2014年9月12日 星期五

哆啦A夢(小叮噹)的百寶箱-閒談未來與現在的地質學家不可忽視的新技術I

大家都看過哆啦A夢嗎?這是一個以前被稱為小叮噹的日本長壽卡通漫畫,主角是一隻來自於遙遠的距今天約一百年後的機器貓。被派來協助世修的祖父-大雄解決他人生上遇到的問題。由於一百年後的科技進步,機器貓可以從他身上的四次元口袋裏,變出許多的法寶,幫助懦弱的大雄跟他的朋友解決許多的難題。如果你聽過小叮噹這個名詞,那各位的年紀肯定是跟費雪不相上下的喔!費雪小的時候,對於這個機器貓哆啦A夢卡通非常有興趣,(當然,直到現在還是一樣啦!)。因為他總是可以變出一些很有創意的新科技。不過談到這,大家應該會問,費雪今天天南地北是要談漫畫和卡通嗎?

~~不不不~~其實,費雪是要從這來談談,一些未來科技的運用可能性。哆啦A夢有一次,因為大雄抱怨和他的朋友在街上玩,老是被趕,而且還有車經過太危險,因此從口袋裏掏出了立體照相機,這是甚麼個法寶?簡單的來說,就是一台可以照了以後,完全複製景物的照相機。所以大雄就複製了整條街道,和同伴在其中過癮的玩。這個原創於二三十年前漫畫中的幻想法寶,從今天看來卻如此的有創意,並已經被初步實現。最近最夯的科技,被談的最多的,就是3D掃描和3D列印,ㄟ~組合起來這不就是立體照相機?雖然目前還需要一些進一步的改良,但是費雪真的相信,立體照相機的時代,是真的不遠了。

圖一、小叮噹裏的立體相機原理與使用方法

當然,費雪更有興趣的是,這些技術,可以或如何被用在地質科學的研究、調查的進步,或地球科學教育上?先來談談3D(三維)掃描吧,這是用光學技術,判斷物體的表面凹凸,用來建立物體的三維模型。技術上可以分為主動式跟被動式的掃描,主動式可以用發射器發射電磁波、光波(包含紅外線、多波道光、雷射光)、甚至是接觸式感測器,去測量物體表面起伏,距離一個固定參考座標位置的距離,然後把資料重建成立體模型。而被動式的是在多角度拍攝照片,然後運用類似人眼平行視覺立體成像的原理,建立三維的模型。那這些技術怎麼應用到地質科學的研究與教育上?舉例來說,費雪常常和同儕聊到,從事地質調查真的是看天吃飯,而好的地質露頭卻可遇不可求。尤其是在台灣,有時候你發現了一個好的露頭,想趁若有一段連續好天氣,帶來更多專家一起商量一下,卻可能轉眼在一個颱風之後,露頭被崩落土石掩埋就不見了。更多的是,因為開路或開發挖出來一個新鮮的露頭,下次施工單位就在上面噴漿、作工程而看不到了。如果這時有立體照相機,就可以把露頭細節保存起來。隨時可以再叫出來或列印出來,針對細節再作深入研究。有時候,像是地層或地質構造的露頭往往僅限於二維的平面,我們也可以在不同位置,多拍幾張照片,然後根據空間關係結合成一個三維立體模型,就可以知道這些構造與地層在空間的延續關係了!
圖二、3D固定式主動雷射掃描儀器與操作

另外,有些地區很大,或是地形崎嶇,光靠地質學家的人力很難到達或詳細踏勘。那我們可以在遠距用主動式3D掃描(可以是固定在陸地上,或裝載於飛機、衛星、甚至是無人載具上的發射器與接收器),先快速利用反射光波的特徵,運用電腦程式智慧判斷判斷底下的材質或構造,建立初步的地層或地質構造模型,地質學家再重點踏勘驗證。可以減少不少人力的浪費,並且能快速建立三維立體地質圖模型。

