《超人：鋼鐵之軀》帶來的疑問：
一個(gè)人能有多強(qiáng)大？
劇情：在這部最新超人電影中，身為農(nóng)夫之子的超人發(fā)現(xiàn)了自己的力量，并從兩個(gè)來自氪星、欲大搞破壞的瘋狂惡棍手中拯救了地球。
答案：超人或許能舉起一輛公交車或一個(gè)石油平臺，但是人類的力量相當(dāng)有限。首先是肌肉的性質(zhì)。人類能產(chǎn)生的最大力量依賴于我們的肌纖維如何工作。多年來，科學(xué)家從不同脊椎動(dòng)物身上抽取肌肉并測試它們的能力。他們得到了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則：在橫截面上，一塊肌肉每平方厘米能產(chǎn)生大約30牛頓的力。南方衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)應(yīng)用生理學(xué)家彼得·韋安德說：“因?yàn)檫M(jìn)化是一個(gè)保守的過程，所有這些肌肉的成分基本上都是—樣的?！?/p>
然而為什么不制造更多肌肉呢？在某種程度上，人類多年來—直在這么做：我們的體力比500年前的人更強(qiáng)了。但我們無法讓肌肉量超過某個(gè)限度，因?yàn)槲覀兊墓趋啦粫?huì)支持其力量。肌腱盡管相當(dāng)結(jié)實(shí)，也有極限一一每平方厘米1055千克拉力。人類或許正在接近運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的上限。
肌肉的成分也會(huì)限制人類的表現(xiàn)?？旒±w維相比慢肌纖維能制造更多的力。通過訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)員或許能改變快慢肌纖維的比例，但是研究顯示，有關(guān)比例在很大程度上是由遺傳決定的。
提高人類力量限制的途徑之一是打造一個(gè)超越人類的運(yùn)動(dòng)員。不同的骨骼架構(gòu)可以增加某些運(yùn)動(dòng)方面的優(yōu)勢。男性尼安德特人（舊石器時(shí)代生活在歐洲和西亞地區(qū)的史前類人生物）屈肘的力量比今天一般男性強(qiáng)三分之_。因此考慮超人時(shí)，要記得他來自氪星。像尼安德特人—樣，他理論上不是人類，而是類人生物。因此他適用于不同的法則。
《環(huán)太平洋》帶來的疑問：
為什么要用意念操控機(jī)器人？
劇情：當(dāng)巨型怪物在太平洋底浮現(xiàn)時(shí)，人類試圖用巨大的作戰(zhàn)機(jī)器人抵御它們。這些機(jī)器人由同神經(jīng)接口相連的人類駕駛員操控。
答案：當(dāng)然，你可以像無人機(jī)駕駛員那樣使用一個(gè)久經(jīng)考驗(yàn)的接口。但是一個(gè)腦控接口(BCI)就酷多了。
而且大體上，它還在改進(jìn)：大腦信號向肌肉傳播的速度存在生物化學(xué)上的限制，而在同怪物作戰(zhàn)時(shí)，每毫秒都非常重要。
BCI存在，科學(xué)家已經(jīng)使用它們來控制機(jī)器人，但是它們非常笨拙。從_種腦波模式中很難得到一個(gè)清晰的信號，這會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤并會(huì)放慢反應(yīng)速度。
更好的BCI或許有一天會(huì)讓四肢癱瘓者走路，或幫助由于重力原因而不能動(dòng)的飛行員。即使BCI改進(jìn)性能，它們也可能用途有限。科學(xué)家可以更加容易地創(chuàng)造對聲音指令或眼部動(dòng)作反應(yīng)的接口，或許根本不需要接口。對于飛機(jī)和汽車來說，自動(dòng)控制可能是更好的選擇。
