葫芦娃中的“黑科技”(下)中科院物理所 2016-12-28 |
上一篇中我们说到五娃的“黑科技”,下面我们从他的弟弟六娃接着往下说。
六娃(蓝娃)
蓝娃是七兄弟中最灵敏、最聪明的。他能够隐身,还能穿越部分实体物质。他的隐身术令妖怪束手无策,并大闹妖洞、智救五哥,夺走了妖怪的宝贝如意。
能力:隐身
原理:负折射率材料、变换光学、量子隧穿效应
隐身本身不存在攻击力,可是却是一项十分强大的技能。配合上隐身特效,能攻能守,进退自若。如果没有手段检测到隐身体,可以说隐身的人是无法打败的,毕竟一明一暗,总是在暗处的能占上风。
我们之所以可以看见物体,是因为眼睛能看到来自物体发出或反射的光线。目前,实现隐身有两种思路,一种是“视觉伪装”,将物体进行伪装后融入背景,使人难以分辨,这个在动物界中有着广泛的使用。
动物界的隐身高手
“光学隐身技术”则是另一种实现隐身的方法,其思路是改变光路,扭曲光波,让光线绕过物体。目前,特定方向上的隐形,已经有几种简单有效的解决方案。但360度全方位的隐形,还没有人能做到。
早前,浙江大学就曾利用变换光学设计了一个“正六边形隐身衣”。
位于六边形装置中的铅笔段“消失”了
浙江大学隐形装置结构和效果图(来源:知乎@杨二)
事实上,想要真正做出“全隐身”的效果,关键还是得找到负折射率的超材料,并在此基础上设计变换光学结构。
我们知道,介质的折射率表示为
一般情况下,材料的折射率都是正的,例如真空的折射率为1.0,水为1.33,玻璃为1.5左右。1968年,苏联物理学家Victor Veselago从理论上指出,折射率可以为负。
负折射率材料的特性可以使得光波转向,这正好符号之前说的“隐身”的原理。所以对这类材料的研究或许真的可以制造出“真隐形衣”,只不过现在我们在这个方面上取得的成果还比较少,还有很长的路要走。
在哈利波特中,隐形斗篷可能就是用负折射率材料制作而成的。但是在葫芦娃中,我们发现六娃根本不需要借助任何外物,他不用穿隐形衣就能实现360°全隐身。不得不说,这一点比哈利的隐形斗篷要腻害!一个合理的解释就是,六娃的皮肤就是一种负折射率材料,并且可以进行调控,只有在需要隐形的时候才显现出负折射率的特性。
除了隐身,六娃还有一项更强势的技能——穿墙术!蛇精用冰晶冻住六娃后,六娃却成功穿越了冰壁逃了出来。六娃一定是使用了量子隧道效应!
按照经典力学的观点,在势垒一边平动的粒子,当动能小于势垒高度时,粒子是不可能穿过势垒的。直白地说就是:想穿墙?做梦吧你!撞墙去吧~
但是对于量子力学,情况就不一样了。对于微观粒子,量子力学证明它仍有一定的概率“穿过”势垒,这种现象称为量子隧穿效应。直白地说就是:你可以穿墙哦,只不过概率比你抽中大乐透还低~
那为什么六娃一穿一个准呢?之前就说了嘛,他们的科技比较先进!我们凡人是理解不了的~至少现在不行。
七娃(紫娃)
紫娃是七兄弟中最小的,本身没什么强大的技能,全凭装备——宝葫芦。宝葫芦可以吸入魔法、兵器和人,简直是开挂装备。
能力:宝葫芦
原理:黑洞原理、APTX-4869
但凡看到“吸入”、“吸收”、“转移”,条件反射地就应该想到“虫洞”。七娃的紫葫芦也不例外,主要原理其实就是虫洞技术。只不过这个还加入了一些其他的技术手段:
(1)定向技术:定向引导吸收特定方向的物质,不至于误伤。
(2)语言识别:宝葫芦内嵌了语音识别芯片,当识别到七娃的声音口令时,才会启动。
(3)APTX-4869喷雾:我们说过,物质不会凭空消失也不会凭空产生,宝葫芦的洞口这么小,是如何把这么大的物体吸收进去的呢?原理很简单,宝葫芦锁定目标后,会喷射出APTX-4869气雾剂,将人变小。这也就解释了为什么紫葫芦每次吸收的时候都会有一阵雾喷出来。至于APTX-4869是什么?看过名侦探柯南的肯定都知道,就是将工藤新一缩小变成柯南的那种毒药。
综上所述,七娃的宝葫芦的工作机理图如下:
原理和西游记中太上老君的紫金葫芦差不多
爷爷
爷爷是葫芦兄弟中的关键角色,七个葫芦娃都是他种出来的。从种种细节来看,爷爷绝对不是一般人,他应该是一位隐居山林的科研高人,并且应该修习过武术,本领高强。下面我们就来仔细分析分析。
首先,爷爷绝对是一等一的功夫大师。徒手攀岩、单臂悬空、隔空飞刀,没练过能做到?你来试试?
看到没,这臂力,这身板,而且隔那么远还能一把飞斧砍中毒蛇,是一般人能比的么!
