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一部电影，一个故事，一个科学秘密。在光与影的交织中，带你穿越神秘莫测的时空，看烽火里、狼烟中人类与天灾人祸的殊死搏斗，不要忘记，我们与未来有一个不能错过的约会。
北京
图书在版编目（CIP）数据
光影中的科学秘密.与未来有约/萧星寒编著.--北京：人民邮电出版社，2013.2
ISBN 978-7-115-30684-5
Ⅰ.①光… Ⅱ.①萧… Ⅲ.①科学知识—普及读物 Ⅳ.①Z228
中国版本图书馆CIP数据核字（2013）第012376号
内容提要
一部电影，一个故事，一个科学秘密。在光与影的交织中，带你穿越神秘莫测的时空，看烽火里、狼烟中人类与天灾人祸的殊死搏斗，不要忘记，我们与未来有一个不能错过的约会。
光影中的科学秘密——与未来有约
◆编著 萧星寒
责任编辑 刘朋
执行编辑 刘佳娣
◆人民邮电出版社出版发行 北京市崇文区夕照寺街14号
邮编 100061 电子邮件 315@ptpress.com.cn
网址 http://www.ptpress.com.cn
北京 印刷
◆开本：787×1092 1/16
印张：12.5 2013年4月第1版
字数：252千字 2013年4月北京第1次印刷
ISBN 978-7-115-30684-5
定价： 元
读者服务热线：（010）67132692 印装质量热线：（010）67129223
反盗版热线：（010）67171154
广告经营许可证：京崇工商广字第0021号
1
中国科学技术协会于2010年12月发布了第八次中国公民科学素养调查结果。结果显示，具备基本科学素养的中国公民比例只有3.27%，而这个数字在2003年更是低到1.98%。
这项调查结果令人触目惊心。原因肯定是多方面，其中一点是，传播科学的方式太古老，太死板，不为普通大众喜闻乐见。于是，有人提出，可以用科幻，尤其是科幻电影，来普及科学知识。众所周知，如今科幻电影已经成为人民群众喜闻乐见的艺术形式，每年都有大批科幻电影上映，而世界上票房第一的电影是科幻片《阿凡达》，世界电影票房排行榜前100名中，科幻片占了7/10。这样看来，用科幻电影来传播科学，似乎大有可为。
问题是，科幻电影并不是为传播科学而生的。
2
虽然名字里包含了一个“科”字，但拍摄科幻电影的第一目的，并不是传播准确无误的科学知识。在科幻电影中，不科学甚至反科学的地方比比皆是。
比如，在太空中，因为没有空气来产生和传播声音，所以是寂静无声的。然而，多数描写太空大战的科幻影片都让宇宙飞船呼啸着前进，并且在被击中后会轰然爆炸，绽放为一朵绚烂的礼花。
比如，外星球的引力应该与地球截然不同，有的比地球小，有的则比地球大得多，至今还没有发现引力与地球一模一样的星球。然而，在绝大多数影片中，外星球的引力居然和地球一样，人类在外星球的活动丝毫不受影响。
比如，《阿凡达》里的悬浮山；《2012》里的中微子使地球岩浆沸腾；《星球大战》里的原力；《绝世天劫》里的“比得克萨斯州还要大”的小行星；《后天》里的三个月冰封地球；《哥斯拉》里高如楼房的巨大怪兽……可以讲，任何一部科幻电影都有这样或那样的科学BUG。
既然这样，那科幻电影与科学传播就没有关系了吗？
不是的。
3
埃德温•哈勃沉迷于凡尔纳的科幻小说，违背他父亲的意愿放弃了前途光明的法律工作，开始探究星空，最终成为20世纪最伟大的天文学家。银河系和河外星系就是他发现的，而“哈勃太空望远镜”也是以他的名字命名的。
卡尔•萨根在阅读了埃德加•赖斯•巴勒斯的《异星战场》后，开始梦想能到火星上去冒险，后来他成了著名的天文学家、地外智慧学家和科普作家。在本书中，你将多次见到他的名字。
这样的例子还有很多。
那么，科幻电影与科学传播之间到底有什么关系呢？
我认为，如果说科学是科幻电影坚实硬朗的核，那么科幻电影就是科学绚丽华美的晕。对于科学而言，科幻电影最重要的作用是借助自己的绚丽华美满足并激发观众对于科学的好奇心与想象力，而好奇心与想象力对于学习和研究科学极其重要。
在本书的写作中，我尽量向读者强调好奇心与想象力的重要性。
此外，虽然多数时间，科幻是亦步亦趋，紧紧跟在科学的后边，但有时候科幻也会走在科学的前面，提供科学上的创意和点子，这就使得科幻电影讲述的科学不是一般意义上的科学，而是“潜科学”。比如，“时间旅行”在科幻里极其出名，但还没有哪个大学开设“时间旅行”专业，这是因为“时间旅行”还只是一个假说。等哪一天某个实验室里传出“时间旅行”成功的消息，那它才会成为一门真正意义上的科学。而传出这个好消息的人很可能就是你，因为未来在你手里，这也是本书着意强调的观点。
愿科幻与你同在。
是为序。
萧星寒
2012年8月
玛丽亚•希尔：长官，我们现在怎么办，他们都各奔东西了，有些人走得相当远，如果我们又遇到这种情况，到时候怎么应付呢？
尼克•福瑞：他们会回来的。
玛丽亚•希尔：你真的这么想吗？
尼克•福瑞：当然。
玛丽亚•希尔：为什么？
尼克•福瑞：因为我们需要他们。
——《复仇者联盟》
电影名字：兵人（Soldier）
上映时间：1998年11月6日
导演：保罗·安德森
主演：库尔特·拉塞尔 詹森·艾萨克 康妮·尼尔森
光影故事
陶德是“亚当计划”的一名实验品。他从婴儿就开始接受严格的军事训练，生存的意义只为作战。成年后陶德果然成了攻无不克的士兵，经过多次惨烈战役，他仍然屹立不倒，成为士兵的楷模。
然而，科技日新月异，又一批全新的战士问世了。在药物和科技产品的帮助下，他们的作战技巧精良纯熟，他们的体能无人可比，他们杀敌手法更是心狠手辣。
为了测试下一代战士优秀的作战能力，政府举行了一场竞技比赛，让陶德带着其他两名士兵和607号新战士凯恩一搏高下。
果然，经过对身体的重新升级，凯恩攻无不克，战无不胜。陶德的两名手下惨死，只有陶德逃过一命，但也伤痕累累、奄奄一息。他被政府当做废料丢弃到一个遥远的星球上，那里全是因为科技进步而被遗忘的人与物。
该星球上的居民悉心替他疗伤，而他也开始学习日常生活上的一切事物，慢慢发掘出自己的人性，并且知道除了冲锋陷阵、奋勇杀敌之外，生命还有许多美好的体验。
没想到这时，607号战士奉政府之命，率领士兵前来摧毁这个星球。陶德被迫再度作战，于是抛开与星球居民间彼此的隔阂与歧异，他们团结一心，在陶德的率领下，为家园的存活背水而战。
这一回，陶德能战胜凯恩吗？
科学秘密
