空想科学读本

这是一部讲述科幻与现实科学巨大冲突的搞笑作品，大多引用日本80年代到90年代出现的科幻故事为例子，不太熟悉的朋友们可能不知道书中说的那些英雄，超人和怪兽的来历，不过无所谓，只需要了解一些简单的设计，你就会了解这本书的真谛。

在我们常读的玄幻科幻小说里，经常出现毁天灭地的大招，无比牛叉的机甲，体质超人的猪脚，不过如果稍微认真想想，就会明白这些东西实在太不科学了，即使是科幻（科学幻想），也过于不合理，不过我们看小说，无非为了轻松娱乐，就不用太认真计较这些BUG了。

比如身体能够习惯20倍重力，驾驶机甲战斗的超级猪脚，老大，超级赛亚人在20倍重力环境锻炼下就能够达到毁灭星球的地步了，你都能习惯20倍重力，还驾驶个毛机甲啊，随便一拳就把对方的机甲砸扁啦！

比如手速，机甲流科幻小说里，手速是衡量机甲操纵者的标准，每秒60动？大哥，手速每秒60动是什么概念，你的体质已经接近超人，什么样强度的操纵杠能承受你那急速的手速？你已经成神了，就不用再在机甲世界里混了吧！

比如驾驶机甲闪躲对方的镭射武器，大哥！镭射是什么，光速也！你连光速都能反映过来，你的速度已经超光速啦，创世神都没你牛逼，还驾驶个毛机甲呀！

当然这些东西只是科幻小说的一部分，让我们看看日本人是怎么用科学技术来分析超级机器人，铁臂阿童木，哥斯拉，高达，EVA以及科幻类作品中常出现的急速飞驰，空中飞行，格斗，能源输出，能量防护罩等等名词吧。记得看这些东西时禁止喝水，吃零食，为了您的电脑屏幕着想。

本书共分三部份

第一部份：绝对无理的设定！

第二部份：超无谋必杀技！绝对禁用！

第三部份：科学做的出这种超兵器吗？

第一章超人力霸王体重之谜？

本节所引用的超人力霸王与怪兽的身高、体重等数据是圆谷公司的设定，同时也来看看这种设定将造成什么笑果……

首先，超人力霸王（初代）的身高是四十公尺，约人类的24倍。所以如果它们的身体密度与人类细相同，则应该体重为24的立方，大约860吨。可是设定上是……三万五千公吨！

这也差太多了吧！可能它们身体是由超高密度的物质构成的所以才那么坚强，但是……

照这个算式，力霸王的密度比地球上密度最高的铂（21．4g/cm3）还大一倍！故事中，超人力霸王曾经有过砂漠战、雪中战的场景，这样想来，他们应该在那一役就被活埋了，新超人还曾经在东京湾战斗，这等于是把炮弹丢在东京湾海底的泥淖中一样……

而且超人兄弟的身高体重设定……真的是这样吗？索飞（宇宙警备队队长未曾守护地球）身高45公尺，体重四万五千吨。而初代超人、超人七号、新超人三个是40公尺，三万五千吨重，卫司同样是40公尺，却有四万五千吨！而力霸王光荣竟然身高60公尺！体重五万八千吨！姑且不论这个设定的可笑，单就他们的身高、体重比例来看，如果索飞是个身高170的人类，那初代超人等三人只不过是身高151的小矮子！卫司更严重！跟前面三个一样矮，还过胖！光荣就很可怜了身高是索飞4/3倍，体重却只有不到4/3倍！（应该是1．28倍左右！！）是个骨瘦如柴的半病人……作者因此推断了M78星云超人力霸王光圈国的地球防卫政策：先派三个侏儒来保卫地球，等超级怪兽出来了就换个过胖儿来，等到更强的怪兽出现，就派个只剩皮包骨的高个儿痨病鬼来保卫地球……唯一的正常人索飞留任本国，尽放些人渣废料来执行保卫地球的任务……这就是M78星云的地球防卫政策……（超人之父：废话！正常人材我们当然留在本星自用啦！就是些矮子瘦皮猴才会丢去你们那种鸟不拉屎的星球……）

