空想科学読本

　　自古以来有宇宙船的科幻作品，例如“宇宙战舰大和号”、“宇宙海贼哈洛克船长”中的黄金乡号、或是StarTrek的企业号，都有一个共同特征，那就是：他们的船上都有“重力”！（其实，就连Gunndam中的白色基地、阿尔比昂号也都是有舰内重力的，反倒是后来的阿卡马号只有居住区有回转的离心力，到后来连拉凯拉姆这些旗舰都只有磁铁靴可用……越混越回去了？）



　　事实上，长时间的宇宙飞行中，如果没有重力，不只是生活不便，连带会发生肌肉萎缩、骨骼钙质流失等现象。因此，像“2001太空漫游”中的发现号，就是用旋转居住区发生离心力的方法，使船员有重力的感觉（Gundam中的宇宙殖民地也是相同道理）。

　　古早以前的太空站也是设计成圆环型，以便旋转造出离心力。为什么一定要圆的才能旋转呢？理由很简单，因为离心力的大小与回转半径、转速有关，圆型的设计可以使所有人员在相同的回转半径，以相同的转速，获得相同的离心力。可是回头看看前面这些宇宙船，除了阿卡马的居住区以外，它们都不是“圆”的啊！（企业号的舰桥部分是圆的啦，不过那部分要如何“转”呢？）  

　　如果大和号要用离心力的方式，那么有以下三种旋转方式：

　　第一：前后滚翻式。大和号就这么一路“翻”到伊斯康星去。这样子出来的离心力主要是在舰首（波动炮的地方）和舰尾（喷射口处）、以及舰桥最上部的舰长室。这样的话，回转速度只要18秒一回，让舰首、舰尾以秒速42公尺的速度回转，即可发生相当于重力的离心力。  

　　但这一来有些问题：一是全员都要挤在舰首、舰尾，生存空间极小。而且冲田十三舰长必需倒挂在舰长室，有失威严。最大的问题是：因为离轴心的距离不一致，无法让这三个地方在同一转速下得到相同离心力！舰长室的离心力只有舰首，舰尾的2/3，若是要舰长享受正常重力，那其它船员就只好挤到舰首、舰尾忍受1.5倍的重力了。生存空间如此狭小，还要忍受高度重力的压迫，不会爆发叛舰喋血事件吗？长时间的航行，最好别做这种安排。

　　第二个方法是左右横向回转：这个方法，舰长室也变成无重力状态了，只剩下舰首、舰尾有离心力。回转速可以更慢一点，约22秒一回，舰首舰尾的回转速度约秒速34公尺。不过，这一来生活空间更小。  

　　以上两种回转方式都有个严重缺点：因为主喷射口（舰尾）和波动炮口（舰首）都在转，所以根本不能改变方向！也无法发射波动炮！  

　　来看看第三种：侧转。也就是以进行方向为轴，像钻子一样前进。这一来，全舰除了舰首及舰尾以外的绝大部分都有离心力了，居住区面积大了不少。不过可是有个地方特别突出，那就是舰桥！尤其是舰长室！如果要使舰身的离心力达到地球重力，必需6.3秒回转一次，而此时舰长室的转速是秒速79公尺！重力是正常的8倍！嗯，对身负重病的冲田十三老先生，这种居住环境好象不太适合？（超赛亚人孙悟空：“没关系！我就是在8倍重力下才练成超赛亚人3的！照这样下去等29万6千光年走完时，你一定已经练成‘超冲田人13’了！加油吧！”冲田十三：“哇咧X$#@！……”）



　　不过，这个回转方式还是缺点一堆。首先，主炮甲板不停的翻转，怎么射击？舰尾的舰载机发射口也转个不停（特别是这种方式因为回转半径小，所以转速需要特别的快！才有足够的离心力！），发射容易，归舰可就难了。而且别忘了，当回转半径改成这么小的时候，人类的“身高”也变成不能忽视的因素了！也就是说：一个人的“头”所受的离心力会比“脚”小得多！以身高170㎝的人而言，他头所受到的重力只有脚部的83%（回转半径少了170㎝），这么一来，头部的血液会集中到脚上，除了会变笨，还会有萝卜腿。嗯，难怪他们都穿喇叭裤，不过……，森雪……，松本零士型美女变成那样，有点可怜。

　　总而言之，大和号要用“离心力”来造出重力的方法，大概是不成的了，换别的方法吧！  

　　故事中，大和号全员都是以舰底的方向为“下”，所以真的要造出“人工重力发生装置”，那应该是在舰底有这个东西“吸住”所有的人。（不只大和号，所有前述的有重力装置的宇宙船也应该都是如此。）

