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科幻片中出現的科技與心靈力量是否有實現的可能? 

 

柏拉圖如此寫道:「假使一個人可以像人類中的上帝一樣,在市集上隨手拿走他喜歡的東西,可以隨意進入別人家中,與任何人同床共枕,可以任意殺人或釋放獄中的囚犯,你說他會不幹以上這些事嗎?……不難想像,一個人要是具備了隱形能力,卻沒有利用這等能力作任何壞事或進行偷竊,一般人大概會認為他愚笨至極吧……」

隱形,可能是古代神話中最古老的概念之一。自有歷史紀錄以來,人類就懷有一種恐懼──往生者的靈魂會不會在半夜以我們看不見的型態躲在暗處,伺機而動?希臘神話中的英雄帕修斯(Perseus),靠著隱形盾牌的幫忙才殺死了蛇髮女妖梅杜莎(Medusa)。戰場上的將領們也夢想擁有這樣的隱形斗蓬,因為,一旦隱形,你便能輕易深入敵軍陣營,殺他個措手不及。但若壞人具備這樣的能力,恐怕輕輕鬆鬆就能幹下超級搶案。

隱形這個主題,在柏拉圖(Plato)的倫理和道德論中也發揮了重要功能。在其哲學傑作《理想國》(The Republic)當中,他提到了蓋吉茲戒指的傳說。住在里底亞的蓋吉茲(Gyges of Lydia)是個貧窮卻誠實的牧羊人。一日,他無意中進到一個隱密的洞穴,裡頭有一個墳塚,墳塚中的亡者戴著一只金戒指。沒想到,這只金戒指具有一個很神奇的力量──使人隱形。如此神奇的力量,讓這個貧窮的牧羊人陶醉不已。某晚,他利用這只戒指偷偷溜進宮廷,色誘王后,並在王后的協助下殺死國王,再篡位為王。

柏拉圖透過這則故事想表達的道德訓示是,能夠任意偷竊與殺人,是任何人都難以抗拒的誘惑。普天下的每個人都有墮落的可能,而所謂道德,不過是外界強加在我們身上的社會建構物。一個人可能為了維持誠實正直的聲譽,而表現得道貌岸然,但要是掌握了隱形的能力,他就有可能受不了誘惑而加以濫用。有評論者認為,托爾金(J. R. R. Tolkein)的《魔戒》三部曲,就是受到這則道德故事的啟發;托爾金故事中的魔戒,既可以讓持有者隱形,也可能誘發他心底的邪惡力量。

在科幻小說裡,隱形這個主題也是很常見的情節。以一九三○年代的《飛俠哥頓》為例,劇中的哥頓就是透過隱形而躲過了冷血明王(Ming the Merciless)的砲火攻擊。在《哈利波特》的小說和電影中,男主角哈利只要披上一件特殊的斗蓬,便能在別人看不到的情況下於霍格華茲城堡裡任意走動。

威爾斯在他的經典小說《隱形人》中,也將隱形的傳奇發揮得淋漓盡致。故事的主角是個醫學院的學生,他在偶然間發現了第四空間的力量,而能夠遁入其中變成隱形人。不幸的是,他濫用這個力量謀求私利,幹了一連串壞事,最後在警察的窮追不捨下丟了性命。

馬克士威方程式與光的奧祕

蘇格蘭物理學家馬克士威是十九世紀的物理學巨擘之一;他在研究上的成果,終於讓物理學家對光學定律有了紮實的認識。馬克士威在某些方面與法拉第恰恰相反,後者沒受過正式的學術訓練,在實驗上卻天賦卓越;前者則精通高深數學,就讀劍橋大學時在數學物理學上有著極優異的表現。

提到劍橋大學,兩個世紀前牛頓也是在此處完成他多項研究的,而且,他還發明了微積分。所謂微積分,是以「微分方程式」為語言,來描述物體在時間和空間上的細微變化。舉凡海浪、液體、氣體和砲彈,其運動都可以用微分方程式來加以表示。馬克士威在研究之初就有個明確的目標,他要用精確的微分方程式,來描述法拉第的革命性發現與力場理論。

他首先從「電場可以變成磁場,而磁場也可以變成電場」這項發現著手。馬克士威以微分方程式的精確語言,重述法拉第所描述的力場,結果創造出現代科學中最重要的方程式之一。這一系列的方程式共包含八個相當艱深的等式;如今世界上每一個物理學家和工程師,在研究所研讀電磁學時都曾為這些等式傷透腦筋。

