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《唐僧為何不搭觔斗雲取經?》——2018數感盃 / 國中組專題報導類第二名

數感實驗室_96
・2018/04/22 ・2234字 ・閱讀時間約 4 分鐘

數感盃青少年寫作競賽」提供國中、高中職學生在培養數學素養後,一個絕佳的發揮舞台。本競賽鼓勵學生跨領域學習,運用數學知識,培養及展現邏輯思考與文字撰寫的能力,盼提升臺灣青少年科普寫作的風氣以及對數學的興趣。

本文為 2018數感盃青少年寫作競賽 / 國中組專題報導類第二名 之作品,為盡量完整呈現學生之作品樣貌,本文除首圖及標點符號、錯字之外並未進行其他大幅度編修。

  • 作者:李艾登、莊景喻、黃秉宥/嘉義縣立永慶高中國中部
圖/imdb

話說,悟空從五指山中逃脫,就對唐三藏表示:「我小學老師靈台方寸山,斜月三星洞的神仙,須菩提祖師教我日遊四海的騰雲駕霧之法——觔斗雲,只要一個觔斗便能飛行十萬八千里。你不是要去西天取經嗎?上來吧,我背你翻騰幾下就能直接到西天取經。」

「不行,觔斗雲太快了,師父受不了,更何況這是修行,我必須用走的,你得跟我一起去,所以你也得用走的。」唐三藏搖一搖頭。

悟空一副大惑不解的樣子看著唐三藏。

唐三藏拿出紙、筆、圓規、尺、計算機、筆電,在山中步道旁,隨便找個有桌椅的涼亭坐下,語重心長說:「悟空你是從女媧補天遺留下的石頭中蹦出來的,是石身;師傅是肉做的,是肉身。肉身應該是不能搭觔斗雲的。」悟空仍一副丈二金剛摸不著頭緒樣。

唐三藏要悟空坐下,開始滔滔不絕說:「來,我用數學算給你看——秦漢時期一里是 415.8 公尺,師父跑到未來發現清朝一里是576 公尺,現在是明朝*,國土廣大,單位混亂,我們大約以一里以 500 公尺計算好了。你搭觔斗雲翻一圈的距離約 108000×0.5=54000 公里,但是地球的周長約 40030.14 公里,所以你要是隨著地表飛,往東翻一個筋斗,剛好繞地球一又三分之一圈,恰好落在南極陪皇帝企鵝孵蛋; 往西翻一個筋斗也是繞地球一又三分之一圈,結果降落在加勒比海上的黑鬍子海盜船上。這兩個地方離天竺很遠,且又是化外之地,這個想法行不通啊!」

「如果你是先往上飛,然後繞地球一圈之後在天竺的上空降落,而這裡到天竺的距離大約是 4200 公里,因此你繞地球一圈還需要飛行 54000-4200=49800 公里。設往上飛的高度為x 公里,因此 2x +2π (x+6371) =49800,可得往上飛的高度(x)為 1179.482 公里,這高度已經超過 100 公里的卡門線、甚至超過 500~1000 公里的外逸層,早就已經到外太空了。」

「師父這種沒有任何保護的身體如果曝露在外太空很快就會死,而且死亡後體溫會很緩慢下降(因為沒有對流、傳導,只有熱輻射);如果此時體液或血液流出體外,不但不會立刻凍結,反而會因為低壓而沸騰。這個問題在 NASA 的網頁內有說明,只是目前還沒有做過生物實驗,正確結果誰都不敢確定。」

「師父,這件事簡單。」悟空站了起來,用手拍了拍胸膛說:「等一下天黑,師父讓我下課十分鐘,月亮離這裡也不過 30 萬公里,徒弟我搭觔斗雲翻個六、七圈就到了。我幫 NASA 去月宮找嫦娥姊姊問一下,她當初飛到月球時有沒有覺得很冷﹖還是呼吸困難﹖或是有噴鼻血?問完後再找月兔借個廁所,順便帶一盒月球名產『麻糬』回來孝敬師父您。」

唐三藏聽到後,右臉開始不停的抽筋,三條線。心裡想:「佛祖介紹給我的這個徒弟, 怪怪的。」不由得盯著悟空仔細觀察,由頭到腳,上下來回掃了數次。

唐三藏接下來說:「我們得考慮速度問題。悟空啊!你翻個觔斗需要多久時間啊?」
悟空用跩到不行的動作,伸出他的右手,比出中指(啊!更正,我看錯了,是食指。)說:「師父,只要一秒!」
「一秒!」唐三藏拿出計算機開始飛快的按著鍵盤,嘴裡還嘟嚷著……
「假設你是等速飛在地球表面,在不考慮其他阻力與限制下,你的速度是 5400 公里除以1 秒,就是 5400 公里每秒」
唐三藏恍然大悟說:「悟空,你知道嗎? 眾所周知的哈雷彗星平均速度大概 10 公里每秒,就已經燒得人屁股紅透半邊天了,你的觔斗雲速度是哈雷彗星的 540 倍,師父即使身上有這件皇上御賜的百分百純蠶絲袈裟,鐵定是擋不住的!一下子就灰飛煙滅,就算我躲在建造於美國科羅拉多州, 為防止核武攻擊而深埋於地表下 400 多公尺的『夏延山空軍基地』末日碉堡中,再讓你載過去,也是會被摩擦力造成的高溫燒的屍骨無存。」

