一個人究竟能變得多強大？
靈感源自《超人：超人：鋼鐵之軀》
劇情簡介：在這部 75 年歷史的漫畫系列的最新翻拍作品中，天真的農民之子超人發現了自己的超能力，並從兩個來自氪星、一心想要毀滅地球的瘋狂反派——佐德將軍和他的爪牙菲奧拉手中拯救了地球。
答案：超人或許能舉起一輛公車或一座石油平台，但人類的力量卻有著相當嚴格的限制，首先就在於肌肉的本質。人類能產生的最大力量取決於肌肉纖維的運作方式。多年來，科學家們從不同的脊椎動物身上提取肌肉，並測試了它們的能力。最後得出了一個簡潔的經驗法則：每平方公分的橫斷面積，一塊肌肉大約能產生30牛頓（或6.75磅）的力量。 「由於進化是一個保守的過程，所有這些肌肉的組成成分基本上都是相同的，」達拉斯南方衛理公會大學的應用生理學家彼得·韋蘭德說。
那麼，為什麼不直接增加肌肉呢？某種程度上，人類一直在做這件事：我們現在的體格比500年前更有發展。但是，體育分析師傑弗裡·貝爾特洛特（Geoffroy Berthelot）指出：「肌肉質量的增長是有極限的，因為骨骼無法承受如此大的力量。」肌腱雖然非常堅韌，但也有其極限——每平方英寸的拉力最大可達15000磅。貝爾特洛特認為，人類的運動能力可能已經接近極限。
肌肉組成也會限制人體的運動表現。快肌纖維比慢肌纖維產生更大的力量。透過訓練，運動員或許能夠改變快慢肌纖維的比例，但研究表明，這種比例主要由基因決定。
提升人類力量極限的一種方法，就是打造一位超越人類的運動員。不同的骨骼結構可以增強某些動作的槓桿作用。例如，據杜克大學進化人類學家史蒂文·邱吉爾（Steven Churchill）稱，男性尼安德特人在屈肘時，力量可能比現代男性平均水平高出三分之一。因此，在考慮超人時，值得記住他起源於氪星。與尼安德塔人一樣，他嚴格意義上來說並非人類，而是類人生物，因此適用不同的規則。
保持理性懷疑：超人的戰衣幾乎和鋼鐵之軀一樣堅不可摧。漫畫編劇曾說它的強度源自於力場或氪星紡織品，但這始終顯得蒼白無力。製造防彈緊身衣的唯一方法是用石墨烯加固，石墨烯柔韌、超薄，強度是鋼的50倍。
為什麼要費勁用意念控制機器人？
靈感源自《環太平洋》
劇情：當被稱為怪獸的巨型怪物從太平洋深處出現時，人類試圖用由與神經介面相連的駕駛員控制的巨型戰鬥機器人來抵禦它們。
答案：當然可以。你可以使用像無人機飛行員那樣久經考驗的傳統介面。但腦機介面（BCI）要酷炫得多。而且從理論上講，它也更勝一籌：任何遊戲玩家都知道，大腦訊號傳遞到肌肉的速度存在生物化學極限，而在與怪獸戰鬥時，每一毫秒都至關重要。
儘管如此，科學家們距離實現這一目標還有一段路要走。腦機介面（BCI）已經存在──科學家也曾用它控制機器人──但它們還相當笨拙。從腦電波模式中獲得清晰的訊號非常困難，這會導致錯誤並可能減慢反應速度。 「我們在談論腦機介面時非常謹慎，」英國埃塞克斯大學的生物工程師弗朗西斯科·塞普爾韋達說道，他曾從事神經介面研究20年。 “除非在特定情況下，否則它不會成為一種獨立的解決方案。”
例如，更先進的腦機介面（BCI）或許有一天能讓四肢癱瘓患者恢復行動能力，或是幫助因高重力而無法動彈的飛行員。但即便如此，腦機介面的實用性也可能有限；科學家或許可以更容易發展出回應語音指令或眼動追蹤的介面，甚至可能根本不需要介面。對於飛機、汽車（或2,700噸重的機器人）而言，自主控制系統或許是更好的選擇。
