塑膠袋裡頭裝水能驅趕蒼蠅的原理推測與示範

(原文記錄於 Feb-1-2010)

Nathan: 看人家賣小吃的~會綁個塑膠袋裡頭裝水~據說這也能驅趕蒼蠅~這就不知是何道理了~~塑膠袋裡頭裝水會呈現哈哈鏡似球面的效果~蒼蠅大概會怕吧~~詳解為何~有機會再請教Alex大師吧~絕地武士的終級導師

Alex: 說實在這個問題我自己也沒有答案, 但是我剛好可以利用這個問題來向你介紹, 並示範科學家們是如何的來思索與找答案, 而這通常就是科學研究活動的起始!===============================================
第一步我們要確認命題是否成立! 小吃攤販將裝滿水的透明水袋懸掛於攤位四周, 能夠達到減低或防止蒼蠅的入侵, 首先要確認是不是真的有這個現像, 既然坊間越來越多攤商這麼作, 那就暗示, 這個方法可能是有效的! 那如果有效, 這方法是基於什麼樣的原理呢? 可以有兩種推論: (其一). 有人知道原理, 所以發明此法, 之後在攤商之間口耳相傳開, 於是大家爭相效法! (其二). 有人無意間觀察到此現像, 但不知其原理, 只知道這樣作確實有效, 於是在攤商之間傳開, 大家都學會此法, 所以是 based on 經驗, 尚無人能夠解釋!
如果是第一種原因, 派組人馬去作大規模市調與訪談, 應該就能找到源頭問到出處, 那就沒甚麼好研究的, 因為可以直接問到原理答案! 所以這裏我假定是第二種情形! 我之前寫了一篇文章叫作"光與物質", 現在就派得上用場啦! 有閱讀過的人就會比較了解我接下來所要說的!! 好了現在我們已經確認這現象確實存在, 開始要來思考並推測這現像背後的物理原理了, 這過程對任何種類的研究都適用, 差不多就像福爾摩斯辦案或 CIS 推理那樣! 我們第一件要鎖定思考的就是水袋的物理性質與條件, 當然還有很多其他的細微對像與條件要思考, 但我時間不多, 這裏就先只討論水袋就好! 問這個問題的 Nathan 已經先提出一個可能解釋, 為光透過水袋之後的透鏡效應, 會使物體的真實影像遭到扭曲而產生類似像哈哈鏡的成像, 但他沒有解釋哈哈鏡成像與蒼蠅行為之間的關連? 而且我們一反推就可以得知, 根據經驗擺有哈哈鏡與糖水一起的地點, 蒼蠅仍然在其周邊盤旋翱翔, 未見其受哈哈鏡之干擾! 所以我們可以剔除 Nathan 所提之建議! 接下來我們就要問, 除了光的折射, 光照到水袋之後, 還發生了什麼事?? 有看我寫的那篇文章的人就知道, 液態水分子能夠吸收紅外光與可見光中屬於波長較長的部分(通常是紅色), 這是第一點線索! 第二點線索來自光的偏振性, 因為光是橫波, 只在一個平面上震動 (這裡我們簡化成線性偏振, 意思僅有一個偏振面, 欲知細節可查 Lissajous curve ), 所以當光行進間遇到不同介質比如說"水"時, 會產生一個奇特的現象, 這是由蘇格蘭物理學家 Sir David Brewster (1781–1868) 發現的, 簡單講就是和水面呈垂直角度的偏振光, 會折射進入水中, 而和水面平行的偏振光, 會被反彈出水面並且遵守光的反射原理, 用一個打水漂的比喻你就會更容易了解, 你打水漂時, 一定是挑塊扁平的石頭嘛! 你有見過挑圓形石頭來打水漂嗎? 為什麼? 所以這塊扁平石頭就象徵著光的偏振面, 那你是垂直的打還是水平式的甩出石頭? 當然是和水面平行的水平式角度打出去石頭才會在水面彈跳啊! 如果垂直水面角度打出去石頭就會打進水中去了! 這樣懂了嗎?? 光波也是一樣的, 所以能夠從水袋表面反彈回來的偏振光都是和水袋表面平行的偏振光! 不要小看這現象, ㄧ些防眩(地上水灘的反射)的太陽眼鏡就是利用此原理, 這些太陽眼鏡用的是偏光鏡片, 這些偏光鏡片只能讓垂直振動的偏振光通過, 而過濾掉水平振動的偏振光, 當陽光照射到地面的水灘時, 能夠反彈回來的都是水平振動的偏振光, 所以就被太陽眼鏡給濾掉了, 你眼睛也就避免被眩到了! 好現在拉回來整理一下, 當攤商的燈光與環境中的散射光照到水袋時, 發生了兩件事.
