与物理学家一起看电影 (节选)-第10节
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因为直升机是利用螺旋桨旋转调节周围的空气飞行的，所以不光是机翼旋转产生的风还有相对风，换句话说直升机机体前进时也受到前方吹来的风的巨大影响。因为相对风的原因，螺旋桨的旋转速度和直升机的前进速度被限制在最大速度内，所以制造出超音速的直升机相当困难。
而且像《碟中谍Mission Impossible》的最后一个场面中出现的一样，直升机进入地铁的隧道，和地铁展开追击战几乎是不可能的。因为地铁隧道是一个密闭的空间，地铁以数百公里的时速行驶，所以地铁的气流处于湍流Turbulence（剧烈的摇动）状态。在不规则旋转的气流中直升机是很难正常飞行的。
描述了攻击型直升机〃蓝霹雳〃的影片《蓝色霹雳号》中最后出现了直升机回旋360度的场面。法兰克·莫非（罗伊·歇德）驾驶着蓝霹雳和匪徒展开了战斗，但是手上被枪击中了。为了从中脱离出来，于是出现了蓝霹雳回转360度的场面。当然这个场面是摄像机的假象技法，实际上并非直升机回转了360 度。但是这种场面现实中不能拍摄到吗？
首先，理论上说无论什么直升机都能旋转一个360度的圆圈。飞机做360度旋转时首先要提高速度。那么如果使直升机前部升高－即如果拉升操纵杆－飞机就处于头向天的垂直状态。因为这时慢慢松开拉住的操纵杆，飞机向后飞行时受到与重力相反方向力的作用就上升了。
直升机为了旋转360度完全翻转时必须受到反重力方向的力。但是因为这是和平是上升时相反的情况，所以必须把中央螺旋桨的角度调整到相反方向。然而实际上还没有一个操控这种技术的驾驶员。因为不仅平时飞行中不需要这种技术而且直升机做360度旋转时相当危险的。所以按照法律航空表演时也禁止飞机做360度旋转。但是无论如何〃理论上〃是可行的。这可以从用电波操纵的模型直升机试验中获知。模型直升机的360度回转是可能的。
最近因为科索沃战争的关系隐形飞机一度成了新闻的焦点。隐形飞机能扰乱或分散雷达发出的电波，还能通过覆盖技术吸收电波，是为了不被雷达追踪到而开发出来的轰炸机。象征美国自尊心的隐形飞机在攻击南联盟的军事设施时不幸坠落了。虽然高达数百亿的武器瞬间就变成了一堆废铁是件令人痛心的事，但是连日新闻中却有人指出〃这难道不正发现了隐形飞机存在的技术缺陷吗？〃。坠落一架轰炸机就在新闻上大书特书，如果电影中直升机坠落或客机爆炸的事情在现实中发生将会成为多么轰动的新闻啊？可能是电影看得多了的缘故，这只是驾驶员需要担心的事，而对隐形飞机坠落并没有多少兴趣。
15。变蝇人 可能制造出瞬间移动装置吗？
如果原地不动而能瞬间移动到自己想要达到的地方该有多好啊？虽然现在已经是一天就能到达世界任何一个地方的地球村时代了，然而人类的欲望还远远没有尽头。那就是酷似影片《星空奇遇记》或《变蝇人（The Fly）》中出现的瞬间移动装置（Teleportation Machine）。但是仍然有人在为实现科学家在夏天大白天做的梦而努力。
1997年12月英国著名的科学杂志《自然》上刊登了一篇举世震惊的论文，是关于奥地利茵斯布鲁大学的6名实验物理学家成功地使光子瞬间移动的内容。光具有粒子性和波动性，在微观世界中以称为〃光子〃的粒子形态存在。他们就是成功地使光子实现了瞬间移动。他们设计的装置虽然是依据量子物理学法则被限定在光子范围，但是很多人认为科幻电影中的事现实中都是可能实现的，对此很感兴趣。
《变蝇人》中主人公科学家开发了瞬间移动装置。他研究的这个瞬间移动装置的原理如下。首先，存储所有关于组成物体（或人）的原子信息后已超高速传送到目的的。信息和物体不同，它可以快速传送。但是由于信息不能重新还原成物质，物体也必须以原子单位分割后才能传送。利用这样传送的信息和原子单位的材料如果能瞬间重新组成原来的物质就能成功地进行瞬间移动。然而为了测验这个装置主人公科学家钻入了装置，因为一只苍蝇不经意间也一起飞了进去，于是苍蝇和科学家融合后出来了一个苍蝇人。