在《兵人》中，实行严格的“优胜劣汰”，而新一代兵人胜过旧一代兵人的主要原因，除了魔鬼般的训练之外，就是通过技术对人体进行升级。
人体看似完美，其实充满了缺点：能量摄入方式古老，转化率低；持续工作时间短；不耐高温，不耐低温；不耐辐射，稍高的辐射就能破坏DNA；不能离开水、食物和空气，缺氧几分钟就会造成不可逆转的伤害甚至死亡……
继续写下去可以写一本《人体脆弱大全》了。肯定有人会说，人类可以使用工具来扩展人类的生存能力，但是，单靠工具并不能完全解决人体脆弱所引发的问题，尤其是在军事上。
以战斗机为例。要想获得更好的机动性，必须提高加速度。人类制造的战斗机中，F-22的最大过载为9 g，这意味着在飞行员要承受自身9倍重力的压力，已经达到了人体所能承受的极限。加速度再提高的话，会对飞行员的大脑和身体造成严重的伤害，昏迷甚至死亡。计算表明，在14 g 的横向加速度下会器官分离。人体的脆弱，制约了战斗机的进一步发展。相比之下，无人机和导弹就不存在这个限制，空对空导弹的最大过载可以达到惊人的40 g。
随着军事技术的发展，人体越来越脆弱。要解决这个难题，就必须对人体本身进行升级。现在，这样的想法不仅出现在《兵人》这样的科幻电影里，还出现在各国军事科技研究机构里。
在未来，借助现代科技，我们的身体将具备一些惊人的功能。
1 神经界面
1998年8月，学术界争议颇多的“电子人”出现了，英国雷丁大学的控制论教授凯文·沃里克成为“第一个吃螃蟹的人”。他成功地将置于微型玻璃管内的硅芯片植入了自己的手臂，成为世界上第一个体内携带芯片的人。
在长达9天的试验中，沃里克一直享受着“帝王式”的待遇：大门在他面前会自动打开，电脑会向他问好，实验室的灯也会随他的出现而自动亮起。沃里克也因此迈入了美国《连线》杂志评出的世界上知名度最高的科学家行列。
2002年3月，凯文·沃里克再次接受了“具有革命意义”的外科手术。医生花费2个小时，将一枚长3毫米的硅制芯片植入了他左腕的皮肤下。芯片上的100根头发丝粗细的电极与他手臂主神经相连，以接收神经脉冲信号。随后，研究人员通过芯片、信号收发装置和计算机，将沃里克的神经系统与其妻子伊蕾娜的神经系统相连接，以确定沃里克移动手指所发出的神经信号能否让伊蕾娜的手指也发生移动。沃里克希望通过对神经信号的研究，能使特定疾病的患者借助远程控制恢复部分自身的行动能力。
2 数字文身界面
目前数字文身界面只有概念原型，但有了第一个，也就会有第二个、第三个……数字文身界面于2008年曝光，它是一个真正的靠血液驱动的蓝牙配件，使用触摸屏控制，把屏幕植入你的皮肤之下，把你的皮肉变为数字屏。不用传统的文身墨汁，屏幕使用从透明到黑色的变色显微球体，因此，皮下矩阵场上方就能变黑。其结果是你的手臂上有一个2英寸×4英寸大的显示屏幕，可显示从键盘到视频电话屏等所有图案。
电池由连接到一根动脉和一根血管的两个小管充电，形成你的循环系统的植入部分。当血流经电池时，它会冲击一小部分葡萄糖和氧气，把它们转化为电，就像微型电水蛭一样自己吃东西。
3 植入芯片
“Verichip”是美国食品及药物管理局批准的微芯片的名字。它有何用途？将来有一天它会取代我们钱包中的ID和信用卡。它可能被植入你的右臂，并编以序号，扫描后可获得你的很多数据。现在你就可以为自己植入个人条形码了，目前保留在数据库里的只有医疗信息，你需要注册登录才能获取，但是，谁知道未来会如何？无须携带装满卡片的钱包，将来你可能只要在读卡机上挥舞手臂便可购买物品、从图书馆借书或者把你的地址交给出租车司机，因为你懒得记住自己住在哪里。
4 手机植入
对不起，我的牙齿响了。这就是植入手机让我们的未来生活所发生的变化，你将和你的手机密不可分。2002年麻省理工大学欧洲媒体实验室的研究开发出一种移植牙齿，植入臼齿中，它能收到电台和便携式电话的数字信号。该设计是把你的颚骨转化为天线，你的整个头颅转化为接收装置，这意味将来你在头内听到声音不见得需要吃药。虽然移植牙齿的模型只是在伦敦科学博物馆展出过，而且从未投入使用，但当人们厌烦了那些恼人的蓝牙装置后，植入式牙齿就迎来了它的春天，到时候人们将开始和牙齿对话。
5 植入纳米机器人
纳米技术是当前的热门技术，它可能会给人类带来很多益处，也可能为人类带来厄运，这要看你支持这场辩论的哪一方。罗伯特·菲雷塔斯博士是《纳米医学》系列丛书的作者，也是美国人造分子研究所的资深研究人员，他还提出了迄今为止用途最有趣但也令人担忧的纳米机器人的概念，如果他的构想能成为现实，那么未来人们吃的将是放射性元素而不是比萨饼。
他认为，不久的将来我们就会发现食物短缺的问题。他提出一种解决这个问题的方法：纳米机器人将确保我们至少75年不必进食。钆-148是一种放射性元素，它可能用于取代人类吃的食品。携带可以终身享用的能量的众多纳米机器人被“温柔”地辐射到我们的系统里，它们不仅提供我们所需要的能量与营养，还负责监控消耗量，确保我们在这一过程中不会变异。所以，未来的我们不需要吃牛排，我们只依靠维生素、少量蛋白粉和真实的食物味道的记忆就可以生活。
医学家们表示，希望这些研究能够最终为医学界带来新的突破，如使肢体瘫痪的人们重新恢复自由行动的能力。沃里克教授则表示，“电子人”有可能为科幻世界打开新的大门，也许有朝一日，人类的大脑能够利用外部植入的记忆芯片等进行升级。
电影名字：永无止境（Limitless）
上映时间：2011年10月13日
导演：尼尔·博格
主演：布莱德利·库珀 罗伯特·德尼罗
光影故事
艾迪•莫莱是一个潦倒作家，没有工作、没有收入。连他的女朋友林迪也果断地离开了他。在穷困、潦倒和无所事事中，艾迪对生活绝望了。他觉得自己不可能会有什么未来，就在这个时候，他的朋友向他介绍了一种正处在试验阶段的药物——NZT。
NZT是一种头脑药物，吃下去之后可以让大脑中处于休眠状态的脑细胞变得活跃。很不起眼的小药丸使艾迪变成了一个头脑超人。他在几天之内写完了一本书，听录音就学会了意大利语，看李小龙电影就学会了功夫。他的感官变得敏锐，所有值得注意的细节给他提供了丰富的信息资源；记忆力超群，几乎过目不忘；抽象思维和逻辑思维能力出类拔萃，原本混沌的世界一下子在他面前展现出清晰的运行轨迹。有了这么好的一个脑子，艾迪当然不会满足于写小说了，他开始在股市和金融市场上小试身手。没想到出师就捷，艾迪捞到了一大笔钱。他的杰出的赚钱能力，引起了金融大鳄卡尔的注意，他把艾迪招至麾下，将其视作自己新的“经济增长点”。
