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異想天開的實驗:人造月亮

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家中一個房間裡的月亮燈,有朔月至望月模式。 如果,夜空中有人造月亮...... 你有沒有想過:為何晚上會有皎潔月光呢? 月亮本身並不是發光體,我們看見的月光其實是月亮所反射太陽的光。隨著月亮運行地球,以不同角度反射太陽光,地球上的人們因此會看見新月至滿月、朔月至望月的循環,正所謂「月有陰晴圓缺」。 於是,有人腦洞大開:如果能夠在 夜空中掛上一片夠大的鏡子反射太陽光 —— 那麼,即使在沒有月亮的夜晚,人們也因為有「人造月亮」而不需要路燈,可以節省不少能源。甚至如果能夠克服技術與成本問題,將太陽光反射至撒哈拉沙漠裡大規模架設的太陽能板上,這樣無論白天黑夜都可以發電,不但節省能源,還可以生產能源! 人造月亮的構想最早來自於歐洲火箭之父赫爾曼‧奧伯特:「在地球上空掛一圈由鏡子做成的項鍊,讓它們一年四季把太陽光反射到巴黎的大街小巷」。 實行起來自然比構想要複雜得多。首先,這面鏡子在人造衛星的軌道上,必須能夠像人造衛星一樣能夠跟著地球自轉而運行。再者,運行的同時還必須保證鏡子的角度能夠隨時調整,穩定將太陽光反射至地球上某個固定的地方。 1993 年的今天, 2 月 4 日,一群前蘇聯俄羅斯科學家將這樣異想天開的實驗付諸行動。俄羅斯太空人將一面由 8 瓣厚度僅 5 微米的超薄鍍膜鋁片在太空中展開、組裝成一面直徑為 20 公尺的超大鏡子,反射的光線在地面上形成一個直徑約 4 公里的光斑。 這個「月亮」從法國南部,以每秒 8 公里的速度橫越歐洲來到俄羅斯西部,亮度與滿月相當。那天,歐洲與加拿大都有不少人見證人類史上第一個人造月亮。最後,那面鏡子偏離軌道,進入大氣層被燒毀。 但是,人造月亮的想法證明可行! 1999 年 2 月 5 日,俄羅斯於太空站外進行第二次人造月亮的實驗,這一次計畫要展開直徑 25 公尺長、更大的鏡子,如果能夠成功,亮度將會是滿月的 5 ~ 10 倍。然而,反光膜因為纏住天線被勾破,實驗宣告失敗。此後,蘇聯解體,人工月亮計畫因而中斷。 直到 2018 年,一群中國四川的科學家重拾人造月亮實驗,計畫於 2020 年讓成都市實現毋須路燈都能整夜通明。或許是因為遇到新冠疫情影響,這項計畫節制物前為止還沒有進一步發展。 其實,許多人是反對人造月亮的。如果人造月亮夠亮,勢必會打破白天與夜晚的規律,自然界動植物將會被影響;如果亮度不夠,整項計畫就失去意義。當然 —— 如果月亮

