此文基於清雲大師下述文章引起之評論:
【社會運作】世界上偉大的經典不朽,概是人為的,不是偶然
放射性碳定年法
放射性碳定年法,又稱碳測年,是利用自然存在的碳-14同位素的放射性定年法,用以確定原先存活的動物和植物的年齡的一種方法,可測定早至五萬年前含碳有機物質的年代。對於考古學與晚第四紀地質研究來講,這是一個準確的定年法技術。
碳以同位素混合物形式存在於大氣和所有生命組織中(在組織存活時期混合物的比例為恆定)。碳有兩個穩定同位素:碳-12(12C)和碳-13(13C)。除此之外,還有一些微量的不穩定(放射性)同位素:碳-14(14C)。14C的半衰期為5730年,因此它要用很長的時間才可完全消失,當(動物或植物)組織死亡後,由於碳-14會經歷衰變,其比例就會降低,於是死亡樣品的年齡可以通過測量樣品的碳-14含量來確定。碳-14是放射性的,它的形成是由於宇宙射線撞擊在地球大氣層中氮的隨機反應。當宇宙射線進入大氣層,它們經過數重轉化,包括中子的形成。這些中子撞擊氮-14原子會有以下的反應:
碳-14主要在30,000-50,000呎高空和較高的緯度形成,經由大氣循環平均分布於大氣之中,並且與氧進行反應而形成二氧化碳。透過大氣與海水間的氣體交換,二氧化碳亦會溶解於水體之中。由於假設在一段長時間之中,宇宙射綫通量(flux)是均等的,故可假設碳-14是均速形成的;因此,在地球大氣層和海洋中放射性與非放射性的碳的比例是固定的:約為1 ppt(part per trillion,1兆分之1:每一摩爾6兆原子)。
植物進行光合作用吸入大氣層中的二氧化碳,然後又被動物進食,故此所有生物都固定地與大自然交流著14C,直至它們死亡。一旦死亡之後,這個交流就會停止,14C的含量就會透過放射衰變逐步減少。這個衰變可以用來計量一個已死的生物的死亡時間。
傳統的14C測定是藉由數出個別碳原子的放射衰變數量(見液相閃爍計數)而測定放射性碳元素的含量。然而此種測量方式較不靈敏且受制於統計誤差的干擾,舉例來說,在開始的時候已並不多的14C,由於其半衰期很長,故短時間內很少原子會發生衰變,所以探測衰變量變得相當困難(例:剛死去時的衰變為4原子/秒·摩爾,10000年後衰變為1原子/秒·摩爾)。因此使用傳統閃爍記數方式的14C定年需要較多的樣本與測定時間。
利用加速器質譜儀(AMS)的技術,14C可以直接數出,靈敏度和敏感度因而大大提升。粗略的放射性碳定年通常以B.P.(before present)來表示。BP就是從1950年起以前的放射性碳年數。這是一個名義上於1950年14C在大氣層水平(假定這個水平不變:見下文「校準」)。
放射性碳實驗報告會是一個不肯定的數字,如3000±30BP指出一個標準偏差為30放射性碳年。傳統地這個誤差只包括統計數量的不確定,但一些實驗室會提供一個「誤差乘數(暫譯:error multiplier)」,將這個數字乘不確定的數量就可計算出其他於測量中所出現的誤差。
重點中的重點:
放射性碳實驗報告所得出之年代並無法直接反映樣本的生成年代。由於現實環境中宇宙射線的通量並不是一個恆定的值,因此每一個時期內大氣中的14C含量並不固定。因此要讓測定年代能準確的對應到樣本的可能生成年代,必須對測定年代使用校準曲線進行校準,以推測其可能形成之時間。14C校準曲線是由已知年代之樣本與測定年代相對應而建立的。對於陸地樣本而言,目前所通用的校準年代係透過現生與化石樹木之樹輪測定而校準的。對於海洋樣本而言,由於洋流作用之關係,14C的含量平衡速率較慢,因此校準年代遠較陸地樣本困難。現今海洋樣本的校正曲線係透過已知年代的現生與化石珊瑚測定而成,另外在不同的地方另需要考慮洋流作用與區域環境的額外影響。
