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致我們曾經逝去但重新拾回的科學青春

鄭國威 Portnoy_96
・2013/12/23 ・1775字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 499 ・六年級

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(本文為《空想科學讀本7》推薦序)

YLF有一天我跟老婆帶著兩歲的女兒Hi到台中的國立自然科學博物館玩,參觀當時正在展出的「從龍到獸」特展。展覽中陳列各種來自不同地質年代的生猛巨獸化石,難得一見,我興奮得不得了,抱著Hi這邊看看,那邊逛逛……不過呢,Hi只對鋪在化石標本下方的佈景石礫有興趣。

她跑來跑去遇到一片玻璃擋住,我跟她說:「這邊有玻璃擋住喔,要小心。」
她問:「為什麼玻璃擋住呢?」
我答:「因為玻璃是一種固體,雖然光可以通過,所以是透明的,但是人是過不去的喔。」

女兒依舊疑惑,我老婆翻白眼。

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我女兒轉向問媽媽:「為什麼玻璃擋住呢?」
她答:「因為人家不想要讓妳過去啦!」

女兒就懂了。

我這時才發現,原來經營PanSci泛科學這三年來,我已經跟過去的我有多麼不一樣了。

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「実に面白い」

看過日劇《偵探伽利略》的人,應該都對湯川教授這句台詞很熟悉。對被視為怪人的湯川教授來說,能遇到難解的挑戰才是讓他參與辦案的動力,這也是為何不管是內海薰還是岸谷美砂都常常用最不可思議的案件來勾起湯川教授的好奇心。

同樣的,如果你是《空想科學讀本》的長期讀者,應該知道作者柳田理科雄每篇文章的既定流程:

  1. 提出問題:由作者自己或讀者提出。
  2. 背景介紹:空想世界幅員廣闊、博大精深,雖然是流行文化,但也不是人人都能掌握每個故事背景,因此簡單的介紹還是需要的,例如《海賊王》某一話的故事到底在講什麼。
  3. 開始破解:先提出可能的解法。
  4. 被設定難倒:空想世界可沒那麼容易過關,原本得出的解法可能一下子就被設定推翻。
  5. 最後陳述:就像法庭攻防一樣,但最終還是交給每一位讀者來決定。

看《空想科學讀本》情不自禁地嘴角失守是很正常的,但絕對也有不少人提出異議,包括「這根本扭曲了設定」「這算法顯然沒有考慮到……」等等,於是有更多人決定自己動手破解,或是挑戰柳田還沒討論過的空想世界難題,我想每個寄問題給柳田的學生肯定也都自己試圖破解過這些問題吧。

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過去,有很大一部分科普或科學傳播工作者的前提是:「因為民眾不懂,所以專家學者要傳授知識給他們」,這是所謂的「資訊不足模式」(the Information Deficit Model),然而這樣的模式流於單向、而且武斷,忽視了每個人其實都有認識世界的框架跟自己的專業,更何況專業領域的學者也並非萬能,常出現專業者的盲點。

後來英國倫敦皇家自然知識促進學會(Royal Society,簡稱皇家學會,是世界上歷史最長而又從未中斷過的科學學會)則提出了「公眾理解科學」模式(Public Understanding of Science),做為對「資訊不足模式」的回應與改善。簡單來說,就是要透過多元的方式,將科學從神壇上請下來,融入生活中,做法包括博物館、展覽、科學節、實境參觀等等。荷蘭學者Osseweijer提出的「3E模式」,也是從這個角度出發,強調科學傳播除了需提供娛樂之外,更要讓人產生興趣,形成認同,才算是達到科學推廣的目的。這3個E分別是「娛樂」(entertainment)、「情感」(emotion)和「教育」(education)。

新模式立意雖善,卻漸漸產生了某種誤解,那就是「因為科學不有趣,所以要用有趣的梗來包裝科學」。這樣的誤解會出現其實很正常,畢竟有太多人因為被國高中時期的數學物理嚇到心理有創傷,所以對科學避之惟恐不及。儘管大多數科學傳播工作者不屬於這些心理有創傷的人,但也都假設科學對許多人來說,的確是枯燥艱難的。

