【專題報導】科幻宇宙中最厲害的彈指!

【專題報導】科幻宇宙中最厲害的彈指!

第三屆數感盃青少年數學寫作競賽

高中組專題報導類

佳作《科幻宇宙中最厲害的彈指!》彭如駿/大安高工

 



在國小的時候我常常和我哥一起看漫畫,而在所有漫畫裡面,我最喜歡的角色,就是鋼之煉金術師中的羅伊·馬斯坦古(焰之煉金術師)!

 

他彈的每一下手指都能產生爆炸,而雙手並用時還能引發連環爆炸,這對我這個完全不會彈指的人來說,實在帥爆了!

沒想到去年竟然有一個傢伙和他搶最強彈指這個稱號!?彈一下手指產生的不是爆炸,而是直接讓宇宙中一半的生命消失!

沒錯,那個傢伙就是MCU超級反派薩諾斯。

而在本文章中我要打算知道他彈的那下手指到底有多厲害。

 

在無限之戰電影中,薩諾斯認為只有將宇宙中一半的生命都幹掉,剩下的生物才會有足夠的自然資源,安穩的生活,因此他開始去收集能達到此目的的七龍珠!

等等我搞錯了,他去收集的是無限寶石!

他收集是因為只有同時使用全部的無限寶石才有力量去毀滅宇宙中一半的生命。

在電影結尾時,我們看到了他成功的收集到所有無限寶石,並且彈了一下手指使宇宙一半的生命在短時間內突然消失。但是電影中的「生命」和「毀滅」並沒有明確的定義,所以我若是要計算他在地球上所花費的能量,我就必須先定義好他所說的「生命」和「毀滅」。

我們先來了解他指的「生命」到底是什麼。

在電影中他確實是說「所有生命」,只不過將所有的動植物的數量減半,反而會讓那顆星球無法生存。你想想看,他要是將全世界的植物都減半,那麼我們氧氣的提供量會大量衰減,而種一棵樹的速度絕對不會比人的繁殖還快,地球上所有生物很可能就因缺氧死亡,不只是我們地球,外星生物也一定會因某種生物大量漸少,陷入困境,他目標並不是讓宇宙亂到物種一一滅絕,所以他所說的生命應該是指像我們人類這種有智慧的生物。

定義好生命後,我們還需要知道他是如何「毀滅」,而我想出以下了兩個可能:

  1. 將所有人轉移到另一個空間(沒死)
  2. 將所有人分解(有死)

邏輯上,薩諾斯應該是用的一種方法,因為這樣才能解釋復仇者聯盟為什麼能所有人復活,但是經過思考後發現這並不可能。我們回去前面看一下薩諾斯的目的,他是要讓所有生物都有足夠的資源,將一個人一到另一個空間會使宇宙減少一整個人的質量,自然資源會大量減少,一個人大約有70%為水,假設每個人體重都和世界平均體重62公斤一樣重,62kg*70%≒43.5kg,而現在的世界人口數量約為78億人,移動一半人口會減少43.5*7.8*10^(9)/2=1.7*10^11公升的水,等於九萬個標準游泳池的水量!

確定了他是將人分解後也還沒結束,因為分解還分將全部化為原子顆粒和將全部化為氣體這兩種。

第一種方法來分解一個人大約需要3mega焦耳的能量,它很符合薩諾斯的作風,將一個人徹底的殺死,毫不保留。但是在分解時所產生大量的原子個體會大規模的影響生態,又會和他的目的矛盾,所以薩諾斯只能以蒸發來摧毀一個人。那麼蒸發一個人會需要多少能量呢?

我先計算水分的蒸發,由先前的計算可知人水分重量為43.5kg,人的平均體溫為37°C須提升溫度100°C-37°C=63°C;所需能量=43.5*(63*水的比熱+蒸發潛熱2257KJ/Kg) =43.5*(63* 4.187+2257KJ/Kg)=43.5*(263.781KJ/Kg+ 2,257KJ/Kg) =43.5*2520.781≒110,000KJ 

剩下30%的身體並非單一物質所構成,所以只能大致推算為4到5mega焦耳,總合起來為115mega焦耳,大約和64公升的可口可樂相等。

而蒸發一半的人會需要: 

115,000,000*3,900,000,000≒4.485*10^(17)=448.5petajoule

換算成黃色炸藥約為:107. 2MT(百萬噸)也就是5,360顆長崎核彈,再轉換為一個衝擊波能到900公里的沙皇核彈約為2.15顆,消耗的能量並沒有我想像中這麼多,假設當初薩諾斯是將一個人完全分解的話將會花上整整117exa(117*10^18)焦耳的能量,多消耗的能量為原本的25倍。

這樣也還沒結束

在終局之戰中,復仇者聯盟用無限手套將所有被蒸發的人都復活了!