簡單來說,碳14年代鑑定法假設太多可能的變數,假設宇宙射線質恆久不變,從以前到現在都不會改變,但這是錯誤的,宇宙射線隨時在改變,每個時代都不同,沒有人知道每個時代的宇宙射線客觀數值。每個時代的碳14含量有不一定,他又假設每個時代的碳14含量是固定的,這又是不客觀的,目前科學家在大量建立陸地和海洋的碳14含量標準。但說實話,沒人敢保證那些就是客觀數值。所以整個碳14測定法有很大的誤差和假設成分存在。
大師以前也說過一個案例:
以前在做考古界的事業的時候,有碰過一個來自政府官方的一位奇人,這位奇人鑽研考古界一輩子,他研究最精深的領域就是年代鑑定法。任何一樣古物,到了他的手中,他都能夠立刻的判別他們的年代,而且絲毫不差。不過,他還擁有另一項不出世且令人咋舌的暗黑技能,你可以做出任何一樣高仿的藝術品,然後把這項高仿的藝術品交給他,他可以透過很多不同的方式,如:經過輻射照射或其他能改變碳元素組成方式的方法,讓一件高仿的藝術品,立刻轉身變成各個朝代的精美古物,而且他能做出你想要的任何年代,你要做出一件三百年前的古物,他就可以做出三百年前;你要做出八百年前的陶瓷品,他就可以做出一個八百年前的陶瓷品。最厲害的是,他幾乎能做到年代零誤差,同時能夠通過全世界各個年代檢驗所的檢查。由於這個人所擁有這一項特殊的暗黑技能,他在被我宗教老師發現的隔年,就被送進了國際人才評鑑處評價,當年立刻被許多國際重要機構競標,我宗教老師給他金主的建議競標價格是年薪一千六百萬台幣,但他們還是競標失敗,只因為競標對手對這位人才說了一句話~no matter what other pay,I will pay double!(不管其他人付多少,我都出雙倍價格!)據說這位奇人當年的結標價是四千萬台幣!(這還是十年前的價格,現在都不知道是多少了?)這一個奇特人才,他花了一輩子將近三十年的時間,累積了將近五萬小時左右的專業技能經驗,全部鑽研在年代鑑定法上面,在我老師發現他的當年年薪,年薪只有僅僅的八十萬台幣,但在隔年,他被這個世界發現了他的潛在價值,立刻就變成年薪四千萬台幣。這一年所賺的錢,超過了他一輩子所賺的錢的加總。而且他研究的還是最冷門科系—考古系裡面最不受歡迎的~年代鑑定法。
<待續>
【社會運作】世界上偉大的經典不朽,概是人為的,不是偶然
放射性碳定年法
放射性碳定年法,又稱碳測年,是利用自然存在的碳-14同位素的放射性定年法,用以確定原先存活的動物和植物的年齡的一種方法,可測定早至五萬年前含碳有機物質的年代。對於考古學與晚第四紀地質研究來講,這是一個準確的定年法技術。
碳以同位素混合物形式存在於大氣和所有生命組織中(在組織存活時期混合物的比例為恆定)。碳有兩個穩定同位素:碳-12(12C)和碳-13(13C)。除此之外,還有一些微量的不穩定(放射性)同位素:碳-14(14C)。14C的半衰期為5730年,因此它要用很長的時間才可完全消失,當(動物或植物)組織死亡後,由於碳-14會經歷衰變,其比例就會降低,於是死亡樣品的年齡可以通過測量樣品的碳-14含量來確定。碳-14是放射性的,它的形成是由於宇宙射線撞擊在地球大氣層中氮的隨機反應。當宇宙射線進入大氣層,它們經過數重轉化,包括中子的形成。這些中子撞擊氮-14原子會有以下的反應:
碳-14主要在30,000-50,000呎高空和較高的緯度形成,經由大氣循環平均分布於大氣之中,並且與氧進行反應而形成二氧化碳。透過大氣與海水間的氣體交換,二氧化碳亦會溶解於水體之中。由於假設在一段長時間之中,宇宙射綫通量(flux)是均等的,故可假設碳-14是均速形成的;因此,在地球大氣層和海洋中放射性與非放射性的碳的比例是固定的:約為1 ppt(part per trillion,1兆分之1:每一摩爾6兆原子)。
植物進行光合作用吸入大氣層中的二氧化碳,然後又被動物進食,故此所有生物都固定地與大自然交流著14C,直至它們死亡。一旦死亡之後,這個交流就會停止,14C的含量就會透過放射衰變逐步減少。這個衰變可以用來計量一個已死的生物的死亡時間。
