【图片】盖亚奥特曼之中的物理学

盖亚是我最心目中top 1 的奥特曼,整部作品质量优异,剧情连贯精彩,每一话都透露出圆古当年的土豪气息。当然我最喜欢这部作品的最大的理由是,这部作品有着很不错的科学背景,(虽然剧情需要扯淡的也不少)。加之我和高山我们是同行。我目前在大学学习物理专业,从某种方面来说也是一位物理学家。最近突发奇想又看了一遍盖亚,觉得科普一下盖亚奥特曼之中的物理学是一个不错的方式。
PS: 由于楼主还在上学,如果有什么不对的地方欢迎指正。不定时更新

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 13:16:00 +0800 CST  
第一集 抓住光

第一集我梦在做光量子实验,我非常确定这个实验是制作组胡诌的,就算有类似的,也不会是方人进去。而且看上去视觉效果,像是穿越虫洞的过程。


他们的实验室,大部分是模型,我看到几个示波器。(简陋啊)



光电子管,好吧没有这种东西,电子管实际上是一种电信号放大器,不过看后来我们用它来做光的容器,可能是一种类似于电容器的东西,毕竟,我们还真没办法把光装起来。
忍不住吐槽一句,这实验室有够敷衍的。




我们20岁成为量子物理博士,这让还在上本科的我倍感压力,不过我很好奇他既然有了博士学位为什么还在大学里念书啊。


第一话的重点知识 Repulsor Lift 也就是反重力引擎。
反重力只在希望能创造一个物体或者空间,可以不受引力影响,在无数科幻作品中都有它的出现,比如我印象之中回到未来系列的滑板。
现实生活中,我们可以利用比如磁场给一些物体提供支持力,使它们漂浮起来,(比如超导体),甚至利用磁力漂浮的笔,(我有一个类似的工艺品),但这并不是反重力,这些物体仍然受到引力作用,只是被磁力平衡了而已。关于反重力的可能性,广义相对论否定了这一想法,然而量子力学将引力设定为能够传递力量并且无质量的基本粒子引力子,有没有可能创造或消灭引力是不确定的。当然,我们要先解决量子理论和相对论的问题,从黑洞入手。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 13:34:00 +0800 CST  
第二话 勇者站起



奥特曼的光束,好吧我没法解释,官方说是一种粒子。嗯,没毛病,我们人类最牛的激光可能看起来有这个酷炫,我想起来质量效应里 收割者的武器,它发出的红色光线,后来查阅资料官方说是烧红的铁水。。。。


电容器+1


三轴力矩同样是不知所云的说法,力矩的物理定义 作用力促使物体绕着转动轴或支点转动的趋向,称为力矩。通俗点说就是拧瓶盖时候给的那种力的趋向,算的时候是力叉乘以转轴到受力点的距离。和飞机没什么关系,不过我查了查发现,飞行器中的确有种三轴姿态控制,多用于卫星,旨在全方位调整卫星的姿态。我大概理解了一下,我梦的意思大概是Fighter战机可以有效的悬浮,朝空间任意方向移动,也就是飞碟那样飞。(吐槽一下,民科诺贝尔哥的梦想)。


你在开玩笑啊。。。。。所谓的G,其实应该用小写g,指的是地球表面的重力加速度也就是9.8m/s。飞行员,航天员在训练时,往往要承受几个g的重力,不过他们用的是离心机。而我梦同学乘坐的模拟机,是镶在地上的。。


Alchemy stars 的老大,我就是吐槽一下摄像头在哪里。。。 如果真有这种组织的话,如果人家要我一定参加。


绝对不可能,这种体积的生物在富氧的石炭纪可能存在,毕竟那个时候由于大气中氧气浓度高的缘故,蜻蜓都是两米多长的。



不知为何我有种找个电子管在里面装个黄色LED 的冲动。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 14:14:00 +0800 CST  


楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 14:25:00 +0800 CST  
第三话 他的名字叫盖亚

额,我实在看不出来蓝宝锥里有任何的电路。







这个是真的,而且已经是一个比较成熟的技术,利用射线成像的技术很早就有,比如X光,更有电子显微镜。当然还有光谱分析。这些利用光的技术的确可以辨别物质的属性。但是,这也太快了。



这些英语都是灵魂翻译。。。虽然可以用,但总感觉怪怪的。 关于金属生命体,参考终结者T-1000.