圖片三、費雪跟學者合作拍攝的基隆嶼3D飛行影片擷取畫面

這種天馬行空的想法,很多人曾經嗤之以鼻,告訴費雪說不太可能吧?地質學發展幾百年了,地質學家到現在不是還依賴紙本地質圖?不過,費雪還是想試試看,所以現在正在跟資訊工程的人合作,嘗試可不可以做到運用無人載具的照片建立3D模型,再運用光影,讓電腦程式自動初步判釋節理的分佈,統計計算節理在三維空間的分布位態。如果成功,嗯~就可以不只是”唬爛地質學”的天南地北閒聊幻想了。更進一步來說,費雪嘗試預言,根據這樣的作法發展下去,十到二十年內的未來地質圖,可能會發展到不是像現在的攜帶式展開紙片地圖。而是”三維立體地質圖”。使用的人,在野外帶上一個類似眼鏡的裝置,裝置上有GPS定位,觀察者看到哪裏,就呈現跟據地形做出來的投影斷面地質分佈以及相關資訊。所以,以後地質圖的製作會更立體、更精緻,也需要更多懂新科技的地質學家,投入基本的建模型工作,當然未來地質學的高端應用研究,也會需要更多懂得運用新科技的研究人員投入。有人說:“人類因為有夢想才偉大”,但是費雪要加上一些補充:科學家因為有幻想,未來才有無限的可能;失去了幻想,是身為科學家的最大危機!
新科技很多,費雪今天只談一個立體照相機前半部的3D掃描技術,就談不完了,下次再談3D列印機的運用與可能性。

2014年8月22日 星期五

地質粉彩系列-中藥篇(上): 龍骨無靈,石燕不飛


費雪近半年來因為準備換工作,還要趕在換工作前,還欠下各方的人情債。免得前債不清,後債又來。著實將天南地北的部落格冷落了一陣子。趁著換新工作後,生活逐漸上了軌道,趕快偷空再來將積了已久的腹稿,接力完成寫作及公佈的工作。

大家都聽過「龍角散」吧?這是一個日本江戶時期,秋田佐竹藩的家傳中藥,兩百多年前的江戶末期,經由藤井正亭治改良後販售,聞名於亞洲的一個止咳化痰的中藥品。龍角散最初的配方,是由龍骨跟鹿茸作為主要原料,鹿茸來自於梅花鹿的角(不是馬總統說的鹿耳朵的絨毛喔~~千萬不要以為官大學問就大~~)。而龍骨,很有意思,它的原料是來自於化石。但卻不是大家以為的中生代恐龍的骨骸,而是大型哺乳類的化石。來自於如象類、犀類、牛類、三趾馬等的骨骼。另外,有部分來自於象類的門齒化石,因為外型呈不規則團塊狀或柱狀,全體呈現淡灰白色,夾有藍灰色及紅棕色的花紋,又被稱為「五花龍骨」。

最早古人以為這些化石是來自於中國神話中的龍,死後遺留下來的骨頭。但是也有古人提出不同的看法,例如十七世紀明代的「本草匯言」中就說到:『嘗過晉、蜀山谷,為訪所產龍骨之處,岩石棱峭,溪徑墳衍,則有磊磊如龍鱗,隱之如爪牙者,隨地掘之,盡皆龍骨,豈真龍之骨有若此之多,而又皆盡積於梁、益諸山也?要皆石燕石蟹之倫,蒸氣成形,石化而非龍化耳。』可見得中國古人倒也不全迷信神話,而很有邏極的推論這些化石應該是動物遺體石化後的產物,而不是神話的龍的遺骨。
圖一、中藥材龍骨的長相


這些哺乳類動物的化石,主要的成分都是碳酸鈣或磷酸鈣。也就是原來動物骨骼的成分。雖然對於身體無害,但是吃下骨頭磨成的粉,實在是有點噁心,特別是陳年的,那更是……啊,還好,費雪聽說龍角散早就改了成分。不過,一般中藥行裏,有時還能買到龍骨這味中藥材,費雪勸大家還是少吃一些,不然,中藥配方裏改用水泥粉代替也行,畢竟水泥就是碳酸鈣所組成的。

後來有人又問費雪,那為什麼龍骨是哺乳類的化石,卻不是恐龍的化石,同樣是化石,為什麼哺乳類化石可以入藥來吃,恐龍化石就不行?這真是一個好問題。關鍵不是在甚麼類的化石,而是在化石的年代與地層,以及地質作用。動物死後的遺體,被埋藏在地層中,因為氧化還原以及地下水的作用關係,原來的成分就一點一滴的被改變,這種地質作用我們叫換質作用。年代越久,改變的機率與比例就越大。中國大陸的恐龍,多是生存在兩億多年到六千五百萬年前的中生代。多半是生活在內陸沼澤或濱海的環境,因而恐龍化石埋藏的地層多是黏土或頁岩層。經過這麼長的換質作用,恐龍化石的成分跟週遭的黏土層或頁岩層已經並無二致,主要成分是矽酸鹽類。是類似玻璃或砂子一類的東西,如果有人想嘗鮮,吃吃恐龍化石,費雪想,這應該跟吃砂子一樣,大概吃下甚麼,都會最後排泄出來,人體是不會吸收的。而中國大陸產龍骨地區,哺乳類的化石,很多是兩百萬內的新生代更新世地層中所發現的。這些地層主要是礫石層或黏土層,因為年代太短,很多哺乳類的骨骼還來不及被換質,所以主成分還是以碳酸鈣或磷酸鈣為主,是人體可以吸收部分的,所以還是可以入藥的囉。

