“高考”二字，对你而言，是刚过去几天的心有余悸？还是几年前已经渐渐模糊的回忆？还是尚未到来，期待又怕受伤害的期翼？

而高考的作文题，每年都是热议的焦点。考生也好，老师也好，围观群众也好，无不对题目评头论足—— 这个题目，有些意思。那个题目，略缺水准。满分作文，略输文采。零分作文，亦有亮点。作文状元，舍我取谁！

说得好，毕竟不如写得好。何不让你心底隐隐的骚动化成真实的行动？在2011的盛夏，松鼠会邀请你参与这一场科普高考。本次征文拥有前所未有的庞大题目库，而规则非常简单，以下所有题目中，任选一个完成科普文。你可以根据你的“原产地”拟文，更可以脱开户籍的缠绕，选择最令你灵感迸发的题目，一书脑里智识、胸中丘壑。

来稿请标注【征文投稿XX卷】。

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范围是科学写作，我们指定一个关键词，你的文章需与此有关，其他则随意发挥，请尽情发挥想象力。（特别补充：有人问可不可以写小说，我们的意见是，可以写科学小说，但不要写科幻，请看这里关于实验室文学的介绍） （松鼠科学第一次征文回顾）

本次的关键词是：高考、科学

无论国籍性别，一名选手可提交多篇作品参赛；
松鼠会成员可参赛但不参与评奖。

标题自拟；
不限体裁，每篇字数1000字以上，不超过4000字为宜；

提供100字以上作者个人简介。并提供电话等联系方式。

请勿用古文写作，除非你计划穿越后给古人科普。

请勿用篆书写作，理由同上。

请勿在来稿中写“评委给我多少分，我就祝你活到多少岁”……

本次征文活动分为两个阶段：
第一阶段：2011年6月25日-2011年7月17日凌晨3点，参赛者提交作品；
第二阶段：2011年7月18日-2011年7月28日 评委评议作品。

一等奖 1名

奖品：乐pad平板电脑一台

二等奖 2名

奖品：各获得松鼠会会员即将推出的三本新科普文集：《宝贝别怕》《爱与性的实验报告》《健康流言终结者》。

三等奖 5名

奖品：各获得上述三本新科科普文集中的随机一本。

凡参赛文章均有在songshuhui.net发表及推荐到果壳网或平面媒体发表的机会。

评委会：
小庄（松鼠会编辑）
史军（松鼠会作者）
Albert_Jiao（松鼠会作者）
猛犸（松鼠会作者）
老孙（松鼠会作者）
Fujia（松鼠会作者）
窗敲雨（松鼠会作者）
Ent（松鼠会作者）
四月（松鼠会作者）
游识猷（松鼠会编辑）

所有作品将在无署名情况下交由评委投票。评委将从科学性和文学性着眼，为文章综合打分。

以附件方式（存为2003版word文档，文档名为作品标题）发送作品至zhengwen@songshuhui.net。

邮件标题格式：【征文投稿XX卷】作品名+作者署名；请在邮件正文中写明作者介绍和联系方式；勿在附件文档中留有作者信息。

作品主题内容必须健康、合法，无不良信息；
作品必须保证原创性，未在平面媒体上发表过；
比赛期间，参赛者不得将作品转让或出售给任何第三方；
所有获奖作品著作权归作者所有，松鼠会享有在http://songshuhui.net发表的权利；
参赛选手必须认真阅读以上条款，参加本次活动即意味着同意并遵守以上条款。
本次活动最终解释权归科学松鼠会所有。如有任何问题，欢迎在本贴下回帖提出，或发信至songshuhui.net@gmail.com

1、这是科学松鼠会第十次征文比赛，我们想通过这种形式，让更多读者们试着从读者转变成为作者，参与到文字创作当中来。所以，请拿起笔，试试吧。

2、请读者们帮忙将这个帖子转发到你所在的大学bbs、论坛，如果你这样做了，请将链接放在回复里（避免重复劳动）；如果你是大学学生会成员或社团组织者，愿意与松鼠会合作推进此项活动，请来信与我们联系：weixiaoluke@gmail.com。

异尘，余生（一）：A代表原子

僵尸，巨鼠，变种人

“那个，僵尸是怎么来的？”

“哈哈，小兔子乖乖，把门儿开开，然后……我说孩子你是犯傻了吧？严重的辐射，就这么回事。你还以为能是怎样？你晓得的，许多炸弹炸开，瞬间的亮光和灼热闪过，连皮带肉一块块烧掉下来，但还没有让你完全死透的那种严重辐射……”

——The Chosen One 与僵尸伍兹的对话，2241

不同的物理定律必然会造就不同的生物。《辐射》里面特色的生物种类实在数不胜数，从人形的“僵尸”（其实是ghouls，他们最讨厌被人叫做zombie 了）、超级变种人（super mutants）、死亡爪（deathclaws，你说他们不算人形？好吧，起码Goris用一张袍子就能蒙混过关了。等等，我承认我是死 爪同情者，但我还没变态到战略版里那位Janet Badall的程度……），到突变了的动物如双头牛（Brahmins）、辐射蝎（Radscorpions）、巨蚁（Giant Ants），还有完全看不出本体的异形如瓦那明球（Wanamingos）和半人马（Centaurs），琳琅满目，足够开一个废土动物园的了。

[乐高废土双头牛（大误）……注意一个头有角，一个没有。加州废土上很多双头牛都是这样，可能是雌雄嵌合体。莫哈维和首都废土上这样的就很少了。]

[这只驯化的双头牛是莫哈维商队的一头驮牛，正停在新维加斯城的外围。双头牛可以说是辐射世界的招牌生物，主要原因是它是废土的经济基础。驮物、拉车、产奶、制皮、长肉，样样精通。它们的粪便提取物还是“杰特”(jet)的原料，这是废土上最重要的毒品。]

这些种类繁多的异形生物可以按照来源分为三大类：放射性突变，FEV感染，人工基因改造。这里主讲放射性突变。

我一直没弄清楚一件事：“辐射导致动物变大”这个说法是谁发明的。一个较早的例子是1954年的科幻恐怖片《它们！》(Them!)，里面描述了新墨西哥阿拉莫戈多附近的沙漠中如何出现了如同汽车般大小的巨蚁袭击人类的故事，而这里的白 沙导弹靶场“碰巧”是美国第一次核试验的试验场——1945年7月16日，当量为两万吨TNT的钚弹“小玩意”在此爆炸。鉴于此片在“核辐射怪物”和“巨型昆虫”这两个类型上的里程碑地位，辐射3里专门设计了一个任务叫做“Those!”，向这部电影致意。考虑到巨型动物审美早已有之——至少上溯到弗兰肯斯坦吧，前核能时代的典型例子就有1933年版的《金刚》（天然巨兽），而1955年又有化学试剂造成的巨型《狼蛛》；放射性大概只是被拿来作为动物巨大化的引子，是新瓶装了旧酒。

[Them!的海报。颤抖吧，战斗力只有5的人类废柴！巨蚁会把你们轰杀至渣！]

可惜就我所知，在我们的世界中还没有辐射导致动物体型明显增长的先例出现。（如果你还不知道“切尔诺贝利巨鼠”是彻头彻尾的谣言的话，请参考果壳网文章《美国汉福德出现食人巨鼠？》。）辐射突变对于生物体来说，有点像往一本书上乱洒墨水：一般情况下洒了墨水还能勉强读出来，有时洒太多了就完全看不懂。偶然情况下点了几滴墨水还能变出一两句绝妙好辞，但是指望靠洒墨水把莎士比亚变成博尔赫斯？还是算了吧。

而把普通大小的老鼠变成汽车一样的巨鼠，就是一项类似于莎翁变博氏的过程。

假设我是一只高科技老鼠，有一天终于无法忍受可恶老猫的欺负，决心用科学手段改造自己，让自己体型变大。我该怎么做呢？是不是只需要一边胡吃海塞，一边开动一下生长激素什么的就可以了呢？很遗憾，不行。制约身体大小的因素太多了，牵一发而动全身。