但會不會這前提根本是錯的呢?科學,其實是指找出答案的方式,跟探索未知的精神,而不是單指答案本身。不可否認,很多問題是艱難無比,直至目前尚未能解開的,專業人士如此,非專業人士更是霧裡看花,不得其門而入。但若少了好奇心與正確理解問題的態度,則一切都不會有開始。對我來說,《空想科學》的意義就是要用最熟悉的動漫脈絡,讓「不疑處有疑」的科學思維被更多人自然而然地接受,而且還能從中獲得極大趣味。《空想科學讀本》到第七集,已經不再是柳田一個人的了,而是所有人都可以參與的破解平台。借用台大電機系教授葉丙成老師的話:”Starve them, don’t stuff them.” 空想系列絕對是讓我對科學(跟動漫)永懷飢餓感的一大主因,廢話不多說,趕快翻到下一頁吧!

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文章難易度
鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1185 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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變身沙贊靠閃電夠力嗎?會是能源解方還是一場災難?《沙贊! 》中的神力閃電之謎
Rock Sun
・2023/05/30 ・4134字 ・閱讀時間約 8 分鐘

「沙贊!」然後一道閃電就會打下來,擊中一位青少年,瞬間變成一位穿著紅衣+披風、渾身肌肉的(中二)成年人,這就是 DC 宇宙中,超級英雄沙贊的變身過程。

很有趣的是,大家可以回想一下,最近這 10 幾年來席捲世界的漫威和 DC 英雄,絕大部分執行英雄行動前都是進行「著裝」,例如鋼鐵人、蝙蝠俠、美國隊長……等,但是沙贊不一樣,儘管不複雜,但他需要一套特別的手續來改變他自己的身體,已獲得他身為超級英雄的力量,這點跟日本的超人力霸王比較類似。

根據 DC 宇宙的設定,賦予沙贊力量、讓他變身的閃電都來自神界的奧林帕斯山,只要他大喊一聲,閃電就會隨傳隨到,而因為一切是神力的關係,理論上他接收力量的位置無關緊要,也非常的安全。

真不愧是奧林帕斯山啊!如果我們能夠在比利(電影中變身成沙贊的少年)的頭上裝一個收集閃電能量的器材,那費城一定變成全美國能源最豐沛的城市。

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我們說的是站中間那個穿紅色緊身衣的大男人。 圖/IMDb

但是要進行超級英雄活動,普通的閃電能量夠嗎?這道奧林帕斯山的閃電會不會是一道超越人類認知的超級閃電呢?

還有儘管沙贊不會受影響,但如果有人不小心在變身時不小心碰觸他或在他附近,會發生什麼事呢?

這真的值得一起來探討~

先定立標準:閃電能提供多少能量?

閃電是大自然中最純粹的能量展現之一,經過大氣學家的觀測和預估,一道閃電電壓大概是 3 億伏特,帶有 10 億焦耳的能量,這差不多是燃燒 30 公升左右的汽油。

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聽起來非常的厲害,那我們利用閃電來獲得能源會不會是個好方法?

其實從 1980 年代開始科學家就有這種想法,但是他們發現這其實很不切實際,主要原因有幾個:閃電很難預測、傳導到地面上能量又會大減、效率很不穩定……但那是大自然的閃電,讓沙贊變身的可是充滿神力的閃電耶!不只能夠提供沙贊穩定且高能的能量來源,還可以藉由跟蹤比利知道閃電的位置和時間。

我們只要把比利抓起來請出來,跟他預約時間大喊沙贊,就可以發電了~

圖/GIPHY

現在的問題是……這道閃電有多少能量呢?

