現代物理學教你發射奧特曼的必殺光線

奧特曼有遠超人類的體型和力量，但是在兇悍的小怪獸面前，單純體術的戰鬥往往不占上風。能讓各類奧特曼在各種挑戰中無往不利的，還是得靠他們最為人熟知的那道光線必殺技：

對於這個大招，人們總愛直觀地把它叫做「奧特光波」「奧特射線」。其實，每個奧特曼的光線技都有不同的名字。比如在賽文里它是艾梅利姆光線，艾斯里是梅塔利姆光線，這些絕招名字往往又長又拗口，想要記全這些招式，對地球人來說有點難。

不過萬變不離其宗，所有的這些花哨的把式都離不開一個基礎光線技——斯派修姆光線。

設定中，斯派修姆光線是奧特曼所在的「光之國」戰士們訓練的基礎技能，也就是入門技。初代奧特曼和傑克奧特曼打的大部分怪獸都是用這個技能解決的，也正因此，這也成了大夥最熟悉的奧特曼絕招，成了奧特曼的代表技能。

相信很多人小時候都試著學著奧特曼的動作，雙手交叉，試圖也能像他們一樣從手掌間擠出點光線出來。但是顯然，沒有經過科學知識武裝的大腦，即便能模仿出這些動作也註定會是徒勞的。

這不意味著當年的你不夠努力，當然，也更不意味著這些絕招本身就是不可實現杜撰。

一切只是方法的問題。

現代物理學會告訴你，發出奧特曼的光線必殺技才不是什麼難事。不管他們的名字多麼花哨，原理都大同小異。去繁從簡，現在我們就以最經典的「斯派修姆光線」（Specium Ray）為例，揭示奧特曼必殺技的秘密。

斯派修姆光線的特性

（雷射的產生條件）

針對斯派修姆光線是怎樣發出的問題，各種奧特曼的百科資料中，我們很容易找到這樣的概括性描述：

斯派修姆光線的發射原理：奧特曼於右手儲蓄負極能量，左手儲蓄正極能量，雙手接觸組合在一起後產生了斯派修姆能量，在一瞬間內轉化為能量流射線，以近光速的速度發射擊殺對手。

這樣的過程講解詞看似炫酷，但其實也就是騙騙沒學過物理的小學生，沒有多少有價值的信息。真想獲得可靠的線索，反倒不如直接從看到的現象結果出發，逆推出這個技能的形成過程。

我們至少可以確定的一個最基礎的事實就是：斯派修姆光線屬於一種雷射射線。

要探究奧特曼如何從手部發出雷射，我們首先要知道雷射的形成條件和原理是怎樣的，這是分解奧特曼光線必殺技能原理的關鍵。不要慌，這很好理解。

先說光是什麼？我們日常生活中絕大部分的普通光線都是由原子的「自發輻射」產生的。即：

原子獲得能量從低能級躍遷到高能級高能級不穩定，不能持續存在原子從高能級回到低能級（自發輻射）釋放能量（光子）

好的，我知道你看不懂，舉個好懂的例子。

原子就像一隻星之卡比，他們會從外界獲取能量，但因為自身能夠承受的能量有限，多餘的能量會被他們以光子的形式吐出。這個循環，就形成了一次原子的「自發輻射」，被吐出的「光子」就是你所看到的光。

長久以來，光的自發輻射就這樣漫無目的、也幾乎毫無規律的進行著。直到1916年，愛因斯坦提出了另一種光形成的可能，就是「受激輻射」。

過程是這樣的：

當一定的光子入射時，也會引發原子以一定的機率，迅速地從能級E2（高能級）降到能級E1（低能級），同時輻射一個與外來光子頻率、相位、偏振態以及傳播方向都相同的光子，這個過程稱為受激輻射。

好的，繼續拿卡比舉例：

現在我們這裡有一堆吃飽了的卡比（高能級），他們吐星星的規律本來是不固定的。但是這個時候，如果卡比受到一個頻率為V的光子刺激，就會也吐出一個方向頻率都相同的光子。

此時，之前的初始刺雷射子依然沒有消失，兩個光子再次向前進發，又分別撞上了兩個新的吃飽了的卡比，新卡比受到衝擊，也吐出了方向頻率都相同的光子。這個時候同樣的光子已經有了四個

以此類推，這些光子呈指數級地增長並向前推進，由於他們的行進路線和波長都是一致的，所以最終會形成一道連續不斷的射線。

這個過程，叫做「受激輻射光放大」，簡稱「雷射」。

但是，雷射的實現過程有一個前提，就是受激物質中「吃飽卡比」（高能量級原子）的數量一定要比「普通卡比」（低能量級原子）多，這樣才能保證有足夠的光子可以被激發出來。可現實是，物質的穩定狀態幾乎都是低能量級原子占大多數。

