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神奇女侠真的可以反弹子弹吗？物理教授是这样看DC的
2020-10-30 00:06:56【情报最新】人次阅读
摘要陪你边玩边学，每天涨点新知识每个超级英雄都有自己的独特设定：蝙蝠侠凭借斗篷滑翔飞行、超人能够倒转时间、神奇女侠用护手挡子弹……不过，在这些充满幻想的设定中，有谁打破了自然定律？最近，有位看热闹不嫌事大的博士从科学角度写了份特殊影评——他叫Jim Kakalios，是美国明尼苏达大学的物理教授，也是超级英雄的狂热粉丝，几十年来一直热衷于用科学剖析超级英雄们。
每个超级英雄都有自己的独特设定：蝙蝠侠凭借斗篷滑翔飞行、超人能够倒转时间、神奇女侠用护手挡子弹……不过，在这些充满幻想的设定中，有谁打破了自然定律？
最近，有位看热闹不嫌事大的博士从科学角度写了份特殊影评——他叫Jim Kakalios，是美国明尼苏达大学的物理教授，也是超级英雄的狂热粉丝，几十年来一直热衷于用科学剖析超级英雄们。
而他最近把注意力放在了DC系列的英雄设定上：蝙蝠侠、超人、神奇女侠、沙赞、海王、小丑，根据教授的分析，他们中有两个，没能在科学理论中站住脚。
蝙蝠侠：通电就可以变换形态的斗篷在2005年上映的电影《蝙蝠侠：侠影之谜》中，当电流通过记忆纤维造的斗篷时, 材料分子的重新组合让斗篷变得坚硬，使其化为类似蝙蝠的翅膀, 让蝙蝠侠在城市的街道和屋顶上滑翔飞行。
斗篷产生的奇特变化能用科学解释吗？
答案是——可以。
斗篷会发生变化，其科学原理是物质的相变，相变往简单通俗说，就是由于外在参数的变化「如：温度、压力、磁场等」，使物体的存在状态发生了转变。
举个例子：冰化成水——外部参数是温度，存在状态从固态变成液态，这就是一种相变。
明尼苏达大学的实验室发明了一种通过温度变化改变形状的材料，目前，该材料已被用于美国新航天服的设计研究中了。
假设，电影中的韦恩科技公司发明了一种纤维，对其施加电流，令材料产生形态转变，这完全符合物质相变的原理。
小丑：从高空跳到4米深的池中毫发无损2016年上映的《自杀小队》中，小丑从十几米的高空坠入深度约4米的池中，并没有摔死，这符合物理力学常识吗？
在这个片段中，Jim教授点评的只有力的作用，不考虑其他影响因素，例如化学品硫酸池。
小丑跳入水中的姿势是水平于地面的，其身体和空气接触的表面积增大，这让空气对身体产生的阻力加大，于是，人体下坠的速度减慢、时间延长。
有一项名为「高空跳入潜水」的运动，人从十几米的高台跳到下方的水池，与《自杀小队》中这一幕的设定一致度颇高。
那么，现在高空跳入潜水的人类极限是什么——台子有多高？水池有多深？
该运动的吉尼斯世界纪录，来自一位叫Darren Taylor的大叔，他从11.52米跳入只有30cm深的水池中：
只从力的角度分析，小丑从11米的高空平落入4米深的池中，毫发无损，是符合科学原理的。
超人：眼睛发射的光让他能看到骷髅在2013年上映的《超人：钢铁之躯》里，展现了氪星人的眼中的世界，眼睛一睁，恐怖片的感觉就出来了。
这个设定符合科学依据吗？
普通人的眼睛只能接受光线，但是，在《超人》的作品设定中，氪星人的眼睛可以自己发射光线。
他从眼中发射出的光有很多种，其中包括X光，X光扫描的物质包含的电子越多，散射效果就更加明显。
在其扫描人体时，水分子只含有10个电子，而骨骼中的钙有20个电子，所以看骨骼的效果会更加清晰，但是成像问题是失分点。
