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铁硅金
钢铁侠力量之谜
随着2013年夏天的来临,根据漫画改编的电影《钢铁侠3》《雷神2》将陆续登上大银幕,随后,《金刚狼2》《超人:钢铁之躯》等超级英雄电影也将亮相。
超级英雄是幻想文学中的英雄角色,最先出现在漫画杂志中。随着影响力日益扩大,这些超级英雄登陆电视和电影,以多彩的视觉形象拯救世界。他们拥有远超普通人的特殊能力,能够做出非同寻常的壮举和英勇行为,保护人民,与恶势力搏斗。一般他们都会有一套能够代表其个性和超能力的华丽装束以及极具个性的名字,比如“钢铁侠”的名字就源于其标志性的金属质地盔甲。
超能力的起源
平凡的人都是相似的,英雄们则各有各的来历。按照超级英雄获得超能力的方式,可将他们分为三类。
第一类 天赋异禀型
这类超级英雄的出现没什么道理好讲,他们生来就是这样奇特的存在。他们有的是流落地球的外星人(超人);有的干脆就不是凡人(雷神)。与含着金汤勺出生的非人类超级英雄不同,作为人类的超级英雄往往是基因突变的产物,比如《X战警》中以X教授和万磁王为首的正邪两方,都是变异人。当然,与其说他们是上天眷顾的产物,不如说是基因异常组合的小概率事件的“牺牲品”。
第二类 后天奇遇型
这类超级英雄数量最多,原始身份多为普通地球人,从神奇四侠到蜘蛛侠,再到绿巨人,莫不如是。他们犹如武侠小说中的青年侠士,偶遇高人,武艺和功力大增。这些英雄的出现都打着深深的时代烙印。太空时代刚刚来临,漫画家笔下的试飞员(美国早期宇航员都是这个身份)哈尔.乔丹获得了来自外星人的装备,成为绿灯侠(1959年)。1961年,加加林进入太空后,漫画时空内的四位美国宇航员在一次太空探险中,突然遭到了宇宙射线辐射而意外地获得超能力,成为神奇四侠。在古巴导弹危机出现的核时代,物理学家布鲁斯.班纳因遭受伽玛炸弹的放射性污染而变成了绿巨人(1962年)。彼得.帕克被一只受过放射性感染的蜘蛛咬伤后,成为具有蜘蛛般特殊能力的蜘蛛侠(1962年)。
第三类 富二代极客型
乍看之下,像蜘蛛侠这样的邻家男孩型超级英雄最有亲和力,但被核辐射蜘蛛(21世纪的电影版与时俱进成了基因变异蜘蛛)咬伤并“感染”超能力的概率实在太小。其实,对于普通地球人而言,最具现实可能性的,当属第三类超级英雄——有钱的极客。
所谓极客,就是智力超群、性情古怪,却又崇尚科技、自由和创造力的人。这一类的超级英雄通常继承了大笔遗产,可供发明并制造一些有超级能力的高科技装备。阿瑟.克拉克有言在先:“一切先进的技术,初看之下与魔法无异。”所以他们是用高科技实现超能力的凡夫俗子。钢铁侠是其中的杰出代表,铁(工业制造能力)、硅(电子技术)、金(雄厚财力)堪称其力量之源。
五步打造钢铁侠
在漫画版和电影版《钢铁侠》中,继承了家族企业的托尼.斯塔克是个花花公子式的商人,他开发了一套利用高技术制成的动力盔甲。这套盔甲赋予了他刀枪不入和飞翔等超级能力。有了这套装甲撑腰,他便敢于和战争狂人及恐怖分子对抗。
受钢铁侠鼓舞的不仅仅是漫画迷。使用科技手段弥补人类身体的弱点是美国国防部斥资数十亿美元正在研究的课题。为了把《钢铁侠》中的超能力由科幻变为实际战斗力,五角大楼已经制定了“五步计划”。
步骤一:集成现有装备
实现漫画书中梦想的第一步,是实施一个名为“陆地勇士”的项目。从1991年起,美国陆军开始研究如何利用现成的商业技术把步兵变成一套完整的武器系统。“陆地勇士”项目是要将微型电脑、传感器和各种高科技装备集成到一起套在士兵身上。
“陆地勇士”是包括热像仪、摄像头、激光测距仪、数字指南针和步枪在内的一整套装备。士兵不仅可以在夜间和恶劣天气条件下作战,还能利用步枪把他们所看到的影像传给战友和指挥官。士兵的头盔上有传感器显示器,实际上是个类似单片眼镜的护目镜,士兵可以通过它看到步枪传感器探测到的情况。这套装备已经在反恐战争中得到检验。
步骤二:打造可穿戴的“外骨骼”
钢铁侠最引人注目的是他的标志性“行头”金属盔甲。该盔甲自带动力,不但令使用者力大无穷,还能跳得更高、跑得更快。这也是单兵作战系统追求的目标。使用“陆地勇士”系统的士兵全身上下布满电子设备和电池,再加上武器弹药,重量达几十公斤。如此披挂上阵的士兵除了像负重的骡子一样大喘粗气外,还能打仗吗?