要知道一道神奇閃電帶有多少能量其實有點困難,因為一旦比利變身之後,他似乎沒有時間限制,不像超人力霸人那樣有 3 分鐘的活動上限,後者會比較好估算是因為你可以設想這 3 分鐘內超人力霸王做了哪些事情,在逐一拆解。

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所以筆者覺得最能夠執行的方式,是羅列出電影中沙贊一次變身基本上會做到的事情,這樣結果應該就足夠是神力閃電的基本盤。

從電影《沙贊!眾神之怒》中,筆者列出幾個沙贊在超級英雄狀態時做的事,包括:

  1. 以音速飛行 10 分鐘
  2. 把一隻體型巨大的飛龍打飛 10 公尺
  3. 把一台車移動 200 公尺
  4. 從手中放出好幾道像特斯拉線圈的能量閃電

這樣感覺差不多了吧……等等~還有一件很重要的事,就是這道閃電同時還把一名 17 歲的青年變成一名看起來 30 歲的成年人,這瞬間成長所需的誇張能量應該也要算進閃電的功勞裡,所以這個列表還要加進另一項:

  1. 讓 17 歲的青年成長成 30 歲男性的所需熱量
長大成這樣~ 圖/IMDb

那我們接下來可以逐一估算了。

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  • 那首先就來計算成長所需的熱量吧!

要讓人成長的能量,其實也是熱量,也就是大家耳熟能詳的卡洛里,1 千大卡的熱量差不多是 4184 焦耳的能量。

根據衛服部提供的資料,一名成年人每日所需的熱量依他的活動量和體重來決定,那沙贊毫無疑問絕對是重度活動量那一類的,體重的話少年比利看起來介於 60~70 公斤之間,而飾演沙贊的演員柴克萊威曾說為了演戲需要增重到超過 90 公斤,雖然隨著體重增加每日所需熱量也會不同,但為了簡單估算,我們姑且用 80 公斤算到底吧~

圖/衛福部

比利瞬間成長為超人般壯碩所需能量= 40 大卡 x 80 公斤 x 365 天 x (30-17) 年 x 4184 J= 6.35x 1010 焦耳 = 635 億焦耳

這數字怎麼已經有點大了……但在吐槽之前,我們先把其他的所需能量都估算完吧~

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  • 以音速飛行 10 分鐘

這裡我們借用四分之一英里估算法,這是個可以從物體重量(通常是車子)和行駛四分之一英里所需的時間來求得功率的簡單方式。

沙贊體重 90 公斤,而他在音速下完成 1/4 英里所需的時間為 1.2 秒,根據線上工具估算,這名英雄相當於擁有 22,876 馬力,轉化為瓦特差不多是 1700 萬瓦特,如果沙贊要飛行 10 分鐘,他就會需要大約 100 億焦耳的能量

  • 把一隻體型巨大的飛龍打飛 50 公尺

這個計算方式並不困難,就是簡單的做功運算,但是筆者遇到了很嚴重的問題:電影中的飛龍-拉頓到底多重呢?

經過一番搜尋,網路上對於一條中世紀奇幻飛龍到底有多重幾乎是沒有定論,看起來好像沒有人有認真算過,所以筆者打算自己來操刀,解決這個世紀大謎題 (?)。

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有看過《空想科學讀本》的人對筆者使用的方法一定不陌生,就是把模型浸到水裡面,估算體積之後放大,再考慮密度來求得飛龍的體重。

所以筆者到了地下街的玩具店,買了一條看起來最像電影中奇幻飛龍體型的模型玩具(其實是動漫《轉生成為史萊姆》的公仔,似乎是主角後期的樣子吧?筆者沒有看不清楚~),將它放進水盆裡面裝水,做好水位標記之後取出模型,水位下降之後從水盆的面積和下降高度求得玩具龍的體積大概是 0.000283 立方公尺,這時我們需要玩具龍的身長和電影中的拉頓身長來做等比放大,玩具龍身體差不多是 25 公分,而從電影中拉頓站在棒球場內野的畫面來做估算,它的身長大約是 25 公尺,身長差 100 倍,所以體積會變 100 的 3 次方也就是 100 萬倍,所以說拉頓的體積大概是 283 立方公尺。

筆者買到的龍模型,雖然它是站立的,但平放在地上看起來跟電影中的龍差不多。圖/作者提供

這時我們需要拉頓身體的密度來求得體重,如果拉頓是生物的話,它的身體密度應該也要接近水(每立方公尺 1000 公斤),例如人體的密度就差不多是每立方公尺 1062 公斤,但是電影中拉頓身體看起來有點像是由木頭構成的,而世界上最堅硬的木頭是澳洲鐵木樹(Australian buloke)密度是 1085 kg/m3,再加上龍的奇幻性質,我想把拉頓的身體密度定為 1100 kg/m3 應該是還可以接受的吧?