第三集没什么好讲的/

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 14:42:00 +0800 CST  
第四集 天空的我梦
这一集相当有意思,超空间的怪兽,这设定就很有意思。

我看到了经费的燃烧


燃烧的经费


所谓分子级的崩坏是什么概念呢,就是说分子与分子之间的能量键消失,(化学每天都在做的事情)。虽然我梦这么说,不过就城市破坏的程度来说,可能的是利用共振原理破环建筑,所有物体都有着固有频率,如果我们按照这个频率通过波的手段传递能量的话,就会对物体产生破坏性的效果,自然界中有很多能量都是以波的形式传播的,对于共振原理,像造桥,建筑中有着广泛的应用,工程师都会避免共振对于建筑的破坏。当然特定的结构也是有好处的,我曾经看过一篇论文,讲的是森林的结构可以隔绝地震波,这种树之间的结构可以在地震波的频率产生能隙(就是说这种频率的能量无法进入结构)从而避免地震的危害,如果建筑也有类似的结构的话,可以有效避免地震等带来的损伤。





第一个科学的怪兽,超空间生命体,所谓非连续的存在,量子力学是一个大课题,我正在学习这门课。
这里我们看到这个怪兽的位置呈现不连续的状态,实际上是只量子力学中的量子跃迁,我尽量用简单的道理阐明,如果大家知道能级的话就好办了,这是一个典型的列子,就是高中化学背的那个电子轨道排布, 1s,2s,2p,什么的。所谓量子,就是指不连续的。就像原子中电子的能量,它只能有特定的能量,不同能级之间是不连续的。而这里指的是怪兽像电子一样,是个不连续的存在, 可能它4个位置相当于4个量子态(quantum state)吧。


严格来说,由于波粒二相性,我们都是波动生命体。




这里只是扯物理名词显得高大上,干涉是波所具有的性质,我梦的意思大概就是说这个怪兽在这个大小可以观察到量子现象。量子现象只有在很小的尺度上才可以观测到。如果看过刘慈欣球状闪电的同学一定知道我在说什么,毕竟是同样的梗。而之所以说干涉,是由于著名的电子干涉实验,这个实验发现了粒子的波动性质,从而开启现代物理学的发展。


千叶参谋表示懵逼







最多·10张图 后面还有。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 15:33:00 +0800 CST  
继续







我们暂时将这个怪兽当成一个粒子(极端微小)。。 在量子力学之中,我们可以用一个波动方程表示这个粒子的所有信息,如果我们想知道这个粒子某一特征比如,比如它的能量,我们需要将它投影在我们需要知道的能量维度上(或者量子态上)。就像是我们现在有一个三维的物体,被放在一个半透明幕布后面,我们只能看到它的剪影,这种情况,我们只能通过一个个剪影来了解这个物体本来是什么样的。粒子也是一样的,它的能量是剪影,位置,动量,以及自旋都是剪影。所以这个怪兽的4个形象,实际上都是高纬度空间对于低纬度空间的剪影,本体在触不到的地方。










这个,大概是奥特曼掌握的技术吧。。。。不过可能象征着量子力学之中概率波经过观察而变为唯一的现实。(观察,测量,都可以表示为一种投影)


还没完
后面还有

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 15:47:00 +0800 CST  
继续



开玩笑,当然不行了。




迷之设计图,估计导演找美术生画的,左下角的原子标志亮了。


把任何东西前面加上量子都会瞬间高大上有没有,比如 量子型不粘锅?




