圖注：深海迷航早期設定圖，顯示了淺海的瑰麗(li) 風光。

深海迷航是一款深海主題的開放世界生存遊戲。遊戲中的主角飛船被外星大炮擊毀，流落在一個(ge) 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，解開水下數千米的世界中埋藏的秘密，從(cong) 而逃離這裏。

小編個(ge) 人覺得這個(ge) 遊戲非常經典。雖然已經是6年多以前的遊戲，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(li) 和凶險，那滲透、浸潤入四肢的恐懼和刺激。這個(ge) 遊戲讓我們(men) 這些生活在水麵之上，腳踏實地的生物，體(ti) 會(hui) 了一番水麵之下，漂浮不定的刺激生活。

圖注：4546B星球深海中的瑰麗(li) 景象。

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

圖注：經典場景：外星大炮一發打爆陽光號救援飛船。

當然，不能跟遊戲太較真。所以這次，我們(men) 不打算求出外星大炮一發炮彈的具體(ti) 能量值，我們(men) 將會(hui) 通過對比，確定它能量的上限和下限——一起來推導一下吧！

圖注：危機四伏的外星海底火山區域

一、 以子之矛，攻彼之盾

首先我們(men) 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(ti) ，導致其在空中解體(ti) ，粉身碎骨。因此，外星大炮至少可以擊穿陽光號的護盾。我們(men) 並不知道陽光號的護盾到底有多大的強度，但是我們(men) 有另一個(ge) 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概念圖。玩家搭乘海王星逃離4546B，就是遊戲通關(guan) 的標誌。

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

圖注：考慮到海王星號可以直接從(cong) 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。

海王星號在結尾動畫中，直衝(chong) 雲(yun) 霄，然後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(yu) 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(ti) 上，軌道上的太空垃圾以圓周運動環繞著4546B行星飛行，方向為(wei) 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(yu) 太空垃圾運動方向垂直。所以，撞擊瞬間的合速度，是兩(liang) 者速度的平方和的平方根，即：

火箭的速度我們(men) 可以通過升空時間來推算——考慮到4546B在設定上比地球小，我們(men) 認為(wei) 其大氣層隻有70km厚。

如圖，遊戲中，火箭升空到碎片區域一共用了21秒，那麽(me) ，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(jue) 於(yu) 飛行器具體(ti) 的軌道參數。但大體(ti) 上，可以用下麵的公式來估算：

其中G是萬(wan) 有引力常量，M是中心天體(ti) 的質量，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。遊戲設定中說，4546B比地球要小，那我們(men) 就算它5000m/s吧。

圖注：4546B與(yu) 它那大的離譜的月亮。

如果認為(wei) 當時撞上來的太空垃圾是100kg，那麽(me) ，第一次撞擊的能量大約是35億(yi) 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域，發射成功

值得說明的是，我們(men) 的計算不準確——任何一個(ge) 合格的高中生都能夠發現，我們(men) 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(yi) 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（應該是等離子體(ti) 射流）輕而易舉(ju) 地就撕碎了它。所以，外星大炮的能量等級至少是50億(yi) 焦耳每秒每平方米。

假設外星大炮的射流截麵積大約是40平方米，單次發射持續了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(ge) 小房間裏爆炸，非常恐怖。

圖注：4546B上被有浮力的海洋生物托舉(ju) 起來的浮島

所以我們(men) 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，但並沒有將他蒸發為(wei) 灰燼。所以我們(men) 現在假設——假如要將陽光號這麽(me) 大的一坨鐵，完全融化為(wei) 鐵水，需要多少能量？

圖注：陽光號（Sunbeam）的藝術設定圖

遊戲中並沒有給出陽光號的具體(ti) 尺寸。不過，考慮到他是一艘乘員6人的小型公務船，其長度應大致在100米左右，截麵半徑約10米左右。這樣一來，體(ti) 積大約是3萬(wan) 立方米。

圖注：庫什區。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。假設要熔化這艘飛船，相當於(yu) 熔化3000噸鐵——那麽(me) ，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，修建一座觀景台，看它表演噴火球。

在遊戲中，外星大炮一共發射了三秒鍾，其中前兩(liang) 秒就將陽光號完全摧毀，第三秒基本上是個(ge) 餘(yu) 波，用於(yu) 確認擊殺。所以外星大炮的威力上限，大約是2000GJ。

那麽(me) ，我們(men) 來總結一下——外星大炮的威力，可能介於(yu) 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——隻有氫彈可以與(yu) 之相較高下。

圖注：墜落在這樣的世界，眼前是無盡的海洋，舉(ju) 目無親(qin) ；身周是陌生的水下叢(cong) 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？其實並不恐怖，畢竟，地球周圍環繞的太空垃圾，某種程度上也可以達到相似的殺傷(shang) 效果——所以保護臨(lin) 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，畢竟並非每個(ge) 人都有機會(hui) 乘坐上最先進的深潛器，真正親(qin) 身去體(ti) 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？也並不是沒有機會(hui) ？

美編：ZYN

校對：覃華清、江淑敏

來源：中科院地質地球所


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