對於研究腦機介面（BCI）的人來說， 《環太平洋》中的飛行員提供了一個很有用的思路：他們兩人一組駕駛戰鬥機器人，大腦透過「神經橋」連結。塞普爾韋達的研究小組剛完成了一項關於這個概念的實驗。參與者被分成兩人一組，軟體讀取了兩位組員在運行太空船模擬器時的腦電訊號。透過融合神經訊號，腦機介面消除了一些噪聲，從而提高了飛行精度。事實證明，集思廣益確實比單打獨鬥更有效。
**保持理性懷疑：**根據劇照顯示，怪獸的血液是藍色的，這雖然奇怪，但也並非聞所未聞。鱟和其他一些節肢動物的血液就是藍色的。它們的血球使用銅蛋白而非鐵蛋白來輸送氧氣。它們的血液也很容易凝固，這使得鱟（或許怪獸也是如此）能夠迅速從傷口中恢復。
我們是否會用威力強大的槍取代花俏的相位手槍？
靈感源自《星際爭霸戰：闇黑無界》
劇情：在 2009 年 JJ Abrams 執導的電影的續集中，倫敦發生的一起恐怖爆炸事件引發了一場跨越星球的追捕叛變聯邦特工的行動——以及叛徒的飛船與企業號星艦之間的一場高潮太空大戰。
答：自1966年首次亮相以來，《星際爭霸戰》中的相位槍一直是好萊塢道具部門和星際爭霸戰粉絲大會上的專屬裝備。但定向能武器可能很快就會出現在戰場上。例如，波音公司正在研發一款車載式10千瓦高能量雷射移動展示器（HEL MD），用於防禦蜂擁而至的無人機、飛彈或迫擊砲彈。國防專家無需針對每個威脅發射價值百萬美元以上的飛彈，而是可以使用雷射精確摧毀多個目標。雖然煙霧會削弱光束強度，但雷射無需考慮風速或射程，也不會發生跳彈，從而最大限度地減少了附帶損害。
波音公司也正在測試一種名為「戰術雷射系統」的小型裝置。雖然它離槍套大小還相差甚遠，但可以安裝在海軍艦艇上，與Mk 38機槍並排使用。其目標是防禦無人機群或小型艦艇編隊，可以透過直接摧毀目標，或使用低強度光束使目標感測器（或眼睛）失明或灼傷。
雷射槍的限制在於小規模作戰。例如，波音公司正在研發一種便攜式2千瓦雷射器，能夠摧毀未指明的目標（該公司拒絕透露具體細節）。但即使是這種武器，體積也遠不足以取代可靠的突擊步槍；它需要兩名士兵才能搬運。這種雷射最適合隱蔽任務，因為它可以預先設定好位置，然後遠程發射，且光污染和噪音極小。
製造手持定向能武器的最大挑戰在於能量本身。一台100千瓦的雷射在四秒鐘內消耗兩杯柴油。與發射導彈相比，這簡直是小巫見大巫。但要製造一種通用型、步兵級的“死亡射線”，所需的燃料能量密度是當今研究人員夢寐以求的。 「我們離目標還很遠，」美國陸軍研究辦公室的材料工程師蘇文·馬陶杜說。他表示，要實現這一點，「需要在聚變技術層面取得重大突破」。
保持理性懷疑：電影中，史波克曾試圖用類似超級冰塊的東西來撲滅火山。但丹尼森大學的火山學家艾瑞克‧克萊梅蒂指出，要徹底撲滅火山爆發，需要瞬間凝固岩漿。這需要大規模的瞬時冷卻；否則只會產生大量蒸汽，反而會加劇火山爆發。
外骨骼機器人將來能飛嗎？
靈感源自《鋼鐵人3》
劇情：風流成性的億萬富翁、發明家兼超級英雄托尼史塔克面臨一系列襲擊——包括對他家的空襲以及與納米技術強化暴徒的摔跤比賽——這些襲擊是由一個自稱滿大人的國際恐怖分子發起的。
