空想科學讀本: 超級英雄也有職業傷害 | 誠品線上

空想科学読本 1 (新装版)

內容簡介

內容簡介 將動漫畫裡的情節當成現實中的事物並以科學角度考量，得出來研究實績就是這系列《空想科學讀本》。【空想科學讀本】系列經典首部作品，全新修訂版感謝台灣讀者13年來的支持！對於這種盡是寫著以上這類東西的書還持續閱讀，真是感謝台灣的各位。而今後我也將會繼續書寫盡是這類東西的書，希望讀了此書的人們能夠更加深愛動漫畫，也能明白科學是多麼的有趣。──柳田理科雄 讀者諸君，你們的寶貴指正我收到了！修正與回應在此發表。 從設定開始就莫名其妙！特攝節目和動畫裡的外星人、改造人、機械人，這些正義英雄能在瞬間變身，甚至巨大化或者視情況改變體型。敵方怪獸的巨大體型也是非比尋常，噸位超級，還能劈里啪啦口吐光線，擁有各種可怕的武器……從科學的角度來討論一下，這些基本設定到底合不合理。 千萬別用這招！沒有翅膀，卻能以超音速神勇地從空中飛來的英雄；數萬噸的重量一著地，大地發出轟然巨響，竟隨手就能把怪獸摔出去。怪獸能噴出匪夷所思的1百萬度高溫火燄迎敵。英雄與怪獸得意的必殺絕招……這不科學啊！實際上到底有多麼匪夷所思、多麼不像話。 超科學技術，有用嗎?!空想科學世界裡的高科技機具與科學技術都非常了不起：用巨大的鑽頭掘開堅硬地表的地底戰車，以時速數百公里甚至數千公里狂飆的機車或汽車；此外，太空船有人工重力裝置，研究所有嚴密的防護罩。只不過，從來沒聽說過有成功開發或者實際運用的消息……難道這些超科學技術有什麼無可救藥的缺點嗎？

作者介紹

作者介紹 ■作者簡介柳田理科雄在此先聲明，這是本名。一九六一年生於鹿兒島縣，故鄉正是擁有優美自然環境與火箭發射基地的種子島。縣立鶴丸高校畢業，經歷京都浪人生活後，進入東京大學理科1類就讀。期間發現自己喜歡孩童教育，於是輟學成為補習班講師。處女作《空想科學讀本》一炮而紅，成為廣受矚目的愉快理科系作家。一九九九年設立「空想科學研究所」，戮力從事寫作演講推廣工作。二○○七年開始，對全國高中、專校的圖書館每週發送「空想科學圖書館通訊」刊物，受到極大迴響，目前全日本約三分之一、超過二千五百所學校訂閱。■譯者簡介談璞（王者之瘋、tp）在此也要先聲明，這是本名。國立台灣大學農業化學系、農化研究所畢業。其後自上海中醫藥大學畢業並取得資格，現以中醫師身分執業於上海。曾任淡江大學動漫社指導老師，多次獲邀評審圖書金鼎獎、小學生優良課外讀物。前《神奇地帶》眾筆者之一。曾與友人合力出版《無名的書》。現為傻呼嚕同盟之成員，合著有《動漫二○○○》《動漫二○○一》《漫畫同盟報》《因動漫畫而偉大》等，譯有【空想科學讀本】系列、《小布希蠢話大百科》《征服世界是可能的嗎？》以及電影《蒸氣男孩》《哥吉拉 最終戰役》。

