幕後科學家揭秘：“鋼鐵俠”也守科學法則

chan198999

《鋼鐵俠2》中的自動機器人，讓人聯想到航空航太領域的自動化與人工操作之爭。



大型強子對撞機是科學家製造新元素的利器。




《鋼鐵俠2》中的等離子鞭。




美軍正在研製的等離子武器StunStrike設想圖。

    某日，加州理工大學的理論物理學家馬克·維斯（Mark Wise）受邀來到了Marvel漫畫公司的工作室，與《鋼鐵俠2》的製片人見面。作為該片的科學顧問，他需要為影片的一些場景提供建議。

    “我不覺得《鋼鐵俠》電影中的是真實的科學。電影場景必須要拍得好看。但是即使有這些娛樂的限制，裏面的科學因素並沒有完全違背自然法則。”維斯在接受本報記者郵件採訪時說，“我覺得這種態度是很合理的。”《鋼鐵俠》電影中的不少科技對故事情節的驅動產生至關重要的作用，它們完全可以指向到當今社會中的最熱門科學話題，令鋼鐵俠起死回生的“新元素”來自“後院LHC”；等離子體武器或許會成為主要武器；自動機器人又讓人聯想到航太領域人工駕駛與自動駕駛的長期議題。


    1 新元素 借加速器之力


    在《鋼鐵俠2》中，鋼鐵俠體內的“小型核電工廠”中的放射性的原料元素“鈀”引起了大麻煩，讓托尼這一血肉之身深受重金屬中毒之苦。“鈀”的確有一些毒性，只不過不會出現影片中那樣的誇張症狀，現實中的鈀主要用於牙科用合金以及珠寶生產中。

    要當超級英雄，又不要繼續中毒，唯一的解決方法就是找到能替代鈀的新元素。影片中，托尼和他的機器人們，在自家工作室中搭建起了一個類似大型強子對撞機（LHC）的小型加速器。啟動開關後，兩道光束撞擊產生高速運動的粒子，托尼將其變成一個穩定的三角狀樣本元素。

    在現實中，坐落于瑞士的大名鼎鼎的LHC的確啟發了很多成果。“科學家們一直在製造新元素。”馬克表示。我們知道，元素週期表並不是固定不變的。1994年時，元素週期表中只有106個成員。科學家認為還有很多元素尚未發現或製造出來，有可能會以穩定的形式存在。如今，果真不斷有新的元素出現。去年，原子數為112的新元素被正式批准入住元素週期表。

    說起來，製造新元素的方法很簡單，你先得精心選擇兩種元素，其原子數總和要和新元素的原子數相當。然後把它們放進加速器，令電子、質子和其他亞原子粒子以一個非常高的速度加速撞擊。其中有些粒子會黏在一起，產生出一個具有新的原子數的新元素。這個過程在影片中只耗時幾分鐘，但在現實世界裏卻需要五到十年時間。即使出現了新元素，大部分都非常不穩定，可能只存在幾十億分之一秒的時間便衰變掉了。要做出影片中那樣穩定的元素幾乎非常之難。

    想在自家後院造一台大型加速器也是不可能的。“你沒法在家中造出LHC。”馬克說。此前有新聞說一名少年在家中造出了小型粒子加速器，但馬克強調，沒有足夠的磁場，不可能造出像LHC或影片中那樣發光的粒子束。同樣，加速器的用電也是一個大問題，一個3000千米長的加速器需要大約1萬到1.5萬戶家庭的用電量，即使托尼在影片中能在家中造出加速器來，他也必須和電力公司達成協定。或者乾脆自己造個大型發電廠———按照影片中托尼的財力，這並非不可能。


    2 自動化 人與機器的博弈


    《鋼鐵俠2》中的大BOSS擁有無人駕駛的“人性戰鬥機器人”。而主人公托尼的鋼鐵俠，則是一個由他自己控制的人性戰鬥機器人。真人操控對無人駕駛，這樣的競爭不僅僅出現在電影中，也出現在現實，特別是航太航空領域中。

    這在當前航太業中是一大議題，一方面，放棄載人飛機就意味著放棄已經發展了40多年的技術；另一方面，儘管幾率相當小，但宇航員安全問題仍然存在很多爭議，載人航太意味著更高的安全風險。

