《空想科學讀本１ *舊版*》精彩內容

假面騎士靠風力來戰鬥，但是光靠腰帶是使不出那種力量的！

活動的時候，原子小金剛使用原子能，超人力霸王依靠太陽能，假面騎士靠的是風力能源，無敵鐵金剛使用的則是光子力能源。

空想科學世界的眾英雄絕對不會使用汽油或柴油等現實世界的能源。他們所使用的是在自己誕生的時代中最充滿夢想的能源。

可是，那些能源真的能生出他們厲害無比的力量嗎？舉例來說，假面騎士強調的是靠腰帶上的風車受風而生的能源來活動，可是扇葉直徑怎麼看也不過十公分左右。那玩意兒真的足以提供「打倒數十名戰鬥員外加怪人一隻」所需的力量嗎？

試著計算之後，我們得到了驚人的結論。他們能量的無力程度遠超出我們想像。

假面騎士的虛弱令人吃驚

假面騎士變身時憑藉的是腰帶扣環受風所蓄積的能源。之所以騎機車而不是開車、還有變身時會跳躍，都是為了要讓扣環受風吧。在漫畫版的《假面騎士》中還有「在普通人類的狀態時被人從大樓上推下去，結果藉著墜落時的風壓來變身」的場面。是個徹底倚靠風力能源的英雄。

風力能源有不污染環境、不需成本等優點，不過要靠這個與怪人戰鬥，那可就困難了。

風力能源最大的問題就是功率太弱。由於空氣的質量很輕，很難把動能傳遞到其他物體上。因此發電效率相當低。

日本群馬縣赤城山中展示著扇葉直徑10公尺的風力發電機。這個地區的風速經常在每秒10公尺左右，若是利用這樣的風力來發電，可以獲得10仟瓦的功率（資料來源：群馬縣能源資料館）。在這個條件下的發電效率只有5％。

直接使用風力能源的話只能用來汲水或磨麵粉，所以，假面騎士應該是將風力能源轉換成其他形式來使用才對。究竟是轉變成什麼樣的能源，從電視節目也沒辦法看出端倪，不過既然是改造人，就勉強假設是進行風力發電，用電力來活動好了。

但是問題在於腰帶扣環上的風車直徑。頂多也不過10公分，受風面積是赤城山發電機的萬分之一。若發電效率同以5％來計，在速度每秒10公尺的風力吹動下功率只有1瓦而已。

即使寄望製造他的修卡軍團擁有高超的科學實力，能將轉換效率提高到4倍、也就是20％好了，功率也才4瓦而已。

若是集合十名假面騎士一起站在赤城山山脊，讓呼嘯的赤城落山風猛吹，這樣就足以點亮廁所的燈泡了【圖一】。只不過，能靠這種玩意兒與怪人戰鬥嗎？

不變身還強得多

那麼，靠變身時的跳躍又能獲得多少能量呢？根據設定資料，假面騎士的彈跳能力是20公尺。從跳起到20公尺高再落回地面之間，由所受風壓獲得的能量是37焦耳。即使能源轉換效率以20％來計算，能夠使用的能源也只有7．4焦耳。靠這個力量勉強可以把1公斤的物體向上抬高76公分。只要把1公升的紙盒裝牛奶從地面提到腰部，一切能量就會在那瞬間耗盡，假面騎士也會立刻倒地不起。這樣的話，變身前還有力得多了。

前面說的還是以最佳效率來接收風壓的情況。若像電視演出那樣垂直跳躍，風車根本連轉都不轉。要說最有效率的接收風壓的跳躍方式，應該是腹部朝天上升，到達最高點時來個180度翻轉，以趴著的姿勢下墜。在力學上這可是非常高難度的動作。真要做的話必須在跳躍的瞬間來個下腰，但這只會讓後腦勺撞地。所以方法只有一個：一開始就得腹部朝天，靠腰力往上跳【圖二】。這種動作要是真有人辦得到，肌力一定相當強吧。即使不變身就已經夠厲害了。

讓我們用同樣方法來計算看看從高樓上被推下去時的能量吧。假設主角是遭修卡軍團從296公尺高的橫濱地標塔（Landmark Tower）頂樓推下去，靠風壓所獲得的能量是4千焦耳。這樣的能量只要將8百瓦的電爐打開5秒就有了。遭人從高樓上推落、還得利用這機會變身，可是拚了命這麼蠻幹也才獲得稍微暖一下的能量而已。