艾迪抢眼的成功当然也给他带来了不小的麻烦。麻烦之一是，NZT有副作用。如果不能定时吃NZT，艾迪不但会变回智力平庸的普通人，而且会头疼、身体不适、情绪失控、精神分裂等。麻烦之二，有黑社会知道了艾迪依靠NZT发财的秘密，不断地派出杀手上门勒索，希望能从他的手中搞到NZT。麻烦之三，艾迪发现社会上很多成功人士都在暗地里服用NZT，NZT的制造商也上门索要报酬，而艾迪储备的NZT即将用完。
科学秘密
1 谣言
比起电影中艾迪捉摸不定的命运，恐怕那种能提高智力的妙药更能引起大家的注意。按照电影里的说，人脑只使用了10%，其余的90%都沉睡着，NZT的本领就是唤醒这沉睡的90%，从而成为大脑100%运转的智力超人。事实真的如此吗？
其实关于人的大脑所开发和使用的比例，有很多种说法。有的说普通人只使用了3%，爱因斯坦也只使用了5%，也有的说，普通人使用了5%，而比尔·盖茨使用了10%。具体数值，取决于你看到的资料来自哪里。但有一点是共同的，那就是这个数字都非常之小，小到见者流泪自惭形秽恨不能钻地自杀的地步。
幸好这种种的说法都是谣言。
在20世纪20年代，科学家卡尔·兰西尼做了一个实验，将老鼠大脑皮层的很大一部分摘除，发现它们依然可以完成复杂任务，比如走迷宫和进行视觉辨别测验。反观人类，不要说摘除很大一部分大脑皮层，就是有完整的大脑皮层，在很多能力上也不如动物。可人脑的脑袋那么大，脑重与体重之比远超任何动物，这与它表现出来的能力不吻合。由此，拉什雷得出一个结论：大脑只使用了10%，剩下的90%都沉睡着。
这个观点在当时就引起了极大的争议，很多媒体都大肆宣扬这一观点。例如，在一家航空公司的广告词中写道：“我们只使用了我们大脑潜能的10%，但是，如果您乘坐某某航空公司的飞机在天空中飞翔，您就会很大程度地提高您大脑的利用率。”这种广告毫无科学根据，坐飞机跟提高大脑利用率没有任何关系，可是就有人上这种肤浅低级的当。主流科学界很快就否定了这种荒谬的说法：兰西尼的实验非常不严谨，那个推理也毫无逻辑。但是，因为它迎合了不少人的想法和需要。这种想法是：我不够成功，是因为我没有能够像爱因斯坦那样使用大脑的更多部分；假如我能够成功地开发大脑剩下的潜力，那么我就能获得前所未有的成功。
2 破除谣言
破解“10%”的荒诞说法并不难。
首先是大脑成像探索技术，如X光扫描、磁共振等，都已清楚地显示，大脑的大部分区域不是处于潜伏状态的。一些比较简单的活动，如吃饭、睡觉、看电视，只需要使用大脑极小部分就能完成任务，但是那些非常复杂的活动，比如留心观察、思考难题、创作小说，则需要动用大脑的很大一部分才能顺利完成。这就像人们运动时不会一次性使用所有的肌肉组织一样，大脑也不会一次性调用大脑的所有部分。研究表明，大脑的所有部分在一整天不同的活动中可能都会被用到。
“10%”的说法预示着大脑有大多“没用上”的部分占据着空间。按照这种说法，切除或者损坏“没用上”的部分，对大脑造成的影响应该可以忽略。然而，我们现在已经知道即使破坏人类大脑的很小区域，也可能产生行为上的毁灭性后果。由中风引起的大脑很小区域的损伤，可能引起全部能力的丧失；某种神经障碍，比如帕金森病，也是只影响大脑的特定区域。
从进化的观点看，大脑也不可能进化出90%无用的部分。如果大个的大脑没有优势，它就不可能这样进化。大脑是维持和利用巨大身体能源供应的昂贵器官。另外，功能性大脑成像研究显示出大脑所有区域的功能。就算是我们在入睡时，大脑也是活跃的，这时候大脑仍然被“占用”，这只是另一种活跃状态。
可能有人会说：“不对，我们所说的10%是指10个神经细胞中只有一个是至关重要的，或者是任何特定时期只有10%的神经细胞在启动。”确实，一般说来会有多条神经通道为相似的功能服务。例如，我们砍东西就会用到多条神经，这种现象在整个神经系统中很常见。但这不能称为“过剩”。多通道结构其实是一种保护性机制，它能保证某一条通道受损后，其他通道可以代偿。
3 为什么
既然有如此之多的观点和证据能够反驳10%的说法，那为什么那种说法还能在全世界流传呢？这是因为这种说法迎合了某些人的想法和需要。“10%”说法最具诱惑的地方是我们可以通过某种方式快速提高我们的智力，不说成为智力超人，至少可以通过提高我们的记忆力或是注意力对我们有所帮助。
那什么方式可以快速提高智力呢？请使用《永无止境》中的NZT，或者修炼来自美国有着百年历史的某某智力提升术，或者是来自某某地方的曾经帮助无数考生圆梦的高考题库。“如果我们开发了最不可思议的大脑，那么所有的一切都可以获得。”某培训班的广告词这样煽情地写道。
对付这种广告最好的办法是，直接反问：“哦，那你的大脑哪部分没有被用到呢？是主管科学常识的那一部分吗？”
事实上，关于大脑，像人脑只使用10%这种“伪科学”还有很多。
——潜意识的力量比意识大3万倍，所以要激发潜能，需要运用潜意识。
——我们当前生活的一切，都是我们潜意识的真实反映。在你潜意识种种的思想和观念，造就了现在的你。如果你的未来要有所不同，你一定要现在就改变你的潜意识。
——我们的意念、思想是有能量的，脑电波是有频率的，它们的振动会影响其他的东西。大脑就是这个世界上最强的“磁铁”，会发散出比任何东西都还要强的吸力，对整个宇宙发出呼唤，把和你的思维振动频率相同的东西吸过来。
这些都是典型的“伪科学”，其特征是：用一些新鲜科学词汇，包装起一些难以验证的学说；许诺使用、学习或者修行之后你将收获巨大；最后掏光你的钱包。
难道聪明是天生的，后天没有办法改变吗？其实是有方法的，而且只有一个，那就是多用。俗话说：刀不磨要生锈。脑袋不用呢，会变笨。如果一个人一出生就将眼睛蒙上，那么视觉信息就不能刺激眼睛的视觉感受器，就会导致失眠，因为与眼睛相联系的神经组织会因为长期没有使用而完全退化。“不用则废，用则进。”多用脑袋会使人的思维变强，变得更为聪明。尤其是小孩，脑组织处于一生中适应能力和再生能力最强的时候，只要肯学，学什么都快。
电影名字：隐身人（Hollow Man，也翻译为《透明人》）
上映时间：2000年8月2日
导演：保罗·韦尔霍文
主演：凯文·培根
光影故事
深夜，科学家塞巴斯蒂安•凯恩还在自家电脑前潜心工作。在过去的11个月里，对还原药剂的研究一直处于停滞状态。他输入最后一条指令，电脑开始自动模拟，结果是“不稳定”，气得塞巴斯蒂安差点把电脑摔了。他起身来到窗前，刚好看见漂亮的女邻居在宽衣就寝，心中不由得慨叹自己为什么要选择这种枯燥的生活。其实原因他是知道的，那就是对于名声的追求。毫无疑问，只要实验成功今年的诺贝尔奖就是他的了。
