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《驚奇隊長》裡的貓貓英雄:那些關於「呆頭鵝(Goose)」的科學小秘密!

雷雅淇 / y編_96
・2019/03/07 ・2671字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

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《驚奇隊長》看完後根據泛科學編輯部不科學的統計,百分之 87 的人會想知道這兩件事:《復仇者聯盟4》何時上映,以及能不能告訴我關於呆頭鵝 (Goose) 更多的事!(最好XD)

關於《復仇者聯盟4》可能要問問隔壁棚的姐妹站「娛樂重擊 Punchline」(對了對了,順便附上隔壁棚的影評:《驚奇隊長》:發展潛力大於實際執行,在雙重壓力下的奮力翱翔,歡迎左轉再右轉去討論),但關於橘貓們,科學可以再來多談一點。

以下是這隻橘貓可能不想讓你知道的小秘密,關於貓主子若你害怕知道太多,或是還沒看電影怕劇透的話,請酌情閱讀。

source:IMDb

 

_____這是防雷分隔線,咕嚕_____

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橘貓這麼可愛,百分之 87 是男生?

虎斑、玳瑁、三花、黑的白的灰的橘的,這些形容不是針對貓咪的品種,而是指牠們的花色。但,貓咪的花色又是怎麼決定的呢?讓我們來看看下面這張表,保證你不會立馬看懂,但它會讓我們想起高中時有學到、有點令人懷念的「性聯遺傳」。

貓咪的毛色由 X性染色體上的「Orange基因」決定,其對偶基因表示為:顯性O/ 隱性o 。由於公貓的性染色體為 XY,因此他們只要在 X染色體上有顯性 O 的基因就會呈現橘色,而母貓則要在她的兩條 XX性染色體上都帶有顯性 O 的基因才能成為橘貓。

因此就機率來說,隨機遇到橘貓而他是男生的比例大約是 3/4,還不到百分之87 啦!但如果你遇到三花貓是男生那可就是不得了的幸運了。

source:Buenosia Carol @Pexels

三花貓的 X染色體上帶有決定黑色和橘色的基因,而白色基因則在體染色體上。X染色體在體細胞中其中一條會被去活化,因而在轉錄時受到限制,進而使其特性不被表現。如果被去活化的是黑色基因則表現橘色、是 Orange 基因的話則是黑色,所以能同時有黑色、橘色和白色的三花貓,才會大多都是有兩條 X染色體的母貓。僅有在很少數的情況下,因為嵌合體的情況多一條 X染色體的公貓,才有可能是三花公貓。

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真的是十隻橘貓九隻胖,還有一隻特別胖嗎?

雖然呆頭鵝不太胖,但再次根據泛科學編輯部不科學的取樣偏差調查,似乎有許多橘貓僕人都在服侍著胖貓主子。所以,橘貓真的是生來就會特別容易胖嗎?

大橘為重啊大橘為重。source:Tripp@Flickr

上一段我們提到了,毛色與 Orange基因有關,但其實目前並沒有相關研究證實 Orange基因和橘貓的體重無關。只能說……有可能橘貓的主人特別會餵,或者這其實是個取樣偏差造成的誤會,又或者「大橘為重」是這大宇宙中我們還沒找到的某個神秘的規律。

橘貓與體胖無關,但那心寬呢?有研究針對貓咪的毛色與個性和看獸醫時的反應做了調查(但填寫問卷的是僕人而不是主子本貓,有點可惜啊),研究統計發現與三花、玳瑁和虎斑這些與橘色性聯有關係的貓咪對人比較有攻擊性,然後黑白貓會把貓僕人的照顧視為騷擾,灰白貓容易在看獸醫的時候亂發脾氣等等。

但正如我們看書和看謎片如果只看封面就會被詐欺一樣,本研究僅供參考,貓貓的個性,最終還是得取決那隻貓貓啊。

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掐住貓貓的脖子他就不會動了?