說到龍骨,不能不提到另一味中藥裏著名的化石藥材,那就是石燕(英文叫Spirifer)。中國古文獻裏頭,最早提及石燕的,應該是晉代著名畫家顧愷之的「啟蒙記」:『零陵郡有石燕,得風雨則飛如真燕。』。後來北魏酈道元,在「水經注」中也有類似的描述:「石燕山有石紺()而狀燕,因以名山。其石或大或小,若母子焉。及雷雨相薄,則石燕群飛,頡頏如真燕矣!」說的是祁陽石燕山,出產變成石頭的蛤仔,形態像燕子,大小不一。每當雷雨的時候,石燕會像燕子一樣的飛起來。當然,今天我們都知道,石燕不是燕,也不會飛,因為它是化石。
圖二、泥盆紀石燕的長相


話說這個化石,可是費雪大學時期永遠忘不了的古生物送分題。我們跑檯考化石的時候,最好認得的就是它,因為某個角度來看,真的長的像展翅的飛鳥。石燕是一種從奧陶紀一直到侏儸紀早期,生活在海裏的腕足類動物(貝類化石),雖然外型長的像蜆蛤,但是跟蜆蛤卻不屬同一類(動物門),比較類似現生的海豆芽一類動物,重要的特徵是雖然有兩片殼,但是一大一小,不像蛤類兩片殼大小一致且對稱。在中國大陸,石燕產自於湖南、廣西、雲南一帶的泥盆紀地層中。在泥盆紀時,中國大陸基本上北方是陸地(岡瓦納古大陸),南方還是在海中,稱為古地中海。這些化石就是產自於海相沉積地層的石灰岩層裏。由於地質作用的關係,造成石燕的石灰質(碳酸鈣)成分被保留下來。於是跟龍骨一樣,主要成分是碳酸鈣的石燕,也被用來作為中藥材囉!

唐劉禹錫的「陋室銘」說到:『山不在高,有仙則名,水不在深,有龍則靈』。所以根據這個精神,古人將碳酸鈣為主的龍骨、石燕大量入藥,往往迷信其有仙有靈,或可以帶來不可知的神效之助。今天我們則知道,藥裏頭加入的龍骨、石燕一類,其作用也就是碳酸鈣所能帶來的療效。所以,費雪要總結一下,科學倡明的今日,大家就不要迷信了,龍骨無靈,石燕不飛!

2014年3月31日 星期一

從地質人員的觀點也談兩岸服務貿易協議

地質的人,對於為什麼單向開放附加於礦業的服務業(聯合國產業分類號:CPC883),以及科學技術研究服務中的地質(礦物)勘探服務業(CPC86751)一直有疑問。但大陸在加入WTO時,已經向全世界開放地質勘探等服務業,而礦業服務業也有很大幅度的開放。所以是我們對大陸一直沒有依加入WTO的承諾(詳見http://www.wto.org,台灣特定承諾表)開放。跟台灣相同的是,大陸上曾經也對向外資開放探礦採礦這件事有爭議,認為影響國家安全(跟我們的意見很相似,大家都怕被豺狼虎豹黑了)。但大陸國土資源部還是發佈持續開放的政策意向(詳見http://house.people.com.cn/BIG5/98384/99155/100030/6525597.html)
費雪覺得,大家爭議很多,卻不願深入了解問題是不對的。所以今天費雪就來談談這個部分吧!
先了解一下甚麼叫做附加於礦業的服務業?現代產業因為高度分工,因此礦業的探勘、開採、選礦等業務,需要大量的外包支援服務,因為太專門了,所以這些業務都有外包的專業公司承作。例如採礦所需的特殊訂製工具機、鑽井服務、炸藥爆破服務公司…………等。
舉個澳洲政府的礦業技術服務(MTS industry)產業簡介(http://www.oecd.org/sti/inno/34570991.pdf) 做例子,大家就更能瞭解礦業技術服務,真的是包山包海,產業涵蓋:
1. 探勘與採礦服務: 例如探勘工作全程規劃、礦藏展望探勘、鑽井資料提供與協調鑽井工作。
2. 科學、電子商務與機具服務: 例如程式化鑽探工程指引系統、多段式鑽孔幫浦。
3.工程及建造服務: 採礦工程建造管理、關鍵探採機具設計、商業爆炸開採系統。
4. 科學研究服務: 金屬礦物回收率評估、礦渣汙染評估、浮選回收比率評估分析。
5. 技術服務: 大地應力分析、地震分析、礦體樣本的地球化學及冶金學分析、技術服務管理等。
6. 電腦服務: 地球化學與環境應用相關資料的電腦化處理與運算、現場自動感應或無人設備的電腦化管理、多媒體教育訓練軟體服務等。科學、電子商務與機具服務: 例如程式化鑽探工程指引系統、多段式鑽孔幫浦。
3.工程及建造服務: 採礦工程建造管理、關鍵探採機具設計、商業爆炸開採系統。4. 科學研究服務: 金屬礦物回收率評估、礦渣汙染評估、浮選回收比率評估分析。5. 技術服務: 大地應力分析、地震分析、礦體樣本的地球化學及冶金學分析、技術服務管理等3.工程及建造服務: 採礦工程建造管理、關鍵探採機具設計、商業爆炸開採系統。4. 科學研究服務: 金屬礦物回收率評估、礦渣汙染評估、浮選回收比率評估分析。5. 技術服務: 大地應力分析、地震分析、礦體樣本的地球化學及冶金學分析、技術服務管理等。6. 電腦服務: 地球化學與環境應用相關資料的電腦化處理與運算、現場自動感應或無人設備的電腦化管理、多媒體教育訓練軟體服務等。    而科學技術研究服務中的地質(礦物)勘探服務業,其實也是相關於附於礦物服務業的一個產業(上述的項目45),其主要服務內容包括了地球物理,地球化學的科學調查與礦藏的位置調查分析, 石油,天然氣和地下水通過研究地球的性質和岩層和構造等科學的諮詢服務,並在開發和開採礦產資源援助和諮詢。

