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36.蜘蛛俠的網到底有多結實?

《物理專題期刊》(Journal of Physics Special Topics)是一份特殊的科學雜誌,每年由英國萊斯特大學出版一期,雜誌上發表的文章並非來自於那些已經有一定知名度的學者,而是一些希望成為知名學者的學生。他們並不會享受特權,因為他們的論文也必須遵守「複審」的規則,在所有專業出版物裡,這個規則正大行其道。年輕終究是年輕,這些作者在前輩的敦促下,決定「不走尋常路」。他們開始努力解決那些和物理哪怕只是沾點兒邊的問題,也包括最不靠譜的問題。(然而一旦年紀到了,他們也會很快變成不苟言笑的老專家。)

在最近一期雜誌中,我們讀到了這樣一篇文章,作者以物理學家的眼光重新審視了由山姆·雷米(Sam Raimi)執導,2004年上映的《蜘蛛俠2》中那些最驚心動魄的場景。我要為那些最近50年在孤島上度過時光的人或者對「漫畫」過敏的人回放一下主要情節。年輕的皮特·帕克(Peter Parker)被一隻放射性蜘蛛咬過之後,變身成了超級英雄蜘蛛俠。而這個意外事件賦予了他無與倫比的力量、靈活性和非比尋常的思維能力,並且他的手和腳能夠死死地黏著在所有巖壁上。並且,為了讓人類的外表配上蜘蛛的全部武裝,帕克還在自己的手腕上安裝了一個蛛絲發射器,這個小玩意能夠發射出富有黏性的蛛絲,是他通過生物科技合成的蛛絲蛋白製成的。而這種合成的蛛絲蛋白可以保證他在真實世界裡發一筆橫財。

當然,相較於掙錢,蜘蛛俠更擅長救人。在《蜘蛛俠2》中,他的死對頭章魚博士讓一列塞滿乘客的空中地鐵失控了,他必須要讓地鐵停下來。皮特·帕克剛開始想用腳阻止這台瘋狂列車繼續行進,但他發現自己並不是超人。於是,他決定採用一種更能發揮自身優勢的戰術:站在列車頭,將一張張蛛網粘在軌道兩邊的建築物上,這些蛛網已經處在崩斷的邊緣,幸好在地鐵即將脫軌懸空之時,他成功地攔住了地鐵。

於是,萊斯特大學的學生們的問題來了:這樣的英雄壯舉看起來太不靠譜,只會在電影中出現,那在蜘蛛的世界裡,到底有沒有可能真的實現呢?我們知道,一根真正的蛛絲,它的韌性可以超過鋼鐵,但是它能攔下一列由重達38.6噸的4個車廂組成,載了平均體重為70公斤的一千來個乘客,時速接近90公里並且鐵軌一直在為車頭供電的火車嗎?而對這一電影場景的視頻分析告訴我們,從蜘蛛俠手腕發射出的蛛絲直徑為5毫米。於是,他們列了幾個公式,做了幾次運算,揭開真相的時刻來啦。答案是:是的,沒啥大問題。在蜘蛛的世界裡,這種蛛網的質量只能算稀鬆平常。

但是呢,我想建議《物理專題期刊》在下一期思考皮特·帕克身體的拉伸韌性有多強。因為無論做不做蜘蛛俠,他都可能在這股超乎尋常的拉力之下被肢解,成了好萊塢的拉瓦亞克(刺殺亨利四世的人,最後被處以碟刑)一樣。學生們也不可能什麼都想到吧。