如果用這個方式估算,電影中看守花園的飛龍拉頓,體重大概會是 311 公噸,我們套入物理課本中看過的做功計算公式,可以知道沙贊把一條龍打飛 50 公尺所需要的能量,大概會是 7775 萬焦耳

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電影中飛龍的劇照。圖/Twitter
  • 把一台車移動 200 公尺

相較前面兩個,這計算相對簡單一點,我們一樣用上面的作功公式來求需要能量,而我們需要的就是車子的重量。根據統計,美國一般路上的車子平均重量為 1800 公斤,如果要在 3 秒鐘內移動 200 公尺,就相當於需要 4 百萬焦耳

  • 從手中放出好幾道能量閃電

沙贊從手上放出閃電,看起來就像是電弧的一種,而電弧是因為有強大的電場或高壓電存在,使的原本不導電的物質電漿化得以使電流通過的現象,而說到能夠最穩定產生電弧的狀況,筆者第一個想到的是在現實中會看到的特斯拉線圈。

特斯拉線圈是一種由知名物理學家特斯拉發明的強大變壓器,這種變壓器使用共振原理運作,主要用來生產超高電壓但低電流、高頻率的交流電力,因為特斯拉線圈可產生絢麗的電弧效果,所以很常在一些科學博物館或展示中看到,而世界上最強大的特斯拉線圈: Electrum 的能量使用率為 130,000 瓦特,假設沙贊能夠用同等功率放出電弧長達 10 秒鐘,就會需要 130 萬焦耳的能量。

Electrum 特斯拉線圈。圖/wikipedia

這下子我們需要的數字都有了!

這道神奇閃電所附帶的能量大約是:

635 億(變成大人)+100 億(音速飛行 10 分鐘)+7775 萬(打飛一條龍)+400 萬(移動一台車)+130 萬(放出閃電)= 735 億 8305 萬焦耳

 而正常世界一道閃電的能量大約是 10 億焦耳,也就是說~這道神奇閃電差不多是等於 74 道現實中閃電的能量。

好厲害啊!真不愧是奧林帕斯的眾神,能夠這麼精準的傳遞如此巨大的電能量根本就是神蹟…..也確實是神蹟沒錯~

但是如果一個不小心承接這道能量的人不是沙贊的話,會發生什麼事呢?

一般人被普通的閃電擊中就已經不是鬧著玩的了!

直接被閃電擊中的人會成為電流的一部分,一部分電流會沿著皮膚表面移動,另一部分會穿過身體的心血管或神經系統,前者會對皮膚造成灼傷,後者則有可能造成呼吸停止或心臟驟停,但我們還是能找到一些歷史上從雷擊中生還的故事,因為有沒有辦法在雷擊中活下來是跟就醫和電流通過體內的時間而定……運氣好的話,你不會死的。

但是在沙贊的神奇閃電面前,這一切都成為笑話。

這道 735 億焦耳的閃電能量相當於 2 顆歷史上最強大非核子炸彈:炸彈之母(GBU-43/B 大型空爆炸彈)爆炸所釋放出的能量,所以如果今天好死不死沒有打在比利身上,而是擊中地面的話,後果一定不堪設想,周遭的親友絕對是灰飛煙滅,費城可能會變成廢墟,之前說的收集能量可能完全行不通,因為應該沒多少設備儀器能夠承受如此巨大的威力。

反倒是比利啊~你是不是在承接沙贊能力時同時被改造了,被2顆炸彈之母轟炸都沒事,真是太神啦!還有就是一定要站好喔~

全世界只有這位男人能承受的力量。圖/IMDb
Rock Sun
64 篇文章 ・ 895 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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PUI PUI 的科學!天竺鼠車車到底是什麼呢?
Rock Sun
・2021/03/10 ・4756字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 491 ・五年級

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誰想得到呢?2021 年才開始沒多久就盛大席捲 ACG 文化(即 Anime, comics, games 的首字母縮寫)的既非熱血戰鬥,也非血腥獵奇,而是一團團用羊毛氈戳出來,時不時會 PUI PUI 叫的「天竺鼠車車」。

「天竺鼠車車」五個字,前面是動物,後面是人造交通工具,嗯……那牠們到底是什麼啊?今天這篇文章就想用目前已播出的八集「天竺鼠車車」來探討這些毛絨絨小傢伙背後的秘密。

這張圖直接跟你說明白!你想花多少買這台車車呢?圖/Muse木棉花-TW,作者再製

天竺鼠車車到底是什麼?

