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  • 1 # 雨打屁屁癢

    在漫威電影宇宙系列中,蟻人的量子縮小技術雖說並不是最強的能力,但無疑是一種非常另類和炫目的技能。在皮姆博士研發的“皮姆粒子”和“蟻人戰服”的幫助下,斯科特可以實現隨意的放大或是縮小,大到幾十米高,小至昆蟲大小。

    隨著技術不斷的完善,在後期,還可可控的縮小到亞原子級別,甚至是進入量子領域。而這種量子技術也正是漫威終局之戰獲勝的關鍵所在,它賦予了復仇者們穿越時空逆轉未來的可能。

    但不可置否的是,在蟻人的“皮姆縮放技術”上,實際上是存在著不少設定模糊的,以至於看上去像是BUG點,下面不妨跟隨筆者一起來分析一下這種尖端的科技,探討其中的可行性究竟有多少。

    “皮姆技術”放大縮小的原理

    “皮姆縮放技術”是由漢克皮姆博士一手研發而出,在“皮姆粒子”和特殊戰服的雙重作用下,實現的一種可控放大縮小技術。該技術第一階段,可實現對無機物的直接作用,保持原有物理屬性不變,放大或縮小其體積和重量。

    第二階段則是可以延伸到有機物上,其中自然包括人類和動物,但其縮放的比例是在一定的範圍之內。第三階段則是往量子領域延伸,打破亞原子級別的限制,將現實世界與量子領域相關聯。第四階段便是時空上的定向準確穿越,其中還糅雜了託尼提出的“利用量子波動打破普朗克尺度,然後觸發德式效應”的理論。

    雖然皮姆技術不斷的延伸和發展,但基礎的原理仍然是沒有改變的,主要還是基於原子級別的縮放。眾所周知,我們所感知到的世界萬物,都是又基本的分子原子所組成,除了金屬和某些特殊的單質之外,絕大多數穩定存在於自然界中的最小單位還是分子。

    分子是由數個原子透過化學鍵的方式拼接到一切,再透過“範德華力”的作用,將一個一個的分子組合到一起,形成我們宏觀上所看到的物質。所以,無論是蓬鬆的氣體、液體,還是堅硬的固體,實際上分子(原子)之間還是存在很多的間隙。

    間隙的大小直接決定了物體的體積密度,若是能夠主動的控制分子(或原子)間的間距,便能夠物質的大小體積以及密度。影片《蟻人1》中,達倫就解釋過縮放技術的關鍵在於“原子間距的減小”

    透過減小原子間間距,縮小物體的體積,增加物質密度,從而增強強度。然而這種解釋,並不完全準確,據科學計算可得,若是我們僅僅將原子和分子間的間距縮小,或者減為零,我們也僅僅只能將固體縮小到四分之一的極限。

    根本不可能像影片中那樣,將一個成年男性的蟻人縮小至昆蟲大小。若是基於目前科學的研究實況,想要實現這種程度的縮小,我們就必須從分子和原子內部的構造下手。首先需要我們解決的就是分子內部化學鍵的長度,將原本電子配位的連結方式轉換成為一種更為緊密連結方式。

    其次就是原子本身的縮小,一個自然存在的原子是由原子核(中子和質子)和外部的電子組成,電子圍繞著原子核,無規則的分佈在“軌域”之中運轉,如果我們能夠透過某種方式,將電子的“軌域”縮小,那麼就能很大程度的縮小原子的體積,從而實現蟻人的那種縮放比例。

    (備註;波爾在1913年提出新構想:認為電子實際上只能在量子化的軌域上執行,而不會墜入原子核。)

    但這種改變原子內部結構的方式,能否保證原子的穩定性,我們就不得而知了,或許蟻人戰服就具備著某種特殊的機制保護著原子的穩定性,就比如皮姆博士在影片中阻止斯科特瞎搞的那個“調節器”

    對於在《蟻人2》和《美隊3》中的放大操作,實際上原理是和縮小一樣的,只不過需要注意的就是如何在增大體積和間距的情況下保證足夠的強度。畢竟我們需要的可不是一個簡單被“吹起來”的“氣球”,一碰就炸。

    核心難點:生物特性的保持

    就如同上文所說的,要實現影片中蟻人那般巨大比例的縮放,就必須從原子層級進行顛覆性的改造,對於無機物,這或許並不存在什麼較大的問題,但如果要將這種改造應用到具有生命的有機物上,就不得不兼顧生命的屬性。

    畢竟生命是一套極為複雜的天然“系統”,不僅構造精密,其功能繁雜,人類文明發展數千年之久,至今也沒有完全的破解生命起源和本質等諸多謎團。如何在保持生命原有的性狀,來實現影片中的“皮姆縮放”,顯然也不是一個簡單的事情。

    在《蟻人1》中,皮姆博士曾經的徒弟(達倫克羅斯),為了獲取皮姆博士的技術,不僅奪下了皮姆一手建立的“皮姆科技”公司,還私自仿製皮姆博士的量子技術。但數十年的研究,卻一直停留在“生物縮小”的難題之上。