　　但是，什么是“重力”？照牛顿的说法，就是具有质量的东西，彼此间会有互相吸引的超距力。然而我们仍不了解除此之外如何产生重力。（同理，科学上也无法解释“反重力”要如何造出，因此前面所提的以反重力方式的飞行法都不列在本书的讨论中。）这么说来，要产生“重力”，还是只有靠“质量”了。在舰底放上一个与地球质量相等的东西，以产生与地球一般的重力如何？这一来，除非大和号的引擎能推动地球，否则是飞不起来了。

　　换个想法，用高密度的物质，是否就能做出小型的“重力发生装置”呢？如果用黄金，也要4.9x10的24次方吨！（冲田舰长：“你杀了我吧！”）

　　另一个方法，就是利用相对论，物体在高速运动下，相对于静止的东西而言，有着与巨大质量相同的效果。如果让一个物体运动速度达到光速的99%，对于静止的物体而言，它就有着原本7.1倍的质量！利用这个原理，我们柳田理科雄所长设计了如下的“人工重力发生装置”：在大和号的下方，放置一个直径200公尺的铁环（这是为了把“重力”遍布全舰底），铁环本身是由直径2公尺的铁柱构成。



相对论的质量公式

　　如此，当铁环的回转速度达到光速的99.999999999999943%时，这个铁环就有着相对于地球的质量！就会让大和号获得与地球一样的“向下”的重力啦！

　　话虽如此，这一来不只“大和号的乘员”，连大和号本身都会受到这个重力吸下去啦！（原本要要求这种“有选择性的重力”就是没啥道理的事。）对这个有着地球般相对质量的铁环而言，大和号260吨的船体只要一瞬间就会被这个“超巨型磨刀石”磨成灰了。

　　想不掉下去，大和号只好使出舰底的垂直上升喷射引擎来抵抗了，而且要和在地球上重力圈内一样的出力才行！这对引擎的出力及飞航的效率都不好。要考虑效率，应该把这个重力装置放在舰尾，利用主引擎的喷射来兼作抵抗重力之用（如图）。看起来就像是大和号被这个“超巨型磨刀石”追着跑。但，这样的话，舰内有重力的空间就又只剩下舰尾引擎区了。

　　而且一般的宇宙飞行，只要速度到达标准，就可以关了引擎，利用惯性保持等速度飞行。但是我们这个大和号可不行！一旦关掉引擎，就要被“重力装置”吸过去磨成灰啦！波动炮更是使不得，一发射就要停止引擎，那不是完了吗？（哪还用得着什么波动炮！把这个有着“与地球同等的相对质量”的重力装置丢过去，哪个舰队不落荒而逃？）

　　每天挤在舰尾引擎区狭小的空间中，还要饱尝“被巨大磨刀石追着跑”的恶梦，大和号的乘员就这样过着这种痛苦的日子完成29万6千光年之旅。

　　太可悲了，向这些勇士们致敬吧！（古代进：“他X的！这种‘人工重力装置’鬼才要！”）

　　次回预告：假面骑士1号的暴风号机车有时速400㎞，V3的旋风号有时速600㎞，一代新人换旧人，到了92年的“特搜EXEDRAFT（卫视中文台曾播出的“超能战警”）”，出来了时速3000㎞（音速2.5倍！）的超音速车！

　　究竟超音速车有没有可能造的出来，请看次回分解！

　正义英雄的车子一定特别快，这已经是空想科学上的常识了。而且，越晚出来的英雄，车速就越快！这也是定律之一。

　　假面骑士1号的“暴风号”时速是400㎞，“新暴风号”则是时速500㎞，到了假面骑士V3的“旋风号”就有时速600㎞了，假面骑士X的“巡航号”是时速700㎞，强者的“盔甲号”时速1100㎞，超1号的“V喷射车”时速1340㎞！按照这个比例“进步”下来，到了92年的“特搜EXEDRAFT（超能战警）”时，剧中的“巴里亚斯7号”已经是一辆时速3000㎞的超音速车了，有音速2.5倍的超高速度！也就是说，这辆车的的速度比协和式喷射机的速度还快！




　　根据资料，F1赛车的最高速度是时速350㎞，音速0.29倍。不过也曾出现过达到时速上千公里的火箭推进车的纪录。但那只能走直线跑道，基本上也不是靠车轮转动的力量，只能算是飞不起来的火箭罢了。因此，目前真实世界中的科学力，还是以时速350㎞为最高速引擎的纪录。时速3000㎞，音速2.5倍的意思是秒速833公尺，比来复枪子弹的速度（秒速800公尺）还快！也就是说，超能战警坐上这辆车的话，连哥尔哥13都奈何不了他了。子弹根本追不上嘛！就像原子超空人一样，听起来很酷，我们来看看做出来的车子会是什么样子。  

