當超級英雄遇到物理學（上）

當時，第一臺可編程計算機才剛剛發(fā)明出來，人類還不知道DNA的結構，而手機這種現(xiàn)在隨身攜帶的交流工具，仍然有幾十年的光景才會出現(xiàn)。但自那時起，科學技術似乎開始逐漸趕上了漫畫故事里的技術，那么，是不是漫畫中所有的超能力都已經掌握在人類的手中了呢？

接下來，我們要探索關于超級英雄的科學，并找出其中的物理定律。探究我們最喜歡的超級英雄人物，到底能不能“真正地”使用他們的超能力。

蝙蝠俠的高科技?

高譚市的守護者只是一個普通人類，那么他的能力和技術可以實現(xiàn)嗎？

蝙蝠俠并不是超人類，并非刀槍不入，他依靠的是艱苦訓練而得來的力量和智慧，以及更重要的高科技武器裝備。今天，我們其實已經掌握了許多類似于蝙蝠俠的裝備。

以他的摩托車為例，摩托車是蝙蝠俠的重要工具，它有一個隱身模式，使它可以從人們的視野中消失。相比之下，英國航天航空系統(tǒng)公司已經開發(fā)一種被稱為自適應偽裝的材料制作而成的“隱身斗篷”，按一下按鈕就能讓“身披斗篷”的坦克從夜視鏡中消失，即使熱尋導彈的傳感器也發(fā)現(xiàn)不了坦克的存在。

這種“隱形斗篷”的高科技材料由一種六邊形金屬板組成，金屬板的溫度能夠快速變化。一輛小型坦克大概需要1000塊這種六邊形金屬板，每塊邊長14厘米。當坦克中系統(tǒng)掃描設備“讀取”附近的建筑和地形時，會復制出它們的熱量圖。坦克身披的斗篷會模仿這些熱量，由此制造出與環(huán)境融為一體的紅外影像，迷惑敵方偵察設備。該系統(tǒng)還可以模擬汽車、奶牛等物體的外表。

漫畫故事里蝙蝠俠的盔甲來自于韋恩公司應用科技部門研制的“高級單兵生存服”，能夠抵擋利刃和子彈的正面攻擊。現(xiàn)實中，一種我們廣泛用于軍事和高科技運動產品的合成材料——凱芙拉合成纖維制成的防彈背心，能保護軍事和執(zhí)法人員的生命。當一顆子彈打在背心上，高速的子彈試圖穿過纖維層，但事實上，它并不能把纖維推開，因為這種合成纖維緊密編織在一起，纖維會通過小幅度的拉伸吸收子彈的能量，將子彈卡在背心里面。

此外，美國空軍為突擊士兵研制出了叫做“戰(zhàn)場空中引導人工協(xié)助認知”（Battlefield Air Targeting Man-Aided Knowledge）的裝備，簡稱正好是BATMAN（蝙蝠俠）。蝙蝠俠裝備可以幫助士兵減輕負擔，使行動更加靈活。士兵的胸口附近有個微型電腦，可以告訴士兵所在的位置， 并能提供行動戰(zhàn)略指引。如果裝備沒電了，那么士兵可拿出裝在腰帶上“蝙蝠鉤”，把它甩到電力線上，就能獲得電能。這種創(chuàng)新的可穿戴設備使得士兵更像蝙蝠俠了。

超人的力量?

理論上，超人的能力是可以實現(xiàn)的。

超人出生在氪星，該星球的引力比地球大，導致的結果是超人的骨骼和肌肉在遺傳上就能承受更大的引力。

舉個例子，當宇航員們去到月球上，他們可以用很小的力氣舉起重物，或者很輕松就能跳躍好幾米高。這種情況也就是超人在地球上的生活經歷。地球對他來說，是一個相對低的引力環(huán)境，與我們在月球上的情景應該是一樣的。

然而，我們知道，太空旅行會對人體造成了損害。宇航員經常會遭受血流量問題，因為長期以來，人體的血液循環(huán)系統(tǒng)已經適應了地球的重力環(huán)境，以地球引力為“血泵”，促進血液正常循環(huán)。太空的引力比地球上要低，因此，血流量輸出在太空中也會減少。此外，由于肌肉和骨骼未得到充分利用，它們將會退化萎縮。