这是我们做完实验交完报告的真实写照。





我不知道它是怎么工作的,我假设它工作了。


这一集编剧发挥了200%的脑洞,我当时正是看这一集的时候萌生了解析盖亚中的物理的想法。这种写实中带着扯淡的科幻很对我胃口。
看到这怪兽顿时想起刘慈欣球状闪电里西瓜大的电子。。。以及日常的量子效应。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 16:01:00 +0800 CST  
先写到这,以后有空我会继续,不过好像不是每一集都有新的物理。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 16:03:00 +0800 CST  
第四集漏了一张




粒子加速器我知道,但光粒子加速器是什么鬼?
粒子加速器是我们研究粒子物理的常用手段,通过将带电粒子加速到很高能量,使其相撞破碎来研究粒子结构,然而带电。 而光粒子,如果我没理解错的话应该是光子,首先它不带电,更重要的是,光子就是光,如果它能被加速的话,那让身为常量的光速情何以堪,简直失去了作为物理常量的尊严啊。。。爱因斯坦的棺材板压不住了。。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 16:11:00 +0800 CST  
奥特曼里面不科学的地方多了……盖亚是里面相对写实的一部,里面的反物质,单极子之类的都是确实存在的东西,当然这也是我主要写的方面,像奥特曼的身高体重光束之类的我就不会深究了。逼近大家都懂的…和亚瑟王不可能是女孩一个道理…

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 22:14:00 +0800 CST  
第五集 另一位巨人
这几没什么重要物理




我梦烧坏电路被抓住现行,所有喜欢动手搞电路的同学们估计都烧坏过东西。




我梦童年的回忆杀,在中国由于国情可能更会被家长要求和学霸交朋友。。。楼主在初二加物理课之前除了数学其它都是渣渣。。




加盐实际上是日本常见的吃法,为了突出西瓜的甜味,和我们用菠萝泡盐水一个道理。




这段本来没什么,不过让我想到了一个有意思的问题,食盐的咸味是来自钠离子还是钾离子呢?
当年高中时候我还设计过一个食盐验证过。。。答对也没奖。。。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-18 22:56:00 +0800 CST  
第六集 嘲笑之眼



这个大家可能都知道,我梦的名字念起来像口香糖。。






眼Q 在盖亚中是一个物理学和生物学无法解析的存在。在物理学的发展史上,这样的事情时有发生,比如上世纪现代物理开始之前,物理世界的两朵乌云,黑体辐射和迈克耳逊-莫雷实验,然而这两者却让我们开启了物理学的新时代。时至今日,我们仍然有很多未解之谜,比如让物理理论失效的黑洞。以及相对论和量子力学的兼容问题等等。想起以前人们想要用物理学来证明上帝的存在。


盖亚毕竟是快20年前的作品,如果以现在的眼光来看,这个造型诡异的新浪还是有点门路的,它可能是一个处在虚数空间的生命体,很多同学可能会想起来EVA里的那个狄拉克之海的使徒,好像是第十五。。我忘记了。可以说是类似的概念,我梦当然没办法解析它。我这里要说一下虚数空间和狄拉克之海,虽然EVA里说狄拉克之海是虚数空间,并且很多人认为它们是一回事,其实虚数空间和狄拉克之海没什么关系,只是名字听起来帅而已。狄拉克之海的概念源自于狄拉克方程的解析。狄拉克方程算出的自由粒子的能量是正负双解,大家就好奇为什么会有如此反常的负能量,于是大家假想有这样一种空间充满了很多负能量粒子,这就是狄拉克之海。这个理论预言了正电子的存在,(反物质),并且正电子得到了证实。但虚数空间是另一回事,所谓虚数空间(好像并没有官方说法),你可以理解为在一个隐藏的世界,无法和我们的现实产生任何作用。也就无法探测。我们都知道复数 a+bi 这里a是实数,bi为虚数,如果有人不知道i的话,它是-1 的平方根,它只是一种给力的数学工具,而我们可以把复数表示成笛卡尔坐标系的形式,实部和需部对应坐标轴。而物理中就像我说的对于任意坐标的投影都可以用空间或者说态(state)来表示,就如同任何坐标系一样,x轴上任何的变化也不会对y轴产生任何影响。我举个切实的粒子,我们都知道如果把电感线圈或者电容器接在交流电上,它会有和电阻一样的对电流的阻碍作用,然而这种“电阻”并不会产生电流的热效应,为了方便计算我们会把它们的电阻表示为虚数。带入计算,最后很容易得到我们要的结果。虚数是一种数学工具,然而在量子物理的高深处,说不定有类似的存在,虚数的空间。等我以后什么时候学量子场论的时候再说吧。。现在修为不够。