　　第一是引擎的出力。要对抗空气阻力和路面摩擦力并不容易，空气阻力的大小取决于自身的速度快慢，要得到2倍的速度就会有4倍的空气阻力，3倍速度的阻力就是9倍，明白吧？F1赛车的最高速度是时速350㎞，引擎是600马力。时速3000㎞是它的8.6倍，所以引擎出力要73倍，4万4千匹马力！与战舰“伊势”的出力差不多！  



　　当F1赛车未禁止使用涡轮引擎时，排气量1000㏄可得到的最大出力约1000马力。依此类推，这辆超音速车的引擎排气辆要44公升，比家用电冰箱的容量还大！可是3500㏄的F1赛车的引擎重量约160㎏，这样算，超音速车的引擎就有两吨重了，那车体少说也有6吨，一般车辆才1吨，F1赛车才550㎏左右。

　　其次，光是引擎出力大也没用，轮胎的抓地力不够的话，再快也只是轮胎在空转而已！轮胎的抓地力与摩擦系数有关，（摩擦系数的定义是：把物体放在45°斜面上，恰好能保持静止不滑动时，将此物体的摩擦系数定为1。）F1赛车能在2.5秒内加速到时速100㎞，如果依此速度，必需有本身重量的1.13倍的摩擦力；也就是说，轮胎对地面的摩擦系数要1.13！！

　　依此计算，要加速到时速3000㎞，要花75秒，从激活至达到最高速要费时1分15秒，这样的怠速在实战上是不利的。而且，这75秒的加速时间内已经行驶了31㎞了，这表示这辆超音速车需要长达31㎞的加速跑道！根据“超能战警”的故事，他们的总部在东京，所以超音速车的车k库外要建一条长达31㎞的加速跑道，可以从东京铺到立川。

　　如果要缩短加速时间，那要加大轮胎的摩擦系数。如果要缩短到10秒内加速至时速3000㎞，那么摩擦系数要达8.5，意思是：摩擦力要大到可以让车子停在83°的斜坡上不会下滑的地步！  

　　一个直径2公尺的轮胎，与地面接触的部份也才10㎝而已，而且轮胎上的每一点与地面接触的时间不到0.00012秒，要在这么短的时间内与地面形成强大的摩擦力，然后立刻松脱！轮胎是作不到的，不如换有刺的齿轮如何？但是路面上又没齿槽，除非在车轮上用钻石打造的凸齿在路面自行挖齿槽，但这一来速度会锐减。除非事先在路面上挖齿槽，但是超音速车是要追击敌人的，哪会事先知道敌人往那里逃？赶在超音速车前面挖路面如何？好主意，不过超音速车的速度是音速2.5倍，所以挖路机也要有这个速度才能赶在前面啊！那只有飞机办得到了！用音速2.5倍的超音速喷射战斗机赶在超音速车的前方，以机枪向地面开火，把地面射出齿槽，这一来超音速车的齿轮车胎就可以跑起来了！

　　不过，这机枪的射击可要密集一点，因为齿槽之间的间隔不能超过10㎝，以音速2.5倍而言，每隔0.00012秒就要打一发，一秒间要打17万发子弹，一颗子弹重50克的话（这种要在路面上开洞的机炮子弹自然不能太轻），一秒内就要消耗8.3吨的弹药，10分钟下来就要5000吨的弹药（协和式客机的30倍重量）。

　　啊，但是，既然如此，直接叫战斗机飞到前面去射击敌人不就好了吗？还需要超音速车干嘛？？  

　　还有个问题，前面说超音速车在加速时需要摩擦系数达8.3的意思是：要能承受本身重量的8.3倍的力量。这是指，在加速时，车上全部的东西（含乘员）都要承受本身重量8.3倍的力量！要有觉悟。

　　转弯？那可严重了，F1赛车的弯道是摩擦系数4.3，意思是能在77°的斜坡上停住不动。那超音速车的要求就更高了，F1赛车过弯道时也只能用时速100㎞，不到全速的29%；以同样的比例来算，超音速车全速的29%是时速857㎞，以这速度要过同样的弯道，摩擦系数要达316！这意思是，转弯的瞬间，车体（含乘员）会受到本身体重316倍的横方向力量！ 我想，还是不要过弯来得好。



　　下一个问题是“热”。以音速2.5倍的速度，与空气摩擦生热，正面的部分会达到386℃！因此，也不可能以通风的方式散热，因为灌入秒速830公尺的狂风会把车内毁的一蹋胡涂。通风式冷却是不可能了，用普通的冷冻机呢？要把386℃的高温降下350℃左右才行，这可不是一般业用冷冻机办得到的。更大型的冷冻机？载得动吗？  