天竺鼠車車有一對晶亮圓溜的大眼睛和自我意識,能在大街上奔馳也懂得遵守交通規則,牠們內建安全帶還可以額外安裝各種配備,哇哇哇,這樣設備會不會太齊全?到底什麼是天竺鼠車車?

在判定前,我們最好先爬梳一下他們的特徵:

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  1. 有自我意識,會害怕、緊張和同情,能進行一定程度的複雜思考,比如引誘別的車車或武裝自己。
  2. 有正常的生理系統,能感受到熱、有時需要便便,被感染時還會變成喪屍。
  3. 身體內配有方向盤和安全帶,車車內部的人可以操控車車,可是車車也可以自己移動。
  4. 和尋常車輛不同的是,天竺鼠車車有四「顆」像輪子一樣的腳,這些腳長得像輪子卻不會像輪子一般轉動,移動方式就像正常哺乳類動物的四隻腳(只不過是四顆)。天竺鼠車車內部有座椅可是卻只坐得下三個人。牠們的身體明明側腹有門,可是人卻都從窗戶鑽進去。
被迫做自己不喜歡的事,還會哭。圖/ Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第二集》

綜合以上,再轉頭瞧瞧人類交通工具的歷史進展,就會赫然發現天竺鼠車車其實不像車,反而更類似某種協助人類運輸移動千年以上的奇蹄目動物:「」。

馬擁有自我意識,會感到害怕緊張,更需要進食和便便,雖說我們不能更動馬「內部」的生理構造,可是我們卻能在牠們「身上」安裝馬鞍和韁繩,安坐馬上的騎師可以操控馬匹,但如果馬馬想要,它們也可以自己走來走去。

說不定在我們沒瞧見的某個世界角落,真的存在著超巨大的天竺鼠,牠們用車輪狀的腳腳走路,身體側腹有個可以使人進出的空腔,裡面甚至有類似座椅的構造!而說不定,在這群超大天竺鼠附近也生活著一群人,他們的職業就是在荒野捕捉、馴服這些超巨大天竺鼠,加裝方向盤、安全帶後,再把這一隻隻(一台台?)擁有個別個性的車車轉賣出去。

擋風玻璃刷一下,你是我的好車車。圖/Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第二集》

規格部分

是的是的,天竺鼠很可愛,但我們也不能忽視牠們的車車部分對吧!大家在選購車輛時會在意什麼呢?無非就大小、重量、速度和馬力吧,接下來我們逐一探討天竺鼠車車的「車車」面向。

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天竺鼠車車有多大?

天竺鼠車車的高度差不多到人類肩膀,這和普通轎車沒差多少,約是 150 公分。寬度部分可從第 1 集惡霸車等紅燈時看出,天竺鼠車車的寬約莫是斑馬線的兩條白線加上兩個間隔,動畫製作地日本的枕木紋斑馬線寬度中間值為 45 公分,加總起來得知天竺鼠車車的寬度約為 180 公分。長度部分可從天竺鼠車車闖入餐廳時看出,約為一張桌寬加上一張椅寬和中間的間隔,估計為 200 公分。

除了斑馬線外,你還能看到很多其他人造物。圖/Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第一集》

綜合以上,天竺鼠車車的長寬高約為 200 × 180 × 150 公分⋯⋯咦等等,這也未免太小了吧!世界上小轎車代表:福斯金龜車的 2016 年版也有個 429 × 182 × 150 公分,對啦對啦,寬和高度部分天竺鼠車車和金龜車相差無幾可是,這個長度的部分也未免⋯⋯,嗯會不會有一點點不夠用呢?

感覺有點擠的……。圖/ Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第二集》

體重?

