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康熙台北湖:懸而未決的歷史謎團

李柏昱
・2014/08/30 ・2064字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 569 ・九年級

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2014年高中特招的社會科試題中,出現清領初期來台的郁永河在台北的所見所聞。當年這位文人雅士信筆寫下的《裨海記遊》,竟在三百年後掀起一場台北湖成因的爭議,這場懸而未決的歷史地震謎團,仍待更多證據加以證實。

繪於1723~1734年間的雍正台灣輿圖,可以看見台北盆地是一片汪洋,被認為是台北湖存在過的證據。(圖片來源:WeThinker)
繪於1723~1734年間的雍正台灣輿圖,可以看見台北盆地是一片汪洋,被認為是台北湖存在過的證據。(圖片來源:WeThinker)

郁永河採磺日記,掀起三百年後湖泊爭議

清康熙35年(1696年),中國福建福州火藥庫失火,焚毀火藥50餘萬斤,依規定福州府知府需要補足損失,於是當時作為知府幕僚的郁永河主動請纓前往北台灣採硫,把採硫的旅途過程寫下成為《裨海記遊》,為台灣開發早期相當難得的珍貴史料。

1697年,郁永河在經歷過台灣海峽的驚濤駭浪、從台南一路「乘笨車」顛簸北上後,5月終於抵達淡水,並與一名通事張大乘船進入台北盆地。他寫到「余與顧君暨僕役平頭共乘海舶,由淡水港入。前望兩山夾峙處,曰甘答門,水道甚隘,入門,水忽廣,漶為大湖,渺無涯涘。」甘答門即為今日關渡,一過狹窄的關渡,一個碧波萬頃的廣闊湖面出現在郁永河眼前,看不到邊際。

這座湖,至少淹沒今日的北投、蘆洲、五股、社子島、關渡平原等台北盆地西北部,大小約莫數十平方公里,過去多年來許多學者認為這座「康熙台北湖」是山腳斷層陷落所造成,並指證歷歷。證據包含郁永河同行的通事告訴他:「甲戊(1694年)四月,地動不休,番人怖恐,相率徙去,俄陷為巨浸,距今不三年耳。」顯示三年前發生一場巨震,地表下陷形成湖泊,原本居住在台北盆地的原住民也相繼搬離。

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此外,康熙五十六年(1717年)《諸羅縣誌山川總圖》裡,可見台北盆地有個與海相連的湖泊;雍正年間(1723~1734年)繪製的《雍正台灣輿圖》,台北盆地更完全浸在水中,這些古地圖都被認為是康熙台北湖存在過的確切證據。

那麼,能導致數十平方公里陷落成湖的地震有多大呢?郁永河寫到「淺處猶有竹樹梢出水面」,表示湖面還可看見竹子露出的樹梢,顯示湖泊深約五公尺。地震學家一聽,要能造成地表錯動五公尺,那這地震可能有芮氏規模七,附近只有山腳斷層有能力產生這種規模的地震,因此,山腳斷層很有可能就是形成台北湖的罪魁禍首。

地震陷落還是洪水蓄積?

然而,對於台北湖的成因,健行科技大學的鄭世楠教授有不同的觀點。首先,1694年大地震,郁永河是唯一的歷史見證人,沒有任何其他記錄文獻佐證。況且,如果真的發生規模七的強震,受災範圍絕不僅有台北盆地一帶,整個北台灣都會有災情,然而郁永河一路往北的路途中,在淡水、南崁、竹塹(今新竹)等地,都沒有相應的災情紀錄或傳聞。

不過,如果沒有台北湖,難道郁永河是看到幽靈湖?由於當時值陽曆六月,鄭世楠教授推測台北湖可能是洪水蓄積不退。郁永河到台北前兩個禮拜,曾因大雨被困在牛罵社(台中清水)一個禮拜不得前進,記述「陰霾,大雨,不得行;午後雨止,聞海吼聲,如錢塘怒潮,至夜不息」,大雨連下三日,海浪滔天,很可能是梅雨鋒面或颱風侵襲,這波雨勢帶來的積水不退,或許就是後來所見的台北湖。