那一天,人類和史克魯爾人終於回想起了貓咪與 Flerken 的恐怖,和被他們囚禁於傲嬌和肚皮中的那份屈辱。

但沒關係,抓住貓主子的脖子,把牠們從後面拎起來就好了嘛?!不知各位僕人有沒有發現,貓主子跟巨人一樣後頸似乎有弱點:只要捏著貓咪脖子後面的肉,牠就乖乖的不會亂動,像被催眠一樣。

這樣的現象稱為「Clipnosis」,而之所以會有這樣的行為,研究者推論這是為了讓母貓能夠更容易的攜帶小貓;且不只有貓咪有這樣的現象,它同時也發生在狗狗、兔子、小鼠甚至是人類身上。

俄亥俄州立大學 (Ohio State University) 臨床獸醫學的教授 Tony Buffington 曾以此現象作為研究主題,他們用長尾夾夾住了貓咪的後頸,被夾住的貓咪便會拱起背脊、把尾巴收起來並且乖乖的不動。

Source:原始論文
這是牠的背後XD Source:原始論文

此時貓咪的瞳孔並沒有放大,且心跳、呼吸速率也都是正常的,生理現象一切正常,因此推論貓咪之所以會有這樣的行為不是因為害怕或是疼痛。因此他們推論這是為了讓母貓能夠更容易的攜帶小貓;且不只有貓咪有這樣的現象,它同時也發生在狗狗、兔子、小鼠甚至是人類身上。

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日本神經科學家也注意到抱著剛出生的嬰兒會有快速鎮靜的作用,於是利用了小鼠做研究,了解這樣的行爲其背後的生理機制為何。他們發現,當小鼠銜著小小鼠,和人類抱著嬰兒時,有三個反應會非常類似:停止哭泣、順從、以及心跳速率降低。

 

那麼面對貓皇,愚蠢的人類會有哪些神秘的行為呢?

請繼續閱讀下篇:《驚奇隊長》與貓貓英雄呆頭鵝:科學解析貓皇和人類的神秘關係!

 

source:IMDb

參考資料:

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延伸閱讀:

想認識更多電影中的科學,來泛知識節和我們一起聽泛科學專欄作者余海峯聊《科幻中的科學》吧!

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雷雅淇 / y編_96
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之前是總編輯,代號是(y.),是會在每年4、7、10、1月密切追新番的那種宅。中興生技學程畢業,台師大科教所沒畢業,對科學花心的這個也喜歡那個也愛,彷徨地不知道該追誰,索性決定要不見笑的通吃,因此正在科學傳播裡打怪練功衝裝備。

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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《復仇者聯盟4》告訴你:懂物理學可以拯救世界?
peggysha
・2019/04/24 ・2606字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

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_____ 防雷分隔線_____

 

感謝復仇者們陪伴我們的這段時光。圖/IMDb

 

_____ 再來一層防雷分隔線,復仇者要上場囉_____

 

 

我們都知道在《復仇者聯盟 3》中,薩諾斯大大一個彈指間,地球一半的生物灰飛煙滅。那麼問題來了:在《復仇者聯盟 4》(以下簡稱《復4》)裡頭,各路英雄究竟該怎麼把大家再給救回來呢?

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電影用了個十分老派的方法:時空旅行。(以及一堆聽起來萬分浮誇的專有名詞,包括:量子物理、德意志悖論和莫比烏斯環……)

那麼,接下來就讓我們用科學的角度,看看這些花俏的名詞究竟要如何拯救世界。

想拯救被薩諾斯摧毀的世界,首先,來場時空旅行!

想要拯救那消失的 50% 的生物,首先就要談談那些不知道從哪裡來但反正就是超厲害的「無限寶石」們,就是因為有它們,薩諾斯才能轉眼毀滅半個世界。若是要救回那 50% 的生物,寶石可說是重要關鍵。可惜的是,毀完世界後,薩諾斯也順手把寶石們都毀光光了。因此,復仇者們必需回到過去各個時間點,尋回過去的寶石。

然而,時空旅行真的可行嗎?

若我們採用愛因斯坦在狹義相對論裡的說法,只要用接近光速的速度移動,理論上,我們都可以在短短的人生中,「往前」旅行數百萬乃至於數億年的光陰。但是、穿越「回去」則是相對而言十分困難的事。

許多人將時空旅行的希望寄託在「黑洞」上,在黑洞中心奇異點的位置,重力極大,造成時間空間破裂,因此將黑洞與白洞連結,兩者間將產生「蟲洞」,人們便可以此穿越時空。

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  • 想知道更多關於時空旅行的方法?讓動畫告訴你:

回到過去不容易,沒祖父就沒有你

回到過去的時空旅行會出現很明顯的邏輯悖論,就像是著名的「祖父悖論」。

「祖父悖論」的內容是:如果你穿越回去、殺死了年輕時的「你爺爺」,那麼照理說「你」根本就不會出生,但如果你從來就沒有被生出來,「你」又要如何回到過去把爺爺殺掉呢?

