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盤點動漫中的冰系能力!青雉、艾莎到底誰比較強?——《空想科學讀本:空想世界排行榜》

遠流出版_96
・2019/03/19 ・5386字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

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說起怪獸或西洋惡龍的得意絕招,那就是噴火啦!以能力來說可算是王道中的王道了。相對於此,也曾偶爾出現過「超低溫」或「冰凍」之類的能力。

最早的冰與火對抗電影:《大怪獸決鬥.神龜對巴爾貢》

說到「火焰 VS 冰凍」,的確是會令人期待的場景呢。

直接把「火焰與冰凍對抗」當成題材的作品,首見於 1966 年的電影《大怪獸決鬥.神龜對巴爾貢》,噴火的神龜與能吐出冷凍液的巴爾貢在大阪決戰。設定上,巴爾貢的冷凍液是攝氏零下 100 度。第一戰裡巴爾貢獲得壓倒性的勝利,把神龜冰凍在大阪城後悠哉地離去。後面的電影就是巴爾貢對自衛隊,故事就是這樣了。然而到了最後,似乎是經過一段很長的時間,神龜終於解凍復活,所以雙方再度交戰……。

火焰 V.S. 冰凍
冰與火的抗爭是動漫或電影中時常加入的有趣元素。圖/pxhere

哇,這該怎麼說咧,這……確實做為一部電影來說,這樣安排比較熱鬧有趣啦,但所謂「因為過了一段時間後就會解凍」,根本完全暴露出冰凍能力的弱點了嘛!因為地球的平均氣溫為攝氏 15 度,所以就算把整個大阪城周圍全都冰封起來,要解凍也只不過是時間問題罷了。總覺得巴爾貢有夠可悲的……。

正因為有這部電影的記憶,我總認為所謂的冰凍能力,要活用在戰鬥中好像很困難吧?

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然而為了寫這本書,把過往所做過的研究重新再看一遍之後,才發現這些具備冰凍能力的人們,遠比我印象裡來得驍勇善戰啊!以為這種能力很不起眼,但出乎意料的似乎並非如此。

在此,就選出優秀的冰雪能力者前五名(另有外卡選手一名)來介紹一下吧!

超~帥氣的冰雪能力,到底是怎麼一回事?

厚實的冰層
當水隨著密度的變化形成冰雪,不論是溫度或質量都具有難以想像的威力。圖/pxhere

在動畫或漫畫的世界裡,常會出現一些擁有隨心所欲造出冰雪的特殊能力的人。在許多作品中都稱呼為「冰雪能力」,但從科學上來考量,可以區分為以下兩大類型。

  • 一類是像《海賊王》(ONE PIECE)中的青雉那樣,能把眼前的水在一瞬間凍結成冰。
  • 另一類是如《冰雪奇緣》的艾莎那樣,能夠憑空造出冰塊的人。話雖如此,因為沒有水就無法造出冰,所以艾莎這一類恐怕是把空氣中的水蒸氣凍結成冰的吧。

要把冰變成水,或把水變成水蒸氣,只要供應熱能就行了。然而冰雪能力卻是相反的,是把水或水蒸氣變成冰的能力。這就必須反過來「取走熱能」才行。那要怎樣才能辦到此事呢?

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就如同人類「懂得用火」遠早於「發明冷藏庫」一般,比起「給予熱能」,要「取走熱能」是比較困難的技術。

冰箱能維持冰凍的原理,便是把吸收的熱能排放別處。
冷藏庫維持冷度的原理,便是將熱能排放別處。圖/wikipedia

要說最簡單的原理,就是「把自己的身體變冷,進而使周遭冷卻下來」了吧。雖然乍看之下就像是把自身發出的「冷」向周圍傳播開來,但實際上是熱能在轉移,是自身將四周的熱能吸收了。但若是青雉或艾莎是利用這種原理的話,吸取來的熱能應該會讓自己的體溫上升,導致當場就失去了冷卻能力才對。

在現實世界裡的冷藏庫或冷氣機,是利用「液體轉變成氣體時會吸收熱能,氣體轉變成液體時會放出熱能」的原理,自冷藏庫內或室內的空氣吸收熱能,然後排放到庫外或室外。換句話說,

只是把熱能從此處移動到彼處而已,其自身的溫度並不會上升。

雖然具體的過程不明,但恐怕青雉或艾莎他們也是利用此一原理造出大量的冰或雪的吧。

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青雉型 vs 艾莎型:吸收熱能越多,越費力!