產品目錄

產品目錄 前言──如果你是「科學之子」的話第一部 從設定開始就莫名其妙！ 怪獸的身長與體重 哥吉拉２萬噸、神龜80噸，在科學上哪一邊才是適當的體重？英雄的變身 假面騎士在一瞬間變身，實在是有礙健康！ 英雄的巨大化 超人七號要巨大化，至少得花９個半鐘頭！ 英雄的動力源 假面騎士靠風力來戰鬥，但是光靠腰帶是使不出那種力量的！ 操控巨大機械人 兜甲兒駕駛無敵鐵金剛，保證會暈車！ 怪獸的武器 怪獸會口吐火焰或光線。這種事情，生物真做得到嗎？ 第二部 千萬別用這招！ 力霸王過肩摔 把怪獸紅王摔出去的超人力霸王，自己也會昏死過去！力霸王水流 必殺技．力霸王水流，會使北半球陷入冰河期！１百萬度的火焰 怪獸能吐出10萬度或１百萬度的火焰。果真實現的話會怎麼樣呢？英雄的飛行 超人力霸王想要在天上飛，只能變成比目魚！ 超音速飛行 超人七號以７馬赫的速度飛行，身體會四分五裂！第三部超科學技術，有用嗎?! 地底戰車 噴射地鼠坦克，只是會旋轉的棺材。人工重力裝置 宇宙戰艦大和號，是怎麼造出重力的啊？超高速機械 時速３千公里奔馳的巴里亞斯七號，駕駛者保證沒命！機械人的空中合體 孔巴特拉Ｖ的合體，既耗時，又危險。 防護罩 光子力研究所的防護罩，實際上要作出來是毫無道理的。 後記──白晝之月與超人力霸王 台灣版後記──感謝十三年來的支持！

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試閱文字

內文 : 怪獸會口吐火焰或光線。這種事情，生物真做得到嗎？
許多怪獸擁有令人難以置信的能力。尤其是從嘴巴噴出火來，或能發射神祕光線等等，可說是怪獸的精髓。除了巨大、怪力與奇特的長相之外，還能從身體中發射出某些東西，可以說讓怪獸與恐龍有了明顯的區分
不用說，始祖正是哥吉拉。雖然說起初不過是「吐出有放射能的氣息，使周圍的物體起火燃燒」的程度而已，但成為賣點之後威力就不斷升級，只能說是這類招數的宿命。之後像三頭金龍「王者基多拉」的引力光線啦、「貝基拉」的冷凍光線啦、還有「巴魯貢」的七彩死光等等，各式各樣具有個性的必殺長程武器就一個個冒出來了。怪鳥「混沌鳥」從嘴裡發射的是能切割任何物質的超音波刀，令人印象特別深刻。
只不過，怪獸再怎麼說也是生物。生物真的那麼簡單就能噴火或發射各種光線嗎？
幸好，怪獸的食物大多有設定資料可查。我們就以這些資料為基準，來研究一下牠們噴火或發射光線的可能性吧。
 
◆吃鈾就能噴火嗎？
首先來討論一下怪獸噴火的可能性吧。生物是否能夠吐出火焰，牽涉到燃料以及點火系統。
第一個必須考慮的就是燃料問題。不過，大多數怪獸的燃料似乎都由食物中來攝取。查閱《怪獸圖鑑》之後，發現絕大多數的噴火怪獸都喜歡吃鈾或石油。這的確會給人「難怪會噴火！」的印象，可是事實上到底如何呢？
「嘎玻拉」、「巴哥斯」以及「恐龍王三世」等等，據說都是以鈾為食。人類如果吃了鈾礦，就算點根火柴對著呼氣也不會起火燃燒，只會全身被放射能污染而死。若是要從鈾礦中取得能量，必須經由核分裂反應才行。
要引發核分裂反應，首先要有一定量的鈾聚集一處，然後還必須以具有相當能量的中子束撞擊才行。一旦引發分裂，其中就會射出新的中子，而後以等比級數蔓延開來。
若是進行過猛，核分裂就會在連鎖反應下變成原子彈；若是進行狀態太弱，反應就會每況愈下而終告停止。為了控制進行狀態，並且持續從中取得適度的能源，需要非常精密的調控。車諾比核電廠及美國的三浬島核電廠之所以發生事故，問題大概都出在這裡。
即使是怪獸，要在體內引發原子核分裂，最困難的關卡仍然在於如何控制反應的強弱。自然界的生物是靠酵素及荷爾蒙的作用來控制體內化學反應的進行狀況，但由於原子核反應會產生極大的熱，根本沒有酵素或荷爾蒙出場的餘地。
就算真的有什麼方法可以調控好了，生物畢竟是生物，總有身體狀況不太好的時候。一般生物只不過是發燒啦、腸胃不適之類的狀況，但是食鈾怪獸可沒這麼好過。恐怕會有全身化為原子彈之虞。
也就是說，要靠吃鈾來噴火，除非體內具備前面所述的系統才有可能。只不過還是要冒非常大的危險。如果這種生物真能存在，那也是非常奇怪的事。
 