其次,爷爷还是一位园艺家,能把葫芦种得那么好看,把花花草草打理得那么精致有序。
爷爷还十分注意胎教和早教,在葫芦娃还没出生的时候就悉心照料,与葫芦宝宝沟通互动,传授人生哲学,简直就是教育先锋、人生导师,值得所有粑粑麻麻们学习!
爷爷身体还特别好,十分耐冻耐寒,应该是长期坚持冬泳。在山洞里,一阵妖风吹过,飞禽走兽都被立马冰冻,但爷爷却只是象征性地抱起了双手,内心毫无波澜,甚至有些想笑。
下面,关键的来了,爷爷不仅身体强健,而且精通科研,学习能力也超强。
七个葫芦娃都是爷爷种的吧?把植物培养成动物,不精通生命科学、植物学、动物学能做到吗?这其中涉及到基因工程、蛋白质工程、胚胎工程等方面,单单解决植物生理系统向动物生理系统的转变及融合,就已经是诺奖级别的成就了,爷爷可是一下子就培养了七个葫芦娃,而且各个都天赋异禀。
感觉爷爷已经参透了生命的本质,种个葫芦娃简直是信手拈来,不足为道。想必爷爷在深山中一定做了不少实验,写了不少paper。
爷爷在山神指引下拿到七彩莲花之后,山神并没有告诉爷爷怎么使用它。但就在危险关头,爷爷却轻车熟路地正确使用了七彩莲花,化解了危机,成功解救了七个葫芦娃。不得不说,科研人员的学习能力实在太强了,就这么一会儿功夫,爷爷就已经掌握了这些高端法宝的正确打开方式……
整观全剧,爷爷真的是科研大神级的代表,不得不让人佩服!
下面我们再来说说反派蛇精。
蛇精
只可惜蛇精做了反派,不然她绝对是一个优秀的舞蹈艺术家……
蛇精的黑科技也是不少,并且每一样都高端大气上档次:
1、 VR虚拟现实技术
蛇精为了抓二娃,使用了虚拟现实技术,来营造令人迷幻的环境,迷惑二娃。
虚实结合,真真假假,把二娃耍得团团转,不一会儿就成功迷惑住了二娃的心智,制服了二娃。蛇精的这一套VR虚拟现实设备,是多少宅男梦寐以求的啊,哈哈哈。
2、 反重力技术
在妖怪的洞门口,有一个反重力电梯,蛇精和蝎子精每一次都是乘坐这个自动电梯上来“出门迎客”,可见蛇精的家真是充满了现代技术感啊。
3、3D立体环绕音效设备
蛇精能歌善舞,跳舞的时候她便会打开家里的3D立体音响,用舞姿和环绕音同时迷惑葫芦娃。
4、 智能玻璃监视屏
这块玻璃状的屏幕应该就是蛇精家的电视机之类的东西了,只不过这块屏幕还能查看外面的实景图,估计是连接了Google地图,使用了卫星技术。
由于蛇精的智能家居设备实在是太先进智能了,具体原理我就不太好解释了。
青蛇精
在第一部中,七个葫芦娃化身七彩葫芦山镇压住了蛇精,第二部,蛇精的妹妹青蛇便来找葫芦娃们报仇。青蛇的法宝中黑科技也是不少。
1、航空耐热材料
青蛇为了对付四弟火娃,采用激将法对火娃说:“你能将这锅饭煮熟我就缴械投降。”天真的火娃便真的使出了浑身的力气用火去烧浮在空中的这口大锅。
可是无论火娃怎样用力,这口锅都不会热。要知道我们前面分析过,火娃的火焰可是可以达到5000℃的超高温啊,这个温度下普通的金属早就汽化了。这到底是什么样的材料才能抵住这种高温呢?没错,这口锅是用航空级别的耐热材料制作而成的,主要成分是金属陶瓷复合材料或者气凝胶,可耐上千摄氏度的高温。
难怪火娃根本煮不熟这锅米,狡猾的妖精就这样让火娃筋疲力尽,将其制服。青蛇之前一定研究过火娃喷射火焰的温度,然后研制了这款耐高温锅。妖精不可怕,就怕妖精有文化……
2、雾霾制造器
青蛇精在与二娃打斗时,使用了雾霾制造器,使能见度一下降低为0,这下二娃就不能使出“千里眼”了。看来雾霾真是大杀器啊,二娃要是来到现在,貌似日子也不好过啊……
3、人工智能技术
在对付葫芦小金刚的时候,妖怪还使用了人工智能。在一个显示屏上出现了可以与人互动的AI,引诱葫芦娃喝下毒酒。这个AI十分厉害,拥有发达的语音识别能力、图像处理能力、人机交互能力,甚至还能模仿人类的感情,比siri、小冰、小娜不知道高到哪里去了……
4、机械手臂
这张图看着是不是感觉有点熟悉?
没错,就是工业机械手臂!如此看来,青蛇精的工业水平也是相当的发达。
怎么样?原来葫芦娃中的科技含量这么高!这些黑科技,你都懂了吗?
葫芦娃作为一代人的记忆,给我们留下了太多太多。
向经典致敬!
致那些我们逝去的青春!
来源:中国科学院大学(ID:ucas1978)
编辑:Alex Yuan
责任编辑:lijia
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