這樣牽一髮而動全身的時空旅行,發生在所謂的「封閉類時曲線」 (closed timelike curve,CTC)。有些理論認為,因為這樣的迴圈在物理上無法實現,因此,回到過去本身就是一件不可能發生的事。

此外,也有所謂的「希特勒悖論」:假設為了阻止希特勒造成生靈塗炭的第二次世界大戰,我們派出探員穿越時空回到二戰前,暗殺了希特勒,而後阻止了二戰爆發。那麼,問題來了:如果根本沒有所謂二戰,又幹嘛回到過去殺掉希特勒呢?在這次的時空旅行中,旅行本身就消除了一開始旅行的目的,讓這整趟旅程顯得無比弔詭。

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  • 覺得有聽沒有懂?看動畫更好理解喔:

展開吧!多重宇宙裡什麼都是有可能的!

那麼,在終局之戰中,復仇者們又是如何進行時空旅行的呢?

電影首先吐槽了《回到未來》等時空旅行經典電影(就說了不能用改變過去來干預未來了齁~)然後,復仇者們走了另一條路──替代宇宙 (alternative reality)。

替代宇宙的概念是,當你回到過去做了某些改變,就會因此製造出一個全新的宇宙,就像是將原本的一個世界分支出多重時間線。在物理上,我們稱之為「多世界詮釋」(the many-worlds interpretation)

而為了不要在拯救一個世界的同時創造出三百個新世界,復仇者們決定回到過去「借用」無限寶石,拯救完現在這個地球後,再把寶石們還回原本的世界,一樣的時間、一樣的位置,就像沒有借過一樣(!?)

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聽起來很棒,但這能成功嗎?

所以…到底什麼是量子物理?

在《復4》中,我們會一直聽到量子物理,的確,現在有許多時空旅行的新理論都以量子物理為基礎,而其中有些理論,似乎解決了祖父悖論的問題。

恩……所以到底啥是量子物理?這其實是一種看待萬物的不同方式,在量子物理中,原子粒子更像是一種模糊不清的概率波。有多模糊不清呢?你永遠都不可能「同時」知道某個粒子現在在哪兒跟它要往哪裡移動。你只能知道它大概會有某些機率出現在某個特定地點。

一位英國物理學家大衛‧多伊奇 (David Deutsch) 便將這個概念結合了多重世界理論 (Many Worlds theory),而後發現,只要你用概率的方式去表達一切(把概率推到極致),你就可能可以解決祖父悖論。

怎麼說呢?就像是粒子充滿了無盡可能,回到過去的旅行者也只有部分機率會殺掉他的祖父,如此一來你也沒死、祖父也沒死,真是可喜可賀可喜可賀啊!如此一來,也就打破了前述的因果關係循環。事實上,這在模擬中,已經成功了。

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這看起來或許有些奇怪(加上電影用了很浮誇的方式在敘述),不過,實際上的量子力學,可能比這個還要難懂。別擔心,你並不孤單,畢竟科學家們自己也都還沒有搞清楚。

科學家現在也沒有完全解釋量子物理帶來的各項難題。

關於量子力學,還有哪些名詞你該知道:

普朗克尺度 (Planck scale):所謂的普朗克尺度呢,看的是非常非常非常小的東西,普朗克長度、普朗克時間、普朗克質量等等都是物理上用來敘述的最基本單位。而一個普朗克長度是 1.616 × 10−35 公尺,沒錯,就是這麼小。這個距離,便是光在一段普朗克時間(約為 5× 10−44 秒)內前進的距離。

反莫比烏斯環 (Inverted Möbius strip):那麼東尼看著的那個看起來超級厲害的「反莫比烏斯環」又是個什麼東西?恩……查無資料。但我可以跟你說莫比烏斯環是什麼。

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想要做出莫比烏斯環其實很簡單只要拿張紙,轉 180 度,再把它的兩端黏起來就可以了。不過,可別小看這個環,它藏有許多奇妙的性質,它沒有正反面的分別,而是僅有一面,也就是說,你在環上隨便找個點往前畫畫畫畫畫,最後都會回到原本的地方,而且會將各處都塗滿同一個顏色。