        我們先來看這次經濟部的公聽會中,對於台灣方面的開放與大陸現況的說明(費雪做了個整理的表,第二欄中,(1)指的是跨境提供服務,(2)指的是境外消費,(3)指的是設立商業據點,(4)指的是自然人的移動派遣):
行業別
台灣承諾
大陸承諾
附帶於礦業之服務業(CPC8835115)

(1)沒有限制。
(2)沒有限制。
(3)允許大陸服務提供者在臺灣以獨資、合資、合夥及設立分公司等形式設立商業據點,提供附帶於礦業之服務。(註*)現狀:對陸資不開放
(4)同「電腦及其相關服務業」的承諾。
未承諾開放
與科學技術有關之顧問服務業
限地質、礦物及其他科學勘察服務(CPC86751)
(1)沒有限制。
(2)沒有限制。
(3)允許大陸服務提供者在臺灣以合資形式設立商業據點,且允許大陸服務提供者擁有多數股權,提供與科學技術有關之顧問服務。(註*)現狀:對陸資不開放
(4)同「電腦及其相關服務業」的承諾。
依陸方加入WTO時之承諾,未列入本類別。

 
上面的文件中,是根據公聽會政府提交立法院的資料中所整理出來的
(http://www.mac.gov.tw/public/Data/4312187971.pdf)
大家可以注意到陸方承諾的部分,敘述的有點模糊不清,讓人難以了解到底大陸做了甚麼承諾。

大陸在加入WTO時,在這些項目的承諾為何?費雪試著整理出來一個比較詳細的比對表(如果有錯,請再告知喔!):

行業別
台灣承諾
大陸承諾
附帶於礦業之服務業(CPC8835115)

(1)沒有限制。
(2)沒有限制。
(3)允許大陸服務提供者在臺灣以獨資、合資、合夥及設立分公司等形式設立商業據點,提供附帶於礦業之服務。(註*)現狀:對陸資不開放
(4)同「電腦及其相關服務業」的承諾。
(1)未承諾。
(2)沒有限制。
(3)油氣開採與探勘相關服務,僅限合資公司形式參與()現狀:除上述項目及敏感性礦藏外,允許境外服務提供者在中國以獨資、合資、合夥及設立分公司等形式設立商業據點,提供准許項目的附帶於礦業之服務。
(4)除平行協議外,未承諾。
與科學技術有關之顧問服務業
限地質、礦物及其他科學勘察服務(CPC86751)
(1)沒有限制。
(2)沒有限制。
(3)允許大陸服務提供者在臺灣以合資形式設立商業據點,且允許大陸服務提供者擁有多數股權,提供與科學技術有關之顧問服務。
(4)同「電腦及其相關服務業」的承諾。(註*)現狀:對陸資不開放
(1) 沒有限制。
(2)沒有限制。
(3)鐵礦、銅礦,以及錳礦開採與探勘相關服務,僅限合資公司形式()現狀:允許境外服務提供者參與在中國以獨資、合資、合夥及設立分公司等形式設立商業據點,提供服務
(4)除平行協議外,未承諾。

這樣大家是不是可以比較客觀,比一比在我們的相關產業,到底雙方的限制與開放項目,是不是對等?費雪比較後認為,平心而論,兩方的承諾大致還是半斤八兩,比起美、日加入WTO時,在這些項目的承諾,中國跟我們對彼此的開放承諾還是很有限。

在附註中,費雪提供近年中國在礦業相關產業上的外商投資主要政策,供大家參考囉!

