2022-06-23 16:28:53
前几天，漫威放出了《复仇者联盟3：无限战争》的最新预告片，。这部电影可能是迄今为止集结了最多漫威宇宙超级英雄的大片。
电影《复仇者联盟3》概念海报（图片来源网络）
2018年绝对是不折不扣的超级英雄电影的“大年”，从“复联”到X战警，今年有一系列的电影将陆续上映。越来越多的英雄人物从漫画跃到大银幕，为更多人熟知。
在超级英雄的故事里，帮助英雄们取得一次又一次胜利的不仅仅是过人的胆识与正义的信念，一些高精尖的“黑科技”同样必不可少。
天外来“金”
为了铺垫《无限战争》的故事，漫威在年初最先为我们送来了一位之前并不为电影观众所熟知的新面孔——“黑豹”。黑豹来自神秘国度瓦坎达，那里是地球上科技最发达的国家，却始终与世隔绝。这一切都来自一种天外金属的赏赐与诅咒。
电影《黑豹》剧照（图片来源网络）
几个世纪前，一颗天外陨石来到地球，坠落在黑豹统治的非洲国家瓦坎达。这颗陨石还带来了一种外星物质——振金。瓦坎达正是利用了振金大力发展出了先进的技术。随后，一些科学家发现了这种天外金属的特殊性质。振金能够吸收所有的声音，将声波中的能量转换为其他形式，是一个完美的减振器。
而黑豹与其他英雄之间的联系，也由这种奇异的金属展开。在实验室中，钢和振金意外地在一种特定的合成条件下被熔合成一种新合金，但可惜的是这种条件没有被记录下来，此后也没再发生过。可美国队长所用盾牌的材料也因此是独一无二的。
电影《美国队长》剧照（图片来源网络）
钢保证了盾牌有足够的硬度，可以抵挡反派的攻击，而振金能够减振的特性，对于盾牌而言十分重要。声波表示压力或密度的变化，在固体中，声音是通过原子振动传播的。振金可能是将吸收的声波转换成光子跃迁（这就解释了在美国队长使用盾牌时，为什么我们偶尔会看到闪光），从而实现了能量守恒。
事实上，在尝试制造这种材料的过程中，人们还意外得到了漫威宇宙中最坚固的金属艾德曼合金。X战警成员之一金刚狼的骨骼和爪子就是用这种金属打造的。
电影《金刚狼》海报（图片来源网络）
这种神奇的金属之所以很坚固，不是因为它的密度很大，而是因为它是一种以共价键结合的零瑕疵固体。把一个以共价键结合的原子从相邻原子旁移走，这比把寻常金属中的自由电子与离子结合在一起需要的能量更多。艾德曼合金具有金属的电学性质，拥有与钻石差不多牢固的共价键，也没有任何缺陷或瑕疵，所以它“坚不可摧”。
不止振金，为了让一些超常特性更说得通，“外星物质”这个其实概念经常出现。比如DC正义联盟里穿着制服、颜值颇高的绿灯侠。绿灯侠的灯和戒指也是外星物品，将意志力具象化，使他拥有强大能量。
电影《绿灯侠》海报（图片来源网络）
“地球技术”的巅峰
并非每个超级英雄都利用“外星力量”开挂，从而拥有超出常人的力量和能力。有些超级英雄，比如蝙蝠侠，仅靠一记右勾拳或者在公共场合内衣外穿的勇气，就能与坏蛋们作战。当然，蝙蝠侠凭借的还有他超常的智力、训练有素的身体，以及一系列打击犯罪的高精尖武器装备。
电影《蝙蝠侠》海报（图片来源网络）
不过要说起真正把科技运用得炉火纯青的“纯人类”超级英雄，非钢铁侠莫属。这位史塔克家族的富二代、才华横溢的发明家和实业家托尼·史塔克，利用自己掌握的晶体管技术，为美国军方发明了许多新武器，同样为自己开发了一系列顶级装备。
电影《钢铁侠》海报（图片来源网络）
晶体管确实是一种革命性装置，因为它对电压的放大和调节功能给现代人的生活产生了深远影响。最初，晶体管的作用只是为了让收音机和电视机变得更轻、更高效。随着科学家和工程师成功地把晶体管的尺寸变得越来越小，它在数学计算方面的应用推动了电子计算机的发展。晶体管是我们今天所使用的几乎所有电子设备的核心元件。
“人靠衣装”，钢铁侠的那身盔甲非常高级，也很合身，盔甲中暗藏的武器也经历了持续不断的升级。但要说缺点，应该就是相当重。史塔克穿上它后能自如行走并举起重达数吨的物体，据说是因为“他盔甲中的小小晶体管极大地提升了他的力量”。
我们可以估算一下盔甲的质量。假设这身盔甲的厚度是0.32厘米，密度与铁相同，把史塔克的躯干、头和四肢都看成是圆柱体。如果史塔克的身高约为180厘米（小罗伯特·唐尼似乎没这么高？），盔甲所用铁的体积约为8400立方厘米，而用这个体积乘以密度（每立方厘米8克），得到67千克，其中还不包括所有晶体管的质量。
（漫画中）托尼·史塔克会把盔甲放在他的公文包里，仅仅提着这个沉重的公文包，史塔克就可以练出相当结实的臂部肌肉，这也是作为钢铁侠的好处之一。
（图片来源网络）
当然，不仅是“人类英雄”需要科技，就连来自神奇部落的英雄同样需要一些装备的帮助。亚马逊走出的神奇女侠拥有天生的神力，但她也有一对厉害的手镯，这种手镯由一种特殊的金属——亚马逊石（Amazonium）制成，旨在提醒亚马逊人不要忘记那段被人奴役的历史。
电影《神奇女侠》海报（图片来源网络）
在战斗中，神奇女侠可以用她的手镯“挡开了迎面而来的子弹”。我们假设神奇女侠确实拥有墨丘利的反应速度，快到能抬手挡开飞行的子弹，但如果手镯能承受住子弹的攻击，那它到底是由什么构成的呢? 我们必须先确定手镯能够承受的最大的力是多少。这就需要计算出当神奇女侠抬手挡开子弹的时候，子弹施加给手镯的力（这个公式是：力乘以时间等于动能的变化量）。要想挡开一颗质量为20克、发射速度大约300米/秒、撞击时间为千分之一秒的子弹，就需要在接触子弹的一瞬间承受超过480兆帕的压强，相当于大气压的4600倍还多。
什么金属能承受这么大的力而不发生彻底的损坏呢？答案是几乎所有金属都可以。典型的高强度合金钢可以轻松承受更高的压强。神奇女侠的手镯大约有半厘米厚，足以挡开一颗迎面飞来的子弹。由此可见，亚马逊石似乎并不比冷轧钢更特别。
说到这儿，或许你已经发现，这些看似天马行空的超级英雄人设和细节，竟然十分地“科学”，超级英雄身上的很多故事用现代物理学都解释得通。而你或许也从未想过，在学生时代虐我们千百遍的物理，与漫画、科幻之间还能有如此直接的联系。
来源：公众号 沙发科学（CITIC-Science）
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