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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。

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?

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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。

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。

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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。

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。

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哈~這裡我有找到了偷吃步!來試試看吧~

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)

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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……

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

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?

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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??

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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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文章難易度
Rock Sun
64 篇文章 ・ 963 位粉絲
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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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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「彈指」的速度到底有多快?物理學研究揭秘:只要 0.007 秒!
超中二物理宅_96
・2021/11/25 ・1805字 ・閱讀時間約 3 分鐘

人體的哪個部位做起特定動作時會最快呢?

如果你的回答是「眨眼」,那就錯了,雖然文學上的確是以「一眨眼」、「一瞬間」來形容速度很快或是時間很短暫……但答案是手指。(喂,想到奇怪的方面的人,自己去牆角罰站!)

除了「一眨眼」、「一瞬間」之外,類似的詞還有一個:「一彈指間」。

答案就是「彈指」這個動作。

「彈指」僅耗時0.007秒,比眨眼還快20倍!

科學家發現,拇指跟中指互相卡住的「集氣」時間不算,從中指開始動,到中指打到手掌的拇指指根處,算是一次彈指,歷時只有 7 毫秒,也就是 0.007 秒,而眨一次眼睛的時間是 150 毫秒。也就是說,「一瞬間」的時間比「一彈指」長了 20 倍。

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人類從很久以前就會做這個動作,古代經常是樂師或是舞者用來打拍子,維持音樂或舞蹈的節奏。例如一個希臘時代的壺,上面就有牧羊神潘恩一邊跳舞一邊彈指的圖畫。在武俠小說的世界中,「彈指」也是很厲害而且極具魅力的招數,像是古龍的「楚留香」,金庸的「黃藥師」。

近年來最有名的彈指,當然就是「復仇者聯盟」中,一彈就可以消滅全宇宙半數生命的「薩諾斯的彈指」。在 2018 年的「無限之戰」上映時,電影院中坐著一個男人:喬治亞理工學院(Georgia Tech)的 Saad Bhamla 教授。

一彈就可以消滅全宇宙半數生命的「薩諾斯的彈指」。圖/IMDB

利用4千fps的高速攝影,探究「彈指動力學」!

回到研究室中的教授,跟研究生討論電影劇情時,發生了爭論,因為教授認為「薩諾斯戴上看起來是金屬材質的無限手套後,摩擦力太小無法彈指」。理由是,在「聚氣」的過程中,拇指與中指之間必須有足夠的摩擦與彈性,才能累積足夠的能量,然後在彈指發動的那一刻(我本來要寫「瞬間」,不過瞬間慢了 20 倍,太久了)把彈力位能釋放出來。金屬材質的話,摩擦力不夠,一下子就滑開了。

於是 Bhamla 教授跟學生就決定對「彈指的動力學」展開研究,他們利用每秒可以拍攝 4082 幅的高速攝影機拍下彈指的連續動作,發現此過程中,中指的運動是以指根為軸的轉動,其「角速度」可以達到每秒 7800 度,一個圓周是 360 度,也就是每秒 22 轉——當然中指不會真的轉圈圈,大約轉 54 度,不到 1/6 圈就被手掌擋住了。

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(a) 古希臘的壺上面有牧羊神潘恩彈指的圖畫,西元前 320-310 年。(b)在不同時刻拍攝到的中指指尖連續動作的合成照片。(c) 由下而上,力、角加速度、角速度、轉動角度對時間的關係。(d) 彈指連續動作圖。圖/Journal of Royal Society Interface

由於從靜止加速到每秒 7800 度、再減速到靜止的整個過程只花了 7 毫秒的時間,瞬間「角加速度」高達 160 萬度每秒平方,實在是非常驚人的數字。

他們也戴上不同材質的指套進行實驗,其中一個是金屬製的「頂針」(裁縫師傅用的指套,用來保護手指不被刺傷,上面有許多小凹槽,也可以用來推針),戴上這個東西後,果然就因為摩擦力不足無法打響彈指。但也不是摩擦力越大越好,乳膠指套因為摩擦力太大,蓄積的能量一下子就被熱能耗散掉了,也快不起來。