◆糞便可用來鋪馬路
相較之下，喝石油的那些傢伙即使存在，也不會讓人覺得太奇怪了。怪獸中的「達恐」、「佩斯塔」及神龜等都屬這一類。
石油是一種混合物，由碳、氫、氧等元素所形成的各式化合物混合而成，和自然界動物用以為養分的物質非常接近。自然界中之所以沒有動物喝原油，只是因為體內沒有可以消化這些化合物的酵素而已。
況且，只要隔絕空氣，石油就會停止燃燒，使用時很容易控制。噴玩火就閉上嘴巴就好。真有噴火怪獸的話，以石油為燃料的這型應該可能性最高。
但是在自然狀態下，石油是混合著沙泥埋藏於地底的。如果直接飲用，就非得連同沙泥一起下肚不可。依所處地質狀況的差異，喝下去的泥沙量體積可達原油的４倍左右。
不用說，這些沙泥既不能成為燃料也不能變成養份，只能化為糞便排出體外。而且這些糞便是原油的廢棄物與沙泥的混合物，也就是柏油原料。只要把石油怪獸引到道路工地現場，先讓牠噴火，再出其不意把牠嚇到大便失禁，然後用壓路機將糞便壓平，就可以鋪出一條氣派的柏油路了。這豈不是個神奇的廢物利用法嗎？
 
◆一生一回的盛大演出
然而神龜不只吃石油，據說也吃煤炭。根據《怪獸圖鑑》所載的內部圖解，可看見神龜的體內有名為煤炭囊的器官。還寫著那裏是儲藏煤炭作為火焰的燃料用的。但是，這可是極度危險的啊。
燃燒必須有空氣才行。在純天然瓦斯中，就算再多火花一樣不會起火燃燒。
若是石油之類的液體也可以儲存在體內避免與空氣混合。只不過，煤炭可是固體，隙縫中無論如何都會有空氣混入。若是以煤炭為燃料來噴火，火勢會一路延燒到體內的煤炭囊，神龜就會被身體裡的那把火活活燒死了。雖然說煤炭的發熱量大約只有石油的一半，但是生物的內臟也絕不可能安然無恙。
因此，只要噴一次火，那個時候就是自己的死期了。簡直就像是蜜蜂的刺針一樣。一生一回，噴出平生第一次火焰，神龜的一生就這麼玩完了【圖１】。
 
◆點火得靠毅力
這麼一來我們就已經知道，只要吃石油便可以解決燃料問題。
剩下的問題就是如何點火了。點火的方法有兩個。一個是用火花或火焰來引燃，另一個則是讓燃料的溫度上升到燃點，這樣就會產生自燃現象。
生物要引發火花，最簡單的應該就是牙齒由打火石構成吧。一邊噴出可燃性瓦斯，一邊把牙齒喀噠喀噠咬合打出火花，這樣就可以點火了。
我們所使用的打火石是一種成份近似水晶的岩石。雖然這種東西無法由生物體內製造，不過，自然界的動物中的確不乏將礦物吃進體內來進行生命活動的例子。例如雞就會將砂粒或小石子儲存在雞胗裡來幫助消化。所以說，若有哪種生物為了點火而將打火石安置在牙齒間，也不會令人覺得奇怪。
只不過，被唾液沾濕的打火石應該很不容易打出火花才對。由於不能一次就把火點著，因此必須像舞獅的獅子那樣不停對空氣猛咬，直到點火成功為止【圖２】。活像是隻靜不下來神經質暴躁的怪獸一樣啊。
至於可燃性瓦斯，只要超過了一定溫度，就算沒有火焰或火花也一樣會起火。例如甲烷，自燃點是５３７度。可是生物體內的化學反應並沒有辦法產生這樣的高溫。負責催化生物體內化學反應的是酵素，由於酵素不耐熱，只要溫度超過60度，就會被煮熟而失去效用。自然界之所以沒有能夠發出異常高溫的動物，原因就在這裡。
既然用化學的方式沒辦法做到，那麼有沒有可能以物理方式產生高溫呢？也就是說，以身體的一部份互相摩擦，以摩擦生熱的方式來提高溫度。把兩隻手掌合在一起用力摩擦，確實是會發熱到某種程度。這個動作一直持續下去，是不是能把自己灼傷呢？實際一試的結果是，十幾秒就挺累人的了，若這樣依然繼續努力摩擦下去的話，似乎是有那種可能。嗯，到頭來，問題在於是否有毅力。
要是看見怪獸開始把上下牙齒喀噠喀噠咬響、頻頻蠕動舌頭、激烈地磨牙、或是雙手合十用力摩擦的話，可得多加提防。
 