「觔斗雲快的不合理,悟空呀!師父再問一次觔斗雲的實際操作性能。」孫悟空搔一搔頭髮,非常熟練地抓起身上跳蚤,順手放進嘴巴嚼了起來。

「師父,吳承恩在《西遊記》寫得很清楚,觔斗雲翻一個筋斗,可以前進十萬八千里。千真萬確,吳承恩白紙黑字寫的。」悟空意猶未盡低頭在翻找肚臍旁的跳蚤,一邊回答。

「這樣啊!若沿著地球表面等速度飛行,先不考慮其他阻力與限制的話,以剛剛的飛行軌道來看,離地球表面最遠時的向心加速度為 5400×5400÷(1179.482+6371)≒3862.005km/s2=3862005m/s2。」唐三藏邊用計算機邊說。
「換算成地心引力倍數就是:3862005÷9.8≒394082.143 G」

「天啊!」唐三藏搖搖頭說。「人體最大承受限度是 9G,搭乘觔斗雲需承受 394082.143 G, 人類無法啊!」

「悟空,經過師父這麼詳細的解說,你可以理解我們應該只能走路去吧。」

悟空想了想,說:「師父,與其想要如何將您打包帶走,這可是連 NASA 的科學家都會想到抓狂的問題,沒研究個三、五十年是沒有結果的,不如我們一起散步去天竺,還比較快呢!」

唐三藏點頭笑了笑,肚子卻不爭氣的咕嚕咕嚕叫。「悟空,師父肚子餓了,我們去找吃的好不好?」

「師父,我知道前面有一間店,他賣的麻糬比月兔做的好吃多了。」悟空興奮的拉起唐三藏的手開始飛奔。

更多2018數感盃青少年寫作競賽內容,歡迎參考 2018數感盃特輯、數感實驗室官網粉絲頁喔。

  •  編按:本文內的唐三藏為虛構人物,內文所提之朝代雖與史實不符,但不影響文章之閱讀因此予以保留。

文章難易度
數感實驗室_96
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數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/

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四腳朝天倒吊運送犀牛,會比側臥更安全嗎?——【2021年搞笑諾貝爾-交通獎】

帕德波耶特 Pas de poète_96
・2021/09/28 ・2254字 ・閱讀時間約 4 分鐘
犀牛倒吊運輸畫面。

把大象放進冰箱,有幾個步驟?三個——打開冰箱,把大象塞進去,然後關上冰箱門。

這麼老哏的腦筋急轉彎哪天若成真,或許運輸需要保育的大型動物時,人類應該會輕鬆許多。我們就認真那麼一次好了,考慮大象在冰箱裡可能會因為空間擠壓,或氧氣不足而感到不舒服,在牠們被殘忍獵殺前,就已經被狠狠折磨過一遍了。

今天的主角是黑犀牛(Diceros bicornis)、只是這次沒有要把牠們關進冰箱裡。資深野生動物研究專家羅賓.雷德克利夫(Robin Radcliffe)等人,於今(2021)年三月釋出一篇研究,盼能瞭解被麻醉藥迷暈的黑犀牛,在倒吊的姿勢下做運輸,對牠們的身體有何影響。

研究發表於《野生動物疾病》(Journal of Wildlife Diseases)期刊。這個看似荒謬卻又有點實用的研究,同時也得到2021 年搞笑諾貝爾獎(Ig Nobel Prizes)交通獎的殊榮。

為什麼需要研究「運送犀牛」這件事?