超人：能让时间回转1978年的《超人》电影，超人冲出地球，通过超高速飞行改变了地球自转的方向，让时光倒流。
这符合科学原理吗？
狭义相对论存在这样一个理论：接近光速的物体时间会变慢，但该物体只是本身的时间变慢，物理大佬们以此推论出——假如有超光速物体，其时间将倒流。
Jim教授开始计算超人环球飞行的速度：
首先需要确定超人飞行的路程，地球赤道的半径是6371千米，超人飞行的位置并非紧贴着地球，教授推算，他的飞行半径超过了1万千米，如果按照规则的圆来推测他的飞行路程，那么将会超过6万千米，而教授将这个数字推测约为6.6万千米。
其次确定时间，他根据影片中的时间，推算出超人飞一圈需要0.15秒，根据速度=路程/时间，得出超人飞行的速度可达44.04万千米/秒，高于光速。
作品设定可以很大胆，超人的飞行速度打破了「时间禁锢」。
但是教授指出一个不合理的扣分点——如果要改变地球自转的方向，还需要其他力的作用，超人并没有给地球施加其它力的作用，所以这里并不严谨。
神奇女侠：守护银镯可以反弹子弹在作品设定中，神奇女侠护手般的银镯能保护主人不受流弹伤害，在这里，我们不讨论神奇女侠的身体强度、反应速度，只研究是否真的有金属可以反弹子弹。
Jim教授带着大家计算了一下，能反弹子弹的金属强度有多高：
先看一下子弹的动量，子弹打在手镯上会产生动量，如果要让子弹反弹回去，就需要同等的动量，所以mv-=2mv，动量翻倍：
一颗子弹重约20g，速度约305m/s，假设弹射时间是1毫秒，Jim教授通过冲击力计算公式，得出手镯承受的冲击力是2700英镑，约1224kg：
我们再来计算压强，假设面积小到只有0.04平方英寸，那么子弹对手镯产生的点压强为31751千克/平方英寸。
现实生活中，冷轧钢、不锈钢等能承受的点压力约为31751-34019千克/平方英寸，比作品设定中的承压要强一些。
因此，可以反弹子弹的手镯符合科学。
海王：和鱼群对话作为海洋的掌权者，这个能和鱼对话，用意念驱使鱼群的设定，非常有王者之风。
Jim教授点评道：「这个符合科学原理的设定，我能给出10分满分。
」
他验证的前提是不考虑其他自然法则，只验证意念的传播。
人在思考的时候，脑内会产生电磁波，这些电磁波非常微弱，但确实存在：
假设海王的超能力，是他思考的时候可以和海洋中的生物沟通，他脑中微弱的电磁波真的可以被鱼群接收，教授给出2个原因：
其一，海水的导电性极高。
其二，有些鱼对电磁波非常敏感。
有些鱼长有一种称为电感受器的特殊器官——劳伦氏壶腹，鱼类可以用它感知电场、磁场及温度梯度等。
最具有代表性的就是鲨鱼了，劳伦氏壶腹在其皮肤表面存在开孔，是明显可见的黑点：
思考产生的电磁波、优质的传播媒介海水、对电磁场极度敏锐的鲨鱼，三者合体，令海王的这个能力加入了科学原理大军。
比利：用闪电给手机充电2019年上映的《雷霆沙赞》中，拥有雷电之力的比利一边走着，一边引来雷电为路人的手机充电：
这个行为非常不科学！请勿模仿！
给手机充电的此「电」非彼「电」，手机充电是一种化学反应，原理是锂电池内锂离子从正极到负极的移动。
在电影中，路人的手机在接收到闪电之后发生了爆炸，所以用闪电给手机充电这个设定，是不科学的。
经过Jim博士的一番分析，「谁不科学」的竞猜结果至此已经水落石出。
有人觉得太较真，但不少网友表示：严谨些总是好的。
正是因为创
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