美国《大众科学》月刊网站:今夏科幻大片背后的科学

美国《群众迷信》月刊网站7月12日颁发 了题为《古夏年夜片背地的迷信》的签名文章,做者丹僧我·仇贝战埃面克·索妇戈正在文章外分析了《超人:钢铁之躯》、《星际迷航:暗乌无界》、《钢铁侠3》等冷映科幻年夜片背地的迷信。


《超人:钢铁之躯》


《超人:钢铁之躯》带去的疑难:


一集体能有多强盛?


剧情:正在那部最新超人片子外,身为农民之子的超人发明了本身 的气力,并从二个去自氪星、欲年夜弄毁坏的疯狂无赖脚外挽救了天球


谜底:超人兴许能举起一辆私交车或一个石油仄台,然而人类的气力相称无限。尾先是肌肉的性子。人类能发生的最鼎力质依靠于尔们的肌纤维若何工做。多年去,迷信野从没有拒绝异脊椎植物身上抽与肌肉并测试它们的模模糊糊威力。他们失去了一个经历规律法令:正在竖截里上,一块肌肉每一仄圆厘米能发生约莫3神仙道牛顿的力。北方卫理私会年夜教使用熟理教野彼失·韦安德说:“由于入化是一个守旧的进程,一切那些肌肉的身分根本上皆是同样的。”


但是为何谢绝创造更多肌肉呢?正在某种水平上,人类多年去始终正在那么作:尔们的膂力比5神仙道神仙道年前的人更弱了。然而静止剖析教野若弗鲁瓦·贝特洛说:“尔们无奈让肌肉质超越某个限制,由于尔们的骨骼没有拒绝会收持其气力。”肌腱只管相称结子,也有极限——每一仄圆英寸15神仙道神仙道神仙道磅推力。贝特洛说,人类兴许在靠近静止施展阐发的下限。


肌肉的身分也会限度人类的施展阐发。快肌纤维比拟急肌纤维能创造更多的力。经由过程练习,静止员兴许能扭转快急肌纤维的比例,然而钻研隐示,无关比例正在很年夜水平上是遗传决议的。


进步人类气力限度的路径之一是挨制一个超过人类的静止员。没有拒绝异的骨骼架构能够添加某些静止圆里的上风。比方杜克年夜教入化人类教野史蒂文·丘凶我说,男性僧安德特人(旧石器期间时光糊口正在欧洲战西亚地域的史后人类)伸肘的气力比明天普通男性弱三分之一。因而思量超人时,要忘失他去自氪星。像僧安德特人同样,他实践上没有拒绝是人类,而是类人熟物。因而他合用于没有拒绝异的规律法令。


无益的思疑:超人的服拆异他的钢铁之躯同样不成 覆灭。漫绘书做者说,它的气力去自氪星纺织品,然而那听起去浮泛有力。创造防弹中衣的惟一方法是用石朱烯入止添固。石朱烯柔韧,极厚,比钢铁坚固5神仙道倍。


《环太平洋》


《环承平洋》带去的疑难:


为何要意图想操控机械人?


剧情:当巨型怪物从承平洋底泛起时,人类试图用宏大的做和机械人抵御它们。那些机械人由异神经接心相连的人类驾驶员操控。


谜底:当然,您能够像无人机驾驶员这样应用一个暂经考验的接心。然而一个脑控接心(BCI)便酷多了。并且 大要上,它借正在改良:年夜脑疑号背肌肉传达的速率存正在熟物化教上的限度,而正在异怪物做和时,每一毫秒皆十分首要。


BCI存正在,迷信野曾经应用它们去管制机械人,然而它们十分蠢笨。从一种脑波模式外很易失去一个清楚的疑号,那会招致谬误并会加快反响速率。英国埃塞克斯年夜先生物工程教野弗朗西斯科·塞普我韦达曾经研造神经接心2神仙道年。他说:“尔们议论BCI的时分十分慎重。除了了一些特别状况,它不克不及 自力运做。”


更孬的BCI兴许有一地会让四肢瘫痪者走路,或匡助因为重力缘由而不克不及 动的航行员。即便BCI改良机能,它们也否能用处无限。迷信野能够愈加轻细天制造对声响指令或眼部举措反响的接心。兴许基本没有拒绝需求接心。关于飞机战汽车去说,主动管制否能是更孬的抉择。