首先是静力学因素。豆腐叠罗汉可以叠两块，却叠不了二十块；木材可以盖出两三层高的房子，却盖不出摩天大楼。任何材料的强度都是有限的，简单放大的话一定 撑不住。诚然，老鼠体型变大了，骨头相应也变粗了；然而决定骨头支持力的是横截面积，而不是体积——骨头要粗了才管用。假设老鼠体长增加到原来的两倍，其 它部位也都按比例增加，那么体重会增加到原来的2³=8倍，可是骨头横截面积却只有2²=4倍。远远不够给力啊。对地面的压强也与之类似：脚掌着地的横截面变成原来4倍，但总压力却是8倍，因而更容易陷进泥泞地区。霸王龙脚掌已经很大了，身高3米左右的它脚印可长达60厘米，但施加给地面的压强却是人 类的6倍，和奶牛的小蹄子相近，这就是吃了体型的亏。
（顺便八卦一下，这一现象俗称“平方-立方定律”，是伽利略老师在1638年出版的《两种新科学》一书里最先描述的。伽老师威武！）

[伽利略《关于两种新科学的对话和数学的证明》，出版于M.D.C.XXXVIII……呃，就是1638年。在题目里他把“证明” (Dimostrazioni)一词写得极大，“新科学”(nuove scienze)却写得很小，我猜不完全是出于排版需要——也许他已经意识到了，提出观点并不难，对观点的验证才是现代科学的核心。Btw, 有没有觉得那个葡萄藤缠榆树的标志很眼熟？其实这就是万恶的Elsevier的标志……标记为Fig.27的下图是伽利略书中的插图， 他发现大型鹿的骨骼不但个头大，而且还不成比例地粗壮，因此才提出了平方-立方定律。伽老师真乃全才啊。]

然后是生理学因素——循环、散热和运动。平方立方律同样适用于肌肉和皮肤：体重和总细胞数按照立方增长，而肌肉强度和皮肤面积只按照平方增长。如果老鼠按比例放大到原来两倍的话，相对表面积和相对肌肉力量都只有原来的一半，所以估计不但跑起路来气喘吁吁，而且跑不了几步就得停下来喝口水凉快一下。心脏更惨，四倍力量的心肌要泵八倍的血液这本来已经是超负荷了，而这八倍的血液还要泵到两倍高的地方去（因为身高也加倍了），力量对比瞬间跌落到一比四（当然， 也许考虑入血管阻力之后会好一些）。说它是恐怖巨鼠，还真不如说它是可怜的死胖子……

[华盛顿国会大楼在战后已经变成了超级变种人的据点，其首领便是一只比蒙变种人（谁告诉我它这么大个头是怎么进来的……）。这种巨人在整片首都废土仅有五只。它们身高可达4-6米，通常右手挥舞大消防栓，左手持一扇车门充当盾牌，对低等级玩家可以一击致命。可以看到它们的身体比例较正常人明显短而粗，脚掌 更是硕大，显然是为了支撑自身体重；而身上暴起的青筋除了彰显肌肉男本质之外，大概也是为了减轻心脏负荷吧。]

到这里看官要说了，天下大事必作于细，大动物也是从小长起来的，它们怎么就没问题呢？这靠的是发育机制里的一大神功：“异速生长” (Allometry)。在很多生物中，不同身体部位的生长速度是不同的，而且随着时间推移还会有变化。它们用这项机制来保证自己体型逐渐增大时依然能正常运转。人类婴儿头大身子小，但是越长大头的比例就越小，直到达到成年人的比例，这是异速生长的最好例子之一。所以画萝莉系动漫人物的时候经常喜欢画二头身大眼睛圆脸，某种程度上就是模仿了这种体貌来引发我们对小婴儿的怜爱，营造出萌的效果……扯远了。无论如何，异速生长是需要调节的，为了支撑身体，大象必须把腿长得短而粗壮，长出富含皱褶的皮肤和扇子耳朵用来散热，长出长鼻子来弥补大躯体的不灵活。加点生长激素容易，把这个过程调好就很难了。要指望核辐射这种乱打一气的机制，实在是难上加难啊。

[这就是异速生长的一个典型例子，从幼年黑猩猩到成年，真可谓“时间是把杀猪刀”啊。注意幼年黑猩猩长得超级像人类。有一个假说叫做“人类幼态持续假说”，认为人类祖先和黑猩猩祖先分道扬镳的时候，就是因为发育调节的变化，导致幼年期“延长”了，直到成年依然保持一部分幼态特征，而人类的颅骨形状、脑 容量等等都是拜此所赐。]

可是核辐射短期内做不到的事情，自然选择经过漫长的岁月却是可以做到的。历史上有过肩高4.5米的草原猛犸Mammuthus trogontherii （以前称为松花江猛犸，2010年归入到草原猛犸里面了），也有高仅90厘米的欧洲矮象Elephas falconeri；有重达1.2吨的巨型长尾豚鼠 Josephoartigasia monesi，也有重不到10克的非洲俾格米鼠Mus minutoides。自然选择可以调节出巨大的生物，同时又保证它们的身体可以正常工作。问题是，它们也没有称霸世界或者横扫一方啊。

[这是一只哥伦比亚猛犸，身高4米。有气势吧！]

[按照身高从高到低依次为人类、巨型长尾豚鼠Josephoartigasia monesi和它的现存亲戚Dinomys branickii。虽然长得大，可是它并不算强力党，只是以植物为食。毕竟肉比草少得多，肉食动物一般很难长得太大。]

这就是最后的——窃以为也是最重要的原因：生态学因素。长大真的是一件好事情吗？虽然异速生长可以让骨骼不成比例地加粗，但额外的骨骼就意味着要投入更多 的资源，要找到更多的食物，而寻找食物的效率不见得就跟得上身体生长的速率。何况环境里的资源是有限的，个头变大了，环境能容纳的“鼠口”数量也变小了， 更容易因为意外事故而绝灭。而且个头大的话就意味着需要更长时间去成熟、去开始繁殖，假如你一年一代、每代生两个，别人一年两代、每代也是生两个，五年之后别人的后代数目就是你的三十倍。个子大的优势能抵消这个差异吗？很难说。《辐射》的世界在这一点上做得非常巧妙：反正世界已经核冬天了，全球环境发生了剧烈的改变，出现巨大化动物也还是有一点可能的。但像切尔诺贝利或者福岛这样，周边环境并没有本质变化，估计就算出现了巨鼠，也不一定能存活很长时间。

[这是三种海洋无脊椎动物（某石鳖、某贻贝、某海葵）的能量收支图，横轴是身体大小，纵轴是能量收支，两条曲线分别代表摄入能量和消耗能量。可以看到，随着体型增长，三类动物的能量摄入增长都放慢了，而能量消耗却几乎还是直线，因此都存在一个“最佳体型”，在这里能量的盈余最大。而如果不管不顾拼命长大，最后迟早会变得入不敷出。]

当然，在辐射的世界里，这一切又因为FEV的诞生和英克雷的基因实验而复杂化了。FEV——“强迫进化病毒”——本身就是个很诡异的东西，它创造了 Master和超级变种人，也让Harold的头上长出了一棵树，直到最后自己变成一棵树扎根在首都废土之上。这种病毒最初由美国军方开发，原计划是能把双链的DNA改造成四链从而使受试者对普通病毒产生免疫，不过不管电影小说还是游戏，这种实验一定会出岔子的……结果当然是核战爆发，实验场所损毁，病毒泄露，各种诡异的生物开始漫游大地。

[Harold，核战后最早的FEV受害者之一，似乎是唯一一个在三代辐射里都出场过的角色，也是废土上最值得尊敬的一个人。不管玩家怎样决定他的命运，他都注定是一个传奇。]

