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作者: zcecil (無聲無息的飄過來...)
標題: [轉錄][轉錄]◇ 好孩子的空想科學教室 (下) 復刻板!
時間: Fri Dec 11 10:33:16 1998
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作者: zcecil.bbs@Ptt.csie.ntu.edu.tw
標題: [轉錄]◇ 好孩子的空想科學教室 (下) 復刻板!
時間: Fri Dec 11 10:19:51 1998
作者: belldandy (17" ...好感動... :~~) 看板: BaiLan
標題: 好孩子的空想科學教室 (下) 復刻板!!時間: Sat May 30 02:21:30 1998
各位好孩子大家好，從本章起，我們將進入「空想科學讀本」一書的第三部份
「超科學技術！...能用嗎？」。我們不會再拿M78星雲的超人兄弟來開玩笑了
，不過關於雷鳥神機隊、與宙戰艦大和號、超能戰警、孔巴特拉V與蓋特機械人
、還有光子力研究所等等，這些將是我們即將討論的對象，請覺悟.....
第十二章 出擊！地底戰車！
一般特攝或卡通中登場的機械都是將現實中的科技在性能上提升，例如飛機、
汽車、潛水艇......等等，唯一例外就是「地底戰車」這個設定，因為這種
「用一個大鑽頭就在地下前進」的想法，在現實中的土木工程技術（如地下
鐵等等），完全沒有這種事！可說是最「非科學」的機械設定。
自從英國特攝「Thunder Bird（雷鳥神機隊）」中的噴射地鼠坦克開始，「超
人七號」中超特警也有岩漿潛地車的出現，之後「地底戰車」就成了空想
科學世界中正義的一方必備之物，不論是為了救難或是為了擊退地底怪獸，用
它巨大的鑽頭鑽破堅硬的岩磐向地底前進。
可是，要是真有這玩意兒，那些地鐵、捷運，隧道什麼的工程幹嘛那麼費事？
挖個大半天都挖不好，用一輛地底戰車鑽過去不就大功告成了？以下，我們就
來看看「為什麼世上沒有地底戰車」？
第一，這種東西根本不會鑽進地底，一旦鑽頭鑽進地面，會轉的就是車體本身
而不是鑽頭？原因很簡單，沒東西固定車身嘛！好比用手握緊停止中的電風扇
扇葉，再打開開關時扇葉不會轉，到是電風扇本身會反方向轉起來。沒錯，雷
鳥神機隊中的噴射地鼠號是在車身上有防機體回轉的鋼履帶，但那種小東西沒
啥效果的。這一逆回轉起來，地底戰車的駕駛艙就成了果汁機，裡面的人也.....
「超人力霸王光榮」劇中出現的地底戰車「貝爾米達2世」，有左右兩個並排的
大鑽頭，這樣就能防止車體逆回轉了嗎？不，更危險！！！
圖示：貝爾米達2世號的兩個鑽頭，只要其中一個鑽進了岩磐或較硬的地面時，
這個鑽頭就被固定而變成支點，把整個車身翻轉過來！這一來就像烏龜翻了身，
車輪及履帶都毫無作用了，整個車子動彈不得，等待怪獸來宰割......
即使是兩隻鑽頭同時接觸地面，這個戰車也只鑽到鑽頭部份進入地面，然後就
動不了了。要防止車體逆回轉，必需使車體也有抵消逆回轉的出力才行。但是
一個能鑽進岩磐前進的？鑽頭要有數萬馬力，車體也要有對等的力量用在防止
反轉上；這種出力，非噴射引擎或火箭引擎是做不到的。然而，噴射引擎在缺
乏空氣的地中是無用的，火箭引擎則是出力大小難以控制（註：這裡指的是固
態燃料火箭引擎，因為日本在這方面的技術較先進。），對於要鑽進軟硬不一
的地層而言，相當不適合。
第二個問題是「熱」！！
鑽探石油時所使用的鑽頭，是人造鑽石製成，需要大量的水予以冷卻之用。因
此，為了減少摩擦熱，水管是不可或缺的。再者，除了摩擦熱，引擎自身的熱
能也很可觀。一般引擎的能源只有20%是轉為動能，其餘80%都是變成熱量。在
地底戰車而言，既不通風，也無法讓熱能從週圍的岩磐、土石吸走（傳熱係數
很低），車內會形成灼熱的地獄！用冷房來降低車內溫度更是不可行，那只是
把熱往外排，外面的土吸不了熱，一樣會傳回來......
圖示：地底戰車的乘員自救之道！駕駛艙內側裝上數十層隔熱材料外，全身穿
消防用的隔熱服（又讓人想起EVA的D裝備了？），身上再抱一根冰柱消暑......
就算是為了救人或擊滅地底怪獸，這種嚴重違反勞動基準法的工作環境......
誰要去開這玩意兒？
第三個問題：挖出來的土要堆哪兒？
別忘了，挖出來的土壤中因混雜了空氣，所以體積會漲大好幾倍，所以是絕不
可能就放在後面的坑道中的！在地鐵或隧道工程中，要有管道不停的將挖出來
的廢土運出去。但地底戰車沒這種配備，前進不到幾公尺就會被自己挖出來的
土活埋了。
圖示：還沒挖到地下鐵的深度，就變成「自動棺材」的地底戰車......
要避免這種事，就要有大批的後援部隊，用輸送帶把土運出去。這已經不是戰
略行動，而是土木工程了呀！與其交給正義組織，不如給建設公司接手......
而且這種比美火山噴火口的熱度和巨大的噪音，根本不是人類適合的工作環境
，如果要採用大量自動化工作機，還要先設計耐熱的陶磁材質與電氣系統，再
量產這種機械人......為了打倒一隻地底怪獸而幹出這種嚴重影響經濟產業的
事情，好像不是科學特搜隊該做的？
附錄：正確的「地底戰車」設定（？）
首先，引擎不要放在車上！置於地面上的引擎，以Flexible Shaft（可彎曲的
軸，即使彎曲也能傳動的強韌金屬管狀軸，目前正開發中。）把動力傳達到地
面下的鑽頭部分。還要有通冷卻水用的管子、以及用能吸收噪音振動的材質製
造。車體後面還要有許多輸送帶及台車將土石運到地面。
圖示：這個......該叫做「地底電車」吧？不過這種「地鐵式地底戰車」的另
一個優點是：一旦追擊怪獸失敗時，還可以用拖的把它拉回來......
