跟尤達大師學原力發(fā)電

如果要給所有的科幻電影搞個影響力排行，《星球大戰(zhàn)》系列若說它是第二，恐怕就沒誰敢說自己是第一了。隨著續(xù)作《原力覺醒》的上映，各種風光的天體星球，威風霸氣的宇宙戰(zhàn)艦，千奇百怪的外星人物……星戰(zhàn)系列中許多經典的形象和場景再次給大家?guī)硪还尚菓?zhàn)熱潮。不過，要在這些經典中選一個最經典的，無疑還是那個超級重要的，支撐整個星戰(zhàn)系列的，沒有它電影就演不下去的，連標題都要由它組成的東西——原力。

什么，你問為什么不是嗡嗡嗡滿屏幕亂閃的光劍？哦，拜托，沒有原力來啟動的光劍就跟你家里的手電筒差不多，電影中那些無比精彩的光劍大戰(zhàn)本質上還是原力的比拼。那沒看過原作的讀者肯定要問了，這個神秘兮兮的“原力”到底是什么？

所謂“原力”，其實是《星球大戰(zhàn)》系列電影中的核心概念，一種被描述成超自然的而又無處不在的神秘力量，是絕地武士（電影中的大部分正派）和西斯（反派）兩方依靠和追求的力量所在。哇！等等，這老神棍一樣的解釋是怎么回事？科普雜志上寫這些東西會不會跑題了？咳咳，不用擔心，本期欄目我們并不去討論原力到底是什么，因為即使是電影中把光劍舞得刷刷轉的絕地武士們也沒幾個說得清的，我們要討論的是—既然原力這么厲害，那用它來發(fā)電效果如何呢？

為了解決這個問題，我們需要《星球大戰(zhàn)》系列中最受人愛戴的角色—尤達大師的協(xié)助，因為他老人家不僅掌握原力的本領數(shù)一數(shù)二，而且很好說話并樂于幫助年輕人（反正我們是不敢請黑武士幫忙）。電影中展現(xiàn)尤達大師原力之強大的鏡頭不少，但真正能幫助我們量化研究原力的還是《星球大戰(zhàn)》正傳第一部里，尤達大師將墜入沼澤中的X翼戰(zhàn)機提升起來的那一幕。雖然劇情上尤達大師這么做是為了鍛煉主人公盧克的意志，但在物理學的層面上，這正好是一個將原力這種未知能量轉換成我們熟悉的能量—機械能—的過程，這樣就方便我們計算了。

機械能

機械能是日常生活中最常見的一種能量形式，比如你跑步時就是將身體內儲存的能量轉化成機械能的過程。物理學將其定義為動能與勢能的總和，它的大小與物體的質量、所處位置以及運動的速度有關。

接下來就是物理課考試時間了，問：將一個物體提升到某一高度，所需要的能量等于該物體的質量乘以重力加速度，再乘以所提升的高度。那么，電影中尤達大師將X翼戰(zhàn)機提升出沼澤水面需要多少能量呢？咳咳……好吧，看來這不止是一道物理題，還是一道重度星戰(zhàn)發(fā)燒友測試題啊，我們還得考證一些數(shù)據(jù)才行（友情提醒，如果你對一長串的數(shù)字感到頭疼，請直接跳過考證過程看結果吧）。

《星球大戰(zhàn)》官方給出的X翼戰(zhàn)機數(shù)據(jù)是機身長度為12.5米，但由于制造材料不明，所以機身重量未知，不過估計也不會很輕，否則尤達大師就不會用這個來考驗盧克了。我們假設X翼戰(zhàn)機的材料和我們現(xiàn)實世界中的F22戰(zhàn)斗機差不多（即密度相同），F(xiàn)22有19米長，空重19700千克，那X翼戰(zhàn)機大概就重達5600千克。

尤達大師將X翼戰(zhàn)機升出水面的高度大約是戰(zhàn)機起落架的高度，這個大約有1.4米。整個提升過程中大師控制得相當平穩(wěn)，耗時約3.5秒。而他們所在的那顆星球—達戈巴行星，電影中設定的引力大小約為地球的0.9倍，則重力加速度就是0.9g（g為地球的重力加速度，數(shù)值大小約為9.8）。

那么，5600×0.9×9.8×1.4 = 69148.8焦耳

現(xiàn)在答案呼之欲出：尤達大師釋放的原力能量大小為69148.8焦耳（焦耳是能量大小的單位），我們取整就是將近70000焦耳的能量，再用它除以時間3.5秒，得出尤達大師用原力“發(fā)功”的功率為20000瓦。20000瓦有多大呢？大家想一想家里用的電器的功率，電飯煲是500瓦，冰箱是100瓦，電腦是200瓦，最費電的空調一般為1000瓦……如此看來，若將尤達大師的原力完全轉化成電力，就算是你家里的電器全部打開運轉，也就大約只用了原力發(fā)出電量的十分之一而已，真是超棒的能源啊，而且綠色無污染！

如果你對尤達大師的原力還是沒什么概念，我們不妨將其與普通的人類比較一下。雖然現(xiàn)實世界中沒有原力（至少目前還沒有發(fā)現(xiàn)），但人類的大腦能通過腦電流來向身體傳遞信號，而腦電流的本質是神經元產生的離子電流，假設將這種電流轉換成可供電器使用的電流，它與尤達大師的原力發(fā)電相比會有什么結果呢？那么，接下來就是物理課考試附加題的時間了（再次友情提醒，如果你還沒有接觸過能量、功率這些物理概念，請再次跳過計算過程直接看結果吧）。

人腦大約有800億個神經元，但這些神經元并不是全部同時處于工作狀態(tài)的，同一時間內只有大約1%，也就是8億個神經元處于激活狀態(tài)。當傳遞信號時，一個神經元會產生大約0.000000001安培的電流（安培是電流的單位），電壓的變化值大約為0.105伏特（伏特是電壓的單位），根據(jù)功率的大小等于電流值乘以電壓值，計算出8億個神經元總共產生電能的功率約為0.084瓦，這就是一般情況下人類腦電流產生功率的大小，與尤達大師那20000瓦的功率相比，小的都可以忽略不計了。

雖然這樣估算下來，尤達大師用原力發(fā)電的效果確實驚人，但原力畢竟只是電影中的概念，我們也只能像做物理考試題一般地幻想一下而已。不過話說回來，尤達大師曾說過“絕地武士把原力用于知識和防御，絕不用于進攻”，不知道發(fā)電算是哪類范疇呢？