FEV的名字似乎在暗示，普通生物的演化速度是被双螺旋拖累了，而这种病毒则通过改造遗传的物质基础，加速了演化。不过现实中的演化却不是这样做的——自然界演化的最重要机制是自然选择，是随机突变之后筛选成功存活且繁殖的个体，代代相传；而FEV的实验里却没有繁殖这一步，遭到FEV影响的生物全部是绝育的（据猜测是因为FEV把不配对的性染色体当做缺陷来“修复”了）。由此可见，FEV必须是一种智能病毒，可以有目的地全面改造生物的基因，一步成功，而不是随机地使其突变然后再筛选；我们的世界里还没有这么“聪明”的病毒。《辐射圣经》（由辐射主创人员总结的一套问答集）解释说，超级变种人、瓦那明球、半人马、漂浮者这样较为陌生的“异形”主要是来自FEV的改造；而单纯变大的生物则是辐射的结果，比如辐射蝎就是原来的北美帝王蝎突变而成。之所以有这个设定，大概也是考虑到单靠随机突变来产生翻天覆地的变化，难度太大（虽然体型变大其实也挺翻天覆地了……）。

[在2185年的某一天，超级变种人Marcus遇到了钢铁兄弟会的圣骑士Jacob。两人战斗数天之久不分胜负，最后决定握手言和，一同旅行。看到两位死对头组织的成员并肩而行，许多人十分惊讶，追随者越来越多，终于形成了一个名为“破碎丘”的多种族共居小镇。可惜，这个貌似平静的小镇背后的种族冲突却从未真正停息。两个异族人之间能够和解，两个异族之间却不能。或许，和战争一样，人性也是永不改变的东西。]

无论如何，对于那些梦想着科幻照进现实的死忠粉丝而言，这又不是一个好消息：辐射世界的生物学不是现实的生物学，而和物理学类似，也是五十年代流行文化怪兽电影里所想象出来的。说到底，现实中的怪兽不能靠“长得吓人”吃饭，它们要支撑体重，要运动，要捕食，要繁殖，要逃避敌害，这么多制约因素摆在面 前，是不能随心所欲地想什么样就长什么样的。可是看一看身边，在如此多的限制因素之下，自然界给我们带来的生物多样性竟然远远超过人类“自由”的想象力， 也许这才是更值得惊叹的事情。

[现实中的莫哈维荒野。哪个人类的想象力曾经塑造出比这更美的场景呢？]

"战争，战争永不改变。
罗马人为夺取财富和奴隶让鲜血洒遍了地中海沿岸；
西班牙人凭借对黄金和疆土的欲望建起了一个帝国；
希特勒把满目疮痍的德国塑造成了一支可怕的力量；
可是战争永不改变。因为这是人性道路的必然结局。每一个人都相信胜利，每一个人都无比乐观。正是这种可怕的乐观，一边促成了文明的诞生，一边把所有人驱赶进不断加剧直至毁灭的冲突之中。是开始，也是终结。
世界末日的来临和我们预言的没有多少差异：太多的人，太少的资源。细节已经无关紧要；原因纯粹起自于人。向来如此。
人类之手点燃的原子火花燎尽了原野。群星从天空中掷下烈火的长矛，焰如雨下。大陆被炽炎吞噬，落入沸腾的海水之中。我们的灵魂融入了背景辐射里，覆满大地。寂静的黑暗笼罩整个星球，年复一年。
然而这并非人类历史的最后一页，而只不过是又一部血腥篇章的序幕而已。那些在地下掩蔽所里的人正在等待冬天的结束，那些在地面上幸存的生命正在学习世界的新规则。从旧世界的废墟上，从核毁灭的灰烬中，新的村庄、新的部落、新的社会形态、新的文明体系正在挣扎着爬起，重拾旧日的怨毒或者铸造全新的仇恨。虽然人类已经成功地毁灭了一个世界——可是战争，战争永不改变。”

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不知道还有多少人记得一个叫做“黑岛工作室”（Black Isle Studios, 1996-2003）的游戏制作组。它只存在了八年的时间，可是它把RPG游戏的艺术性和内蕴推到了一个难以企及的高峰。《辐射》，《异域镇魂曲》，《博德之门》，《冰风谷》，这四个名字中的任意一个都足以让黑岛名垂青史了。这篇文章我们只讲辐射；这也是唯一一个在黑岛死后依然留存的系列。

[黑岛的Logo。看到下面那个Interplay了吗？这是黑岛的上司。对这个组织切齿痛恨的玩家有木有！]

Fallout系列游戏的世界背景是2077年核战争毁灭世界之后。但是很多老玩家也不知道的一件事是，这个世界并不是设定在我们的未来。辐射的宇宙早在二战结束之后就和我们分道扬镳了，史称The Divergence。在那个世界里，不但历史不同，科学技术发展情形不同，甚至物理与生物定律也与我们的世界不同。实际上，辐射的世界反映了50年代美国媒体与通俗读物对未来的想象，借用郑军老师的说法，这属于“虚拟科技史”；笔者给它瞎起了个名字叫“原子朋克”。这个世界像影子一样，处处映照着我们的现实，却也有许多地方和我们不同。

A代表原子

"看啊，他携着云朵到来了！每一双眼睛都要在他的荣耀中失明，每一双耳朵都要听到他雷霆般的声音而失聪！"
——Confessor Cromwell, “原子儿女”教会领袖，2277

既然说是原子朋克，当然离不开原子能了。在辐射的世界里，由于化石燃料耗竭，除了少量的水电（如胡佛水坝）、太阳能（如Helios One）、地热能（如13号掩蔽所）之外，核能基本上成为了所有其它能量的来源。不过，在现实社会中发生在电子产品上的微型化进程，在辐射的世界里却发生在了核反应堆上，让核能成为足以取代内燃机和涡轮机的动力源。一个容纳几千人的掩蔽所就可以有自己独立的核电站，一辆汽车可以有单独的核能发动机，甚至连一支高斯步枪都能用微型核电池作为能源，打出它致命的2mm EC子弹。

[Gecko city的核反应堆，这是战前留下的遗物。游戏中这个核电厂出现了故障，你可以简单地修复，或者如果你足够熟悉战前科技，也可以进一步优化，让它的效率大大提高。然而如果你做了优化，会导致这个核电厂变成重要的战略目标，原先和平居住在这里的居民们也将被附近的强权势力Vault city强行赶走。好心帮忙却导致悲惨的结局，废土的现实就是这么残酷。]

但是这一切在我们的世界中却是不可能的。原因很简单，核能的基本原理不允许。

原子核自发衰变，或者遭到其它粒子击打而裂变时，都会放出热量；核电站的基本原理就是把这些热量用水流带走，转化成水蒸气，推动蒸汽轮机发电。从这一点上讲，核电站和其它传统火电站并无本质区别。但是只靠放射性物质自然衰变，效率太低。皮埃尔·居里的实验是，一块镭的放射性能在一小时之内融化同等质量的一块冰，这虽然也挺了不起了，但用来当热能发电机还差些火候啊。

自发衰变目前只有一种可行的使用方式：核电池。我们可以用各种热电转化元件把热量转变成电流，也可以直接利用核反应释放出来的带电粒子制造电流。然而，自发衰变是完全不可控制的，所以电源的能量输出也不能做到收放自如。我们的世界中，一枚核电池会稳定地在几十年里走完它的生命历程，不管电池有没有插在电池槽里。反过来说，就算电池的能量密度再高，平均到几十年的尺度之下，它的瞬时功率也很低。这样的电池很适合那些需要常年稳定不间断、但是功率又很低的电源需求，比如给人造卫星和外太空探测器上的电脑供电。可是用这样的电源来开车、发射子弹、供应能量装甲的运行？太难了。更何况，既然核电池的供电和使用与否无关，那么两百年过去之后，所有战前生产的核电池就都应该早已报废了；而玩家手中的激光步枪也不会出现“打一枪消耗一颗能量电池”的情景。所以我们可以认为，自发衰变并不能支持废土上的军事和经济。

[我们世界中的一种核电池。确实很小巧，可惜这枚电池的功率仅仅能驱动心脏起搏器这样的小器件，功率仅在毫瓦级别；比起锂离子电池也缺乏优势。NASA在太空任务中曾经使用过大型核电池，总重56公斤，可以稳定输出276瓦的功率达11年之久——作为空间站电脑的电源是够了，但是一般汽车的功率都是它的两百倍以上。]