    從皮姆博士和斯科特的介紹中,我們得知,對生物進行原子間距縮放要承擔很大的風險,如果沒有特殊的裝置保護頭部,生物腦部的化學物質就可能發生巨大的變化,從而導致縮放過程中破壞生物原有的性狀,直接危及生命。

    這很好理解,因為原子分子形態的改變,必然會對生物的機能產生巨大的影響,尤其是較為關鍵且神秘的大腦,其中很多未知的特殊構造和關鍵化學物質,一旦屬性發生改變,就會將其所產生的影響無限放大,直至波及全身。

    所以,皮姆縮放技術除了功能實現的技術壁壘之外,其安全性的考量也同樣極為重要

    因為基於現代宏觀的“質量守恆定律“來說,蟻人放大縮小的這種逆天操作是很難實現的,從基礎理論上來看,放大和縮小本應該只是體積以及密度上的改變,不該涉及質量的改變。但從影片中諸多的細節分析可知,答案似乎並沒有如我們常規理論認知的那般簡單。

    (備註:皮姆博士的T62坦克鑰匙串,以及微縮汽車庫、和皮姆大樓都顯示被皮姆技術縮小的物體質量發生了巨大的改變)

    物體之所有擁有質量是因為組成物體的分子原子具有基礎質量,而原子的質量主要體現在中子、質子、以及電子上,想要在不影響元素性質的情況下縮減質量,目前能夠辦到的只有縮減中子的數量。

    據目前的科學研究發現,相同元素的原子,在不同中子數的情況下,原子元素所表現出的物理化學性質基本上是相同的,也就是我們所稱的“同位素”。但中子的質量非常的小,若是將人體所有的元素都換成質量較小的同位素,所能減小的質量恐怕不足500克;若是不考慮目前技術的限制,取出人體內的所有中子,那倒是可以銳減40公斤左右,但沒有中子的原子狀態將會是怎樣的一個情況,我們難以預料。

    (備註:中子的去除,是要釋放巨大的能量,而這種能力的釋放,不亞於一顆原子彈的威力)

    很顯然,這種常規的方式,似乎難以實現影片中蟻人的那種成百上千倍的質量縮減,那就更不用說質量放大了。那麼我們就不得不另闢蹊徑的從更小的單位加以探究了,在現代的物理學的研究中,對於物體質量的本質,科學家們是將其歸咎於一種名為“ 希格斯場”基本粒子之間相互作用

    正是因為這種微觀層面的相互作用,才使得進入希格斯場的基本粒子擁有質量,如果蟻人的皮姆技術可以很大程度的改變希格斯場基本粒子之間的相互作用力,便就能夠自如的改變自身的質量,即使是放大質量也不在話下。

    這就好比:在無重力的環境下,將一塊磁鐵放在金屬桌面上,透過改變磁鐵自身的磁場強弱,便就能改變我們拿起磁鐵所需要的力量,也就是我們直觀感受到的物體重量。由此可見,皮姆技術改變重量還是存在理論上的可行性的,但至於如何實現這種操作,那我們就不得而知了。

    或許在不就的將來會有實現的一天,畢竟對於放大和縮小的科學構想,由來已久,在很多的影視科幻作品中,都有過相似的描述。

    “皮姆技術”的深層意義

    “皮姆技術”這無疑是一種對於未來科學發展方向的一種大膽想象,在直觀的“放大”和“縮小”之中,實際上還隱藏這背後巨大的意義。

    首先,在影片中最為直觀的就是對於蟻人戰鬥能力的提升了。透過體積放大縮小,從而實現位移上的優勢,可以無視常規的地理和空間的限制。其次,質量上的靈活改變,也可以幫助“蟻人”非常巧妙的應對各種情況。(《復聯4》基地被毀時,斯科特正是透過縮小逃過一劫)

    而且由於“壓強定律”的體現,還可以非常直接的增強蟻人的戰鬥力。因為在同等力量下,縮小作用面積,便可以增加接觸點的壓強。作用力越強,作用面積越小,所能產生的穿透力和破壞力就越強,作用效果也就越明顯。在影片中,蟻人縮小之後就能擁有極強的戰鬥能力,就是因為這個緣故。

    不僅如此,皮姆縮放技術對於現實世界也有著潛在的意義。從理論上來說,體積和質量越小的物體,對於資源和能量的消耗就越小,存在和執行所需的成本也就越低。這無疑不是一種更為高階且平和的進化方式,相比於滅霸的人口“天命”計劃,顯然更能得到更多人的支援和理解。(這就非常類似於影片《縮小人生》中的那種操作。)

    綜上所述,看似有點天方夜譚的“縮放”技術,實際上並不是完全毫無根據的臆想,而是基於目前科學研究基礎上的一種大膽想象。(備註:加州理工學院的量子物理學家Spyridon Michalaki曾擔任《蟻人》電影的科學顧問)

    所以基於蟻人在漫威電影宇宙中的設定而言,他目前所展現出的實力僅僅還只是冰山一角,僅僅透過皮姆粒子對於原子間距和質量的改變,就能夠實現量子級的巨大能量,若是將這種質量損失操作直接作用於沒有任何保護措施的滅霸身上,其所能產生的攻擊強度應該是遠勝於目前任何一位復仇者的最大攻擊強度。

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