距離加勒比海盜的第一部已經(jīng)過去13年了。而5月底我們也終于迎來了加勒比海盜的第五部《死無對證》。
想想持續(xù)了如此之久的連續(xù)電影其實寥寥可數(shù)，除了星際迷航、速度與激情、007、碟中諜、星球大戰(zhàn)、異形、哈利波特、生化危機、古墓麗影僅僅這，呃，好吧其實還是不少的。當(dāng)然還有EVA、柯南這種有生之年系列。
不過加勒比海盜系列相比也算是比較獨樹一幟的。在“黃金時代的海盜”背景里，巧妙地結(jié)合了超自然的幻想主題。
但這并不妨礙我們的昆士蘭科技大學(xué)副教授ichael Milford，在科學(xué)角度解析了《銀河護(hù)衛(wèi)隊2》之后，再次瞄上《加勒比海盜5：死無對證》。
不過本篇涉及到一些劇透，比如被劇透的小編已經(jīng)哭暈在廁所里……好吧，其實小編盡可能的刪減了劇透的地方，是不是謝謝我哈？
順便友情提示，本文非常的長，但是物超所值哦~小編開溜！
Credit：Disney Enterprises, Inc
繩索套過彎
薩拉查船長可能是最想殺死杰克船長的人了。畢竟杰克年輕的時候，曾經(jīng)通過出色的車船技，將薩拉查的船只引入了死境——一大片礁石，從而害的薩拉查的船破人亡，當(dāng)然并沒有死透。而杰克船長通過將繩索套在了一塊礁石上，完美的實現(xiàn)了一次“急轉(zhuǎn)彎（bootleg turn）”。
這個辦法非常有趣，和排水渠過彎有著異曲同工之妙。
Credit：123RF.COM
在過彎的時候，杰克的船只有非常明顯的向內(nèi)側(cè)傾斜。當(dāng)然啦，你肯定明白這是為什么。不過考慮到離心力（centrifugal force）這個詞本身可能引發(fā)爭議，為了照顧經(jīng)典力學(xué)的慣性參照系和轉(zhuǎn)動參考系兩派，下面同時采用“缺少向心力”和“慣性離心力”兩個詞表達(dá)……
呃，好吧，簡單點，我們還是叫做離心力（centrifugal force）好了。
但是水流在轉(zhuǎn)彎的時候，流動情況和平時的情況大相徑庭，再加上由于各種因素的原因，船只轉(zhuǎn)彎的時候，不一定就會向內(nèi)側(cè)傾斜，還有可能出現(xiàn)向外側(cè)傾斜。
哈！沒想到吧！由于船只轉(zhuǎn)彎的過程中，會受到離心力（centrifugal force）的影響（下圖紅色箭頭）。而能夠?qū)惯@個力的只有船只受到的水流的力。
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船只只有個一個重心（下圖黑白色點），在不考慮船只的貨物對船體重心的影響下，可以將這個點視作重力對船只的作用點。
同理船只還擁有一個浮力中心（下圖紅白色點），這個中心跟隨著船體的傾斜而移動，可以視作船體排開的水的體積的重心位置。
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左圖中，水流的作用力線經(jīng)過了重心的下方，低于重心的位置。而此時作用力試圖以逆時針方向，推動船只向左傾斜。而此時浮力則是相反，試圖將船只按照順時針方向扭轉(zhuǎn)。
右圖中，水流的作用力線經(jīng)過了重心的上方，高于重心的位置。此時與左圖正好相反，作用力試圖順時針方向，推動船只向右傾斜。此時浮力依然起到了反作用力。
當(dāng)然，這是簡化后的效果，實際上船只一直處于動態(tài)的狀態(tài)，浮力的中心也會因為船只的傾斜而改變。
不過在《死無對證》之中，繩索與船只相連的位置相比重心和浮力中心不知道高到哪里去了。所以非常大的可能是在重心的上方拉動船只，從而使得船只向礁石傾斜。所以從科學(xué)的角度看，沒毛病。
搶劫銀行
杰克船長有一個很大膽的想法，杰克計劃利用馬匹將一噸重的保險箱拖出銀行。不過杰克選擇的馬匹可能有更大膽的想法。因為保險箱倒是沒動，銀行倒是動了，馬匹把整個銀行拖走了……
不過12匹馬真的能夠拉動一噸的保險箱一路小跑嗎？那一棟建筑物的話呢？
其實一噸重的保險箱不在話下，但是建筑物的話就有點扯了。但是馬匹遠(yuǎn)比我們想想的要強壯。在一本《The Book of Draft Horses: The Gentle Giants That Built the World》書中記載了兩匹夏爾馬拉動了近50噸。
而在某個不（You）存（tu）在（be）的視頻網(wǎng)站上，有視頻證明了兩匹馱馬拉動了5.4噸的磚塊。
如果按照視頻上的計算，12匹馬完全可以拖動64噸的重物。這么看來，其實還是有可能的。
旋轉(zhuǎn)斷頭臺
《死無對證》里面可能最令人記憶深刻的，就是杰克船長即將被斷頭臺斬首的時候，炮彈擊中了斷頭臺。然后刺激的來了：原本非?？拷芸说腻幍?，由于旋轉(zhuǎn)又遠(yuǎn)離了杰克的脖子。
你肯定嘗試過拽著繩子旋轉(zhuǎn)某些物體，當(dāng)速度足夠的快的時候，繩子會被繃緊。
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為了避免杰克真的被斬首，就需要足夠的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生從而抵消重力。我們假設(shè)斷頭臺高4米，也就是旋轉(zhuǎn)過程中的半徑R。
那么我們計算一下旋轉(zhuǎn)一圈時間T：