莫比烏斯環。圖/ByDavid Benbennick, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

排除掉那些看起來漂亮但不知道在幹嘛的名詞,《復4》的劇情實在花了許多力氣試圖完整時空旅行的方法、解決時空旅行悖論。

於是,一天又平安地過去了,感謝復仇者們的努力。

參考資料:

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  • Avengers: Endgame exploits time travel and quantum mechanics as it tries to restore the universe [2019.04.24] The Conversation
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peggysha
69 篇文章 ・ 390 位粉絲
曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

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《復仇者聯盟4:終菊之戰?》這是讓蟻人能打敗薩諾斯的終極絕招!
Rock Sun
・2019/04/23 ・4704字 ・閱讀時間約 9 分鐘

閱讀此篇文章時,建議不要身處公共區域,要不然請確定旁邊的人正在忙。

隨著⟪復仇者聯盟4:終局之戰⟫的接近,網路上各種謠言和都市傳說滿天飛,包括誰會加入、誰會復活、平行宇宙會怎樣運作……等等,其中有一個最讓R編噴飯的說法,我相信許多流連網路的漫威粉絲一定也聽過,就是傳說中的Thanus假說」。

什麼是Thanus假說」?我是不是還是不要知道比較好……source:IMDb

什麼是「Thanus假說」呢?從英文字面來看,是薩諾斯 (Thanos )加上 肛門 (anus)….. Thanus假說就是指復仇者聯盟在無計可施的情況下,唯一打敗薩諾斯的方法,是叫蟻人爬進薩諾斯的肛門裡,然後變大……R編把這招叫做量子菊花爆

這派說法最早在2018年年中出現,一直到大概2月底在國外論壇中突然梗圖大量發生,把看Reddit當作日常生活的R編也在當時看到了這個充滿無限科學潛力的戰術(註1),腦袋很癢,覺得這實在是太母湯酷了。

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Enter that ASS!!(此為改圖)(圖片來源/reddit)

但是身為一個空想科學作者,你一定要問…..這方法行得通嗎?

是誰厲害呢?蟻人的變大機制還是薩諾斯的肛門括約肌?薩諾斯會求饒嗎?還是一點感覺都沒有?

不管怎樣,這已經超出我們一般認知的矛盾對決一定要來討論一下啦!!

肛力招來…括約肌有多強呢?

只要是動物~基本上你全身上下、由內而外都有肌肉,心臟?不好意思全是肌肉;寒毛直豎?不好意思也是肌肉,不過我們這裡要談到的肌肉,你每天無時無刻都會用到,只是絕大部分的時候你不太會意識到,那就是括約肌。

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括約肌是分布在人和動物體內某些管腔壁的一種環形肌肉,而人的肛門尿道、連接腸胃的地方都有括約肌。比較不一樣的是…腸道內的括約肌例如幽門和賁門都是由平滑肌組成的,並不受意識控制,這很可以理解~畢竟這是防止食物逆流的重要器官,你沒事去控制它幹嘛?

但是肛門口的括約肌就比較不一樣了~作為一個和外界接觸的器官,為了能夠控制排尿和排泄能力以及保護不被異物入侵,所以肛門括約肌可以被我們控制。肛門擁有內與外括約肌,前者只有協助排便的功能而無法靠意識控制;後者是由骨骼肌構成,可以被控制。

既然要探討蟻人量子菊花開能不能成功,我們就絕對需要一個絕對重要的數據,就是薩諾斯的肛門括約肌力量(註2)。

不過首先我們得先了解人類的肛門括約肌,再來推斷薩諾斯的肛門括約肌有多強。

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非常傳神的一張梗圖,把英雄的氣勢和反派的煎熬表現得很好(圖片來源/reddit)

多虧了許多直腸方面的醫學技術和檢測,肛門括約肌內的壓力並不是最難找的資料,只是有一些出路,不過綜合找到的資料,我們可以知道在正常、沒有用力的狀況下,人類的肛門括約肌壓力測得壓力大概有50~70毫米汞柱,其中只有15%是來自外括約肌;但一旦我們用力想要緊閉肛門,外括約肌就會全力輸出,壓力會達到120~170毫米汞柱(註3),為了之後方便計算,我們分別採平均值60以及145毫米汞柱。

