物理学角度看《碟中谍5》:阿汤哥真神
  • 万南
  • 2015年09月14日 10:59
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汤姆·克鲁斯新作《碟中谍5:神秘国度》正在热映,截至今天上午10:30,该片国内累计票房已达5.5亿

首部预告片中,阿汤哥徒手扒飞机的场景就令人印象深刻。对于这部好莱坞大片中的物理知识,钱江晚报和浙工大的物理教授熊宏伟以及所带的物理博士、本科生一道,进行了分析。

(注:不剧透具体的情节,将两个传得多的经典镜头背后的科学,跟大家分享。)

镜头一:扒飞机——阿汤哥双手的抓力是他体重的3.86倍

在1700米高空,阿汤哥徒手hold住飞机舱门。    因为事先剧透给熊宏伟有“扒飞机”这样一个场景,他就一直盯着一个细节看——阿汤哥当时身体飞起来的角度。熊宏伟用物理知识探索阿汤哥的这个高难度动作,就是从这个“身体飞起的角度”切入的。

物理学角度看《碟中谍5》:阿汤哥真神

《碟5》中,阿汤哥用手抓住飞机飞向高空。由于自身重力和风力同时存在,导致阿汤哥身体垂直方向产生一个角度,熊宏伟估计,这个角度大约有75°。    阿汤哥当时感受到的风力,和飞机的速度有关。我们从阿汤身体的角度得到了他感受到的风力的大小。这意味着阿汤哥受到的风力是重力的3.73倍。为了保证抓住飞机,他双手的抓力就得是他体重的3.86倍。    记者查了一下靓汤的体重:90公斤(可见身高170公分左右的阿汤哥,是一枚多么实打实的硬汉)。所以,悬在舱门外的他,双手要承受的抓力有348公斤,的确是神一样的特工啊!    这是一种什么样的体验——    想象一下,你吊在单杠上不掉下来的话,双手抓力是你自己的体重而已。

物理学角度看《碟中谍5》:阿汤哥真神

如果你想体会一下顶级特工的感觉,那么试试特别的单杠挑战吧。不过呢,得在你身上另外挂上至少和你相似体型的两个人!    “风力是由于空气中的分子撞击在汤姆克鲁斯的身体导致的。”熊宏伟解释说,75°角时,估计阿汤哥受风的有效面积是0.2㎡,这就意味着飞机的速度大约是113米/秒,还没有达到这架A400M军用运输机的最大速度(大约245米/秒)。“这大约是民航飞机升入高空后正常飞行速度的一半。”    “从影片来看,当时飞机的确还没有进入正常飞行高度。”熊宏伟说。    幕后——    《碟5》幕后视频的介绍,证实了熊宏伟的推测。导演介绍当时拍摄的高度大约是1700米高空左右。    “哪怕是达到民航的正常飞行速度,风力还要增加4倍,这个时候阿汤哥作为一个地球特工,几乎也是不可能抓住飞机的。”    “拍摄应该是考虑到安全性,不能在飞机全速飞行的情况下进行。但同时选择这个高度拍摄,也是根据汤姆克鲁斯的体重严格测算过的,非常科学、精准。”    事实上,在1700米高空,阿汤哥“肉包铁”的风险也是非常大的。在这样的高速下,空中的任何物品——石子、小鸟等,都能轻易杀死他。导演组还专门为他配备了特制的隐形眼镜——以防大风把他的眼珠子刮出来。    镜头二:潜水——水下憋气6分钟 动作专业且一丝不苟    阿汤哥从40米深的瀑布顶端纵身跃下,在水下憋气6分钟。    熊宏伟观察判断,水流下部涡旋的速度大概是4米/秒,水旋转所需的动能,远远小于流水机关的势能。

物理学角度看《碟中谍5》:阿汤哥真神

首先,场景科学。    再看阿汤哥的任务:潜到水下去换置一块记载有特工个人信息的芯片。    在水深40米处,气压达到5个大气压。熊宏伟根据电影中的场景估计,阿汤哥并没有潜到水底,但是2/3水深一定有。我们假设他偷天换日的场景大约是30米水深处,也就是有3个大气压。    这是一种什么体验——    比如1000米高空只有0.9个大气压,一般飞机下降时,由于速度比较快,而气压在增加,所以我们会感到耳朵、腮帮不适。    但阿汤哥纵身一跃,直接以大约25米/秒的速度,飞入了大约3个大气压的怀抱,所以会有什么生理感觉,大家可以合理想象。

物理教授看细节——      熊宏伟问,“有没有注意到他放手以后,腮帮子凹得很厉害?”    熊宏伟特别注意到的伊森的这个动作,有点像我们吮吸两边腮帮时的效果,它是调节气压保命的动作之一。    “潜水最重要的一点,是要保持身体内外的气压平衡。”物理学博士、潜水爱好者杨杨告诉记者,大气压最伤的是人的耳膜,如果到水下没有合理的平衡,耳膜很有可能会破掉。这个平衡的实现,靠的是鼻子和耳朵之间的连接部位:咽鼓管。    所以更专业的观众,还会看到伊森在放手后,舌头同时在抽动,这也是打开咽鼓管,调节身体内外气压的做法。    什么是“氮麻醉”——    阿汤哥在水中放松的动作,在专业上叫做“氮麻醉”状态。    水下和空气中一样,70%以上的气体成分都是氮气,加上几十米水深处压强如此之大,氮气一下子就通过毛孔压到人的血管里。氮气一进入血管,人的中枢神经就麻痹了,出现类似酒醉的状态。    在这样类似昏迷的状态下,人可能可以在无氧气的情况下,再在水中坚持7~8分钟。    当然,大家看了电影也有槽点:为什么不背氧气瓶下去?我猜,理性的理由是,背着大家伙更不方便逃生。别的理由呢?因为这样非常地不帅!    幕后——    为了这场“一镜到底”的关键戏码,靓汤哥和女主角在开曼群岛接受了192小时的专业自由潜水训练。    “40米深,没有呼吸气筒,我训练自己长时间屏住呼吸。最后达到了6分半钟的记录,这样我们就能够进行后续拍摄了。”阿汤哥在幕后的纪录片中自述。

最后,男女主角两人都拿到了AIDA(国际自由潜水组织)潜水资格证三星,达到自由潜水的水平。这相当于专家级别。    写到这里,我的脑容量也烧得差不离了,唯有一个想法要表达:向传奇的阿汤哥致敬,向尊重科学、尊重观众的剧组致敬。

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