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小人物、懷舊風,再加上一點特異功能,讓人不斷想起周星馳!——《超能家族》推薦序

鄭國威 Portnoy_96
・2019/12/06 ・1476字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

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如果你趕時間,我就先講結論:這本小說真是好好看!

雖然「超能力」在現今的流行文化裡已經一點也不稀奇了,彷彿走在路上招牌掉下來都能砸中兩名超能力者(跟五個活屍),但《超能家族》這本小說還是給了我極大的驚喜跟滿足感。這可是在漫威、DC、超人特攻隊、我的英雄學院、一拳超人以及衍伸出的無數個宇宙,把能講的超能力者故事大概都翻炒過不知道幾輪之後。光這點,我就願意為這本我剛讀完的小說起立鼓掌三分鐘。

說到超能力,其實更適合用在這部小說裡的詞是「特異功能」。圖/GIPHY

說到超能力,其實更適合用在這部小說裡的詞是「特異功能」,比較復古一點,威力大概是手指識字、隔空抓藥、搓出一副同花順那個級數,不是召喚雷電或變身成綠色巨人那種。在全世界都因為《X戰警》、《復仇者聯盟》跟《正義聯盟》系列而對動輒世界末日的超能力大戰疲乏之後(應該不是只有我疲乏到想吐吧?),泰勒馬科斯一家的鳥事反而令人覺得清新,在此誠摯希望 X教授跟鋼鐵人永遠不要去打擾他們。

家庭環境失能到哭天喊地,但家族成員超能到飛天遁地的故事,本書當中的泰勒馬科斯一家當然不是第一個。但裡頭一個個角色魯蛇魯得這麼入味、廢柴廢得讓人覺得呼吸都浪費,可真不容易。這家老小各種因超能而低能的行徑令人捧腹,不甘於平凡卻被現實重力壓得頭都抬不起來,也讓人心有戚戚,這當然是個極為逗趣的家庭故事,然而搭配寫實的場景與時代感,也切實描繪了小人物的細微心境。

是的,小人物、小敘事,懷舊風,加上一點特異功能,活脫脫就是周星馳《賭聖》跟《少林足球》的招牌元素,讓我這個星爺的粉絲不禁在讀書時不斷想像,就連躺在床上都在想,要是這個好故事,除了必然問世的好萊塢版,還能翻拍星爺版就好了。雖然星爺的年紀遠遠還沒到書中泰迪老爺子的歲數,但絕對是最適合演出這一角色的人了。

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怪奇物語。圖/IMDb

另一方面,本書也讓我想起 Netflix 上的熱播戲劇《怪奇物語》跟《雨傘學院》。同樣都有超能力、失能家庭、記憶與歷史裡的謎團、穿越時空、祕密機關……以及一大堆小孩,越是混亂越有看頭。讀者,例如我,將會覺得這家的人真是欠揍又欠愛,但這不就是家人嗎?

這本小說跟《冰與火之歌》一樣,以多人第三視角敘事法,多線多層多面地把故事展開,交錯著年代,還時常進入倒敘回憶,對讀者來說一開始或許會有點摸不著頭緒,但很快線與線、記憶與記憶之間就會開始交織,讓讀者「喔喔喔喔」地停不下來,也展現出作者的寫作功力,不愧能奪得二○一七年亞馬遜編輯評選年度最佳科幻及奇幻小說第一名。

喜歡這部小說,還有一個個人的原因:我發現自己跟故事裡的麥提同年,不禁讓我回憶起一九九五年的夏天,同樣十四歲的我正在幹嘛?嗯……可能也跟他一樣,時常「魂不守舍」……呃,我還是閉嘴好了。

真要說這部小說的缺點,我想反而就是太「美劇 Ready」了,特別是對我這種看劇看很多的人來說。從篇幅、角色的內心戲分量、動作場面、俏皮話、故事發生的場景,都讓我讀起來像是在看一部已經拍完的精彩美劇,好像連刪減都不太需要。這怎麼會是缺點呢?缺點就是小說都寫得那麼有畫面感了,戲劇要拍得引人入勝就更挑戰了—除非是星爺版啦!