那麼,能力最強的又是誰呢?如同前述,冰雪能力者可以區分為兩大類型。一種是把水變成冰的青雉型,另一種是從水蒸氣變成冰的艾莎型。

若是在「造出等量的冰」的情況下,很明顯的,艾莎型比較費力。因為由水變成冰只要進行「水冰」的變化就好,但由水蒸氣變成冰就一定要經過「水蒸氣水」和「水冰」兩個階段的變化才行。此外,要引發「水蒸氣水」的變化,這會比引發「水冰」的變化所要吸取的熱能必然更多,而且要把空氣中的水蒸氣凍結,還必須將包含它們的空氣也一起變冷才行。結果就是要把「攝氏 20 度的水變成零下 10 度的冰」與「攝氏 20 度的水蒸氣變成零下 10 度的冰」相比,艾莎型所必須吸收的熱能要比青雉型多 倍!

冰凍能力分為將水結凍的青雉型及水蒸汽變冰的艾莎型
圖/遠流出版

另一方面,要造出越多的冰,就必須要吸取越多的熱能。因此,要比較冰雪能力,必須取決於「是艾莎型還是青雉型」和「造出多少的冰」兩大要素。

這裡就以各冰雪能力者能發揮多大的力量,以及就筆者所知曾經造出最多的冰為著眼點,來計算他們吸收了多少熱量,試著選出前五名吧。為了公平起見,全部假設是在氣溫或水溫為攝氏 20 度,造出的冰則是零下 10 度的前提下做比較。

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當然,在此所著眼的並不只限於各人展現最大能力的情景而已。因為他們若是認真起來,說不定還有更強的可能性。此外,這些冰雪能力者們之中也有人不只會單純的造出冰而已,還能使用冰做出超強的攻擊。所以這裡只限於他們「吸收的熱量多寡」做出排名,也請各位讀者諒解。

第 4 名 冰雪奇緣:一面歌唱一面建造冰雪城堡的艾莎!

動畫電影《冰雪奇緣》(Frozen)的艾莎公主
圖/IMDb

《冰雪奇緣》裡的艾莎是亞倫戴爾王國的公主。從小她只要一揮手就能造出冰雪。然而,她原本只是想造出冰雪讓妹妹安娜高興一下,卻不小心誤傷了妹妹。從此艾莎深深自責,為了封印自身的能力而躲在房間閉門不出。妹妹安娜卻完全不明白,為何原本要好的姊姊突然變得不跟她玩耍,只能在姊姊緊閉的房門前歌唱「妳想不想來堆雪人?」……

動畫中那座艾莎邊唱著「Let it go」邊造出的冰雪城堡非常巨大。雖然因為沒有可以作為比較的對象,所以不得不依靠目測,但由外觀上看來,大約直徑約 30 公尺,高度約 100 公尺左右,形狀近似於圓筒型。考慮到冰塊的強度,為了形成一座城堡而不被自身的重量所壓垮,其全體體積就必須有 30% 都是由冰塊構成才行。由此可以計算出冰的重量高達 萬噸!以能力類型來說當然要算艾莎型,所以其所吸收的熱量高達 130 億千卡!

第 3 名 TIGER & BUNNY:凍結大海來抓住飛船的藍玫瑰!

《Tiger & Bunny》中的英雌人物藍玫瑰
圖/IMDb

TIGER & BUNNY》中,有一群被稱為「NEXT」的特殊能力者,以超級英雄的身分活躍在世界上的故事。這群超級英雄們要和贊助廠商簽訂契約,每次發生事件都會透過現場電視轉播,依他們在解決此一事件時的貢獻度來排行。所以每年都要競爭排名。

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其中有位超級英雌藍玫瑰,被稱為「超級英雄界的超級偶像」而大受歡迎,同時也是位歌手。她的能力是用冷凍液體槍凍結水,並能自由自在的操縱冰塊。所以想來她必定是屬於能把水凍結的青雉型吧。