但是薩諾斯畢竟不是地球人,是壯碩、強大的泰坦人,都能跟整個宇宙對幹了,想必括約肌一定也不同凡響,我們需要找到他力量與一般人類的差距倍數,才能知道他的肛門有多強。

哈~這裡我有找到了偷吃步!來試試看吧~

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連鑽石都壓得出來的超級肛門

國外有人作過有關薩諾斯力氣的研究,他從薩諾斯空手捏碎宇宙魔方(a.k.a 空間寶石)的場景推算,得到的結論是薩諾斯的力量比一般人類強了大概75萬倍(註4),我先借用這個數據來算算看,並假設薩諾斯的肛門也是比一般人類強750000倍的話,那麼他的紫色菊花在正常狀態下壓力就有4500萬毫米汞柱,用力時能夠達到1億875萬毫米汞柱,如果我們換算成一個更熟悉的單位的話,這差不多是60億和145億帕(Pa, N/M2)…..

這太高了……已經不是正常肌肉的範疇了啦!!

當薩諾斯什麼事都不做的時候,他的肛門自己會產生60億帕的壓力,這已經超過了馬里亞納海溝底部的水壓,還能夠把世界上絕大部分的物質壓碎,連最強的人造纖維Zylon也無法倖免,照樣擠成一團;而如果薩諾斯用力的話,連氧氣都能固化,甚至能夠擠出人工鑽石……所以當薩諾斯大便的時候,如果糞便還有碳的話,他只要用力一下就會掉出鑽石囉!!但是隨時隨地他的肛門括約肌都是60億帕的情況下,你要怎麼大便啊??(註5)

這下子蟻人鑽進去根本是自殺啊……可能都被壓成蟻汁了……嗚呼哀哉……

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輕輕鬆鬆、來去自如??(圖片來源/reddit)

可能大錯特錯的泰坦肛門推論

既然這樣,我們只好自己想辦法了~我們需要從薩諾斯的身高、體重來假想他的括約肌強度。

漫威的百科裡面有紀錄薩諾斯身高為6尺7吋,也就是剛好2公尺,但是在電影裡,鋼鐵人只到他的手肘而已,所以他絕對比2公尺還高,可能還多了60公分,既然我們討論的是電影宇宙,那就以2.3公尺當他的身高好了,另外~他的體重是447公斤。

這體格真的是壯的很誇張,舉個例子好了,知名的摔角選手約翰·希南(John Cena)身高是184公分,體重是114公斤,如果我們把他放大到跟薩諾斯一樣,身高會是1.25倍,而體重和身高的立方成正比,也就是我們需要把希南的體重乘以 1.253倍才會是他放大之後的體重,也就是222公斤,但是薩諾斯的體重又比這個數字多了1倍。薩諾斯是很結實沒錯,但看起來也像一個摔角選手體型,看來他的肌肉密度可不是蓋的啊~(註6)

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如果我們假設約翰希南的肛門括約肌力量是人類的高標,也就是70和170毫米汞柱好了,然後肌肉力量與體重成正比,這樣的話薩諾斯的括約肌力量都要乘以1.253再乘以2,變成273和664毫米汞柱,也就是36,400和88,500帕 (N/M2)……ㄟ~還ok嗎~比1大氣壓還小喔。

蟻人與復仇者聯盟的B計畫

但是別忘了壓力與面積有關,所以我們需要更進一步知道薩諾斯的肛門數據,知道他會有多少面積的括約肌再用力,但這跟蟻人把薩諾斯的肛門撐多開、以及用什麼方式撐開有關。

正常人類的肛門括約肌厚度大概是3公分,因應薩諾斯的巨大體型,我們乘上他的身高倍數,我們得到厚度為3.75公分。

R編自製示意圖

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假設蟻人順利縮小到原子大小,進入薩諾斯的肛門口,而我們的泰坦人也完全沒有感覺。現在蟻人順利的變大,用雙手雙腳撐開了0.5公分…這差不多是作直腸檢測的時候管子的直徑…這當下壓力會是多少?

0.5*π*3.75*0.0001*(變平方公尺)*36,400=21.4 N (牛頓)

但是這只是薩諾斯的肛門提供的力而已,蟻人只靠他當下小小的雙手雙腳撐住而已,一般人的手掌腳掌面積取個平均值大概是0.017平方公尺(注7),蟻人演員保羅魯德身高是178公分,面積的變化大概跟身高變化的平方成正比,所以變小蟻人的手掌腳掌面積變成超級迷你的1.34×10 -7 平方公尺,力量除以面積~我們可以得到在這當下蟻人單個手腳掌承受的壓力是16億帕。

等等!!怎麼又是這種數字啊!!16億帕雖然沒有之前的誇張,但是已經是能夠把強大的英高鎳合金折斷了,蟻人啊,你真慘……

寫到這裡,R編已經不想再摧殘蟻人了,但不代表復仇者聯盟會就此收手,誰規定打開這朵紫色菊花一定要把蟻人放進去??