如果要反擊就得回到敵人所在的頂樓，但是靠剛才得到的這些能量爬5公尺的樓梯就筋疲力盡了。後面還剩下291公尺啊。好吧，是有搭電梯這招，不過只靠這點能量還是不可能打贏的。簡直像特地跑回去讓人家推下來嘛。就這麼一直來來回回吧。

這一丁點不知能起啥作用的微量能源，騎機車的話多少還有些搞頭。如果騎時速3百公里的暴風號機車奔馳，發電功率是1千1百瓦。連續騎上3小時就可以獲得2千8百大卡，這是普通人日常生活所需的基本熱量。

但是，這有什麼值得高興的呢？如果是日常生活所需的熱量，根本不需什麼改造，只要每天吃三餐就好了。假面騎士之所以痛恨修卡軍團，也不是沒道理的。

而且，在公路上以3百公里的時速狂飆，不但容易遭受攻擊，搞不好還會被立刻吊銷駕照。唯一的辦法就是在深山裡建造一座祕密的補充能源用環形跑道，然後每天往返奔波，一路感嘆自己的身體遭受命運捉弄了。假面騎士可真是個悲劇英雄啊。

光子力能源，這個也很沒力

無敵鐵金剛是靠光子力能源活動的，可是，為什麼要以光子力來驅動機械人？我怎麼也想不通。從光獲得能量的方法不外乎直接利用光的動能（光子火箭）、利用熱能（太陽能熱水器）、或是撞擊物質中的電子以產生電力（太陽能電池）這幾種。但不管哪一種都無法瞬間供應足以驅動機械人的動力。

「光」也是有動能的。如果將手電筒點亮置於太空中，靠著光子飛出去的反作用力，手電筒會移動。只不過光子的動能非常小。假設有一支質量1公斤、耗電1百瓦的手電筒，以手電筒來說這可是異常明亮的了。接著我們再假設電力能夠百分之百轉變成光。這時候由射出光子所得到的反作用力是0．034毫克。這樣算來，即使是在毫無阻力的太空中，手電筒從停止狀態到前進1公尺就要花上41分鐘。總而言之，即使直接使用光子力能源作動力，還是幾乎什麼也推動不了。所以根本不必考慮無敵鐵金剛是用這種方法來驅動的了。

那麼，用太陽能熱水器的方法如何呢？很遺憾，對於在一有緊急事故就得立刻出動的戰鬥機械人來說，這是絕對不適用的。如果實際以此作為動力源，那麼無敵鐵金剛身上的黑色部位其實都是橡膠，裡面裝滿水，邊曬太陽邊等待，等到漸漸暖起來再應戰，氣氛就好像老人槌球大會的開賽儀式【圖三】。遇到雨天還得放假。在暖起來的這段時間裡只能任敵人胡作非為，就算城市被破壞得再嚴重都不能急急忙忙衝出去。在能源不足的情形下出動只是給人累贅而已。因為只能做出「啊，仔細一看，手有在動耶！」那種程度的動作。輸定啦！

剩下的只有太陽能電池了。也就是以光線照射金屬箔片或半導體而使電子移動的直接發電法。至於太陽能電池的能源轉換效率目前實用化的產品是15％，最先進的實驗品則有40％。

我們就假設無敵鐵金剛全身的黑色部份都覆蓋了太陽能電池吧。在直立狀態下陽光以45度角照射，受光的有效面積根據估算是63平方公尺。太陽照射到地表的能量是每秒每平方公尺1050焦耳，若轉換效率以40％計，發電力是19瓩。靠這樣的動力，光從蹲下到站起來就要1分30秒；要舉起和自己一樣重的機械獸得花上5分鐘。這樣的話，要快跑或跳躍都是不可能的了。即使要推動一節電車都需要720瓩的電力（資料來源：小田急電鐵廣報部）。無敵鐵金剛的力量只有1節電車的38分之一而已。要與10節車廂組成的民營鐵路電車互推比力氣，非得出動380具無敵鐵金剛組成大軍團才辦得到【圖四】。還真丟臉哦。