附註:

中國外商投資礦業的主要政策(http://www.chinamining.com.cn/report/default.asp?V_DOC_ID=1025)
    產業政策
    1.修訂後的《外商投資產業指導目錄》擴大了國家鼓勵外商投資的範圍,鼓勵外商舉辦出口型企業,將產品100%外銷的允許類專案列入鼓勵類目錄。
    2.鼓勵外商按照《中華人民共和國礦產資源法》及相關法律法規和《外商投資產業指導目錄》的規定,在中國境內投資勘查開採非油氣礦產資源。
    3.允許外商在中國境內以獨資或者以與中方合作的方式進行非油氣礦產資源風險勘探。
    4.從事風險勘探的外商,按照被授予的探礦權,對勘查作業區內發現的具有開採經濟價值的非油氣礦產資源,保障其享有法定的優先採礦權。
    5.允許外商以先進技術或設備參服從事非油氣礦產資源勘查開採活動,允許外商購買國有大中型企業的非油氣礦產資源探礦權、採礦權。但法律、法規禁止的除外。
    6.外商投資取得的非油氣礦產資源探礦權、採礦權可以依法轉讓。
    7.在勘查設備、器材的進出口方面,外商可以與外商獨資、中外合資、中外合作法人企業享受同等待遏。
        稅收政策
    中國對外商投資企業實行低稅收政策,並對國家鼓勵投資的行業、地區實行  稅收優惠。目前,適用于外商投資企業及外籍個人(包括港、澳、臺胞)的稅種  有:企業所得稅、個人所得稅、流轉環節稅(包括增值稅、消費稅、營業稅)、關稅、土地增值稅、資源稅、城市房地產稅等。
    1.所得稅
    外商投資企業可享受從獲利年度起二年免征三年減半徵收企業所得稅的待  遇;對設在中西部地區的國家鼓勵的外商投資企業,在5年的減免稅期滿後,還  可延長3年減半徵收所得稅。對外商投資設立的先進技術型企業,可享受二年免  稅六年減半徵收企業所得稅待遇;對出口型企業,除享受上述兩免三減所得稅優  惠外,只要企業年出口額占企業總銷售額的70%以上,則均可享受減半徵收企業  所得稅的優惠;對外商投資企業在投資總額內採購國產設備,如該類進口設備屬  進口免稅目錄範圍,可按規定抵免企業所得稅。
    2.流轉環節稅
    199411日起,對外商投資企業實行與國內企業統一的增值稅、消  費稅、營業稅。對外國企業及外商投資企業技術轉讓免征營業稅。對外商投資企  業在投資總額內採購國產設備,如該類進口設備屬進口免稅目錄範圍,可全額退  還國產設備增值稅。
    3。進口環節稅
    關稅稅率:中國政府自91年起8次降低進口關稅稅率。目前平均關稅稅率  已降至165%。
    進口設備免稅:目前對國家鼓勵和支持發展的外商投資和國內投資專案進口設備,免征關稅和進口環節增值稅。
        金融政策
    1.外商投資企業境內融資時,允許中資商業銀行接受外方股東擔保。允許  外商投資企業以外匯質押方式向境內中資外匯指定銀行申請人民幣貸款。外商投  資企業所有外匯資金均可作質押;對外匯擔保項下人民幣貸款可由境外金融機構  或境內外資金融機構提供信用保證;取消外匯質押、外匯擔保項下的登記手續和  對提供外匯擔保的外資銀行信用等級的特別限制。外方股東擔保和外匯擔保人民  幣貸款應符合產業政策,可用於滿足固定資產投資和流動資金需求,但不得用於  購匯。
    2.設立專項產業投資基金緩解現有外商投資企業增資時中方股本金不足問題,同時允許境內中資商業銀行在中外合資、合作企業外方股東應增加的股本金同步到位的前提下,對中方股東發放一定比例的股本貸款。
    3.允許境內外商投資企業以其外方投資者海外資產向境內中資銀行的海外分行提供抵押,由中資商業銀行的海外分行或國內分行向其發放貸款。
    4.符合條件的外商投資企業可申請發行A股或B股。
    5.按照積極穩妥的原則,向在國家重點鼓勵的能源領域投資的外國投資者提供政治風險保險、履約保險、保證保險等保險服務。
        地區政策
    1.中西部地區各省、自治區、直轄市制定的利用外資優勢產業和優勢專案目錄,報經國家批准後實施。目錄內專案可享受《外商投資產業指導目錄》中鼓勵類專案政策,對其進口國內不能生產或性能不能滿足需要的自用設備及其配套的技術、配件、備件,按《國務院關於調整進口設備稅收政策的通知》的規定免征進口關稅和進口環節稅。
    2。放寬中西部地區吸收外商投資領域和設立外商投資企業條件,放寬中西部地區設立外商投資企業外商持股比例限制。
    3.對設在中西部地區的國家鼓勵類外商投資企業,在現行稅收優惠政策執行期滿後的三年內,可以減按15%的稅率徵收企業所得稅。
    4.外商投資企業到中西部地區再投資的專案,凡外資比例達到25%以上的,均可享受外商投資企業待遇。