受到昆虫坚硬外壳的启发,发明家有了研制外骨骼的想法。外骨骼不仅仅是士兵穿在身上的技术系统,而且是像托尼.斯塔克发明的盔甲那样能保护、承载士兵躯体的机械装置。外骨骼的基本原理非常简单,当使用者移动其手臂时,外骨骼中的传感器就会探测到一股力量,位于使用者装甲背部的计算机就会估计如何移动外骨骼以使其手臂上的张力保持最小,同时,一系列电子管控制着高压液压机液体的流动。国防装备承包商雷神公司已成功研制出一款外骨骼钢铁装置,能使士兵举起200磅的重物。虽然它不及钢铁侠的盔甲那么完美,但士兵穿戴这套钢铁盔甲之后,他们就能灵活自如地爬楼梯,毫不费力地数百次举起重物,挥动铁拳便可以击穿3英寸厚的木板。由于外骨骼能显著增强使用者的行动力和耐力,不仅军方对它情有独钟,消防员和肢体残障人士也对该技术表现出浓厚的兴趣。
步骤三:提高生理机能
美国国防部高级研究计划局的项目经理迈克尔.卡拉汉,在该局第50届年会上宣读过一个雄心勃勃的计划:让士兵拥有坚不可摧的“内部盔甲”。这并不是指在士兵的皮肤下安装某种盔甲,而是要让士兵在战斗中拥有和某些动物类似的特殊能力。例如,大雁通过调节血红蛋白可以不吃不喝连续飞行五天,在体内植入一个小装置可以让士兵具备相同的能力。海狮身上有“潜水反射”系统,在变换水深时可以降低心率并将血流引向心脏。利用仿生学原理,在生理指标上得到提升的战士可以弥补装备的不足。比如使用同样的潜水装备,可以下潜得更深更久,战斗机飞行员可以承受更大过载,做出更高机动性的动作。
步骤四:肌肉升级
中世纪时,沉重的铁质铠甲已达到人类体力的极限,重装骑士需要仆人帮助上马。同样,万一钢铁侠的盔甲掉电或者关节处的电机损坏,里面的人会立刻动弹不得,面对敌人只能束手就擒。美国得克萨斯州大学达拉斯分校纳米技术研究所的科学家已研制出一种不用电的“人造肌肉”,其力量比人类天然肌肉强100倍。它以酒精或氢为动力,将来可用于包裹机械外骨骼,为外骨骼提供额外的驱动力。这种人造肌肉使用液压原理,由管线、悬臂和阀门组合而成。人造肌肉可释放出氢或酒精等化学能源,与氧气发生反应后,人造肌肉的管线会膨胀或收缩。这种肌肉不但可用来制造性能更为优越的假肢,还能使“穿戴”它的消防员、士兵或宇航员拥有超人般的力量。“纳米肌肉”是人造肌肉的另一个研究方向。这是一种用纳米纤维构成的类似人体肌肉组织的织物,它能够对外界的电子刺激做出收缩或松弛的反应。用纳米肌肉制成的作战服,能通过感受人体肌肉的电流活动,“猜测”士兵想要移动肢体的意图,主动协助士兵活动,为士兵增加额外的力量。