總而言之，將風力或陽光等自然力轉換成乾淨能源的機械人，其無力程度令人目瞪口呆。

在為了地球和平而戰的大業中想講求潔淨難道是行不通的嗎？戰爭還要講究環保，根本是不可能的事情。

哦哦！原子小金剛夠力！

原子小金剛和八號超人（舊譯「原子超空人」）所使用的動力是核能。這種能源一旦發生事故就會釀成無可挽回的災害，作為戰鬥用機械人的能源簡直就是亂來。既然硬要用，也就只好將錯就錯以核能繼續討論了。

原子核反應可以分為兩種，一種是利用破壞重原子核以取得能量的「核分裂」，另一種則是將輕原子核融合以獲得能量的「核融合」。引發核分裂反應所需能量較少，缺點是會產生輻射及核廢料。核融合雖然不會產生核廢料，但是會放出輻射線，並且需要高密度的能量狀態才能引發反應。兩者都各有優缺點：想要使用簡便的話就選核分裂，想減少污染就該選核融合。

如果使用核能，不論哪種方法都可以從少量燃料取得大量能源。同樣使用1公斤燃料，鈾元素的核分裂可以提供原子小金剛以最大功率10萬匹馬力連續活動13天；如果是以重氫合成氦的核融合反應，則足以活動38天。10萬匹馬力相當於102節電車，也就等於3千9百具太陽能電池無敵鐵金剛的力量【圖五】。真希望能讓製造無敵鐵金剛的兜博士聽聽這句話。

但核能引擎還是有許多問題。其中最嚴重的就是體積與重量了。不論哪種類型，原子爐本身都是有厚牆的巨型設備，更何況不可能只有原子爐。原子爐產生的只是熱能，如果不轉換成動能，機械人還是不會動。

要將熱能轉成動能，最簡單的方式就是利用原子爐產生高熱使水沸騰，再以蒸汽壓力發電。雖然也有靠液態金屬流動的原子爐，但最終仍是生熱來產生水蒸汽，這點並沒改變。

說到底，核能發電絕對少不了蒸汽機。哇勒，原子小金剛和八號超人竟然是戰鬥時腦袋還會噗噗噗冒出蒸汽的機械人。

原子能機械人的肚子圓滾滾此外，若是採用核分裂的話還需要輻射防護牆，至少要1公尺厚的水泥牆或是34公分厚的鉛壁。如果採用核融合，因為也會產生中子，同樣需要護壁來遮蔽。還有，蒸汽機要能工作當然也少不了水。原子爐、鍋爐、發電機、動力裝置，除了這些設備之外還需要大量的水。核能發電廠之所以要有佔地數公頃的廠區就是這個原因。

就算能夠成功地將以原子爐為主的核心機具縮小成超小型，防護壁和水卻是無論如何也沒辦法省略的。即使將核心機具容納在邊長30公分的立方體內，再以鉛打造防護壁，心臟部位也會是一個邊長98公分的立方體。重量嘛，光是防護壁就有1 0．4噸。至於水，也必須隨身大量攜帶才行。由於軀體已經被鉛佔滿，能裝水的地方只剩下腦袋而已。這麼一來，原子小金剛就非得打造成腰圍4公尺、頭圍也差不多同樣尺寸，體型像個不倒翁的模樣才行【圖六】。

所以我們很清楚知道，核能動力機器人的外觀不得不像個沒出頭指望的下級相撲力士戴上哆啦Ａ夢頭套。身材苗條的原子小金剛在設計上豈不是沒有任何安全措施？原子小金剛活動區域的居民很可能都深受輻射症之苦。有個大鼻子的御茶之水博士和學校的鬍子老爹等活在小金剛身邊的人，大概還必須顧及原子小金剛容易受傷的心靈、極力隱瞞自己來日不多的事實吧【圖七】。

核能機械人絕對無法小型化。如果真要研發原子小金剛，可能必須依照順序先研發出可移動的核電廠、能獨力行走的核電廠，然後再發展會飛的核電廠、能與人類溝通的核電廠、具有正義感的核電廠……這樣才有可能吧。

──只能盡量避免消耗體力的假面騎士；動作超龜速、連電車都贏不了的無敵鐵金剛；帶著純真微笑、四處散發輻射或中子的原子小金剛。把地球的和平托付在這些傢伙手裡，真的沒問題嗎？

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