圖注：深海迷航早期設(shè)定圖，顯示了淺海的瑰麗風光。

深海迷航是一款深海主題的開放世界生存游戲。游戲中的主角飛船被外星大炮擊毀，流落在一個幾乎全是海洋的外星星球上——也就是4546B星。玩家需要深入探索這片深海世界，解開水下數(shù)千米的世界中埋藏的秘密，從而逃離這里。

小編個人覺得這個游戲非常經(jīng)典。雖然已經(jīng)是6年多以前的游戲，但至今回憶起來，還是難以忘懷身處深海之下，那纏繞、溶解在一起的瑰麗和兇險，那滲透、浸潤入四肢的恐懼和刺激。這個游戲讓我們這些生活在水面之上，腳踏實地的生物，體會了一番水面之下，漂浮不定的刺激生活。

圖注：4546B星球深海中的瑰麗景象。

這次，我們來聊一聊深海迷航中，一個推動故事劇情發(fā)展的重要建筑——外星大炮。游戲中，主角的飛船是被外星大炮打爆的。后來，前來救援主角的飛船也被外星大炮一發(fā)入魂。這個大炮威力無匹，壓倒一切——學物理的小編我，就生起了興趣——外星大炮的威力到底有多大？

圖注：經(jīng)典場景：外星大炮一發(fā)打爆陽光號救援飛船。

當然，不能跟游戲太較真。所以這次，我們不打算求出外星大炮一發(fā)炮彈的具體能量值，我們將會通過對比，確定它能量的上限和下限——一起來推導(dǎo)一下吧！

圖注：危機四伏的外星海底火山區(qū)域

一、 以子之矛，攻彼之盾

首先我們計算外星大炮的攻擊力下限。大炮一擊就打碎了陽光號的防護盾和船體，導(dǎo)致其在空中解體，粉身碎骨。因此，外星大炮至少可以擊穿陽光號的護盾。我們并不知道陽光號的護盾到底有多大的強度，但是我們有另一個可以參考的飛行器——海王星號逃逸火箭。

圖注：海王星號逃逸火箭的藝術(shù)概念圖。玩家搭乘海王星逃離4546B，就是游戲通關(guān)的標志。

海王星號逃逸火箭上安裝了一套護盾模組，我們可以利用這個護盾的強度，來大致推測陽光號的護盾強度——畢竟這些護盾都是游戲中的黑心企業(yè)Alterra生產(chǎn)的，具有一定的可比性。

圖注：考慮到海王星號可以直接從獨眼巨人號潛水艇上直接拆二手護盾模塊來使用，有理由相信Alterra公司的所有飛船都用同一種護盾。

海王星號在結(jié)尾動畫中，直沖云霄，然后撞上了之前被轟碎的陽光號和極光號殘留在近地軌道上的太空垃圾——它的護盾救了主角一命，非常極限地扛住了太空垃圾的撞擊。

所以說，軌道中的太空垃圾，與海王星號相互撞擊的能量，就是這套護盾所能夠承受的極限攻擊力，也可以看作是外星大炮所需的攻擊力的下限。

圖注：外星海底的樹珊瑚組成的“蘑菇森林”

大體上，軌道上的太空垃圾以圓周運動環(huán)繞著4546B行星飛行，方向為圓周的切向；而海王星號升空的方向則是豎直向上，沿圓周的徑向，與太空垃圾運動方向垂直。所以，撞擊瞬間的合速度，是兩者速度的平方和的平方根，即：

火箭的速度我們可以通過升空時間來推算——考慮到4546B在設(shè)定上比地球小，我們認為其大氣層只有70km厚。

如圖，游戲中，火箭升空到碎片區(qū)域一共用了21秒，那么，撞擊前火箭的速度大約是6667m/s。

地球近地軌道的軌道速度多種多樣，取決于飛行器具體的軌道參數(shù)。但大體上，可以用下面的公式來估算：

其中G是萬有引力常量，M是中心天體的質(zhì)量，h是飛行器當前軌道高度，Re是地球半徑，a是飛行器軌道半長軸。一般來說，像國際空間站這種軌道高度約400km的飛行器，其軌道速度大約是7600m/s。游戲設(shè)定中說，4546B比地球要小，那我們就算它5000m/s吧。