我严重感觉这个是个txt文档。。。。


对于未知的事,第一反应的确是害怕。


还有物理中。



这是盖亚被吸入新浪体内,导演好像真的想表现一个虚数空间。


这集我也比较喜欢,当然是因为那喜感的新浪,更多的是一个物理学家面对未知事物的探索。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-19 00:15:00 +0800 CST  
补上奇眼Q(新浪)的肖像





楼主 绿野南风  发布于 2017-02-19 00:16:00 +0800 CST  
晚上再更…

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-19 00:43:00 +0800 CST  
这是现实生活中的物理……量子力学课


楼主 绿野南风  发布于 2017-02-19 01:59:00 +0800 CST  
第七话 地球的洗涤



我梦制作的远程控制装置,虽然我看起来就觉得像是小霸王家用游戏机的电路板。




理科生的房间,有点写实。


NERV总部的既视感,事实上东京的地下的确有巨大的人造空间,用于排水,可以说东京有世界上最先进的排水管道系统。


这个是盖亚中目前最科学的东西,抛物线分析。


所以天界是一个巨大的吸尘器,氟利昂是一种用于电冰箱的制冷剂,然而它具有破坏臭氧层的神奇作用,麻烦的是,它在分解臭氧层中起的是催化作用,是一种对环境相当有害的物质。而甲烷,是有比二氧化碳强数十倍的温室气体作用。 说到甲烷,有一个土星的卫星,土卫六,如果有兴趣大家可以看看,号称“绝对禁烟” 天体。


这里可以看到台风的剖面图,中间地带剧中说是“无风地带”其实不准确,台风眼其实是一片低气压区域大概是外围的百分之八十五。风速在这里也很小,不过到达那里可不容易,一般来说,风眼附近会形成环绕的风眼墙,是一片环状的强烈雷暴区域,通常是气旋中天气最恶劣的地方。 so good luck fighters



吸尘器天界本体。这一集首次出现了自然调节装置,其实个人感觉环境保护装置之类的很重要。天界应该设定是可以吸霾的。只是98年霾尚且不是一个大问题。我记得之前看过的文章,一个美国人发明了一种静电场吸霾器,可以产生静电场并吸附霾,至于要消耗很小的能量,在居民区安防几个就能大幅度提升居民区里的空气质量。我忘记具体是什么情况了,有兴趣的同学可以查查。
不论何时,保护地球于环境都是很重要的科学课题。这也是盖亚的思想之一。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-19 17:49:00 +0800 CST  
第八话 46亿年的亡灵