此外还有一堆怪兽（指的是圆谷、东宝系列的特摄片中出现的怪兽），设定的体重都是太重了。作者断言这些怪兽不论来自何处一律算地底怪兽！！！

为什么？因为这些怪兽只要一站上地面，立刻会沉入地底永不见天日……

（没有这么硬的地面能承受它们这种高密度的身体啦！）

另一方面，作者则表列了无敌铁金刚、大魔神、孔巴特拉V、大空魔龙等巨大机械人以及大映系特摄的两大怪兽嘎美拉与盖欧斯，它们的设定共同点是：太轻！书上除了表列它们应有的体重与设定值的对照表外还画了两幅图：

一个是这些巨大机械人的剖面：全部是空心的！只有这样才符合设定值……

另一幅是神龟大战飞天怪兽（大怪兽空中决战）的实际版：

两大怪兽被风一吹就像气球一样飞走，从此不见踪影（因为都太轻了）……

如同本书的副标题所言，如果真的有大恐龙葛吉拉（身高50公尺，体重两万吨）

那它诞生的瞬间身体就会承受不了自身的重量而压死了……

要做巨大怪兽或机械人的诸君，记得设定合理一点呀！！

第二章变身好危险！

第一种变身：指的是科学忍者队或东映战队的变装，这指的是服装外观的变化，问题还小……不过也有两个疑点，一是像科学忍者队那样，衣服经过高周波讯号就转变为战斗服，但这么一来岂不是一年三百六十五天都得穿同一套？不卫生……就算准备好几套一样的换洗，冬夏都穿同样的衣服也太残忍了……二来是像东映战队那样战斗服是压缩收容在手环中！变装时才覆盖全身……但质量不灭，全身上下的家当（包括头盔靴子披风．……）都放在手环，少说也有两三公斤……这种变身手环戴久了，每个队员的左臂都会练得粗壮无比，女队员可不大美观……

其次像机械人超金刚这类平时是人类，变身时电流开关一开就恢复机械人的外形这要怎么做呢？自然是在外壳设计上下工夫了，作者设计了PL学园应援团式外壳！机械人外装一面涂装为人类的脸而内侧一面则涂装为机械人形态，整个外壳由电磁铁控制。一声变身就全部一起翻面！这样就行了……

不过旁边有画图解：这种机械人英雄的脸很可怕……

接下来说的才是真的变身，指的是有名的假面骑士（至于另一个伟大的变身家族超人力霸王，我们留到下一堂变大来谈）依照设定，假面骑士变身并不是改变外观或换套衣服，而是全身的细胞都改变如同蝌蚪变青蛙，幼虫变成虫一样的……不过那个在生物学上不是应该叫变态才对吗？

本乡猛在休卡怪人与战斗员的包围下，摆出了漂亮的POSE并大喊一声：变态！！

……算了，石之森章太郎不会接受这种建议的，我们继续看下去……

事实上细胞要做那么剧烈的变化，不但极消耗能量物质（特别是激素，这些要变身的改造人除非身上有装好能大量制造激素的脏器！）有些细胞要增殖，有些则要消失（这还必需有负责吞噬它们的细胞！）蝌蚪变青蛙也不是那么容易的！细胞增殖不仅耗时，更需要安静不受干扰，因此本乡猛喊完变态……不……变身！之后最好找个地方躲起来等变身完全了再跳出来战斗，否则变得不完全，就便成怪人半虫半人男了！比休卡怪人还恐怖！（有图为证……）