影片《星空奇遇记》中瞬间移动装置也起了重要的作用。由罗伯·韦斯制作拍摄的这部科幻电影近30年来一直以电视系列片的形式放映，受到了观众的热烈欢迎，已经数次被拍成电影。主要内容是讲述主人公乘坐〃企业〃号飞船向太空进发时经历的各种外太空文明的冒险故事。这部影片中瞬间移动装置以把太空船内的宇航员瞬间传送到偏僻行星的表面的装置登场。
起初罗登·贝利设计了一艘非常漂亮的太空船，但是出现了一个问题。那就是虽然〃企业〃号飞向太空时能顺畅地飞行但是着陆时却像左右摇晃的企鹅似的无法自由。再加上微薄的制作费，这艘太空船很难让观众看到它在行星表面着陆的场面。所以为了使太空船不着陆而把宇航员送到行星的表面，他们想出来的装置就是瞬间移动装置。
那么果真能瞬间移动吗？虽然光子状态的光成功地实现了瞬间移动但是要开发出像影片中那样连人也能瞬间移动的装置各方面都存在很多问题。有一本书尖锐地指出了瞬间移动装置的科学上的问题。那就是1995年著名的物理学家罗兰斯·克劳斯写的《星空奇遇记的物理学》。这本书很有意思，而且写得简单明了，书中凝聚了主攻中微子的理论物理学家渊博的知识，尖锐地指出了瞬间移动装置的科学性错误和不可行性。
首先，为了存储包含组成人体的原子的信息需要多大的容量呢？人体约有1028个原子组成。要知道每个原子所在的位置，每个原子就需要三个坐标。而且必须知道电子占有的能量准位、原子之间的结合强度和分子的运动状态等情况。存储所有这些信息每个原子约需要1
千字节。那么一个成人的信息量约达到1028kb。即使把全世界的书籍聚集在一起，信息化后存储的量才1012千字节
，所以存储一个人的信息需要难以计数的记忆卡。现在市场上销售的10吉硬盘一张的高度是3。5厘米，如果把人体的信息分散存储在多个硬盘内，总的高度将达到我们居住的银河系的宽度，即3500光年。
而且即使能成功实行存储，传送那些信息也不是件容易的事。有人计算后得出如果以每秒100兆的数字信息速度传送，那么传送一个人的信息量需要的时间是宇宙年龄的2000倍。（据推测，宇宙的年龄约是100亿岁）
而且分解组成人体的原子后如何传送也是一个问题。如果把物质解体成原子单位就需要惊人的能量来割断原子间结合能量。另外为了以接近光速的速度传送原子又需要许多的能量。因为如果加速原子至接近光速的速度，必须投入相当于整个粒子静止质量能量（E=mc2）的能量。
另一个难题在处理所谓量子力学的微观世界的范例中。根据海简贝勒克的〃不确定性原理〃，无论是开发出多么精确的技术，对于随机测定的对象，毫无误差地准确测定某一个特定的物理量是不可能的。所以准确地重新组合所有的原字位置和能量分布，再现人体理论上是不可能的。因为测定结果中常常存在无法避免的不确定性。
即使解决了以上所有难题，彻底地化学分析出构成人体的原子的浮动状态，制造出相同原子的集合体，那个人的记忆和梦、希望和灵魂也能同样复制出来吗？所以如果能用瞬间移动装置实现人体的瞬间移动，如果经过瞬间移动装置能使人体还原，人体也只不过是原字的集合体。唯物论的这种看法将得到事实的证明。如果你是一个相信灵魂的人，即使走再多的路也决不要瞬间移动。因为机器不会传送你的灵魂。
16。连锁反应 最尖端的物理学在电影中出现了
科学家们的研究内容常常被用做科幻电影的主要素材。影片《变蝇人》中有描述科学家研究开发瞬间移动装置过程的介绍；《永远的蝙蝠侠》中匪徒谜妖（杰姆·凯利饰）开发了通过脑波控制人心里的电视，以此要挟蝙蝠侠。直接刺激脑神经的幻想体验作为主要动机出现在《脑海狂飙 （Brain Storm）》或《二十一世纪前一天（Stranger Days）》中。但是电影中出现的科学家的发明或者科学技术看起来并非如此。前面提到的瞬间移动装置和《橡胶飞车（Flubber）》中出现的突发奇想的发明利县市还很遥远。