不過，這個「正確」的地底戰車還是有個問題。那就是「慢」，一天之內能前
進幾公尺就該要偷笑了。但是根據設定，地底怪獸在地下的速度都很快（「帝
頓」是時速17㎞，「溝卡」是時速30㎞，「幽統」是時速120㎞，「哥爾頓」是
時速150㎞，「巴哥斯」是時速180㎞....都非常快速，不過，在畫面上看來，
這些怪獸上了地面後的速度都很慢......奇怪？），那這種地底戰車根本派不
上用場嘛！
話說回來，這種地底戰車還有個用處，就是它的冷卻水相當熱，又富含地下的
礦物質，可以當成溫泉來用！地底戰車本部兼營溫泉旅社，倒是不錯的經費來
源......不過每天挖出的廢土傾倒問題恐怕就難以解決了......
次回預告：再見了，地球。這裡是宇宙戰艦大和號......為了拯救地球，邁向
來回29萬6千光年之旅！但是，一路上都要過著無重力狀態的日子嗎？嗚.... :~~
請看次回「人工重力發生裝置」！
響應觀眾要求，次回也繼續Service喲！
第十三章 人工重力發生裝置！
自古以來有宇宙船的科幻作品，例如「宇宙戰艦大和號」、「宇宙海賊哈洛
克船長」中的黃金鄉號、或是StarTrek的企業號，都有一個共同特徵，那就
是：他們的船上都有「重力」！（其實，就連Gunndam中的白色基地、阿爾比
昂號也都是有艦內重力的，反倒是後來的阿卡馬號只有居住區有回轉的離心
力，到後來連拉凱拉姆這些旗艦都只有磁鐵靴可用......越混越回去了？）
事實上，長時間的宇宙飛行中，如果沒有重力，不只是生活不便，連帶會發
生肌肉萎縮、骨骼鈣質流失等現象。因此，像「2001太空漫遊」中的發現號
，就是用旋轉居住區發生離心力的方法，使船員有重力的感覺（Gundam中的
宇宙殖民地也是相同道理。），古早以前的太空站也是設計成圓環型，以便
旋轉造出離心力。為什麼一定要圓的才能旋轉呢？理由很簡單，因為離心力
的大小與回轉半徑、轉速有關，圓型的設計可以使所有人員在相同的回轉半
徑，以相同的轉速，獲得相同的離心力。
可是回頭看看前面這些宇宙船，除了阿卡馬的居住區以外，它們都不是「圓」
的啊！（企業號的艦橋部分是圓的啦...不過那部分要如何「轉」呢？）
如果大和號要用離心力的方式，那麼有以下三種旋轉方式：
第一：前後滾翻式（如圖）。大和號就這麼一路「翻」到伊斯康星去......
這樣子出來的離心力主要是在艦首（波動砲的地方）和艦尾（噴射口處）、
以及艦橋最上部的艦長室（如圖）。這樣的話，回轉速度只要18秒一回，讓
艦首、艦尾以秒速42公尺的速度回轉，即可發生相當於重力的離心力。
但這一來有些問題：一是全員都要擠在艦首、艦尾，生存空間極小。而且沖
田十三艦長必需倒掛在艦長室，有失威嚴......
最大的問題是：因為離軸心的距離不一致，無法讓這三個地方在同一轉速下
得到相同離心力！艦長室的離心力只有艦首，艦尾的2/3，若是要艦長享受正
常重力，那其他船員就只好擠到艦首、艦尾忍受1.5倍的重力了......生存空
間如此狹小，還要忍受高度重力的壓迫，不會爆發叛艦喋血事件嗎？長時間
的航行，最好別做這種安排......
第二個方法是左右橫向回轉（如圖）：這個方法，艦長室也變成無重力狀態了
，只剩下艦首、艦尾有離心力。回轉速可以更慢一點，約22秒一回，艦首艦尾
的回轉速度約秒速34公尺。不過，這一來生活空間更小。
以上兩種回轉方式都有個嚴重缺點：因為主噴射口（艦尾）和波動砲口（艦首）
都在轉，所以根本不能改變方向！也無法發射波動砲！
來看看第三種：側轉。也就是以進行方向為軸，像鑽子一樣前進（如圖）。
這一來，全艦除了艦首及艦尾以外的絕大部分都有離心力了，居住區面積大了
不少。不過可是有個地方特別突出，那就是艦橋！尤其是艦長室！如果要使艦
身的離心力達到地球重力，必需6.3秒回轉一次，而此時艦長室的轉速是秒速79
公尺！重力是正常的8倍！嗯....對身負重病的沖田十三老先生，這種居住環境
好像不太適合？（超賽亞人孫悟空：「沒關係！我就是在8倍重力下才練成超賽
亞人3的！照這樣下去等29萬6千光年走完時，你一定已經練成『超沖田人13』
了！加油吧！」沖田十三：「哇咧X$#@！......」）
不過，這個回轉方式還是缺點一堆。首先，主砲甲板不停的翻轉，怎麼射擊？
艦尾的艦載機發射口也轉個不停（特別是這種方式因為回轉半徑小，所以轉速
需要特別的快！才有足夠的離心力！），發射容易，歸艦可就難了......
而且別忘了，當回轉半徑改成這麼小的時候，人類的「身高」也變成不能忽視
的因素了！也就是說：一個人的「頭」所受的離心力會比「腳」小得多！
以身高170㎝的人而言，他頭所受到的重力只有腳部的83%（回轉半徑少了170㎝
），這麼一來，頭部的血液會集中到腳上，除了會變笨，還會有蘿蔔腿......
嗯，難怪他們都穿喇叭褲......不過......森雪......松本零士型美女變成那
樣，有點可憐......
總而言之，大和號要用「離心力」來造出重力的方法，大概是不成的了......
換別的方法吧！
故事中，大和號全員都是以艦底的方向為「下」，所以真的要造出「人工重力
發生裝置」 ，那應該是在艦底有這個東西「吸住」所有的人。（不只大和號，
所有前述的有重力裝置的宇宙船也應該都是如此）
但是，什麼是「重力」？照牛頓的說法，就是具有質量的東西，彼此間會有互
相吸引的超距力。然而我們仍不了解除此之外如何產生重力。（同理，科學上
也無法解釋「反重力」要如何造出，因此前面所提的以反重力方式的飛行法都
不列在本書的討論中。）這麼說來，要產生「重力」，還是只有靠「質量」了
。在艦底放上一個與地球質量相等的東西，以產生與地球一般的重力如何？這
一來，除非大和號的引擎能推動地球，否則是飛不起來了......
換個想法，用高密度的物質，是否就能做出小型的「重力發生裝置」呢？如果
用黃金，也要4.9x10的24次方噸（沖田艦長：「你殺了我吧！」）！
另一個方法，就是利用相對論，物體在高速運動下，相對於靜止的東西而言，
有著與巨大質量相同的效果。如果讓一個物體運動速度達到光速的99%，對於靜
止的物體而言，它就有著原本7.1倍的質量！利用這個原理，我們柳田理科雄所
長設計了如下的「人工重力發生裝置」：在大和號的下方，放置一個直徑200公
尺的鐵環（這是為了把「重力」遍布全艦底），鐵環本身是由直徑2公尺的鐵柱
構成。（如圖）
如此，當鐵環的回轉速度達到光速的99.999999999999943%時，這個鐵環就有著
相對於地球的質量！就會讓大和號獲得與地球一樣的「向下」的重力啦！
話雖如此，這一來不只「大和號的乘員」，連大和號本身都會受到這個重力吸
下去啦！（原本要要求這種「有選擇性的重力」就是沒啥道理的事...）對這個
有著地球般相對質量的鐵環而言，大和號260噸的船體只要一瞬間就會被這個「
超巨型磨刀石」磨成灰了......
想不掉下去，大和號只好使出艦底的垂直上升噴射引擎來抵抗了，而且要和在
地球上重力圈內一樣的出力才行！這對引擎的出力及飛航的效率都不好。
要考慮效率，應該把這個重力裝置放在艦尾，利用主引擎的噴射來兼作抵抗重力
之用。（如圖）看起來，就像是大和號被這個「超巨型磨刀石」追著跑......但
，這樣的話，艦內有重力的空間就又只剩下艦尾引擎區了......
而且一般的宇宙飛行，只要速度到達標準，就可以關了引擎，利用慣性保持等
速度飛行。但是我們這個大和號可不行！一旦關掉引擎，就要被「重力裝置」
吸過去磨成灰啦！波動砲更是使不得，一發射就要停止引擎，那不是完了嗎？
（哪還用得著什麼波動砲！把這個有著「與地球同等的相對質量」的重力裝置
丟過去，哪個艦隊不落荒而逃？）
每天擠在艦尾引擎區狹小的空間中，還要飽嘗「被巨大磨刀石追著跑」的惡夢
，大和號的乘員就這樣過著這種痛苦的日子完成29萬6千光年之旅......
太可悲了，向這些勇士們致敬吧！（古代進：「他X的！這種『人工重力裝置』
鬼才要！」）
次回預告：假面騎士1號的暴風號機車有時速400㎞，V3的旋風號有時速600㎞，
一代新人換舊人，到了92年的「特搜EXEDRAFT（衛視中文台曾播出的「超能戰
警」）」，出來了時速3000㎞（音速2.5倍！）的超音速車！究竟超音速車有沒
有可能造的出來，請看次回分解！
次回也繼續Service喲！
第十四章 時速3000㎞的超音速車！？
正義英雄的車子一定特別快，這已經是空想科學上的常識了。而且，越晚出來
的英雄，車速就越快！這也是定律之一。
假面騎士1號的「暴風號」時速是400㎞，「新暴風號」則是時速500㎞，到了假
面騎士V3的「旋風號」就有時速600㎞了，假面騎士X的「巡航號」是時速700㎞
，強者的「盔甲號」時速1100㎞，超1號的「V噴射車」時速1340㎞！按照這個
比例「進步」下來，到了92年的「特搜EXEDRAFT（超能戰警）」時，劇中的「巴
里亞斯7號」已經是一輛時速3000㎞的超音速車了，有音速2.5倍的超高速度！也
就是說，這輛車的的速度比協和式噴射機的速度還快！
根據資料，F1賽車的最高速度是時速350㎞，音速0.29倍。不過也曾出現過達到
時速上千公里的火箭推進車的紀錄。但那只能走直線跑道，基本上也不是靠車
輪轉動的力量，只能算是飛不起來的火箭罷了。因此，目前真實世界中的科學
力，還是以時速350㎞為最高速引擎的紀錄。時速3000㎞，音速2.5倍的意思是
秒速833公尺，比來福槍子彈的速度（秒速800公尺）還快！也就是說，超能戰
警坐上這輛車的話，連哥爾哥13都奈何不了他了......子彈根本追不上嘛！就
像原子超空人一樣......聽起來很酷，我們來看看做出來的車子會是什麼樣子。
第一是引擎的出力。要對抗空氣阻力和路面摩擦力並不容易，空氣阻力的大小取
決於自身的速度快慢，要得到2倍的速度就會有4倍的空氣阻力，3倍速度的阻力
就是9倍......明白吧？F1賽車的最高速度是時速350㎞，引擎是600馬力。時速
3000㎞是它的8.6倍，所以引擎出力要73倍，4萬4千匹馬力！與戰艦「伊勢」的
出力差不多！
當F1賽車未禁止使用渦輪引擎時，排氣量1000㏄可得到的最大出力約1000馬力。
依此類推，這輛超音速車的引擎排氣輛要44公升......比家用電冰箱的容量還大
！可是3500㏄的F1賽車的引擎重量約160㎏，這樣算，超音速車的引擎就有兩噸
重了，那車體少說也有6噸......一般車輛才1噸，F1賽車才550㎏左右......
其次，光是引擎出力大也沒用，輪胎的抓地力不夠的話，再快也只是輪胎在空轉
而已！輪胎的抓地力與摩擦係數有關，（摩擦係數的定義是：把物體放在45°斜
面上，恰好能保持靜止不滑動時，將此物體的摩擦係數定為1。）F1賽車能在2.5
秒內加速到時速100㎞，如果依此速度，必需有本身重量的1.13倍的摩擦力；也
就是說，輪胎對地面的摩擦係數要1.13！！
依此計算，要加速到時速3000㎞，要花75秒，從啟動至達到最高速要費時1分15
秒，這樣的怠速在實戰上是不利的。而且，這75秒的加速時間內已經行駛了31㎞
了，這表示這輛超音速車需要長達31㎞的加速跑道！根據「超能戰警」的故事，
他們的總部在東京，所以超音速車的車庫外要建一條長達31㎞的加速跑道，可以
從東京鋪到立川......
圖示：為了在東京特搜本部車庫外建設長達31公里的直線道路，引發週圍居民的
反對運動，且因建設用地的收購，導致特搜本部發生預算問題......
如果要縮短加速時間，那要加大輪胎的摩擦係數。如果要縮短到10秒內加速至時
速3000㎞，那麼摩擦係數要達8.5，意思是：摩擦力要大到可以讓車子停在83°
的斜坡上不會下滑的地步！
圖示：83°！那不叫「坡」，根本是一堵「牆」了！要把重達6噸的車體「停」
在一面近乎90°垂直的牆壁上？這是什麼「瞬間接著劑輪胎」啊？
一個直徑2公尺的輪胎，與地面接觸的部份也才10㎝而已，而且輪胎上的每一點
與地面接觸的時間不到0.00012秒，要在這麼短的時間內與地面形成強大的摩擦
力，然後立刻鬆脫！輪胎是作不到的，不如換有刺的齒輪如何？但是路面上又
沒齒槽，除非在車輪上用鑽石打造的凸齒在路面自行挖齒槽，但這一來速度會
銳減。除非事先在路面上挖齒槽，但是超音速車是要追擊敵人的，哪會事先知
道敵人往那裡逃？
趕在超音速車前面挖路面如何？好主意，不過超音速車的速度是音速2.5倍，所
以挖路機也要有這個速度才能趕在前面啊！那......只有飛機辦得到了！用音
速2.5倍的超音速噴射戰鬥機趕在超音速車的前方，以機槍向地面開火，把地面
射出齒槽，這一來超音速車的齒輪車胎就可以跑起來了！（如圖）不過，這機
槍的射擊可要密集一點，因為齒槽之間的間隔不能超過10㎝，以音速2.5倍而言
，每隔0.00012秒就要打一發，一秒間要打17萬發子彈，一顆子彈重50克的話（
這種要在路面上開洞的機砲子彈自然不能太輕），一秒內就要消耗8.3噸的彈藥
，10分鐘下來就要5000噸的彈藥（協和式客機的30倍重量）......
啊......但是......既然如此，直接叫戰鬥機飛到前面去射擊敵人不就好了嗎
？還需要超音速車幹嘛？？
還有個問題，前面說超音速車在加速時需要摩擦係數達8.3的意思是：要能承受
本身重量的8.3倍的力量。這是指，在加速時，車上全部的東西（含乘員）都要
承受本身重量8.3倍的力量！要有覺悟......
轉彎？那可嚴重了，F1賽車的彎道是摩擦係數4.3，意思是能在77°的斜坡上停
住不動。那超音速車的要求就更高了，F1賽車過彎道時也只能用時速100㎞，不
到全速的29%；以同樣的比例來算，超音速車全速的29%是時速857㎞，以這速度
要過同樣的彎道，摩擦係數要達316！這意思是，轉彎的瞬間，車體（含乘員）
會受到本身體重316倍的橫方向力量！
我想，還是不要過彎來得好......
下一個問題是「熱」。以音速2.5倍的速度，與空氣摩擦生熱，正面的部分會達
到386℃！因此，也不可能以通風的方式散熱，因為灌入秒速830公尺的狂風會
把車內毀的一蹋糊塗。通風式冷卻是不可能了，用普通的冷凍機呢？要把386℃
的高溫降下350℃左右才行，這可不是一般業用冷凍機辦得到的，更大型的冷凍
機......載得動嗎？
這麼說來，超音速車根本就不能載人嘛！人坐上去，在最初的十幾秒就死定了，
然後車子就成了無人操縱的「陸上飛彈大暴走」......不如改用無線遙控的算了
？不要人搭乘......
圖示：由本部長親自遙控的超音速車！好像鐵人28號？......
（譯註：我們柳田理科雄所長對遙控方式一直情有獨鍾，對搭載人類的超級
兵器都抱反對態度......他如果活在EVA的世界裡，會是JA那一派的人吧？）
好吧，就算我們特搜EXEDRAFT的超能戰警都身穿超合金製裝甲戰鬥服，不怕
高溫，也耐得住任何重力加速度好了，那麼真的出動一次這個超音速車，會
是什麼情景？
別忘了我們第十一章說過的，物體在超音速前進時會發生「衝擊波」的事！
就算超音速車的車身極為堅固，這衝擊波對道路兩旁的人或物依然是不可忽
視的！協和式噴射機要在20000以上的高空才敢飛出音速2.05倍，是因為怕衝
擊波傷及下面的居民及建築物！因為衝擊波對5000公尺之內都有殺傷力！
圖示：超音速車經過以後的市街情景......
音速2.5倍的超音速車一出動，道路兩旁的建築物玻璃全部震碎，周圍居民全
體鼓膜爆裂、七孔流血，地面也被衝擊波挖出巨大的斷層......不只如此，超
音速車的前方還要有噴射戰鬥機，以每秒17萬發的機砲向地面掃射，以便為超
音速車「開道」，把市街的路面轟出無數坑洞......
如何？特搜EXEDRAFT的超能戰警不同凡響吧？出動一次就殺得屍橫遍野，民不
聊生，這一來壞人們都不敢出來做壞事了，否則要是引來超音速車出動，又要
害死滿坑滿谷的無辜市民，豈不是會因此而良心不安嗎？
由此可見，超音速車真是防治犯罪的利器啊！惡徒們乖乖伏首認罪吧！否則超
能戰警一來，大家就一塊兒死吧！
次回預告：咦？好久沒提到巨大機械人了？沒問題！次回我們的主角就是蓋特
機械人與孔巴特拉V！請看次回「合體吧！超級機械人！」
次回是對巨大機械人迷的Service喔！
第十五節 合體～超級機械人！
由許多架戰鬥機在空中合體成巨大機械人，這種構想說是多如牛毛。
「合體」的始祖是在特攝「超人力霸王七號」中，超級警備隊的巨大戰鬥機
超級鷹一號能做出漂亮的三機分離合體。而「合體機械人」也是最早出現在
此劇中，貝旦星人侵略地球用的巨大機械人「喬王」，能從四架幽浮自由的
分離合體變形。之後在動畫界出現了「蓋特機械人」，三架飛機能自由合體
成三種不同的機械人（譯註：因為無法合理的解釋它的合體機構，所以本章
我們盡量不以它為討論對象。）。而變形合體機構合理化的結果，就產生了
動畫界的不朽巨作「超電磁機械人孔巴特拉V」！
圖示：這是孔巴特拉V的分離合體結構圖，看起來十分合理。（譯註：這是基
於「賣玩具」的考量，因為像蓋特機械人那樣不合理的變形合體方式，根本
做不出與卡通畫面一樣變形的玩具來賣！會降低顧客的購買慾......）
五台戰機分別能進行空中，陸上，水裡及地下的作戰，又能合體成巨大機械
人戰鬥，在戰鬥上確實滿有利的，可是，真的沒問題嗎？
現實世界中也有不少「合體」連結的機械，例如列車、太空實驗室等等。可是
，列車是在固定的軌道上進行連結，聽起來好像比較簡單，即使如此，在自動
連結機發明前，依靠人手來連結的時代，還是送掉了不少列車工作人員的性命
！當然，連可以誘導的東西都沒有的宇宙中，要合體連結就更難了。
太空梭靠手動控制的機械臂，要回收一枚衛星到貨艙，得花十五分鐘以上！讓
電腦控制來計算似乎是唯一的方法，但還是有一個問題。正在合體中的兩部分
，它們的速度應該是如何呢？如果兩部分速度相同的話，那一百萬年也合不了
體，所以一定要後面比前面的「快」！問題是快多少？特別是在飛行中合體，
這可是大問題！要是後面太快，那結果不是「合體」 ，而是後面的機體把前面
的機體追撞！
圖示：Change Getter One！Switch....哇啊啊啊啊！！
（解說：速度控制失敗的蓋特隊，流龍馬就此殉職......）
速度差是很嚴重的，如果兩機間的速度差是秒速10公尺的話，好比一輛車以
時速36㎞的速度追撞上一輛靜止的車！即使是相差秒速1公尺都很嚴重！那
麼正確的應該是怎樣？後方的機體以較快的速度追上前方的機體，然後在快
追上時煞車，剛好在速度差為0的時候合體！
其次的問題是：合體時，前方機體的噴射口會接在後方機體的前端上。
噴射引擎的火燄大約1500℃，這個溫度剛好會把鐵熔化。一般的噴射機使用
的輕量的鋁合金材質，在660℃就會開始熔化。超音速的噴射戰鬥機多半使
用鈦合金，可以耐到1675℃。若是蓋特機械人和孔巴特拉V的機體也是這樣
的話，那就危險了。合體的瞬間，前方機體噴射口的火燄會把後方機體的前
端熔解掉！那不叫「合體」而是「熔接」了，從此兩架機體黏在一塊兒，永
遠分不開......所以，合體的瞬間，前方機體的引擎一定要先停止噴射才行！
但就算如此，前方機體的噴射口周圍還是會因為高熱，體積會有1%左右的膨
脹，而冷卻後又會縮回去...用這樣體積會變化的部分來連結，沒問題嗎？
圖示：忘記考慮熱脹冷縮的合體設計，做出來的孔巴特拉V就這是這樣......
因此，前後方的機體要以相同材質製造，並且合體前要把後方機體的前端做適
當的加熱讓它膨脹，要與前方機體的噴射口加熱到差不多的溫度才行。可是，
要在合體前停止引擎，飛行機不就掉下來了嗎？特別是孔巴特拉V的合體畫面是
「水平飛行」的，引擎一停就成了拋物線運動......而且還要考慮機體的揚力
、空氣阻力，要把當時周圍的氣壓、溫度、天候等因素都算進去，即使是用電
腦來算也很難算出各個機體的飛行路徑，要合體？難啊！
基於現實的考量，應該採用：全機垂直上升，到達一定高度，再切掉引擎，以
自由落體的方式合體（譯註：就像機戰系列中蓋特機械人的合體畫面那樣啦）
。可是，上方機體以9.8m/sec2的加速度降下時，還是會「撞」到下面的機體
啊？要是下面的機體也停止引擎，那也是以重力加速度向下掉，兩個機體永遠
合不到一塊兒。
解決的方案是：下方的機體原本以較快的速度追上去，但在上方機體停止引擎
的時候，機體前方也進行逆噴射！將兩機速度逐漸調成一致，剛好在速度差
為 0 時合體！
在卡通畫面看來，孔巴特拉V連接一個機體大約10秒鐘。以此計算，兩機之間
以秒速20公尺的速度差（時速72㎞）接近，到兩機體間距離約100公尺時，上
方機體停止引擎，下方機體也停止引擎，同時以重力20%左右的力量逆噴射！
這一來不但可以合體，而且若把逆噴射的噴射口裝在下方機體的前端，這逆噴
射的火燄溫度不就可以用來加熱下方機體的前端嗎？一舉兩得！
不過，因為這是在大氣中，所以前面的機體會替後面的機體擋掉不少空氣阻力
（這在賽車場上是一種緊跟著對手的技巧），因此，減速用的逆噴射的力道並
不好控制，即使是電腦，要隨機因應不定的空氣阻力變化，駕駛員要有極嚴格
的訓練和身經百戰的經驗才行。可是，孔巴特拉V的駕駛員都是些火爆的機車少
年、高中生、甚至小孩（北小介雖然是天才兒童，但小孩就是小孩......），
要他們做這種高難度的動作，這也太......
好吧，解決了上面的問題，但是在與敵人交戰的狀況下合體，還是有很大的問
題，一是推力，一是時間。
孔巴特拉V的重量，照設定是550噸，所以推力要大於550噸。日本的國產固態
燃料火箭，發射時的重量是260噸，推力是400噸。依此推算，機械人要這樣飛
，也要差不多的推力/重量比。所以孔巴特拉V的推力大約要800噸。可是啊，
孔巴特拉V的推力就是全靠兩隻腳嘛！那就是五號機而已啊。合體後，一到四
號機的噴射引擎都沒用了，就全靠五號機...照這麼算，它們的推力應該是從
一號機到五號機越來越大才對。可是，卡通中是一、二號機合體，三、四、五
號機合體，然後再把二號機與三號機之間接起來（譯註：可能是我們柳田理科
雄所長記錯了？我記得孔巴特拉V的三號機根本不能飛，是靠超電磁力把它
「吸」上去的。反而是波羅5號才是在空中飛行合體的吧？）如果平均來算，
一架算110噸重，那麼一號機的推力只要160噸，二號機要320噸，三號機480噸
，四號機640噸，五號機就要800噸......葵豹馬身為主角，開這種推力最弱的
機體，遜斃了......（葵豹馬：鬼扯！依照設定，我開的一號機是推力最大速
度最快的呀！嗚嗚......）
在上升時，推力要先減去重量，剩下的推力再除以質量，得到加速度。所以，
一號機的上升加速度約為4.5m/sec2。一號機上升，緊跟著二號機也追上，22
秒後，一號機加速到秒速100公尺的上升速度，二號機則是秒速120公尺，兩
機之間距離100公尺。此時，一號機關掉引擎，二號機也關掉引擎，並以重力
的20%（22噸）推力逆噴射！十秒後，兩機距離0、速度差0，合體完成！然後
，接下來三號機也如法泡製一番....（如圖）
不過，這時又要加速到秒速100公尺開始才行。合體後的一、二號機共220噸，
推力（二號機的引擎）320噸下，也要花22秒。如此再反復三回，就合體完了
。加速22秒，合體10秒，連結一次一共要32秒。五台合體也不過128秒，若是
照畫面的方法，一二號、三四五號分別進行合體再結合，則只要96秒。聽起
來很快，但別忘了，在戰鬥中，敵人的岩漿獸也是超快速度的！在你花96秒
在那裡垂直上升合體時，敵人若是以音速三倍的速度飛來，可以飛98㎞！合
體地點若是在東京近郊，敵人從富士山麓來襲的話，還可以剛好合體完迎戰。
但若敵人從秩父一帶山區飛來，合體途中就會被襲擊！而且這個狀態下既不是
戰鬥機也不是機械人，全無迎戰能力！
圖示：合體合到一半被打斷的孔巴特拉V......好慘......
因為是垂直上升的飛行，所以無法一面合體一面逃開。若是考慮先逃避敵人，
等合體完了再迎戰呢？可以，敵人以音速三倍追來，我方以音速四倍逃開如
何？要爭取到96秒的空檔不被追上，至少要逃開6分48秒能拉開距離，這樣一算
.....已經飛了390㎞遠了，可以從東京飛到氣仙沼。而且花了96秒合體完成後
還要飛回去打戰，又要花6分48秒！就算不考慮燃料消耗，30分鐘的卡通已經被
「逃」掉15分鐘了......
這十五分鐘內孔巴特拉V不在東京，敵方只要派個別動隊就可以把東京燒成灰，
來回趕得半死的孔巴特拉隊，回來只看到變成灰燼的首都，不知做何感想？
說了半天，這種「有時是戰鬥機，有時是機械人」的戰鬥方式，根本不合理。
五台超大推力的戰鬥機，一合體成機械人，就只有最下面一台的噴射引擎能用
，這就好像把刀叉作在同一個握柄的兩端，看起來好像可以兩用，其實是兩邊
無法「同時共用」的，是無用的發明。真的要得到這種作戰效果，用戰鬥機與
機械人編隊共同作戰不就好了嗎？（譯註：初代的Gundam與G戰鬥機的編組不
就是了嗎？不過那種把戰鬥機踩在腳下當「筋斗雲」的方式就不太......）反
正合體的機械人也只要葵豹馬一個人開，不如用「一台機械人搭配四架戰鬥機
出擊」的方式，不就有同樣的效果嗎？
次回預告：說到光子力研究所就想到「防護罩」，看起來會發光，能擋住敵人
機械獸的攻擊，雖然每次都被打破......次回我們就代光子力研究所的弓所長
召開防衛會議，一起來研究「光子力研究所鐵壁之防禦」！！
次回是最終回喔！
用一層能源「膜」抵擋住種種的攻擊，這個想法在中譯叫「防護罩」，日本
的空想科學作品中多半叫「Barrier」，西方SF則多用「Shield」這個詞（
StarTrek、ID4等等），後來的 I -field、AT-Field......等等不勝枚舉，
也都是出自這個概念。（譯註：中國武俠小說的「護身罡氣」不知道算不算？）
其實防護罩這種防禦兵器早在「原子小金剛」時就有出現了，「超人力霸王」
中超人用手在空間一畫就出來一道無形光壁擋住怪獸的噴火，也是同樣的想法
（譯註：連怪獸絕頓都有防護罩，這不是「正義」的專利啊......）。不過，
一直到無敵鐵金剛的光子力研究所，才把防護罩的形象固定下來。我們空想科
學教室本學期的最後一堂課，就來上這個吧！
最終章 光子力研究所鐵壁的防禦作戰！！
一層發光的圓頂（或冰山形）把研究所整個包住，擋住了敵人的飛彈與光束
砲......但是，要是防護罩這麼管用，那鐵金剛不就沒機會表現了嗎？所以防
護罩一定要有一個要素，那就是：
鐵定會被打破！
不要懷疑！這一來正義的英雄才有出場的機會！從鐵金剛到EVA、ID4不都是這樣？