加速度= 4×π2 × r / T2
T2=4 × π2 × r / 加速度
T2=4 × π2 × 4 / 9.81
T =4.012秒
也就是說，斷頭臺至少達(dá)到四秒一圈的頻率才可以確保杰克船長的存活。在電影里面看起來還是快了很多的，所以沒問題，杰克肯定能活下來，不然下面的劇情怎么辦？
時鐘派經(jīng)度測量法（Longitude by chronometer）
在航海的時候，天文學(xué)家Carina使用了精密計時表——一種18世紀(jì)開始出現(xiàn)，并經(jīng)過了長時間發(fā)展一種非常精準(zhǔn)的高精度時計。
航海的時候，準(zhǔn)確的得知經(jīng)經(jīng)度非常的重要，而精準(zhǔn)的計時表就是航海發(fā)展過程中非常關(guān)鍵的技術(shù)之一。
緯度可以非常簡單的得到，只需要通過觀察正午太陽的高度（最高點）就可以判斷。不過在海上，經(jīng)度就非常難以判斷了。但是人類的智慧還是非常的聰明的想到了很多種辦法。
由于地球每24小時自轉(zhuǎn)一周，也就是每小時轉(zhuǎn)動15°。那我們只需要知道目前位置，和出發(fā)地位置的時間差，就可以得知兩地的經(jīng)度差。
舉個栗子：比如我現(xiàn)在在海南島向西出發(fā)，我只需要了解兩個時間，一個是海南島的時間為準(zhǔn)，另一個是目前所在地的時間，那么當(dāng)所在地和海南島的時差到達(dá)一個小時的時候，就可以得知所處位置的在海南島以西15°。那么求經(jīng)度的問題就極大的簡化為測量時差。
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那么重點就是得知當(dāng)前所在地的時間，和出發(fā)地的時間。當(dāng)前所在地的時間非常容易得到，通過測量豎立的棍子影子最短的時候，就是正午12點了。
問題來了，我怎么得知出發(fā)地的時間呢？
簡單點，帶塊表??！保持出發(fā)地的時間就行了。但是還有個問題，那個時候沒有那么準(zhǔn)的表……最好的鐘表一個小時也也有15分鐘的誤差！
所以當(dāng)時的科學(xué)家提出了各種替代方案，比如夜觀天象，通過星辰的運轉(zhuǎn)得知時間。比如我知道出發(fā)地午夜0點會出現(xiàn)月食，然后我觀測，現(xiàn)在11點就發(fā)生了。那我就得知出發(fā)地現(xiàn)在12點了，就這樣計算出了時差。但是這樣其實也有誤差，因為這個需要大量的經(jīng)驗，以及對天象的足夠了解。
然后科學(xué)家分成了兩派：一派瘋狂的觀測天象，研究星辰運轉(zhuǎn)，叫做天鐘派；另一派瘋狂做表，希望更加準(zhǔn)時，叫做時鐘派。
而之后時鐘派的精髓，就在于不斷發(fā)展出現(xiàn)的精密計時表。這也讓水手可以更加有效，更加安全的航海。在達(dá)娃·索貝爾的《經(jīng)度:尋找地球刻度的人（Longitude: The True Story of a Lone Genius Who Solved the Greatest Scientific Problem of His Time）》一書中，詳細(xì)記錄經(jīng)度測量的發(fā)展，是本非常不錯的書。
當(dāng)然了，小編要跑題說一下在索貝爾書記錄的其他測量方式。
在索貝爾的書中，專門記載了一種叫做感應(yīng)散的方式，簡單來說是時鐘派的分支。由于17世紀(jì)末兩大派的爭論不休又都不能秒殺對方的時候，眾說紛紜方案中最有趣的一個。
且聽我慢慢說。
首先這個方案需要使用到一個非常神奇的療傷圣藥，就是感應(yīng)散。那時候的人們相信這種圣藥可以非常有效的治愈傷口，只需要灑在傷口或者你的衣服上，甚至都不用撒到身上就可以遠(yuǎn)程療傷！比如灑在從你傷口處取下的繃帶上就有療效！
但是感應(yīng)散有個副作用，就是療傷的時候會特別的疼，被治療過的傷員疼的嗷嗷叫。
廣大群眾的腦洞大開的想了一個絕妙的辦法！就是先捅狗一刀，然后把狗帶到船上。同時，把綁過狗的繃帶留在岸上。讓岸上的人每天中午12點往繃帶上撒了點感應(yīng)散。由于感應(yīng)散可以遠(yuǎn)程療傷，還極其疼痛。所以這個時候狗會疼的嗷嗷叫。這個時候船員聽到狗叫嗷嗷叫，就知道出發(fā)地是正午12點了。正好就能計算時差了！簡直完美的解（m）決（d）方（z）案（z）！
不過有個問題，由于感應(yīng)散是療傷圣藥，狗的傷口會逐漸長好。那不就沒辦法得知岸上的時間了嗎？
那就再捅一刀！
不過這個方案并沒有推廣成功。原因你懂的。不過我到是覺得《死無對證》里面帶條狗是個不錯的選擇……
好吧，電影里能看到幾百年前航海導(dǎo)航的方式，也是件蠻有趣的事情。同時也符合科學(xué)，沒問題。
總結(jié)
電影除了動作元素，科學(xué)方面也沒有太大的問題，尤其在海航導(dǎo)航方面的細(xì)節(jié)非常嚴(yán)謹(jǐn)，電影里多次出現(xiàn)天文學(xué)家Carina重新校準(zhǔn)天文望遠(yuǎn)鏡，或者使用精密計時表計算經(jīng)度。
如此符合科學(xué)的電影也非常難得了，只是不知道杰克船長被固定在斷頭臺上跟著一起旋轉(zhuǎn)的時候，脖子受不受得了，起碼是蠻疼的……
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