科學(xué)家揭秘：“鋼鐵俠”也守科學(xué)法則

第頁科學(xué)家揭秘：“鋼鐵俠〞也守科學(xué)法那么?鋼鐵俠2?中的自動機(jī)器人,讓人聯(lián)想到航空航天領(lǐng)域的自動化與人工操作之爭。大型強(qiáng)子對撞機(jī)是科學(xué)家制造新元素的利器。?鋼鐵俠2?中的等離子鞭。美軍正在研制的等離子武器StunStrike設(shè)想圖。某日,加州理工大學(xué)的理論物理學(xué)家馬克·維斯〔MarkWise〕受邀來到了Marvel漫畫公司的工作室,與?鋼鐵俠2?的制片人見面。作為該片的科學(xué)參謀,他需要為影片的一些場景提供建議。“我不覺得?鋼鐵俠?電影中的是真實的科學(xué)。電影場景必須要拍得好看。但是即使有這些娛樂的限制,里面的科學(xué)因素并沒有完全違背自然法那么。〞維斯在接受本報記者郵件采訪時說,“我覺得這種態(tài)度是很合理的。〞?鋼鐵俠?電影中的不少科技對故事情節(jié)的驅(qū)動產(chǎn)生至關(guān)重要的作用,它們完全可以指向到當(dāng)今社會中的最熱門科學(xué)話題,令鋼鐵俠起死回生的“新元素〞來自“后院LHC〞；等離子體武器或許會成為主要武器；自動機(jī)器人又讓人聯(lián)想到航天領(lǐng)域人工駕駛與自動駕駛的長期議題。1新元素借加速器之力在?鋼鐵俠2?中,鋼鐵俠體內(nèi)的“小型核電工廠〞中的放射性的原料元素“鈀〞引起了大麻煩,讓托尼這一血肉之身深受重金屬中毒之苦?！扳Z〞確實有一些毒性,只不過不會出現(xiàn)影片中那樣的夸張病癥,現(xiàn)實中的鈀主要用于牙科用合金以及珠寶生產(chǎn)中。要當(dāng)超級英雄,又不要繼續(xù)中毒,唯一的解決方法就是找到能替代鈀的新元素。影片中,托尼和他的機(jī)器人們,在自家工作室中搭建起了一個類似大型強(qiáng)子對撞機(jī)〔LHC〕的小型加速器。啟動開關(guān)后,兩道光束撞擊產(chǎn)生高速運動的粒子,托尼將其變成一個穩(wěn)定的三角狀樣本元素。在現(xiàn)實中,坐落于瑞士的大名鼎鼎的LHC確實啟發(fā)了很多成果。“科學(xué)家們一直在制造新元素。〞馬克表示。我們知道,元素周期表并不是固定不變的。1994年時,元素周期表中只有106個成員?？茖W(xué)家認(rèn)為還有很多元素尚未發(fā)現(xiàn)或制造出來,有可能會以穩(wěn)定的形式存在。如今,果真不斷有新的元素出現(xiàn)。去年,原子數(shù)為112的新元素被正式批準(zhǔn)入住元素周期表。說起來,制造新元素的方法很簡單,你先得精心選擇兩種元素,其原子數(shù)總和要和新元素的原子數(shù)相當(dāng)。然后把它們放進(jìn)加速器,令電子、質(zhì)子和其他亞原子粒子以一個非常高的速度加速撞擊。其中有些粒子會黏在一起,產(chǎn)生出一個具有新的原子數(shù)的新元素。這個過程在影片中只耗時幾分鐘,但在現(xiàn)實世界里卻需要五到十年時間。即使出現(xiàn)了新元素,大局部都非常不穩(wěn)定,可能只存在幾十億分之一秒的時間便衰變掉了。要做出影片中那樣穩(wěn)定的元素幾乎非常之難。想在自家后院造一臺大型加速器也是不可能的。“你沒法在家中造出LHC。〞馬克說。此前有新聞?wù)f一名少年在家中造出了小型粒子加速器,但馬克強(qiáng)調(diào),沒有足夠的磁場,不可能造出像LHC或影片中那樣發(fā)光的粒子束。同樣,加速器的用電也是一個大問題,一個3000千米長的加速器需要大約1萬到1.5萬戶家庭的用電量,即使托尼在影片中能在家中造出加速器來,他也必須和電力公司達(dá)成協(xié)議?；蛘吒纱嘧约涸靷€大型發(fā)電廠———按照影片中托尼的財力,這并非不可能。2自動化人與機(jī)器的博弈?鋼鐵俠2?中的大BOSS擁有無人駕駛的“人性戰(zhàn)斗機(jī)器人〞。而主人公托尼的鋼鐵俠,那么是一個由他自己控制的人性戰(zhàn)斗機(jī)器人。真人操控對無人駕駛,這樣的競爭不僅僅出現(xiàn)在電影中,也出現(xiàn)在現(xiàn)實,特別是航天航空領(lǐng)域中。