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Dhobi Ghat is a well known open air laundromat in Mumbai, India

本文為《超能家族》推薦序,2019 年 10 月,時報出版

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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1166 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。

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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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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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「通靈者」為何能聽到死者低語?關鍵原因:幻聽讓他們逐漸相信超自然信仰
Peggy Sha
・2021/11/29 ・2214字 ・閱讀時間約 4 分鐘

你曾經在深夜半夢半醒的時刻,聽到過那種窸窸窣窣的聲音嗎?在一片漆黑之中,似乎隱隱傳來了一陣低語,讓人分不清那到底是樹葉搖晃的聲響,還是來自另一個世界的回音……

很有趣的是,面對類似的「幻聽」體驗,不同的人卻會有完全不一樣的解讀方式;有些人覺得自己天賦異稟,有些人卻覺得自己怕是生了大病。

究竟,是什麼造就了兩者之間的差異?是因為個性、生長環境,還是他們真有所謂靈異體質呢?

對於幻聽的能力,有些人感到困擾,另外一些人卻是覺得自己與眾不同。圖/Pexels

釐清「幻聽者」的自我認知,有助於心理診斷

你或許會覺得奇怪,所謂幻聽、幻視這種聽起來有些怪力亂神的東西,難道也歸科學管嗎?嘿,還真是。

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近年來,有不少心理學研究都嘗試認真考究「幻覺」背後的相關論述,因為同樣是面對幻覺,不少人引以為傲,卻也有人深以為擾,如果能釐清其中的差異,對於相關心理健康診斷將會大有助益。

不管是靈媒還是普通人,都給我來做問卷!

所以說,到底為什麼有些人認為自己能聽到來自靈界的聲音?

為了回答這艱深的問題,英國諾桑比亞大學與杜倫大學的心理學家 Peter Moseley 與 Adam J. Powell 透過英國的全國通靈師聯盟(對英國真的有這種東西)招募了 65 名可以接收到各種「訊號」的通靈主義者(Spiritualists),再用社群軟體找來了 143 普通人當作對照。這些人的年齡介於 18 到 75 歲之間,都會說英語,其中將近 85% 的人來自英國。

好了,找來了這些人之後要怎樣呢?研究者把他們……通通丟去做問卷了!

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沒錯!就是如此簡單粗暴。但說起來簡單,做起來可不容易,因為這些評估的內容包含了非常多面向,不只需要依序完成,而且如果在某些部分半途而廢的話,數據就會不算數。真是非常考驗耐心的填答過程呢!(笑)

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不管是通靈者還是麻瓜,都必須經過複雜的測驗與評估。圖/Pexels

第一部分,受試者需要填答自己的通靈經驗(Assessment of spiritual experiences),比如說:平常是不是就能看見/聽見靈界的東西?如果可以的話,是多久會聽到/看到一次?是在腦袋裡聽到還是聽到外面的聲音?最後一次的通靈體驗在什麼時候?等等。其中也會有些開放式問題,來確認他們的通靈初體驗到底是在某年某月某日。

再來,他們要做一個「專注」(Absorption)能力量表。這「專注」兩字可是大有學問,「專注」泛指個人沈浸在電影、音樂和心理意象等內外部刺激的傾向。白話來說,就是一種個人「可不受外在因素干擾,並高度沈浸在某種心理活動」的狀態。在被經過特定方法評估後,個人「專注」傾向的高低,可作為感官研究的指標,例如在身心治療中,評估患者是否具有解離症狀的解離經驗量表(Dissociative Experiences Scale),抑或是早期催眠易感性的研究。

接著,受試者則要填答「幻覺量表」跟「超自然信念量表」,最後則結束在一系列自我認知的問題中,看看受試者是如何評價自我與他人的互動,又是如何看待社會認同的。

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啊是有多常幻聽?44.6% 通靈主義者:天天都能聽!

好的好的,做完了這麼多問卷,到底得出了什麼樣的結論呢?調查發現,通靈主義者們第一次「聽到」另一個世界的聲音時,其實相對年輕,平均年齡落在 21.7 歲左右

調查中有高達 44.6% 的通靈主義者說自己每天都能聽到「聲音」,其中,有 79% 的人認為這些經歷已經成為日常生活的一部分。那麼,這些聲音究竟是從哪兒來的呢?大部份人覺得是在腦中聽見的,但也有 31.7% 的人報告說這些聲音是來自外部的。

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近半數的通靈主義者每天都能聽到聲音,而且大部份人覺得聲音是來自於腦中。圖/Pixabay

通靈主義者與一般人最大的不同,在於他們更相信超自然現象,也不太在意他人的看法,而最特別的是,他們通常擁有較高的專注(Absorption)能力。

而對於一般人來說,較高的專注能力與超自然信仰之間也有密切的關聯,但即便專注能力較好、更相信超自然的事物,也不代表他們就會因此產生幻聽。(就算很相信,冥界的聲音也不是想聽就聽得見 der)

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超自然信仰,不是成為通靈者的先決條件

有趣的是,很多通靈主義者在自己遭遇靈異經驗前,根本就不知道相關說法,相反地,他們是先有了體驗,才在找答案的過程中逐漸成為一位通靈主義者。

換言之,對這些通靈主義者而言,幻聽並不是同儕壓力、社會環境或超自然信仰暗示而產生的「結果」;反而是先有幻聽經驗這個「原因」,才讓這些人成為了通靈主義者,因為這些超自然的說法既能解釋他們特殊的經驗,也對他們有重要的意義。

這個研究結論顛覆了過去「因為相信超自然現象才會產生幻聽」的相關說法,但研究本身仍有不少限制,也尚未真正找出產生幻聽的原因,到底通靈主義者們是如何聽到來自另一個世界的聲音呢?或許還有待更多研究才能找到解答。

參考資料

Peggy Sha
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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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星爺一腳帶你飛!從物理學角度解析「大力金剛腿」有多致命?——《少林足球》20 週年
Rock Sun
・2021/08/24 ・5523字 ・閱讀時間約 11 分鐘

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編按:少林功夫好耶~真的棒♫~~相信各位讀者看到這句歌詞,腦海中不由自主的冒出旋律來!但你知道嗎?《少林足球》上映至今已經滿 20 年了!片中逆天的少林絕技雖然記憶猶新,但當年出生的小孩現在可是已經有投票權了呢(^^)……嗯……咳!

《咒術迴戰》中的七海健人有云:「枕邊掉的頭髮越來越多,喜歡的夾菜麵包從便利商店消失,這些微小的絕望不斷積累,才會使人長大。」——泛科《童年崩壞》專題邀請各位讀者重新檢視童年時期的產物,讓你的童年持續崩壞不停歇 ψ(`∇´)ψ。

20 年前的 8 月,一部讓筆者永生難忘的電影在台灣上映,那是一部顛覆想像,讓當時年紀還小的我對(超能力)武術和足球有一種憧憬,那部電影叫作:《少林足球》。

裡面那誇張的劇情、動作和足球技術的展現一定讓看過的人讚嘆連連……但是也滿頭問號。

這力道是怎麼回事?這球怎麼踢出來的?這太扯了吧人都起飛了!

畢竟是周星馳星爺的電影,綜觀《九品芝麻官》、《功夫》……等電影,都充滿了超乎常理的行為和現象,這正好就是空想科學的搖籃,讓我們一起來用物理學來分析這些少林足球中的超扯射門。

這篇文章中,筆者會聚焦在 4 個少林足球中最具有標誌性和衝擊的足球技巧,來看看它們到底灌注了多少武術能量!

從基礎開始檢驗:足球射門有可能將人擊飛嗎?