机械外骨骼举重若轻
钢铁侠在战争期间以美国力量的形象出现
步骤五:刀枪不入
虽然饱受枪弹、爆炸、撞车和拳头的袭击,在钢铁盔甲的保护下,托尼.斯塔克却基本没有受过伤。未来作战服装研制的主要目标也是造出坚固且灵活的盔甲,用以保护士兵的身体。目前,美军士兵用陶瓷挡板和凯夫拉背心来保护身体躯干部分,但手臂和腿就保护不到了。如果在四肢上也使用同样的材料,会妨碍战术动作的灵活性。来自麻省理工学院材料科学与工程、化学工程、机械工程和化学系的专家组成若干研究小组,致力于研究防护身体活动部位的吸能材料的相关课题。他们从蜘蛛吐丝获得灵感,试图模仿蛛丝吸收能量和承受外力的特性,创造出轻型、灵活的防弹装甲。研究人员希望能重建蛛丝的特殊结构——一种柔软的弹性区和坚硬的结晶区相互交替的聚合体。目前,他们已经研制出一系列的合成聚合体片断,用来研究聚合体的化学结构变化对材料物理性能的影响。研究的最终目的是用纳米材料织成分子链“锁子甲”,使之既能起到很好的防护作用,又可以保证战术动作的灵活性。盔甲的膝盖和手肘等活动部位可以使用这些坚固与弹性并重的材料。
如果按照上述步骤打造高科技战袍,拥有钢铁侠盔甲的梦想并非遥不可及。
暂时缺货的装备
钢铁侠的行头成为现实已经指日可待了,随着神经传感器技术愈发先进,可穿戴式装备能够更迅速地对主人的行动意图做出反应,铁手钢足也能操控自如。但是,仍有一些功能稍稍超出了目前科技的能力范畴。正如为美军打造钢铁战衣的雷神公司所说:“当你穿上这套盔甲时,它绝对会让你有无所不能的感觉。但与在电影中看到的情形相比,战士还不能飞,这或许是我们下一步工作的目标。”
喷气靴
像许多超级英雄一样,钢铁侠也可以飞翔,只是得穿着喷气靴才行。但这个功能暂时还难以实现,难题之一是背着一大罐液体燃料会造成行动不便。如果钢铁侠只需留空30秒,他确实可以背负足够的燃料。如果时间再长,需要的燃料则更多,为负载这些燃料,发动机功率也要增加。这是一个恶性循环。目前,最轻的喷气式战斗机也有几吨重,很难把喷气靴及其附属设施浓缩到几百公斤。难题之二是飞行的稳定性。当脚底喷出熊熊火焰时,强大的反推力使得保持膝盖和躯体不弯曲非常困难。而在没有翼面提供升力的情况下,如何由垂直飞行转换为水平飞行呢?
