就開始會產生揚塵。」他說「我的 KPI 不是你做了多少事,是要沒有揚塵……我們要求隔年要降 15%,再隔年要降 30%,接下來降 50%。反正就是目標導向,不容呼嚨。」

同樣的,賴建信也要求水利署的每一項委辦計畫「拿出成效來」,特別是防災計畫,不能事後諸葛,而要能當下判斷,後續在水情會議上驗證。他看過某些模式只用歷史資料驗證,就聲稱可以大規模複製跟應用,他看來毫無意義。

「凡沒有經過驗證、沒有經過實戰的事情,都會陷入自我感覺良好。」他說。

賴建信署長相信,比起「工作量」,更重要的是「效能」。
攝/劉志恒

水利產業要提升,臺灣就是最好、最多樣化的實戰空間,賴建信這麼認為。「臺灣有 3952 公尺的高山、有大湖、有像淡水河這樣的河川,有像冬山河、濁水溪這樣的河川,有濕地、什麼狀況都有。氣候變遷下,我們是很好的試驗場。」他說這陣子媒體報導三峽大壩面臨不尋常的洪水,洩洪量巨大,但濁水溪在洪峰時的洩洪量甚至更大,更何況濁水溪的長度與集水面積跟長江是天壤之別。又例如最近日本東京紀錄到史上最高每小時降雨量,但同等甚至更高的降雨量,在臺灣很常見。

「任何試驗或記錄器,只要你在臺灣可以驗證成功,經得起天候考驗……臺灣又有很好的 IT 技術,可以發展出很好的水資源物聯網,為什麼不會有機會?」身為經濟部的一份子,賴建信對於強化水利產業有很強的企圖心。他接著說:「說再生水廠好了。全世界先進國家,像美國、日本、新加坡都有再生水廠,以色列更有。但只有我們臺灣做再生水廠做到可以提供全世界製程最先進的台積電來用。這就是挑戰,也是機會。」

回到前面提過的水庫清淤,在賴建信眼裡同樣是機會。「93 年艾利颱風的時候,石門水庫因為濁度增加,桃園地區停水 18 天。因為我們建水庫的技術是跟美國人學,而美國的沖蝕量遠低於臺灣,他們面臨的問題跟我們的不一樣。」30 年前臺灣沒有興建排沙防淤隧道的想法跟技術,但 30 年後,輪到美國人來學習臺灣水庫防淤隧道的工法,他認為就像臺灣人曾因 SARS 挫折痛定思痛,改善防疫策略,在 COVID-19 疫情中表現傑出一樣,臺灣的水利工程也能夠組成強大的臺灣隊。

數據說話,打破框架

防疫臺灣隊能成立,除了 COVID-19 疫情當頭,也因為政府的確掌握了溝通的節奏,展現創新思維(如「humor over rumor」,請參考政務委員唐鳳給 Google 的演講)。因此水利臺灣隊的願景再動人,也需要好好溝通,取得國民的支持。

賴建信認為行銷要講求精準,針對不同族群用不同投放方式。「我們的院長七十幾歲,可是他用的宣傳方式非常新」賴建信表示,受到蘇貞昌院長刺激,各部會都積極效法,水利署也不例外。端午節前,就看到水利署的「法海 vs. 白娘子」動畫,以及知名圖文創作者我是馬克介紹行動水情 App。然而相較於其他在社群媒體上飆得有點快的政府單位(像是內政部、海巡署等),水利署顯然還比較矜持。

「酷炫不是我的目的,那個只是方法之一。不要為了創新而創新。」賴建信認為討論公共政策的平台須由科學數據支撐,特別是面對氣候變遷這麼嚴重的挑戰,更得從案例中學教訓。他坦言,專業人士覺得簡單的事,非專業者可能根本不理解,但他還是傾向用理性與數據來溝通,勝過感性。

說著說著,他就說起數據了。「像今年上半年枯水期,我們遭遇有史以來很少的雨量。今年之前的大旱,是民國 104 年枯水期下了 606 毫米。我們今年枯水期降雨量只有 557 毫米,比 104 年還少,但沒有一公頃農地被公告停灌休耕。104 年的時候桃園有 34 天分區輪流供水,今年沒有一天。104 年的時候我們花了 20 幾億補償被公告停灌休耕的農地。今年高雄高屏溪流量最低只有 6.2 立方公尺/秒,遠比 104 年限水時的 8.1 立方公尺/秒更低,也沒有限水。」賴建信表示早在去年 10 月水利署就開始每天監看數據並分析,發現隔年(也就是今年)枯水期將面對巨大考驗,因此提前進行總量管制、區域調度。聽他這麼說,我也驚覺今年竟然沒有限水消息傳出。