    5。允許沿海地區的外商投資企業到中西部地區承包經營管理外商投資企業和內資企業。

2014年3月4日 星期二

風水地質學法器篇:尋龍杖的巫術


今天費雪看了個朋友轉來的新聞,大意是美國的加州因為乾旱,所以很多的果園或葡萄酒場農人,都熱中於找水巫師來協助他們找水(詳見這個外電翻譯連結: http://tw.news.yahoo.com/%E7%BE%8E%E5%8A%A0%E5%B7%9E%E5%A4%A7%E6%97%B1-%E6%B1%82%E5%8A%A9%E6%B0%B4%E5%B7%AB%E5%B8%AB-221039629.html )

這個新聞讓費雪想起了很久以前曾經有一篇構思到一半的文章沒有完成,身為不麻利 (No-Money) 插花作家有時就是這樣,常常為了餬口的差事,手邊一忙就把蒐集到的有趣資料丟在一邊,一堆堆了超過一年就整個忘了有這回事,反正想到了,趕快上來把這篇文章補一補。前面提到的水巫師所用的主要法器,是一根Y形或L形的探測棒,也可以是簡單的擺錘,甚至是兩根自由可以迴轉的鐵絲,這些法器被通稱為「尋龍杖」或「尋龍尺」(英文叫做Dowsing Rod)。這個東西有位暢銷作家兼旅遊主播兼神祕探險大師「秏瓶」兄,曾經在上某熱門的「龍捲風」節目時還掏出來秀過。這種尋龍杖有時也被稱為Divining rod(探測丈),探尋者通常藉由觀察此器具的擺動,來探尋地下水源、金屬、寶石或其他物品。


圖一、18世紀的西方尋龍杖圖片

據說「尋龍杖」出現的相當早,在北非8000年前的壁畫上,曾經描繪一個人拿者長竿,似乎在用魔杖探水源,不過費雪覺得這種「鼻子尖尖,鬍子翹翹,拿根釣竿」的繪畫影像,費雪小時候也有人當作賣水果茶的形象標誌,所以會不會也有可能是古人賣東西的形象廣告或許還有待進一步了解,不過反正當時沒文字,只好任由後人解釋囉。

最早有文獻記載的尋龍杖使用者,是中世紀日耳曼薩克森煤田的礦工,而法國尼斯的博索萊伊伯爵夫人是歷史上首位用魔杖尋找地下水的人。古早的尋龍杖原型是一根開岔的棒,通常是Y字形柳樹枝。演化到了現代,則多變成L型金屬棒,每隻手握一根,像握手槍般指向前面,當探測到目標物時,金屬棒會擺動,交叉在一起,或是出現抽動(拿太久抽筋)、彎曲(這個就厲害了)、或是從手中彈出(變成小李飛刀)

或許現代科學家覺得尋龍杖根本不科學,但是1987年英國的貝克管道工程公司,在進行排水工程施工時,曾利用尋龍杖探測出21件障礙物。再進一步挖掘道路鋪設深度時,又發現19件障礙物。而前蘇聯科學家,也長期利用尋龍杖尋找礦藏,並稱其為"生物物理效應法"。當然,實際的原理到目前還不被科學的研究能了解與驗證,有些效應似乎因人而異,因此多數科學家把它歸在跟生物地震學一樣的玄奇科學的領域,雖有人懷疑其可信度,但某些探測者的發現又似乎並非都出於偶然。據說物理學家愛因斯坦看到這東西後,認為大概是地球電磁作用與人體電磁場交互作用所致,而從前蘇聯科學家的研究看來,或許有這個可能,也就是可能探測者發現地下水或礦物時,人體的電磁場或肌肉神經,可能對發現物所引起的微小電磁波動作出反應。


但是如果說到要找水找礦,還要靠具有特異功能的人士才能正確操作的法器,那這種法器就遜掉了,因為誰也不知找來的是大師,神棍,還是特異功能人士。還好拜21世紀科學發展所賜,我們有現代的多種類似的尋龍法器,只要經過適當訓練,或者有夠多的$$,人人都可以操作。所以特別跟大家簡單歸納整理一下經過科學改良的現代尋龍杖,每個都是運用地球電磁場原理而來,因為經過金屬或地下水,會有電磁場的改變,所以可以用來找水找礦。