歸納起來，防護罩的條件就是：
1.能擋住實體彈及光束兵器的種種攻擊（啊......I-Field出局了......）
2.會閃閃發光（這......好像後來的防護罩都是透明不可見的？）
3.會被打破......（這到底算啥條件啊？）
種種攻擊......「大雜把」的說法，勉強分類成三種：砲彈、飛彈等物體兵
器，雷射激光等電磁波兵器，荷電粒子等素粒子兵器（別把後面兩者搞混了！
）後面兩個條件嘛......算了，嘆氣也無補於事，我們來設計一下光子力研究
所的防護罩吧！
第一波：高能電漿作戰！
用高速素粒子做成的電漿幕，利用其高量的熱能，也可以蒸發飛彈砲彈等物體
兵器，是最合適的防護罩材質！
不過，就算我們的高能電漿高達100萬度好了，一個砲彈打上去，會完全蒸發掉
嗎？當然不會馬上蒸發，因為加熱時間要夠久。可是砲彈是高速飛行的東西，
就算光子力研究所的電漿防護罩厚達1公尺好了，敵方的飛彈若以音速三倍飛行
，那通透這個防護罩也只有0.002秒的時間而已，這麼短的時間，就算是100萬
度的電漿，也只能把飛彈表面的鋼鐵熔解1.9公釐、蒸發0.6公釐而已，這樣的
程度恐怕還破壞不了這個飛彈。
好，如果我們的電漿防護罩厚達54公尺好了，一顆直徑20公分的鋼鐵砲彈以音
速三倍通過，也只能剛好「全部熔化」而已！「熔化」可不行啊！因為動量不
滅，這一來會變成高熱的鐵漿雨灑在光子力研究所上！反而加大被害範圍！所
以一定要「蒸發」敵方的砲彈才行。照這樣算，我們的電漿防護罩要厚達160公
尺才可以！
好吧，厚一點就算了，可是這電漿幕還有個麻煩，就是不能接觸空氣。一旦電
漿的能源散到空氣中，就會失去電離化而便回普通的氣體原子了。所以電漿層
內外兩面要用玻璃做成的壁來隔絕空氣。玻璃壁上還要巨大的電磁石造成磁場
，把100萬度的電漿封在玻璃壁中。
圖示：如何？厚達160公尺的雙層玻璃壁，上面佈滿了電磁石，裡面充滿了100
萬度的電漿，把光子力研究所完全包住！
這一來，不但可以擋住敵人的攻擊，把飛來的砲彈完全蒸發，而且玻璃壁完全
符合前面的條件！會發光、還會被打破！......等一下，玻璃壁一被打破，裡
面的電漿不就漏出來了？這一來不就完全沒用了嗎？呃？就是這個時候才需要
無敵鐵金剛出動？開什麼玩笑？費了大半天造出厚達160公尺的防護罩，才一發
砲彈就報銷了？
算了，換下一個吧......
第二波：高速素粒子屏幕作戰！
電子或質子在空氣中高速進行時，會與空氣衝突而發光，例如極光就是例子。
若是把素粒子束發射器排成一列，射出的粒子束就形成一道屏幕，而且閃閃發
光。不過，這些粒子質量很輕，想要用它來改變砲彈或戰鬥機等物體兵器的進
行方向，就算用極大量的高能粒子來打，也無法完全加以消滅，弄不好把對方
的砲彈打碎，反而變成散彈，比原來破壞力更廣。更糟的是敵方也用粒子束攻
擊的時候，由於動量不滅，雙方的粒子碰撞後的方向遵從碰撞原理。(如圖)光
子力研究所射出的粒子幕是垂直向上的話，敵方射出的粒子束呈水平方向時，
雙方一撞，敵方的粒子束會接收我方的粒子幕的動量而變成垂直向上飛，反而
我方的粒子束變成水平方向，而且射向光子力研究所！這一來，研究所就被自
己射出來的粒子束給ＫＯ了......
結果，這種粒子束屏幕只能對慢速而質量輕的粒子才有效果，例如火燄。要用
粒子束發生裝置把光子力研究所圍上一圈，可能要圍數百公尺到數公里之長，
要數千個粒子束發生裝置，所費不貲，只能防火，這.........
算了，看下一個吧..........
第三波 銅牆鐵壁作戰！
好了，我們現在就別考慮什麼「要會發光」、「要能被打破」等條件了，直接
考慮實際的防禦效果，用水泥和鋼鐵板直接在光子力研究所外面蓋一個堅固無
比的圓頂如何？（譯註：這種實體的防護罩的想法在真實世界的軍事上經常用
到，「超人七號」、「超人A」中的防衛軍基地也採用這種構想，其它像「勇
者萊丁」的貝殼基地、「科學忍者隊GATCHAMAN Fighter」的秘密基地、
EVA的第三新東京市等等，也都是同樣的想法。）為了考慮人員與鐵金剛的出入
，鋼鐵圓頂必需設計成福岡巨蛋球場的開閉方式。話雖如此，這並不容易。福
岡巨蛋球場的屋頂開閉是水平的前後回轉約200度，這樣都要花20分鐘！（譯
註：「神龜大戰飛天怪獸」中要用它來抓怪鳥蓋歐斯，不會太慢了點嗎？）
位於鹿兒島縣的種子島宇宙中心，其火箭發射台也是開閉式的，高50公尺、寬
20公尺的門做90度的旋轉開閉，要花30分鐘！而且那並不是考慮抵擋敵人砲火
用的，所以是相當輕量化的設計。我們要的防護罩絕對比它們重多了！
要能抵擋敵人的砲火，大概要厚達數公尺的鋼鐵。如果在研究所外面造一個厚
達5公尺，直徑200公尺的圓頂，總重量約1000萬噸！就算鐵金剛用它的20萬馬
力來開關這圓頂好了（呃......根據前面的課程，這台「光子力」機械人要怎
樣才能有20萬馬力，都還是問題......），也要推個三天三夜才開得動！就算
敵人從地球另一邊過來也不用這麼久啊！
那，要是在「開一半」的狀態下被敵人攻擊怎麼辦？那很嚴重，若是敵方飛彈
從開口處射進來，在半開的圓頂內爆炸，威力比原來還大！
太危險了，還是看下一個吧.........