賴建信受訪當天上午剛開完水情會議,會議中他跟同仁強調,不要以為五、六月一定是梅雨,七、八、九月一定颳颱風。要打破迷思,翻轉過去成功經驗。他表示 20 年來的氣候變遷研究顯示,溫度與海平面持續升高,降雨日數則減少,當全年的降雨量沒有顯著變化,代表氣象極端化。

「假設說還是沉浸在過去工作經驗裡,沒有在那個時間(指今年短暫的梅雨季)把水庫蓄到足,那就喪失了機會。」在 8 月中撰稿的此刻,我不免想起今年梅雨走得極快、太平洋高壓讓臺灣七月連續高溫、創下七月無颱紀錄,足堪印證。

賴建信強調,要在對的時間點儲蓄水源,不能只照以往經驗來判斷 ── 2017 年石門水庫。
圖/wikipedia

刨根究柢,歸零思考

談完對一般民眾、對利害相關團體,以及對水利署署內的溝通後,接下來我好奇的是水利署跟科學家之間的合作。水利署許多業務都需要科學家和工程師參與,先前已提到跟中科院合作水庫洩洪調控模擬的案例。除此之外,他怎麼看待科學在水利署工作中的角色呢?

署長認為水利工程要非常重視實務的層面。
攝/劉志恒

「坦白講我覺得現在很多做應用發展的人,都急著要去推動一個酷炫的展示系統,我覺得那個都沒有意義,或意義不大。」賴建信直陳感觸。他認為水利工程是應用科學中很重要的一環,非常實務導向,必須重視基礎研究,而不是加油添醋。

對於單純投入預算不斷委辦研發,但成果無效也無法規模化這樣的事情,賴建信也不以為然。強調目標導向的他,推動部會間的平台,針對重大議題合作。例如水利署與科技部合作,針對地層下陷,整合預算一起做研究,畢竟找到解答比各自閉門造車交出 KPI 來得重要。

「我們傳統水利人會從水的平衡的方式,或是地下水補注的角度去看這個問題。事實上它(地層下陷)是一個綜合諸多學門的問題。」賴建信說,從水利學角度切,跟從土壤力學角度切會不一樣,地質結構再加進來也不一樣。例如他想知道為什麼在水利署用各種方式介入後,彰化地區地層顯著下陷面積從百位數縮減到十位數公頃,雲林地區縮減的幅度卻沒有那麼快。

「我們自己找到一個理由,是因為農業使用沒有依照耕作期去供水的關係……但是我不認為到這邊這答案就滿足我。」賴建信便將臺北盆地以前地層下陷的狀況拿出來探討,從地質結構、年代、沉陷時間來看,是否能找到更好的答案。

「也許我們濁水溪的沖積扇地區 –這個我不懂– 在幾百萬年前的時候跟臺北盆地是完全不一樣的,這就會衍伸出不一樣的事情,包括重力的作用也是。」因此他找工程領域、大氣領域、地理領域的專家進行嚴謹的科學討論,並「反省我的詮釋方式裡,有哪些是我自己沒辦法去解釋的」。

像上述這樣追根究底是他,也是水利署工作的一部分,因此賴建信強調多想、多問,多歸零思考。他認為我們往往只是對一個問題稍微有點了解,就以為都了解了,但事實上不了解的東西,可能比了解的還多很多。

身為理工人,他認為念科學的同時保持對人的關懷很重要。不要因為科學發展,而對人感到疏離,因此建議理科腦多方涉獵歷史、文學、藝術等,對未來甚至考試也有幫助。「數學再好,看不懂題目也沒有用。再好的科學你寫不出來、沒辦法把你了解的事情表達出來,你也無從去跨域。」

像是最近大家關注的中國長江三峽大壩,或是日本的破紀錄連月大雨釀災,他認為工程師跟科學家應該要根據事實跟社會好好說明,而且也要坦誠「我們是用有限量的樣本數,去推估不可知的未來,更何況這個未來還正在受到氣候變遷影響。」當然,面對同樣甚至更劇烈的威脅,水利署也責無旁貸。

因此,賴建信再次強調:「我們的業務真的很多很雜,你(指水利署同仁)假如說自己有做事,我假如不依照數據和科學來做管理,看起來我們好像是度過了狀況,把工作處理掉,但那個工作、問題事實上都沒根本解決。」在這次訪談中不斷強調實事求是概念的賴建信,讓同樣身為公司管理者的我心有戚戚,但也很好奇水利署同仁心頭壓力的陰影面積。

的確,在水這個議題上,我想臺灣人都該清楚知道,任何敷衍了事、漫不經心,都會在某個時刻,報應在台灣的土地上。這不是威脅,而是科學。經過這次訪問,希望大家也能更了解水利署的工作,一同關注我們的生命之源。

後記:本來想要問水利署署長會不會水之呼吸,不過他回答問題時實在太認真了,太重視目標導向了,於是我就放棄了。
攝/劉志恒

鄭國威 Portnoy_96
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是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。