我們都知道，電影中的主角都帶著一個(gè)“主角光環(huán)”，往往大難臨頭而自有逃生妙計(jì)，有時(shí)候甚至直接挑戰(zhàn)常識(shí)，讓人匪夷所思。“主角光環(huán)”的威力誰(shuí)都知道，除了導(dǎo)演誰(shuí)也打不死他們。但電影都是騙人的，有時(shí)它們甚至違反數(shù)學(xué)規(guī)律！曾有人用簡(jiǎn)單的計(jì)算，分析了那些不顧數(shù)學(xué)規(guī)律的經(jīng)典電影橋段。在這里我們簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)比較有趣的。.主角都能躲子彈

當(dāng)我們的英雄在舊廠房、小廣場(chǎng)、狹窄的公寓里被敵人拔槍怒射的時(shí)候，他總能靈巧地一晃躲過(guò)呼嘯的子彈，然后再伺機(jī)反攻。007系列電影和《諜影重重》這樣的動(dòng)作片是這個(gè)場(chǎng)景的佼佼者，在《黑客帝國(guó)》中也有經(jīng)典的吳宇森式火并畫(huà)面。

但躲子彈當(dāng)真這么容易嗎？下面我們以一把來(lái)復(fù)槍?zhuān)?2 Rimfire T-Bolt Target/Varmint）為例，看看要快到什么程度才能躲過(guò)子彈。

假設(shè)英雄和敵人之間的距離d1=12m，就在子彈射出的一瞬間，他開(kāi)始躲避。根據(jù)資料，上面這把來(lái)復(fù)槍的子彈速度是v1=370m/s。它走完這一段路程到達(dá)英雄的初始位置需要t=d1/v1=12÷370≈0.03s，假設(shè)英雄為了確保躲開(kāi)子彈，要在子彈射中身體之前至少移動(dòng)d2=0.5m。他的速度只要超過(guò)最低速度v2便能躲開(kāi)這枚可惡的子彈了?？梢运愠觯簐2=d2/t=0.5÷0.03≈16.7m/s，但是，短跑名將博爾特的百米速度也才大約平均10.4m/s。所以說(shuō)，主角總能躲開(kāi)子彈的極大原因是因?yàn)橛小爸鹘枪猸h(huán)”的緣故。

爆炸了，能跑開(kāi)嗎？

現(xiàn)在哪部大片還少得了壯觀的爆炸場(chǎng)面？就像左邊這些劇照表現(xiàn)的那樣，爆炸時(shí)主角一陣狂奔，“瀟灑”地脫離險(xiǎn)境。實(shí)際上，在躲避爆炸的時(shí)候，看似危險(xiǎn)的火苗并不會(huì)燒到太遠(yuǎn)的地方，真正危險(xiǎn)的是爆炸所產(chǎn)生的沖擊波。

一般爆炸產(chǎn)生的沖擊波分為兩種，速度也有比較大的差異。第一種為低速?zèng)_擊波，它的速度和音速差不多，主要用于推動(dòng)物體前進(jìn)，就像槍支中的火藥爆炸，推動(dòng)子彈射出。另一種為高速?zèng)_擊波，它的速度則快很多，最高能達(dá)到v=8000m/s的速度。這種沖擊波劇烈地壓縮空氣，使得爆炸中心附近的空氣燃燒起來(lái)，所以如果能避開(kāi)沖擊波，火苗也就根本燒不到你。

沖擊波的威力是會(huì)不斷衰減的，面對(duì)一起破壞力較大的爆炸，我們假設(shè)至少要距離爆炸中心d=50m才能保證安全。不妨認(rèn)為即使經(jīng)過(guò)了激烈的飆車(chē)或打斗，主角依然能發(fā)揮出超越世界短跑冠軍的水平，在爆炸前t1=3s發(fā)現(xiàn)苗頭不對(duì)開(kāi)始狂奔，只需要5秒便能順利到達(dá)安全地帶。不過(guò)對(duì)于沖擊波來(lái)說(shuō)，要掃蕩到50m的范圍，只需要t2=d/v+t1=50÷8000+3≈3.006s，但這時(shí)候，我們的主角還狂奔在危險(xiǎn)地帶上呢。

跳水就不會(huì)死？

經(jīng)?？梢钥吹街鹘潜灰徽拼蛳律窖?，幸而下面是湖，于是大難不死。只要底下有片水，跳下去幾乎就順理成章。比如電影《天使與魔鬼》，幾百米的高空上，湯姆·漢克斯為了躲避爆炸奮不顧身地從直升機(jī)上跳了下去，落在了羅馬的臺(tái)伯河中，安全逃生。

看起來(lái)很帥，但問(wèn)題是，它其實(shí)并沒(méi)有那么安全。從高處落入水中，會(huì)對(duì)我們產(chǎn)生威脅的因素有3個(gè)：1.表面的撞擊力；2.水的深度；3.在水中的這段時(shí)間是否能保持閉氣。

首先我們來(lái)看看落入水中時(shí)產(chǎn)生的撞擊力。如果一個(gè)人在沒(méi)有降落傘的情況下從600m的高空跳下，入水速度是十分可怕的160km/h，因?yàn)樗菬o(wú)法壓縮的流體，以這個(gè)速度入水，身體撞擊水的情況和撞到一堵墻上沒(méi)多大區(qū)別。另外，600m這個(gè)高度又不夠高，降落傘不能完全起到作用，所以即便有降落傘，入水速度也只是降到了100km/h（不過(guò)這倒至少保證腳先入水，避免了關(guān)鍵部位與水碰撞）。