攻下君士坦丁堡的少年:穆罕默德二世

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1499年畫作《君士坦丁堡之圍》 Biblioteca Nacional de la Universidad de Turín,公有領域 。 穆罕默德二世是鄂圖曼帝國帝國的第七任蘇丹。他是一位名符其實的「征服者」,自稱「羅馬人的凱撒」 —— 為何信奉伊斯蘭教的蘇丹會使用信仰羅馬天主教君王所使用的羅馬帝國皇帝的頭銜呢?這與歷史上有名的「君士坦丁堡之圍」很有關係。 時間回到 1451 年 2 月 3 日—— 這一天,年僅 19 歲的成為鄂圖曼帝國的第七任蘇丹。那時,鄂圖曼帝國的版圖擴及今天的地中海東部以及土耳其很大一部分土地。然而,與之隔海相望、東羅馬帝國的首都「君士坦丁堡」卻有如卡在喉嚨裡的魚刺。 君士坦丁堡 ( 今天的伊斯坦堡 ) 的戰略地理位置相當重要,控制它就等於轄制博斯普魯斯海峽,以及由地中海進出黑海的隘口。雖然東羅馬帝國已經非常衰弱,僅剩君士坦丁堡及其周圍土地,它卻是當時全世界防守最堅固的城市。 君士坦丁堡位於一座半島,三面環海,只有一面與巴爾幹半島接壤。防守時只須重點守衛狹窄的陸路防線,同時東羅馬帝國的盟友還可藉由海路將物資源源不絕送達。 此外,東羅馬帝國有一項使之百年屹立不搖的神秘武器:「希臘火」 —— 又稱羅馬火、拜占庭火、海洋之火。 11世紀拜占庭手稿關於希臘火的描述 Codex Skylitzes Matritensis, Bibliteca Nacional de Madrid, Vitr. 26-2, Bild-Nr. 77, f 34 v. b. (taken from Pászthory, p. 31), 公有领域 。 曾經,烏克蘭的基輔大公派出 500 艘船艦攻打君士坦丁堡,東羅馬帝國僅派出十幾艘船抗敵。船上發射出的希臘火燒毀基輔船隻,跳入海中的士兵也被燒死,全軍覆沒。希臘火據推測是一種可以在水上燃燒的液態燃燒劑,配方早已失傳,至今仍是未解之謎。 除了希臘火,君士坦丁堡附近的海域底下還設有巨大鐵鍊阻擋船隻航行,有效將敵船隔絕在一定的安全範圍之外。 唯一的弱點似乎就是君士坦丁堡西邊與鄰國土地接讓的地方 —— 但是,那裡設有三道厚實無比的城牆,攻城絕非易事。 年輕的穆罕默德二世上任後首要目標就是攻打君士坦丁堡,海路與陸路並進。 他在博斯普路斯海峽對岸鋪設木頭軌道,將船隻拉上岸沿著軌道運送,直至過了設有巨大鐵鏈的海域再讓船隻入水。於是,鄂圖曼

永樂遷都:北京帝都500年

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明代畫作中的紫禁城 公有領域 北京是中國大陸的首都 —— 但凡翻開中國歷史,你會發現大多數朝代的首都往往都選在地理位置更中心的地方,例如洛陽、西安一帶。如果單看所謂「中原地區」的話,北京的位置似乎過於偏北而無法有效掌控全境漢人地區。 宋朝的時候,北方民族南進並且先後建立遼國與金國,他們建都北京。就塞外邊疆地帶而言,北京的位置相對偏南,既可保障大本營也可作為繼續南下中原的指揮中心。後來,由蒙古人建立的元朝也不約而同選擇北京為首都。 當朱元璋以南京為據點,北伐元朝,建立明朝之後,他定都於南京。 南京在那個時候是中國最大的城市,地形絕佳,易守難攻,建國之初是首都最佳之選。但天下太平之後,朱元璋也有考慮是否把京都北移,遷至宋朝的首都開封,或是唐朝的首都西安 —— 因為,從整個明朝版圖來看,南京的位置好像有點太偏南了。 只是,一來這些舊都在當時殘破不堪,遷都之外需要斥資重建;二來朱元璋年事已高,對於遷都雖有想法,但心有餘而力不足,此事也就不了了之。 朱元璋去世後,王位傳給他的孫子。他其中一個兒子不服,起來造反 —— 他就是今天的主角明成祖「永樂大帝」,派遣鄭和下西洋的就是他,下令編撰《永樂大典》的也是他。 在明成祖造反之前,朱元璋派他駐守明朝北邊的疆界,因此他的主場正是在北方。直至登基稱帝之後,南京實在住不慣,也施展不開。他下令建築明代紫禁城,準備遷都北京! 但是,明朝開國功臣以及當時絕大多數大臣,泰半出身南方,並不情願舉家遷徙到水土於南方迥異的北方。 在永樂大帝堅持之下,經過數年準備,終於在 1421 年 2 月 2 日,正式遷都北京。 遷都北京其實出於戰略考量。北京離長城不遠,關外仍然有塞外民族對中原沃土虎視眈眈。皇帝親自坐鎮於北京,無形有形都有助於鞏固北方,保衛帝都同時也戍守邊防。 不過,遷都北京最大的挑戰,在於南方資源北運的問題。中國的糧食絕大多數仰賴長江流域的出產供應,而當時聯絡南北的大運河阻塞嚴重,所以物資運輸只能依靠陸路與海陸,運輸過程緩慢。 為此,永樂大帝下令,遷都配套措施之一就是疏通大運河。如此一來,南方豐饒物資就可迅速運輸到北方,供給帝都龐大的需求。 1421 年夏,遷都才幾個月,不料一場雷雨季,紫禁城三個大殿都遭雷劈毀壞,朝廷中遂有「上天不喜遷都之舉」的降罰說。然而永樂大帝獨排眾議,堅持定都北京,重修紫禁城三個大殿。 永樂大帝在位時,派太子駐守南京。當他