在少林足球中,最最最常看到的景象當屬主角阿星(周星馳飾)踢出足球,球速之快會讓被足球擊中的人向後飛走。

這個技能貫穿整個少林足球,不只是阿星,一大票的角色們都可以輕而易舉的用足球把人頂上天,所以當屬第一個一定要檢驗的足球奇蹟。

有幾個足球相關的參數我們這篇文章一定會用到的先蒐集起來,根據世界足總 FIFA 的規定,足球共分 5 種不同的大小,而成人職業比賽所用的足球都屬 Size 5 的大小,周長介於 68 ~ 70 公分之間(原本為英制單位 27 ~ 28 英吋),也就是直徑大約 22 公分,而在比賽開始前的足球剛打完氣重量應該要介於 410~450 公克之間(原本為英制單位 14 ~ 16 盎司,我們以下取平均值 430 克)。

我們先別管踢的過程,只考慮一位 70 公斤的人應該要被一顆多快的足球擊中,才能向後飛大概 2 公尺吧!

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我們假設力 100% 傳導(雖然不太可能,這已經是答案最不會太誇張的假設了),並且足球接觸人的時間為 0.1 秒,用簡單的 F = M 足球 A 足球 = M A 來運算一下。

0.43(球重)(0-V)0.1(球接觸後加速度)= 70(人重)a(人加速度)

其中 V 就是我們「未知的球」的速度,人的加速度 a 我們使用位移 (s) 之於加速度的關係公式 s = V0t + 0.5at2來代入取得,假設人向後飛的時間為 0.5 秒,我得到 2 = 0.5a(0.5)2,也就是說 a = 16 m/s2,我們把這些假設代回上面的等式運算一下,可以知道球的速度大概要是……秒速 260 公尺,大約時速 936 公里(正負號僅代表方向)。

太驚人了!只不過是個把人擊飛,球就需要這麼誇張的速度,而且不要忘記這可是球命中人的速度,也就是說前面球踢出去、整個飛行過程可能會失去的速度還沒考慮到,就已經比一般商用客機的巡航速度還快了。

但是我們談的是足球,這樣比可能沒啥感覺,所以筆者特別幫大家查了一下:世界上最快射門的記錄!

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這項紀錄的保持人是前巴西足球員羅尼賀伯森(Ronny Heberson)。他在 2006 年為葡萄牙「里斯本運動」(Sporting CP)足球隊效力時,在一場對抗「拿華足球隊」(Associação Naval 1º de Maio)的比賽中,羅尼在比賽 88 分鐘起腳射門破網,得了致勝的一分。當時根據場邊的記錄,這記射門最高時速為每小時 221 公里,差不多是秒速 58.6 公尺,為目前為止記錄過最快的射門。

而我們得到的結果比這個快 4 倍以上,雖然考慮到摩擦力、球鞋的抓地力、球行徑的方向等,人會不會向後飛兩公尺會有很多變數,但是被一顆秒速 260 公尺的球直接命中,這絕對會出事的吧!我看沒有暴斃的話,大概也斷幾根肋骨或肺泡破裂了……少林足球中的人都是超人不成?看來劇情中說要把大家打成殘廢從熱身賽就開始了。

唬我啊?阿星的防身技:一腳踢出狂風!

在少林足球開頭沒多久的一場和小混混對決的戲中,我們就看到阿星露了一(好幾?)腳,除了把人踢飛外,另外一個讓小混混瞠目結舌的當屬用腳踢出一陣持續3秒鐘的狂風,宛如用工業電風扇吹人家一樣。

這老實說在現實這完全是不可能的,因為每當腳踢出,四周的空氣會因為壓縮性和擴散性,幾乎完全無法在腳前集合成一陣風,除非你的腳運動和形狀都類似於扇子。

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但是這樣就結案太無聊了,我們就假設阿星用腳踢出一陣風這件事,是發生在一個空氣「逃不了」的地方,我們就可以勉強假設這塊風是一個物體,具有體積、重量、飛行速度,而阿星腳的力量剛好可以全部傳遞到這塊空氣裡。

我們的目標就是阿星的這一腳能夠踢出蒲福風級5級風,大概就是風速每秒 10 公尺,我們藉由阿星這一腳的運動中,計算每秒搧出多少空氣體積,除以搧出空氣運動的側面積,就知道每一平方公尺有多少空氣被移動,這樣大概就能知道這腳速度要多快了。