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加上在其他的古地圖中,顯示出完全相反的結果。1654年荷蘭人繪製的《大台北古地圖》與1699~1704年繪製的《康熙台灣輿圖》,兩者皆沒有台北湖的存在,如果1694年的地震真造成台北湖,僅5~10年的時光不可能就把這麼大的湖給填平。而且,根據中央地質調查所的資料,並未找到台北湖的地質證據,也因此中央地質調查所對山腳斷層的判斷,仍然為較保守的第二類活動斷層。

不管郁永和當年見到的湖泊是地震陷落還是積水不退,地質學家倒是十分確定台北盆地西緣有條致命的山腳斷層,平均每500~1000年會轟然錯動。台北湖爭議的重要之處,便在於能證明上次山腳斷層錯動是不是1694年。但不論事實真相為何,規模7的地震定會再臨台北,不同的是,郁永河當年人煙罕至的台北盆地,今日聚居千門萬戶,歷史中夢幻般的台北湖,下次出現時鐵定成為夢魘。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿/2014年/7月)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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延伸學習:
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李柏昱
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成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

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  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
43 篇文章 ・ 56 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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2022 唐獎漢學獎:中西貫通,為無聲之物發聲——潔西卡‧羅森
PanSci_96
・2022/06/21 ・2433字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2022 年唐獎漢學獎授予潔西卡‧羅森(Jessica Rawson)教授,以表彰其精研中國藝術文物之成就。羅森教授視野宏闊,見解精準,為無聲之物發聲,再現人之所未見;審美觀物,傳承薪火,賦予華夏古典嶄新意義。

潔西卡‧羅森教授獲得唐獎漢學獎。圖/唐獎

不同以往得獎者多集中在文學、歷史與思想史領域,著重文字書寫,羅森教授則以藝術史與物質文化研究見長,關注考古出土的器物,使人們看見藝術品所承載的歷史文化,豐富漢學內涵,展現唐獎漢學獎作為世界大獎的開闊格局及視野。

器物上蘊藏的視覺系統

羅森教授為牛津大學中國藝術與考古教授,專研中國青銅器、玉器,關注層面尤其著重中國與中亞鄰國的交流。她近年的研究從馬匹貿易切入,考察沿著絲路與歐亞草原諸族的馬匹貿易。羅森教授指出,歐亞大陸上各個族群都有一套談論器物的傳統,其中蘊藏著所謂視覺系統(visual systems),使人們得以依據社會、信仰或其他層面上的概念、慣例或預設,將器物分門別類。因此也意味著其器物的材質、形式與裝飾具有特定的組合模式。

編按:在電影《孟買女帝》中,出現將茶杯裡的茶倒入下方茶杯碟中,再用茶杯碟喝茶的一幕。

對現代人來說,茶杯碟只是用來墊茶杯,但過去茶杯碟的用法是將茶倒出來,增加茶接觸空氣的表面積,達到快速冷卻的效果,而人們也是用茶杯碟直接喝放涼的茶。

現今茶杯碟已經失去了放涼的功能,但杯子與碟子的特定組合,仍成為了辨識「喝茶器具」的關鍵而被沿用至今,像上述杯子與碟子的組合,我們就稱它為「視覺系統」。

每個社會的傳統與視覺系統都是獨特的,需經過學習才得以熟悉,也深深地影響人們如何看待與解讀所見之物。這樣的視覺系統一旦進入新的脈絡,它們先前所承載的意義將慢慢淡去,進而與不同文化產生新的聯結。藉由視覺系統的研究,能夠釐清西方古典建築的裝飾是如何傳播到西亞,接著沿著絲路來到中國,最終體現在佛教石窟的造型上。這些交流為中國的藝術掀開了全新的一頁,而後隨著蒙古西征,中國藝術的樣貌也反過來傳播到西方世界。

藉由研究釐清西方古典建築的裝飾是如何傳播到西亞,接著沿著絲路來到中國,最終體現在佛教石窟的造型上。中國洛陽龍門石窟。圖/wikipedia

陵墓代表著墓主的微縮宇宙

羅森教授的研究亦對中國古代墓葬文化有深刻的洞見。古代墓葬為其墓主提供了一個完備的死後世界。商周的豎穴土坑墓以青銅器和玉器陪葬,這些器物不但為墓主提供了禮儀及身份所需的物品,也提供戰爭所需的兵器和馬車。