还好我们有裂变：一个U235原子被中子轰击时不但自己裂开放热，还能再放出平均2.4个中子。如果我们让大量U235集中在一起，每一个新中子都能找到下家，最后指数增长的结果就是核弹。如果让U235分散开来，设法保证平均每裂变一次只有一个中子能撞击到另一个U235，而其它中子要么飞走要么被别的原子吸收，让核反应稳定地、平缓地持续下去，就是核反应堆了。

[Vault 34的核反应堆，因被水淹没而部分失灵。Vault（避难所）是辐射世界的重要组成部分，但它们其实并非给人民制造的核战避难所，而是美国政府暗中进行的社会学实验，试图检验一个特定人群在全封闭的特殊环境下会演变出怎样的社会结构和群体心理。Vault34可容纳两千人，里面的军火库装满了从手枪到火箭筒的各种先进武器，弹药充足，而且不上锁。]

辐射的世界里，那些小型核能源无疑都是稳定的核反应堆。可是真正的核反应堆要想运行起来，绝不是把一堆核燃料扔到一块就能成的，还需要很多其它条件。

首先要确保新中子确实能被U235吸收。中子不带电荷，穿透力相当强，要足够“厚”的核燃料聚在一起才能保证核反应的持续；一个正常的核电站反应堆需要起码几十吨低浓度核燃料，而原子弹里极高纯度的U235也需要一千克左右才能炸得起来。而且新产生的中子速度太快了，不容易被原子核捕获，需要用水或者是石墨作为”减速剂“，让它们的速度慢下来。切尔诺贝利核电站事故的一个重要因素是爆炸后周围的石墨减速剂燃起了大火，把泄露的核燃料烧上了天，所以引发了周边地区的大规模恐慌（即便如此，也不过导致俄罗斯乌克兰地区在接下来十多年里发生了六千例甲状腺癌，而甲状腺癌大概是最不危险也最容易治疗的癌症了，发现早的话治愈率可达百分之百，总体的五年存活率也可达80%-90%。）现在世界上大部分反应堆都是使用水作为减速剂，包括福岛的反应堆，因此不可能出现切尔诺贝利那么大的影响范围。

其次就是控制中子不要太多。把一堆足够驱动核电站的核燃料堆在一起，不管不问的话，它们的中子再生率将会大于1，因此链式反应将会慢慢地变快，最后把核燃料熔化成一团高温液体，四处流动，同时释放出各种裂变产物和放射线；当然，因为纯度太低，中子损耗太多，在离原子弹的温度还很远的时候，燃料就会耗尽了。这个可以算是福岛核电站的最坏场景了吧。现实中我们的办法是加入”控制棒“，这些控制棒很容易吸收中子，但自身不会发生核反应，用它们来控制中子的数量，防止反应过快冷却系统跟不上。只是控制棒虽然可以阻断裂变，却不能阻止上面提到的缓慢的自发衰变，福岛遇到的问题就是因为冷却系统彻底报废，光是自发衰变就有可能让温度升得很高了。

[物理学家Ralph Lapp在1971年提出，高温的核燃料一旦熔化，可能会进而熔化下面的岩石，陷入地中。他开玩笑地说，没准这些核燃料会一路熔穿地球，最后会直达美国对面的中国(老大你有没有学过地理啊……)，并将这个场景命名为“中国综合征”。1979年3月16日，著名影星简·方达主演的电影《中国综合征》上映，片中一位物理学家说，一旦出现最坏情况，会有一个宾夕法尼亚州那么大的地方无法居住；结果12天之后，恰恰位于宾州的三里岛核电站就发生了5级核事故。于是中国综合征这个名词深入美国民心。这才叫躺着中枪啊。]

最后当然还有其它的外围设施：安全保护层，冷却系统，蒸气涡轮发电机，等等。当然，对于一个敢于把锶90加到可乐里（Nuka-Cola Quantum）的世界来说，大概一切保护都是浮云……而且他们还有处理核辐射的特效药Radaway 和Rad-X，而我们的世界里只有碘片能部分地模拟Rad-X的功能。

可是，辐射里设定一颗小型能量电池（SEC）的重量只有0.078磅（约35克），而200个SEC就能让二代里那辆克莱斯勒在废土跑上几十天，如此高的效率除了核能无人能及，但35克的电池又是怎么装下一个核反应堆这么多设施的呢……

[1代和2代中SEC的样子。]

好吧，看官要说，我们还有微型核融合电池（MFC）嘛。（Fusion理应翻译成核聚变，但因为辐射最早汉化是繁体版，所以玩家之间通用的是台湾译法“核融合”。）不过可控核聚变的难度更大，因为核聚变要求两个原子核直接相撞，而原子核是带正电的，这比用中性的中子去撞原子核的难度大得多。现实中的氢弹是先引爆一颗小原子弹，用它产生的高温高压来促成核聚变的诞生，显然这一招不能用来民用发电。目前尝试可控核聚变的思路是用外界力量（磁场或者激光）把原子核控制在一个小范围内，推到一起去，问题是按现在的技术，聚变产生的能量大多数时候还不如推到一起所花的能量多……核聚变研究中一般用字母Q代表输出能量和维持等离子体稳定花费的能量之间的比值，目前世界纪录保持者是日本的JT-60，它的理论Q值达到了1.25。然而一个反应堆整体要到Q=5才算收支平衡，到Q=20左右才算成为一个合格的核电站；任重道远。对比一下，辐射世界2060年陷入全面石油危机，2066年就开发出了聚变电池的原型机，到2077年大战时自重仅45克的量产机型MFC已经能配发给一般的保安机器人，效率实在不是一般的高啊。

[三代中的MFC。电池上标记的额定输出电压是1040伏直流电，妈呀。]

最后当然还有《辐射·新维加斯》中隆重登场的微聚变增殖电池（Microfusion Breeder Cell）。这个名字显然来自现实中的裂变增殖堆。自然界的铀矿石几乎绝大部分是铀238，这些铀无法作为核燃料使用，正常情况下都浪费掉了（以前还可以用来强化钢材制造贫铀弹和贫铀装甲，现在也很少了）。但是控制条件的话可以让一部分铀238在反应堆中转化为钚239，把这些钚提纯出来又可以作为核燃料使用，于是燃料一定程度上是越用越多了，故名“增殖反应堆”。这次福岛三号堆使用的MOX混合燃料，就是法国的增殖反应堆生产出来的。由于铀的储量有限，使用MOX燃料是大势所趋。当然游戏里的聚变反应堆是怎么个增殖法，又是怎么塞进总重不过7磅的充能手枪里，就没人知道了……大概得去问英克雷或者宅先生（Mr. House）吧。

[A is for Atom（原子传奇），1953年由通用电气公司制作的宣传动画，全长14分钟。片尾巨人幻化成原子模型的场景至今依然震撼。]

写到这里，身为死硬科幻宅的笔者不禁开始扼腕叹息自己生错了世界。想想五六十年代，通用电气拍摄动画片“原子传奇（A is for Atom）”、DC漫画推出超级英雄“原子队长（Captain Atom）”，那个时代的人们对于原子能的和平利用是多么乐观啊，而他们所幻想的世界无疑就是辐射的背景世界观（也许核大战除外——又也许不是，别忘了《莱伯维茨的赞歌》）。可惜，现实中的科学总是没有那么神奇，而一旦大众意识到这一点，就很容易觉得受欺骗、进而对科学失去信任。对进步理想的过度透支导致理想本身破产，这样的场景已经无数次上演了。然而，很多时候这并不是理想本身的错误。当我们终于意识到，对某一理想的无限推崇其实是一个迷梦的时候，也许抛弃幻觉、冷静思考，反而能最大程度地逼近理想描绘的世界本身。

[下集预告：《僵尸，巨鼠，变种人》]

作者：裴唯珂

（编者注：本文为征文009【游戏组】对决【动漫组】的获奖来稿。）

引子

“从水生到陆生，从低等到高等，从简单到复杂”，这看起来不太有气势的排比句总能为植物们各种精巧聪明的生存策略一一注释。而站在注释背后的往往是“物竞天择，适者生存”这一早已家喻户晓的金科玉律。