另一个有名的特摄变身英雄是闪电人（石之森原作，主角先变身成蛹人，再两段变身成蝶人）这个设定是强调从幼虫变成成虫的变化。可是除了前述的问题外又有个新问题：

毛虫变蝴蝶的变化，是只发生在没有动物般大脑的昆虫上的！

因为在变化过程中细胞整个改变，而我们的记忆什么的应该是脑神经细胞中化学物质的排列等决定的，若是进行这种变化很可能一变身就得了记忆丧失症！

图标：变身后忘记自己是谁的超级英雄……地球的安危就交在你们手里了！？？

好了，今天先讲到这里吧……。

次回予告：科学特搜队身高180公分，体重70公斤的队员，如何能一瞬间变成身高40公尺体重3万五千吨的超人力霸王呢？且看次回便知！

第三章变大更危险！

科学特搜队的早田队员，只要拿出闪电光笔朝天一指，就能变身成身高四十公尺、体重三万五千吨的超人力霸王，但是这些变大的能源从哪来的呢？

第一种想法：细胞分裂！生物都是靠这个长大的嘛！话虽如此，我们来算算看……

根据日本厚生省的资料，人体生长最旺盛是在十二到十三岁那年，一年内可长高7．8公分！体重增加6．1公斤！但需要消耗的营养约365公斤。嗯……我们早田队员是要长高3820公分，体重大约要增加三万四千九百九十九公吨九百三十公斤（假设他身高180公分、体重70公斤）。这样算大概要209万吨的养分……以牛排来算大约419万头牛……这是变身一次要花的食料费……

这种宇宙警备队员我们实在养不起麻烦它快点回去吧……

且慢！还没完咧！细胞分裂是要花时间的！最快速的细胞分裂，从一分为二要48分钟；要长到三万五千吨，以2的等比数列来算约分裂19次，需要15小时。这是以此推论的超人力霸王变身方式：

早田队员高举闪光棒大喊一声：变身！！

后，转身一跳，跳进一大缸装满了419万头牛抽出的营养液的巨大培养槽中慢慢等待细胞分裂……还有！分裂中的细胞非常柔嫩！绝对打扰不得！因此这15小时内科学特搜队全体的任务就是死守此一培养槽！力霸王没培养好之前绝不能让怪兽打扰半步！

图解：放任怪兽肆虐市区15小时的科学特搜队，全员死守着躺着超人力霸王的培养槽……

科特队的队长：哇咧！全员死守15小时，就为了让这小子起来动三分钟！X$#@！……

显然这个方法有问题，我们换下一个吧……。

第二构想：超人力霸王不是靠太阳能变身的吗？也对，我们来看看……

质能是互换的，90兆焦耳的能量可以造出1公克物质，三万四千九百九十九吨九百三十公斤的物质需要多少能量，自己算算看？太阳送到地球的热能，一平方公尺约1050焦耳，早田队员的表面积应该与人一样，约0．5平方公尺能被太阳晒到。所以照这样算，他要晒两兆年的太阳才能变一次身。很可惜，我们的宇宙好象还没这么长寿……换别的方法吧！

构想三：从超人国直接送能量来！

铁超人（六元一本的老漫画，我家有）就是这样的，可是铁超人的游星好象是个随时浮在日本上空的同步卫星，只要天上没云雾就看得到，而且一定离地球在三十万公里以内（月球公转轨道？）发出的能源光线才能在一秒钟内送到。可是超人国离地球三百万光年（根据圆谷公司的证言），要把一道含如此强烈能源的光束从三百万光年外准确的照射到一个人身上，这……

图标：三百万光年外的能源照射失败！谜一般的杀人光线！？……

这……超人国的能源输送装置，麻烦你们瞄准一点……地球没事被轰个洞可不大好玩……：p这个方法太危险了我们看下一个……姑且别管那体重三万五千吨的设定了，我们来看看，如果体重不变光是变大成身高四十公尺的巨人会怎样？很简单，他会变成一个身高四十公尺，体重70公斤的气体巨人，身体的构成有如瓦斯，风一吹就散，更别提与怪兽打斗了。好象力霸王倩男幽魂……

讲了一堆变大的麻烦别忘了我们超人七号还会变小呢！！

（Arslan注：超人七号有一次的故事是：某人被细菌般大小的怪兽侵入了血管，因此超人七号缩小为身高1mm体重100mg进入血管内与细菌怪兽决战！）

可是超人七号的设定也是身高四十公尺，体重三万五千吨。缩到这么小，只有原来的58亿分之一！人体约有140亿个脑细胞，缩小成58亿分之一岂不只剩下两个脑细胞？

图标：缩小后进入血管的超人七号，只剩下细菌程度的智能，完全忘记自己是谁……

太可悲了，只好在血管中当一辈子的微生物了……

还不只咧！若是体积缩小体重不变才惨呢？这一来超人七号的身体密度变成白金的三亿倍，变成中子星了！（成不了黑洞是因为质量还不够……）从此超人七号变成了一个散发着强烈电波的中子星微生物，在血管中过了一生（因为没有大脑，忘了变回来的方法……）