塞巴斯蒂安福至心灵，突然想到一个小细节，急忙扑到电脑上，对那个数值进行修改。这一次，电脑模拟的结果是“稳定”，他成功啦！
塞巴斯蒂安马上召集研究小组，回实验室进行动物活体实验。原来，4年前，塞巴斯蒂安奉命带领一组科研人员研究生物隐形技术。3年前就获得了重大突破，注射了隐身针剂的动物都隐身了，只能借助红外线眼镜看到，肉眼根本看不见。但还原药剂的配方一直没有研制成功。这一次，在大猩猩身上的实验终于成功了。
然而，在国防部委员会的听证会，塞巴斯蒂安却没有把实验成功的消息上报，而是说他还需要时间。小组成员琳达和麦特对此迷惑不解。塞巴斯蒂安解释说：军方一旦知道实验成功，一定会把成果抢过去；而他要做的是马上进入人体实验阶段，保证实验一直掌握在自己手里。至于实验人，就是他自己。
这回实验会成功吗？成功之后又会发生什么事情呢？
科学秘密
1 隐身人的科学背景
“隐身”是常见的科幻题材，最早出现在威尔斯的科幻小说《隐身人》，而相关的电影也有许多。这些隐身故事同其他优秀的科幻作品一样，是以已知的科学知识为基础，虚构一个技术关键的突破以获得隐身的能力，如喝某种特殊配方的药水或经特殊的仪器、射线处理等。可是，这样隐身可能吗？还是先来看看隐身人的背景知识。
我们之所以可以看见物体，是因为眼睛看到来自物体的光线，如太阳、火、灯等，不同的颜色是因为不同波长光线的强度比例不同。对于不发光的不透明的物体，是对受到照射光线的反射，如对光线有吸收且对不同波长的吸收不同，则会呈现出不同的颜色；对于透明的物体，因为与空气的折射率不同，在界面会产生反射与折射，可以看到反射光或经折射的透射光而发觉与背景不同。例如空气的折光率约为1，水约为1.33，普通玻璃为1.5，在空气中的玻璃较容易被发现，而在水中就较难，如是在折光率接近玻璃的溶液中就没办法看到了。
因此，要隐身所必须要两个条件：一是要完全透明，二是要与周围介质的折光率相同或相近。如果按《隐身人》所述，通过某种特殊针剂达到这两个条件，实现隐身，完全是可能。可是，在刚才的论述中，就隐藏着隐身的一个难题：隐身之后我们怎么“看”这个世界呢？
眼睛感受光线，是因为眼内视网膜上的感光细胞中，感光色素吸收相应的光线发生化学变化，产生电信号刺激视神经，传递到大脑产生光感。如果隐身人是完全透明的，那视网膜也会是透明的，那就无法吸收光线也就感受不到光线，所以就看不到光，也就无法看到世间的万事万物。
那如果只是视网膜吸收很少一点光而对隐身效果基本无影响可行吗？想想空中飘动着一对视网膜的情形还真是惊悚。但就算这样还是不行，因为眼睛不仅是感受光线，还经过不同折光率的角膜（折光率1.38）、房水（折光率1.34）、晶状体（折光率1.42）、玻璃体（折光率1.34）的折光体系对光线成像，要是折光率都与空气近似，就无法成像；同时，除眼前方的光线外，原被屏蔽的其他各个方向的光线也会照到感光色素上，所以也只能是有明暗的光感而看不到任何物体。
也就是说，“隐身”等于“瞎子”，我看不见你，你也看不到我，多么公平啊。
2 隐身斗篷
既然通过自身透明达不到隐身的目的，那还有别的思路吗？
有，而且还是在光上做手脚。让人看到指定的内容，而别人看不到他们。这样，他们就相当于“隐身”了。这个技术相当唬人，那它有科学根据吗？
科学家一直致力于研究隐身技术，其中一种最接近实用的隐身思路是把后面的景物显示到前面来。具体做法是这样的：在想隐身的人与观察者之间用一张先进的幕布隔开，通过瞳孔投射技术，将录制的信号投射到观察者的瞳孔里，这样，观察者就只能看到幕布上的内容，看不到幕布，更看不到幕布后面的人，那人就相当于“隐身”了。当然，这需要薄膜的平整度和显示效果都相当地高，同时瞳孔追踪技术也要相当先进，能及时将改变的相关内容投射到指定对象的眼睛里，这使得该系统只能针对一个人。将来，也许“隐身”幕布会支持更多的对象。
另外一种思路是要有趣得多。“看见”是一个光线折射的过程。当我们“看见”了一个物体，光线也走完了到达物体——折射返回的路程。而怎样才能让别人眼前的物体变得“看不见”，这需要改变光线的传播方向，让它不能正常地返回别人的视界范围，这样别人就“看不见”这个物体了。
基于这种想法，2007年12月，美国马里兰大学的克拉克工程学院研制出了“隐身斗篷”。研究小组使用了一种颇为昂贵的材料——黄金——来做“隐身斗篷”的里层。薄而均匀的黄金薄膜可以使光线的速度缓慢下来，变得更好控制；而在这一层黄金薄膜之上，是一层薄而透明，但是并不均匀分布的丙乙烯塑料层，这两种材料经过计算结合在一起，当光线到达，就会在不同区域遇到丙乙烯塑料或者黄金，然后不断改变它的光线折射率，最后不得不从“隐身斗篷”的两侧绕行，最后经过“斗篷”覆盖的区域，扬长而去。这就像当水流遇到礁石，无法穿越，最后只能从两边流去。当人们顺着水流看去，那块礁石就是隐形的。
问题是，这件“隐身斗篷”还只是一个纳米尺度下的斗篷，并且只适用于二维空间。史上第一件“隐身斗篷”只有10微米大小。10微米是多大呢？一个成年人的头发的直径大约是50～100微米，“隐身斗篷”只有头发丝的1/5或1/10；而且它目前只能适用于二维的可视空间，将它的适用范围从二维进化到三维，对科学家来说，还很困难，需要很多技术上的限制有待突破。在一个二维的尺度上改变等离子光波的运动方向需要控制介质的电子常数，但是在一个三维的空间里，则要同时控制住介质的电子常数和磁导率——光线的折射和介质的电磁场之间具有非常复杂的转化关系，这种控制，是很难在短时间内达到的。
也许在我们有生之年，能够看到隐身斗篷变为现实。
3 军事上的隐身技术
顺道说一句，世界各国军方现在争先恐后研究的隐形技术实际上并不是在这种科幻中的隐身。比如说隐形轰炸机，你完全可以看到是一个庞然大物，它所说的“隐身”只不过采用了各种方法减少雷达波的反射从而在雷达上隐形。
此外，所有的单兵隐身技术也只是让敌人不容易发现，比如说穿上迷彩服，你当然可以看到，只是在丛林背景不容易被发现而已，但在其他的背景下反而更容易被发现，因此不同的环境下的作战服是不同的。现在有一些研究让光线转弯的单兵装置，可以说是一种可适应各种背景的迷彩服，但也只能是涉及身体大部分的地方让光线偏转，观察所需部分的光线是不能变的，否则一样地看不到别人，只是可以将这部分变得很小因而不容易被发现。
所以，隐不隐身，能不能隐身，玩的还是光的游戏。
电影名字：机械战警（RoboCop，也翻译为《铁甲威龙》）