方程式大概為:(阿星腳面積 x 速度 V )/(阿星的腳寬 x 這一腳的半圓周) = 產生的風速

(400 x V )/阿星的腳寬 10公分 x 腳長半徑 70 公分的半圓周 = 10

這樣算出來,阿星的這一踢的速度大概是 55 m/s,差不多是時速 198 公里,比職業泰拳的中段踢擊的時速 60 公里還快上 3 倍,被這種腳力踢到大概會像被砲彈打到一樣吧……而用動能守恆公式試算一下,這力道朝足球踢下去,球的初速會將近時速 460 公里,用這種速度,球大概 1 秒鐘不到就從底線開始飛出足球場啦!真是太恐怖了,但是不知為何……在本電影中莫名地呈現很到位。

解析阿星給魔鬼隊的見面禮:火焰獵豹射門

少林隊靠著超人類的能力和技巧把對手都踢成殘廢成功闖進冠軍賽與魔鬼隊對戰,成為少林足球中最誇張的足球賽,過程中兩隊展現出的破壞力完美的證實了「地球是很危險的,快回火星去吧」。

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這場冠軍戰中出現的殺人足球族繁不及備載,筆者就挑兩個關鍵球:阿星剛開場強力的火焰射門 和 少林隊最後反攻的龍捲風球。

這兩個射門產生的現象實在過度誇張,所以可能有點難計算,但是我們卻都可以在現實世界中找到類似的案例。

首先,阿星開場數秒鐘的火焰射門有非常不錯的緩慢鏡頭可以分析一下,撇除最後莫名其妙的變成一隻火焰獵豹之外,整個射門我們可以看到空氣在球的前面受到壓縮、加熱然後變成火球。

當物體在高速移動的時候,會讓它周遭空氣加溫的關鍵不是摩擦生熱,而是壓縮空氣,因為相較於空氣粒子黏滯力所產生的熱量,移動時正面壓力造成的空氣粒子無處可躲、彼此擠壓才是升溫的最大主因,大家最熟知的例子就是太空船回到地球。

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當太空船再入大氣層時,時速高達將近 28,000 公里,馬赫數最高可達 25 ,也就是比音速快 25 倍,前端空氣加熱可達 1500 度 C。

但是我們的火焰球不太一樣……我們是在地表踢出的,因為地面上的大氣本來就比較多,所以要藉由壓縮空氣加熱理論上應該是不用這麼快吧?

根據畫面中我們看到足球前緣的壓縮空氣已經加熱到青白色了,這已經超越我們平時看到的紅、橘、白色火焰,根據溫度焰色的資料,青白色火焰的溫度介於 1400 度 C 到 1650 度 C 之間,我不知道為什麼在這種溫度下足球怎麼沒有被燒成灰,但是我知道很籠統的大概要多快才能把空氣壓縮到這麼高溫。

我們假設足球賽當天的氣溫是涼爽的 20 度 C 好了,然後這一球被踢出後空氣粒子接觸到足球表面被減速到 0(這是不太可能的情況,但是如同前面,如果不這麼考慮數字只會更誇張),然後使用空氣流速減速到 0 的溫升量公式:

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ΔT=V2/2Cp

其中 20 度 C 時 1 大氣壓的空氣比熱容( Cp )是 1035 ,溫度變化( ΔT )為 1500 度 C ,我們這樣得到空氣流速為秒速 1762 公尺!這可是音速的 5 倍,也就是高達 5 馬赫啊!

