《環太平洋》、《極樂世界》....暑期強檔大片背後的科學疑問

暑假是電影的旺季，許多好萊塢大片都趁此時推出，今年尤以漫畫改編及科幻片為大宗，雖然這些電影本身的目的在娛樂大眾，在科學邏輯上並不那麼完美，但是偶而用科學的眼光來檢視一下，倒也能發現不同的趣味，國外網站便整理了近期上映的暑假大片，從中發掘一些有趣的科學問題。

問題一：一個人可以有多強壯？（超人：鋼鐵英雄）

劇情簡介：

一部具有75年歷史經典漫畫的最新改編電影，超人，一個平凡農夫之子，不但發現了他所擁有的超能力，而且阻止了來自氪星，一心想破壞地球的瘋狂惡棍：索德將軍與其黨羽費歐拉。

答案：

超人也許可以舉起巴士或鑽油平台，但是人類的力氣有相當嚴格的限制，首先是肌肉的本質，人類所能發出的最大力量，取決於我們的肌肉纖維如何運作，多年來，科學家們從不同脊椎動物取下肌肉組織並測試其能力，並從中得到一個經驗法則：每平方公分橫切面的肌肉，可以產生30牛頓的力（約6.75英鎊）。達拉斯南衛理公會大學的應用生理學家 Peter Weyand說「由於進化是一個保守的過程，因此這些肌肉的組成部分基本上相同。」

那麼，為什麼不在身上創造更多的肌肉？在某種程度上，人類已經這樣做了：我們的身體比500年前的人類更加強健。但是，運動分析師Geoffroy Berthelot說，「肌肉的增長是有限度的​​，因為還要取決於骨頭是否有辦法支撐，而每平方英吋的肌腱也有15000磅的拉力限制，Berthelot說，我們可能已經接近人類運動能力的上限了。

肌肉成分也限制了人類的表現。快肌纖維可以比慢肌纖維產生更多的力量。透過訓練，運動員是可能可以改變身體快肌纖維與慢肌纖維的比例，但研究表明，這差異主要還是透過遺傳所決定。

目前有一個方式能夠突破並超越人類力量的限制，就是以人工的方式去設計，一個完全不同的骨骼結構，可以提高某些運動的槓桿作用，例如，根據杜克大學進化人類學家Steven Churchill的研究，男性穴居人，在肘部彎曲時的力量，可能只有今天一般人的三分之一。不過，考慮到超人出身氪星，跟尼安德塔人一樣並非人類，而是具有人形的生物，所以適用於不同的規則。

合理的懷疑：

超人的衣服跟超人一樣一樣堅不可摧，漫畫作家曾解釋過這是因為超人周圍有一個力場，或是氪星紡織品的關係，才讓它如此堅韌，但大多流於空談。製作一件防彈衣的最好方式是用石墨烯這種材料來強化，它不但具有彈性、而且超薄，更比鋼鐵堅硬50倍。

問題二：為什麼要用心靈控制操作機器人？（環太平洋）

劇情簡介： 

巨大怪獸從太平洋深處冒出，牠們被稱作Kaijus，人類試圖用巨型戰鬥機器人加以抵抗，而駕駛員是透過神經連結的方式操作這些機器人。

答案：

當然你也可以使用其他靠得住的控制界面，就像是無人機。但大腦控制介面（brain-controlled interface, BCI）酷多了。以原理來說它也更好：任何玩家都知道，大腦信號傳遞到肌肉的速度，有生理上的限制，在跟kaijus作戰時，每毫秒都是關鍵。

大腦控制介面確實存在，科學家們已經嘗試用它們來控制機器人，不過目前它們仍很笨拙，從腦電波去取得清晰的控制信號是相當困難的，這導致錯誤頻繁發生與較緩慢的反應速度。英國埃塞克斯大學的一名生物工程學家Francisco Sepulveda，從事神經介面研究已經20年，他認為「我們在談到BCI時會非常小心，除非是在特定的情況下，否則它不會是一個獨立的解決方案，。」

更好的BCI，可能有一天可以讓四肢癱瘓者走動。但即使BCI可以達到這種能力，但它仍有所侷限，比起BCI，科學家可以更簡單創造出一個控制介面，來回應人們的語音命令或眼球運動，甚至他們根本不需要這種介面，當涉及到飛機或汽車（或2,700噸機器人）時，自動控制系統可能是一個更好的選擇。

但對於那些追求BCI的人來說，環太平洋展示出一個很棒的構想：駕駛員的大腦透過「神經元結合」，以兩人一組的方式來駕駛機器人，Sepulveda的研究小組剛剛完成了一個相同概念的實驗。參加者被分成兩人一組，透過軟體讀取兩個成員的大腦信號，讓他們試著操作飛船模擬器。藉由合併神經信號，BCI可以平均化一些雜音，讓飛行具有更高的準確性，結果證明，兩個大腦的確實比一個要好。

合理的懷疑：

根據劇組釋出的資料，Kaijus的血液是藍色的，這雖然奇怪，但並非前所未聞，像鱟就有著偏藍色的血，因為牠的血液細胞以銅代替鐵來攜帶氧氣，且牠的血液也容易凝結成塊，從中可推測，Kaijus應該具有傷口快速復原的能力。

（下一頁：星際爭霸戰的雷射槍與鋼鐵人裝甲是否可行？）