◆有可能發射光線嗎？
如此一來可以得出這樣的結論：怪獸的確可能噴出火焰。這連我也嚇了一跳。
那麼，除了噴火之外，是否能發射各種光線呢？
雖然怪獸所發射的光線可說是五花八門，有「破壞光線」、「死光」、「岩漿光線」、「溶岩熱光線」及「發條光線」等等，不過就「以有限的能源化為光線射出而破壞物體」這點來判斷，那除了雷射之外不做他想。所以說，這些全屬於同一個專有名詞：雷射。
此外，至於什麼「冷凍光線」、「重力遮斷光線」之類的，雖然就光學性質而言根本無法期待會有那樣的效果，但是因為射出後在空氣中能維持固定亮度，又能對遠處的物體造成強烈影響，從這幾點來看，利用雷射的可能性相當高。
自然光是由許多不同波長的光線混合而成，波形的起伏也不一致。就好比步幅差距很大的人在玩兩人三腳，卻沒有努力調整出一致的步伐。相鄰的光互相干擾，能量就擴散掉了。所以，即使是相當強烈的光源所發出的光，當照射到遠處的物體時，大部份能量都已經散失了。
話又說回來，如果能將相同波長的光的波形調整一致後再發射，就不會互相干擾了。原本所含的能量才能傳遞至任何地方，不至於中途擴散。這就是雷射光，可以透過紅寶石、二氧化碳或半導體等物質振盪產生。
因此，「生物是否能發射雷射光」這個問題可歸納成兩方面，一個是「生物是不是能夠產生足以令物體燃燒或熔化的能量」，另一個則是「生物體內是否可能形成雷射光的振盪器」。
 
◆吉拉斯會早死
雖然說稱之為雷射光，但是這並不意味著能將能量放大後再發射出去。只是可以將所含的能量在沒有損失的情形下傳送到遠處而已。所以，要將物體燒斷、熔化的能量，必須原本就從吐出雷射光的怪獸體內產生才行。
既然是生物，就只能從食物中獲得能源。藉呼吸作用，由食物中的碳水化合物、脂肪、蛋白質等取出能量。若想發射雷射光，還非得把這些能量轉換成光或電力不可。不過有些生物的確擁有這種本領，例如螢火蟲、電鰻等等。
如果要發射怪獸圖鑑中所謂的「一秒鐘之內把戰車熔化的熱光線」，若是把戰車當成50噸重的鐵塊來計算，熔化所需的能量是１千４百億焦耳。所以需要消耗８１０公斤的碳水化合物。這份量雖然十分嚇人，不過以怪獸而言，不過是體重的萬分之一罷了。相當體重70公斤的人類的７公克而已。所以關於能量這方面，是完全沒有問題的。
至於振盪器，也不能說完全不可能。人類眼睛的水晶體是由表皮分化而來的。以生物組織而言，的確能夠用蛋白質製造出可以讓光線穿透並折射的物體。
只不過還是存在著少許困難。紅寶石的成份是氧化鋁，其中混合著少量的鉻。作為雷射振盪器時，實際產生作用的是鉻；可是像鉻這類重金屬對生物是有害的。而且，振盪器的兩端還必須裝設反射鏡才行。鏡子這種東西，是在透明物體的某一面塗布一層水銀類的物質。水銀也是重金屬，對生物同樣有害。這兩者都曾經造成嚴重的災情，一個是六價鉻毒害，另一個則是水俁病。口吐發條光線與超人力霸王大戰的怪獸吉拉斯，還有用引力光線毀滅了金星的三頭金龍，牠們的壽命絕對活不久長吧。
 