當然,針對不同的深度,不同的目標物,就得慎選不同的法器來用,畢竟要打牛魔王,若錯用了豬八戒的丁字耙,可能老孫的工夫全都施展不開囉!
對於幾十公分的深度,要找金屬,首推金屬探測器。主要是由磁場探測器組成,若經過的地方有劇烈異常,表示底下幾十公分範圍內埋了含金屬的好東西,早期這東西用來找地雷,但是當地雷都改用塑膠製作後,大家就用來找硬幣跟鐵釘(上次美國有夫婦用這找到一籃金幣發財!!!)。這是最入門的尋龍杖,價格又便宜,僅僅數張到十數張小朋友,又有科學公信力,不過因為有效探測深度只有幾十公分,所以找水的話是不適用的。


圖二、第一次世界大戰中出現,法國軍隊用的找地雷金屬探測器

接下來第二種類似尋龍杖的科學儀器是「極低頻電磁儀VLF」,這個東西像極了尋龍杖,但主要是利用線圈而非Y型鐵,把線圈裝在一個可自由轉動並調整俯仰角的底座上,轉動線圈並讀取線圈中感應電流讀數,當線圈面與遠端天線建立的地磁場垂直時,會得到最大的讀數。當我們帶著這個裝置在地面上行走,若地底下有水有金屬礦,地磁場的方向與大小通常會改變,所以能指示地下目標物的存在。探測深度幾公尺到數十公尺,不過因為是線圈,所以費雪認為應該叫做「尋龍圈」或「尋龍箍」。
圖三、美國史丹福大學在南極建立的極低頻天線(http://en.wikipedia.org/wiki/File:VLFatPalmer.JPG)


還有一種科學尋龍杖,具有數十公尺到數十公里的探測深度,叫做大地電磁儀(MT)。是利用大地電磁場以及馬克士威爾電磁感應場理論(夠有科學理論基礎了吧!),去探測地下目標物的法器。不過因為價錢實在不夠親民(數百萬新台幣),所以多數僅限於科學上使用,並不普及。找溫泉倒是常用這個東東,費雪個人覺得還蠻準的,至少費雪我偷偷用在找清水地熱區的熱水通道還蠻準確的。
圖四、早期的大地電磁儀


最後還有剛發展出來的一種找水利器,可以說是高端的尋龍法器,價格超級貴,大概亞洲只有左岸買了一些。叫做地面核磁共振儀(SNMR),這東西發展才不到十年,價格上好幾千萬新台幣。主要是找地下水或油氣的自旋頻率段的強度,可以直接算出地下一定深度的含水量或含油量(這個是超級猛的!),但是介紹歸介紹,太貴也只能算是雲端的法器,只能放在海龍王殿當定海神針,等待孫悟空去拔出來作金箍棒用,像費雪這種蝦兵蟹將等級的,只能流流口水就算了。

    說到這裡,還是總結一下,費雪認為現代科學工作者,對於目前科學無法驗證、解釋的事物,也不應嗤之以鼻,或許現在無法解釋的,未來或能得到驗證,重新回到科學主流。所以尋龍杖不見得是不科學的,當然,現再好用的科學尋龍杖也頗多,大家還是多多使用,假託你也不確定的特異功能人士,還不如靠自己!!!

2014年1月16日 星期四

風水地質學-災兇格局:土篇


經歷了一整個學期的動盪,費雪總算可以好好的靜下心來,再寫一篇關於風水地質學的部落文。現在得感嘆當個教書匠混飯吃也難呀,面對一群多數喪失學習動力的大小孩,每一天教書都得絞盡腦汁想出新的花樣…….難免忽略了部落格,還請廣大讀者群眾見諒,切勿殺上門來催稿。

中斷一陣子的風水地質學,上次談到了災兇格局的來龍、氣篇、與水篇,最後我們要談談土篇。這個土,對於蓋房子的風水是很重要的。前面有說到古人金井驗土,是用來判斷宅基地質的好壞。還分為(視覺)辨土法,以及秤土法,明代黃一鳳所著的《八宅周書:秤土法》中所記載的作法是這樣的:於住基中取土四方一寸秤之,重三兩者,凶;五、七兩,可住;九兩以上,大吉。此論土之重輕,非占一時之休咎也。」。或是根據《相宅經纂》"陽宅辨土法"記載:「子基址中掘地,周圍闊一尺二寸,深亦如之,將原土篩細,複還坑內以平滿為度,不可按實,過一夜,次早起看,若氣旺則土拱起,氣衰,則凹而凶。“秤土法”記載:“取土一塊,四面方一寸秤之,若九兩以上為吉地,五、七兩為中吉,三、四兩為凶地,或用斗盆土,土擊碎,量平斗口,秤之,每斗以十斤為上等,八、九斤為中等,六、七斤為下等。」以現代的觀點而言,上述的作法是在求建築基地的土壤總體密度(bulk density)一般而言土壤總體密度是越大越好(當然,以土壤力學角度而言,土壤強度並不一定與總體密度成正比,看倌若想再深研一些,找本大地工程或土壤力學的書看看便可了解囉)一般的砂的總體密度約為1.69 g/cm³,砂質壤土約為1.38 g/cm³,而黏土則約為1.25 g/cm³。但有些含有高量有機質的土壤或是脆性黏土的土壤,土壤總體密度會小於1.0 g/cm³,由於密度小於水,這就會浮在水面上變成流砂,住宅基地附近若有流砂,這絕對是兇中之兇,因為若底下的伏水水深很深,會容易吞人導至溺斃(中了流砂陷阱的人是溺斃窒息而死)!!費雪本人雖沒看過天然的流砂,卻中過人造的流砂,在很多鑽井的現場,會在井旁挖一個大池,作為鑽井液的黏土回收池,這個東西看來像堅硬的土地,一踩上去完全陷下去讓人措手不及,而且還有極大的黏稠性,要把人從裏面拔出來也相當不容易,費雪當年是個年輕沒經驗的研究生,還好只陷了一條大腿。所以請有小孩的父母,絕對要讓小孩遠離鑽井的工事現場!!


1、流砂(http://en.wikipedia.org/wiki/File:Quicksand_ warning.jpg )


回到正題,大家都看過修路的時候,要層層回填均勻的砂土及礫石,小規模的挖方回填還要用一種震動夯實機再將地下土壤夯實,這個動作的目的就是要增加回填的砂土密度,藉以增加道路基礎的強度,最後再鋪一層防水的瀝青層,免的下雨沖蝕,再給大車一壓就凹一個洞。說到這,我們台灣修路修的坑坑疤疤,大家都說是回填不實。其實也就是在說這個回填的動作不夠循規蹈矩啦!自然界裏頭,地震就是一種夯實的大型天然能量來源,土壤密度越大,發生地震時,就越不容易產生壓密夯實的情形。反過來說,密度小的土讓,顆粒中間的空隙很多,因此遇到地震的時候,就會把空隙中的空氣或水擠出來,造成壓密夯實的現象。而擠出來的水或空氣會噴出或湧出地表,這種現象叫做"噴砂"。很不幸的,地下的土壤並不是均勻的,所以有的壓密多,有的少,造成地表地震後會有不均勻的沉陷現象,甚至飽和含水的土壤會出現土壤液化的現象。房子如果蓋在這種軟弱的土壤上頭,地震後很容易因為前面的現象而倒塌。


22011年紐西蘭基督城地震後出現的噴砂現象(from: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Christchurch_quake%2C_2011-02-22.jpg)


另外一點要注意的土的災兇格局,就是「客土」。「客土」二字,指從外地運來的泥土。現在常意指人工搬運來的外地土壤。但是「客土」一詞,費雪認為可以分為天然的及人工的客土。人工的是前述人為搬運來的土,但天然的則是經過崩塌、土石流的作用帶來的崩積土。《淮南子》一書中說,地氣為客土所蒙蔽,不能與上天之氣共融相親,無異奪地之魄。《管氏地理指蒙》則認為錯用疏惡的客土,導致「客土疏惡,終不可成。」另外新唐書中則指稱「客土無氣」,認為外來客土與原地脈的本土格格不入,必定了無生氣。費雪的解釋,這是因為客土是未經過篩選,顆粒大小與組成複雜混亂的土壤。因此容易排水不良,加上結構鬆散,因此常發生二次崩塌。原地的土壤,由於是當地岩石經過風化所形成,所以有完整的風化土壤結構,下層有風化層及岩盤,結構上相較於客土要穩定一些。至於要如何辨別「客土」與「原土」?古人風水術中也有歸納出一些原則,例如:求土於石之盡,雖土奚為。獲土於石之中,其土斯貴。」也就是說,盡量遠離在岩坡坡腳處的土壤,因為這很可能是崩積土。而在較平緩的岩體上的土壤,是較穩定的原狀土。不曉得今天費雪對於風水地質學裏,土的災兇格局的解釋,大家滿意了多少?今天先唬爛到這,下篇最後再來總結一下風水地質學的一些看法囉!


3、客土與岩盤的空間關係