的确，陆生植物存在地表的七亿年中，虽然从没遇到过大波僵尸的亲密接触，但他们的生存难题可绝对不少：寒冷，干旱，害虫，还有最头疼的微生物。可是在细菌，真菌以及病毒们一波波的袭击下，植物不仅没有灭绝，反而衍生出了庞大的植物王国，并深刻地改变了地球的面貌。

植物们能傲立地球亿万年靠是一身完美强健的免疫系统。但他们的免疫系统与我们的不同，由于植物的细胞不能运动，就没有我们身体里一套专门负责料理病原菌的白细胞，因此植物们只能采取全民皆兵的策略，全体细胞筑起一层层的防卫体系，与病原菌们演绎着一场场波澜壮阔的微观战争。

对于兵法家们来说，最经济、有效的防卫方式莫过于御敌于国门之外，同样“退避三舍”也是植物避病的首选策略。比如早熟的小麦品种由于发育较早刚好错开了病菌流行时间，对生育后期才流行的病害往往有很好的避病作用。可大多数情况下，微生物们与植物们总是进行亲密接触的，因此战争永远无法避免，建立多层次完善的防御体系是植物们生存的唯一出路。

『第一条防线』

植物军团：
“以防为主，防灭结合”

就像《植物大战僵尸》中，让僵尸们头疼不已的坚果和地刺一样，以高大坚固的城墙为依托的第一层屏障是每个准备攻坚战的病原菌都要面对的大难题。

在植物体表面，往往有一层含有酸类和脂肪物质的角质层或蜡质层，它们与细胞壁中的纤维素、木质素一起形成一道坚固屏障。有些植物茎的表皮和果实的果皮细胞壁中还含有鞣酸、硅酸盐和碳酸钙等无机化合物，这种加强版的细胞壁进一步巩固城防，让附着在细胞表面的病原菌们无可乘之机。

此外，细胞表面的一类蛋白质（transmembrane pattern recognition receptors，PRRs）可以识别维持细菌运动的鞭毛蛋白。在识别有病原菌附着在细胞附近后，PRRs会引发一系列细胞内的信号转导反应，启动细胞核内众多与防御相关的基因表达而引发抗病反应（1）。比如合成葡糖水解酶PEN2(2)并运输到植物细胞表面病原菌所在的位置，降解病原菌的细胞壁从而杀灭病菌。合成的PEN1蛋白也运输到这此，加速植物细胞壁的沉积，进一步加厚“城墙”以防病原菌的卷土重来（3-5）。受攻击的植物细胞还能“发狼烟”将敌情转达给周围的植物细胞。比如甜菜受褐斑病菌侵染后，侵染点四周的组织能迅速形成木栓层封锁病菌，从而使病斑较小甚至不能产生孢子。

病菌军团：
“明修栈道，暗渡陈仓”

虽然植物们的第一层防卫体系看上去固若金汤，可以抵御大部分微生物的入侵，但在一些强力的病原菌眼里可谓是破绽百出。

一些彪悍的病原菌可以压制住植物守军的活动。侵染拟南芥和大麦的真菌就可以通过抑制PEN1介导的病菌侵染部位细胞壁沉积的方式，阻止植物在病毒突击位点的城墙加固工作，以利于病菌军团的攻坚活动。

更可怕的是，在真刀真枪的攻坚表面背后，病原菌还有一些影子部队可以出其不意地克敌制胜。比如一类称为假单胞菌（Pseudomonas syringae）的病原菌就称得上是玩弄敌人的高手。他们在侵染土豆的过程中可以合成一种茉莉酸的类似物并分泌出来。茉莉酸是植物广泛存在的一种激素，这种激素与抗病反应密切相关。土豆在被假单胞菌侵染后，误将假单胞菌产生的茉莉酸类似物当成是自己体内产生的茉莉酸，有如被催眠了一般抑制水杨酸介导的防御反应（6，7），并打开表皮细胞的气孔（8）。在诱骗守卫细胞撤掉守卫，大开城门后，假单胞菌们就顺着打开的气孔，长驱直入到细胞中大肆破坏。

『第二条防线』

除了上述的那些强悍的微生物可以撕破第一条防线外，昆虫的撕咬，大风狂吹导致的机械损伤，甚至是我们不经意间的踩踏都可以轻易的破坏植物们引以为豪的城防。在城门告破后，扬刀跃马的病菌大军将面对的是一支植物细胞全副武装的虎狼之师。真正的战斗才刚刚打响。

植物军团：
“关门放狗，瓮中捉鳖”

摆在植物面前的关键问题是如何尽快地关闭城门，并将闯入的病原菌们一举歼灭。植物细胞内一类富含亮氨酸重复单位的受体激酶（以下简称NB-LRR），可以识别入侵病菌的毒性蛋白（以下简称Avr），并能在受侵染部位引发旺盛的呼吸作用。

旺盛的呼吸作用，可以促进植物伤口部位形成木栓层，加快伤口的愈合，并将健康组织和受害部位隔离开来。这样一种加速城墙恢复的战术，在阻止更多病原菌侵入的同时切断了城内敌军与城外敌军的联系，形成一个“关门打狗，瓮中捉鳖”的局势。

如同磁铁蘑菇可以将僵尸们的武器吸走以降低僵尸能力一样，受侵染部位的氧化酶也扮演着相似的角色。这些氧化酶异常活跃，使受侵染组织的呼吸作用加强，从而可以氧化分解病菌产生的毒素，减小病毒对细胞的损伤，起到“缴械”和“消毒”的作用（9）。

植物的呼吸作用加快以后，还可以抑制病菌的水解酶的活性。水解酶活性降低将导致病原菌分解利用植物养分的能力下降，在保护了植物“私有财产”的同时加速病菌的死亡。此釜底抽薪之计在断了病菌们粮草之后又彻底瓦解了病原菌的战斗力。

除此之外，植物还可以分泌抗菌物质，直接杀伤病菌。例如大蒜能产生有强烈杀菌作用的大蒜素，它比青霉素的杀菌能力还强100倍。抗花叶病的一些花卉植物，叶片细胞能产生类似人体干扰素的物质，这种植物干扰素能有效地阻止花卉花叶病毒的繁殖。

病菌军团：
“里应外合，直捣黄龙”

面对植物『关门——缴械——断粮——围歼』步步为营的打击策略，病原菌们自然不会坐以待毙。

假单胞菌可以抑制植物体内的ARF-GEF蛋白，从而抑制植物细胞内的膜泡运输，这些膜泡负责运输巩固植物细胞壁需要的多糖以及酶类等物质（10），在膜泡运输受阻后，城墙无法修补，守军无法增兵，植物细胞“关门放狗”的战术只能化为泡影。同时还为在植物细胞外的病原菌继续突击创造条件，以形成里应外合之势。

细菌在侵入植物细胞后，体内的AvrPto和AvrPtoB蛋白释放抑制植物体内的激酶，通过阻止植物细胞体内的信号转导来抑制呼吸作用的加强，减小植物细胞缴械和断粮部队的威力，以保证病原菌的毒素不被氧化分解，水解酶不被氧化抑制（11）。

所谓“远水解不了近渴”，无论是等待援军还是恢复补给都不能立刻解决病原菌所面临的被抗菌物质迅速围歼的难题。为了取得白刃战的胜利，细菌采取了僵尸们才用的手段，将一个个有战斗力的作战单位通通“吃掉”。病原菌AvrPtoB蛋白的C末端可以折叠形成一个激活的E3连接酶，这种E3连接酶可以使植物蛋白（如合成抗菌物质的蛋白）标记上泛素并被降解，可以清除大量植物体内的反抗力量，以保证病原菌的存活（12）。

『第三条防线』

到底是植物的“关门打狗”道高一尺，还是病菌们的“里应外合”魔高一丈。除了双方的实力对比外，这场战斗的胜败还决定于战争所处的环境条件。天时地利在有些时候可以完全改变植物军团的作战能力。