　　这么说来，超音速车根本就不能载人嘛！人坐上去，在最初的十几秒就死定了，然后车子就成了无人操纵的“陆上飞弹大暴走”。不如改用无线遥控的算了？不要人搭乘。

　　好吧，就算我们特搜EXEDRAFT的超能战警都身穿超合金制装甲战斗服，不怕高温，也耐得住任何重力加速度好了，那么真的出动一次这个超音速车，会是什么情景？别忘了我们第十一章　说过的，物体在超音速前进时会发生“冲击波”的事！就算超音速车的车身极为坚固，这冲击波对道路两旁的人或物依然是不可忽视的！协和式喷射机要在2 以上的高空才敢飞出音速2.05倍，是因为怕冲击波伤及下面的居民及建筑物！因为冲击波对5000公尺之内都有杀伤力！  

　　音速2.5倍的超音速车一出动，道路两旁的建筑物玻璃全部震碎，周围居民全体鼓膜爆裂、七孔流血，地面也被冲击波挖出巨大的断层。不只如此，超音速车的前方还要有喷射战斗机，以每秒17万发的机炮向地面扫射，以便为超音速车“开道”，把市街的路面轰出无数坑洞。

　　如何？特搜EXEDRAFT的超能战警不同凡响吧？出动一次就杀得尸横遍野，民不聊生，这一来坏人们都不敢出来做坏事了，否则要是引来超音速车出动，又要害死满坑满谷的无辜市民，岂不是会因此而良心不安吗？

　　由此可见，超音速车真是防治犯罪的利器啊！恶徒们乖乖伏首认罪吧！否则超能战警一来，大家就一块儿死吧！

　　次回预告：咦？好久没提到巨大机械人了？没问题！次回我们的主角就是盖特机械人与孔巴特拉V！请看次回“合体吧！超级机械人！”

由许多架战斗机在空中合体成巨大机械人，这种构想说是多如牛毛。  

　　“合体”的始祖是在特摄“超人力霸王七号”中，超级警备队的巨大战斗机超级鹰一号能做出漂亮的三机分离合体。而“合体机械人”也是最早出现在此剧中，贝旦星人侵略地球用的巨大机械人“乔王”，能从四架幽浮自由的分离合体变形。之后在动画界出现了“盖特机械人”，三架飞机能自由合体成三种不同的机械人（ARSLAN注：因为无法合理的解释它的合体机构，所以本章我们尽量不以它为讨论对象。）。而变形合体机构合理化的结果，就产生了动画界的不朽巨作“超电磁机械人孔巴特拉Ｖ”！  



　　五台战机分别能进行空中，陆上，水里及地下的作战，又能合体成巨大机械人战斗，在战斗上确实满有利的，可是，真的没问题吗？  

　　现实世界中也有不少“合体”连结的机械，例如列车、太空实验室等等。可是，列车是在固定的轨道上进行连结，听起来好像比较简单，即使如此，在自动连结机发明前，依靠人手来连结的时代，还是送掉了不少列车工作人员的性命！当然，连可以诱导的东西都没有的宇宙中，要合体连结就更难了。  



　　太空梭靠手动控制的机械臂，要回收一枚卫星到货舱，得花十五分钟以上！让电脑控制来计算似乎是唯一的方法，但还是有一个问题。正在合体中的两部分，它们的速度应该是如何呢？如果两部分速度相同的话，那一百万年也合不了体，所以一定要后面比前面的“快”！问题是快多少？特别是在飞行中合体，这可是大问题！要是后面太快，那结果不是“合体”，而是后面的机体把前面的机体追撞！  

　　速度差是很严重的，如果两机间的速度差是秒速10公尺的话，好比一辆车以时速36㎞的速度追撞上一辆静止的车！即使是相差秒速１公尺都很严重！那么正确的应该是怎样？后方的机体以较快的速度追上前方的机体，然后在快追上时煞车，刚好在速度差为0的时候合体！  

　　其次的问题是：合体时，前方机体的喷射口会接在后方机体的前端上。喷射引擎的火焰大约1500℃，这个温度刚好会把铁熔化。一般的喷射机使用的轻量的铝合金材质，在660℃就会开始熔化。超音速的喷射战斗机多半使用钛合金，可以耐到1675℃。若是盖特机械人和孔巴特拉Ｖ的机体也是这样的话，那就危险了。合体的瞬间，前方机体喷射口的火焰会把后方机体的前端熔解掉！那不叫“合体”而是“熔接”了，从此两架机体黏在一块儿，永远分不开。所以，合体的瞬间，前方机体的引擎一定要先停止喷射才行！  

　　但就算如此，前方机体的喷射口周围还是会因为高热，体积会有1%左右的膨胀，而冷却后又会缩回去，用这样体积会变化的部分来连结，没问题吗？  

　　因此，前后方的机体要以相同材质制造，并且合体前要把后方机体的前端做适当的加热让它膨胀，要与前方机体的喷射口加热到差不多的温度才行。可是，要在合体前停止引擎，飞行机不就掉下来了吗？特别是孔巴特拉Ｖ的合体画面是“水平飞行”的，引擎一停就成了抛物线运动。而且还要考虑机体的扬力、空气阻力，要把当时周围的气压、温度、天候等因素都算进去，即使是用电脑来算也很难算出各个机体的飞行路径，要合体？难啊！  