為什麼魔鬼隊守門員的手臂沒有被音爆撕成碎片啊?這美國的藥真是不得了,能把人類改造成浩克等級的怪物。

少林隊的逆轉勝大絕:災難級的「龍捲風球」

整部電影的結尾,少林隊被打了禁藥的魔鬼隊虐的體無完膚,數名選手被迫下場,但是這時候火星人阿梅趕到擔任守門員,並與阿星合作踢出了扭轉戰局的龍捲風球。

這一球為何特別呢?因為跟上面幾個速度型足球技巧不同,這一球完全是威力的展現,因為我們從電影片段中可以看到,這球只是飛過 1/4 的場地就需要大概 2 秒鐘,也就是速度只有大概「緩慢」的每秒 14 公尺,也就是時速 50 公里,但是相對的……龍捲風球正如其名,在球的週遭颳起了一道龍捲風,並以平行的方式向對面球門飛過去,所到之處捲起草皮、掀起土壤,留下一道地面上的深溝和滿地躺平的魔鬼隊成員,最後把整個球門吹壞了。

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這種破壞程度參考現實世界的龍捲風強度表,已經是藤田級數中的 F2 等級龍捲風,能夠把部分房頂牆壁吹跑、交通工具會脫軌或掀翻,大樹攔腰折斷或整棵吹倒。

F2 龍捲風的中心風速介於時速 181~253 公里之間,取平均大概為時速 217 公里,也就是秒速 60.2 公尺,要讓足球週遭出現這種程度的風速,要考慮的東西可多了,181~253 公里之間,取平均大概為時速 217 公里,也就是秒速 60.2 公尺。

要讓足球週遭出現這種程度的風速,要考慮的東西可多了,包括空氣的拖曳力、黏滯性……等,這個球所做的旋轉不只要克服空氣的阻礙,還要有辦法在黏滯性極低的空氣中製造出極高風速,相關的計算使用紙筆計算相當的困難,可能需要請出流體力學模型進行模擬才能知道,而且根據筆者所能找到的資料,足球相關旋轉造成的拖曳力的實驗,在超過秒速 30 公尺就停止了,所以我們的目標:要靠著足球的旋轉造成龍捲風幾乎是天方夜譚。

不管如何,這種自然災難出現在人山人海的冠軍賽球場中真的太危險,打個禁藥的魔鬼隊不說,身在 F2 龍捲風周圍,我看攝影師、記者、沒打禁藥的裁判、球證……等工作人員大概不是被捲出場地,就是被風暴中的物體砸成重傷了吧!

筆者本人學過一些武術,但這篇文章討論到的現象已經不是下苦功練功夫可以解釋的了~少林隊獲得冠軍固然可喜可賀,但是在整個電影過程中,你們靠著殺人足球到底送了多少人進醫院啊……

還有最重要的,這顆錦標賽中所使用的足球實在是運動材料界的一大奇蹟,不只可以忍受 1500 度C的高溫、承受超過因速的射門還能完好如初,本人在這裡宣布它與浩克的褲子、網球王子的球拍與網球齊名,為動漫電影界的超強物體。

後記

總算有頭緒的龍捲風射門——傳統物理下去吧! 這是微觀物理踢球的時代了

前面剛說到最後的龍捲風球超出了筆者的運算範圍,幸虧在這幾天某神人朋友現身出來幫我了,讓我知道我想的太簡單了~

感謝台大土木系水利組的「磅磅鏘」友人幫忙,他利用電腦模擬幫筆者得出了這個龍捲風球需要轉多快才能造成 F2 龍捲風。

首先,我們的足球體積和目標轉速和上面都相同,追加兩個設定:從電影畫面得知,踢出之後龍捲風形成時間需求大概 0.5 秒,而龍捲風距離球面約 5 公分。

經過電腦計算,這麼短時間還無法形成完整的氣旋,但是球表面邊界層的流速是可以算的~由初始空氣流速為 0 開始計算,在 0.5 秒要達到流速 60.5 m/s,球表面速度大約要達到秒速 1600 萬公尺,以周長 70 公分的球算就是大約每秒 2300 萬轉。

這個旋轉速度已經超出正常理解範圍啦!單就速度而言這可是超過 46000 馬赫、將近 0.05 倍光速的超快旋轉,而考慮到轉速,已經比人類目前發明最快的渦輪增壓器還快上 1.5 倍、連宇宙中的毫秒中子星都要甘拜下風了!足球表面材質的移動速度甚至比快中子的移動速度還快!這不管是球、球鞋、場地還是阿星的腳,都可向空想世界的「最強」叩關了!

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