之所以將她排名第 3,是因為她能冰凍的水量不是普通得多。在第一集的一開場,強盜劫持了飛船正要撞到停泊在港口的豪華客船時,突然港口的海水湧起了水柱,水柱瞬間冰凍並且變形成巨大的人類的手掌形,咔的一聲就抓住了飛船。這時藍玫瑰登場了,並說出「我的冰有點冰冷,將你的惡行完全掌握!」等絕招台詞。此刻,周遭的海水已經完全被凍結……

與客船相比可以看出,藍玫瑰似乎把方圓 200 公尺以內的海水都凍結了。若港口的水深為 20 公尺,冰的重量便高達 80 萬噸,吸收的熱量就有 680 億千卡!

第2名 超極謎界:能把夏季的東京冰封起來的冷凍怪獸貝基拉!

《超極謎界》貝基拉的登場
截圖/YouTube

怎麼突然列入怪獸了啊!?雖然可能會令讀者們很驚訝,不過既然是比較冷凍能力的排名,當然不能少了冷凍怪獸貝基拉啊!在《超極謎界》[註1]的故事裡,它曾經兩次展現過驚人的冷凍能力。

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在第五集「貝基拉來了!」中,它能吐出攝氏零下 130 度的冷凍光線,襲擊了抵達南極的日本觀測隊。本來南極就已經有夠冷了,竟然還變得更冷,想來觀測隊也頭大不已吧?

但這裡要用來比較的是它在第十四集「東京冰河期」中的活躍過程。它竟然出現在盛暑的東京,並把所到之處都冰凍起來!因為是把盛暑的東京變冷了,這衝擊可不是普通得大。

貝基拉吐出寒氣。
截圖/YouTube

在此,就由畫面中的魄力來想像把東京 23 個區域全部凍結起來的情形吧!此外,雖然其他人都是以「從氣溫攝氏 20 度冷凍到攝氏零下 10度」為前提來計算的,但因為此一場景是限定在「盛暑的東京」,所以只有貝基拉是以把氣溫攝氏 30 度冷凍到攝氏零下 10 度來計算的。

東京 23 個區域的上空,有著 62 億噸的空氣。而東京盛暑的濕度大約平均為 70% 左右。在如此氣溫及濕度下,62 億噸的空氣中含有 億 千萬噸的水蒸氣。貝基拉也很明顯是屬於艾莎型,所以要把這些水蒸氣冷凍到攝氏零下 10 度,所必須吸收的熱能有 80 兆千卡!真不愧是怪獸,冷凍能力也不是同一個等級的啊。

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第1名 海賊王(ONE PIECE):把眼前的大海凍結的海軍大將青雉!

《One Piece》動畫中的青雉
圖/wikipedia

貝基拉都只能排到第 名,意思便是第 名非青雉莫屬了。雖然本來就覺得他的凍結能力很強,但竟然比怪獸貝基拉還強,連筆者都沒預料到啊!

青雉本名為庫山,直到海軍之頂點決戰之前他都還是海軍大將之一。因為吃過涼涼果實而成為「冰凍人」,只要用手摸到就能把對方冰凍,並可以讓海嘯在一瞬間凍結成冰塊。性格極為悠閒懶散,自認當海軍的格言是「從容不迫的正義」。

他所展現最大的冰凍能力,是在偉大的航路上有座名叫長環長島的島。長環長島平常都被海水分隔成 10 座小島,但每年只有一次的大型退潮,讓 10 座小島間能自由通行。在其中一個島上,魯夫等人遇見了一位被夥伴留下來的老人。此時青雉也來了,一面躺著聽老人訴說事情,一面把整片大海凍結讓他們能渡海而行。這位任性的前任海軍大將也有好心腸的一面。

而這凍結的方式也很厲害。他把手浸在海裡,當中有巨大的海王類[註2]攻擊過來。青雉看都不看,說道「冰河時代」,然後大海所見之處就全部保持著海水波浪的形狀,連帶其中的海王類一起被凍結成冰了。

海水一直結凍到水平線上。從人類的眼睛高度看見水平線的距離大約是 公里。當然,有可能連水平線的另一側的海水也一起被凍結了,不過在此就當做半徑 公里以內、水深 10 公尺處的海水都被凍結了。這種情形下,被凍結的水有 億 千萬噸,吸收的熱能高達 82 兆千卡!

