網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

0
0

文字

分享

0
0
0

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

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?

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?

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。

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。

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。

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。

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。

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。

 

文章難易度
遠流出版_96
53 篇文章 ・ 11 位粉絲
遠流出版公司成立於1975年,致力於台灣本土文化的紮根與出版的工作,向以專業的編輯團隊及嚴謹的製作態度著稱,曾獲日本出版之《台灣百科》評為「台灣最具影響力的民營出版社」。遠流以「建立沒有圍牆的學校」、滿足廣大讀者「一生的讀書計畫」自期,積極引進西方新知,開發作家資源,提供全方位、多元化的閱讀生活,矢志將遠流經營成一個「理想與勇氣的實踐之地」。


0

12
5

文字

分享

0
12
5

揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

文章難易度
科技魅癮_96
15 篇文章 ・ 12 位粉絲
《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》