如果足夠幸運(yùn)，入水時(shí)沒(méi)有造成致命傷，那需要多深的水才不會(huì)撞到水底呢？考慮到大家入水的姿勢(shì)以及速度大不相同，因此我們采用一個(gè)比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)：一家網(wǎng)站的研究數(shù)據(jù)表明，水的深度為起跳高度的兩倍時(shí)就很安全了。普通的跨河大橋距離水面一般也有幾十米高，比如悉尼海港大橋距離水面有52.4米，從橋上跳下去如果希望不碰到河床，就需要近百米的水深，這個(gè)要求對(duì)于大部分河流來(lái)說(shuō)已經(jīng)很苛刻了，就更別說(shuō)從直升機(jī)上跳下去了。

退一步說(shuō)，水深符合要求，比如跳進(jìn)的是大海，那就可以了嗎？也不行。這時(shí)會(huì)碰到第3個(gè)問(wèn)題：跳進(jìn)水里后（還不死）也未必能一口氣浮起來(lái)。既然是逃生，我們當(dāng)然不能在跳海時(shí)還帶著氧氣罐和腳蹼，因此這其實(shí)是一個(gè)自由潛水的活動(dòng)。要知道人類(lèi)的自由潛水深度紀(jì)錄是威廉·特盧布里奇在2010年4月26日創(chuàng)造的：116米。在116米這個(gè)深度人的耳膜和肺部等器官都會(huì)受到十分強(qiáng)大的壓迫，因此未經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的人根本不可能在這個(gè)深度自如地活動(dòng)，要想一口氣浮到表面更是困難重重。

所以，如果湯姆·漢克斯的物理學(xué)得不錯(cuò)，那么我想他一定不會(huì)愿意從直升機(jī)上跳下來(lái)的。

就是揍不死

有些動(dòng)作明星我不說(shuō)名字你也能想到，他們不管被怎么暴揍，最后也基本無(wú)恙。大帥哥布拉德·皮特在《搏擊俱樂(lè)部》中被打成豬頭，依然只是流點(diǎn)血受點(diǎn)皮肉傷，馬上就恢復(fù)了。

但是一個(gè)人真的能扛住這么多次擊打嗎？曼徹斯特大學(xué)對(duì)此有過(guò)專(zhuān)門(mén)的研究。

我們著重在這里考慮沖量造成的效果：p=mv=Ft（動(dòng)量=質(zhì)量×速度=力×受力時(shí)間）。根據(jù)高速攝像機(jī)的拍攝記錄，能測(cè)出一個(gè)拳擊手的出拳速度可達(dá)到v=14m/s，同時(shí)我們假設(shè)半只手臂以及拳頭的重量在沖擊的時(shí)候起了作用，考慮到暴揍主角的都是彪形大漢，因此假設(shè)他們手臂以及拳頭的質(zhì)量為m=3.5kg。受力時(shí)間比較難把握，如果打到堅(jiān)硬的地方時(shí)間會(huì)比較短，這里我們近似地取t=0.01s。綜合公式以及這些數(shù)據(jù)，能算出這樣一記重拳的力量是：F=mv/t＝3.5×14÷0.01=4900N（Ｎ是力的單位），這個(gè)力度甚至可以打碎骨頭！即便是一個(gè)瘦弱的男孩的出拳速度也有6.7m/s，所以即使是普通一拳，根據(jù)公式可以計(jì)算出其力量大約是：F=mv/t＝3.5×6.7÷0.01=2345N，如果狠狠的一拳沒(méi)有打到你大大的肚腩而是敏感脆弱的顴骨上，那恐怕就要去看骨科醫(yī)生了。更何況是一通暴揍甚至圍毆……

一根蠟燭點(diǎn)亮全世界

像《奪寶奇兵》這樣的探險(xiǎn)電影，山洞加火把是必不可少的元素，而在更秘密的場(chǎng)景中，主角往往也會(huì)提著一根蠟燭或者熒光棒，偶爾還有把一根熒光棒扔到黑漆漆的深淵下根據(jù)亮度估算深度的橋段。但有過(guò)停電經(jīng)歷的人都知道，一根蠟燭往往連一個(gè)餐桌都照不全，在完全無(wú)光的洞中又能有多大作用？

物理上用來(lái)計(jì)量光照強(qiáng)度的單位是勒克斯（lux），這個(gè)單位還有一個(gè)很有趣的名字：米燭光，意思是1lux的光亮程度大致和一根蠟燭在一米遠(yuǎn)處的亮度相當(dāng)。想象一下，現(xiàn)在我們的手里拿著一根“標(biāo)準(zhǔn)蠟燭”，以這根蠟燭為球心，半徑1米的球面上某點(diǎn)的亮度就是1lux。如果我們站在距離蠟燭x米遠(yuǎn)的位置呢？

一根蠟燭發(fā)出的光的總量是有限的，我們甚至可以計(jì)算出來(lái)：B=1×4π×r2=1×4π×12=4π。以蠟燭的中心為球心，x米為半徑的球面上的光照亮度為：b=B/（4πx2）=1/x2，假設(shè)這個(gè)山洞很小，半徑只有3m，那么我們手上的那根蠟燭照到墻壁上時(shí)只剩下b=1÷9≈0.11 lux，可見(jiàn)光亮程度已經(jīng)微乎其微了。數(shù)字可能不夠直觀，沒(méi)關(guān)系，下面這個(gè)表格展示了照亮一個(gè)日常生活場(chǎng)景所需的光照強(qiáng)度。

現(xiàn)在你應(yīng)該很清楚了：為了讓上面那個(gè)小山洞內(nèi)能有客廳的亮度，我們手上至少要捧著450根蠟燭！