科學娛樂向，銀河護衛隊2裡面的數學

星爵Peter Jason Quill可能是整個漫威電影宇宙裡面最不像英雄的一位英雄，不過這並不妨礙銀河護衛隊成為一部還不錯的電影。而第二部的星爵的義父的犧牲，也讓這部成為了目前為止漫威電影宇宙裡面最大的催淚彈。

不過看電影的自然除了有小編這種啥都不懂的小白以外，也成功的吸引了昆士蘭科技大學副教授ichael Milford。作為一個嚴謹的科學家，我們的副教授決定從科學的角度解析一下《銀河護衛隊2》的數學元素。

好吧，我們的副教授ichael Milford和柳田理科雄（香蕉漂還記得嗎？）應該有的一拼，因為除了科學解說銀河護衛隊2以外，他還通過科學角度分析過異形裝玻璃到底需要多少力量、加勒比海盜斷頭台的轉速是否能讓傑克船長活下來什麼的。

本文涉及一小部分劇透，如果你還沒有看過這部電影的話，其實也沒有影響……

主角的運氣一般都很好

逃離小行星帶這種場景，在科幻電影中應該並不算少見。

但是穿越這種量子小行星帶，著實難度不小。由於量子小行星帶中，小行星會隨機出現或者消失，所以穿越的過程中除了擁有出色的駕駛技巧以外，還需要充足的運氣成分。

所以安全穿越量子小行星帶的可能性到底有多少呢？

由於電影中的小行星帶看起來大部分是空著的。所以我們假設小行星帶中每秒來個天降正義的概率是百分之一。

如果穿越小行星帶需要3分鐘的話，那麼就可以計算出概率：

成功穿越的概率 =（每秒的生存概率）^{持續的秒數}

=（1 -被破壞的概率）^{持續的秒數}

=（1-0.01）¹⁸⁰

= 16.38%

將近六分之一的生存概率，還是非常不錯的。

不過根據電影，數百架飛船追擊我們的主角依然全軍覆沒來看。我們假設有100架飛船中，僅有主角的飛船的成功穿越來計算每秒生存率：

每秒生存率 =（總生存概率）^{（1/持續的秒數）}

=（0.01）^（1/180）

= 97.47%

這表示遇到小行星的概率風險還是非常高的，每秒有2.53%的概率撞上。

好吧，其實我們不能忘記算一點，就是主角的存活概率一向是100%的。所以以上的結果，準確來說是那些炮灰的生存率。

炮灰表示：

手榴彈蹦蹦床

而火箭的創造力也是貢獻了不少的笑點。比如在森林內用電磁或者電場地雷，將掠奪者的人炸上天（用這招上樓不錯）。

可憐這些「壞人」被炸飛了近30米的高度，當個壞人不容易啊！

不過需要把他們炸飛高達將近30米，我們可以計算出地雷爆炸的速度：

2 × 重力 × 高度 = 最終速度² – 初始速度²

由於在最高點時的速度為0，所以可以得到：

2 ×（-9.81）×30 = 0 – 初始速度²

初始速度 = 24.26m/s

也就是說把壞人炸到30米，至少能夠推動壞人初始速度超過24m/s。

和傳統的爆炸相比，這個爆炸本身的速度還是慢了點的。畢竟一般的爆炸傳播速度可以達到音速，不過那就不一定能夠衝擊物體達到音速了。

啥，你問我這個爆炸本身的威力有多少？

星際旅行，到處約炮

這就是我們主角的父親——伊戈。花費了好多年拜訪星系中的很多，甚至全部的行星。然後約炮……幸好這個缺點沒有遺傳給我們的主角。

不過訪問這麼多行星可不是一件容易的事情。

根據《天體物理學》雜誌的最新研究結果，整個銀河系大約有1000億個行星。

為了能夠計算出拜訪全部的行星需要多少時間，我們先要解決旅行推銷員問題（英語：Travelling salesman problem, TSP）。

引用：旅行商問題(TravelingSalesmanProblem，TSP)是一個經典的組合優化問題。經典的TSP可以描述為：一個商品推銷員要去若干個城市推銷商品，該推銷員從一個城市出發，需要經過所有城市後，回到出發地。應如何選擇行進路線，以使總的行程最短。

不過伊戈每隔段時間就會回到自己的星球。我們不妨假設伊戈每次只訪問一個行星，就返回自己的星球。這樣小編就可以偷懶了……

首選我們要知道銀河系的尺寸，依然是《天體物理學》雜誌的數據，大概是10萬到18萬光年。好，我們假設銀河系是一個半徑為7萬光年的圓。

我們繼續偷懶一下，簡化問題。假設伊戈的行星處在最合適的位置，銀河系的圓心上。

那麼我們可以得到，伊戈需要至少1000億次的往返才可以。

而恆星和行星一般在星系的中心的最密集，然後向外逐漸稀疏變少。粗略的估計的話，從伊戈自己的星球達到其他行星的平均距離是銀河系直徑四分之一，大概3.5萬光年。所以一個往返就是7萬光年。

簡單的計算一下：

總共的旅行路程 = 7萬光年 × 1000億 = 7,000,000,000,000,000年

簡單來說，如果伊戈以光速前進，那麼訪問全部的行星至少需要7萬億年。而目前估算宇宙只有140億歲左右。

好吧，既然按照光速不行，伊戈或許還有別的辦法，比如蟲洞旅行，星際遷躍什麼的。不過這些……

勇度的箭

我們主角義父的武器，通過吹口哨控制的致命飛箭。可能是整個漫威宇宙電影裡面最有趣和獨特的武器。

而有一個場景，就是勇度用箭，擊殺了整艘飛船的壞人。

我們暫時不清楚箭的時速。但是我們可以繼續偷懶，暫定速度快於普通的汽車，但是慢于飛機。按照傳統的弓箭速度275km/h來計算。

由於整艘飛船我們也有沒有其他的數據，所以暫定有幾千米長的走廊和數十個分散的房間。

所以，勇度想要清場所需要時間：

清場時間 = 距離 ÷ 速度 = 2km ÷ 375km/h = 26.3秒

根據電影的鏡頭來看，還是蠻合理的。

好吧，畢竟電影並不可能真的考慮如此之多的細節。只要讓觀眾覺得合理就足夠的，不然牛頓的棺材板有多少層也不夠用，對吧。

想看到更多這類內容？去APP商店搜IT之家，天天都有小歡喜。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！