即使超人的身體沒有出現(xiàn)問題，仍有幾個現(xiàn)象是科學目前不能解釋的：嬰兒時期的超人，被父母單獨放進太空船送到了地球，此時超人若想從氪星到達地球，必須走得比光速還快，而目前還未發(fā)現(xiàn)任何物質的運動速度能超過光速;他能將頭頂上大型物體舉起，而物體的邊緣卻沒有搖搖欲墜，一下子就能平衡;以及子彈打到他的胸口后，會被反彈……

在最新的超人電影中，暗示著超人真正的超級力量實際上是在控制引力。根據(jù)愛因斯坦的理論，引力實際上是時空結構扭曲的結果。從理論上講，如果超人能夠操縱這種時空結構，他確實能夠在半空中改變方向，轉移子彈，并穿越時間來旅行。

漫威旗下的超級英雄“暴風女”能控制化學元素，然后按照自己的意愿，隨意從自己身體里釋放和投射閃電。更厲害的是，“暴風女”天生就能感應氣象能量的形態(tài)，利用心念來操縱天氣，控制雷電，制造暴風雪。

在自然環(huán)境中，通常是暴風云（積雨云）產生電荷，上層為正電，下層為負電，而且還在地面產生正電荷，如影隨形地跟著云移動。當暴風云下層的負電與地面的正電相互吸引時，就產生了電流，這就是我們看到的閃電。

如果現(xiàn)實生活中有人能有“暴風女”一樣的能力，那么一次閃電就會產生大約1000萬千瓦的能量，這足以供應50多座大樓使用一整天了。

閃電般快速?

以光速奔跑，閃電俠能不能活下來？

閃電俠是擁有超級速度的一族，這些飛毛腿能超越光速（第三代閃電俠沃利曾經達到過光速的13萬億倍），逆轉時空，也能夠穿透物體，甚至穿越平行世界之間的屏障。

但是在宇宙中，如果移動速度達到或超過光速，就暗示著是在挑戰(zhàn)物理學了。我們假設閃電俠的速度接近光速，那么……

首先他要面臨的挑戰(zhàn)是高溫。閃電俠穿過大氣層，他將與氣體、塵埃粒子等物質相互碰撞。在如此快的速度下，他面前的空氣會被壓縮，因為空氣沒有足夠的時間逃離閃電俠要經過的路線。無論是摩擦還是空氣壓縮，即使以相對較低的速度移動，都會產生熱量。舉個例子，“聯(lián)盟號”飛船以約230米/秒的速度進入地球大氣層表面時（不到光速的130萬分之一），周圍的溫度就達到了熾熱的1650攝氏度。面對高溫的大氣層，閃電俠還能幸存嗎？

第二個挑戰(zhàn)是如何快速反應。人類最快的神經，能以100米/秒的速度傳輸信號，但是對于一個以近光速飛行的人，在他大腦反應過來或者做出簡單動作之前，身體可能已經移動了數(shù)千千米了。

那么他是怎么做到的呢？漫畫中閃電俠利用了“深速力”來加速，這也賦予了這位超級英雄的很多能力，其中包括提高耐力、感知、快速愈合和減速老化等能力。但是，也許閃電俠具有操縱時間的超能力更為合理一些。

磁力之王?

萬磁王是漫威旗下的一個變種人，是超級反派，X戰(zhàn)警的頭號死敵。他具有控制電磁場的神奇能力，不僅僅會操縱鐵制品，他還會漂浮、讀心術和控制技術。

通過控制磁場，萬磁王很輕易就將金屬物體提到半空中，有時甚至連有機生命體也有可能被拎起來。而這些在現(xiàn)實中也有體現(xiàn)。比如磁懸浮列車就是一種靠磁懸浮力（即磁的吸力和斥力）來推動的列車，由其軌道的磁力使之懸浮在空中，讓磁鐵對抗地心引力，然后利用電磁力引導，推動列車前行。

此外，水分子具有抗磁性。在磁場作用下，水分子發(fā)生反向磁化，與磁鐵不是相互吸引，而是互相排斥。但是一旦磁場消失，這些作用也馬上消失，磁場不會殘留在水中，水分子的性質不會發(fā)生改變。不過水的抗磁性是很弱的，但如果有足夠強的磁鐵，就可以利用這個屬性?，F(xiàn)在在實驗室中，可以借此懸浮起一只青蛙。