B計畫!!把美國隊長的盾牌縮小放進去,這技術上完全沒有問題,大家都看過電影中蟻人可以靠道具讓車子自由變大變小,而且隊長的盾牌既然是最強金屬打造的,應該就不需要擔心了吧~沒事幹嘛把人命浪費在屁股裡?

復仇者聯盟
當你犧牲了盾牌來打敗薩諾斯….(圖片來源/marvel)

直接把盾牌變成原始大小有點太……太不闔家觀賞了,所以為了只是把薩諾斯用痛這個目的,我們就假設把盾牌放大成直徑21公分吧~(為什麼挑這數字?注8),而且理所當然薩諾斯會用力抗拒,所以要用上他的88,500帕這個數字,我們可以得到薩諾斯當下用力為:

21*π*3.75*0.0001* (變平方公尺)*88,500=2188 N (牛頓)

美國隊長的盾牌原本的直徑差不多是76公分,我們假設厚度是1公分,現在變成直徑只有21公分,厚度會只剩下0.28公分,所以這樣的話與薩諾斯肛門接觸的面積會有1.85*10 -3 平方公尺,所以……盾牌當下承受壓力是118萬帕

喔喲!!這只比人類的咬合力強了一點點耶!!太棒了~所以只要撐過一開始連超合金都能壓碎、從四面八方包覆而來的壓力之後,薩諾斯的肛門就會卡著一個異物在地上痛得死去活來。

但是這個計畫絕對要進行的快狠準,放大要瞬間且抓準時間,因為別忘了薩諾斯已經收集完了全部的寶石。從薩諾斯的角度,他其實也有很多的解套方法……例如用力量寶石加強他的括約肌強度、用時間寶石回溯時間、用現實寶石讓肛門錯位….或是最直接的大絕招…用空間寶石把肛門變大,所以不能給他握拳的時間。

一切就發生在復仇者聯盟與薩諾斯周旋的時候,蟻人就帶著盾牌往那紫色的菊花衝過去,安置好之後逃出來,然後到數3…2…1…復仇者聯盟加油!!

最後奉上一張梗圖(圖片來源/reddit)

然後我不想再研究薩諾斯的這個部位了……如果有哪位專家想要更詳細全盤剖析這驚動全宇宙的戰術的話,歡迎加入這個行列!!

(這邊要感謝我的好友兼動物生理學顧問 長頸鹿,沒有他一開始提供的概念,我還覺得這篇文章寫不出來哈哈)

編註

  1. 給那些很好奇的人: 國外reddit Thanus梗圖版
  2. 再繼續討論之前,可能會有人看過另一個一樣在探討Thanus的國外文章,,使用一個我真的不太清楚的方法叫體積模數,但是人家似乎是生理學家,所以可能比較準吧~ 大家可以的話也可以看看。
  3. 這兩個參數分別叫做肛管靜息壓和肛管最大收縮壓,其他還有像排便壓之類的數據,總之做一個直腸檢測,你就會有很多參數會知道,如果R編有空也更想投身這個研究的話,應該要去做一次檢測再來寫的……
  4. 這篇論文在這裡,基本上這篇文章的作者假設宇宙魔方是以奈米碳管打造,薩諾斯用多少力氣把它捏爆。
  5. 當然我們沒看過薩諾斯吃飯,更不用說知道他的大便是什麼材質,漫威宇宙充滿許多神奇元素,說不定他的大便也很厲害,或是用其他方法排泄(那幹嘛要有肛門?)。
  6. 原本這裡一大段是是用巨石強森當作模板的,但是發現希南又更壯、形態上比較像薩諾斯,而且體重比較接近,所以就改用約翰希南,重寫了一遍。
  7. 一般人的手掌大小差不多是160~180平方公分,而腳掌稍大一點,但是差距也更大,差不多是140~210平方公分。
  8. 我google了”World biggest dildo(世界最大假陽具)”…………網路世界真是好用。(到底誰要買這種東西啊?!)

參考資料:

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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