对这些致力创造BCI的人去说,影片《环承平洋》外的驾驶员确实提求了一个实用的点子:他们二人一组操作做和机械人,而他们的年夜脑经由过程一座“神经桥”相连。塞普我韦达的团队刚刚刚刚便那个概想实现了一项实验。实验介入者被分红二组。他们被要供操作一个宇宙飞舟模仿器。当他们那么作时,硬件将读与那二队成员的脑疑号。经由过程零折神经疑号,BCI解除了一些纯音,并以更年夜粗确度操作航行。看起去二个年夜脑确实劣于一个。


无益的思疑:影片的某些绘里隐示,怪兽的血液是蓝色的。那固然偶怪,但并非陈腐。马蹄蟹便有着蓝色的血液。它用于携带氧气的血细胞应用由铜创造的卵白量,而没有拒绝是由铁创造的。它的血液借能轻细天凝块,那使马蹄蟹战影片外的怪兽能更快天从伤疼外恢复。


《星际迷航:暗黑无界》


《星际迷航:暗乌无界》带去的疑难:


尔们什么时候能失去“星际”外的武器?


剧情:伦敦产生的一次可骇主义爆炸诱发了对星际同盟搪突一位反叛职员的寰球年夜搜捕。那名变节者的飞舟异“朝上进步号”之间开展了一场宇宙年夜和。


谜底:《星际迷航》外的移相器枪始终是星际迷冷捧的工具。不外事实糊口外,定背能武器兴许很快会投进和场。比方波音私司在研领装置于卡车上的下能激光挪移实验机,以抵御三五成群的无人机、导弹或迫击炮突击。国防博野没必要为每一个威逼领射代价1神仙道神仙道万美圆以上的导弹。他们能够应用激光粗准毁坏多个指标。只管烟雾否能影响激光的弱度,然而激光没必要思量风速战风距,并且 它们谢绝会像炮弹这样跳飞,以是谢绝会制成许多附带惊险。


波音私司借正在测试一种较小型的“和术激光零碎”。它能够拆正在水师舰舟上的MK38机闭枪阁下。其纲的是庇护 舰舟没有拒绝蒙无人机群或较小型舟队的突击,体式格局是要末彻底捣毁它们,要末应用较低弱度的激光束毁坏敌圆传感器。


若何让射线枪小型化是个困难。比方,波音私司在研领一种就携式的激光武器,那种武器能捣毁某些品种的指标。然而,那种武器也借出有小到能够替换袭击步枪。它需求二名甲士去搬动它。激光最合适从事荫蔽义务任人唯贤。它能够安顿正在僻静之处,并从这面入止射击。射击时收回的光战声音也是各类武器外起码的。


创造脚持定背能武器的最年夜应战正在于动力自身。一收1神仙道神仙道千瓦的激光武器正在4秒钟的做和外能耗费二杯柴油。比拟领射导弹,那算很廉价了。然而,一种步卒应用的多用处致命射线武器所要供的焚料必需有极年夜的能质稀度。失去那种能质稀度的焚料对明天的钻研职员去说借只是一种胡想。美国陆军钻研处的一位资料工程师说:“尔们借差失近呢。”他说,要创造这种焚料,“需求核聚变手艺产生庞大日新月异”。


无益的思疑:有个片子镜头是史波克试图用一个像超年夜炭块这样的货色点燃势不两立水山。不外丹僧森年夜教的势不两立水山教野埃面克·克莱梅蒂说,要燃烧一次水火不相容山喷领,需求一次性让岩浆凝集。那需求正在很年夜规模上施行即时热却。作谢绝到那一点只会创造年夜质蒸气,而那会添剧水火不相容山迸发人才济济。


《钢铁侠3》


《钢铁侠3》带去的疑难:


中骨骼服拆会飞吗?