上映时间：1987年7月17日
导演：保罗·范霍文
主演：彼得·威勒 南茜·艾伦 罗尼·考克斯
光影故事
2020年的美国底特律市，是犯罪分子的天堂。该市推行私有化，监狱、医院、警务等工作全部由一家简称OCP的都市发展公司承包下来。为了应对日益严重的治安问题，该公司的副总裁琼斯设计了一种巨无霸的机器人警察，名为执法者203，可是在展示时出了毛病。新来的鲍勃逮住了这个机会，向董事长提出了他的机器战警计划。
墨菲原本只是OCP公司的一个普通警察，刚调到暴力犯罪最为严重的西区。第一天上班，第一次执勤就遇到了一次银行劫案。墨菲不惧危险，与搭档露易丝前去抓捕，谁料寡不敌众，反被暴徒枪杀。
公司主管决定执行机械战警计划，将墨菲的头脑和机械完美地合二为一，墨菲由此成了一个有着人类头脑和机械身体的机械战警。他的铠甲坚硬无比，他的枪法百发百中，他令普通的流氓和暴徒闻风丧胆。在改造的过程中，墨菲的记忆被删除了，同时输入了严格执法的程序，他没有私生活，二十四小时不知疲倦地执勤，不能被说服，不能被收买，他成了底特律打击暴力犯罪的利器。
然而有一天，墨菲休息时做了一个梦，梦见自己被枪杀了。醒来后他大为困惑，而越来越多的记忆浮现出来。他不是一开始就是机械战警，他有家人，有妻子和孩子，他叫墨菲，曾经是个普通但尽职的警察……他在人和机器之间徘徊。他去找家人，但他的家人却神秘失踪了。
与此同时，墨菲发现底特律的暴力犯罪集团的首脑人物居然是OCP公司的副总裁琼斯，而内置的程序禁止他拘捕和伤害OCP公司领导，这使得墨菲第一次拘捕犯罪嫌疑人失败。
墨菲该怎么办才能战胜敌人呢？
科学秘密
1 这是进化的趋势
1987年上映的《机械战警》风靡一时，不但连拍了3部电影，还拍摄了同名电视剧以及改编成同名电脑游戏。在电影中，墨菲是一位优秀的警官，在一次任务中身负重伤，科学家为了挽救他的生命把他的脑部移植到了机器人身上，从此他变成了一个所向披靡、除暴安良的机械战警。那么，人机合体这样的事情在科学上是可行的吗？答案是肯定的。
机械替代在现实领域并不罕见，人类已大有作为。医生们解决了植入物与肉体的融合难题，比如心脏起搏、钢骨植入甚至人造器官之类。IT技术更超前，有机物质分子早于2005年就已开始进入电脑集成电路系统，相当于10万分之一硅片集成电路的蛋白质集成电路，据说其运转速度已远快过人脑的思维速度：电脑生物元件不仅密度比大脑神经元密度高100万倍，信息传送速度也比人脑思维速度快100万倍。这让人们相当期待基于神经网络的仿生计算机。
美国微软公司曾以报告形式声称，人与计算机之间的生理界限将在10年之后彻底消失。这恐怕不算夸大其词，因据报道，可植入人手虎口部位皮肤之下的芯片已问世。且在该技术中，生物芯片（或称DNA存储器）已达到能与人体人脑结合的水平，不仅可以从人体吸收营养，并可听从人脑的指挥。
人们一方面不断呼唤着有智慧、可成长和可控制的数字生命，而另一方面，诚如《2001太空漫游》、《A·I》等科幻电影所阐述的，我们对工具理性或技术的发展其实颇怀疑，担心此类技术继续疯狂异化，达到人所无法控制的地步。但逻辑早就告诉我们，既然该技术已经可以与人类意识“合谋”，只要人类不想自毁，我们的忧虑岂不是多余？
2 3种进化模式
有学者概括了科幻作品中人类未来的主动进化方向，依其改变可以划分为3种：纯机械、人机混合以及最后源于自我意识的形式。这3种方向其实就是机械与人类的不同结合模式。
主动进化的理论认为，随着欧洲文艺复兴，现代解剖学、生物学、神经学的逐步建立与完善，人类开始对自我有了一个科学的认识，于是我们人类也从一个缓慢被动进化的时代，开始过渡到一个全新的主动快速进化时代。
称其为“由人类自己掌控进化的时代”或许言之过甚，但随着人类认知与科技的进步，人类自我意识的觉醒，人类会逐步地掌握自我改造的科技与能力，而且其掌握这种科技与能力的速度是以几何级数字增长的。因而人类未来主动进化速度之快，可能会完全超出我们的想象。在相对很短时间内，人类就会自我进化到和被动进化时代的人类完全不同的形态。
回到那3种主动进化方向来看。第一种纯机械中，有一部分人类相信科技才是一切力量的来源。未来恶劣环境产生的冲突，甚至不同宇宙文明之间无可避免的碰撞，以及人类自身对力量的渴望，最终会把这一部分人类完全的机械化，并还会进行永无止境地改造、优化。就相似性来说，虽然在可预计的范围内，这部分人类还会按照自身特点需求进行工种划分，但他们的外形和我们现代的人类已无半点相似。
第二种是人机混合进化方向。这类型人从外表看应该对我们过去的身体很是怀念，但同时也无法抗拒科学机械的巨大的诱惑，以及环境和生存磨砺的考验。他们尽可能地保持人类原有的外形，并尽可能保留原来部分的身体，虽然那些部分的身体已经是做了完全的改造与强化，但最少在表面上看上去与过去差别不大，还有人形。这可说是人机之间寻找着一个合适的平衡的阶段。
第三种进化方向比较玄幻，其主角的真正力量来自于自我的意识。或许其可能也会借助科技的手段，但其会更多地通过意识主动去改变自己身体的构造，以适应宇宙生存和冲突的需要。虽然最难想象，但理论学派认为他们可能代表人类未来进化的最终方向。
这些科幻思路现在或许只是先行者之见，但美国“人机认知研究所”的研究人员甚至认为，利用“大脑接口”，美国陆军游骑兵部队有朝一日或许可拥有360度的无障碍夜视能力，海军的海豹突击队员则可在水下保有正常的视线之余，以大脑感受声波，令他们拥有近似猫头鹰、蛇、鱼一般的敏锐感官。这几乎使科幻小说描述的情节化为事实。
3 世界上第一块半人半机械组织
2012年8月，哈佛大学的生物工程学家们打破了生物和机械之间的隔阂，制造出了全球首块半机械版人体组织。这些组织可以是神经元、心脏细胞、肌肉组织或血管组织，而制造它们的原材料竟然是纳米线和晶体管。
为了制造半生命体，研究人员先搭建一个微型立体架子，再用纳米线和晶体管将其缠绕。之后，让细胞在这个“电气纳米架”上生长。等到组织长成之后，组织内部就有一个人造的机械传感系统——人们可以通过电脑控制生物细胞的活动。就以半机械心脏组织为例，研究人员已经可以通过内嵌的纳米线测量心率了。这些半机械组织都拥有正常的生命特征。
这个研究团队表示下一步的工作重心在于找到向细胞加载信息的办法，要让我们的人造传感系统发挥出与生物传感系统相同的功能。
