March 24, 2009

3期社刊文

物研的社刊一向是相當無趣的,畢竟學術的文章,並不像小說般迷人,不過許多的物理現象,卻是相當迷人的,
這期的社刊,就帶給各位有關生活中所看到的物理
生活中許多的表現,影響人們對物理現象的認知,打個比方吧,
像是許多卡通常出現主角衝出山崖後,突然發現事實,然後定格,硬生生垂直落下,
這在稍微懂物理的人眼中是相當不合常理的,但確實影響許多人對於事物的認知,或許卡通只不過是想像,
換個例子吧!<星際大戰>這部電影相信個位皆知,它是許多現代發明的原始,但也有些相當不合理的地方,
例如裡頭貫徹全戲的原力好了,曾有生物學者說迷地原蟲實際上是粒線體的進化,
但既使能解釋其一切神秘力量的原頭,卻無法解釋為合能造成類似的現象,像是操作物質,
如果說只要單純是控制金屬倒不困難,不過顯然非也,
要擁有那種神密的超距力,你身上的粒線體最少要能產生電磁力以及弱力的能力,
縱使這兩種力有一定的相關,但在施與過程和對象選擇在片中似乎簡單,
但正因為能影響的範圍之廣,更難控制其專一性,也別提輸出能量有多麼誇張,
想像一下,尤達想把敵人的光劍吸過來,卻把其他的有的沒的通通吸過來了.
換個東西,像是皮卡丘的電擊,或上者的黑暗原力,那種直接放出電流的現象,
實際上有許多條件必須克服,像想放出那樣的電火花,我們最常見的方式是使用尖端放電的現象觀查,
但條件是小截面積和高電壓行成強電場,而如我們所見,他們的 截面積並不小,則電壓之大,可以知曉,
皮卡丘還好,但其他人可能會先神經失調,況且再高的電位差也不比直接接地來的高,
我們會看到伯爵不斷地面放電,然後安納金傻眼的搞笑狀況.同理,當皮卡丘使用10萬伏特,
我們只要不接觸他就ok了.
上述的是<星>的特例,來看看比較普遍的,在許多科幻作品中會出現的光束劍,
不知個位有關無想過,它是運用合種光呢?依照我們看見的現象推斷,應是鐳射或其他噴射粒子束,
如果是鐳射,那為何能看見光束部分就是匪疑所思之處,還是大家以為鐳射看的到?開個玩笑而已,
而且用雷射,兩件相偕時只會川過去,那歐比王打安納金的經典畫面不再.除此,光束的長度也是無法控制的.
如果是粒子束,那到有些可能,不過不會真的像<星>中那樣完美的圓柱,到比較像後期剛彈那樣的尖椎,
但很快就沒電了.
說到剛彈,自然要提一下這部造成嚴重錯誤認知的作品,他影響之廣,可由一大堆人型機器人看出,
如果只是仿人型和動作倒無礙,但要放大幾千倍外加有武器效益便有待挑戰,
就拿初代剛彈來說,約20樓高,重約百噸,如果以人體的觀點看來,他的膝蓋約需承受50頓重的重力,
如果加上跳起時須施以的加速度(設跳1M,V=2g*1的1/2次方,
若花1秒跳起,速度對時變率+重力加速度g後乘上質量100噸=約101.414噸),
這是還不考慮機械本身材質特性與結構問題所做的初略估算,
不過是要像動畫般跑來跑去最少要克服的問題,
再者,想必大家都知道人類為了兩腳直立再結構上有許多特殊但十分耗損的構造,
例如脊椎頸椎骨盆的相連構造,腳踝關節特化,以及重新分配重量以達平衡等,
以生物來說,直立並非有利生存的方式,平衡感與速度的上喪失,以及對骨骼造成更大的負擔,機械亦如此,
而且還要作為武器哩!就算克服了上述狀況,想要真的出拳打人還真的不容易,
試著揮出一拳,然後觀察身體,是否後退了,再試著揮出一拳,但不要讓身體移動,
很難吧,沒錯,如果剛但要出拳,駕駛員最好做好被壓死的覺悟,大家都知道作用力等於反作用力,
但實際上絕不像課本說的只是施力物與受力物之間的單純交互關係,
像人體這樣複雜的力學機構,拉一髮而動全身,
而揮拳中的機械人有如急轉的公車,駕駛員必須承受部分揮拳的力,造成對身體的負擔,
同樣的狀況也出現在<星>中,在星球與星球間採用的光速飛行,也是對人類的極大挑戰,
在極短的時間內加速到光速以上,以一名成人來說,
3*10的8次方*50公斤的質量=1.5*10的10次方牛頓,想想看,一隻大象約3000~5000牛頓,
坐光速飛行有多少隻大象壓下去.
最後,我先為批評到的相關作品說聲抱歉,並非有意,不過生活中存在許多看似真實的虛擬物理,
真真假假,假假真真,但能探討才是可貴,能探索身邊的事物,才能體會新的東西,
就像一開始說的,星際大戰一片造就了許多現代發明,或許現在看似遙不可及,未來說不定能夠實現.
下一次發現奇妙的現象,不妨想一想,必定有所收穫.

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Personal Category: FOR物研 Topic: learning / academic / Science
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