在20世纪80年代风靡美国的科幻电视剧《方舟二号》中,舰长使用一套单人飞行器完成各种冒险,令人印象深刻。
就在2008年,美国人埃里克.斯科特在“喷气背包”火箭推进器的帮助下,成功飞越了335米深、457米宽的科罗拉多大峡谷。
当然,他没飞几分钟就降落了。这距离喷气靴的应用还差得远。在钢铁侠那件紧身的盔甲内,实在藏不下太多的燃料供飞行使用。若想如他一般有足够的能量飞檐走壁,恐怕盔甲要做得像个大胖子才行。
喷射光束
另外一件高能耗装备是钢铁侠的喷射光束。影片中,这件武器嵌在钢铁手套的掌心,可以射出强光(或者是高能粒子束)烧蚀敌人的装备。倘若它是一种高能激光,能量需求会高得可怕。假如这束激光能够在一块半英寸厚的钢板上熔出一个拳头大小的洞,即便斯塔克能将存储在钢铁盔甲里的所有能量以100%的效率转换成激光,这也需要输出超过20亿瓦特的能量脉冲,这比一座核电站的输出功率还要大。没有证据表明斯塔克掌握了反物质湮灭技术,否则他的公司就不必以出售常规武器盈利了。
“钢铁侠”确有其人
钢铁侠是绝对的肉体凡胎,却成为与超人并驾齐驱的勇士。这是需要本钱的,高科技与财富,过人的智慧与勇气缺一不可。据漫画迷统计,从第一集漫画到现在,要完全成为一名钢铁侠,需要的成本是16.2亿美元。
变身为钢铁侠的托尼.斯塔克
钢铁侠的核心装备——全身盔甲价值高达1.01亿美元。他使用的超级电脑价值1000万美元,该电脑能控制他的住所、工作室,以及钢铁盔甲。至于钢铁侠那座高技术公司工作室一样的住宅,没有2500万美元无法拿下。在电影版《钢铁侠》里,或许是植入广告的需要,斯塔克的座驾都是名厂豪车,仅地面交通工具一项支出就达到341.5万美元,令车迷艳羡。
相比之下,自带超能力的英雄就节省得多,彼得.帕克自己一针一线地缝制了蜘蛛侠头套,又把旧墨镜的眼镜片摘下来当做护目镜。他从网上挑选了一件短道速滑溜冰运动服,还网购了布料,再印上自己设计的LOGO。全套蜘蛛侠行头总花费仅两百多美元。显然被蜘蛛咬后拥有了超能力的帕克不需要任何高科技武装,他需要的只是隐藏自己的真实身份。看来,拯救世界的游戏并非穷人望尘莫及的娱乐,若有后天奇遇的好运气也行。
上面说到的16.2亿美元还只是出现在漫画和银幕上看得见的资产。钢铁侠各项装备所需的备品备件,雇佣工程师与科学家团队的开支,制造原型机所需经费,购买专利的费用……这些开支在现实的研发过程中必不可少,却是隐形消费,一时难于估算。总之,要靠高科技实现魔法般的功能,要么是政府买单,就像五角大楼的研究计划一样;要么是拥有亿万身家并对相关科技了如指掌,才能把钱花在研发的刀刃上。大千世界无奇不有,这样的人在现实中还真的存在。
漫画家斯坦.李坦承自己是参照着飞机大亨霍华德.休斯(1905-1976)设计了钢铁侠斯塔克的个性。他解释说,“霍华德.休斯是我们这个时代中最多采多姿的人物之一。他是发明家、冒险家、百万富豪、花花公子,还是个疯子。”其父老霍华德.休斯是石油钻探史上具有革命意义的双锥旋转钻头的发明者和休斯工具公司的创办者。小休斯十几岁时,父母便双双过世。他将巨额遗产投入电影业和飞机制造业,均大获成功。他自学了航空工程,曾亲自设计飞机并试飞,创造了多项飞行世界纪录,为技术而疯狂的劲头与斯塔克相比有过之而无不及。
南非裔美国人艾伦.穆斯克则堪称21世纪的钢铁侠。他掌管着两家改变全球相关产业的公司:电动汽车公司特斯拉以及私营航天企业SpaceX,同时他还是专门发展家用光伏发电项目的SolarCity公司的董事长。SpaceX已经与美国宇航局签署了一份价值16亿美元的协议,用于为国际空间站运送货物。他的长远目标是为普通人提供太空旅游服务,甚至开通火星航班。更为励志的是,艾伦.穆斯克不是富二代,他白手起家,依靠互联网技术赚得第一桶金。不久前,SpaceX的猎鹰火箭完成了垂直起降试验,怎么样,是不是想起了钢铁侠的喷气靴?
【 责任编辑:杨枫 】