嗯,因為貝基拉是 80 兆千卡,所以只是相差分毫而已。只有這種程度的差距,基於貝基拉所冰凍的東京當天的氣溫和濕度,以及青雉冰凍的海域大小及深度,這第 名第 名的位置就算交換一下也是很有可能的啊。在此還是妥當一點,把貝基拉和青雉並列冠軍,以冰凍界的雙璧作為結論吧!可是一個人類能跟怪獸並列冠軍,也太強了吧?

註解:

  1. 超級謎界:原名〈ウルトラQ〉,或翻作〈超異象之謎〉。(編註)
  2. 海王類:《航海王》世界裡虛構的巨大兇猛海中生物。(譯註)

 

本文摘自《空想科學讀本:空想世界排行榜》,2018 年 4 月,遠流出版。

 

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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變身沙贊靠閃電夠力嗎?會是能源解方還是一場災難?《沙贊! 》中的神力閃電之謎
Rock Sun
・2023/05/30 ・4134字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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「沙贊!」然後一道閃電就會打下來,擊中一位青少年,瞬間變成一位穿著紅衣+披風、渾身肌肉的(中二)成年人,這就是 DC 宇宙中,超級英雄沙贊的變身過程。

很有趣的是,大家可以回想一下,最近這 10 幾年來席捲世界的漫威和 DC 英雄,絕大部分執行英雄行動前都是進行「著裝」,例如鋼鐵人、蝙蝠俠、美國隊長……等,但是沙贊不一樣,儘管不複雜,但他需要一套特別的手續來改變他自己的身體,已獲得他身為超級英雄的力量,這點跟日本的超人力霸王比較類似。

根據 DC 宇宙的設定,賦予沙贊力量、讓他變身的閃電都來自神界的奧林帕斯山,只要他大喊一聲,閃電就會隨傳隨到,而因為一切是神力的關係,理論上他接收力量的位置無關緊要,也非常的安全。

真不愧是奧林帕斯山啊!如果我們能夠在比利(電影中變身成沙贊的少年)的頭上裝一個收集閃電能量的器材,那費城一定變成全美國能源最豐沛的城市。

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我們說的是站中間那個穿紅色緊身衣的大男人。 圖/IMDb

但是要進行超級英雄活動,普通的閃電能量夠嗎?這道奧林帕斯山的閃電會不會是一道超越人類認知的超級閃電呢?

還有儘管沙贊不會受影響,但如果有人不小心在變身時不小心碰觸他或在他附近,會發生什麼事呢?

這真的值得一起來探討~

先定立標準:閃電能提供多少能量?

閃電是大自然中最純粹的能量展現之一,經過大氣學家的觀測和預估,一道閃電電壓大概是 3 億伏特,帶有 10 億焦耳的能量,這差不多是燃燒 30 公升左右的汽油。

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聽起來非常的厲害,那我們利用閃電來獲得能源會不會是個好方法?

其實從 1980 年代開始科學家就有這種想法,但是他們發現這其實很不切實際,主要原因有幾個:閃電很難預測、傳導到地面上能量又會大減、效率很不穩定……但那是大自然的閃電,讓沙贊變身的可是充滿神力的閃電耶!不只能夠提供沙贊穩定且高能的能量來源,還可以藉由跟蹤比利知道閃電的位置和時間。

我們只要把比利抓起來請出來,跟他預約時間大喊沙贊,就可以發電了~

圖/GIPHY

現在的問題是……這道閃電有多少能量呢?