　　基于现实的考量，应该采用：全机垂直上升，到达一定高度，再切掉引擎，以自由落体的方式合体（ARSLAN注：就像机战系列中盖特机械人的合体画面那样啦）。可是，上方机体以9.8m/s(2)的加速度降下时，还是会“撞”到下面的机体啊？要是下面的机体也停止引擎，那也是以重力加速度向下掉，两个机体永远合不到一块儿。  

　　解决的方案是：下方的机体原本以较快的速度追上去，但在上方机体停止引擎的时候，机体前方也进行逆喷射！将两机速度逐渐调成一致，刚好在速度差为０时合体！  

   

　　在卡通画面看来，孔巴特拉Ｖ连接一个机体大约10秒钟。以此计算，两机之间以秒速20公尺的速度差（时速72㎞）接近，到两机体间距离约100公尺时，上方机体停止引擎，下方机体也停止引擎，同时以重力20%左右的力量逆喷射！  

　　这一来不但可以合体，而且若把逆喷射的喷射口装在下方机体的前端，这逆喷射的火焰温度不就可以用来加热下方机体的前端吗？一举两得！  

　　不过，因为这是在大气中，所以前面的机体会替后面的机体挡掉不少空气阻力（这在赛车场上是一种紧跟着对手的技巧），因此，减速用的逆喷射的力道并不好控制，即使是电脑，要随机因应不定的空气阻力变化，驾驶员要有极严格的训练和身经百战的经验才行。可是，孔巴特拉Ｖ的驾驶员都是些火爆的机车少年、高中生、甚至小孩（北小介虽然是天才儿童，但小孩就是小孩。），要他们做这种高难度的动作，这也太……

　　好吧，解决了上面的问题，但是在与敌人交战的状况下合体，还是有很大的问题，一是推力，一是时间。  

　　孔巴特拉Ｖ的重量，照设定是550吨，所以推力要大于550吨。日本的国产固态燃料火箭，发射时的重量是260吨，推力是400吨。依此推算，机械人要这样飞，也要差不多的推力／重量比。所以孔巴特拉Ｖ的推力大约要800吨。可是啊，孔巴特拉Ｖ的推力就是全靠两支脚嘛！那就是五号机而已啊。合体后，一到四号机的喷射引擎都没用了，就全靠五号机…照这么算，它们的推力应该是从一号机到五号机越来越大才对。可是，卡通中是一、二号机合体，三、四、五号机合体，然后再把二号机与三号机之间接起来（ARSLAN注：可能是我们柳田理科雄所长记错了？我记得孔巴特拉Ｖ的三号机根本不能飞，是靠超电磁力把它“吸”上去的。反而是波罗５号才是在空中飞行合体的吧？）如果平均来算，一架算110吨重，那么一号机的推力只要160吨，二号机要320吨，三号机480吨，四号机640吨，五号机就要800吨，葵豹马身为主角，开这种推力最弱的机体，逊毙了。（葵豹马：鬼扯！依照设定，我开的一号机是推力最大速度最快的呀！呜呜……）  

　　在上升时，推力要先减去重量，剩下的推力再除以质量，得到加速度。所以，一号机的上升加速度约为4.5m/s(2)。一号机上升，紧跟着二号机也追上，22秒后，一号机加速到秒速100公尺的上升速度，二号机则是秒速120公尺，两机之间距离100公尺。此时，一号机关掉引擎，二号机也关掉引擎，并以重力的20%（22吨）推力逆喷射！十秒后，两机距离0、速度差0，合体完成！然后，接下来三号机也如法泡制一番（如图）。  

　　不过，这时又要加速到秒速100公尺开始才行。合体后的一、二号机共220吨，推力（二号机的引擎）320吨下，也要花22秒。如此再反复三回，就合体完了。加速22秒，合体10秒，连结一次一共要32秒。五台合体也不过128秒，若是照画面的方法，一二号、三四五号分别进行合体再结合，则只要96秒。听起来很快，但别忘了，在战斗中，敌人的岩浆兽也是超快速度的！在你花96秒在那里垂直上升合体时，敌人若是以音速三倍的速度飞来，可以飞98㎞！合体地点若是在东京近郊，敌人从富士山麓来袭的话，还可以刚好合体完迎战。但若敌人从秩父一带山区飞来，合体途中就会被袭击！而且这个状态下既不是战斗机也不是机械人，全无迎战能力！  