讓駛向美麗成為可能:北迴鐵路通車

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和平車站外的北迴鐵路殉職人員紀念碑 SSR2000 - own work, CC BY-SA 3.0 台灣島的西邊大多數是平原地形,因此台灣西部很早就開始鋪設鐵路縱貫西部。然而,東部由於地形複雜,一開始只有台東與花蓮之間的峽谷設有鐵路「台東線」。 如果想從台北搭火車前往台東,最遠只能到達宜蘭,然後經由蘇花公路到花蓮,才能再接上鐵路前往目的地。如果不想走陸路,也有往返於花蓮港與基隆港的客船,如「花蓮輪」。 其實,無論選擇海路或陸路,最方便的莫過於能夠有一條連接西部鐵路與台東線的鐵路,這樣乘客就不需要多次接駁與轉換交通工具了。 為什麼當時沒有可以從台北一路坐到花蓮的鐵路呢? 因為宜蘭與花蓮之間的山地地形使在那裡舖設鐵路幾乎成為不可能。比方說,無論是在台灣或在全球都相當有名的太魯閣國家公園中,那裡高聳的山體不是鬆散泥土,而是整塊堅硬無比的大理石或花崗岩,加上崎嶇地形 —— 這些都是不利於東部鐵路建設的原因。 直到 70 年代 —— 建築在懸崖邊的蘇花公路,一邊是山,一邊是海,景色壯麗,但在颱風肆虐下經常有落石與坍方,重創東部地區交通。為了徹底解決問題,終於確定要排除萬難興建聯絡臺灣東西部的「北迴鐵路」,是當時台灣「十大建設」中最艱鉅困難的工程。 有山有谷,需要修築橋樑與隧道,且須穿越中央山脈。堅硬如花崗岩與大理石,盾構機都拿它們沒轍 —— 只能以炸藥炸開再進行開鑿作業。宜蘭與花蓮這一段的鐵路線長約 79.2 公里,其中將近一半不是火車橋就是隧道 —— 共有大小橋樑 91 座,隧道 16 座,其中最長的觀音隧道就將近 8 公里長!台灣其他地方很難找到橋樑與隧道比例這麼高的鐵路線了! 開鑿北迴鐵路需要大量人力投入,當時有一批退伍軍人「榮民」參與其中。施工艱辛且危險,過程中有人員傷亡。費時 6 年,交織血淚,終於在 1981 年 2 月 1 日,北迴鐵路全線通車! 北迴鐵路帶動台灣東部觀光業與礦業發展,後來相繼建設南迴鐵路,使台灣的鐵路運輸形成一個迴圈。還有鐵路雙軌化、重軌化、電氣化與號誌控管系統優化等改良工程,以及修築全長超過 10 公里的「新觀音隧道」。 當火車輕鬆行駛於北迴鐵路,乘客悠閒欣賞窗外壯闊的太平洋海景與中央山脈山景的時候,枕木之下是一群人的辛勞付出,甚至付出生命代價,讓駛向美麗成為可能!