要知道一道神奇閃電帶有多少能量其實有點困難,因為一旦比利變身之後,他似乎沒有時間限制,不像超人力霸人那樣有 3 分鐘的活動上限,後者會比較好估算是因為你可以設想這 3 分鐘內超人力霸王做了哪些事情,在逐一拆解。

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所以筆者覺得最能夠執行的方式,是羅列出電影中沙贊一次變身基本上會做到的事情,這樣結果應該就足夠是神力閃電的基本盤。

從電影《沙贊!眾神之怒》中,筆者列出幾個沙贊在超級英雄狀態時做的事,包括:

  1. 以音速飛行 10 分鐘
  2. 把一隻體型巨大的飛龍打飛 10 公尺
  3. 把一台車移動 200 公尺
  4. 從手中放出好幾道像特斯拉線圈的能量閃電

這樣感覺差不多了吧……等等~還有一件很重要的事,就是這道閃電同時還把一名 17 歲的青年變成一名看起來 30 歲的成年人,這瞬間成長所需的誇張能量應該也要算進閃電的功勞裡,所以這個列表還要加進另一項:

  1. 讓 17 歲的青年成長成 30 歲男性的所需熱量
長大成這樣~ 圖/IMDb

那我們接下來可以逐一估算了。

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  • 那首先就來計算成長所需的熱量吧!

要讓人成長的能量,其實也是熱量,也就是大家耳熟能詳的卡洛里,1 千大卡的熱量差不多是 4184 焦耳的能量。

根據衛服部提供的資料,一名成年人每日所需的熱量依他的活動量和體重來決定,那沙贊毫無疑問絕對是重度活動量那一類的,體重的話少年比利看起來介於 60~70 公斤之間,而飾演沙贊的演員柴克萊威曾說為了演戲需要增重到超過 90 公斤,雖然隨著體重增加每日所需熱量也會不同,但為了簡單估算,我們姑且用 80 公斤算到底吧~

圖/衛福部

比利瞬間成長為超人般壯碩所需能量= 40 大卡 x 80 公斤 x 365 天 x (30-17) 年 x 4184 J= 6.35x 1010 焦耳 = 635 億焦耳

這數字怎麼已經有點大了……但在吐槽之前,我們先把其他的所需能量都估算完吧~

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  • 以音速飛行 10 分鐘

這裡我們借用四分之一英里估算法,這是個可以從物體重量(通常是車子)和行駛四分之一英里所需的時間來求得功率的簡單方式。

沙贊體重 90 公斤,而他在音速下完成 1/4 英里所需的時間為 1.2 秒,根據線上工具估算,這名英雄相當於擁有 22,876 馬力,轉化為瓦特差不多是 1700 萬瓦特,如果沙贊要飛行 10 分鐘,他就會需要大約 100 億焦耳的能量

  • 把一隻體型巨大的飛龍打飛 50 公尺

這個計算方式並不困難,就是簡單的做功運算,但是筆者遇到了很嚴重的問題:電影中的飛龍-拉頓到底多重呢?

經過一番搜尋,網路上對於一條中世紀奇幻飛龍到底有多重幾乎是沒有定論,看起來好像沒有人有認真算過,所以筆者打算自己來操刀,解決這個世紀大謎題 (?)。

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有看過《空想科學讀本》的人對筆者使用的方法一定不陌生,就是把模型浸到水裡面,估算體積之後放大,再考慮密度來求得飛龍的體重。

所以筆者到了地下街的玩具店,買了一條看起來最像電影中奇幻飛龍體型的模型玩具(其實是動漫《轉生成為史萊姆》的公仔,似乎是主角後期的樣子吧?筆者沒有看不清楚~),將它放進水盆裡面裝水,做好水位標記之後取出模型,水位下降之後從水盆的面積和下降高度求得玩具龍的體積大概是 0.000283 立方公尺,這時我們需要玩具龍的身長和電影中的拉頓身長來做等比放大,玩具龍身體差不多是 25 公分,而從電影中拉頓站在棒球場內野的畫面來做估算,它的身長大約是 25 公尺,身長差 100 倍,所以體積會變 100 的 3 次方也就是 100 萬倍,所以說拉頓的體積大概是 283 立方公尺。

筆者買到的龍模型,雖然它是站立的,但平放在地上看起來跟電影中的龍差不多。圖/作者提供

這時我們需要拉頓身體的密度來求得體重,如果拉頓是生物的話,它的身體密度應該也要接近水(每立方公尺 1000 公斤),例如人體的密度就差不多是每立方公尺 1062 公斤,但是電影中拉頓身體看起來有點像是由木頭構成的,而世界上最堅硬的木頭是澳洲鐵木樹(Australian buloke)密度是 1085 kg/m3,再加上龍的奇幻性質,我想把拉頓的身體密度定為 1100 kg/m3 應該是還可以接受的吧?