变大变小都太危险了，力霸王啊……还是不要来地球比较好吧……

OK！次回预告：假面骑士是靠风力，无敌铁金刚是靠光子力，原子小金刚自然是靠原子力，但……这样真的好吗？请看下回：英雄能源从哪来！？

第十章飞！飞！飞上天！！

自从美国的Superman飞上天以来，某种标准就成立了：不会飞的英雄……逊哪！

可是要怎样才能飞呢？

第一、用气球飞！老早在UltraQ剧集中，怪兽八伦嘎就是靠浮力飞行的；而特摄秘密战队苦练者中也有用气球的载具巴里气球。不过这方法的弱点是慢！，而且受制于天候。

图标：在刮风天搭乘巴里气球出击的秘密战队苦练者，一去不复返……

第二个方法是像人造卫星一样，以秒速7．9公里的速度运转，即可获得脱离地球引力的离心力而飞在天上。但这一来只能不停的绕着地球飞……

转剩下的方法就是用反作用力等方法了……

用火箭向下喷射，或用螺旋桨（旋翼）将空气向下吹，利用反作用力飞空。这是常用的设定……

用螺旋桨飞行的例子，首推小叮当的竹蜻蜓，但是……

（Arslan注：除此之外特摄萝卜孔与卡通萝卜汤的主角也是用螺旋桨飞行的机械人）

第一个问题：没有尾翼的辅助，自己身不会反方向作逆回转吗？

一个70公斤重的人，若用直径2公尺、重量2公斤的螺旋桨来转的话，此人会以螺旋桨转速的0．77倍速度反向回转！！不过小叮当的竹蜻蜓很小，直径约20公分吧（目测）？重量约200公克（假定）……这样要带动一个80公斤左右、肩宽约60公分的躯体，那身体的逆回转不过是螺旋桨转速的万分之一罢了，所以没啥关系。这个问题算是解决了……（Arslan注：小叮当的设定体重是一百二十几公斤的样子，不过我们柳田理科雄所长似乎没收集到这个设定值，还是等原作者托个梦告诉他好了……）

但另一个问题来了：这么小的螺旋桨，吹的风岂不是都吹在小叮当自己头上吗？何况小叮当的头又是特大（大约直径60公分吧？）……

图标：不到头的直径三分之一大小的螺旋桨吹出的气流图……

这一来就事倍功半了，能有效到达地面的推力不到10%；也就是说，要抬起体重80公斤的人，要有800公斤的推力……直径20公分的螺旋桨要得到800公斤的推力，要吹出秒速高达4600公尺的风才行！（音速1．3倍！）被这种风吹到头顶，会把整个脑袋瓜吹烂掉！整个人都会被扯碎！

图标：用竹蜻蜓飞的结果～只剩下竹蜻蜓带着一块小叮当的头皮（遗物？）在飞……

（动漫板有一堆人在讨论小叮当的结局，应该叫他们来看看这个……）

下一个方法，就是以火箭引擎的推力来飞，这个不希奇，从原子小金刚开始就有了。以下我们就以孔巴特拉V为代表来讨论这个方法（因为有许多机械人的飞行方式都是如此，就是在两脚足底装喷射火箭）。

第一个问题是燃料，一公斤的液态氢、液态氧的混合燃料，一秒内燃烧可得推力

450公斤。孔巴特拉V的体重是550吨（我们姑且不论这过轻的体重是如何来的，详见第一章）。要推动它上天，一开始的第一秒钟要消耗燃料1．2吨（因为接下来损失了燃料的重量，机体也会越来越轻）。这样计算，若是孔巴特拉V全身的60%体重都是燃料的话

（太夸张了只有40%的重量是机体结构？）也只能飞空398秒……

算了，能空战6分38秒也很不错了，尽量打陆战吧……

另一个问题是安定性，只靠两脚的火箭把全身推上空中是很不安定的，如同用手指顶住一只铅笔尾端把它顶上天空，它就会不停翻转，很难笔直飞上去的。初期的阿波罗火箭是用四个喷射口来保持平衡，实验中有一个喷射口出力稍弱，一飞上去就开始回转，撞上地面爆炸……曾有这种例子！