我們目前尚無計畫用羊毛氈實際「戳出」一台(一隻!?到底!?)天竺鼠車車,如果有哪位大仁大德願意提供還原真實大小的天竺鼠車車煩請現在立刻馬上聯絡泛科學總部,在那之前我們只能估算。

羊毛氈有許種類,從每立方公分 0.2 克到 0.5 克都有,工業用途的又更重,在此我們取平均值每立方公分 0.35克,並設整台車車均使用同樣的羊毛氈。長寬高 200 × 180 × 150 公分的天竺鼠車車體積為 5400000 立方公分,假設天竺鼠車車內部空間為一簡單長方體,由 3 個搶匪那幕我們可得知寬度約為三個男子並肩的 160 公分,伸手握方向盤距離為 70 公分,高度為 120 公分(和金龜車相差無幾)。

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  • 160 × 70 × 120 = 1344000(立方公分)。
  • 5400000 – 1344000 = 4056000(立方公分)。
  • 4056000 × 0.35 = 1419600 (公克)。

這約略是1420公斤呢!哇哇,想不到看來毛絨絨的天竺鼠車車也有那麼重!

路上常見的 Toyota Corolla 重量約略是 1300 到 1425 公斤,天竺鼠車車之所以差不多重的原因可能是「沒有空隙」。用鋼板、引擎,和金屬設備組裝而成的汽車內部有許多空隙,所以不如想像中重,天竺鼠車車既然是動物,當然就是滿滿的肉,沒有空隙囉。

(《天竺鼠車車》第 8 集把這個假設打得一蹋糊塗,因為正在產生便便炸彈的泰迪體內竟然是機械……)

搞了半天,你體內是機械啊!?還能放炸彈?圖/ Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第八集》

平時慢吞吞,吞了蘿蔔就噴飛的車車

再來談談速度。在第 5 集「PUI PUI 競速」裡,我們看出天竺鼠車車有兩種速度,認真賽跑下的普通高速,和吃了閃電胡蘿蔔後展現出的極速。

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示意圖,考量到後面的房子很明顯可以塞兩台車車,所以店面假設為5公尺,不過牠們為什麼在裡面啊?圖/Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第五集》

按照第 5 集的比賽初始畫面,我們看到馬鈴薯(車車名)穩穩地在 4 秒內跑過 7 個店面,假設一店面寬度為五公尺,得出秒速 8.75 公尺(時速 31.5 公里)。好慢喔(瞇眼批判貌),時速 31.5 公里是老爺車嗎我說?

可是!在之後的劇情中,泰迪(車車名)吃了閃電胡蘿蔔後,只花了 0.5 秒加速,就在 1.5 秒內跑過 23 個店面,秒速馬上提升至 76.7 公尺(時速 276 公里)。哇⋯⋯絕大部分的汽車儀表板上的最高速也只有 220 到 260 公里,車車的時速 276 公里整個爆表惹!這閃電胡蘿蔔會不會太厲害?!

等等就有一台車車會從時速30變成276了!圖/ Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第五集》

馬力測試結果

在現實生活中,若想知道一台車的最大馬力,我們需要測量引擎轉速。可是天竺鼠車車有沒有引擎我們都不知,所以只好勉強使用行駛時間法(The Elapsed Time (ET) Method)估算最大馬力。用車子在全力輸出狀況下完成 1/4 英里(402.3 公尺)所需的時間,再換算為最大馬力。

但還是有普通的巨大紅蘿蔔存在~ 但感覺要要吃超多根。圖/Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第二集》

整個過程大概是這樣:重 1420 公斤的天竺鼠車車在起跑後用普通高速,花了 2 秒吃下閃電胡蘿蔔,在 0.5 秒內加速到時速 276 公里,以極速完成剩下的距離。

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第一階段我們一樣可以從 PUI PUI 競速中慢動作估算,大概在 30 公尺(6 個店面)內完成,第二階段 0.5 秒從時速 31.5 公里加速到時速 276 公里,代入加速度和位移關係公式我們得到這段時間內位移了 61 公尺,所以我們剩下最後的 402.3 – 30 – 61 = 311.3 公尺來用時速 276 公里跑完,也就是只需要花 4 秒。總結這個馬力測試,一台天竺鼠車車可以用 6.5 秒內結束這個測驗。

代入線上計算機,我們得到天竺鼠車車的最高馬力為⋯⋯2253!?