如果用這個方式估算,電影中看守花園的飛龍拉頓,體重大概會是 311 公噸,我們套入物理課本中看過的做功計算公式,可以知道沙贊把一條龍打飛 50 公尺所需要的能量,大概會是 7775 萬焦耳

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電影中飛龍的劇照。圖/Twitter
  • 把一台車移動 200 公尺

相較前面兩個,這計算相對簡單一點,我們一樣用上面的作功公式來求需要能量,而我們需要的就是車子的重量。根據統計,美國一般路上的車子平均重量為 1800 公斤,如果要在 3 秒鐘內移動 200 公尺,就相當於需要 4 百萬焦耳

  • 從手中放出好幾道能量閃電

沙贊從手上放出閃電,看起來就像是電弧的一種,而電弧是因為有強大的電場或高壓電存在,使的原本不導電的物質電漿化得以使電流通過的現象,而說到能夠最穩定產生電弧的狀況,筆者第一個想到的是在現實中會看到的特斯拉線圈。

特斯拉線圈是一種由知名物理學家特斯拉發明的強大變壓器,這種變壓器使用共振原理運作,主要用來生產超高電壓但低電流、高頻率的交流電力,因為特斯拉線圈可產生絢麗的電弧效果,所以很常在一些科學博物館或展示中看到,而世界上最強大的特斯拉線圈: Electrum 的能量使用率為 130,000 瓦特,假設沙贊能夠用同等功率放出電弧長達 10 秒鐘,就會需要 130 萬焦耳的能量。

Electrum 特斯拉線圈。圖/wikipedia

這下子我們需要的數字都有了!

這道神奇閃電所附帶的能量大約是:

635 億(變成大人)+100 億(音速飛行 10 分鐘)+7775 萬(打飛一條龍)+400 萬(移動一台車)+130 萬(放出閃電)= 735 億 8305 萬焦耳

 而正常世界一道閃電的能量大約是 10 億焦耳,也就是說~這道神奇閃電差不多是等於 74 道現實中閃電的能量。

好厲害啊!真不愧是奧林帕斯的眾神,能夠這麼精準的傳遞如此巨大的電能量根本就是神蹟…..也確實是神蹟沒錯~

但是如果一個不小心承接這道能量的人不是沙贊的話,會發生什麼事呢?

一般人被普通的閃電擊中就已經不是鬧著玩的了!

直接被閃電擊中的人會成為電流的一部分,一部分電流會沿著皮膚表面移動,另一部分會穿過身體的心血管或神經系統,前者會對皮膚造成灼傷,後者則有可能造成呼吸停止或心臟驟停,但我們還是能找到一些歷史上從雷擊中生還的故事,因為有沒有辦法在雷擊中活下來是跟就醫和電流通過體內的時間而定……運氣好的話,你不會死的。

但是在沙贊的神奇閃電面前,這一切都成為笑話。

這道 735 億焦耳的閃電能量相當於 2 顆歷史上最強大非核子炸彈:炸彈之母(GBU-43/B 大型空爆炸彈)爆炸所釋放出的能量,所以如果今天好死不死沒有打在比利身上,而是擊中地面的話,後果一定不堪設想,周遭的親友絕對是灰飛煙滅,費城可能會變成廢墟,之前說的收集能量可能完全行不通,因為應該沒多少設備儀器能夠承受如此巨大的威力。

反倒是比利啊~你是不是在承接沙贊能力時同時被改造了,被2顆炸彈之母轟炸都沒事,真是太神啦!還有就是一定要站好喔~

全世界只有這位男人能承受的力量。圖/IMDb
Rock Sun
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前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者

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【科學寶可夢】朱/紫中的骨紋巨聲鱷 & 狂歡浪舞鴨:一個締造火焰新紀錄、一個用腳踢破音速
Rock Sun
・2022/12/23 ・3135字 ・閱讀時間約 6 分鐘

身為一名訓練師,你真的了解你的寶貝們嗎?寶可夢圖鑑讀熟了沒?

