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谈科论幻话创意
把这两个古人放在一起,你会联想到什么呢?想来想去,他俩唯一的交集应该就是浮力原理吧。阿基米德曾经利用浮力原理检验出王冠含有杂质,曹冲则是利用同样的原理测出了大象的重量。但如果从另一个角度,也可以说他们的交集是巧妙地突破了严格的限制。阿基米德的限制是绝对不能损坏王冠,否则只需要刮下一些金粉来化验;曹冲的限制则是不希望伤害大象,否则只要把大象支解,分成几十次来秤就行了。
不论是阿基米德的王冠,或是曹冲的大象,在检验或测量过程中都没有受到丝毫损伤,这就是如今所谓的非破坏性检测。
在科学界和工业界,检测样本的方式大多皆有破坏性和非破坏性两种。比方说,石头通常不太值钱,所以地质学的检测几乎都是破坏性的。然而,万一样本是非常珍贵的陨石,或是月球岩石(甚至若干年后的火星岩石),那就必须使用非破坏性的方法了。
非破坏性检测大致又能分成两种:侵入式与非侵入式。阿基米德的方法是标准的非侵入式,因为他仅仅把王冠放到水里,以便测量它的体积。因此严格说来,浮力原理并没有真正派上用场,只是阿基米德研究王冠的副产品罢了。至于最简单的非侵入式检测,当然就是使用肉眼观察──这正是所谓的“低科技永不落伍”,不管科技发展到什么程度,你的五官、双手、双脚仍是不可或缺的重要工具。
不过相较之下,如今工程师所用的检测大多是侵入式,也就是把某种能量射进样本,等到能量被样本反射(或透射样本)之后,就会提供相关的信息。由于射入的能量相当微弱,所以不会对样本造成任何损伤。例如以X光寻找金属材料的瑕疵,就是一种典型的侵入式非破坏性检测。
提到侵入与非侵入,或许会让你联想到医学检查的分类。不过请注意,医学界对侵入的定义和工程师很不一样,用最简单的方式来说,如果会让病人感到不舒服,那才算是侵入式。所以医生会告诉你,X光并不是侵入式的检查,甚至轻敲腹部也不是,但胃镜和大肠镜就是标准的侵入式了。
病人当然希望所有的检查都不要太难受,这也正是长久以来医学界努力的目标。比方说,刚才提到的胃镜和大肠镜,其实已经有非侵入式的替代品,那就是所谓的胶囊内窥镜。你只要将它当成药丸吞下,胶囊内的镜头就会把你的消化道一览无遗。这种胶囊内窥镜早已上市,只是因为价格昂贵,至今没有普及。但由于非侵入式检查是大势所趋,这种胶囊的普及肯定是迟早的事。
从阿基米德的王冠,到吞服式的内窥镜,虽然相距两千多年,但我们只要用心观察,不难发现两者之间存在着明显的脉络,那就是无论任何严苛的限制,都无法框住人类无穷的创意。
(作者系台湾著名科幻作家、翻译家)