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用科學的方法消滅哥吉拉(1):光線槍、微波雷射砲——《空想科學讀本:怪獸與超人戰力大揭密》

怪獸出現!在《哥吉拉》等怪獸電影中,首先一定是自衛隊出動。而在《超人力霸王》等電視特攝節目裡,也會有科學特搜隊或超級警備隊等專門消滅怪獸的隊伍趕來。然後他們會怎麼做呢?用戰車的大砲打。用戰鬥機的飛彈攻。用手上的光線槍射擊。無論哪種方法,都是要一下子就爆殺怪獸。

他們憑藉自己的力量果敢對抗怪獸,這份勇氣令人肅然起敬,但是連對方是怎樣的傢伙都還沒搞清楚,就想先炸死牠,這種行為到底對不對?還有一個問題,人類也有消滅怪獸的武器。針對怪獸的弱點而製造的科學武器如「水中氧元素破壞裝置」、「抗核細菌」之類的,真能期待它們奏效嗎?

在本節中,我們將探討在空想科學世界中被視為常識的怪獸消滅法到底有沒有問題,並且試著來想想看符合科學的正確消滅怪獸法。

正義隊伍不懂下將棋

空想科學世界中勇於對抗怪獸的人,其實大部分都思慮淺薄又野蠻。

例如從空中攻擊敵人。戰鬥機直接從建築物上空飛過,也不想想衝擊波會造成多大的損害;飛彈在市區中亂射一通,絲毫沒想過打不中的話會發生什麼事。離怪獸太近而被擊落,這種事對他們來說根本是家常便飯,更嚴重的時候還會被怪獸一口咬住!這種飛機到底是用來幹啥的啊?

地面戰鬥也一樣。無論出現何種怪獸,不管三七二十一拔槍就射,要是無效,接著叫戰車或戰鬥機來砲擊,再不行的話,就開發破壞力更強的新武器,甚至未經試驗就直接投入實戰【圖1】。敵方到底是什麼樣的傢伙也不先調查清楚,總之就是先炸個稀巴爛再說。這就是他們的撲滅怪獸觀。

問題來了。每次出現的怪獸大抵都是未知的生物。能吐出謎一般的光線,或以毒氣為武器的傢伙也所在多有。我們當然不清楚牠們體內含有哪種有害物質。要是爆炸而導致放射性物質四散紛飛,或者流出大量有毒物質,那該如何是好?

還不只這樣哩。生物體內往往棲息著各種細菌,它們與宿主之間是共生關係。人類體內也有以大腸菌為首的數千種細菌棲息著,人類沒有它們還活不下去呢。

可想而知,怪獸體內應該也有數千種的未知細菌。對某種生物來說是有益的細菌,對另一種生物卻可能造成致命打擊。而且,生物對陌生細菌的抵抗力總是特別弱。這就是為何機場海關的檢疫人員連一顆地瓜都不能放過。宇宙怪獸體內的細菌一旦開始繁殖,地球恐怕會有滅亡的危險。可是自衛隊和這些正義隊伍卻完全不管這些,毫不猶豫就爆殺怪獸。這些傢伙對於接下來會發生什麼事情完全沒有思考力。叫他們去下棋,保證輸到斃。

超級槍有效嗎?

在消滅怪獸時最常使用的武器應該是光線槍吧。例如科學特搜隊的超級槍,還有超級警備隊的超能槍等等,只要是正義隊伍隊員腰間都佩著光線槍。一旦怪獸出現,不管三七二十一就先用這個攻擊。可是,幾乎沒有什麼怪獸是被這個打倒的。雖然有引起爆炸,卻不會造成致命傷。對怪獸來說,好像還比不上蚊蟲叮咬,不痛不癢。

雖然不免令人覺得「要是這麼沒效,那應該帶點別的武器比較好吧?」可是超級槍的效果真的那麼不值得期待嗎?不,在那之前得要先問:超級槍到底是什麼樣的武器?因為說是用光線打中怪獸來造成傷害,那麼就當超級槍或超能槍是高能量雷射光好了。