研究團隊所建立的理論模型,藍色為拇指(推壓中指),綠色為中指(蓄積能量的彈力系統)。圖/Journal of Royal Society Interface

所以這個研究的結論是:「薩諾斯你演錯了!無限手套不能用金屬製品啦!」

拍電影要小心,不要被物理學家抓包……

這個研究,於 2021 年 11 月 17 日發表在英國皇家學會的《Journal of the Royal Society Interface》期刊。

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附帶一提,雖然「人類的彈指」看起來已經很厲害,不過比起「吸血鬼螞蟻」(Dracula ant)的下顎還差得遠,角速度可以達到每秒 2 億 4 千萬度(每秒 67 萬轉),角加速度更高達 15000 兆度每秒平方,這個數字真是難以想像是生物能做到的動作……

參考資料

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給《復仇者聯盟4》裡的薩諾斯:這是可以讓你理性拯救世界的物理指南
余海峯 David
・2019/05/17 ・2551字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 504 ・六年級

前方有雷別說我沒提醒啊。圖 / IMDb

 

——本文含雷,還未看《復仇者聯盟3、4》的讀者請斟酌服用 ——

 

很多文章已經寫過薩諾斯(Thanos) 在在《復仇者聯盟3》 裡50%宇宙滅絕計劃會碰到的問題(延伸閱讀:《復仇者3》魁隆的救世計劃──哲學家早就想好了。例如,50%其實並沒有聽起來那麼多,只需要幾代人的時間就能夠恢復。也未考慮到每個既得利益的權力高位都有50%機會變成真空狀態,搶奪權力和資源的行為根本不會因為有半數人被殺而停止,搞不好還會更會加劇。

而在《復仇者聯盟4:終局之戰( Avengers:Endgame)》 裡,來自過去的薩諾斯看到未來自己的成功,卻了解到宇宙並沒有因而變得更好。他意識到,無論如何,都總會有倖存的人未能接受事實,用盡方法回復原狀。

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薩諾斯表示「我有個大膽的想法。」source:moegirl.org

 

薩諾斯因此改變計劃,決定用無限寶石把全世界宇宙生命連同宇宙本身一起消滅,然後再創造一個新的宇宙,在新宇宙裡創造新生命。他認為這樣做就不會有人反對,大家都會快快樂樂起在新宇宙享受他創造的一切。

喂喂喂,薩諾斯你是嫌夜神月當得不夠好,想試試做真正新世界的神嗎?以下是我們推薦你可以更理性拯救世界的方法。

在自動存檔多重宇宙中,為何要執著自己刪除再另存新檔?

宇宙來自一場大爆炸,從虛無之中誕生。根據多重宇宙論,這過程已經發生無限次;在你讀這行字的時候又再發生了無限次,以後也會發出無限次。前面一句話所說的「已經」、「這時」、「以後」也不太正確,因為時間會連同宇宙本身一起誕生。就好像無限寶石也是宇宙誕生時一起誕生的,在宇宙誕生之前並不存在時間。或者應該說「並不存在『宇宙誕生之前』」。

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六顆無限寶石。圖/fandom

這樣的話,問題就來了。薩諾斯這樣做,與在另外多重宇宙裡開一個新的宇宙出來,有什麼分別?既然他並不打算「救贖」每個宇宙,那麼他倒不如帶著手套離開原來的宇宙,另外創造一個新的?這就好像玩電動遊戲時另外再多一個新的存檔,根本無需理會舊的存檔的生死啊?

薩諾斯難道是偏執狂,非要刪掉舊的存檔嗎?這樣的話又為什麼不去刪除其餘無限個宇宙呢?或者乾脆把多重宇宙都抹殺掉吧?但這也是不可能的,即使來自個別宇宙的無限寶石有能力抹掉其他宇宙,也不能在虛無中阻止新的宇宙從量子漣漪中誕生。新的宇宙原本就不存在,要怎麼去消滅不存在的東西?