　　因为是垂直上升的飞行，所以无法一面合体一面逃开。若是考虑先逃避敌人，等合体完了再迎战呢？可以，敌人以音速三倍追来，我方以音速四倍逃开如何？要争取到96秒的空档不被追上，至少要逃开6分48秒能拉开距离，这样一算，已经飞了390㎞远了，可以从东京飞到气仙沼。而且花了96秒合体完成后还要飞回去打战，又要花6分48秒！就算不考虑燃料消耗，30分钟的卡通已经被“逃”掉15分钟了。

　　这十五分钟内孔巴特拉Ｖ不在东京，敌方只要派个别动队就可以把东京烧成灰，来回赶得半死的孔巴特拉队，回来只看到变成灰烬的首都，不知做何感想？  

　　说了半天，这种“有时是战斗机，有时是机械人”的战斗方式，根本不合理。五台超大推力的战斗机，一合体成机械人，就只有最下面一台的喷射引擎能用，这就好像把刀叉作在同一个握柄的两端，看起来好像可以两用，其实是两边无法“同时共用”的，是无用的发明。真的要得到这种作战效果，用战斗机与机械人编队共同作战不就好了吗？（ARSLAN注：初代的GUNDAM与G战斗机的编组不就是了吗？不过那种把战斗机踩在脚下当“筋斗云”的方式就不太……）反正合体的机械人也只要葵豹马一个人开，不如用“一台机械人搭配四架战斗机出击”的方式，不就有同样的效果吗？  

　　次回预告：说到光子力研究所就想到“防护罩”，看起来会发光，能挡住敌人机械兽的攻击，虽然每次都被打破……  

　　次回我们就代光子力研究所的弓所长召开防卫会议，一起来研究“光子力研究所铁壁之防御”！！  

　　用一层能源“膜”抵挡住种种的攻击，这个想法在中ARSLAN叫“防护罩”，日本的空想科学作品中多半叫“BARRIER”，西方SF则多用“SHIELD”这个词（STARTREK、ID4等等），后来的I-Field、AT-Field等等不胜枚举，也都是出自这个概念。  

　　（ARSLAN注：中国武侠小说的“护身罡气”不知道算不算？）其实防护罩这种防御兵器早在“原子小金刚”时就有出现了，“超人力霸王”中超人用手在空间一画就出来一道无形光壁挡住怪兽的喷火，也是同样的想法（ARSLAN注：连怪兽绝顿都有防护罩，这不是“正义”的专利啊……）。不过，一直到无敌铁金刚的光子力研究所，才把防护罩的形象固定下来。我们空想科学教室本学期的最后一堂课，就来上这个吧！

　一层发光的圆顶（或冰山形）把研究所整个包住，挡住了敌人的飞弹与光束炮……但是，要是防护罩这么管用，那铁金刚不就没机会表现了吗？所以防护罩一定要有一个要素，那就是：铁定会被打破！  

　　不要怀疑！这一来正义的英雄才有出场的机会！从铁金刚到EVA、ID4不都是这样？  

　　归纳起来，防护罩的条件就是：  

　　１﹒能挡住实体弹及光束兵器的种种攻击（啊，I-Field出局了。）  

　　２﹒会闪闪发光（这……，好像后来的防护罩都是透明不可见的？）  

　　３﹒会被打破。（这到底算啥条件啊？）  

　　种种攻击，“大杂把”的说法，勉强分类成三种：炮弹、飞弹等物体兵器，雷射激光等电磁波兵器，荷电粒子等素粒子兵器（别把后面两者搞混了！）后面两个条件嘛，算了，叹气也无补于事，我们来设计一下光子力研究所的防护罩吧！  

　　第一波：高能电浆作战！  

　　用高速素粒子做成的电浆幕，利用其高量的热能，也可以蒸发飞弹炮弹等物体兵器，是最合适的防护罩材质！  



　　不过，就算我们的高能电浆高达100万度好了，一个炮弹打上去，会完全蒸发掉吗？当然不会马上蒸发，因为加热时间要够久。可是炮弹是高速飞行的东西，就算光子力研究所的电浆防护罩厚达1公尺好了，敌方的飞弹若以音速三倍飞行，那通透这个防护罩也只有0.002秒的时间而已，这么短的时间，就算是100万度的电浆，也只能把飞弹表面的钢铁熔解1.9厘米、蒸发0.6厘米而已，这样的程度恐怕还破坏不了这个飞弹。  

　　好，如果我们的电浆防护罩厚达54公尺好了，一颗直径20公分的钢铁炮弹以音速三倍通过，也只能刚好“全部熔化”而已！“熔化”可不行啊！因为动量不灭，这一来会变成高热的铁浆雨洒在光子力研究所上！反而加大被害范围！所以一定要“蒸发”敌方的炮弹才行。照这样算，我们的电浆防护罩要厚达160公尺才可以！  

　　好吧，厚一点就算了，可是这电浆幕还有个麻烦，就是不能接触空气。一旦电浆的能源散到空气中，就会失去电离化而便回普通的气体原子了。所以电浆层内外两面要用玻璃做成的壁来隔绝空气。玻璃壁上还要巨大的电磁石造成磁场，把100万度的电浆封在玻璃壁中。  