如果这项技术成熟的话，人类便可以把自己的身体当硬盘，在上面读写信息，实现对身体的完全控制。当你需要来点肾上腺素增强活力时，按下手机上的相应按键就行了，手机系统可以直接向交感神经系统发送指令释放肾上腺素。你还可以给自己的身体打补丁，比如向心脏内植入一些半机械组织，如果心脏出现了任何的病变，就可以直接从半机械细胞传来的信息得知。如果把半机械细胞输入血液循环系统，我们便可以轻易获取整个血液循环系统的相关信息，快速为炎症定位，还可以检查是否有血管堵塞或是肿瘤的存在。
实现人体合体的那一天也许并不遥远，但是，我们在欣赏电影的时候可以赞叹英勇的机械战警，然而如果有一天这种机器和人的“合成品”变成朋友、家人或者自己……你又会作何感想呢？
电影名字：X战警（X-Men）
上映时间：2000年7月13日
导演：布莱恩·辛格
主演：休·杰克曼 帕特里克·斯图尔特 伊安·克莱恩
光影故事
12岁的玛莉突然发现自己成了变异人，凡是和她接触过的人都身体虚弱，生了病一般。原来变异的她拥有吸收别人能力的超能力。从此再也没有谁敢触碰她，她成了别人眼里的恶魔。
玛莉离家出走，到处流浪。
一天，玛莉遇到了一个绰号叫“金刚狼”的男人。这人胡子邋遢，一身肌肉，在拳坛上无人能敌。她意识到，金刚狼很可能是变异人。果然，在后来的搏斗中，金刚狼的手背上突然刺出几把两尺长的钢刃，锋利无比。
玛莉不由自主地跟上了“金刚狼”罗根，不知怎么的，她就相信他会帮助他——或许都是变异人的缘故吧。
他们突然遇到了伏击。幸好，来了两个变异人，救了他们。
醒来之后，金刚狼发现自己到了一个完全陌生的地方。一个自称是X教授的变异人告诉他，这里是变异人学校，所有在别处受到歧视，遭到排斥的变异人都能到这里学习。学习结束，学员可以自行选择，或者回去，或者留下，成为X战警。
原来，这时人类的进化忽然加快，一小部分人存在巨大的基因变异，在进入青春期以后会突然拥有各种各样的超能力。但在如何与正常人相处这个问题上，变异人存在严重分歧。主要分成了两大派，一派以X教授为首，主张与正常人相互包容，和平相处。另一派以万磁王为首，主张毁掉人类，变异人取而代之。
金刚狼面临着选择……
科学秘密
1 基因突变
变异人是科幻电影里的常客。《蝙蝠侠》、《蜘蛛侠》、《绿巨人》、《超胆侠》、《神奇四侠》、《X战警》等电影里，不管是主人公，还是大反派，无一例外都是变异人。但彼得·帕克被蜘蛛咬了就变身成了蜘蛛侠，为什么你被蚊子叮了那么多回却没有变身为蚊子侠呢？所谓的“变异”背后有什么科学基础吗？
在生物遗传学上，变异是指生物体子代与亲代之间的差异，子代个体之间的差异的现象，是生物有机体的属性之一。变异分两大类，可遗传变异与不可遗传变异。
遗传学表明，不可遗传变异与进化无关，与进化有关的是可遗传变异，前者是由于环境变化而造成，不会遗传给后代，如由于水肥不足而造成的植株瘦弱矮小；后一种变异是由于遗传物质的改变所致，其方式有突变（包括基因突变和染色体变异）与基因重组。
基因突变是指染色体某一位点上发生的改变，又称点突变。发生在生殖细胞中的基因突变所产生的子代将出现遗传性改变。发生在体细胞的基因突变，只在体细胞上发生效应，而在有性生殖的有机体中不会造成遗传后果。染色体变异包括染色体数目的变化和染色体结构的改变，前者的后果是形成多倍体，后者有缺失、重复、倒立和易位等方式。
突变在自然状态下可以产生，也可以人为地实现。前者称为自发突变，后者称为诱发突变。自发突变通常频率很低，每10万个或 1亿个碱基在每一世代才发生一次基因突变。这种突变变化其实很小，不经过千万年的关注根本就注意不到，而且这细微的变化很容易就淹没在时间的流逝里。真正能起到改天换地效用的是诱发突变。
诱发突变是指用外界刺激是生物变异的人工突变。诱发突变实验始于1927年，美国遗传学家H·J·马勒用X射线处理果蝇精子，获得比自发突变高9～15倍的突变率。此后，除 X射线外，γ射线、中子流及其他高能射线， 5-嗅尿嘧啶、2-氨基嘌呤、亚硝酸等化学物质，以及超高温、超低温，都可被用作诱变剂，以提高突变率。
突变之后，该生物会获得此前没有的性状与能力，或者某些性状与能力会得到强化。但事实上，突变是非常随机的，一般而言，突变有四种表现形式。一种是形态突变，一种是生化突变；第三种是致死性突变，该生物马上会死掉；最后一种是条件致死性突变，也就是说一般情况下没事儿，当某种条件得到满足，就会造成突然死亡。
比如一般丁香是四瓣儿，部分丁香突变了，变成了五瓣儿。这是无害的突变。一般红细胞是球形，少部分人的红细胞突变成了镰刀形， 失去了输氧的能力，于是患上贫血症。这是有害的突变。
当然，影视作品出于戏剧化效果的需要，会自动忽略第三和第四种突变类型，而重点突出和强化第一、第二种突变类型。
这就是变异的科学基础。而且，与真实世界的变异不同，在几乎所有涉及变异人的科幻中，我们都能够看到这样的情节：平常如某人由于各种原因，比如接受各种辐射，又比如被变异蜘蛛叮咬，发生了基因突变，进而获得常人所不具备的能力，或者某些方面的能力被强化。他们变异了，而且获得了超能力。
2 超能力
超能力、异能、特异功能等名字说的其实是一回事，泛指特殊的、常人所不具备的、超越自然存在的特殊能力。国外有专门机构研究超能力，称之为“灵学”、“心灵学”，现在又逐渐为“超心理学”一词所取代。它的研究对象主要可归为两类：
一类是认识上的超常现象，即“超感官知觉”，包括有心电感应、透视力、预知未来以及回知过去的能力。也就是这个人变得很敏感，别人心里想的事，他可以感觉得到；他可以“看”到远方发生的事情，或穿透障碍物看到内部的东西；他可以预知未来数小时或几天会发生的事情，预知未来；也可以在摸到一个人所用过的物品或本人，而说出这个人过去所经历的事情。
一类是意念直接作用于外界事物，称作“心灵致动”。具体内容庞杂，包括以意念使物件移动、种子发芽的念力；使物体从封闭的容器穿壁而出的“空间移转”能力等。
上述能力都是基于科学研究的结果，影视为了戏剧化效果，自然夸大了许多。
有很多人相信，超能力是存在的。他们的论点是，历史有记载，而且某些有名的人和机构都曾经进行研究。他们同时也相信，超能力者具有异于常人的能力，却又不能表演，一旦表演就会丧失能力。
但无神论者和正统科学认为，超能力是迷信思想，没有坚实的科学根据。历史记载也有虚夸和不实的理论。著名的人和科学机构也有犯错误的时候。
3 现代神话
从本质上讲，科幻与神话是极其相似的。它们都源自于人类对神秘现象的无法解释与对自然力量的无法控制，因而用幻想的形式加以解释与控制，反映的是人类认识自然（科学）和改造自然（技术）的渴望。