根外部皮层的形成、伤口愈合以及组织木栓化等抗病反应都要求较高的温度，因此大多数土传的苗期病害在低温下发病较重。光照不足会削弱水稻对稻瘟病的抗病性,因为在这些条件下,稻株体内游离氮素的比例增高，有利于稻瘟病菌的发育。而氮肥不足则会削弱水稻对胡麻斑病和玉米对大斑病的抗病性。大气污染有时也会对寄主的抗病性产生影响,如只有在二氧化硫污染地区,松树针枯病才会严重发生。生物因素中，土壤中的某些线虫能破坏植物对根病和维管束病害（如棉花枯萎病、烟草黑胫病等）的抗性。此外，日常管理措施如修剪等农事操作也都会使某些植物的某种抗病性不同程度地增强或削弱（9）。

植物军团：
“宁为玉碎，不为瓦全”

当外界条件不利于植物军团，第二条防线几近崩溃时，植物细胞不得已启用一直封印的最强兵器——自毁装置。当然植物的自毁没有毁灭菇那么暴力，而是一种外表温和，称为程序性死亡的过程。在危急时刻由植物细胞自己发动，释放水解酶水解植物细胞自身，形成死亡组织，将病原菌封闭在其中，以阻止病菌向健康的组织侵染。

在这过程中，将死的植物细胞会产生类似“遗言”的信号给整个植物的细胞，通告全体成员大敌当前，尽快加固细胞壁，提前表达抗病相关蛋白备战。这种全株获得性抗性的现象如今发展成为“植物疫苗”的理论基石，比如板栗的种植者们用弱株系的病原菌接种于树干，可使该树能抵抗该病菌的侵染。

病菌军团：
“扶植傀儡，以战养战”

值得一提的是，确有一些更老谋深算的病原菌在入侵的同时阻止细胞进入程序性死亡，让细胞如中了生死符般求生不得，求死不能，只能沦为阶下囚乖乖地为病原菌提供营养。更高明的是病菌们控制住植物细胞后，阻断该细胞将战况泄露给其他植物细胞，凭借“以战养战”的策略在细胞内修养生息，迅速繁殖扩军，为下一次突袭附近毫无准备的细胞埋下伏笔。

天下大势——分久必“和”

能一口气突破三层防御的病原菌还是少之又少的。植物之所以可以抵御大部分病菌的侵害，除了靠他们现有的防御系统外，更依赖植物不断更新升级自己的防御程序。

为了更强有力地侵染植物，病原菌在不停地进化自己的包被蛋白等结构，躲避植物细胞表面受体的识别，同样病原菌的Avr效应蛋白也在不断进化躲避植物细胞内NB-LRR的识别。依靠自然选择压力，病菌还可以进化出对植物防御体系更强力的武器（13）。同样为了生存，植物细胞表面和内部受体也在不断进化以便及时准确地识别出病原菌发动免疫反应。无论是病原菌准备攻击武器还是植物细胞构建防卫系统，这种植物和微生物间的斗争就像国与国之间的战争一样劳民伤财，损人损己。

在这永不休止的军备竞赛中，一些植物和病原菌可以跳出成为宿敌的命运。比如根瘤菌就以为植物根系提供氮源养分为条件，让豆科植物敞开大门供其寄生并提供根瘤菌需要的碳源营养。在这种互惠互利的情况下，根瘤菌与豆科植物互利共生，协调进化，谱写了一代佳话。

但凡是文章，总要有个结尾。不过植物与微生物间这荡气回肠的斗争就算我不作总结，依然不减其无穷的回味。故在结尾不写结语插播广告，若列位看官喜欢看这眼皮子底下的战争故事，请您静待小弟的下件作品——《植物大战昆虫》。

参考资料:

1.Zipfel, C. et al. Bacterial disease resistance in Arabidopsis through flagellin perception. Nature 428, 764–767 (2004)

2.Lipka, V. et al. Pre- and postinvasion defenses both contribute to nonhost resistance in Arabidopsis. Science 310, 1180–1183(2005)

3.Collins, N. C. et al. SNARE-protein-mediated disease resistance at the plant cell wall. Nature 425, 973–977 (2003)

4.Assaad, F. F. et al. The PEN1 syntaxin defines a novel cellular compartment upon fungal attack and is required for the timely assembly of papillae. Mol. Biol. Cell 15,5118–5129 (2004)

5.Bhat, R. A., Miklis, M., Schmelzer, E., Schulze-Lefert, P. & Panstruga, R. Recruitment and interaction dynamics of plant penetration resistance components in a plasma membrane microdomain. Proc. Natl Acad. Sci. USA 102,3135–3140 (2005).

6.49. Zhao, Y. et al. Virulence systems of Pseudomonas syringae pv. tomato promote bacterial speck disease in tomato by targeting the jasmonate signaling pathway.Plant J. 36, 485–499 (2003)

7.Brooks, D. M., Bender, C. L. & Kunkel, B. N. The Pseudomonas syringae phytotoxin coronatine promotes virulence by overcoming salicylic acid-dependent defences in Arabidopsis thaliana. Mol. Plant Pathol. 6, 629–640 (2005).

8.Melotto,M., Underwood,W., Koczan, J., Nomura, K. & He, S. The innate immune function of plant stomata against bacterial invasion. Cell 126, 969–980 (2006).

9.《植物免疫学》 王焕如

10.Nomura, K. et al. A bacterial virulence protein suppresses host innate immunity to cause plant disease. Science 313, 220–223,(2006).

11.He, P. et al. Specific bacterial suppressors of MAMP signaling upstream of MAPKKK in Arabidopsis innate immunity. Cell 125, 563–575 (2006).

12.Janjusevic, R., Abramovitch, R. B., Martin, G. B. & Stebbins, C. E. A bacterial inhibitor of host programmed cell death defenses is an E3 ubiquitin ligase. Science 311, 222–226 (2006)

13.Tsiamis, G. et al. Cultivar-specific avirulence and virulence functions assigned to avrPphF in Pseudomonas syringae pv. phaseolicola, the cause of bean halo-blight disease. EMBO J. 19, 3204–3214 (2000)

作者：benson_wind

（编者注：本文为征文009【游戏组】对决【动漫组】的获奖来稿。）

话说第二次世界大战给全世界带来了难以估量的毁坏，而追溯其起源，似乎人人都把矛头指向同一个男人：野心勃勃的阿道夫▪希特勒。于是，我们正义的英雄：阿尔伯特▪爱因斯坦教授挺身而出，开着他独自研制的时光机回到过去，“抹杀”了这位全人类的公敌。谁料由于历史被篡改，没有德国压制的苏联迅速崛起，坐上独裁者宝座的约瑟夫▪维萨里奥诺维奇▪斯大林举起了入侵欧洲的大旗……

这是新出的狗血穿越剧的剧本吗？不，这是《红色警戒》系列开篇的剧情梗概。作为一款老牌的RTS游戏，《红色警戒》系列几乎见证了这个游戏类型从产生、发展到最后长盛不衰的全过程。抛开游戏性本身的表现，以冷战为背景和题材的剧情以及天马行空的构思和设定也是极其重要的一个方面。最新的第三代更是把日本一并扯了进来表演“高达VS天启”的大混战。而我们今天要谈的正是出自系列第二代，在第三代又被发扬光大的苏联方面主要科技：特斯拉兵器。

在《红色警戒2》的原始设定中，盟军与苏联的武器具有鲜明的地域性和文化性差异。盟军的科技得益于爱因斯坦的光学理论研究，利用类似于激光的大功率光束借助棱镜反射来打击敌人，代表武器包括光棱坦克和光棱塔，给人以现代、文明、高效的感觉，但整体上却有单薄、脆弱之感；而苏联的科技在游戏剧情中来自于命运被修改了的特斯拉。由于爱因斯坦的穿越，特斯拉缩短了在美国的逗留，受斯大林的邀请，特斯拉参与了苏联方面武器科技的研究，开发出了匹敌盟军的电磁科技。苏联的单位一向大而笨重，质感十足，有一种北方民族的豪放之气。作为电磁科技的代表，磁暴线圈霸气十足，“呲啦”一下，世界就清净了。与《红色警戒》中架空的历史一般，大量的超现实兵器接连挑战玩家的眼球。当你的视线被天气控制器和超时空军团吸引到无限跃迁的异空间时，可曾想过，其实历史上真的存在着特斯拉的传说，还有他那神奇的线圈。