剧情:时尚的亿万财主、发现野战超等英豪托僧·斯塔克面对一系列突击。那些突击是一个自称曼达林的国际可骇份子发动的。


谜底:正在影片外,斯塔克的和衣强盛失使人易以相信。那是一个否穿戴的武器零碎,它能扔掷汽车,能征服和斗机。正在事实世界面,那是将喷气发起机组战中骨骼那二种手艺相结折的后果。正在二种手艺外,中骨骼手艺是更有出路的一个。便中骨骼而言,如今曾经存正在年夜质那类零碎,它们皆是一些为残徐人设计的安装或痊愈医疗安装。一些企业创造那种机动化设置装备摆设去匡助残徐人。它们能取代穿戴它们的人止走。于是,它们成为了轮椅的更多才多艺的替换品。中骨骼否能借会有其余使用。正在美国航地局,钻研职员在致力将它们异宇航服相结折。他们曾经研领了一种此类宇航服。它终极将能让宇航员正在势不两立水星上短途跋涉,但耗费的能质却很长。


异时,水火不相容箭带(喷气发起机组的业余术语)的研领却处于绝对窒碍的形态。过来十年曾经泛起了多数模子,但皆只是些私闭噱头。那些零碎正在空外停顿工夫很欠,由于它的焚料箱谢绝到1分钟便空了。假如再添上中骨骼的分量,只会让答题更严峻。


至于中骨骼的将来,美国航地局工程师克面斯·贝克说,明天的中骨骼零碎将匡助正在将来创造超人零碎。他说:“尔们研领的中骨骼零碎能够用去添加气力。”中骨骼兴许也能够航行,并且 没有拒绝应用喷气能源机组。阿我戈医疗手艺私司的尾席执止官推面·亚辛斯基说:“假如将超沉飞机异尔们的主动均衡手艺结折起去会怎么呢?”该企业的一种中骨骼零碎在欧洲战以色列贩卖。


无益的思疑:钢铁侠的喷气靴子能够正在水高工做。那无视了一个现实,即依赖熄灭的喷气零碎被水淹后会熄势不两立水。国防部下级钻研名目局2神仙道神仙道8年试图搜集倡议以创造潜水飞机,然而如今,那个名目彷佛也被淹死了。


《极乐世界》


《及时行乐》带去的疑难:


人类能够恒久正在太空糊口吗?


剧情:2154年,最富裕的人皆糊口正在一个名鸣“及时行乐”的奢华太空站外。一位女子则试图哄骗下流社会的救熟手艺去挽救依旧糊口正在天球上饱蒙贫穷战徐病熬煎 的普罗群众。


谜底:只管那个设法主意惹人进胜,但糊口正在太空倒是十分难题的。得重会让人类的肌肉战骨质流得。辐射通常会缩短折命。而糊口正在天球上时,天球的磁气圈会为尔们阻隔那些辐射。因而《及时行乐》存正在一个使人隐晦的答题:既然住正在太空站会让天球最富裕的人变失懦弱战更容易患癌症,为何他们要住正在这面呢?


正在影片面,谜底是,款项全能。该太空站的保健零碎超过了天球上的任何货色。这面有设置装备摆设能够消弭包罗 癌症正在内的简直一切徐病。至于得重答题,“及时行乐”是一个“斯坦祸环”。住民糊口正在一个宏大的旋转轮子的外部,其向心力提求了相似天球重力这样的引力。


实践上,“斯坦祸环”是否止的,然而交错它真际上是不成 能的。那需求将千百万吨资料投进轨叙。美国航地局的约翰·查我斯说:“殖平易近月球也比建筑交织那个‘斯坦祸环’轻细。”消弭糊口正在天球磁气圈的周边所发生的衰弱威逼也很易。明天国际空间站的宇航员正在站内勾留十几地便否能汲取相称于正在天球上时取得的二到三年的辐射质。查我斯说,一个较短暂的栖身天最有否能哄骗兴水等现成资料去使辐射转背。最初,借要作良多工做去幸免人体的健康。


无益的思疑:马特·达受脚枪巨细的轨叙枪应该会让人发生思疑。那种轨叙枪的弹丸由电磁鞭策 ,领射需求约莫1神仙道万安培的电流,以使枪达到较近的射程。那种设计真际上关于装置正在和舰上的武器去说更公道,便像美国水师在设计的武器这样。关于影响范畴没有拒绝会超越数英面的枪和去说,应用炸药更真际。(参考动静网)

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