　　图示：如何？厚达160公尺的双层玻璃壁，上面布满了电磁石，里面充满了100万度的电浆，把光子力研究所完全包住！

　　这一来，不但可以挡住敌人的攻击，把飞来的炮弹完全蒸发，而且玻璃壁完全符合前面的条件！会发光、还会被打破！等一下，玻璃壁一被打破，里面的电浆不就漏出来了？这一来不就完全没用了吗？呃？就是这个时候才需要无敌铁金刚出动？开什么玩笑？费了大半天造出厚达160公尺的防护罩，才一发炮弹就报销了？  

　　算了，换下一个吧。

　　第二波：高速素粒子屏幕作战！  

　　电子或质子在空气中高速进行时，会与空气冲突而发光，例如极光就是例子。若是把素粒子束发射器排成一列，射出的粒子束就形成一道屏幕，而且闪闪发光。不过，这些粒子质量很轻，想要用它来改变炮弹或战斗机等物体兵器的进行方向，就算用极大量的高能粒子来打，也无法完全加以消灭，弄不好把对方的炮弹打碎，反而变成散弹，比原来破坏力更广。更糟的是敌方也用粒子束攻击的时候，由于动量不灭，双方的粒子碰撞后的方向遵从碰撞原理（如图）。光子力研究所射出的粒子幕是垂直向上的话，敌方射出的粒子束呈水平方向时，双方一撞，敌方的粒子束会接收我方的粒子幕的动量而变成垂直向上飞，反而我方的粒子束变成水平方向，而且射向光子力研究所！这一来，研究所就被自己射出来的粒子束给KO了……  

　　结果，这种粒子束屏幕只能对慢速而质量轻的粒子才有效果，例如火焰。要用粒子束发生装置把光子力研究所围上一圈，可能要围数百公尺到数公里之长，要数千个粒子束发生装置，所费不赀，只能防火，这………  

　　算了，看下一个吧。

　　第三波铜墙铁壁作战！  

　　好了，我们现在就别考虑什么“要会发光”、“要能被打破”等条件了，直接考虑实际的防御效果，用水泥和钢铁板直接在光子力研究所外面盖一个坚固无比的圆顶如何？（ARSLAN注：这种实体的防护罩的想法在真实世界的军事上经常用到，“超人七号”、“超人Ａ”中的防卫军基地也采用这种构想，其它像“勇者莱丁”的贝壳基地、“科学忍者队GATCHAMAN FIGHTER”的秘密基地、EVA的第三新东京市等等，也都是同样的想法。）为了考虑人员与铁金刚的出入，钢铁圆顶必需设计成福冈巨蛋球场的开闭方式。话虽如此，这并不容易。福冈巨蛋球场的屋顶开闭是水平的前后回转约200度，这样都要花20分钟！（ARSLAN注：“神龟大战飞天怪兽”中要用它来抓怪鸟盖欧斯，不会太慢了点吗？）  

　　位于鹿儿岛县的种子岛宇宙中心，其火箭发射台也是开闭式的，高50公尺、宽20公尺的门做90度的旋转开闭，要花30分钟！而且那并不是考虑抵挡敌人炮火用的，所以是相当轻量化的设计。我们要的防护罩绝对比它们重多了！  

　　要能抵挡敌人的炮火，大概要厚达数公尺的钢铁。如果在研究所外面造一个厚达5公尺，直径200公尺的圆顶，总重量约1000万吨！就算铁金刚用它的20万马力来开关这圆顶好了，（呃，根据前面的课程，这台“光子力”机械人要怎样才能有20万马力，都还是问题。）也要推个三天三夜才开得动！就算敌人从地球另一边过来也不用这么久啊！  

　　那，要是在“开一半”的状态下被敌人攻击怎么办？那很严重，若是敌方飞弹从开口处射进来，在半开的圆顶内爆炸，威力比原来还大！  

　　太危险了，还是看下一个吧。

　　第四波烟幕干扰作战！  



　　要对抗雷射激光的攻击，许多作品都采用“镜反射”的作法，例如什么镜面处理涂装等等……但这是不可行的！因为镜面无法做到100%的反射率，而雷射激光的能源却绝对足以破坏反射镜。  

　　雷射在宇宙空间中很强，在大气中却会受空气中的障碍物干扰而减低威力，所以要对付雷射攻击，只要增加空气中的障碍物就行了。最简单的方法，就是在光子力研究所周围挖一道护城河，下面加热煮沸，让河水散出大量的水蒸气烟雾，把研究所包住！这一来，机械兽射来的雷射光就会被大大的减弱了。  