比如，神话用雷公电母来解释雷电的成因，而科幻则用外星人来应对百慕大的神秘——这是对神秘现象的无法解释。
又比如，对空间距离的畏惧——这是对自然力量的无法控制——令我们在神话里用筋斗云来解决问题，科幻中则采取超时空跳远来完成任务。
当然，就像科幻的定义一样，科幻的分类也是五花八门，一直就没有一个明确的标准。但，不管怎么样，科幻中的变异人和超能力，是与神话最为接近的部分。
实际上，在文学作品和艺术中，变异人与超能力代表了人突破自我的美好愿望，这种愿望与古代神话具有相同的效应。在神话中，伟大的英雄化身为神，为人类排忧解难，扶危济困；在现代和未来，变异英雄在科学的帮助下，“化身为神”，同样为人类排忧解难，扶危济困。
因此，就如追问雷公电母为什么会打雷为什么会放电一样，追问蜘蛛侠和绿巨人为什么会变身为什么有超能力是没有意义的。想在变异人科幻中找到扎实的科学依据，几乎是没有可能的事情。这样做的人，也是无法欣赏到超级英雄科幻所特有的美的。
看《X战警》这样的超级英雄片，我们看的是主人公由弱小经变异变得强大，看的是超级英雄在现代都市里行侠仗义锄强扶弱，看的是超级英雄炫目的装备和凌厉的身手，看的是超级英雄的英雄与普通，看的是好莱坞的特技……如果能看到对现实的思考，那是更上一层楼了。
电影名字：复仇者联盟（The Avengers）
上映时间：2012年5月4日
导演：乔斯·韦登
主演：小罗伯特·唐尼 克里斯·埃文斯 斯嘉丽·约翰逊克里斯·海姆斯沃斯 马克·鲁法洛 杰瑞米·雷纳
光影故事
流亡中的洛基与齐塔瑞人达成协议，洛基为齐塔瑞人夺得“宇宙魔方”，而齐塔瑞人为洛基占领地球。
美国神盾局研究所在席尔维格博士的领导下，正在抓紧时间对“宇宙魔方”进行研究。宇宙魔方却忽然自行启动，一扇星际之门打开，洛基从门内走出来。洛基轻松地抢走了“宇宙魔方”，还控制了席尔维格博士和“鹰眼侠”巴顿的心智，让他们为自己服务。
神盾局局长“独眼侠”尼克•福瑞意识到一场外星人入侵之战即将发生，紧靠现有的力量完全无法应对，于是，他决定打破陈规，组建史上最强大的超级英雄组织——“复仇者联盟”。“美国队长”、“钢铁侠”、“雷神”、“绿巨人”、“黑寡妇”等人先后加入进来。
然而，超级英雄有超级脾气，每一个都想充当领袖，每一个都不服从安排。财大气粗的“钢铁侠”先和神域来的“雷神”干了一架，“美国队长”也掺和进来。在随后的战斗中，洛基很轻松地落网，这其实是一个陷阱。洛基有意识地在五位英雄之间散布不和的种子。当这些英雄知道神盾局其实是在用“宇宙魔方”研究超级武器时，局势完全失控。文静的班纳博士愤怒起来，变身“绿巨人”浩克，在航天母舰上横冲直撞，造成无数的破坏，而“鹰眼侠”趁机率队进攻，造成了更多的破坏。
洛基趁乱逃走，航天母舰险些坠毁，无数的人员死伤。唯一值得庆幸的是“鹰眼侠”摆脱了洛基的控制，回到复仇者联盟。
洛基的被捕其实是为席尔维格打开“星际之门”创造了条件。纽约上空，数以千计的齐塔瑞人驾驶着小型战机穿过“星际之门”，后面跟着的是小山一样大的虫型战舰。
复仇者联盟的六位超级英雄第一次携起手来，各展神通，与入侵者决死一战……
科学秘密
《复仇者联盟》改编自世界著名漫画公司“漫威”的同名漫画，讲述的是一股突如其来的强大邪恶势力对地球造成致命威胁，没有任何一个超级英雄能够单独抵挡，于是超级英雄们结成联盟，一起为保卫地球而战。《复仇者联盟》上映后深受各地影迷的欢迎，全球票房达15亿美元，在世界电影票房排行榜上，排在《阿凡达》（27亿美元）和《泰坦尼克号》（17亿美元）的后面，位居世界第三。
在《复仇者联盟》中，一共出现了六位英雄。这六位英雄的来历、本领和个性迥异，其实正好代表人体改造，使普通人成为超人的几种方式。
1 穿一身高科技铠甲
代表人物：钢铁侠
托尼·史塔克原本是狂妄自大的天才发明家兼亿万富豪。一次到阿富汗推销先进武器时，遭暴徒掳走，托尼的心脏受到重创，无数的小小弹片随时向他的心脏移动，仅靠特殊装置活命。
在被绑架期间，暴徒逼迫托尼制造其公司生产的“杰里科导弹”。为了脱身，托尼竟利用暴徒给的简陋材料制造出了一件战斗盔甲。他靠着盔甲的强悍战力杀死恐怖分子逃了出来。回到纽约之后，托尼通过多次试验改进盔甲，并开始与邪恶势力作不懈的斗争，成为超级英雄“钢铁侠”。
钢铁侠最引人注目的一点就是那一身高科技铠甲。穿上这套铠甲，普通人托尼·斯塔克就变成了能上天入地的钢铁侠。事实上，工程师们早就幻想着运用机械原理增强士兵的作战能力。早在1963年，美国陆军研究员塞治·赞如尼就发表报告，描述“可穿式机械盔甲”的构想。2000年，在美国五角大楼国防高级研究计划署1000万美元基金的资助下，一家名为“萨科斯”的机器人技术公司开始研究“增强人体机能的机械盔甲”。现在，类似的动力铠甲，有时也叫动力外骨骼，已经接近实用。制约动力铠甲发展的最大瓶颈是能源。目前还没有研制出可以提供动力铠甲长时间使用的便携电池。
2 药物
第二次世界大战爆发，爱国青年史蒂芬·罗杰斯渴望为国效力。可他身形瘦弱，参军时靠作弊才进入军队，军训时没有一项测试达标，结果被派去当文艺兵。罗杰斯并不死心，他依然决然地参加了“超级士兵计划”。这个计划的目的，旨在用药物刺激人体变异，使普通人成为超人。罗杰斯幸运地成为了第一个，也是唯一的一个成功者，因为随后在实验刚刚结束的时候，实验室遭到了突袭，主要科学家中弹身亡，血清样本完全被毁。从那之后，罗杰斯身穿红、白、蓝三色战斗服，开始了与纳粹的战斗，人称“美国队长”。
美国队长有两样法宝。
一是在某种药物刺激下变异出的超级体能。这样的药物其实各国实验室都在研制，很显然，发生战争时，不眠不休、体能超强的士兵是各国都需要的。据说二战中，为了提高士兵的战斗力，日军大量服用某种化学药剂，效果明显，但其后遗症是日军普遍变态。而各种体育比赛中，屡禁不止的“兴奋剂”也是药物增强体能的初级尝试。当然，兴奋剂的效果还没有电影里那么夸张，同时，兴奋剂造成的运动员猝死的案例也不少。所以，美国队长还真是“幸运”。
二是那面坚硬无比连雷神也奈何不了的盾牌。在电影中，美国队长的盾牌是由“钢铁侠”的父亲霍华德·史塔克用名为Vibranium的元素制作出来的，这种元素制作出的盾牌轻快好使，坚不可摧，且拥有吸收、存储和反射各种能量的功能。尽管现实生活中，这种元素并不存在，但最近一位美军武器研究工程师表示，科学家们已经发现了一种像美国队长使用的盾牌一样坚硬的物质，只不过在真正的战场上，科学家们并不追求武器能够储存和反射能量，而是力图让武器尽可能多地消散和弱化其他武器的能量。