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秦代以來的墓葬發生了許多大變化,其中以兵馬俑的出現最為突出。秦始皇陵不僅僅有軍隊,墓中的車馬廄、朝臣、百戲、官員、嬪妃,以及天地星辰的圖像,都為秦始皇的死後世界而創造,陵墓成為墓主的微縮宇宙。

羅森教授的貢獻不僅止於開創性的學術研究。她致力於促進東西方藝術、文化與學術的交流及認識,更在學術範疇之外,向普羅大眾推廣中國文明之博大精深。因其博物館任職經歷,羅森教授身兼學者與實務執行者兩種身分,她策劃展覽所帶來的影響力早已有目共睹。

即便離開大英博物館轉任牛津教授,她仍繼續為大眾展現中國多元的樣貌。如 2005 年末至 2006 年初,在英國皇家藝術學院舉辦的「盛世華章─康、雍、乾三代帝王」(China: The Three Emperors, 1962-1795)特展,即是由羅森教授策劃,向西方社會鮮活重現古老東方文物豐富的藝術內涵。

主持跨國研究計畫促成文化交流

羅森教授出生英國倫敦,畢業於劍橋大學及倫敦大學亞非學院,曾任大英博物館東方文物部主任、牛津大學莫頓學院首位女院長,亦曾出任牛津大學副校長。羅森教授身為一位執行者,主持大型研究計畫,大大地提升了英國與歐洲學界對中國研究的重視。2011 年至 2016 年,跨國研究計畫「中國與內亞:改變了中國的文化交流(西元前 1000 年至西元前 200 年)」(“China and Inner Asia: Interactions Which Changed China (1000-200 BC)”)獲英國最大的學術研究資助單位利華休姆基金會(Leverhulme Trust)獎助。羅森教授與中國學者共同主持,聯合多國專家一同檢視中國、伊拉克、伊朗、中亞的出土文物,與各地博物館的藏品,試圖回溯物質文化的傳播。

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而在校園之內,羅森教授促成各國學者至牛津大學進行學術交流,且不遺餘力地支持並培養世界各地的學生,其中有多位如今已成中國藝術與考古領域中的重要學者。羅森教授亦為牛津大學爭取到利華休姆基金會以十年為期的獎助計畫,以支持校內當代中國研究的發展。此計畫獎助了四個學術職位,實質地擴大中國研究的規模,也間接促成了隨後 2008 年牛津大學中國中心(University of Oxford China Centre)的成立。

羅森教授於 1990 年榮膺為英國國家學術院院士(British Academy),2002 年因其在東方研究的貢獻獲英國女王授勳封爵(DBE),2012 年獲選為美國藝術與科學院(American Academy of Arts and Sciences)外籍名譽院士,2017 年獲頒弗瑞爾獎章(Charles Lang Freer Medal)。2022 年唐獎漢學獎授予羅森教授,肯定其在中國藝術與考古領域的成就,不僅為該領域開創了嶄新局面,更加深了人們對中國文明的認識。

【關於唐獎】

有感於全球化的進展,人類在享受文明與科技帶來便利的同時,亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微..等種種考驗,尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎,設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項,每兩年由專業獨立評選委員會(邀聘國際著名專家學者,含多名諾貝爾獎得主),不分種族、國籍、性別,遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供 5 千萬獎金,其中含 1 千萬支持相關研究教育計畫,以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需,以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。

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PanSci_96
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有地震快發文!沒有網路的年代,古人如何記錄地震?-歷史中的臺日震災特展(上)
震識:那些你想知道的震事_96
・2019/02/28 ・4882字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

在《震識》還沒開始寫歷史地震題材前,我們發現了國立臺灣歷史博物館策劃了《「地震帶上的共同體:歷史中的臺日震災」特展》,當然要去參觀啊!參觀當日也有幸由策展人陳怡宏陪同導覽聊天,透過交流也多認識了更多人文角度觀點,由於本文為阿樹的觀展心得,免不了會透露一些展品資訊,說不定讀完文章再去看展,會有更深的體驗!

