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集，講述了契約號船員觸發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)

自然事情並不是那麼順利，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於一種危險的境地，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)。

原文有更多視頻截圖，但為了保險起見，譯文中不出現。credit: 煎蛋畫師ZZCW

在一個印象深刻的場景中，當船員從星球上撤退時，一隻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，類似於棒球棒擊打棒球的時間。那麼現在萬事俱備，就能計算異形對玻璃施加的壓力了。

衝擊力=動量變化/時間=(1250kgm/s)/0.001s=1,250,000kgm/s2 。

要把衝擊力轉換為壓強，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的區域，即0.01m2。

壓強=壓力/面積=125,000,000帕斯卡(帕)。

由於1磅每平方英寸(PSI)相當於6894.76帕斯卡，那麼

壓強=18,130PSI。

鋼化玻璃在10,000到24,000PSI範圍內破裂，所以如果外面那隻異形比較大個而且十分憤怒，那麼是有可能打破玻璃進來的。
正如影片中所展現的，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。

credit: 煎蛋御用之出場一集就掛掉之除了胳膊長和畫科研超載雞之外還爆肝配圖之畫師三號機Dealter

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，那麼你肯定想友好共處。

在異形：契約電影中，有比社交更為緊要的生存問題，但在現實場景中，比如坐飛船去火星，社交會是個巨大的挑戰。

我們可以檢查一下不同大小小組內發生個人衝突的概率。

不妨假設任何人都存在5%的可能性，會與其他任何人發生重大個性衝突。

credit: 煎蛋畫師Zagon

如果只有你們兩個人，那麼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，不會產生任何重大衝突的可能微乎其微。

這就是為什麼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，最具標誌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。

credit: 銳景創意

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呢？

我們考慮兩種可能：蠻力，撞出一條生路來，或者更優雅地切開一條出路。我們將根據心臟外科手術、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，那麼是有可能從胸腔中切開一條出路的。

credit: 煎蛋畫師seηz

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，那麼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生的手術鋸那樣有效地利用自己的體能，那麼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牛頓的衝擊力就有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。

破胸怪有這麼大的力量嗎？假設破胸怪的衝擊力是同等體重下人類的4倍，那麼可能的最大出力是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。這可能解釋了為什麼異形要從宿主體內尋找其它的出路。

結論

異形：契約表現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。

本文譯自 conversation，由譯者 CliffBao 基於創作共用協議(BY-NC)發布。Michael Milford&Juxi Leitner

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