一般來說被蒸發的人並不可能莫名其妙的被復活,MCU的無限寶石真的越來越像七龍珠了。但是在七龍珠裡面至少有靈魂可以解釋人被復活,MCU裡面沒有這種東西,那些人沒理由能被復活啊!

這個問題我思考了很久,都想不出一個合理的答案,之後有看到MCU官方有說寶石只能復活寶石殺死的人,突然讓我想到了一個可能,就是手套在殺人之前,都會先將目標備份起來,再消滅,我所說的備份不只是單純的儲存記憶,只儲存記憶的話,沒有身體,是沒辦法被復活的,我所說的是將整個人存下來。

以網路上查到的結果人腦最大容量約為2.5petabyte=2.5*10^(15)byte足以容納300萬小時的電視影集。

知道了腦容量多少後,還需要知道人要如何下載。最合理的方式就是講他的基因都載下來,因為基因也會儲存記憶,像是疤痕等等的,只不過一個人的基因的容量要怎麼算?

 

一般來說一個人的DNA都是由四種鹼基組成Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C), and Guanine (G)而它的組合總是A-T、T-A、C-G、G-C 一個基因組(23條染色體)中約有30億個組合因此一個細胞中約有60億個組合,假設那四個組合分別為(00)(01)(10)(11)那麼每四個組合將會等同於1byte,所以一個細胞的容量為6*10^(9)/4=1.5*10^(9)byte=1.5gigabyte等同於兩片CD片。平均一個人身體中的細胞總含量約為37.2萬億(Trillion)個,一個人基因所含的記憶為:

7.2*10^(12)*1.5*10^(9)= 5.58*10^(22)=55.8zetabyte!是腦容量的2.2*10^7倍

下圖為全球數據中心資料儲存容量的預估圖,現在全球數據中心的資料儲存容量預估為2000exabyte=2zetabyte連1/25個人都存不下!

而無限手套卻能一口氣存39億個人

因為基因的儲存量為腦的最大容量的10的7次方倍,我就直接忽略不算。

由此我可以計算無限手套存了:5.58*10^(22)*3.9*10^(9)=2.18*10^(32)byte

≒0.218Domegemegrottebyte(10^33) google資訊中心所儲存量為10-15exabytes(10^18)

大約需要10^15個google資訊中心才能存的下,google一個資訊中心的能源消耗約為2.6gigawatts,要是真的以google資訊中心存的話會消耗2.6*10^24watt!

在電影中所有泰坦星的人除了鋼鐵人都被消滅了,很明顯的他絕對不是以星球總人口來進行消滅,而是以全宇宙相同物種的總數,這也就代表他必須讀完一整個人的基因,不然可能會將頭皮削之類的東西也算入。其中我發現一個蠻有趣的東西,以漫威提供的薩諾斯前傳可得知他是一個突變的泰坦,彈手指是將所有像人類的物種蒸發50%的人口,突變的生物很可能被分成一個獨立的物種,1的50%沒辦法取整數,因此突變的物種不會被蒸發。

由Youtube查到薩諾斯彈手指的那一段影片,第一個人約在彈手指後的23秒被蒸發,意思就是說手套能在23秒內在讀取0.218Domegemegrottebyte*2(總人口)的資訊。

這樣手套的資訊讀取速度會等於:

總人口的基因記憶/所花時間=0.218Domegemegrottebyte*2/23≒1.9*10^(31)byte。

依照影片大約在5分鐘後最後一個人被蒸發,因此它的下載速度應為:

2.18*10^(32)*8/300≒5.8*10^(30)bps(bit per second),byte為bit的8倍。

NASA的有線網路下載速度為91Gbps,而「無線」手套的下載速度是NASA的10^20!!

知道了這些以後,來比比看馬斯坦古和薩諾斯的彈指實力差多少。

以TNT模擬器找出了最符合馬斯坦古彈指爆炸的公斤數為2Kg~2.5Kg的黃色炸藥,而由先前的計算得知了薩諾斯彈指約為107. 2MT(10^9Kg) 

直接計算的話薩諾斯彈指威力是他的四百三十億倍!

看來最強彈指這個稱號毫無疑慮的是這個紫色巨人獲得了。

馬斯塔古一點機會也沒。

 

資料來源:

  1. https://science.slashdot.org/story/13/09/13/2122208/it-takes-299-gigajoules-to-vaporize-a-human-body
  2. https://wechat.kanfb.com/star/48715
  3. https://www.quora.com/How-many-joules-does-it-take-to-vaporize-a-human蒸發公式
  4. https://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent#Nuclear_examples
  5. https://www.scientificamerican.com/article/what-is-the-memory-capacity/
  6. https://bitesizebio.com/8378/how-much-information-is-stored-in-the-human-genome/
  7. https://www.youtube.com/watch?v=dFomwoVngOI
  8. https://www.quora.com/How-much-data-do-Google-data-centers-store

 

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