其實圖鑑告訴你的比想像中的還多喔!跟著泛科空想寫手 Rock 一起來上一門訓練師的科學課吧!來跟大家分析這些寶可夢的戰鬥是多麼的「科學」。

骨紋巨聲鱷:火焰溫度新紀錄

Skeledirge - WikiDex, la enciclopedia Pokémon
圖/Bulbapedia

啊~火焰!

幻想世界中骨灰級的攻擊武器,也是空想科學寫作時常遇到的對手。

在過去的【科學寶可夢】中,火焰已經不是第一次出現了。第二篇關於噴火龍的科學中就有稍微提到,後來因為鴨嘴火龍和火伊布的圖鑑敘述都有提到他們火焰的溫度,所以在同一篇一起分析過,但那已經是第一世代寶可夢的事了~ 現在圖鑑都來到 900 號了,事情果然很不一樣。

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溫柔的歌聲能治癒聽者的靈魂,會使用攝氏 3000 度的火焰把敵人燒成灰燼。」——骨紋巨聲鱷紫版敘述註1

骨紋巨聲鱷的敘述很直接,就是直接說出了牠噴出的火焰溫度,這簡直是一個福音,這樣我們就不需要到處拼湊,可以直接地將這個數字與過去的幾個得到的火焰溫度做比較。

噴火龍:至少 1400 ℃

鴨嘴火龍:1200 ℃

火伊布:1650 ℃

火爆獸:800℃

骨紋巨聲鱷:3000℃

這也太高了吧!?先別說生物怎麼有辦法產生這種高溫註2,真的要把人燒成灰燼哪裡需要 3000℃ 啦!

就算燒成這樣只要幾百度應該就夠了。圖/維基百科

一般把屍體燒成骨灰的火葬場,溫度只需要 1000℃ 就夠了,3000℃ 根本是大材小用,而你知道這個溫度能夠辦到什麼事嗎?

絕大部分我們知道的物質在這種溫度下都會熔化或者汽化,能夠倖存的元素大概只有鎢、錸、鋨這幾個金屬還有一些特殊的聚合物了;如果燒的是人的話,別說是燒成灰,整個身體一定在一陣白光下消失的無影無蹤……因為在這種溫度下,火焰不會是正常的橘紅色,而是白色的。

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這時如果骨紋巨聲鱷的訓練師就直接站在它旁邊,就算不是被直接擊中,他那超過岩漿溫度兩倍的 3000℃ 火焰所散發出的熱氣和輻射熱註3,應該足以讓訓練師瞬間嚴重灼傷,再加上強光,這絕對是不支倒地然後變成逐漸變成焦屍,然後跟四周的花草樹木付之一炬。

所以如果要叫你的骨紋巨聲鱷使出噴射火焰的話,記得先閃的非常非常遠,放招後遠距離收回寶可夢,然後趕快離開被焚化、整個燒得亂七八糟的現場。

「我只是叫我的骨紋巨聲鱷用一下火花」。圖/envato.elements

狂歡浪舞鴨:這到底是哪一國的超強踢腿舞啊?

圖/Bulbapedia

如果要說格鬥系的寶可夢要怎麼在圖鑑中誇耀他們的力量,最常用的方式就是:把東西丟出去或弄壞。

在以前的的腕力+豪力+怪力的文章中,我們可以看到各種誇耀寶可夢力氣的方式,例如、「能夠跟 100 個成年人角力把他們摔出去」、「可以用一隻指頭舉起相撲選手」、「有辦法舉起一台垃圾車」、「把人打飛到地平線彼端」……等。

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而這次,我們的狂歡浪舞鴨的特技是能夠踢翻一台卡車。

只要一腳就能踢翻卡車的強韌腳力,展現充滿異國風情的舞蹈。」——狂歡浪舞鴨朱版敘述註4

要計算這有多誇張,我們需要知道一個非常重要的資訊……究竟是哪一種卡車呢?