傳統的14C測定是藉由數出個別碳原子的放射衰變數量(見液相閃爍計數)而測定放射性碳元素的含量。然而此種測量方式較不靈敏且受制於統計誤差的干擾,舉例來說,在開始的時候已並不多的14C,由於其半衰期很長,故短時間內很少原子會發生衰變,所以探測衰變量變得相當困難(例:剛死去時的衰變為4原子/秒·摩爾,10000年後衰變為1原子/秒·摩爾)。因此使用傳統閃爍記數方式的14C定年需要較多的樣本與測定時間。
利用加速器質譜儀(AMS)的技術,14C可以直接數出,靈敏度和敏感度因而大大提升。粗略的放射性碳定年通常以B.P.(before present)來表示。BP就是從1950年起以前的放射性碳年數。這是一個名義上於1950年14C在大氣層水平(假定這個水平不變:見下文「校準」)。
放射性碳實驗報告會是一個不肯定的數字,如3000±30BP指出一個標準偏差為30放射性碳年。傳統地這個誤差只包括統計數量的不確定,但一些實驗室會提供一個「誤差乘數(暫譯:error multiplier)」,將這個數字乘不確定的數量就可計算出其他於測量中所出現的誤差。
重點中的重點:
放射性碳實驗報告所得出之年代並無法直接反映樣本的生成年代。由於現實環境中宇宙射線的通量並不是一個恆定的值,因此每一個時期內大氣中的14C含量並不固定。因此要讓測定年代能準確的對應到樣本的可能生成年代,必須對測定年代使用校準曲線進行校準,以推測其可能形成之時間。14C校準曲線是由已知年代之樣本與測定年代相對應而建立的。對於陸地樣本而言,目前所通用的校準年代係透過現生與化石樹木之樹輪測定而校準的。對於海洋樣本而言,由於洋流作用之關係,14C的含量平衡速率較慢,因此校準年代遠較陸地樣本困難。現今海洋樣本的校正曲線係透過已知年代的現生與化石珊瑚測定而成,另外在不同的地方另需要考慮洋流作用與區域環境的額外影響。
簡單來說,碳14年代鑑定法假設太多可能的變數,假設宇宙射線質恆久不變,從以前到現在都不會改變,但這是錯誤的,宇宙射線隨時在改變,每個時代都不同,沒有人知道每個時代的宇宙射線客觀數值。每個時代的碳14含量有不一定,他又假設每個時代的碳14含量是固定的,這又是不客觀的,目前科學家在大量建立陸地和海洋的碳14含量標準。但說實話,沒人敢保證那些就是客觀數值。所以整個碳14測定法有很大的誤差和假設成分存在。
大師以前也說過一個案例:
以前在做考古界的事業的時候,有碰過一個來自政府官方的一位奇人,這位奇人鑽研考古界一輩子,他研究最精深的領域就是年代鑑定法。任何一樣古物,到了他的手中,他都能夠立刻的判別他們的年代,而且絲毫不差。不過,他還擁有另一項不出世且令人咋舌的暗黑技能,你可以做出任何一樣高仿的藝術品,然後把這項高仿的藝術品交給他,他可以透過很多不同的方式,如:經過輻射照射或其他能改變碳元素組成方式的方法,讓一件高仿的藝術品,立刻轉身變成各個朝代的精美古物,而且他能做出你想要的任何年代,你要做出一件三百年前的古物,他就可以做出三百年前;你要做出八百年前的陶瓷品,他就可以做出一個八百年前的陶瓷品。最厲害的是,他幾乎能做到年代零誤差,同時能夠通過全世界各個年代檢驗所的檢查。由於這個人所擁有這一項特殊的暗黑技能,他在被我宗教老師發現的隔年,就被送進了國際人才評鑑處評價,當年立刻被許多國際重要機構競標,我宗教老師給他金主的建議競標價格是年薪一千六百萬台幣,但他們還是競標失敗,只因為競標對手對這位人才說了一句話~no matter what other pay,I will pay double!(不管其他人付多少,我都出雙倍價格!)據說這位奇人當年的結標價是四千萬台幣!(這還是十年前的價格,現在都不知道是多少了?)這一個奇特人才,他花了一輩子將近三十年的時間,累積了將近五萬小時左右的專業技能經驗,全部鑽研在年代鑑定法上面,在我老師發現他的當年年薪,年薪只有僅僅的八十萬台幣,但在隔年,他被這個世界發現了他的潛在價值,立刻就變成年薪四千萬台幣。這一年所賺的錢,超過了他一輩子所賺的錢的加總。而且他研究的還是最冷門科系—考古系裡面最不受歡迎的~年代鑑定法。
<待續>