为了安定姿势，第一个方法是在机械人全身上下各部位安装许多调整姿势的小喷射口（ZGundam起的MS都是这种方式）。但是这种引擎的出力协调非常难以控制，而且……全身装满喷射口的孔巴特拉V很难看……

还有一个维持姿势的方法就是在体内装陀螺仪。利用这个回转的安定性维持姿势。不过这一来机械人的姿势一飞上天就再也不能改变了，而且也不能变换方向……更无法进行空中格斗！

剩下一个方法是利用扬力！这也就是我们一般飞机的原理。根据白努利定律，飞机以时速1000公里的速度飞行时，一平方公尺的翼面积可得700公斤的扬力。

但是机械人中，只有兜十藏父子设计的铁金刚、大魔神有机翼这种东东啊？（至于盖特机械人用披风那种东东……只有GUNBASTER会去效法这种设定）

图标：机翼的横断面图、在流体力学上获得扬力的原理、以及巨大机械人的横断面图。在流体力学上不太可能获得扬力的原理……

若机械人的横断面真的能获得扬力倒还好办。以它们的体表与重量来算，孔巴特拉V只要音速0．81倍的速度就可以得到足以飞行的扬力；原子小金刚则只要音速0．44倍即可（当然一部份的原因是因为它们的体重设定都过轻了……详见第一章）。但是真正要命的是体重3万5千吨的超人力霸王！

超人力霸王的体型，就算它的横断面可以获得扬力，换算过来也只有320平方公尺的翼面积！就算用音速5倍飞行（根据设定这是初代超人的最快速度）也才获得扬力8400吨，不到体重的四分之一！

想要叫超人力霸王飞？可以，要获得四倍多的扬力！既然速度设定是五倍音速不能再快了，那只剩一条路：加大翼面积！把身体压扁成原来的四倍大即可！！

图标：飞吧！超人力霸王肉饼！（还是应该叫力霸王比目鱼？）

超人力霸王：他X的！要我变成这种样子来飞我宁可死！……

不过即使变成这样，在速度没达到音速五倍时还飞不起来呢！加油吧！比目鱼……喔不……超人！

不但如此，有关飞行这件事还有许多致命的难题，我们下回再谈！

次回预告：光是飞还不行！要飞得快才叫酷！超人可以飞出超音速，怪兽也要飞出超音速！不过超音速飞行时会发生什么事？请看次回！

第十一章超音速飞行……的下场？！

前面那一节“如何飞行”的问题我们先不讨论，先认定超人都会飞，怪兽也能飞，还有那一堆人类造出来的奇怪机械超兵器也全都能飞。光是能飞还不够，现实世界中，人类的“黑鸟”、“X－15”……都创下过超速度的纪录，就连民航机也有“协和式”喷射客机达到音速两倍的速度。既然如此，超人英雄岂能输人类？拼吧！初代超人力霸王可以五倍音速飞行，超人七号可以飞七倍音速（为何都是奇数倍？），后来的光荣、卫司更可以飞到音速20倍！帅吧！！！

等等，问题来了……。

物体在空气中以超音速运动时，会产生所谓的“冲击波”（这是因为原本物体在空气中运动时会改变周围的空气压力而发出“音波”，这在我们日常生活中就经常可见。但发出音波的物体本身的运动速度就超过音速时，那发出来的空气振动会重叠，形成具有破坏力的振波，称为冲击波。），这冲击波的威力不小！以超音速飞机而言，冲击波能轻易击破5000公尺以外的玻璃窗！因此这些超音速飞机如协和式……等等，都只能在2公尺的高空进行超音速飞行，以免危及地面。（记得有一集“怪医秦博士”就有讨论过这个“隐形凶手”，原因是火箭发射场发射火箭后的冲击波扫到附近的村庄……这应该就是日本人说的“镰鼬”吧？FSS中怀燕的真空斩、南斗圣拳的真空波、还有快打旋风中凯尔的音速刃，应该都是类似的道理。）