這在當(dāng)前航天業(yè)中是一大議題,一方面,放棄載人飛機(jī)就意味著放棄已經(jīng)開展了40多年的技術(shù)；另一方面,盡管幾率相當(dāng)小,但宇航員平安問題仍然存在很多爭議,載人航天意味著更高的平安風(fēng)險。在民用飛機(jī)領(lǐng)域,我們今天的飛機(jī)已經(jīng)開展出了非常先進(jìn)、可靠的自動飛行控制系統(tǒng),防止了許多可控撞地事故和空中相撞事故。但是,一些典型的飛行事故也使得針對飛行控制自動化的爭議一直存在。比方,過于復(fù)雜的設(shè)備是否會影響駕駛員的理解和接受能力而影響平安性？另一方面,過度依賴高度自動化的駕駛員是否會產(chǎn)生盲目的平安感或惰性而喪失警覺性？大量案例證明,當(dāng)遇到特殊的環(huán)境變化或不確定因素時,以經(jīng)驗和技術(shù)為本的人為作用對于取代失控的電腦是至關(guān)重要的。在軍用飛機(jī)的設(shè)計上,到底多少程度的自動化,怎樣的自動化,這個問題就更突出了。無人飛機(jī)是很多國家最感興趣的開展方向之一。無人飛機(jī)防止了人員傷亡,最大限度地提高了飛機(jī)的戰(zhàn)斗力,但目前無人飛機(jī)的開展,依靠的還是以“自動化〞為核心的控制科學(xué),而非人工智能。人工智能還遠(yuǎn)沒跟上驅(qū)動無人駕駛飛機(jī)開展的步伐。在科幻作品中,無人飛機(jī)、無人駕駛機(jī)器人、航天自動系統(tǒng)已經(jīng)成為了不少主角,機(jī)器與人的關(guān)系也成為大量科幻作品中討論的科學(xué)倫理之一,而在?鋼鐵俠2?中,反方BOSS制造出來的無人駕駛飛機(jī)盡管很強(qiáng)大,但卻遭到了致命的一擊———被黑客侵入了,這恐怕是無人飛機(jī)所面臨的最慘的命運了,而這已經(jīng)在現(xiàn)實中發(fā)生了,此前?華爾街日報?就曾經(jīng)報道過,在伊拉克戰(zhàn)爭中,伊軍黑客截獲了一架“捕食者〞號無人飛機(jī)的信號,獲取了上面的兩段視頻內(nèi)容,而伊軍黑客所使用的軟件普通到可以從互聯(lián)網(wǎng)上花25美元下載到。3武器等離子兵器真夠酷?鋼鐵俠2?中的反方大BOSS使用了一種新型武器,差點殺死了英雄托尼。從影片的描述中來看,這是一種基于等離子體“鞭〞的兵器。通過充電,它可以呈現(xiàn)出閃電般的戰(zhàn)斗效果,會將哪怕賽車這樣的鞏固物品一切為二。所謂等離子體,是物質(zhì)的一種存在形態(tài)。是由局部電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的離子化氣體狀物質(zhì)。高溫等離子體只有在溫度足夠高時才會出現(xiàn)。在科幻作品中的根本設(shè)定中,這樣的“等離子鞭〞是由鎢碳化物與銅線結(jié)合制造而成的。這種武器的理論假設(shè)是,鎢碳化物即使在超高溫條件下,也有著很強(qiáng)的磁性,因此當(dāng)其被加熱到約2700℃時,已經(jīng)變成了超高溫等離子體,還能吸附住金屬。現(xiàn)實中,確實有很多科學(xué)家正在研究等離子體武器。比方美國軍方就在開發(fā)一種名叫StunStrike的武器,就會像閃電一樣燃起火球,通過一束等離子體制造電荷。這些武器都被稱為“定向能武器〞,即沿著一定方向發(fā)射與傳播高能射束攻擊目標(biāo)。因為這些武器完全是由光電或微波制成,沒有任何化學(xué)物質(zhì)或推進(jìn)器,因此射擊精度會大大提高。這些武器發(fā)射出的激光束以光速前行,即使距離目標(biāo)很遠(yuǎn),也能一擊中的,重力、風(fēng)速等因素幾乎可以忽略不記,而且其充電也很容易,將會在未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮重要作用。目前,這類武器中研究得比擬透徹的是激光束和高功率微波武器。有些國家已經(jīng)有激光致盲武器投入使用。它們利用能量較低的激光束致使人眼暫時或永久失明,或破壞敵人武器中的光電傳感器。美軍在海灣戰(zhàn)爭中還首次使用了實驗性的高功率微波彈頭。不過,這一新型武器的