尼古拉▪特斯拉，出生于克罗地亚，交流电动机的发明者，杰出的发明家、物理学家、机械工程师和电机工程师，在历史的记载中如同神一般的存在（以下为无责任YY不保证来源可靠）：

• 据说他的发明包括交流电、无线电、雷达、出租车计程表、遥控机器人、电影《科学怪人》里的电流装置……

• 据说他把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，利用环绕地球一周的低频电磁波，类似无线电台广播信号一般地广播能量……

• 据说他曾与美国政府合作进行过一个被称作“费城实验”的项目，用七个强大的特斯拉线圈（下文详细介绍）为一艘驱逐舰提供能量，结果后者突然消失，重新出现时船上的船员无一人生还，有些人甚至与船体融在了一起……

• 据说历史上赫赫有名但至今悬而未解的“通古斯大爆炸”源自于他的神秘研究，当时他已制作出电压高达一亿伏，电流一千安的谐振变压器……

• 据说…………

……

好像已经不用再说了，特斯拉被誉为“人类历史上公认的两个旷世奇才之一”（另一个是达芬奇）。他的一切随着他的逝世逐渐被掩埋在历史的深处，我们今天要八卦的内容自然源自特斯拉生前最引以为豪的发明——特斯拉线圈。

我们谈到的特斯拉线圈（Tesla Coil），即俗称的磁暴线圈，是一种利用谐振变压器产生高压的电弧发生器。所谓电弧，其实是空气或其他介质在强电场作用下发生各种效应形成的放电通道。通常情况下，空气中极少含有带电质点，标准条件下平均每立方厘米中仅有1000对正负离子。当外加一个电场时，带电的粒子在电场中做定向运动，难免与其他的粒子发生碰撞。如果由于碰撞转化的动能足以使被撞的粒子发生电离，就可以得到一对新的带电粒子。这样的电离过程在外电场大到一定程度时发生连锁反应，电子数目如雪崩般增加，即形成电子崩。被充分电离的空气是良好的导体，这样便形成了相当可观的放电电流。由于存在一个带电质点不断产生和消失的过程，伴随着原子不断地处于激励状态然后跃迁释放光子，宏观上来看就是明亮的弧形光路和“呲呲”的火花了。

从上面的放电机理来看，想要形成一定长度的电弧必须有足够强大的外加电场才行。特斯拉使用的是被称为谐振变压器的升压装置，说它是是变压器也许有些牵强，称之为串联高压谐振器似乎更贴切一些。人们通常使用的交流电作用在电阻、电容和电感上时是不同的。相同频率和相位的电压，加在电容上时会使电流滞后，而加在电感上时反而会使相位超前。如果我们把电容和电感串联，调节它们的大小使得流过电流的相位不发生变化，这时惊人的事情出现了：电容和电感以相同的频率交换能量，而对于它们之外的元件则表现得就如同不存在一样，好像一根导线，我们称这种现象为“谐振”。此时，电流达到理论上的最大值，作用在了变压器的初级线圈上，特斯拉线圈就是用这样的原理来产生高压的。

如图，一个完整的特斯拉线圈主要由以下几部分组成：

特斯拉线圈电路原理简图（图片来自维基百科） [1]

首先，外部电源向主电容充电，当电压达到间隙的击穿电压时，间隙击穿，电容和互感器的原边线圈形成LC振荡，由于初级线圈很粗很短，而次级线圈很细很长，因此就感应出一个高达几十万伏的高频电压。

后面的事情就简单得多了：高压的次级线圈在空气中寻找放电通道，释放前几个阶段积攒起来的电荷，如果来不及放电或无法构成通道，它会把能量再还给初级线圈。因此，除去不可避免的线路损耗，可以说特斯拉线圈是清洁无污染的。传说特斯拉本人非常精于调节电容电感的大小使他们谐振，顺便说一句，这个看起来极其简单的操作，实际执行起来可远没有想象中的容易。

经过如上的分析，我们可以明显注意到有一个问题，那就是作为一件武器，特斯拉线圈有一个致命的缺陷——高压放电时电流通常会走阻抗最小的通道，不管流经的是敌人的炮台还是自家人的脑袋……因此，Westwood虚构了一种可以强迫电流改向的技术，为我们伟大的社会主义阵营保住了一条足以匹敌资本家院子里亮晃晃光束的紫色电弧。

另外，游戏中另有磁暴步兵和磁暴坦克这样相同装备的单位，同样的技术使用在三个不同的地方，足见其地位与价值（我看是Westwood想偷懒吧~）。有趣的是，当我方的电厂被敌方打掉无法正常供电时，一切用电单位都无法使用了，但这时只要在磁暴线圈的附近放上两三个磁暴步兵，你会发现一度黯淡的初级线圈又重新燃起了闪亮的紫色电弧！这可能吗？

我们可以回头看看线圈的最末端，与其说它是一个一端对外开放的变压器，还不如说它是一根巨大的天线。它像收音机感应信号一样感应周围的电磁场，如果我们把磁暴步兵手中的便携式特斯拉线圈的输出端频率调节至与母线圈一致，理论上就可以在二者之间建立一条电磁能量通道。与游戏不同的是，靠谐振交换能量的两个线圈应该尽量避免发生放电。由于二者中一方靠另一方供给能量，要求传输的效率要尽可能的高，表面放电会造成无谓的消耗。不知是否是出于视觉上的需求，或者也便于玩家注意到在做“充电”工作的步兵们，Westwood用一条黄色的电弧连接了二者，但这分明表示二者间已经构成了放电通道，利用电弧形成的良导体直接对线圈进行充电。虽然理论上也不是讲不通，但现实中即使是很短的距离也很少有人以击穿空气为代价来仅仅换取一根导线的作用。

实际上靠谐振来无线输送电力的实验也已在进行中，不过远没有游戏中那么暴力，就是点个灯泡啊，给MP3充充电啊什么的，而且要是真让我看见自己的手机电池和充电器间不是靠电线而是电弧“安稳”地连接在一起时，先不考虑这样的“无线”是否还有意义，赶紧麻利点儿撒丫子跑吧，电弧不长眼啊！

最后一个可以吐槽的地方是线圈头顶圆圆的感应圈。说起感应圈，它本身就是一个由低压产生交流高压的装置。变压器产生的感应电动势正比于电压的变化率而不是电压本身，感应圈利用一定的方法快速开断电源，可以使得输出电动势变得很高。我感兴趣的是它的形状，为什么是圆的呢？我们常见的高压设备头顶一般倒都是圆圆的，为的是均匀附近的电场以免发生放电（话说第一次做高压实验的时候连口袋里的钥匙都掏出来拿走了，因为害怕尖端放电）。而众所周知在曲率半径越小的地方电荷越集中，因而场强也越强。高压设备应避免对空气放电所以才加了屏蔽罩，但特斯拉线圈一放电装置为什么也是圆的呢，而且好像体积还不小？恕鄙人无能，不明所以，欢迎指导。

综上所述，除去技术上的若干困难，高压电弧无疑是一件绝佳的武器。它的作用机理同天空中的雷电是一样的，因此是杀伤方式包括高电压，强磁场和焦耳热的复合效应武器，感觉上很有点炮姐的味道（因为电磁炮本身的物理伤害好像在动画和小说中被弱化了，让人无语的五十米啊~）。试想多少个世纪以来，还未从神话的幻想中走出的先人们就构想过借助雷电的力量来蹂躏敌人，而如果哪个打着魔幻或者奇幻题材的作品中没有“落雷术”这种标着“法术等级1，敌单体攻击，属性伤害”的元素魔法，作者绝对只能让一群群大法师们撸起袖子提上法杖上去肉搏了。雷电是大自然的奇迹，是上帝的神威，是贯通天地的一条锁链，是赵灵儿施给逍遥哥哥的第一个法术……