黑犀牛雖然名字裡有個「黑」,但嚴格說來,牠是灰白色的。這個名字,純粹只是為了拿來與白犀牛做區別。

一般而言(在人們還沒有傷害他們之前),牠們有一對角,其中前角比後角長,每年可以長個三英吋,至長可以長到五英尺。黑犀牛曾大量存在於非洲撒哈拉以南,如今,由於犀牛角的中藥材與奢侈品等商業需求,數量急劇減少,被國際自然保護聯盟(IUCN)列為極危物種(CR),而西部黑犀牛(Diceros bicornis longipes)更是已完全滅絕。

南非的黑犀牛。圖/WIKIPEDIA

美國康乃爾大學(Cornell University)新聞稿指出,運送犀牛的主要原因,除了讓犀牛免於被獵的危機,也希望牠們能被分配在不同的棲地,豐富其基因資料的多元性。

牠們通常會被注射麻醉或鎮靜藥物,並透過直升機,輾轉載往人煙罕至的偏遠地帶。這種作法,早已行之有年。雷德克利夫曾在受訪時表示:「把犀牛倒吊在直升機底下做運輸,可能比我們想得要安全。」這畫面或許有點瞎,但對野生動物保育人士來說,卻提供了很重要的資訊。

多年來,對於這些被移來轉去的大型哺乳動物,人們未曾深入瞭解過程中可能對牠們產生的危害,包含藥物、運送方式,以及姿勢擺位的不同,分別所造成的影響。

麻醉藥劑對犀牛的影響

首先研究團隊注意到,那些讓犀牛「好好睡一覺」的注射物,其多半為強效鴉片類(opioids)藥物,效果約是嗎啡的一千倍。一千倍的嗎啡欸,這針注下去,此生大概都不會感受到疼痛了吧。

雖然人們不需要在運輸動物的過程中,想方設法讓牠們保持安靜,但這種強效型的鴉片類藥物,會讓犀牛產生一些副作用,包含呼吸窘迫(​​respiratory depression)、血液中的氧氣減少,以及新陳代謝加快。

犀牛在被運送前,通常會被注射麻醉或鎮靜藥物,並透過直升機,輾轉載往人煙罕至的偏遠地帶。圖/Pexels

也就是說,原本出於好意的移轉作業,現在聽來令人擔心。輕則損及身體健康,嚴重者,就算是一種謀殺,因為牠們很有可能就這樣走了。

難道就不注射鎮靜藥物了嗎?在我們能跟犀牛大大心電感應以前,我們最好還是不要冒著直升機墜毀的風險。於是,研究人員開始把重點,放在牠們運輸過程中的「姿勢擺位」上。

姿勢的奧秘:倒吊時呼吸更順暢?

在過去的經驗裡,馬在倒吊運輸過程中,會因為腹部器官壓迫肺臟,導致呼吸不順暢,因此研究團隊也假設這不是個好方法。對犀牛來說,也許我們啥也不做,簡簡單單地讓牠們側臥,都比倒吊這一類「花式運輸法」還要安全。事實真的是如此嗎?

本次實驗中,研究者將十二頭黑犀牛麻醉後,依序讓牠們側臥吊掛十分鐘後,再透過起重機,讓牠們四腳朝天倒掛十分鐘(看來是為了節省經費),企圖比較這兩種姿勢在黑犀牛的運送上,哪一個比較安全。

從最後犀牛們的生理指標來看,無論側臥還是倒掛,對犀牛的肺功能損害似乎沒什麼區別。然而有個狀況與先前運輸馬的經驗不同——倒掛對犀牛胸腔的壓迫反而較小,且牠們的吸氣量也有微量提升(雖然差異不大),呼吸順暢了一些。

「倒吊法」仍待改善,實驗尚需努力

雷德克利夫表示,雖然犀牛在這次研究中,兩種姿勢之間的生理變量上差異不大,但任何微小的變化,都足以提升工作者捕捉或麻醉野生動物時的安全性。至少,我們在這件事情上,有更人道的選擇與思考方向。

不過研究團隊認為,這個實驗仍待改善,以求接近真實情況。接下來,他們預計將倒吊犀牛的時間延長至三十分鐘。雷德克利夫指出,在非洲納比米亞(Namibia)這樣偏遠的棲地裡,以直昇機運送犀牛的時間長度,也差不多是如此。既然短時間內的倒吊能為黑犀牛帶來益處,那就得進一步探討,這個條件在長時間運輸上是否也安全。

參考資料

  •  Robin W. Radcliffe et al. (2021) the Pulmonary and Metabolic Effects of Suspension by the Feet Compared With Lateral Recumbency in Immobilized Black Rhinoceroses (diceros Bicornis) Captured by Aerial Darting. Journal of Wildlife Diseases,
  •  Bethany Halford (2021) 2021 Ig Nobel Prizes. C&EN.
  •  〈黑犀〉,維基百科
  •  Black Rhinoceros. National Geographic.
  •  Black Rhino. IUCN.
  •  Lauren Cahoon Roberts (2021) Upside down can be right way for rhino transport. Cornell University

帕德波耶特 Pas de poète_96
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嗜酒如命的平靜份子,逃離醫療工作後,在一連串荒謬的經歷下,成了文字與音樂工作者。
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