冲击波的发生范围很容易画，以1㎝为半径画一圆圈，从圆心向外画一直线，音速2倍就画2㎝长，3倍就画3㎝长……依此类推。从直线的端点向圆圈的两边各画一条切线，与圆圈相切。这两条切线的夹角，就是冲击波发生范围！（记住，看起来这范围像三角形，实际上是个“圆锥体”的范围！）只要是超音速飞行的物体，物体的前端就会发出这个形状的冲击波。而且各位可以从自己画的图上看出，超音速越多倍，这个夹角就越小！安全范围也越小！在这范围之外，都会被冲击波破坏！就连机体本身也不例外！因此，各位可以明白协和式客机的机翼为什么是呈锐角三角形的形状，黑鸟的机体又为何如此尖锐了吧？如果它们的机翼是像AT－3那样平伸向外，在超音速飞行时，冲击波会把突出在安全范围外的机翼一并砍掉！

好，回题！我们来看看这些超级英雄的体型在超音速飞行下是否安全？

首先来看看能以音速3倍飞行的宇宙大怪兽三头金龙（六度空间大水怪）。音速3倍飞行时，会以头部为前端，形成35度夹角的冲击波！

图解：被自身的冲击波砍掉另外两个头与双翼的三头金龙……

（其实，在飞行时三个头都是前端，会各自发出冲击波砍掉另外两个头，就看哪个头比较耐命撑得久，能干掉另外两个……其实我也常常会想：这种多头的生物意见不合时要怎么办？民主表决吗？）

这一来，与三头金龙对决的大恐龙哥吉拉大可以逸代劳，只要等它自己飞上天就可以干掉其中两个头了，不会飞的怪兽果然比较吃香……

另一个图是我们初代的超人力霸王，他能以音速5倍飞行。因为超人是两手平伸向前飞的，所以发生冲击波的前端应该是在手指，形成23度的夹角（如图）。还好啦，冲击波只会砍到额头一部份。

但下一个可就不好了，超人七号的飞行是音速7倍！

冲击波夹角16度！这个无论如何都不可能没事了……

图标：音速7倍形成的尖锐圆锥冲击波，砍掉了超人七号半个脑袋……

慢点！这还不算！既然他们超人是“双”手向前飞的，那应该两手尖端各自产生冲击波！两道冲击波恰好把超人七号从中一劈为二！

根据特摄及卡通的原则，越晚出来的英雄飞得就越快。所以力霸王卫司与光荣就更可怜了……音速20倍！冲击波夹角才2．3度！

图标：无论如何也躲不进安全范围的两人？

特别是光荣，头上那双角也会变成发出冲击波的尖端，脑袋瓜会被切成5瓣……

付录：安全正确的“英雄飞行方法”！

想要安全的飞，这种体型无论如何是没办法的！所以只剩下一条路：

‘变形！！’

反正超人力霸王能变身又能变大变小，大概变个形也不是什么难事……

（力霸王：“你当我会七十二变呀？”）

图标：当超人力霸王准备飞行时，飞行体形变形开始！

变成什么形？简单！全身上下手指、掌、臂甚至头、颈与腿都不能有，让头部与双臂融合成纺锤型！这一来只有一个尖端会产生冲击波，而且全身都在安全角度内。同时身上没有任何空隙，才不会发生扰流。

完美的飞行体势！帅吧？（老电影“领航者”中的幽浮就是这样变的．．）

（超人力霸王：“哇咧……我们超人兄弟全身硬逾钢铁，谁理它十么鸟冲击波啊？还要我们变成那副蠢像来飞……谁叫你们的行星有“大气层”这种玩意儿的？我们超人兄弟多年来保卫地球，劳苦功高，你们一会儿嫌我们太重，一会儿又说我们必杀技滥杀无辜，还怀疑我们不会飞，要我们当什么比目鱼、纺锤……这种行星我们再也不来了！怪兽来了你们自己对付吧！”）

呃……好吧！既然如此，本所也别再拿超人兄弟做文章了，那么本书的第二部份也到此告一段落。下一回起将进入第三部份：“超科学技术……能用吗？”