《加勒比海盜5》與科學的碰撞

• 楊嶺楠 編譯

加勒比海盜系列已經馳騁電影界很多年，很難想像，第一部上映已經是13年前了。第五部《加勒比海盜：死無對證》已登上了銀幕，這部走的是第三部的路數——在震撼人心的場景中，回顧了前幾部中的故事線索，上演了父子重逢的感情戲。

主人公傑克·斯派洛船長在苦思冥想，如何把瓶子里心愛的黑珍珠號放大。

《死無對證》引出了經典人物傑克·斯派洛船長（Jack Sparrow，Jonny Depp飾）的新宿敵——西班牙海軍鬼船船長阿曼多·薩拉查（Armando Salazar，Javier Bardem飾）。阿曼多並不是傑克船長的唯一仇敵，澳大利亞演員大衛·文翰（David Wenham）飾演的角色斯加菲爾德（Scarfield）也是其仇敵名單中的一位。

薩拉查率領一隊鬼靈船員，打算消滅海上所有的海盜。傑克船長在聰慧堅毅的天文學家卡琳娜·史密斯（Carina Smyth, Kaya Scodelario飾）的幫助下，爭奪海神波塞冬（Poseidon）的魔器三叉戟，用來擊敗薩拉查。

海盜系列電影一貫將劇情設定在「海盜黃金時代」（西元1691-1723年），將超自然荒誕主題和對現實的偏離結合起來。拋開娛樂因素，從科學的角度來看，研究人員分析了電影中的一些現象，驗證電影製作者是否只考慮娛樂因素（也不難理解），還是也兼顧了現實因素。

海盜船「甩尾」絕技之破解

薩拉查對斯派洛恨之入骨也是可以理解的。在傑克的年輕時代，他捉弄了薩拉查，使薩拉查的船陷入絕境。傑克在海上演繹了一把「甩尾」，在繞過礁石轉彎時，用繩索套住了就近一塊露出海面的岩石，然後成功轉彎，但薩拉查的船卻來不及反應，遭到撞擊。

傑克船長的驚天甩尾

在「甩尾」過程中，傑克的船向內傾斜。而實際在轉彎時，船可以呈現不同的行進狀態，這取決於很多因素，有一些船在轉彎時向內傾斜，有一些則向外傾斜。

海上甩尾的演繹

當船轉彎時，離心力作用於船體。唯一與之抗衡的是水產生的反作用力。船體有重心，它與船的結構相對來說，處於同一位置，除非船內部的貨物被移開。重心就是萬有引力作用於船的位置。一艘船也有浮力中心，根據船身的傾斜來回移動。它代表了船體移動時海水水體的重心位置。

如果船身向外傾斜，水的反作用力在重心下方產生一條作用線，試圖使船身朝逆時針方向扭轉，使船身向外傾斜。浮力則與其方向相反，試圖使船身朝順時針方向扭轉。

如果船身向內傾斜，水的反作用力會在重心上方產生一條作用線，它會使船身朝順時針方向扭轉，所以船向內傾斜，這樣浮力可與之抗衡。

這個道理比較淺顯，部分原因則由於這是隨著船向不同方向傾斜，浮力中心移動的動態過程。

在《死無對證》中，傑克扔出繩索，套住岩石，使船轉彎。繩索套住的位置相當高，位於重心上方，對船產生拉力，因此時船可以繞著岩石轉彎。這在科學上是行得通的。

打劫銀行之破解

傑克想出了一個非常大膽的計劃，將12匹馬拴在銀行內的一噸重的保險箱上，然後把保險箱拽出銀行。然而計劃失敗，保險箱紋絲未動，馬反而把整個銀行拖離了小鎮。

那麼12匹馬可以拉動一噸重的保險箱，甚至整個銀行嗎？研究人員起初認為一噸保險箱可以被拉動，但整棟銀行恐怕很荒唐。但馬確實很強勁，幾對馱馬的拉力甚至可以高達50噸。

實踐可以證明，兩匹馬能拉動5.4噸重物。如果是12匹馬拉動馬路上的一座房子，離現實不會太遠，還是有可能實現的。

旋轉斷頭台之破解

在幾大令人印象深刻的電影場景中，估計傑克上斷頭台那幕得算上一個。即將行刑之際，千鈞一髮之時，一發炮彈擊中了斷頭台，然後出現了滑稽的一幕：正當斷頭台刀片離傑克的脖子越來越近時，又從傑克的脖子旁飛遠了，因為整個斷頭台在空中旋轉了起來。

如果你用繩子拴著東西旋轉過，就會知道，如果旋轉得夠快，繩子是繃緊的。為了避免斷頭台砍下傑克的頭，它的旋轉速度必須夠快，這樣固定刀片的螺栓向外產生的加速度至少才能抵抗重力加速度。如果斷頭台高度是4米，半徑是r，可以得出轉一圈的時間T：

加速度= 4 × π2 × r / T2

T2 = 4 × π2 × r /加速度

T2 = 4 × π2 × 4 / 9.81

T = 4.012 秒

所以，斷頭台至少每4秒要轉一整圈。在電影中，旋轉速度比4秒還快，所以傑克獲救還是可行的。

航海鍾計算經度之破解

在海上航行時，天文學家卡琳娜使用了航海鍾——18世紀應用時間較長的高精度計時器。精湛的航海技術要求對經度和緯度的掌握，航海鍾是航海史上一項重大的技術進展。

經度和緯度

緯度很容易獲取，可以在正午（太陽位於最高點時）觀察太陽的海拔高度。而在海上獲取經度難度更大，要求結合星座和參照地區時間（比如英格蘭格林威治時間）的知識，才可以得出。

航海鍾使計時精準，也使水手航行效率更高，更可靠。在尋找經度測量方法的歷史上，發生過很多精彩的故事。戴瓦·梭貝爾（Dava Sobel）以此為題，曾著有《尋找地球刻度的人》，並贏得了獎項。

《加勒比海盜5》能對幾百年前的航海發展進行精確還原，不禁令人耳目一新，而且電影的處理非常科學，為其增色不少。

科學的答卷

電影本身趣點很多，其中不乏深具感染力的幾個時刻，達到了近期上映的其他電影所未達到的效果。

德普（Johnny Depp）、拉什（Geoffrey Rush）和巴登（Javier Bardem）一如既往地發揮出色。卡雅·斯考達里奧（Kaya Scodelario）也不錯，雖然她時不時被劇本絆腳。

加勒比海盜系列像其他所有長篇系列電影一樣，它的主要角色——不管是被複活還是被死去，其所建立起來的觀眾基礎，比如熟悉程度和情感投入都使電影本身受益頗多。

電影不但有大量的動作戲，也涵蓋了相當一部分科學知識。其中很多通過天文學家卡琳娜很直接清晰地體現出來，比如她重新校準了天文望遠鏡，或者使用航海鍾計算經度。而在很多追逐和打鬥戲中，也有很多間接地體現出來。從科學角度來說，電影交上了一份滿意的答卷，可以作為業界同行參考的樣板。來自：科學媒介中心

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