台灣日本多地震,這一定有什麼巧合

如果你是地科人,可能一到展區入口一看錯誤的板塊邊界線,會想掉頭就走。但請先留步啊!雖然這張圖有些問題,但我們不是來看地震科學的啊(笑),此時我倒是反思:如果人人在國中畢業後,不會客氣的把板塊運動知識送還給老師,或許不管是文組理組,都能正確理解臺灣附近的板塊環境與地震的關係,自然就不會畫錯邊界了。

特展入口處附近標出的臺日板塊邊界與歷史大地震的位置。圖/震識提供

回到正題,臺灣和日本地質環境有一個共通點:同樣處在板塊聚合的邊界上,有著地震災害頻繁的宿命。而在歷史洪流中,又有五十年日治時期的交集,在這交集間也發生了上個世紀傷亡最為慘重的地震,譬如:1923 年的關東大地震、1935 新竹臺中烈震。這些歷史與自然的巧合,或許就是這個展的發想緣起吧?

雖然是歷史面向的特展,但以板塊運動架構帶入臺日地震的頗為特別。圖/震識提供

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不過只講臺日交集的地震,故事未免太短,所以展區還是有稍稍拓展時間軸,臺灣的部分就追到了上世紀的清領後期,而日本則到江戶時代。不是說更早的時期就沒有地震,只像臺灣在清領初期、明鄭時期或是更早的時期,人口較少,紀錄自然也較少且不夠完整。

我還以為誰又跌倒了,原來是動物翻身啊!

以前阿樹在演講分享時,總會舉幾個不同國家見過的地震傳說意象,不過我大多是舉「動物靈」的傳說為主,譬如大家熟知的月月(即哈士奇,來自西伯利亞的傳說)。

不過實際上這種神話的傳說,除了動物靈之外,還會有「巨人靈」與「自然靈」[註1]。

有趣的是,在臺灣的原住民傳說中三者都兼具,分別在不同族中。至於我們常聽到「地牛翻身的說法」,其實是「現代」才流行的[註2]!那麼以前居住臺灣的漢人說法多是什麼?

特展中有提到「陰陽調合」的說法,似乎頗接近道教融合民俗的觀點,當然常見的還有「上天示警」,甚至會涉及政權轉移等等,大地震的週期也接近數百年,而多數的政局更迭週期也差不多,拿來作為聯想也不令人意外,畢竟當時還不知道地震的成因。

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圖像化的各種臺灣原住民的地震傳說。圖/震識提供

至於日本,或許有些人較常聽到以「鯰魚」為地震靈的說法,不過就像前面地牛的例子一樣,這傳說也是「進化」而來的,更早的時期早就有人直接拜「地震神」。而鯰魚「大紅特紅」則是自江戶時代的「鯰繪」開始,鯰繪中也有些寫著要以「要石」(一種靈石)鎮住作亂的鯰魚,方能平息或減少地震。而由這些資料以及相關祭拜的神社,多少也可以了解過去震災較為嚴重的地方,當然臺灣的宮廟也亦然,許多歷史地震的科學研究,也有來自廟裡的石碑廟誌的資訊。

哈士奇犬這麼可愛,現代人很難想像牠和地震有關了吧?圖/pxhere

清末大地震,台灣震出新化18嬈

在展區中的歷史地震開端是 1839 年的嘉義地震,接著是 1845 臺中地震、1848 彰化地震、1862 臺南地震。並非早期完全沒有史料或沒有地震,詳情可看臺灣地區歷史地震文獻資料庫中的資料,或許是受限於展區空間,僅選了數次代表性的地震來展示。而這些地區為當時臺灣主要的行政區,傷亡也較為慘重,歷史與故事的可著墨之處也相對較多,展示品中包括了廟誌的拓印,寫著民眾的重建善款,還有官員們上報朝廷的奏褶,以及政府的告示等等。

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由過去的史料可以發現,地震多少會對政治、經濟、民俗等發生影響,而地震造成的影響除了跟它的規模、地點有關,也會因當時的背景而有不同的變化。譬如「新化十八嬈」的習俗出現,就與 1862 的台南地震有關,有人考究傳說中的說法是,或許是因為地震的搖晃劇烈,八卦蜘蛛穴中的蜘蛛精被「震」出來作亂,造成的的影響則是當地女性在接近元宵節(應該是隔年)附近時行為「怪異」。

「怪異」的說法是比較保守,維基百科條目引用研究後的用詞是「放蕩浪漫」,而嬈字的台語念ㄏㄧㄠˊ,熟悉台語的人大概就能了解這意思了!而據傳說也在請示神明後,才有了新化朝天宮和傳承下來的宗教活動。

特展中直接用影片的方式呈現「新化十八嬈」。圖/震識提供

關於新化十八嬈的民俗背景,疑點重重,筆者、同行的鍾令和博士(於車籠埔斷層保存館服務),以及策展人陳怡宏研究員在展區中討論此事時,由於各自有看過不同的說法,對於這件事的想法莫衷一是。

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1862 台南地震時間發生在農曆五月,至隔年的元宵還有半年的時間,把這兩件事拉在一起也算有點牽強,至於它是不是有背後目的(譬如教化女性、以此為蓋新廟的契機),或許也很難考究了。不過也可以藉此看出當時社會民俗對女性地位的觀點,像是男尊女卑、對於情感態度的諸多限制等等。

奏報台郡震災勘捐卹由(故宮館藏,特展中拍攝)。圖/震識提供

安政大地震,日本繪出藝術創作

比起清領時期的臺灣地震,日本安政年間的大地震在特展中的史料,明顯多出許多,一部分是這三次地震真的都很大、影響也深遠(包括美國的黑船來敲門等事件,因認為不吉利而在 1854 年改了年號「安政」,不然其實原來是「嘉永」年間的地震,但沒想到改完後 1855 又大地震),一部分是當時的日本史料對於天災的紀事已經頗有經驗,過去長期的與災共生,雖然不明白地震成因,但對於災情的記載仍十分豐富。

科學面來談,1854 年的安政地震算是一個接連兩個大地震的地震序列,包括較北邊的「東海地震」和稍微南邊一點的「南海地震」(日本的東海、東南海和南海指的是日本本州中部到四國的南側海域,見下圖)。

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東海 (Tokai)、東南海 (Tonankai)、南海 (Nankai) 位置示意。圖/wikimedia

1854 年 12 月 23、24 日相鄰的 2 天、不到 36 小時接連發生了兩次規模約 8.4 的地震,也造成了嚴重的災害。除了震災,還有伴隨的海嘯以及因地震造成的火災。簡單再提一點,從東海 (Tokai)、東南海 (Tonankai)、南海 (Nankai) 連起來,為一個連續的隱沒帶,這些地區時有規模 8 以上的大地震,前兩次大地震的間隔約 100 年左右,1854 發生地震後就是 1944 年,因此是十分重要且需持續關注的孕震區。

至於 1855 的地震,又稱「安政江戶地震」,是屬於「直下型地震」,規模推估大約 7 左右,震度用日本分級則有達 6 級,雖然規模沒有前一年的地震來得大,但由於當時行政中心已由京都改為東京(即江戶),影響仍大。而這種地震其實也是地震預警難以提前警告的!(不過像P波3秒這類的技術就能派上用場)

從人文的角度來看,這時期的地震產生了特別的藝術創作,那就是「瓦板」「鯰繪」

很少在他國看到以地震為主題,且當代十分流行的文創作品。後世的人來看這些作品,也可以更了解當代民間對於地震的想法。首先,瓦板看起來比較像是「新聞」的感覺,只是並非固定發行,但這樣幫大家整理資料卻有助於掌握災情,讓不在當地的人們也能身歷其境。而由於當時的印刷術較為普遍,瓦板和鯰繪便能大量製作並廣為流行,而且還有精美的多色套印,不失為一種藝術創作。

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瓦板印刷,圖中為1855年安政江戶年間的震災情況,可見火勢驚人。圖/震識提供

至於鯰繪作品,除了傳遞鯰魚與地震關聯的傳說,也間接傳遞出人們對地震的看法,包括大家因為不喜歡地震而在鯰繪上可見以要石壓制巨大鯰魚、或是人們追打鯰魚的概念。仔細看作品細節,還能看到更多東西,譬如各行各業不同階層的人們都不喜歡這些大鯰魚;在某些著名作品中,也會看到不止一隻大鯰魚,不同隻鯰魚分別代表不同次地震的「成因」,這點阿樹自己也覺得頗為巧合,因為的確這些相隔甚遠的地震,的的確確就是「不同斷層、成因也不盡相同」啊!

左上那隻鯰魚頭上寫著「信州」,下方則寫著「江戶」,代表造成兩次不同地震的不同鯰魚,大家正想辦法壓制牠們。圖/震識提供

另外,特展中也有和災後重建有關的作品,就是一幅以弁慶[註3]作為形象的木工武士,除了正史之外亦有許多傳說記載,傳說中弁慶收集了大量武器,使用「七武器」也是他的特色,故日文稱其具有「七つ道具」。

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而這幅鯰繪則以鯰魚著武士服背著數種木工道具,代表著重建的力量。而藉由策展人提示(並未寫在展示說明的部分),才知道原來「七つ」的日文發音「ななつ」(nanatsu) 和鯰魚的日文「なまず」(namazu) 有諧音的梗在裡面[註4]。也就是說即使深知地震可怕,但災害復興重建的正向力量,也是在這地震頻繁的島國必備的心態。

弁慶形象的鯰繪與背上的「七つ道具」。圖/震識提供

古人不po文,用繪圖、音樂記錄地震

或許大家會覺得,怎麼日本保存的東西好多好精美,我們臺灣都沒多少?是我們比要沒有努力嗎?這方面阿樹倒有不同的想法,試想一下,如果是像前述的廟會文化,或是其它口耳相傳之事,許多事情經過多人的傳播情況下,已不知加了多少油添了多少醋,就像我們已難以揣測新化十八嬈中的諸多疑點。

另一方面,其實臺灣還有一種獨特的記載媒體,那就是「音樂」,像是我們曾介紹過林占梅的「地震歌」,便是一例,然而現在僅能留下古詩文字,譜曲就少了許多。此外,經過考證,也發現了許多地震的文獻記載,只是文字的傳播多少受限於知識水平的落差,沒辦法像鯰繪般有兼具渲染、傳播與保存之功效。但古人也應該不懂多媒體傳播的理論,他們只是用最習慣的方式,將記憶流傳下去罷了。

至於歷史中的地震災害有什麼差別?像前述安政年間帶來大海嘯的東海、南海地震的類型,在臺灣並不常見,史料多多少也反映出過去受到海嘯頻率的差異,在日本顯然是較多的。

而地震部分,則可看出不同的建築方式造成不同的災害種類,在日本多半較為嚴重的是火災,由於房屋多為木造,對於剪力的扺抗能力比單純的磚造房較好,然而木造房最怕的就是火災;反觀臺灣早期的漢人建築多以磚造為主,許多從閩南一帶遷來臺灣的人過去少有遇到地震經驗,這些磚造建築抵擋不住規模 6 以上造成的震度,雖未釀火災,但屋毀人亡顯然是更大的威脅。

受限於篇幅,故事還請待續,下週我們將來談談上個世紀台日最大的兩個地震:1923日本關東地震與 1935 新竹—台中地震。

註解

  • [註1]:巨人靈也包括像類似人的形體的神靈,而自然靈則是指涉像天、地、水、火這類偏向環境的神靈。
  • [註2]:地牛與地震的關聯說法考究請見http://think.folklore.tw/posts/709
  • [註3]:武藏坊弁慶,為平安時代的著名僧兵,為源義經(平安至幕府時代的著名人物)重要的家臣武將。
  • [註4]:相關的日文說法請見此連結

延伸閱讀

本文轉載自震識:那些你想知道的震事,原文為《歷史視角脈絡中的地震故事(上)》,也歡迎追蹤粉絲頁震識:那些你想知道的震事了解更多地震事。

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