對那些努力制造BCI的人來說，影片《環(huán)太平洋》中的駕駛員的確提供了一個(gè)有用的點(diǎn)子：他們兩人一組操縱作戰(zhàn)機(jī)器人，而他們的大腦通過一座“神經(jīng)橋”相連。塞普爾韋達(dá)的團(tuán)隊(duì)剛剛就這個(gè)概念完成了一項(xiàng)試驗(yàn)。試驗(yàn)參與者被分成兩組，他們被要求操縱一個(gè)宇宙飛船模擬器。當(dāng)他們這么做時(shí)，軟件將讀取這兩隊(duì)成員的腦信號。通過整合神經(jīng)信號，BCI排除了一些雜音，并以更大精確度操縱飛行?？雌饋韮蓚€(gè)大腦的確優(yōu)于一個(gè)。
《星際迷航：暗黑無界》帶來的疑問：
我們何時(shí)能得到“星際”中的武器？
劇情：倫敦發(fā)生的一次恐怖主義爆炸引發(fā)了對星際聯(lián)盟一名叛變?nèi)藛T的全球大搜捕。這名變節(jié)者的飛船同“進(jìn)取號”之間展開了—場宇宙大戰(zhàn)。
答案：《星際迷航》中的移相器槍—直是星際迷熱捧的對象。
不過現(xiàn)實(shí)生活中，定向能武器或許很陜會(huì)投入戰(zhàn)場。例如波音公司正在研發(fā)安裝于卡車上的高能激光移動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，以抵御成群結(jié)隊(duì)的無人機(jī)、導(dǎo)彈或追擊炮襲擊。國防專家不必為每個(gè)威脅發(fā)射價(jià)值100萬美元以上的導(dǎo)彈。他們可以使用激光精準(zhǔn)破壞多個(gè)目標(biāo)。盡管煙霧可能影響激光的強(qiáng)度，但是激光不必考慮風(fēng)速和風(fēng)距，而且它們不會(huì)像炮彈那樣跳飛，所以不會(huì)造成許多附帶危險(xiǎn)。
波音公司還在測試—種較小型的“戰(zhàn)術(shù)激光系統(tǒng)”。
它可以裝在海軍艦船上的“密集陣”機(jī)關(guān)炮架上。其目的是保護(hù)艦船不受無人機(jī)群或較小型船隊(duì)的襲擊，方式是要么徹底摧毀它們，要么使用較低強(qiáng)度的激光束破壞敵方傳感器。
如何讓射線槍小型化是個(gè)難題。例如，波音公司正在研發(fā)—種便攜式的激光武器，這種武器能摧毀某些種類的目標(biāo)。但是，這種武器也還沒有小到可以替代突擊步槍。它需要兩名軍人來搬動(dòng)它。激光最適合從事隱蔽任務(wù)。它可以安置在偏僻的地方，并從那里進(jìn)行射擊。射擊時(shí)發(fā)出的光和聲響也是各種武器中最少的。
制造手持定向能武器的最大挑戰(zhàn)在于能源本身。一支100千瓦的激光武器在4秒鐘的作戰(zhàn)中能消耗兩杯柴油。相比發(fā)射導(dǎo)彈，這算很便宜了o但是，—種步兵使用的多用途致命射線武器所要求的燃料必須有極大的能量密度。得到這種能量密度的燃料對今天的研究人員來說還只是一種夢想。
《鋼鐵俠3》帶來的疑問：
外骨骼服裝會(huì)飛嗎？
劇情：時(shí)髦的億萬富翁、發(fā)明家和超級英雄托尼·斯塔克面臨一系列襲擊。這些襲擊是一個(gè)自稱曼達(dá)林的國際恐怖分子發(fā)起的。
答案：在影片中，斯塔克的戰(zhàn)衣強(qiáng)大得令人難以置信。這是一個(gè)可穿著的武器系統(tǒng)，它能拋擲汽車，能制服戰(zhàn)斗機(jī)。在現(xiàn)實(shí)世界里，這是將噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)組和外骨骼這兩種技術(shù)相結(jié)合的結(jié)果。在這兩種技術(shù)中，外骨骼技術(shù)是更有前途的—個(gè)。就外骨骼而言，現(xiàn)在已經(jīng)存在大量這類系統(tǒng)，它們都是一些為殘疾人設(shè)計(jì)的裝置或康復(fù)醫(yī)療裝置。