第四波 煙幕干擾作戰！
要對抗雷射激光的攻擊，許多作品都採用「鏡反射」的作法，例如什麼鏡面處
理塗裝等等......但這是不可行的！因為鏡面無法做到100%的反射率，而雷射
激光的能源卻絕對足以破壞反射鏡。
雷射在宇宙空間中很強，在大氣中卻會受空氣中的障礙物干擾而減低威力，所
以要對付雷射攻擊，只要增加空氣中的障礙物就行了。最簡單的方法，就是在
光子力研究所周圍挖一道護城河，下面加熱煮沸，讓河水散出大量的水蒸氣煙
霧，把研究所包住！這一來，機械獸射來的雷射光就會被大大的減弱了。
圖示：光子力研究所周圍煙霧迷漫的護城河！機械獸，你的雷射光盡管來吧！
赫爾博士：「那，我先射擊外面護城河的加熱裝置不就好了嗎？」
弓所長：「......那就在護城河外面再加一道護城河用煙霧保護不就好了嗎？」
赫爾博士：「那我先攻擊外面的那道護城河呢？」
弓所長：「......那就再加一道！」
......................................
就這樣，光子力研究所外面加蓋了一道又一道的蒸氣護城河，永無休止......
這樣下去會沒完沒了，我們來看下一個吧。
第五波 電磁場反射作戰！
荷電粒子在磁場中運動時，會受力而轉變進行方向（如圖），遵從弗萊明左手
定律；而帶正電荷、負電荷的粒子，受力的方向也不同。物體受到持續的與進
行方向垂直的力，會使物體呈圓周運動，根據這個道理，可以讓物體在磁場中
回轉半圈後脫離磁場，變成與原來相反的方向飛去！利用這個磁場來當做「反
射敵方荷電粒子兵器」的防護罩是否可行呢？我們來看看......
如果是強力的電子束，速度為光速的50%時，以目前最強的電磁石造成的磁場，
約2萬高斯，可以使它畫個半徑43公分的圓弧軌道飛回去。但若是質子束呢？電
荷相反，質量為電子的1800倍左右，所以回轉半徑要770公尺！那可就需要超大
型的磁場了，若用厚10公分的鐵製磁極板，N、S兩極加起來重達94萬噸！大和戰
艦的13倍！要在光子力研究所周圍造一堆這麼大的磁極板嗎？
而且，這還必需把敵方射來的粒子束準確的射進兩塊磁極板之間才行！否則沒有
反射回去的效果。此外，電子束與質子束的回轉方向是相反的（註：陽電子砲的
回轉方向與質子束相同，反陽子砲的回轉方向則與電子束相同），這一來還得規
定：電子束與反陽子砲要從磁場左邊射入（會向右轉），質子束與陽電子砲要從
右邊射入（會左轉），這樣才能在磁場中反轉180度回去......
圖示：正確的電磁場反射式防護罩使用方法！
巨大的磁極板上面寫著：親愛的赫爾博士機械獸們，歡迎使用本磁場防護罩，請
把你們的粒子束從本磁極板中間準確的平行射入，電子砲與反陽子砲請從左邊射
入，質子砲與陽電子砲請從右邊射入，這樣才能得到完美的反射效果喲！
本所謝謝您的合作......
赫爾：「哇咧，這年頭要進攻個研究所還有這麼多規定......」
還有，被高能中子束攻擊時，這玩意一點用處也沒有！要抵擋高能中子束，除
非將光子力研究所以重重的鉛壁包住才行。即使34公分厚的鉛壁也只能使中子
束損失約10%的動能而已，所以可能要厚達數公尺的鉛壁......
這種亟需敵方配合的防護罩還是不要用的好，我們看下一個......
第六波 總合戰力！超巨大完璧防護罩作戰！
既然如此，把前面所有的方法全部綜合起來怎樣？一起併用，敵人來什麼攻擊
都不怕了吧？
圖示：完成！超巨型鐵壁之防護罩誕生！
第一、為了對付中子束，研究所外面圍上厚達數公尺的鉛壁圓頂。
第二、其次為了對付物體兵器，鉛壁外面再圍上數公尺厚的鋼鐵圓頂！
第三、外面再包上佈滿電磁石的玻璃壁，其外有厚達160公尺的100萬度電漿！
其外層自然也要一層佈滿電磁石的玻璃壁！
第四、為了對抗素粒子兵器，外圍還有無數超巨大的磁極板，構成強大的磁場！
第五、再外層則有數道護城河，其下不停的加熱煮沸，冒出濃厚的水蒸氣煙霧包
圍著整個研究所，以防止敵方的雷射激光攻擊！
第六、為了對付敵人的火燄攻擊，其外側再佈下無數的素粒子束發射器向天發射，
形成極為壯觀的素粒子暴瀑布屏幕！
怎麼樣？這一來什麼攻擊也奈何不了光子力研究所了吧？研究所本身才數百公尺
寬，外面的防護罩倒是寬達數十公里！層層鐵壁般的防禦兵器，足令敵人望而卻
步，正所謂「不戰而屈人之兵」，酷吧？
什麼？這樣重重的包圍下，鐵金剛要怎麼出動？研究所裡的人要怎麼出入？雷達
要如何偵測外界的狀況？司令塔要如何掌握戰況？如何與外界連絡？
呃........................這樣吧，把研究所的司令塔、雷達、鐵金剛出入口
等重要設施都設在這一大圈防護罩外面好了，這樣才不會阻礙到......
但這一來......費了這麼大工夫造成的超巨大防護罩倒底是用來保護什麼的呀？
呃......嗯......沒關係，反正我們的題目是「光子力研究所鐵壁的防禦作戰」
，有防禦就好了，管它有沒有防到重要的地方！哈哈！......................
.......................................................
（柳田理科雄所長正在被光子力研究所弓所長追殺中，本學期課程到此為止，
謝謝各位觀賞！）
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