動(dòng)漫世界里的科學(xué)

◆葉子 輯

科學(xué)真是無(wú)處不在，連動(dòng)漫世界里都有它的身影。

貓不那么愛(ài)抓老鼠

很多人看《貓和老鼠》這部動(dòng)畫片的時(shí)候都會(huì)思考一個(gè)問(wèn)題，為什么湯姆作為一只貓總是被老鼠杰瑞逼到死角？

其實(shí)，這個(gè)疑點(diǎn)是有科學(xué)解釋的。美國(guó)福特漢姆大學(xué)的邁克爾·帕森斯團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，貓沒(méi)那么愛(ài)抓老鼠。城市中的貓不僅不太擅長(zhǎng)捉大老鼠，甚至可以說(shuō)是對(duì)它們一點(diǎn)食欲都沒(méi)有。

原本，邁克爾·帕森斯團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備在紐約的一家回收工廠對(duì)老鼠進(jìn)行研究，而在他們?yōu)閷?shí)驗(yàn)老鼠植入芯片、貼好標(biāo)簽、布置好天羅地網(wǎng)的監(jiān)控設(shè)備后，貓來(lái)了。經(jīng)過(guò)觀察，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)貓的數(shù)量為5只，平均每天出現(xiàn)3只。

然而和預(yù)想的不一樣，面對(duì)60只老鼠，貓并沒(méi)有將回收工廠當(dāng)成大型野外自助餐館。于是研究團(tuán)隊(duì)順?biāo)浦鄣馗鼡Q研究方向，確定為：貓對(duì)老鼠種群的影響是怎樣的？

當(dāng)老鼠在地面上遛彎時(shí)，貓幾乎不做任何動(dòng)作，故事中貓鼠追逐的場(chǎng)面并沒(méi)有頻繁上演。2個(gè)多月來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)只看到貓進(jìn)行了20次尾隨、3起有謀殺企圖的狩獵行為，其中僅有2起成功致死。他們甚至發(fā)現(xiàn)，這些貓似乎更專注于鉆紙箱，而不是獵殺老鼠。

在帕森斯看來(lái)，老鼠和人類似乎都高估了城市中貓的能力。老鼠會(huì)主動(dòng)避開(kāi)貓，低調(diào)生活，同時(shí)貓也不希望浪費(fèi)體力捕捉300克以上的大老鼠，這樣一來(lái)，貓的存在確實(shí)讓人們覺(jué)得老鼠變少了，但真相是老鼠藏起來(lái)了或者改變了生活方式，讓人更難以發(fā)現(xiàn)，但數(shù)量上不會(huì)有明顯改觀。

知道了這點(diǎn)后，我們?cè)倏纯础敦埡屠鲜蟆穭?dòng)畫片，杰瑞這只機(jī)智的老鼠吊打蠢貓湯姆，確實(shí)沒(méi)什么毛病——你以為《貓和老鼠》只是逗小孩玩的，其實(shí)它是科學(xué)神作。

馬里奧世界不適合人類居住

很多玩家都幻想能夠穿越到游戲世界，但有一個(gè)問(wèn)題，那里真的適合人類居住嗎？馬里奧大叔所在的世界就可能分分鐘要了你的命，因?yàn)樘祗w物理學(xué)家Gabe對(duì)馬里奧世界的重力進(jìn)行了計(jì)算，認(rèn)為那里根本不適合人類生存。

和普通玩家不同，Gabe在通關(guān)游戲后，腦中出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題：馬里奧這家伙為什么能跳這么高？

按照地球人的思維，想要迅速提升自己的跳躍能力，最簡(jiǎn)單的方法是去重力小的環(huán)境跳。宇航員即使穿著厚重的宇航服，在月球上照樣能蹦著前進(jìn)，沒(méi)準(zhǔn)馬里奧世界也是這樣。

然而事實(shí)恰恰相反，馬里奧世界的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了正常人的承受范圍。Gabe認(rèn)為算出重力加速度是最直接的辦法。

在地球的真空環(huán)境中，一個(gè)物體直線上升時(shí)，每過(guò)1秒種，速度值都會(huì)減小9.8米每秒。這個(gè)9.8就是地球表面的重力加速度數(shù)值。

重力加速度等于兩倍跳躍高度除以到達(dá)跳躍頂點(diǎn)所需時(shí)間的平方。如果想要算出馬里奧世界的重力加速度，我們就需要知道馬里奧每次跳躍的最大高度和他跳躍到最高點(diǎn)所需要的時(shí)間。

在實(shí)驗(yàn)中，Gabe讓馬里奧在不助跑的情況下直接跳躍，跳躍的高度就用馬里奧自己的身高來(lái)丈量，很直觀，相當(dāng)于他身高的2.25倍。在《超級(jí)馬里奧世界》游戲中，馬里奧的官方身高是1.55米，所以他跳躍的高度約為3.5米。

我們?cè)賮?lái)計(jì)算一下馬里奧從地面跳躍到最高點(diǎn)所耗費(fèi)的時(shí)間。Gabe的方法是讓馬里奧連續(xù)跳躍15次，用所得的時(shí)間除以15，得到單次從跳躍到落地的時(shí)間；然后除以2，得到從離開(kāi)地面到達(dá)空中最高點(diǎn)的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間是0.3秒。