圖注：4546B與它那大的離譜的月亮。

如果認為當時撞上來的太空垃圾是100kg，那么，第一次撞擊的能量大約是35億焦耳——大概是一噸TNT炸藥，在不到一秒的瞬間，將全部能量集中釋放到海王星飛船護盾上不到一平方米的地方。

圖注：海王星號驚險通過太空垃圾區(qū)域，發(fā)射成功

值得說明的是，我們的計算不準確——任何一個合格的高中生都能夠發(fā)現(xiàn)，我們忽略了動量交換，直接采用了完全非彈性碰撞的計算方法，這是不科學的。

圖注：海藻在水中油油地招搖

每秒每平方米35億焦耳的能量都沒能完全打破海王星的護盾，外星大炮的能量射流（應(yīng)該是等離子體射流）輕而易舉地就撕碎了它。所以，外星大炮的能量等級至少是50億焦耳每秒每平方米。

假設(shè)外星大炮的射流截面積大約是40平方米，單次發(fā)射持續(xù)了3秒時間，那外星大炮的炮口能量就至少達到了600G焦耳，大約150噸TNT集中在一個小房間里爆炸，非?？植?。

圖注：4546B上被有浮力的海洋生物托舉起來的浮島

所以我們計算出了外星大炮威力的下限——600G焦耳。

二、 流金鑠石，削鐵如泥

圖注：數(shù)千米深的深海中，漆黑陰暗，危機四伏

大家回想一下，外星大炮雖然輕易擊毀了陽光號飛船，但并沒有將他蒸發(fā)為灰燼。所以我們現(xiàn)在假設(shè)——假如要將陽光號這么大的一坨鐵，完全融化為鐵水，需要多少能量？

圖注：陽光號（Sunbeam）的藝術(shù)設(shè)定圖

游戲中并沒有給出陽光號的具體尺寸。不過，考慮到他是一艘乘員6人的小型公務(wù)船，其長度應(yīng)大致在100米左右，截面半徑約10米左右。這樣一來，體積大約是3萬立方米。

圖注：庫什區(qū)。4546B上的特殊植物，庫什，是主要的淡水來源。

既然是飛船，材料的熱性能肯定比鐵好。鐵的熔化熱是450kJ/kg，即熔化1kg鐵大約需要450kJ熱量。假設(shè)要熔化這艘飛船，相當于熔化3000噸鐵——那么，需要的能量就是1350GJ。

圖注：小編我當年的光輝事跡——在海底最深處的海龍身邊，修建一座觀景臺，看它表演噴火球。

在游戲中，外星大炮一共發(fā)射了三秒鐘，其中前兩秒就將陽光號完全摧毀，第三秒基本上是個余波，用于確認擊殺。所以外星大炮的威力上限，大約是2000GJ。

那么，我們來總結(jié)一下——外星大炮的威力，可能介于600GJ到2000GJ之間，這是人類目前的槍和炮都遠遠達不到的能量層級——只有氫彈可以與之相較高下。

圖注：墜落在這樣的世界，眼前是無盡的海洋，舉目無親；身周是陌生的水下叢林，危機四伏；遠方還有神秘外星人的大炮時刻威脅著生存。

感到恐怖嗎？其實并不恐怖，畢竟，地球周圍環(huán)繞的太空垃圾，某種程度上也可以達到相似的殺傷效果——所以保護臨近空間安全刻不容緩。

圖注：4546B深海下的洞穴：失落之河。

感到向往嗎？確實有點向往，畢竟并非每個人都有機會乘坐上最先進的深潛器，真正親身去體驗海底2000米深處的隱秘世界。

圖注：失落之河中的生命之樹，水下1300米

或者？也并不是沒有機會？

美編：ZYN

校對：覃華清、江淑敏

來源：中科院地質(zhì)地球所


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