太陽光或探照燈的光等等普通光線,是許多不同波長的電磁波混在一起,各自的波峰波谷交錯重疊,互相抵消前進,隨著相合擴展慢慢喪失能量,越來越弱。

太陽光或探照燈的光等等普通光線,是許多不同波長的電磁波混在一起,各自的波峰波谷交錯重疊,互相抵消前進,隨著相合擴展慢慢喪失能量,越來越弱。圖/Jamie @ Flickr

相對的,雷射光則是把單一波長的電磁波的波峰波谷排列整齊,相疊一起再打出去,所以能量喪失較少,波峰波谷也不會相互抵消,反而會重疊加強,因此能量可以集中在很小範圍內。用雷射光傷害生物,那就是破壞和切斷細胞組織了。才幾瓦的微弱雷射光射入眼睛,就足以燒傷視網膜細胞,造成部分失明。

而且如果功率在 100 瓦以上,甚至能切斷物體。應用在材料加工上面的雷射光連金屬、陶磁或鑽石都能切割。只要有足夠能量,理論上沒有雷射光切不斷的東西。使用高能量雷射光來消滅怪獸,將牠們的翅膀或腳一舉燒斷切開,應該可以剝奪牠們的行動力。後面還會談到,消滅怪獸時盡可能控制流血量是非常重要的事。而用雷射光來切割生物組織,熱會封住傷口,使之不出血。

哎呀,最普遍使用的超級槍之類的雷射光竟然是最適合用來消滅怪獸的武器。

很實用的微波雷射殺獸光線砲

可是,畫面應該是不會像電視裡頭演的「被光線射中的地方發生爆炸」。雷射光的確在消滅怪獸上相當有效,但是引起爆炸可完全是另一回事。

所謂爆炸,是產生極大的熱,使壓力急劇昇高,體積瞬間增大的現象。生物的體內有 3 分之 2 是水,而當水沸騰變成水蒸汽時,體積會膨脹為 1700 倍。如果要爆破怪獸,利用這種時候的壓力是最最簡單的了。燒瓶裝水放在加熱器上,水沸騰的瞬間就會把燒瓶炸破。如果能讓怪獸體內的水份沸騰變成水蒸汽,要讓怪獸爆炸也不是不可能的啦。

真想採用這個方法的話,用微波雷射比較好。微波雷射就是將微波變成雷射光。光和微波一樣,都是由電場與磁場交互振動而在空間中傳導的電磁波【圖2】。電磁波依波峰與波峰的間距(也就是波長)不同,性質不一樣,有各種名稱。波長從長到短排列,依序是無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 光、迦瑪射線。電磁波波長越短,所含的能量就越大。

微波雷射的威力從微波爐就看得出來。用微波照射生物體,可以加熱其內部水份。生雞蛋放入微波爐加熱之所以會爆炸,就是這個原因。如果把微波雷射光化、傳送強烈的能量,要爆破怪獸什麼的根本輕而易舉。在《山達對蓋拉》或《哥吉拉》等系列電影中,微波雷射以自衛隊的新武器微波雷射殺獸光線砲之名登場亮相。微波雷射雖然肉眼看不見,但超級槍射出的光線裡若含有微波雷射的話,要爆破怪獸也不是不可能的。喔喔喔,科學特搜隊和自衛隊都蠻能幹的嘛!

然而,超級槍和微波雷射殺獸光線砲都有非常大的缺點。從畫面上看來,它們射出的光線都是呈鋸齒狀曲折飛行的【圖3】!糟糕,前面講的完全作廢。因為光線都是直線前進的,這一來,就只能當它們是空中放電了。

要發生空中放電,1 公尺內必須有 50 萬伏特的電壓。根據《哥吉拉大怪獸事典》(講談社),微波雷射殺獸光線砲射出的光線是 10 萬伏特,嗯⋯⋯10 萬伏特的射程只有 20 公分。拿這種玩意兒去對付怪獸保證被踩扁。還有,空中放電當然沒拉電線,所以無法控制電流方向。電流會自動流向最靠近的物體,因此從超級槍放出的電擊第一個打到的就是扣扳機的科學特搜隊隊員!

也是為了避免這種悲慘的殉職事件啦,既然是光線槍,就請別用放電,讓射出來的光線直直飛出去吧。


 

 

 

 

本文摘自《空想科學讀本:怪獸與超人戰力大揭密》遠流出版

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