最后利用重力加速度公式，我們可以算出馬里奧世界的重力加速度數(shù)值是78，相當(dāng)于地球表面重力加速度數(shù)值的8倍。原來(lái)，馬里奧跳得高并不是因?yàn)橹亓π?，而是因?yàn)閾碛邢喈?dāng)強(qiáng)壯的腿部肌肉，全靠大力。

假設(shè)馬里奧身處地球環(huán)境，他完全可以憑借那雙短腿瞬間提速到每小時(shí)80千米，然后飛出地面27米。換句話說(shuō)，在游戲中馬里奧只是蹦上了一塊磚頭，但如果生活在地球上，相當(dāng)于一躍跳上了9層樓的樓頂。

既然知道了馬里奧所在星球的重力加速度，那么很多人可能會(huì)問(wèn)，馬里奧這家伙到底住在哪？事實(shí)上，Gabe找遍整個(gè)太陽(yáng)系，也沒(méi)有找到一個(gè)合適的星球?；蛟S科學(xué)家只能在太陽(yáng)系外找到這種星球，而且很有可能是一顆恒星，但幾率幾乎為零。所以在Gabe看來(lái)，我們和馬里奧不僅僅是“次元”不同，人家根本就是太陽(yáng)系外的外星人。

苦力怕是什么生物

游戲中很多生物都能和現(xiàn)實(shí)中的對(duì)號(hào)入座，然而《我的世界》中的苦力怕卻讓全球玩家犯了難。這家伙上半身如同蘑菇，沒(méi)有手臂，下面有4個(gè)觸角——獨(dú)特的外形讓它非常出名，而它另一個(gè)讓人印象深刻的特點(diǎn)是自爆，當(dāng)它接近玩家后會(huì)頻繁閃爍，并發(fā)出“嗞嗞”的聲音，然后爆炸。

那么問(wèn)題來(lái)了，苦力怕到底什么來(lái)頭，現(xiàn)實(shí)中它的原型是什么，為什么會(huì)爆炸？

苦力怕走路時(shí)“嘎吱嘎吱”響，像干枯的葉子，所以游戲開(kāi)發(fā)者Notch心想：苦力怕雖然長(zhǎng)得很像動(dòng)物，但為什么不能是植物呢？根據(jù)一系列推理，我們有理由認(rèn)為苦力怕是一種泥炭蘚植物。

泥炭蘚也叫水蘚，四季均可生長(zhǎng)，一般生活在沼澤地，它們與苦力怕的第一個(gè)相似點(diǎn)就是長(zhǎng)相，綠中有白。第二，為了繁殖，這種植物會(huì)自爆，而且非常劇烈，它們必須把孢子射得足夠高，才能被風(fēng)帶走。更巧的是，在爆炸前，孢子因?yàn)榭諝庑孤?huì)發(fā)出“嘶嘶”的聲音，這一點(diǎn)和苦力怕也很相似。第三，苦力怕可以通過(guò)雷電積蓄力量，同時(shí)提升自己的爆炸威力。而泥炭苔蘚有很好的電化學(xué)性質(zhì)，理論上人們有可能利用它制作電池組件。自爆、音效、能玩電這些特點(diǎn)都符合，泥炭蘚植物不是苦力怕的原型，是什么呢？

史蒂夫到底有多強(qiáng)

很多游戲中看起來(lái)平平無(wú)奇的角色其實(shí)是絕世強(qiáng)者，比如《我的世界》中的史蒂夫。

首先我們來(lái)了解一下這位強(qiáng)者的身高。在《我的世界》中，每個(gè)方塊都是長(zhǎng)、寬、高分別為1米的立方體，而1米等于16個(gè)像素，那么1米除以16，就可以得出1個(gè)像素的長(zhǎng)度是6.25厘米。

如果我們把史蒂夫和兩個(gè)方塊進(jìn)行對(duì)比，可以看出史蒂夫只有29.5個(gè)像素高，也就是說(shuō)，史蒂夫的身高為29.5乘以6.25，約等于185厘米。有的朋友提到史蒂夫身高像素與實(shí)際高度的比例在不同模式下不太一樣，不過(guò)，他確實(shí)是個(gè)不折不扣的壯漢。

既然天天用手?jǐn)]樹(shù)的史蒂夫這么人高馬大，那么他的力氣有多大呢？我們繼續(xù)運(yùn)用數(shù)學(xué)與物理知識(shí)來(lái)算算史蒂夫的神奇力量。

想要判斷史蒂夫的強(qiáng)弱，看看他能攜帶多少東西或許是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

史蒂夫的神奇背包擁有36格，每格能裝下64立方米黃金，一共可裝下2304立方米黃金，而1立方米的黃金重19.32噸。換句話說(shuō)，根據(jù)史蒂夫的背包容量，如果他愿意，他背上的黃金數(shù)量可以占地球有史以來(lái)開(kāi)采的所有黃金的26%，大約重45 000噸，這些黃金大約需要98輛卡車才能裝下。而史蒂夫卻將它們扛在身上，如果他用的是雙肩背包，那么單個(gè)肩膀承受的重量差不多相當(dāng)于2500輛校車的重量。

這已經(jīng)夠可怕了吧？更可怕的是，在這種負(fù)重條件下，史蒂夫依然能夠跳躍到1米左右的高度！不得不說(shuō)，史蒂夫強(qiáng)大得超乎想象！