科學視角看異形:契約
異形:契約是2012年電影普羅米修斯的續(xù)集,講述了契約號船員觸發(fā)前往殖民未知地域的故事。5月19日在美國上映,6月16日才會在大陸上映。(沒錯,以下包含劇透,請緊張地接著閱讀)
自然事情并不是那么順利,很快就演變成了奪命之旅。
影片中包含了很多新面孔,只有很少知名演員,比如Michael Fassbender。
作為一部科幻片,這部電影充滿了科幻和數(shù)學概念,本文中我們將挖掘其中的某些。不過我要按照慣例先提醒各位,作為娛樂向分析,我們會做一些重要的假設和簡化。
玻璃能撐得住嗎?
影片中的角色通常會處于一種危險的境地,他們與恐怖的怪獸之間僅僅相隔一層脆弱的玻璃板(還記得侏羅紀公園嗎?)。
這部電影也是這樣的。事實上,玻璃似乎在每個場景都扮演了重要的角色(不管是休眠艙還是著陸艙)。

在一個印象深刻的場景中,當船員從星球上撤退時,一只異形試圖打碎正在起飛的飛船的玻璃。
我們可以做一個簡單的計算,看這塊玻璃要多結實才能抵擋得住異形。我們要計算的是玻璃的壓強額定值,也就是能承受的額定壓強值。
我們假設異形主要用來敲擊玻璃的頭部重量為100kg。我們大概猜測一下頭部的運動速度,影片的幀率是25,在一幀的間隔內頭部似乎移動了0.5米。
速度=距離/時間=0.5m/(1s/25)=12.5m/s。
這就得到了撞擊速度。我們將此轉換為動量:
動量=質量*速度=100kg*12.5m/s=1250kgm/s。
我們還需要頭部停下來的時間,不如就猜測是0.001秒吧,類似于棒球棒擊打棒球的時間。那么現(xiàn)在萬事俱備,就能計算異形對玻璃施加的壓力了。
沖擊力=動量變化/時間=(1250kgm/s)/0.001s=1,250,000kgm/s2 。
要把沖擊力轉換為壓強,還需要得到力作用的面積。從影片中看似乎只有頭尖才碰到了玻璃,可能是個10cm*10cm的區(qū)域,即0.01m2。
壓強=壓力/面積=125,000,000帕斯卡(帕)。
由于1磅每平方英寸(PSI)相當于6894.76帕斯卡,那么
壓強=18,130PSI。
鋼化玻璃在10,000到24,000PSI范圍內破裂,所以如果外面那只異形比較大個而且十分憤怒,那么是有可能打破玻璃進來的。
正如影片中所展現(xiàn)的,造出來的不同玻璃承受攻擊的極限都是不同的,特別是飛船內部的玻璃。

我的船員同事要把我弄瘋了
如果接下來幾年你都將與你的船員同事一起度過,無論是在船上還是在新殖民地,那么你肯定想友好共處。
在異形:契約電影中,有比社交更為緊要的生存問題,但在現(xiàn)實場景中,比如坐飛船去火星,社交會是個巨大的挑戰(zhàn)。
我們可以檢查一下不同大小小組內發(fā)生個人沖突的概率。
不妨假設任何人都存在5%的可能性,會與其他任何人發(fā)生重大個性沖突。

如果只有你們兩個人,那么你們都不互相討厭的幾率是:
友好可能性=你喜歡他*他喜歡你=(1-0.05)*(1-0.05)=90.25%。
看起來還不錯嘛,但如果有20個人又如何呢?
友好可能性=你喜歡其他19個人的可能性*第二個人喜歡其他19個人的可能性*……*第20個人喜歡其他19個人的可能性=(0.9519)20=3.4*10-9。
這個概率實在是太低了。
所以隨便找20個不同個性的人,不會產(chǎn)生任何重大沖突的可能微乎其微。
這就是為什么火星任務之前要進行大量的心理分析。
這不是消化不良
在1979年的異形中,最具標志性的一幕是新生異形從John Hurt飾演的角色Kane的體內破胸而出。

在異形:契約中,更多生命形式的異形從人體內破體而出,胸口也不是唯一的選擇了。
我們的胸腔十分牢固,所以這就是他們選擇其他部位逃出的原因嗎?是不是胸口很難實現(xiàn)呢?
我們考慮兩種可能:蠻力,撞出一條生路來,或者更優(yōu)雅地切開一條出路。我們將根據(jù)心臟外科手術、黑猩猩和拳擊來進行分析。
動力鋸方法
如果異形能利用自己的鋒利牙齒,那么是有可能從胸腔中切開一條出路的。
這一過程通常只花費幾秒鐘。某些可能是異形事先切了一些,這也能解釋血液的飛濺。
一個典型的胸骨鋸最大輸出功率為250瓦特。人類自行車手極短時間內的最大功率能達到1400瓦特。
但異形是一種比人類更為強壯的動物。黑猩猩單位體重下是人類強壯程度的兩倍,那么我們就假設異形也是兩倍強壯。不妨假設新生異形重量為5kg,則有
破胸怪最大輸出功率=人類輸出功率*異形增強因子*破胸怪體重/人類體重=1400W*4*5kg/80kg=350W。
所以如果破胸怪能夠像外科醫(yī)生的手術鋸那樣有效地利用自己的體能,那么是有可能從胸腔切開一條出路的。
撞出一條出路
這種方法要求用蠻力撞破胸腔。
我們可以比較拳擊手的打擊力。迅速打出3300牛頓的沖擊力就有25%的可能打破一般人的肋骨,奧林匹克拳擊手的最大出力約為4700牛頓。
破胸怪有這么大的力量嗎?假設破胸怪的沖擊力是同等體重下人類的4倍,那么可能的最大出力是4700*4*5kg/80kg=1175牛頓。
這種程度的力量不大可能一次打碎胸腔,所以可能需要多次嘗試。這可能解釋了為什么異形要從宿主體內尋找其它的出路。
結論
異形:契約表現(xiàn)了與其他電影不同的異形,在普羅米修斯的線上探索了更多的哲學話題,比如從何而來,何為人,何為非人。
雖然影片中有令人驚嘆的視覺效果和音樂,還有很多相比其他電影更真實的打戲,不過其核心還是驚悚電影。
從科學的角度看,異形:契約呈現(xiàn)出了這一系列電影中此前未有的迷人科幻概念。雖然其中有不少好萊塢娛樂元素的料,我們還是認為這部電影不錯,以驚悚的形式讓我們接觸到新的科幻概念。
轉自:http://i.jandan.net/p/87756