3 伽马射线促使变异
代表人物：绿巨人
科学家兼伽马射线研究员布鲁斯·班纳因一次实验被大剂量的伽马射线所伤，但他并没有死去，而是身体发生了变异，在其发怒或恐惧时就会变为身材高大、力大无穷的“绿巨人”浩克。在那之后文静得有些懦弱的班纳就一直活在阴霾之下， 他一方面要躲避政府追捕，一方面寻找解除自身变异的解药，同时学着控制自己的脾气，不让无法控制的破坏力惊人的“绿巨人”出来捣乱。当地球面临外星入侵者的威胁时，他也毅然决然地加入了复仇者联盟。
绿巨人的近身战斗力是复仇者联盟里最强的，防御和进攻的能力都非常全面，超强的跳跃能力也令人印象深刻。
但是，伽马射线对人体的破坏作用相当巨大，超过1000雷姆的辐射量就会造成100%的死亡。班纳被大剂量伽马射线照射过，不但没有死，反而会变身绿巨人，这样的事情也就只有科幻里会发生。
4 天生如此
代表人物：雷神
“雷神”托尔是北欧神话中奥丁的长子，曾经因为过度自负犯下错误而被奥丁贬下凡间学习慈悲。当然，《复仇者联盟》的解释是，北欧神话里的角色住在神域，那其实是住着外星人的星球。奥丁、托尔和洛基等人其实都是外星人。在电影里，托尔的弟弟与齐塔瑞人达成攻占地球的协议，托尔不得不来到地球阻止他。因为不想伤害弟弟洛基，所以雷神常常与复仇者联盟的其他成员发生分歧，尤其是钢铁侠。
雷神之所以拥有超能力，是因为人家是外星人，天生的，这是最无法推广的获得超能力的方法。但获得雷神的武器却是可能的。
雷神之锤能召唤来足以摧毁一切的雷电，它召唤来的雷电力量之强甚至到了可以将钢铁侠的能量充到400%的地步。在漫画中，雷神的战锤使用名为Uru的元素制成，当然，现实生活中也不存在这样的元素。不过却有一些公司由此获得灵感想要发明一些类似人造闪电的东西。通过对能量学的研究，美国一家企业自称已经发明出了一种粒子光束枪，可以发射出类似闪电的激光，帮助拆弹工作的进行。
5 训练
代表人物：黑寡妇和鹰眼侠
“黑寡妇”原名娜塔莎·罗曼诺夫，是个美貌而冷酷的俄罗斯特工。“鹰眼侠”克林特·巴顿原是个在马戏团长大的孤儿，擅使弓箭，百发百中。在复仇者联盟中，这两人都属于没有超能力的自然人，他们矫健的身手全部来自艰苦的训练。
毫无疑问，这种方式是最可能得到推广的。
小学五年级的时候，因为期末考了年级第一，所以得到买一本书的奖励。我在书店里逡巡徘徊踌躇，久久下不了决心：想买的书那么多，却只能买一本，到底买哪一本好呢？经过一番激烈的心理斗争，最终《神秘的宇宙》成了我的第一本课外书，同时也是我的第一本科学书。
《神秘的宇宙》有140页，售价1.2元，福建教育出版社于1987年出版，作者卞德培（第一个字当时不认识，只是下意识地认为肯定不读“下”，回家查了字典才知道正确的读音）。这本书其实是“当代中学生丛书”中的一本，对于还是小学生的我来说，不管是文字还是公式，都异常深奥。然而，这深奥并没有吓住我，拿到书之后我反反复复看过很多遍。必须承认，看得懂的远远少于看不懂的，七窍通六窍说的就是当时我的状态，然而，正是这似懂非懂的感受紧紧抓住了我。它让我明白，浩瀚的宇宙蕴藏着无数的秘密，而科学却可以予以探寻和描述。
《神秘的宇宙》对于我的一生极其重要。在相当长的时间里，我的理想是成为一名科学家。后来长大了，很遗憾，我没能实现自己的理想，但对科学的爱却没有变过。我读过不计其数的科学书，看过不计其数的纪录片。读书的时候，同学们叫我“标准答案”；工作了，同事们戏称我为“图书馆”。
有人问我：你读过的书都全部记得吗？我回答：不，80%都忘记了。他很奇怪：那你干嘛还读那么多书？我说：最重要的不是记得那些琐碎的知识，而是通过大量阅读，获得一种俯看全局的能力，还有一种平和的心态。
2008年5月12日下午2点28分，我在一片暑气中走进教学楼五楼的教师办公室，忽然间觉得站立不稳，好像双腿发颤，然而我马上看到饮水机里的水在不明原因地晃动。我立刻意识到，发生地震了，不是我们这里，而是发生在很远的地方，震级很高，波及到我们这里。我马上冲办公室的其他老师喊：“地震了！大家快到操场去！”随即，我冲到隔壁我所教的班级，那个老师还在上课，我使劲吼了一声，学生们立刻跟着我风一般冲下了教学楼。不到一分钟，师生全都来到操场，惶恐不安。我四处宣讲：我们这里不是地震带，刚才是别处发生了大地震，传到我们这里来的。大家这才安静下来。后来证实，距离我们学校300千米的汶川发生了8.0级大地震。我的推理完全正确。事后，我对我那天的表现极其满意。为什么呢？因为我没有一丝的慌乱，冷静地判断出教学楼摇晃的原因，还帮助了众多师生。我想，这就是我长期阅读科学的结果吧。
承蒙人民邮电出版社的厚爱，我得以写作《光影里的科学秘密》。书中的部分内容曾经发表在《少年发明与创造》《中学科技》《青年时代》等杂志上，但都依据本书的体例和章节需要进行了改写。限于篇幅，有的知识点比较翔实，有的知识点，比如平行宇宙，却只能是蜻蜓点水。
在写作中，我重点参考了如下书籍。
《20世纪科学未解之谜》郑炜，中国华侨出版社，2000年8月
《时间简史——从大爆炸到黑洞》（英）史蒂芬·霍金，湖北科学技术出版社，2001年7月
《街上流行机器人》（英）迈克·高德史密斯，北京少年儿童出版社，2010年7月
《物理学的未来》 (美) 加来道雄，重庆出版社，2012年6月
《不可思议的物理》（美）加来道雄，上海科学技术文献出版社，2009年4月
感谢上述书籍的作者以及译者和出版社。我长期订阅的三种杂志：《大自然探索》（http://zira.qikan.com/）《环球科学》（http://www.huanqiukexue.com/）和《科幻世界》（http://www.sfw.com.cn/）对我的写作也有很大帮助。
此外，如下网站也对我的写作贡献良多：
果壳网（http://www.guokr.com/）
科学松鼠会（http://songshuhui.net/）
科技中国（http://www.techcn.com.cn/）
译言网（http://www.yeeyan.org/）
东西网（http://dongxi.net/）
我最该感谢的还有那些日日夜夜在野外考察、在实验室研究、在大脑里冥想的科学家，是他们的观察、研究和发明彻底改变了我们的生活。在可以预见了将来，他们将继续改变我们的生活，甚至改变我们自己。作为科学的受益者，我衷心感谢他们。
最后，我希望本书能成为你人生的一个起点，就像《神秘的宇宙》对我的作用一样。
萧星寒
2012年10月
