達克談太空科技(其二之一)
[達克日記] 2004/03/01--達克談太空科技(其二之一)
承[達克日記] 2004/02/01--達克談太空科技(其一)。
許多人在在各式各樣的科幻作品時,總是會被鋼彈、StarWar或 StarTrek裡面炫目且殺傷力驚人的雷射槍砲合光束劍亮眼奪目的砍殺弄得心醉神馳,甚至覺得這就是「未來戰爭必定有的形式」。
姑且不論StarWar或 StarTrek這兩個幾乎「架空」的作品世界,但若以現今至少到21世紀初,地球人目前的科學技術力而言,「雷射光線武器是完全不合乎性能比的,根本不會有人真的大量製造。」
這點從維基條目的「星戰計畫」一詞中,我們就能得到部分的歷史性解釋,星戰計畫中,所謂的「用間諜衛星射出強烈的雷射光束,擊破敵國的核子飛彈」這一概念,根本是美國用來騙蘇聯投入大筆資金的詐騙計畫,而更慘的是,蘇聯軍方還真的上當了,在大量的資金投入研發最後卻又一無所得的情況下,間接使得蘇聯經濟破產,最後落得瓦解的下場。
可,我們立論至此,一定仍會有許多人大聲疾呼:「蘇聯科學家又不是笨蛋!科幻作家也不全是笨蛋!若真的完全不可行,怎麼會這麼會這麼多科學家實驗、這麼多作家寫?」
對此,我們可以以最常見的兩樣雷射光束武器:「雷射光束槍砲」與「雷射光劍(近戰武器)」為例,解釋為何雷射武器至少在現代科技下絕無可能,甚至不如傳統 熱兵器。再併上討論雷射武器中,我們最先應該要瞭解的首要基本概念:「光(電磁波)的基本性質」,我們可以將這系列「其二」,拆成以下三篇文章來寫:
一、光(電磁波)的基本性質
二、雷射光束槍砲
三、雷射光劍(近戰武器)
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一、光(電磁波)的基本性質:
按照慣例,我們在簡述光的性質之前,我們先附上wiki條目中的「光」。
從WIKI條目中,或者說,任何基本物理學課本中,我們都可以很輕易地得到一個概念:
「所謂『光』,其實就是『電磁波』。」
先跳脫「波粒二象性」的相關性質,
電磁波,其實就只是「能量」的一種形式而已。(也許用「形式」二字有些不精確,不過暫時不去苛求那麼多,我想到什麼寫什麼。XD)
也就是說,電磁波本身並不像是水波啊、繩波啊,或者是一堆其他的波一樣,因為介質的不同有什麼差異,(因為目前的科學認定電磁波傳遞根本無須介質)
電磁波最主要的差異只有「這道電磁波帶有多大能量?」的差別而已。
A、可見光其實一點都不強:
用「光譜」的概念來解釋電磁波能量,也許會讓許多人一下子摸不著頭腦,
我們不妨換另一個更簡單的說法:
「電磁波的能量有多強,就像是我們可以把一杯水煮出不同的溫度,它是一個帶狀的分佈。」
接著,我們引用wiki條目:光學頻譜。
wiki 寫到: |
模擬的自然光光譜圖案 |
從這張圖的由左至右,也就是可見光中,由波長短到波長長的一個平均分佈,
我們常說的七色彩虹的顏色,其實就是這樣來的。
這張圖上,所表示出來的,只是「大部分的可見光」,
也就是人類眼睛能看到的顏色範圍,
事實上,因為人類演化的關係,我們不再需要像其他動物那樣依賴感官來保命,所以我們的視覺已經限縮了很大的色覺感知範圍,
白話地說,我們能看到的顏色遠比大多數動物少了不少。
而在上面這張可見光光譜之外,
波長比紫色更短的光,我們通常稱為「紫外線」(或紫外光),
反之,波長比紅色更長的,為「紅外線」(或紅外光)。
人類可見光的波長範圍實際上也才在390到770奈米之間而已,
這個區間的光線,能量其實都不強,
用一點簡單的邏輯來想就知道了:「連人的眼睛都沒辦法射瞎,這光想必也不怎麼強。」
所以,一直對那些電影上七彩雷射飛來飛去就能殺死人抱有幻想的朋友,可能要大大失望了。
真正能傷到人的光線能量,絕對都遠在可見光的範圍之外,
至少,波長都要遠小於可見光了,
這道雷射要殺你,你是想看也看不見的,因為它根本不在可見光的範圍裡。
B、光速之快,殺人於無聲無息:
除了可見光範圍之外,還有另一個雷射若真要殺人,被殺的人是絕對逃不掉的理由,那就是「光速的最高性」。
光速,C = 3 * 10^8 m/s。
任何光,也就是電磁波,一秒可以繞地球七圈半。
這速度快到從地球到月球平均而言也只需要大約1.3秒。
也就是說,電影裡面演什麼宇宙機戰,主角駕駛員可以閃得掉敵方雷射光的神蹟根本是不可能辦到的。
StarWar裡面,Jedi可以用光劍擋住敵人的雷射,那也是完全的笑話。
因為可見光也是用光速在跑,對方的雷射也是用光速在跑,
等主角的眼睛看到敵方的可見光來時,對方的雷射也同步就到了。
第一,主角的眼睛根本看不到敵方的雷射(不在可見光範圍裡),
第二,對方的機影反光跟攻擊雷射同步到達。
這可不是什麼千分之一秒的反射境界,而是根本「零反應」。
但,這樣說來,雷射真的是那麼天下無敵的武器嗎?
看不見、閃不掉?
呵呵,別忘了我花了不少篇幅解釋的光譜概念,
至於雷射是否那麼無敵,我們下篇日記再繼續談。
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延伸日記:
[達克日記] 2004/04/01--達克談太空科技(其二之二)
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