这一集登场的怪兽,古代生物的幽灵?造型以现在的眼光来看有点意思


三叶虫化石,和鹦鹉螺化石。说到鹦鹉螺,它那黄金比例的渐近线,一直被数学界称道。






这里我梦用解释这次的怪兽也是具有量子效应的(盖亚的特色,一群具有量子效应的怪兽),它的意思是波函数的塌缩,这里强力安利刘慈欣的小说球状闪电,里面对于波函数塌缩这一现象有着非常“生动”的描述。其实它所谓的看到的人越多,怪兽就越现实,是有一定依旧的。在量子物理中,“观察”和“测量”其实本意上指的是同一件事。我在之前的楼说过,量子力学用波动方程表示一个粒子所有的信息,然而有趣的是,我们计算结果往往是一个概率,比如这个粒子它有多少的概率上旋,多少的概率下旋。然而当我们真正测量或者说观测的时候它就会变成唯一的现实。比如量子力学里经典的SG实验,它让电子(其实是银原子,但作用的是电子),通过一个磁场,然后再屏幕上留下影像。实验的设计者按照经典分析的话电子旋转会有角动量,这样的话留下的痕迹应该是一块均匀分布的区域,然而实验结果却出乎意料,只有上下两条条纹。这说明电子的旋转并不是大家想象的那样,于是他们提出了自旋的概念,这是一种粒子的性质,就像粒子带不带电一样,一种性质,而且在生活中很难找到相似的类比,从这里起,量子力学超出了日常。粒子在通过磁场之前,它是上旋还是下旋完全是概率,通过磁场实际上就是一种观测行为,这让函数塌缩为现实,上旋,或者下旋,如果再加另一个同方向的磁场给上旋的粒子,它通过后自旋是不变的,因为已经变为了现实。


如果你看不懂的话,有个简单的版本,薛定谔的猫,在盖子打开前,猫是处于生死叠加状态(概率波),打开盖子之后(观测),概率波塌缩为唯一的现实。这个怪兽也是,观测的人越多,它就越能变为实体。。。意思到了,但和亚瑟王不可能是女孩同样的道理,这么大个的怪兽不可能是粒子,具有量子效应。


不过既然我们的大脑是量子化运行的。所谓灵魂说不定也是一种未知的复杂量子现象。








指挥官: 你说呢?


这只是电解液。。。



厉害了




后面还有

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-20 01:18:00 +0800 CST  

不不,所谓直觉只是你的意识没有跟上大脑的处理速度而已。







就是传说中的费洛蒙了,人类也有,对传播后代有至关重要的作用,普遍称呼为“爱”。



呵呵。。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-20 01:22:00 +0800 CST  
第八集 海鸥翱翔



这些都是专业的救援装备,我看见了千斤顶,冲击钻什么的。


这个就是标准的红外线成像。




基本上就是把液氮倒在上面。。。效果一定很赞,的确可以达到冷却的效果









上面这些,我有些不知道说什么好,乍一看有点道理,但是仔细想总感觉不对,首先我梦那句加速密度变得更重,我思考了一下,发现的确有物理理论可以解释这个现象,也符合我梦的说法。大家都知道广义相对论之中物体的质量是相对的,有一个公式m=m0/sqrt(1- v^2/c^2) 这里,m是物体的质量,m0是它的速度为0的时候的质量。v是物体的速度,c是光速。简单来说,这个公式告诉我们粒子的速度越大,它所具有的质量越大。但这个和热有什么关系呢?提升温度为什么会有这个变化?好吧,估计这个怪兽的材质有点意思,它只有一种物态,或者说它的物态变化图(phase diagram)有差不多是有一种物态主宰的,意思就是比如说一种冰,不论是怎样的压强或者温度总能保持固态。在热力学中,由于我们没办法准确测量每个粒子的质量,我们用温度来表示很多粒子的动能。而动能的大小由速度决定。由此可见,这个怪兽通过不知道从哪里弄来的能量,加速粒子,同时保持物态不变,同时增大总体的质量。不得不说,作为提高整个空中基地的智商的存在,我梦用一句话解释还是,挺不错的。虽然其它人和大部分观众不明觉厉就是了。
这里的硬伤就是,重力场是看不见的。。。
关东区下沉,和黑洞一个道理。


不仅联想,什么时候我们的材料科学可以造出这种单物态的物质,那就厉害了。绝对是航天界的福音啊。

楼主 绿野南风  发布于 2017-02-20 11:11:00 +0800 CST  

楼主:绿野南风

字数:27476

发表时间:2017-02-18 21:16:00 +0800 CST

更新时间:2017-06-24 13:33:48 +0800 CST

评论数:1166条评论

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