第一件事就是部分長波長的可見光以及所有的紅外光都被水吸收了, 所以透過水袋後的光波長變短了, 也少掉紅外光部分! 第二件事是光的偏振性提高了, 原來是 "各向異性( anisotropic )" 的光, 現在和水袋表面垂直的偏振光都入射穿透水袋, 並被折射到不知什麼地方去, 反正是不會回到蒼蠅的複眼就是了, 所以 Anisotropic Intensity 降低, 但是 Isotropic (各向同性) Intensity (就是 Polarization), 翻譯成偏光性或偏振性, 卻提高了, 這個專有名詞的白話就是說能夠被蒼蠅複眼看到的, 都是和水袋表面平行的偏振光, 這裏你可能會 argue 說因為水袋表面有曲度, 所以還是會有ㄧ些不同偏振面的偏振光會進入蒼蠅複眼, 你這樣想沒錯! 可是你想的是微觀的, 蒼蠅感測到的是巨觀的, 以總體巨觀來說, 那些能夠反射回蒼蠅複眼中的光的偏振性確實是提高了(各向異性減少, 各向同性也就是偏光性增加)! 所以以水袋驅趕蒼蠅的方法要能夠有效的話, 很可能跟這兩件事有關連!
其次我們要鎖定思考的是蒼蠅的複眼, 由於我對蒼蠅複眼的結構與功能了解不多, 所以以下推論可能有失精細與正確! 我知道大多數昆蟲的複眼所能感測的波長範圍是偏藍光部分, 也就是波長比較短的可見光, 有些昆蟲甚至能看到部分的紫外光(捕蚊燈原理), 所以紅外光以及紅光等長波長可見光的變化, 昆蟲應該跟我們一樣, 也是看不到的! 再來就是偏光性的強度變化, 這個很多昆蟲是能感覺到的, 不像人類眼睛, 我們是無法區分出不同偏振面角度的偏振光, 這也是 3D 電影所利用的原理. 至於昆蟲為何需要能夠感測光的偏振性? 據我所知可能有兩點, 第一點大概是用來辨明方位, 無論何時何地, 太陽所在方向發出的光的偏振性總是最低的(各向異性最高, 各向同性最低), 因為陽光裏頭什麼角度的偏振光都有! 第二點可能跟躲避獵食者有關, 很多蜘蛛網都會提高光的偏振性(意思是將某些特定偏振面角度的光波給濾掉了, 這樣反射回蒼蠅複眼的光的偏振面角度就不齊全了, 變成只含少數幾種角度的偏振光, 造成光的偏光強度, 也就是偏振性上升, 如果蒼蠅複眼發覺環境中光波的偏振面突然少掉許多角度, 就意味著前方可能有像蜘蛛絲這種能偏光的物質存在), 所以能夠偵測到環境的偏光性改變了的蒼蠅, 或許就不會飛入蜘蛛網或其他獵食者所設的陷阱而存活下來, 所以我個人推測, 很可能是所懸掛的眾多水袋改變了攤商周圍環境的偏光強度, 讓蒼蠅本能產生懷疑那裏有張超大蜘蛛網, 所以就乾脆繞道飛離! 說到這裏, 問題有了, 推論也有了, 那如何證明這個理論是對的呢? 這牽涉到寫研究計畫向國家或私人基金會要錢的能力, 所以一定要很會吹, 這裏我就示範一下: 證明步驟如下: (1)首先要能證明蒼蠅複眼具有感測環境中, 光線偏光強度變化的能力, 這不難, 收集一堆蒼蠅作個光學實驗就可以知道, 要是蒼蠅複眼沒這個能力的話, 那研究計畫就到此中止, 謝謝收看! (2)確定蒼蠅複眼可以感測偏光強度變化之後, 開始量測擺有水袋的攤商之間的偏振光空間分佈與強度變化, 作成統計報告! (3)在實驗室內複製攤商環境的偏光變化範圍, 並放入蒼蠅飛行並記錄其反應, 目的在量化並找出蒼蠅的光驅性與偏光性變化之間的函數關係. (4)回到攤商環境, 撤掉水袋, 改以人造偏光產生裝置來產生或模擬蒼蠅所害怕的偏光強度變化範圍, 看看有無驅蠅效應, 如果有的話, 嘿嘿, 新一代驅趕蒼蠅裝置研發成功, 準備設廠製造賣錢! 示範完畢! 謝謝閱讀!!

