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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

《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
38 篇文章 ・ 1306 位粉絲
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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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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

_____ 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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Peggy Sha/沙珮琦
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