预告片有剧透风险,观看需谨慎。有些人因此从不看预告片,但我不在此列。本周,我在第一时间观看了漫威为即将上映的《蚁人2:黄蜂女现身》推出的预告片。虽然我从小就是个狂热的漫画迷,但我一直不怎么喜欢《蚁人》。不过,前作《蚁人》就超出了我的预期,因此我对作为系列续集的《蚁人2》抱有一些期待。
如果你还不了解蚁人,那么先让我在这里做个简要介绍:作为超级英雄,蚁人的特技是使用一种特殊的技术让自己缩小至蚂蚁大小(有时也可以利用该技术把自己变得巨大无比,具体效果参见《美国队长3》);不仅如此,这项技术还能用于放大或缩小其他物体。此外,蚁人还能与蚂蚁沟通。
在预告片中,发明缩放技术的Hank Pym能把一整栋楼缩至滚轮行李箱大小。那么,缩小一整栋楼会带来什么后果?要回答这个问题,就需要思考缩小术在漫威宇宙中具有怎样的效果。当一个物体被缩小时,其体积缩小,但质量是否保持不变?也许,在被缩小的过程中,物体的密度保持不变?或者,是这项技术用奇特的方法把物体搬进了异次元?
这种缩小究竟采用了什么原理?这很难弄明白。前作《蚁人》中就曾出现了前后矛盾的细节:保罗·路德扮演的蚁人变身并缩小至蚂蚁大小后,在落地时仍能踩裂地砖,这说明他在缩小后也保持了原有的质量。在后续剧情中,可以看到Hank Pym的钥匙扣上挂了一辆微缩了的坦克。显然,这辆坦克不可能与一辆正常尺寸的坦克质量相同,不然Hank Pym也没法随身携带它。
不管如何,我个人认为,物体在被缩小的过程中质量守恒。错就错了呗,毕竟这就是部电影。
让我们从预告片中的大楼入手。一栋正常大小的大楼有多大?具体体积是多少?质量又是多少?显然,我只能进行粗略的估算,因此我打算从大楼大致的大小入手。在视频中,那栋楼从下往上可以数出十扇窗户,因此它应该有十层楼。每层楼约有4米高,因此那栋楼约有40米高。那栋楼被缩小后,其形状看起来近似一个立方体,可以认为其棱长为40米,因此总体积为6.4万立方米。
那么,为什么要计算体积呢?因为我要根据大楼的体积估算出其质量。
工程师应该是可以用某些现成的公式来计算楼体密度的,但我是懒得去找了。作为替代,我首先估测大楼的密度,再用密度估算体积。(密度=质量/体积)假设可以把一栋楼扔进水里,且这栋楼不漏水,并能漂浮在水面上——这样一来,估算它的密度就变得容易得多。如果它可以漂浮在水面上的话,有多大一部分能浮出水面呢?我猜,总体积的75%可以露出水面,跟一艘巨轮差不多。据此,可以得出大楼的密度约为0.25乘以水的密度(250 千克每立方米)。
有的估算出的体积和密度,就可以得出大楼的质量约为1.6万吨。当然了,这一切都是我的猜测。
现在,把大楼缩小到预告片中的大小——假设缩小后大楼棱长为0.5米,那么体积就是0.125立方米。如果其质量仍为1.6万吨,那么它的密度将达到惊人的512吨/立方米。高密度金属钨被用于制作钓鱼时用的沉坨,它的密度是19.3吨/立方米。缩小后,大楼的密度比钨还要高出26倍。
这还没完。如果像片中的Hank Pym那样,仅用两个滚轮在地面上拖动这栋体积袖珍却拥有超高密度的建筑物会怎样?让我们用压强公式算算两个滚轮对路面施加的压力。(压强=压力/受力面积)轮子的大小很难估测,其与地面的接触面积就更难估测了。粗略地估计每个滚轮与地面的接触面积为1平方厘米(往大了算),那么两个滚轮与地面的总接触面积为2平方厘米,可换算为0.0002平方米。
大楼对地面施加的压力等于其所受的重力,而大楼所受的重力等于大楼的质量乘以引力常量9.8牛顿每千克。拿压力除以受力面积,可得滚轮与地面接触面的压强为3.14乘以10的9次方牛顿每平米,即3140兆帕。水泥地的抗压强度为40兆帕——这是水泥地在崩裂之前所能承受的压强。显然,3140兆帕已远远超过40兆帕。哪怕花岗岩的抗压强度也仅有130兆帕。
所以,如果Hank Pym想要在不引起其他人注意的情况下把就把大楼移走,他恐怕是要遇到点问题了。滚轮碾过之处,一切都会被压成渣渣。当然了,还有另一种情况,大楼的质量随体积缩小而缩小——那样的话,我就写不出这篇脑洞文了。
(翻译:王宁远)
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