卡車這種交通工具有非常非常多的規格,最輕的例如小皮卡只有 2~2.5 公噸,最重的可以達到 15 公噸,甚至在某些重工業地區可以找到更重的運貨卡車。

寶可夢朱/紫據稱是參考西班牙為藍本設計的,經過一番搜尋之後,筆者得知西班牙地區是全歐洲輕型卡車比例最高的地方註5,這類卡車本身重大概介於 3~4 公噸之間,如果滿載貨物的話,重量可以達到 10 公噸以上,我們這邊就大概取個平均值 7 公噸好了。

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像這類的卡車就是輕型卡車~ 圖/ISUZU

然後我們還得先定義踢翻卡車這件事情:我們就假設狂歡浪舞鴨用腳朝卡車的側面一半高的地方踢下去,然後車子會以一邊的車輪為支點翻過去,側面著地。

經過一些力矩的計算,我們可以知道要把一台 7 公噸重的卡車踢翻,需要從從中間給予大約 68600 牛頓的力……這可比一台小汽車引擎全力輸出時的力道還要強啊~

筆者自製大略圖解

但是最誇張的還在後面!

最後一步,我們想要知道狂歡浪舞鴨的這一腿到底有多快!要得到這個結果,筆者需要知道此鴨的整隻腳重量為何,因為畢竟是腳在對卡車施力的。

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圖鑑上寫說狂歡浪舞鴨體重為 62 公斤,而牠的外貌滿接近人形生物的,所以我們先參考人體結構來預估。人類的一整支腳平均占全身體重的 16~18% 左右,我們的狂歡浪舞鴨看起來腿略長,而且既然是格鬥系的,那牠的腿應該很壯,我們就假設牠的整隻腿重量占比更多,大概是全身的 25%,重量的話就是差不多 15.5 公斤。

要計算牠這腿速度多少,我們最後剩下需要的假設的就是假設腿和卡車的接觸時間,依照之前的經驗,就姑且設定為 0.1 秒接觸,然後腿踢中之後立刻停下,再加上很不合理的力道 100% 轉換假設,但是相信我~不這麼做的話答案只會更扯。

套入牛頓第二運動定律的公式,我們可以知道這腿在停下來之前,速度高達秒速 443 公尺也就是音速的 1.3 倍,這也太快了吧!你的腳怎麼沒有被音爆撕裂啊?相較之下,泰拳高手秒速 17 公尺的踢擊根本是個笑話,如果被狂歡浪舞鴨的這一腳踢到,我看大部分的寶可夢應該是內臟破裂死亡了。

如果是普通人的話,被踢一腳一定直接全身骨折,內臟破裂,任督二脈也不用通了。圖/GIPHY

這真是太恐怖了,但狂歡浪舞鴨你為什麼無聊要去踢卡車啊?這種腳力你應該要去踢足球啊!還有這到底是哪一國的舞蹈會有如此的訓練呢?真想知道~

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註解:

  1. 骨紋巨聲鱷的另一版敘述是「可以透過歌聲改變外形的火鳥,據說是靈魂寄宿在頭上的火球所形成的。」,從這個敘述我們知道牠的火焰跟某種靈魂力量有關,這大概就是為什麼火焰溫度能達到 3000 度的秘訣吧?話說筆者很確定是這裡的溫度是說攝氏,因為英文版的敘述中有寫是 5400 華氏。
  2. 也有可能……骨紋巨聲鱷根本不是生物!畢竟牠有幽靈屬性,但這表示牠的出現根本不是進化,而是死亡呢?
  3. 這裡我們因為 3000℃ 的火焰而傷透腦筋,但你知道嗎?這還不是寶可夢圖鑑裡最扯的,有兩隻寶可夢:熔岩蝸牛 和 噴火駝,他們的圖鑑敘述都寫到牠們能夠產生 1 萬度 ℃ 的高溫,前者是體溫,後者是噴出的岩漿,這確定不是多寫一個0嗎? 目前科學家有辦法產出最高的溫度只有 4990℃ 而已啊~
  4. 狂歡浪舞鴨另一版的敘述是「會用充滿異國情調的舞蹈迷倒看到的對手,然後揮舞以水構成的羽飾將其劈裂。」為什麼羽飾是用水構成的啊?這是怎麼辦到的?這跟強力水刀差在哪裡?
  5. 幸好這代寶可夢不是參考德國,因為這是歐洲重型卡車比例最高的地方,如果狂歡浪舞鴨源自這裡,他這一腳一定超出天際。

Rock Sun
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前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者