而且,每彈指一次,使用者都會承受極大的傷害,所以比較理性的做法是不用彈指,直接簡單地用空間寶石到其他宇宙裡去,逐個看看生命有否為爭奪資源而互相殘殺。無限個宇宙之間,必定會有一個合薩諾斯心意,因為他希望創造的新宇宙,必然屬於無限個宇宙的其中無限個。

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所以,比較能保持身體健康,又不會惹到復仇者聯盟為自己製造麻煩的方法,就是利用六顆無限寶石轉移到其他宇宙,不再理會舊的。也不用傷害身體自己創造,因為他想創造的宇宙本身已經存在於多重宇宙之中!

帶走原本的寶石還能夠減低爭奪的機會,相信復仇者聯盟大多數都會樂意拱手相讓 除了奇異博士之外 。而且在宇宙之間穿梭的旅程上,也能順道收集其他宇宙的無限寶石!還可以把多餘的寶石賣給其他宇宙的薩諾斯,賺取一些旅費。

就算要毀滅世界也不要浪費既有資源啊!

另一方面,也談談資源的問題。且不談為何不利用無限寶石把宇宙中的資源加倍事情就解決了,事實上宇宙原有的資源薩諾斯你也都沒好好利用好嗎!還說什麼資源不足!

太陽。圖/pixabay

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首先,最低限度也要把太陽的能量100%完全利用才算環保吧。薩諾斯你都去過矮人國度了,人家工匠都懂得造個罩罩住一顆中子星,有效地提取能量,作為 MCU 裡面智勇雙全的新世界的神,不會不懂吧?這種天文學家稱為「戴森球(Dylan sphere)」的恆星罩,可是地球人都能理解的程度,是一個行星文明進化成為恆星際文明的101程度課程啊。

只要能完全利用一顆恆星放出的能量,就能保障一顆行星上的文明好幾十億年供應的能源了。即使每顆星上都有生命,恆星提供的能量依舊足夠行星上每個人都過著富裕的生活。即使恆星會死亡,那也是幾十億年後的事,到時候只要用寶石把整個行星搬去其他的恆星就可以了。

行星死亡後會變成白矮星、中子星或黑洞,而且仍能持續提供能量。白矮星和中子星的情況與普通行星的戴森球沒有太大分別,只是白矮星和中子星比較細小(分別約為地球和香港大小)和比較熱(亦即提供更多能量)。

黑洞。 圖 / Wikipedia

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黑洞的情況比較有趣。連光也逃不掉的黑洞,竟然也能夠用來提取能量!黑洞的事件視界就是那條不歸路的分隔面,穿過了事件視界的一切都不可能再走出來。神奇的是,在事件視界外面一段距離,光能夠在穩定的「軌道」上環繞黑洞公轉,這軌道叫做光子圈(photon sphere)。如果黑洞會自轉的話(極可能會),在這光子圈與事件視界之前會有一片時空,被黑洞自轉拉扯著,形成叫做動圈(ergosphere)的時空區域。

在動圈裡面,你需要跑得把光更快才能「原地靜止」。所以,如果把一束光沿着動圈自轉的方向發射,其中部份會落入黑洞事件是界之中,另一部份就會被動圈加強強度。只要造一個完全由鏡子造成的戴森球罩住黑洞,再打開少許然後往裡面照射一束光線,光就會自動不斷加強。最後要做的是聰明地定時打開缺口,讓光線跑出來,然後就能利用光線裡變多、變強的能量。不小心的話就會爆炸,不過有無限寶石,隨時能夠復原吧。

總而言之,宇宙裡的資源多得離譜,只視乎薩諾斯懂不懂去利用它。等到最後,連白矮星、中子星、黑洞都蒸發消失,宇宙就會進入所謂的「熱寂(heat death)」,不會再有在任何物理過程發生。到時候才用手套變出更多資源吧!

原來如此!這樣我懂了!(設計對白) 圖 / IMDb

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余海峯 David
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天體物理學家。工作包括科研、教學和科學普及。德國馬克斯・普朗克地外物理研究所博士畢業。現任香港大學理學院助理講師。現為《立場科哲》科學顧問、《物理雙月刊》副總編輯及專欄作者、《泛科學》專欄作者。合著有《星海璇璣》。