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發現安提基特拉儀│科學史上的今天:5/17

張瑞棋_96
・2015/05/17 ・1073字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

1900 年 10 月一場突如其來的暴風雨,迫使希臘幾位採收海綿的潛水夫將船駛到安提基特拉島避難。風雨過後,他們索性就地下海尋找海綿,不料赫然發現一艘裝滿古物的沈船。經過幾個月的打撈,一批批的古希臘文物與珠寶成了雅典國家考古博物館的典藏。其中一塊已嚴重鈣化的小木盒始終未引起注意,直到它不知何時已風乾裂開成三塊後,館長才於 1902 年 5 月 17 日發現上面竟嵌著結構複雜的齒輪,這個宛如穿越時空的「安提基特拉儀」(Antikythera mechanism)就這麼橫空出世。

安提基特拉儀於西元前二世紀左右製造,上面的銘文顯示應是某種天文儀器。雖然古文明如埃及、中國也都早已有天文儀器,但都尚未使用到齒輪;東漢張衡的渾天儀據說利用水力帶動齒輪轉動,也已是三百年後。更何況安提基特拉儀的齒輪多達數十個,輪齒只有1.5公釐長,環環相扣、繁複精密,歷史上再有類似的裝置已是十三世紀末期以後才發明的鐘錶,因此它的出現完全顛覆了科學史。

受限於二十世紀初的技術,加上兩次世界大戰的磨耗,要到五○年代以後才有科學家對它展開研究,但直到本世紀初,藉助於 X光三維造影技術以及來自電玩產業的表面紋理強化技術,安提基特拉儀內部嚴重鏽蝕的層層齒輪與模糊難辨的銘刻文字才終於現出原形。

經過科學家的還原,安提基特拉儀的大小為 34 × 18 × 9 公分,共有 30 個已知齒輪與至少 5 個佚失的齒輪。背面上下各一個轉盤,用以設定與指示年分與月份;正面是有著黃道帶刻度的大轉盤,其上有指針可以分別標示太陽、月亮與五大行星的位置。轉動側面的把手,帶動齒輪運轉,就能預測未來日蝕與月蝕的時間,並標示出屆時天體的位置。

它的工作原理是基於每 223 個朔望月,太陽、地球與月亮的排列會近乎直線。但因為當時的宇宙觀仍是地心說,也不知道天體運行的軌道是橢圓形,所以為了彌補這個天體運行模型與實際觀測的誤差,安提基特拉儀的內部齒輪使用像遊樂園旋轉杯那樣的行星齒輪,還利用插銷的伸縮調整齒輪比。這些技術與精巧細密的工藝竟就這麼獨一無二的曇花一現,直到一千多年後才又被重新發明,實在難以想像古希臘人竟有如此超越時代的智慧。

也許它正是超越時代的天才──阿基米德──的心血結晶。史書記載阿基米德於西元前 212 年城陷被羅馬士兵當場殺死後,他所發明的一件天文儀器被羅馬將軍取走作為戰利品。如果它正是這部安提基特拉儀,不禁令人更加感嘆還有多少阿基米德的先進知識就此失傳,延宕了人類的科學進展。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

 

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 397 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。


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全台首座科研火箭場正式啟用!——坐落在依山傍海的屏東牡丹鄉

PanSci_96
・2022/01/18 ・2103字 ・閱讀時間約 4 分鐘

科技部「短期科研探空火箭發射場域」近日開放符合規定的火箭科研團隊申請使用!這是台灣太空發展繼去年 5 月立法院三讀通過《太空發展法》後,另一個重要的里程碑。

什麼?台灣竟然有發展太空科技!

沒錯!截至目前為止,全球有超過 90 個國家擁有自己的衛星,並有超過 31 個國家制定了國家太空法規,可見各國都砸下重金發展衛星和火箭等相關技術。正因為太空科技是現代全球競爭的新場域,台灣在具有基礎技術能量的前提之下,也決定加入太空科技的行列!