答案：在《鋼鐵人》中，東尼史塔克的戰甲威力無比，這套穿戴式武器系統能夠投擲汽車，甚至能躲避噴射戰鬥機。實際上，它是兩種技術的融合：噴氣背包和外骨骼，其中外骨骼更具發展前景。就外骨骼而言，短期內恐怕沒人能用它舉起別克汽車，但目前已經有一些系統作為輔助或復健醫療設備存在。例如，Argo Medical Technologies 和 Ekso Bionics 等公司提供面向殘疾人士的電動外骨骼設備，這些設備能夠幫助使用者行走，為使用者提供比輪椅更靈活的選擇。外骨骼的應用前景也十分廣闊。在 NASA，研究人員正致力於將其融入太空衣。他們已經研發出一種太空服，最終有望讓太空人在火星上長途跋涉，同時攜帶大量裝備，幾乎不消耗能量。
同時，火箭背包（噴氣背包的專業術語）的研發幾乎停滯不前。過去十年間，雖然出現了一些型號——包括Jet Pack International的H202和TAM的Rocket Belt——但無一例外都只是公關噱頭。這些系統難以長時間維持飛行，燃料箱不到一分鐘就會耗盡。而外骨骼的額外重量只會加劇這個問題。
關於外骨骼的未來，NASA工程師克里斯貝克表示，他正在開發的X1等現有系統將引領未來發展出超人般的外骨骼系統。 「我們並非誇誇其談。像我們這樣的外骨骼，或經過改進的版本，可以用於增強力量，」他說。外骨骼或許還能飛行──但並非依靠噴射背包。 「如果將超輕型飛機與我們的自動平衡技術結合起來會怎麼樣？」Argo公司執行長拉里·賈辛斯基說。該公司開發的ReWalk外骨骼目前在歐洲和以色列向個人用戶銷售。飛行員無需傳統的駕駛座椅和操控佈局，只需擠進飛機的一體式外骨骼即可。 “你只需左右傾斜，外骨骼組件就能幫你控制方向。”
健康的懷疑：鋼鐵人的噴射靴可以在水下工作，這忽略了內燃式噴射引擎在水下會停止運轉的事實。美國國防高級研究計畫局（DARPA）曾在2008年徵集水下飛行器方案，但該計畫似乎已擱淺。
人類能在永久性軌道殖民地生存嗎？
靈感源自極樂世界
劇情梗概： 2154年，最富有的人類居住在一個名為「極樂世界」的豪華軌道太空站上。一名男子試圖利用上層等級的救命技術來拯救地球上仍然貧困且飽受疾病折磨的大眾——首先從拯救自己開始。
答案：儘管太空景色壯麗，但太空生活卻十分艱辛。微重力會使我們的血肉消瘦，而通常被地球磁層阻擋的輻射也會縮短壽命。因此， 《極樂空間》的前提提出了一個難題：地球上最嬌生慣養的居民為何要花錢住在會讓他們變得脆弱易患癌症的軌道棲息地裡呢？
在電影中，答案是金錢可以治癒一切。太空站的醫療保健水平遠超地球，其設備幾乎可以治愈所有疾病，包括癌症。至於低重力帶來的危險，極樂太空站是一個史丹佛環面，這種設計最早在1970年代提出，居民生活在一個巨大的旋轉輪內部，利用離心力產生與地球重力相當的重力加速度。
理論上，這個環形太空站的構想在科學上是可行的，但建造它可能是不可能的。這需要將數百萬噸的材料送入軌道。 「建造這個史丹佛環形太空站可能比在月球上建立殖民地還要容易，」美國太空總署人類研究計畫負責人約翰·B·查爾斯說道。此外，要消除生活在地球磁層邊緣所帶來的健康威脅並非易事。如今的太空人在國際太空站上多次停留，每次停留可以吸收相當於兩到三年輻射量的輻射，之後才會回到地球。查爾斯表示，更持久的居住環境很可能需要利用廢水等現有材料來偏轉輻射。最終，僅僅為了避免日漸消瘦，就需要付出極大的努力。但願這一切努力都是值得的。
理性懷疑：馬特達蒙的步槍大小的電磁砲應該會引起一些人的注意。每次電磁發射可提供約10萬安培的電流，其優點在於射程更遠。這對艦載武器來說或許有意義，例如美國海軍正在研發的那種。但對於距離不遠的槍戰來說，火藥顯然更實用。
本文原刊於2013年7月刊的《大眾科學》雜誌。點此看雜誌全文。