一些企業(yè)制造這種機(jī)動(dòng)化設(shè)備來幫助殘疾人。它們能代替穿著它們的人行走。于是，它們成了輪椅的更多才多藝的替代品。外骨骼可能還會(huì)有其他應(yīng)用。在美國航天局，研究人員正在努力將它們同宇航服相結(jié)合。
他們已經(jīng)研發(fā)了一種此類宇航服。它最終將能讓宇航員在火星上長途跋涉，但消耗的能量卻很少。
同時(shí)，火箭帶（噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)組的專業(yè)術(shù)語）的研發(fā)卻處于相對停滯的狀態(tài)。過去十年已經(jīng)出現(xiàn)了少數(shù)模型，但都只是些公關(guān)噱頭。這些系統(tǒng)在空中停留時(shí)間很短，因?yàn)樗娜剂舷洳坏?分鐘就空了o如果再加上外骨骼的重量，只會(huì)讓問題更嚴(yán)重。
至于外骨骼的未來，美國航天局工程師克里斯·貝克說：“今天的外骨骼系統(tǒng)將幫助在未來制造超人系統(tǒng)。我們研發(fā)的外骨骼系統(tǒng)可以用來增加力量。”外骨骼或許也可以飛行，而且不使用噴氣動(dòng)力機(jī)組。
有益的懷疑：鋼鐵俠的噴氣靴子可以在水下工作。這忽視了一個(gè)事實(shí)，即依靠燃燒的噴氣系統(tǒng)被水淹后會(huì)熄火。美國高級研究項(xiàng)目局2008年試圖收集建議以制造潛水飛機(jī)，但是現(xiàn)在，這個(gè)項(xiàng)目似乎也被淹死了。
《極樂世界》帶來的疑問：
人類可以長期在太空生活嗎？
劇情：2154年，最富有的人都生活在一個(gè)名叫“極樂世界”的豪華太空站中。一名男子則試圖利用上流社會(huì)的救生技術(shù)來拯救依然生活在地球上飽受貧困和疾病折磨的普羅大眾。
答案：盡管這個(gè)想法引入入勝，但生活在太空卻是非常困難的。失重會(huì)讓人類的肌肉和骨量流失。輻射通常會(huì)縮短壽命。而生活在地球上時(shí)，地球的磁氣圈會(huì)為我們阻隔這些輻射。因此《極樂世界》存在一個(gè)令人費(fèi)解的問題：既然住在太空站會(huì)讓地球最富有的人變得脆弱和更易患癌癥，為什么他們要住在那里呢？
在影片里，答案是，金錢萬能。該太空站的保健系統(tǒng)超越了地球上的任何東西。那里有設(shè)備可以消除包括癌癥在內(nèi)的幾乎所有疾病。至于失重問題，“極樂世界”是一個(gè)“斯坦福環(huán)”。居民生活在一個(gè)巨大的旋轉(zhuǎn)輪子的內(nèi)部，其離心力提供了類似地球重力那樣的引力。
理論上，“斯坦福環(huán)”是可行的，但是建造它實(shí)際上是不可能的。這需要將千百萬噸材料投入軌道。美國航天局的約翰·查爾斯說：“殖民月球也比建造這個(gè)‘斯坦福環(huán)’容易。”消除生活在地球磁氣圈的周邊所產(chǎn)生的健康威脅也很難。今天國際空間站的宇航員在站內(nèi)逗留十幾天就可能吸收相當(dāng)于在地球上時(shí)兩到三年的輻射量。查爾斯說，一個(gè)較長久的居住地最有可能利用廢水等現(xiàn)成材料來使輻射轉(zhuǎn)向。最后，還要做很多工作來避免人體的衰弱。
有益的懷疑：馬特·達(dá)蒙手槍大小的軌道槍應(yīng)該會(huì)讓人產(chǎn)生懷疑。這種軌道槍的彈丸由電磁推動(dòng)，發(fā)射需要大約10萬安培的電流，以使槍達(dá)到較遠(yuǎn)的射程。這種設(shè)計(jì)實(shí)際上對于安裝在戰(zhàn)艦上的武器來說更合理，就像美國海軍正在設(shè)計(jì)的武器那樣。對于影響范圍不會(huì)超過數(shù)公里的槍戰(zhàn)來說，使用火藥更實(shí)際。