因此人類發現雷射原理後，過了幾十年也依然沒有真正製造出雷射，其最關鍵的原因就是找不到合適的辦法人為地讓「吃飽卡比」的數量多於「普通卡比」——也就是實現所謂的「粒子數反轉」——這是雷射形成的關鍵。

同樣作為雷射一種的奧特曼大招，當然也必然要通過「粒子數反轉」來實現雷射的發射。那麼奧特曼又是怎樣做到的呢——

在初代奧特曼的第二話，科學特搜隊的村松隊長提到：

「斯派修姆光線的形成，需要一種叫做「斯派修姆」的物質。這種物質大量存在於火星，而且令奧特曼的勁敵巴爾坦星人非常忌憚。」

「斯派修姆」物質是什麼？

斯派修姆物質與紅寶石

暗殺宇宙人納克爾星人知道答案。

納克爾星人為了殺掉奧特曼，曾認真地分析了奧特曼斯派修姆光線的諸多精確數據：

「斯派修姆物質的結構比例為3000個鋁原子：8個鉻原子 ，斯派修姆光線有著50萬度的高溫以及50萬馬力的能量功率。」

正在出拳的是納克爾星人

也許你以為納克爾星人只是吹牛逼打嘴炮，但實際上從現代物理學得到的結果看，這個數據非常嚴謹。

問題來了，我們地球上到底有沒有這種鉻鋁比為0.27%（8/3000）左右的復合物質呢？還真有，就是紅寶石。紅寶石的定義中會告訴你：「紅寶石的主要成分是氧化鋁(Al₂O₃)。紅色來自鉻(Cr)，主要為Cr₂O₃，含量一般0.1~3%，最高者達4%。」

1958年，終於有人和納克爾星人站在了同一起跑線上，美國物理學家西奧多·梅曼用一個高強閃光燈管來刺激一塊物質里的鉻原子，實現了雷射發射，並在之後成功製作出了第一台雷射器——這台雷射器所用的工作物質，正是紅寶石。

實現原理是這樣的：首先我們要讓紅寶石中的鉻原子實現「粒子數反轉」，用星之卡比的例子說就是：

先用能量刺激「普通卡比」（E₁能量級）成為「吃撐卡比」（E₃能量級）；

「吃撐卡比」（E₃能量級）不能存在太久，降級為「吃飽卡比」（E₂能量級）；

此時會有大量的「吃飽卡比」（E₂能量級）存在，並有少量的「普通卡比」（E₁能量級）。「粒子數反轉」形成。

通過粒子數反轉，大量的能量級E₂的原子出現後，只需進行一次光子刺激，雷射線就能順利產生了。

至此，奧特曼大招的發射方式已經明了：

從上面的示意圖我們可以看出，斯派修姆光線的介紹中，所謂的「右手儲蓄負極能量，左手儲蓄正極能量，雙手接觸組合在一起後產生了斯派修姆能量」，其實只不過相當於大招發射的一個點火裝置。而斯派修姆光線形成的關鍵，還是在於奧特曼攜帶的斯派修姆物質，以及奧特曼體內可供持續輸出的巨大能量。

因此，奧特曼雙手交叉的姿勢反倒是發射必殺技里最不重要的一個環節，通過後面的故事我們也可以發現，不同的奧特曼完全可以根據自己的喜好去定製必殺技的點火方式。

比如艾斯會裝在手肘上：

賽文喜歡裝在大腦門上：

甚至這玩意裝在眼珠子上也沒什麼毛病：

總結

其實自從人類也開始熟練掌握雷射技術，奧特曼的必殺技就再也不是天馬行空的想像。

除了最初的紅寶石雷射器，現在人們已經研究出各種各樣的工作物質，以更針對性地進行雷射發射，換句話說，「斯派修姆物質」（紅寶石）早就不是人類發射雷射的必須介質。

如果手頭上有相應的材料，甚至去自製微縮版斯派修姆光線也不是什麼問題。

而雷射技術本身，也早就被人類大量應用在除軍事以外的醫學、工業等領域，這也意味著雷射除了保護地球外，也在為提升人類幸福感做著很大的貢獻。

所以，玄學之上終歸會是科學，拯救地球這件事兒其實完全可以靠人類自己。學好數理化吧，下一個奧特曼就是你。

來源：地球人研究報告

編輯：fengyao