各位家裡的普通轎車最大馬力有個 200 就已經是超級厲害了,結果我們看似天真可愛的天竺鼠車車潛在力量卻高達 2253 馬力?

這個數字不只輾壓大家日常所見車輛,連最近才上市的路特斯電動超跑Evija(Lotus Evija) 最大馬力也不過才 2000 左右⋯⋯。事實上,人類史上沒有一台可領有牌照、市面上買的到的轎車、卡車、跑車有辦法與天竺鼠車車匹敵,唯一有辦法的⋯⋯大概就是蒸氣或柴油動力火車頭了。

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但若常看空想科學文章,這種誇張的數值已經見怪不怪了。但是相對之下有另外一樣東西開始讓我擔心,就是天竺鼠車車的燃料來源。

你一天可以就吃這根~減肥神奇食物。圖/Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第五集》

天竺鼠車車的神奇蘿蔔

天竺鼠車車最高馬力為 2253 ,換算成瓦特的話大約是 168 萬瓦特,也就是說在極速狀況下車車跑上 1 秒鐘,就要消耗 168 萬焦耳的能量,而在 PUI PUI 競速中則是跑了 1.5 秒,也就是說短短的時間內天竺鼠車車需要 252 萬焦耳的能量。

通常汽車的燃料經過燃燒之後,只有大概 12 到 30% 會轉化為實際驅動車子的能量,至於天竺鼠車車⋯⋯我們無從得知,不過依據實驗室中的動物測量結果,我們大概能知道小鼠 13 到 35% 的飲食熱量會轉換為運動所需的能量,那我們就假設天竺鼠車車為更高一點的 50% 好了。

也就是說天竺鼠車車需要攝取 504 萬焦耳、也就是將近 1205 千卡的熱量,其中的 50% 才能轉化為高速行駛所需的能量。

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然後這 1205 千卡全部都含在那根閃電胡蘿蔔內!?基本上人類只要吃下 1.5 根閃電紅蘿蔔,一天的熱量就不用擔心了,再考慮到胡蘿蔔本來就有的營養,這根本就是超級食物啊!

大家還是要正常飲食喔!圖/ Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第六集》

以上就是天竺鼠車車這個神奇又呆萌的機關化動物交通工具的規格,但這可能只有皮毛而已,因為就像汽車技術一樣,天竺鼠車車的背後一定還有更多的秘辛,筆者也還有其他疑問,例如說:

天竺鼠車車能夠改車嗎?既然內裝部分有人造物,那個改座椅或方向盤是一定可行的,我們還有看到外面可以加裝音箱、火箭…但是可以改車輪或毛色嗎?這樣改天竺鼠車車會沒有感覺,還是會痛不欲生呢?

晚上怎麼開天竺鼠車車?牠們有頭燈嗎?還是需要加裝?

車禍怎麼辦?但是看起來天竺鼠車車應該破耐撞的,乘客也應該是頗安全,但是真的很嚴重的車禍,現場會長什麼樣子?血肉橫飛?

既然有天竺鼠車車,那同一個世界觀裡有有其牠的天竺鼠交通工具嗎?天竺鼠壓路機、天竺鼠垃圾車、天竺鼠公車?(至少從第 8 集的內容我們知道直升機還是正常直升機!)

可以確定的是有救護車和警車~圖/Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第一集》

大家會願意花多少買一台天竺鼠車車呢?不自己負擔閃電紅蘿蔔的話,我覺得 50 萬台幣可以收,不過天竺鼠車車仍需要食物、仍要大便,還有自我意識的情況下,還是不要大規模把牠們改造成其他交通工具好了,這個車車所在的城市治安已經夠差了⋯⋯。

大家還有其他對天竺鼠車車想入非非的點子嗎?可以一起來研究!

然後很明顯的~可以改車!圖/Muse木棉花-TW《天竺鼠車車:第六集》

資料來源:

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Rock Sun
64 篇文章 ・ 895 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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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……。

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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

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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

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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。

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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。

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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!

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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……

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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。

 

遠流出版_96
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