科学视角看异形:契约

煎蛋 05-21

异形:契约是 2012 年电影普罗米修斯的续集,讲述了契约号船员触发前往殖民未知地域的故事。5 月 19 日在美国上映,6 月 16 日才会在大陆上映。 ( 没错,以下包含剧透,请紧张地接着阅读 )

自然事情并不是那么顺利,很快就演变成了夺命之旅。

影片中包含了很多新面孔,只有很少知名演员,比如 Michael Fassbender。

作为一部科幻片,这部电影充满了科幻和数学概念,本文中我们将挖掘其中的某些。不过我要按照惯例先提醒各位,作为娱乐向分析,我们会做一些重要的假设和简化。

玻璃能撑得住吗?

影片中的角色通常会处于一种危险的境地,他们与恐怖的怪兽之间仅仅相隔一层脆弱的玻璃板 ( 还记得侏罗纪公园吗? ) 。

这部电影也是这样的。事实上,玻璃似乎在每个场景都扮演了重要的角色 ( 不管是休眠舱还是着陆舱 ) 。

原文有更多视频截图,但为了保险起见,译文中不出现。credit: 煎蛋画师 ZZCW

在一个印象深刻的场景中,当船员从星球上撤退时,一只异形试图打碎正在起飞的飞船的玻璃。

我们可以做一个简单的计算,看这块玻璃要多结实才能抵挡得住异形。我们要计算的是玻璃的压强额定值,也就是能承受的额定压强值。

我们假设异形主要用来敲击玻璃的头部重量为 100kg。我们大概猜测一下头部的运动速度,影片的帧率是 25,在一帧的间隔内头部似乎移动了 0.5 米。

速度 = 距离 / 时间 =0.5m/ ( 1s/25 ) =12.5m/s。

这就得到了撞击速度。我们将此转换为动量:

动量 = 质量 * 速度 =100kg*12.5m/s=1250kgm/s。

我们还需要头部停下来的时间,不如就猜测是 0.001 秒吧,类似于棒球棒击打棒球的时间。那么现在万事俱备,就能计算异形对玻璃施加的压力了。

冲击力 = 动量变化 / 时间 = ( 1250kgm/s ) /0.001s=1,250,000kgm/s2 。

要把冲击力转换为压强,还需要得到力作用的面积。从影片中看似乎只有头尖才碰到了玻璃,可能是个 10cm*10cm 的区域,即 0.01m2。

压强 = 压力 / 面积 =125,000,000 帕斯卡 ( 帕 ) 。

由于 1 磅每平方英寸 ( PSI ) 相当于 6894.76 帕斯卡,那么

压强 =18,130PSI。

钢化玻璃在 10,000 到 24,000PSI 范围内破裂,所以如果外面那只异形比较大个而且十分愤怒,那么是有可能打破玻璃进来的。

正如影片中所展现的,造出来的不同玻璃承受攻击的极限都是不同的,特别是飞船内部的玻璃。

credit: 煎蛋御用之出场一集就挂掉之除了胳膊长和画科研超载鸡之外还爆肝配图之画师三号机 Dealter

我的船员同事要把我弄疯了

如果接下来几年你都将与你的船员同事一起度过,无论是在船上还是在新殖民地,那么你肯定想友好共处。

在异形:契约电影中,有比社交更为紧要的生存问题,但在现实场景中,比如坐飞船去火星,社交会是个巨大的挑战。

我们可以检查一下不同大小小组内发生个人冲突的概率。

不妨假设任何人都存在 5% 的可能性,会与其他任何人发生重大个性冲突。

credit: 煎蛋画师 Zagon

如果只有你们两个人,那么你们都不互相讨厌的几率是:

友好可能性 = 你喜欢他 * 他喜欢你 = ( 1-0.05 ) * ( 1-0.05 ) =90.25%。

看起来还不错嘛,但如果有 20 个人又如何呢?

友好可能性 = 你喜欢其他 19 个人的可能性 * 第二个人喜欢其他 19 个人的可能性 *……* 第 20 个人喜欢其他 19 个人的可能性 = ( 0.9519 ) 20=3.4*10-9。

这个概率实在是太低了。

所以随便找 20 个不同个性的人,不会产生任何重大冲突的可能微乎其微。

这就是为什么火星任务之前要进行大量的心理分析。

这不是消化不良

在 1979 年的异形中,最具标志性的一幕是新生异形从 John Hurt 饰演的角色 Kane 的体内破胸而出。

credit: 锐景创意

在异形:契约中,更多生命形式的异形从人体内破体而出,胸口也不是唯一的选择了。

我们的胸腔十分牢固,所以这就是他们选择其他部位逃出的原因吗?是不是胸口很难实现呢?

我们考虑两种可能:蛮力,撞出一条生路来,或者更优雅地切开一条出路。我们将根据心脏外科手术、黑猩猩和拳击来进行分析。

动力锯方法

如果异形能利用自己的锋利牙齿,那么是有可能从胸腔中切开一条出路的。

credit: 煎蛋画师 seηz

这一过程通常只花费几秒钟。某些可能是异形事先切了一些,这也能解释血液的飞溅。

一个典型的胸骨锯最大输出功率为 250 瓦特。人类自行车手极短时间内的最大功率能达到 1400 瓦特。

但异形是一种比人类更为强壮的动物。黑猩猩单位体重下是人类强壮程度的两倍,那么我们就假设异形也是两倍强壮。不妨假设新生异形重量为 5kg,则有

破胸怪最大输出功率 = 人类输出功率 * 异形增强因子 * 破胸怪体重 / 人类体重 =1400W*4*5kg/80kg=350W。

所以如果破胸怪能够像外科医生的手术锯那样有效地利用自己的体能,那么是有可能从胸腔切开一条出路的。

撞出一条出路

这种方法要求用蛮力撞破胸腔。

我们可以比较拳击手的打击力。迅速打出 3300 牛顿的冲击力就有 25% 的可能打破一般人的肋骨,奥林匹克拳击手的最大出力约为 4700 牛顿。

破胸怪有这么大的力量吗?假设破胸怪的冲击力是同等体重下人类的 4 倍,那么可能的最大出力是 4700*4*5kg/80kg=1175 牛顿。

这种程度的力量不大可能一次打碎胸腔,所以可能需要多次尝试。这可能解释了为什么异形要从宿主体内寻找其它的出路。

结论

异形:契约表现了与其他电影不同的异形,在普罗米修斯的线上探索了更多的哲学话题,比如从何而来,何为人,何为非人。

虽然影片中有令人惊叹的视觉效果和音乐,还有很多相比其他电影更真实的打戏,不过其核心还是惊悚电影。

从科学的角度看,异形:契约呈现出了这一系列电影中此前未有的迷人科幻概念。虽然其中有不少好莱坞娱乐元素的料,我们还是认为这部电影不错,以惊悚的形式让我们接触到新的科幻概念。

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