    在民用飛機領域，我們今天的飛機已經發展出了非常先進、可靠的自動飛行控制系統，避免了許多可控撞地事故和空中相撞事故。但是，一些典型的飛行事故也使得針對飛行控制自動化的爭議一直存在。比如，過於複雜的設備是否會影響駕駛員的理解和接受能力而影響安全性？另一方面，過度依賴高度自動化的駕駛員是否會產生盲目的安全感或惰性而喪失警覺性？大量案例證明，當遇到特殊的環境變化或不確定因素時，以經驗和技術為本的人為作用對於取代失控的電腦是至關重要的。

    在軍用飛機的設計上，到底多少程度的自動化，怎樣的自動化，這個問題就更突出了。無人飛機是很多國家最感興趣的發展方向之一。無人飛機避免了人員傷亡，最大限度地提高了飛機的戰鬥力，但目前無人飛機的發展，依靠的還是以“自動化”為核心的控制科學，而非人工智慧。人工智慧還遠沒跟上驅動無人駕駛飛機發展的步伐。

    在科幻作品中，無人飛機、無人駕駛機器人、航太自動系統已經成為了不少主角，機器與人的關係也成為大量科幻作品中討論的科學倫理之一，而在《鋼鐵俠2》中，反方BOSS製造出來的無人駕駛飛機儘管很強大，但卻遭到了致命的一擊———被駭客侵入了，這恐怕是無人飛機所面臨的最慘的命運了，而這已經在現實中發生了，此前《華爾街日報》就曾經報道過，在伊拉克戰爭中，伊軍駭客截獲了一架“捕食者”號無人飛機的信號，獲取了上面的兩段視頻內容，而伊軍駭客所使用的軟體普通到可以從網際網路上花25美元下載到。


　　3 武器 等離子兵器真夠酷


    《鋼鐵俠2》中的反方大BOSS使用了一種新型武器，差點殺死了英雄托尼。從影片的描述中來看，這是一種基於等離子體“鞭”的兵器。通過充電，它可以呈現出閃電般的戰鬥效果，會將哪怕賽車這樣的堅固物品一切為二。

    所謂等離子體，是物質的一種存在形態。是由部分電子被剝奪後的原子及原子被電離後產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質。高溫等離子體只有在溫度足夠高時才會出現。在科幻作品中的基本設定中，這樣的“等離子鞭”是由鎢碳化物與銅線結合製造而成的。這種武器的理論假設是，鎢碳化物即使在超高溫條件下，也有著很強的磁性，因此當其被加熱到約2700℃時，已經變成了超高溫等離子體，還能吸附住金屬。

    現實中，確實有很多科學家正在研究等離子體武器。比如美國軍方就在開發一種名叫StunStrike的武器，就會像閃電一樣燃起火球，通過一束等離子體製造電荷。這些武器都被稱為“定向能武器”，即沿著一定方向發射與傳播高能射束攻擊目標。因為這些武器完全是由光電或微波製成，沒有任何化學物質或推進器，因此射擊精度會大大提高。

    這些武器發射出的鐳射束以光速前行，即使距離目標很遠，也能一擊中的，重力、風速等因素幾乎可以忽略不記，而且其充電也很容易，將會在未來戰爭中發揮重要作用。目前，這類武器中研究得比較透徹的是鐳射束和高功率微波武器。有些國家已經有鐳射致盲武器投入使用。它們利用能量較低的鐳射束致使人眼暫時或永久失明，或破壞敵人武器中的光電感測器。美軍在海灣戰爭中還首次使用了實驗性的高功率微波彈頭。

    不過，這一新型武器的問題還很嚴重，鐳射束達到每立方釐米一焦耳的能量密度時，等離子體就會瓦解。這種現象被稱為“電荷溢出”（Blooming）。此外，雨雪沙塵煙霧等環境因素的影響也很大，會將等離子體吸收或驅散，高能消耗也是一大難題，如果鋼鐵俠要想從手掌中擊出“衝擊射線”，他必須得有個非常強大的發電機才行。

來源：新京報

感想：

這武器如果出現了，不知道會如何？

緋月〥心

鐵甲奇俠成真...

hou_c12

=.= 如果成真的 那就世界更快灭亡了。 从有刀，   枪， 坦克，飞机， 原子弹， 那一次的战争规模不是一次比一次大的~ 拜托~

sing~@@~

別忘記了除左等離子武器
仲有激光武器0.0
早前加洲試射已經實現左雷射炮

Sakura凜

系都玩生化武器喇 總玩ed