◆出人意表的超音波刀
最後，就讓我們來討論一下既非火焰也非雷射光、卻會造成強烈衝擊的武器──怪獸混沌鳥的超音波刀。
混沌鳥發射的超音波刀並不是使用光線，而是一種靠音波威力的武器。雖說目前尚未開發出超音波手術刀這種醫療器材，但超音波確實能切斷物體。這種方法大多用於金屬與陶瓷的加工。
不過，光靠超音波並不足以切斷物體。由於音波只是質量很輕的空氣分子的振動，並沒有那麼強的威力。物體若是被超音波打到，所有分子都會發生振動。因此如果是不容易變形的物體，由於材質和形狀的差異，可能會因為共鳴而導致碎裂，但是這樣並不是「切斷」。此外，若是生物體被照射到的話，會溫和地發熱，血液循環也會變好。
所以說，像混沌鳥那樣只是從嘴巴發射超音波的話，根本就無法切斷任何東西。只會震破玻璃窗、還有讓附近的人變得更健康而已。
如果要用超音波切斷物體，必須在欲切斷的部位塗布鐵沙或岩石粉末才行【圖３】。粉末發生振動並持續與物體碰撞，靠這個力量將部份材料破壞、切斷。
由於這緣故，如果混沌鳥想要讓自己的超音波刀奏效，就必須在戰鬥中途暫停，先挖起地上的泥土塗抹在對手神龜身上，然後再瞄準塗抹部位加以攻擊才行。如此一來或許還會有另外一層效果，就是神龜因這個突如其來的舉動大吃一驚，混沌鳥便有可乘之機吧。
可是，萬一神龜將泥土拍掉就全都白費工夫了。深深吸一口氣、嘴巴正張開時眼見計畫受挫，後續的行動也只好喊停了。
混沌鳥的必殺武器是否能發揮功效，全得看神龜是不是愛乾淨了【圖４】。
 
◆噴火男最有魅力嗎？
我們已經知道，只要牙齒是打火石，會噴火的怪獸的確可能存在；若排除鉻與汞的副作用，要說這世上存在著會發射光線的怪獸也沒有什麼可挑剔的。即使是超音波怪獸，也還是有可能對敵人造成傷害──只要對手不那麼在意小事的話。雖說直到目前為止都還沒有人發現這類生物，不過，未來是否會演化出來，或說事實上已經存在，這些可能性我們也無法予以否定。
演化並不是因應環境而發生，而是從突變開始的。
突變可由放射線或化學物質等外在因素引發，但也有人主張基因中原本就有引發突變的機制，還有一種說法是病毒也會引起突變。因突變而產生的形形色色特徵各異的個體，只有符合環境條件者才能存活下來。當噴火怪獸在某種因素下誕生時，若是周遭又有適合生存的環境，演化上的一個分支就這麼形成了。
那麼，適合噴火怪獸存活的環境，到底會是什麼樣的呢？
生物的能力不外乎獵食、防衛、繁殖這幾方面。若用於獵食或防衛，威力未免太強了。怪獸們吐出的火焰或光線足以燒盡一切，把任何東西都熔化。這麼一來，食物不是被炭化就是被蒸發掉，根本就不能吃。至於防衛嘛，這可以說是壓倒一切生物，名副其實的百獸之王了。由於不可能有天敵存在，等到滅盡其他所有生物，到頭來自己也會走上滅絕的末路吧。
就算是以繁殖為目的，也實在太鋪張了。只不過這種作秀方式往往有越演越烈的趨勢，以人類的情形來說尤其如此。在一個實際存在著會噴火、發射光線的怪獸的世界裡，起初恐怕只要吐個火苗、隱約發出微光就可以討好異性了，可是大家所要求的刺激似乎越來越強，演化至某個階段之後，終於變成非得燒掉一大片森林、熔化整座山，否則人家連看都不看一眼的時代了【圖５】。至於形成這種激進的演化趨勢的環境，大概就是有一群目高於頂的雌性吧。
噴火表演這種招數，目前正在職業摔角界及各種活動中流行開來。如果喜歡這一套的女孩子越來越多，說不定我們人類也會演化成具有噴火能力的生物。峡

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