　　赫尔博士：“那，我先射击外面护城河的加热装置不就好了吗？”  
　　弓所长：“……那就在护城河外面再加一道护城河用烟雾保护不就好了吗？”  
　　赫尔博士：“那我先攻击外面的那道护城河呢？”  
　　弓所长：“……那就再加一道！”…………………………………  
　　就这样，光子力研究所外面加盖了一道又一道的蒸气护城河，永无休止……  

　　这样下去会没完没了，我们来看下一个吧。  

　　第五波电磁场反射作战！  

　　荷电粒子在磁场中运动时，会受力而转变进行方向，遵从弗莱明左手定律；而带正电荷、负电荷的粒子，受力的方向也不同。物体受到持续的与进行方向垂直的力，会使物体呈圆周运动，根据这个道理，可以让物体在磁场中回转半圈后脱离磁场，变成与原来相反的方向飞去！利用这个磁场来当做“反射敌方荷电粒子兵器”的防护罩是否可行呢？我们来看看……  



磁场对运动电荷的作用

　　如果是强力的电子束，速度为光速的50%时，以目前最强的电磁石造成的磁场，约2万高斯，可以使它画个半径43公分的圆弧轨道飞回去。但若是质子束呢？电荷相反，质量为电子的1800倍左右，所以回转半径要770公尺！那可就需要超大型的磁场了，若用厚10公分的铁制磁极板，N、S两极加起来重达94万吨！大和战舰的13倍！要在光子力研究所周围造一堆这么大的磁极板吗？  

　　而且，这还必需把敌方射来的粒子束准确的射进两块磁极板之间才行！否则没有反射回去的效果。此外，电子束与质子束的回转方向是相反的（ARSLAN注：阳电子炮的回转方向与质子束相同，反阳子炮的回转方向则与电子束相同），这一来还得规定：电子束与反阳子炮要从磁场左边射入（会向右转），质子束与阳电子炮要从右边射入（会左转），这样才能在磁场中反转180度回去……  

　　巨大的磁极板上面写着：亲爱的赫尔博士机械兽们，欢迎使用本磁场防护罩，请把你们的粒子束从本磁极板中间准确的平行射入，电子炮与反阳子炮请从左边射入，质子炮与阳电子炮请从右边射入，这样才能得到完美的反射效果哟！本所谢谢您的合作。

　　赫尔：“哇咧，这年头要进攻个研究所还有这么多规定。”  

　　还有，被高能中子束攻击时，这玩意一点用处也没有！要抵挡高能中子束，除非将光子力研究所以重重的铅壁包住才行。即使34公分厚的铅壁也只能使中子束损失约10%的动能而已，所以可能要厚达数公尺的铅壁。  

　　这种亟需敌方配合的防护罩还是不要用的好，我们看下一个。  

　　第六波总合战力！超巨大完璧防护罩作战！  

　　既然如此，把前面所有的方法全部综合起来怎样？一起并用，敌人来什么攻击都不怕了吧？  

　　图示：完成！超巨型铁壁之防护罩诞生！  
　　第一、为了对付中子束，研究所外面围上厚达数公尺的铅壁圆顶。  
　　第二、其次为了对付物体兵器，铅壁外面再围上数公尺厚的钢铁圆顶！  
　　第三、外面再包上布满电磁石的玻璃壁，其外有厚达160公尺的100万度电浆！其外层自然也要一层布满电磁石的玻璃壁！  
　　第四、为了对抗素粒子兵器，外围还有无数超巨大的磁极板，构成强大的磁场！
　　第五、再外层则有数道护城河，其下不停的加热煮沸，冒出浓厚的水蒸气烟雾包围着整个研究所，以防止敌方的雷射激光攻击！
　　第六、为了对付敌人的火焰攻击，其外侧再布下无数的素粒子束发射器向天发射，形成极为壮观的素粒子暴瀑布屏幕！

　　怎么样？这一来什么攻击也奈何不了光子力研究所了吧？研究所本身才数百公尺宽，外面的防护罩倒是宽达数十公里！层层铁壁般的防御兵器，足令敌人望而却步，正所谓“不战而屈人之兵”，酷吧？  

　　什么？这样重重的包围下，铁金刚要怎么出动？研究所里的人要怎么出入？雷达要如何侦测外界的状况？司令塔要如何掌握战况？如何与外界连络？  

　　呃……这样吧，把研究所的司令塔、雷达、铁金刚出入口等重要设施都设在这一大圈防护罩外面好了，这样才不会阻碍到……  

　　但这一来，费了这么大工夫造成的超巨大防护罩倒底是用来保护什么的呀？  

　　呃……嗯……没关系，反正我们的题目是“光子力研究所铁壁的防御作战”，有防御就好了，管它有没有防到重要的地方！哈哈！

　　（柳田理科雄所长正在被光子力研究所弓所长追杀中，本学期课程到此为止，谢谢各位观赏！）