Kline Shu: 哈哈哈哈~不得不鼓掌叫好!!! 太讓我欽佩了!!! Alex~真有你的~哈哈哈哈~

Yeh: 我爸說是因為袋子裝的水遇到光線會反光還是什麼折射的，讓蒼蠅覺得前面有不明物體存在…此路不通←不曉得真的假的

支持保衛美麗工整的正體中文字

Zhao: 運也是需要车的，雲是会下雨的

Alex: 我舉另一例子:
正體字: 我下麵給你吃
簡體字: 我下面給你吃
曾經不停的對大陸同學解釋我對簡體字的反感, 文字結構不是不能減少書寫筆畫, 但大陸的簡體字是政治暴衝運動, 不但字體結構的簡化邏輯不一致, 更要命的是連用法都簡化掉, 中國字同音異字多, 不分青紅皂白的簡化到一音ㄧ字, 就是會造成上述結果!

Zhao: 简化汉字以提高民众识字率，确实有一定成效，但现在的事实是：就大中华区来说使用简化字的地区的识字率低于使用正体字的地区。有人说，简化汉字是有政治目的的，类似武则天的武周新字的感觉。

Alex: 在剛推翻滿清建立民國之初時, 就有對於中文的改革研究與建議, 當時的目地也是要消除文盲提升國民文化水平, 所以對中文的改革主要有兩點, ㄧ是中文的用法, ㄧ是中文字體結構的簡化以利公文書寫並增進公家機關效率. 對中文用法改革的建議就是提倡白話文, 廢八股, 這點很快就得到全國知識界的共識與擁護, 因而有了後來以北京大學蔡元培胡適之等人為首的新文化運動. 但對字體結構的簡化研究就遇到了很大的困難, 主因就是中國文字同音異字太多, 而且這些字都有不同的用法, 所以在討論很久之後免強得到的共識就是簡化字的筆劃而不要去簡化字的用法, 並儘可能縮小範圍以減少對文學與文化的衝擊, 但國民政府隨即內戰失利垮台, 大部分國民政府所聘任的保守的文字專家均隨國府遷台,並成為後來台灣各所國立大學的中文系教授, 對中文字體的簡化研究遂告中斷! 而中共建政後, 為穩定當時人心不穩的局勢, 合理化自己改朝換代的正當性, 強化共產政權的進步性質, 以鼓動塑造一種積極的社會氣氛, 遂在許多方面推行積極冒進的政策, 以示有別於國民黨的舊中國, 不僅國際上對蘇聯一面倒, 內政上搞大煉鋼大躍進宣稱要超英趕美, 連文化上都把國民政府時代研究過認為不可行的方案強行推出上馬, 而且倉促成軍, 老毛完全是以打內戰下軍令同樣的方式在治理這個國家, 人民公社, 土法煉鋼, 三面紅旗, 一方面肅清黨內外敵人豎立個人威權, ㄧ方面殷切期盼這個國家迅速茁壯以成就個人歷史功名, 結果如何? 就是搞出十年文革....! 大陸同學平均智商都不低, 個人知識水平也很高, 每個人唯物辯證觀察事物的能力都很強, 那些充斥著大陸各大網站論壇所宣稱的簡化字好處都是千篇一律只從實用性出發, 而且效益都被誇大, 妳們自己稍微思考一下就知道真相為何! 我但願有生之年能看到中華正體字重回神州大地, 身為中國人, 能識中國字, 能覽聖賢書, 能吟先人詞, 才有資格說別人數典忘祖, 才有資格說自己是中國人! 認同我想法的大陸同學, 一起努力來推廣正體字吧!