之後,馬克士威問了自己一個很關鍵的問題──既然電場和磁場可以互相轉換,那麼當兩者週而復始地不斷循環互換時,會發生什麼事?他發現,這些電磁場會創造出一個波,就如同海上的波浪一般。之後他更驚訝地發現,這些波的速度正好跟光速一樣!馬克士威獲得這項發現時是一八六四年,當時他寫下了一段彷彿預言的話:「(這些波的)速度太接近光速了,這讓我們有充分的理由相信,光本身……其實是一種電磁波動。」

這或許是人類史上最偉大的發現之一。光的奧祕如今總算被揭開了。在那一刻,馬克士威忽然理解到,從炫麗的朝陽到璀璨的夕陽,從斑斕的彩虹到天上的星光,宇宙中有許多事物都能以他當時寫在紙上的那些波動方程式來加以描述。如今我們知道,從雷達到電視,從紅外線到可見光、紫外線、X光、微波和r射線,整個電磁頻譜其實都是馬克士威所說的波,也是法拉第力場的振動。

愛因斯坦在談及馬克士威方程式的重要性時也表示,它們是「自牛頓以來,物理學上最深刻也最有價值的發現。」

遺憾的是,這位十九世紀最偉大的物理學家在四十八歲時因為胃癌而英年早逝(他的母親似乎也在差不多的年紀死於相同疾病)。要是他當初能活得更久,或許會發現其方程式容許時光的扭曲,而比愛因斯坦早先一步提出相對論。如此一來,相對論或許早在美國內戰時期就已經問世。

馬克士威的光理論和原子理論為光學和隱形提供了簡單的解釋。固體中的原子排列非常緊密,它們會形成像磚牆一樣緊密的屏障,令光線無法穿透,所以大多數的固體都是不透明的。相對地,液體或氣體的分子排列較為疏鬆,原子和原子間的間隔大於可見光的波長,使得光線可以輕易穿透,因此大多數的氣體,如氫、氧、氮、二氧化碳、甲烷,以及大多數的液體,如酒精、氨、丙酮、過氧化氫,都是透明的。

儘管如此,這個原則仍有重要的例外,例如:許多晶體雖然是固體,卻是透明的。因為,晶體的原子是呈格子狀排列,而行列與行列間的距離也很有規則,因此有很多通道容許光線通過。因此,儘管晶體的原子排列和其他固體一樣緊密,卻仍然可讓光線通過。

此外,在某些狀況下,若我們令固體的原子排列變得隨機無秩序,它就會變得透明,譬如,將某些材料加熱到一定的高溫,再急速冷卻,就可以達到這種效果;像玻璃,它的原子排列是隨機的,這使它在性質上有許多方面都與液體類似;某些糖果也可以透過這個方式變得透明。

根據馬克士威方程式,隱形顯然是一種與原子有關的性質,因此,要透過一般方式來使它發生,即便不是不可能,也應該非常困難。也就是說,要讓哈利波特隱形有幾種方法,一是使他液化,二是加熱使他汽化,三是把他變成晶體,四是把他加熱再急速冷卻;但這每一種都相當困難,就算你是巫師也一樣。

軍方由於製造不出隱形的飛機,只好退而求其次──發展隱密技術(Stealth Technology),以令雷達偵測不到飛機的存在。所謂隱密技術,是運用馬克士威方程式變出的一連串戲法。隱密式的戰鬥噴射機,用人類的肉眼完全看得見,但在敵軍的雷射螢幕上,它只是個和一隻大鳥差不多的小黑點而已。(事實上,隱密技術是由許多戲法拼湊而成。藉由改變戰鬥噴射機的材質、降低鋼鐵的含量、改用塑膠和樹脂、改變機身的角度、重新調整排氣管的位置等等,都可以令敵軍的雷達光束在碰觸到機身後,便往四面八方擴散,而無法回到敵軍的雷達螢幕上。不過,隱密技術仍無法令噴射戰鬥機完全隱形,只能盡可能地阻擋和分散敵軍的雷達光束而已。)

~內文資料來源《電影中不可能的物理學》(世茂出版)~

 

119電影中不可能的物理學.jpg  

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