而如今，渺小的人类却用自己的方法重现了这一美丽的弧线，这就是男人的浪漫！

参考文献：

[1] Tesla coil，http://en.wikipedia.org/wiki/Tesla_coil

（图注：这就是那倒霉哥们。不过不排除在SC3中再出场的可能）

在拿到《星际争霸2》之后，我花了两天时间把剧情模式通了关。大概是打得太多的缘故，闭上眼睛也能看到一群蓝色的机枪兵跑来跑去。这时，拿到游戏之后的第一个谜团才开始慢慢绕回我的脑中：那个泰克斯·芬德利，从来都不脱装甲的机枪兵，那个在最后被男主角一枪爆头的亲密战友，是怎么解决诸多生活问题的呢？

首先可以肯定的是，这套焊上去的盔甲并不像外表看上去那么粗笨。虽然满是划伤的蓝色涂装让它看起来像是个单纯的大铁块，但是以现在的眼光来看，它应该相当先进。毕竟游戏的设定是500年后嘛。

让我们先假设一下好了。先假设这套盔甲的装甲很薄——这样才能有更多空间来放其他的设备。动力外骨骼一定是首选设备之一，这没什么悬念。而游戏中有一些太空场景，那么温湿度调节系统显然是必选的；供氧装置和通讯装置应该也有。至于内置电源，自然更应该是标配了。

这样看来，《星际争霸2》机枪兵的盔甲，大概可以等同于带动力外骨骼的、坚硬的宇航服吧。

盔甲里的钢筋铁骨

（图注：想入伍么？机枪兵欢迎你！我们的成员中，因杀人而入伍的比例只有57%，比喷火兵强多了！）

就算泰克斯是个膂力过人的壮汉，穿上那那看起来足有半吨的钢铁盔甲，必然也不能行动自如。一套外骨骼系统是相当有必要的，它能让机枪兵减轻负担——否则怎么端起那支硕大的步枪呢？

简单来说，动力外骨骼可以看成是一套带有多种传感器、能够驱动一些机械装置的电脑，不过它和机器人可完全不一样。机器人按照编好的指令运行，而动力外骨骼则要随机应变。通过不同的传感器，动力外骨骼会频繁地判断使用者的意图，在经由计算机运算之后，驱动电动机或者液压系统等装置，帮助人们达成目标。

以现在人类的技术能力，已经能够制造出可以短时使用的动力外骨骼；实际上，已经有一些类似设备在进行最后的实验，或者已经出现在市场上了。日本的HAL能够帮助老人提高生活质量，美国洛克希德马丁公司的HULC能让士兵在负重九十公斤的情况下以每小时十六公里的速度行进，而美国雷神公司开发的XOS动力外骨骼系统，让穿戴了它的战士搬起三十五公斤弹药箱的时候，表现得如同只拎起了两公斤。

值得注意的是，盔甲的手部并不是动力外骨骼手套，而是一只真真正正的机械手——这一细节也可以在开场动画里看到。之所以这样设计，可能是为了保障手指装甲的厚度，就不足以留出容纳手指的空间，而同时人手也无法适合那么巨大的手部盔甲。我们在开场动画中能看到，泰克斯在装上机械手之前，握住了一个类似操纵杆的东西，那如果不是一系列传感器的话，就只能是一套动作捕捉系统，用来捕捉手部的姿势，再让机械手做出相同的动作。这种技术在电影制作中很常见，在《阿凡达》之类电影中也有出镜，甚至已经出现在我们的日常生活中：微软的XBOX 360游戏机的Kinect控制器就是一例。

至于盔甲的其他部分，XOS这样的动力外骨骼就能胜任了。暴雪公司发布的官方设定也能证实这一猜想，机枪兵的大腿处明显是几支液压装置。只有这样的动力外骨骼才能让机枪兵们不知疲倦地四处征战，盔甲的问题总算解决了一半。说起来，我倒是有点好奇液压系统采用的是什么液体——毕竟，有些场景是在太空啊。

生存才是根本

（图注：想入伍么？机枪兵欢迎你！见到我们的护士，保证你连疼痛都忘了！）

太空是真的很空，空到接近真空。说起来，温度反倒不是最大的问题，因为太空的分子太少，不足以表现出冷或者热的属性，只要不被恒星直接照到，也就不大会晒伤。但是根据美国航空航天局的资料来看，如果不加保护地暴露在太空，人最多能撑得过一两分钟；而没有空气来传递声音，就算有人趴在耳边大喊，也完全听不见。对做为陆战单位而讲究配合的机枪兵来说，这两项限制，不啻于最恐怖的噩梦。

所以供氧系统是首先需要考虑的部分。现代的舱外宇航服提供了一个密封而加压的环境，能够让宇航员进行太空行走，我们可以认为机枪兵的盔甲也是类似。它能够提供一个微型的大气环境，和在习惯的星球上的大气环境基本相同。只要保持正常的一个气压就好；这样，无线电通讯系统也能把声音正常地传出去。在钢铁盔甲之内，这一部分可以算是最简单的了。

更重要的是，它还需要保持合适的温度和湿度。看起来，它应该有一个温湿度控制系统，避免穿着者太冷、太热、太干或太潮而影响到战斗力。人可是很娇贵的生物，机枪兵也不例外。在现代的宇航服里，一般是利用织在宇航内衣上的细细水管来控制温度，一个小水泵管理着这些水流的速度和温度，保持宇航员的体温不会有太大偏差。不过这可和我们在游戏开场动画里看到的不符——泰克斯穿的囚衣直接就被裹在了盔甲之内，那套囚衣看起来也没什么特别的机关。也许那套盔甲内置空调，可以直接用空气调温调湿吧。问题也不大。

问题大的是废物的回收问题。现代宇航服中已经内置了尿液回收装置，方便宇航员在长期工作的时候“方便”。但是粪便回收装置并不是宇航服的固定配件——实际上，根本没有这种东西。如果宇航员想上大号，得回太空舱才行。这对于泰克斯，明显是不可能的选项。所以就先让我们假设有粪便回收装置吧，虽然它会是什么样子，我实在难以想象。

不过这还不算完。就算盔甲里的空调能够完全避免出汗——当然很难，不过也不算全无可能——也不能避免皮肤产生的其他废物，例如分泌的油脂和死去脱落的上皮细胞，而这些东西对一些种类的细菌和生物来说可是美餐，而它们会拿出什么来回报，可就不一定了。我觉得，盔甲里应该不会自带一套全自动洗澡装置吧。

所以我们可以想到，被禁锢在盔甲里的泰克斯，其实也过得挺惨。没法换衣服，不能洗澡，任由细菌和螨虫这样的东西在皮肤上滋生，带来无数的红点和疙瘩，奇痒难忍而又挠不到，同时散发着浓重的气味……怪不得很少有人喜欢和他待在一起。除了他的脾气之外，这些气味可能也是原因之一。

也许……错了？

动力外骨骼和还过得去的生存环境，大概就构成了机枪兵的盔甲。不过，始终有个问题我想不明白：为什么泰克斯一直不肯脱掉那套累赘的装甲，他和蒙斯克约定的交换条件到底是什么，他是不肯脱还是脱不掉？仅仅是个约定的说法不太站得住脚，泰克斯毕竟是个背叛的行家。一定有什么生死攸关的原因，而我能想到的理由，就只剩下了一条。

那就是，泰克斯的身体还在大反派蒙斯克手里！我们看到的开场动画，那段泰克斯穿上盔甲的视频，其实只是一个障眼法，他的颈部以下已经替换成了机器装置，或者这套盔甲根本就是他的新身体。这样也能解决另外的两个疑问，一是为什么他不需要挠痒痒，而第二个疑问更重要：他为什么从来不担心随时都叼在嘴里的雪茄，会掉进盔甲里？

机器身体的想法，看来是比较合理的解释，不过，这就已经超出了本文的范畴。我们就暂且把它当做一个未解之谜吧。

（图注：想入伍么？机枪兵欢迎你！有机会穿越到艾泽拉斯大陆，还包邮哦亲！）