影片《橡胶飞车》中化学家罗宾·威廉姆斯是一位连自己的结婚日都忘了，一味埋头于自己研究的天才科学家。世上自然没有这样的科学家，但是他发明的橡胶球也许是现实中不可能存在的物质。他发明的橡胶弹性非常好，能自己产生能量自动来回弹跳。所以取了个意为〃飞来飞去的橡胶〃的名字〃飞行橡胶 （Flying Rubber）〃。
但是飞行橡胶违反了组成宇宙的最基本的法则〃能量守恒定律〃。所谓能量守恒定律是指不管什么物质都不能自己生成能量或消灭能量。而是只是转变成了另一种形态。所以拿着橡胶球轻轻地抛出时我们最期望看到的就是橡胶球重新回到原位。这种情况称为〃完全弹性冲突〃，不转化和摩擦能一样不能重新恢复的能量，下落时从势能转化成动能，上升时再转化成势能。如果橡胶球的势能在空气或地面转化成摩擦能或热能，橡胶球就很难再回到原位。即只能回到比原来较低的高度。所以橡胶球上升到比下落高度更高的地方或随意运动的情况是不可能出现的。实际上如果物质具有这种性质的话就不用担心能量的枯竭了，遗憾的是这种事是绝对不存在的。
然而和影片《橡胶飞车》不同，类似的科学理论或科学技术有时也出现在电影中。基努·李维斯主演的影片《连锁反应（Chain Reaction）》就是如此。这部电影虽然没有引起人们的关注但是对主攻物理学的人提供了相当有意思的看点。
制作拍摄电影《亡命天涯（The Fugitive）》和《暴走潜龙（Under siege）》的导演安德鲁·戴维斯选择了他的故乡伊利诺伊州内的芝加哥大学物理学实验室作为《连锁反应》的背景。（实际上拍摄这部电影的地方是芝加哥附近的著名阿格纳国家实验室）研究生艾迪（基努·李维斯）偶然间在气缸样子的液体管中听到了自己用电子键盘发出的特定频率的声音，由此获知随着液体管内发出火光，接着会发生一系列地连锁反应，释放出惊人的能量。他找到了释放出对环境无害、安全而又巨大的能量的方法。但是这种发现的喜悦是短暂的。知道这件事的共同研究者、政府人员波尔·赛纳恩（摩根·弗里曼饰）打算除掉艾迪和他的指导教授莉莉·辛格莱尔（瑞查·威兹饰）
事实上美国政府很早以前就开始秘密进行这个项目的研究了。但是这项技术以纯粹的研究成果向全世界公布的话，期间不仅使美国投资研究的成果变得毫无意义，而且难以投入商用。影片描绘了基努·李维斯和政府的阴谋之间的精彩决斗。
如影片所述，现实中存在释放声波后发光的现象。这种把声波能转化成光能的现象叫做〃声致发光（Sonoluminescence）〃。翻译成我们的话就是〃声音发光〃。气缸型液体管内发出声音的话，声波能将会形成出非常小的气团。声波使小气团剧烈地震动，气团就会反复忽小忽大，约有50微米大小。这时液体内几乎没有空气分子，所以气团几乎处于真空状态。相反，液体相对就像具有了很高的压力。这样的压力不均衡再次把气团粉碎成1微米大小的气珠。在粉碎的瞬间气团中瞬间就发出光来。
科学家们测定的结果是这样发出的光的频率在比可视光或红外线更高的紫外线范围内。甚至有时还发出X光，但是这时X光大部分都被液体吸收了所以很难探测到。放出紫外线时气团附近的液体温度升高到2万5千度，更高的话能达到10万度。
这比太阳表面的温度还高7000度。测定结果显示：光大约以50兆分之1秒的速度在极短时间内发出。
1989年美国物理学家Felipe Gaitan和Lawrence Crum成功地利用一个气团看到了声波发光现象。他们把一段导线放置在盛水的长颈瓶中，通电使之生热。随着导线周围水的温度升高，瓶内就产生了充满蒸汽的小气团。这时通入声波，气团开始爆破，迅速粉碎。瞬间导线周围�
