[甲神] 「重」甲機神，到底有多重呢？

[zhtw (終將化爲泡影)]

FB貼文連結
http://bit.ly/2K85CpI


好久沒有再來談科學的話題了，這次要聊的是我們的主角機器人叫做「重」甲機神，到底
有多重呢？（文長，慎入）

大家有沒有想過，為什麼我們人類的身高，大致上就是一公尺多到兩公尺，體重就是幾十
到百來公斤？在各種神話、傳說、科幻、奇幻故事裡面，以同樣比例與型態巨大化或微小
化的人類，有可能存在嗎？像「重甲機神Baryon」這樣的巨大人形機器人的設定，合乎物
理學嗎？

這個問題早在四百多年前，有「現代科學之父」的物理大師伽利略就已經在他的「兩個新
科學之間的對話」（Discourses and Mathematical Demonstrations Relating to Two
New Sciences）中討論過。簡單的說，當動物等比例放大時，若「長度」（如身長）增加
為10倍，則體積會變成10的三次方，也就是1000倍，由於構成身體的成分大致不變，密度
應該相同，所以體重也會變成1000倍。然而動物是以骨骼與肌肉來支撐自身的體重，最主
要的是大腿骨。骨骼的支撐力又與其截面積成正比，長度增加10倍，骨骼截面積乃至於支
撐力將只會增加100倍，結論是如果是「等比例放大」的話，動物的身體強度將無法支撐自
身的體重，所以我們看到現存體型較巨大的動物，如大象，骨骼變粗的程度必須大於變長
的程度，也就是大型動物的體型比例會比較「粗、短」，這種現象稱為「異速生長」（
allometry）。

所以如果人要變成「巨人」，身體的比例與構造又不變的話，是會被多出來的體重壓垮的
，硬要「變身」的話，有兩個選擇，一個是要變成矮胖體型，增加各種身體構造的截面積
，另一個就是像「進擊的巨人」裡面的50公尺的超大巨人一樣，密度極低，所以體重沒有
以身高的三次方成長，不會還沒去爬牆就先自己把自己給壓垮了。

生物的世界中大體上要符合上述的「平方、立方法則」，不過純粹是「人造物」的巨大機
器人又是如何呢？讓我們先來看看「先聖先賢」們的例子。首先當然就是從「人類坐在體
內駕駛的巨大機器人」的老祖宗「無敵鐵金剛」開始囉！

無敵鐵金剛的身高18公尺，大約是一個相當高大的成年人的十倍，先假設這個人體重80公
斤好了。因為鐵金剛是「人形」機器人，所以就當它是個等比例放大十倍的人類，體積就
是人類的1000倍，如果鐵金剛是跟人類一樣的血肉之軀的話，體重就會是80公噸。無敵鐵
金剛有「黑鋼之城」的鋼鐵軀體，應該比人類重吧！剛好相反，根據官方設定資料，鐵金
剛的體重只有20公噸，換算成密度（每單位體積的質量），只有人體的1/4，人體與水密度
相仿（1 g/cm3，這裡的 cm3 是公分三次方，指數打不出來，以下同），所以把人丟進水
裡會是「載浮載沈」，這麼一算，無敵鐵金剛的密度只有0.25 g/cm3，跟軟木塞差不多！

當然材質輕盈也有很多好處，動作可以比較靈活快速，不過根據物理學中的碰撞理論，它
的招牌攻擊絕招「金剛飛拳」，或是直接用身體衝撞，就會因為質量不足而威力大打折扣
了！

如果看近一點的作品，而且是跟重甲機神一樣在水中戰鬥的巨大機器人，那當然非《環太
平洋》中的「吉普賽危機」（Gipsy Danger）莫屬了。吉普賽危機身高79公尺，體重1980
公噸，一算密度，0.29 g/cm3 挖咧又是軟木塞！密度這麼低要怎麼沈入海底戰鬥呢？這就
要有模仿潛水艇的機制了，機體內部必須有71% 以上的體積是「空的」，可以注入海水，
就能讓整體密度高於水而下沈了。

為了避免重甲機神變成另外一個軟木塞，我們在決定了身高是80公尺之後，不是先訂體重
，而是先決定密度。最佳的參考對象，當然就是現役的潛水艇了。

以美國的「俄亥俄級」核子潛艦來說（圖片來源：維基百科），全長170公尺，潛航深度
240公尺，水上排水量為16,764噸，潛航排水量為18,750噸。由物理學中的浮力原理「潛航
潛艦所受浮力＝潛艦體積×海水密度（1.03 g/cm3）」可知，潛艦的總體積約為18204立方
公尺。另一方面，「浮於水面上之潛艦所受浮力＝潛艦本體重量」，即為16,764噸，所以
俄亥俄級潛艦的密度為0.92 g/cm3。以此為參考基準，我們將重甲機神密度訂為0.92 g/
cm3。

我們還是以一個身高180公分，體重80公斤的人放大來看，由於人體密度大約與水相等，所
以此人的體積為80公升。重甲機神身高80公尺，為人類的44.4倍，體積為44.4的三次方，
也就是8萬8千多倍，約為7000立方公尺，乘上密度0.92 g/cm3，故體重為6500公噸，內部
的空間至少要能注水超過500公噸，就能讓密度比水還高而往下沈。透過注水量的調節，就
可以讓重甲機神自由自在的浮出水面或沈入海底了。當然，在機械的設計上就要有相關的
「注水—排水」裝置，變得更複雜了，以後如果要公布內部構造的設定圖的話，設計師可
要多花一番腦筋囉！

---

懶人包

無敵鐵金剛的密度只有0.25 g/cm3，跟軟木塞差不多！

《環太平洋》中的「吉普賽危機」（Gipsy Danger
吉普賽危機身高79公尺，體重1980公噸，一算密度，0.29 g/cm3 挖咧又是軟木塞！

重甲機神體重為6500公噸，不是軟木塞，
內部的空間注水超過500公噸，就能讓密度比水還高而往下沈。
透過注水量的調節，就可以讓重甲機神自由自在的浮出水面或沈入海底。

重甲機神製作團隊在物理設定上下了不少功夫啊！厲害！！！





--
作者  SUPERBOWL (超級盃)  #1Sgn1vHF (Gossiping)                看板  Gossiping 
標題  Re: [問卦] 版主啥時才能鎖政治議題???????????????                         
作為一個肥宅，不能閉眼放棄良知，不能葬送網路世界最重視的自由
更不該嘴巴喊著八卦，實際上反八卦 這樣真的很可悲，不如閉嘴回家尻尻卡實在喇
 標題  [公告] 清除異常帳號  #1ThUSrv2 (ID_Multi)                                                  
SUPERBOWL, hotmaw, erwha, violele, duckin, iooa, jusiwon, djiezz

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 111.242.197.241 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_Chat/M.1573361404.A.1F2.html
推 ClawRage: 研究所教授是參與了這個啊
東海大學，厲害！
推 astrayzip: 然後劇中的核反應爐會核爆可以當炸彈
推 empire42s: 哪裡可以請到科學顧問
推 LLSGG: 在那邊抄空想科學不要騙我沒讀書喔
東海大學應用物理的施奇廷教授是顧問
→ r85270607: 空想科學就講過  怪獸片的怪獸要承重只能是金字塔型
重裝武器直接做成球形
※ 編輯: zhtw (111.242.197.241 臺灣), 11/10/2019 12:58:07
推 LLSGG: 所以哥佬越來越中年
推 ilovptt: 糞作指標，力氣用在奇怪的地方
推 wewe10112: 莫名其妙的很認真 設定好劇情不好又能怎麼樣（FG...
推 CornyDragon: 大型垃圾星期二收 重甲機神獸～
→ AustinPowers: 在枝微末節的地方計較就輸了
推 chenszhanx: 那又是多甲呢
→ G8PIG: 喔，然後？(挖鼻
推 BITMajo: 唉，教授你高興就好
→ www8787: 黑科技 反物質 魔法 外星未知材料 想怎掰都馬可以
推 astrayzip: 都能從東海大學用謎之技術彈射過來了
→ REVERSI: 空想科學讚讚
→ astrayzip: 重量設定這麼詳細有意義嗎
推 MoriNakamura: 那又有多神呢
→ xbearboy: 空想科學也是日本寫的，就那個不能說的組織有參與翻譯
→ xbearboy: 這樣
推 hankiwi: 然後呢 劇本還是爛啊
噓 Ten6666: 細節應建立在好的整體之上