Zhao: 学长对大陆这段历史好熟悉哦。

Eking: 看了學長這段文字我真是淚流滿面
這次我是真的讚同學長的說法
並不是因為用慣了繁體中文才說它好~ 而是深深了解其中的差別
而是繁體中文還保留了當初創字的精隨和本意
光評論繁體字學長就可以引經據典到這樣的境界真是太強了~

Chen: 繁體中文還保留了當初創字的精隨和本意

Hsi-Yen: 讚！學長說得很中肯。
to Luo Zhao, 這些歷史，我記得以前我們高中之前都會讀到，只是會記得多少就不一定。後來隨著本土化的推行，也就不是很重視跟中國那邊有關的歷史了，我算是末代有接受到這些資訊的。大概七五年後那些年青人，課本都改掉了。

Alex: 不止我吧! 全世界都對中共建政後的歷史不陌生! 只要是媒體資訊自由不封閉的地方都辦得到! 部份大陸媒體對今天北韓領導人冷嘲熱諷的口吻, 像極了當年冷戰時代外界對中共政權的語氣. 你有空要不要去看看當年韓戰時人民日報對美帝叫囂時所發的社論?? 中國歷史上還沒有一個政權能像文革之前的中共這樣對人民的生活與思想嚴密控制到這樣的地步, 當時有句話就是說, 九億中國人只有一個腦袋, 就是偉大的毛澤東同志, 他就是中國的腦袋! 每當我讀中國近代史讀到這段時, 真是欲哭無淚仰天嘆息!!

Zhao: 那我只有感慨了，大陆的教科书对于民国38年之后的台湾基本没有提起了。为什么不提，我也懒得去深究了。

Chen: Google 吧，答案都在那

Jing: 大家还是都用甲骨文吧～ 最代表中华文化了～ 和谐和谐～

Alex: 就算提了也是胡寫扭曲誤導你們, 還不如你們自己上網查找各國資料或是直接去台灣觀光看一看! 台灣山川自不如大陸秀麗壯觀, 人民也有目光如豆短視近利的, 各種訊息各式言論嘈雜充斥, 雖不是一個理想完美的社會, 卻是一個真實存在且不虛假掩飾的活力熱情之地. 想體會胡哥說的"河蟹社會"嗎? 去台北的誠品逛一趟吧!

Jing: 哪个国家的政治体制是完美的？

Alex: 這種話大陸網站不知見過多少次, XX Jing 還再拿出來講, 以為很有效果可以服人嗎? 甲骨文是中華文化的原始成分元素之ㄧ而不是中華文化代表, 是中國字演進史的源頭而不是中國字的終產物, "中華文化的成分"與"代表中華文化"或是"象徵中華文化"是兩件不同的事, 直接把甲骨文連結到"最代表中華文化"是不但沒有經過證明, 也屬於是不折不扣的詭辯與耍無賴的理虧辭窮表示, 前面已經提到過文字書寫筆畫可以簡化, 但用法不能簡化, 老祖宗造字有邏輯與意義在內, 為什麼要說皇天后土而不能說黃天厚土?? 為什麼要用妳下麵給我吃而不可以寫妳下面給我吃? 你如果用後者別人可以告你性騷擾, 為什麼要說從今以後而不能寫從今以后? 古代的草書其實就是一種簡體字, 但所有官方文字記錄還是都得用楷書, 為什麼?? 共產黨以政治力量強行推動不顧多數學者專家的忠告, 不但沒有一致簡化字的邏輯也胡亂省併字音的用法, 結果造成其後的文意混亂與共和國新生代對傳統文字的疏離與蔑視, 寫錯字別字也不覺羞愧, 也不願了解原始中國語詞深澳的含意, 這才是我們要批判的, 這些干甲骨文什麼關係? 當你用正體字書寫"作工"和"作功"時, 指的是兩件不同的事這點妳知道嗎?? 物理學上的"功"是要有施力的, 這點我們老祖宗早就有先見之明, 只有當你都深自內心的了解這些不同與差異時, 也才會心痛共產黨對傳統文化的破壞是超越歷代各專制政權的! 如果妳還要再拿甲骨文來抵擋呼籲回歸正體字的呼聲, 我建議妳們這些擁護簡體字的以後全改用羅馬拼音字母最省時省力而且好書寫, 反正字不重要嘛! 只要有音就好! 一提簡體字破壞中華文化妳們無法替共產黨辯護就感到不舒服, 就來詭辯甲骨文最代表中華文化, 妳們乾脆以後都不要寫中國字, 都去用羅馬拼音字母, 保證筆畫最少最省!!

Alex: 哪個國家沒有貪污? 哪個國家沒有腐敗? 哪個社會沒有偷盜? 所以別人的負面合理化我的負面, 真是丟中共黨員的臉! 連老魏(妳們的黨部書記)都不敢這樣跟我狡辯~~

Zhao: 甲骨文你得读得懂啊，并且得有那么多乌龟用来刻字啊……