自 2020 年以來,行政院開始推動資訊及數位、資安卓越、精準健康、綠電及再生能源、國防及戰略、民生及戰備等六大核心戰略產業。其中,太空科技為國防及戰略產業的核心領域。在今年 1 月 13 日起開放申請的「短期科研探空火箭發射場域」,是台灣第一座以科研任務為主的火箭發射場,更是太空科技的里程碑!

地處屏東原住民部落的發射場域

科技部選定屏東縣牡丹鄉旭海村牡丹灣段 742-1 及 743-1 地號做為「短期科研探空火箭發射場域」,該場域占地面積 9,700 平方公尺,是國有海岸林地,也是原住民保留地。由於涉及原住民族的土地及權利,根據《太空發展法》第 12 條,必須依照《原住民族基本法》辦理。《原住民族基本法》第 21 條則規定「政府應諮商並取得原住民族或部落同意或參與,原住民得分享相關利益」,因此,科技部與當地「旭海部落」反覆協商後,在去年順利取得了同意。

旭海部落位於牡丹鄉最東側,是依山面海的漁村型部落,早期被稱為「牡丹灣」(macaran),意思是「水量豐沛的沼澤地」。最初來這裡開墾的是斯卡羅族,後來陸續有阿美族、排灣族、平埔族,以及閩南、客家等族群聚居,最後形成了一個族群融合的聚落。部落居民在得知該地被選為火箭場,有機會刺激觀光、帶動就業機會後,不少居民樂觀其成。可是,當地居民以出海捕魚、抓龍蝦為生,因此也有不少居民擔心火箭場將破壞牡丹灣的水域生態,使得魚及龍蝦的數量銳減,影響生計。

對此,科技部提出回饋方案,表示若居民因火箭試射而無法出海捕魚,將可享有補貼,而平時更有水電費和獎學金補助。另外,國家實驗研究院國家太空中心每週都派專員深入當地,傾聽村民心聲,也召開多場說明會,解答民眾疑問,讓當地居民了解火箭場落腳旭海的利弊得失。部落原訂去年 5 月舉行會議,卻因為疫情延宕至 11 月,最終共有 112 位居民出席,獲得 85 張同意票,正式通過我國第一座合法、安全且能維護原住民族權益的火箭發射場域。

圖為牡丹灣,鄰近的旭海部落早期即被稱為「牡丹灣」,意思是「水量豐沛的沼澤地」。 圖/牡丹鄉公所

誰可以合法申請、發射火箭?

立法院在 2021 年 5 月三讀通過《太空發展法》,是台灣第一部國家太空法案。《太空發展法》共計 6 章 22 條,內容規定主管機關為科技部,負責設置發射場域,而計畫執行單位為國家太空中心,負責營運、管理發射場域。另外,也規定發射載具僅能在國家發射場域實施發射。

位於旭海的「短期科研探空火箭發射場域」是台灣邁向完備太空基礎設施的第一步。然而,考慮到當地原住民權益,科技部承諾除非經過該原住民部落同意,否則將不會提供其他單位使用,後續相關作業也將由國家太空中心依據「短期科研探空火箭發射場域利益分享作業要點」辦理。

國家太空中心主任吳宗信強調,「短期科研探空火箭發射場域」不是提供給大型火箭發射,而是提供給科技部補助、委託或出資之執行單位或受委託單位申請,特別是各大專院校相關學術研究單位(航空工程學類和大氣科學系等),讓他們實地測試、驗證科研發展計畫的成果。據吳宗信了解,國立陽明交通大學前瞻火箭研究中心(ARRC)預計在 3~4 月發射火箭,國立成功大學航空太空工程學系則預計在 6~7 月發射,但實際情況還要看學校的整備狀況。

國立陽明交通大學前瞻火箭研究中心(ARRC) 製作的火箭。圖/ARRC 官網

參考資料

 

PanSci_96
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