彈指究竟有多快?

文/施奇廷 |2021.12.02
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人體的哪個部位、做哪個動作的時候,速度最快呢? 答案是手指,如果你的回答是「眨眼」,那就錯了──縱然文學上的確是以「一眨眼」、「一瞬間」來形容速度很快或是時間很短暫。但除了「一眨眼」、「一瞬間」之外,類似的詞還有一個:「一彈指間」。答案就是「彈指」這個動作。圖/米各
人體的哪個部位、做哪個動作的時候,速度最快呢? 答案是手指,如果你的回答是「眨眼」,那就錯了──縱然文學上的確是以「一眨眼」、「一瞬間」來形容速度很快或是時間很短暫。但除了「一眨眼」、「一瞬間」之外,類似的詞還有一個:「一彈指間」。答案就是「彈指」這個動作。圖/米各

文/施奇廷

人體的哪個部位、做哪個動作的時候,速度最快呢?

答案是手指,如果你的回答是「眨眼」,那就錯了──縱然文學上的確是以「一眨眼」、「一瞬間」來形容速度很快或是時間很短暫。但除了「一眨眼」、「一瞬間」之外,類似的詞還有一個:「一彈指間」。答案就是「彈指」這個動作。

瞬間、彈指 速差20倍



科學家發現,拇指跟中指互相卡住的「集氣」時間不算,從中指打到手掌的拇指指根處,算是一次彈指,歷時只有7毫秒,也就是0.007秒,而眨一次眼睛的時間是150毫秒。也就是說,「一瞬間」的時間比「一彈指」長了20倍。

人類從很久以前就會做「彈指」這個動作,古代經常是樂師或是舞者用來打拍子,維持音樂或舞蹈的節奏。例如一個希臘時代的壺,上面就有牧羊神潘恩一邊跳舞一邊彈指的圖畫。在武俠小說的世界中,「彈指」也是很厲害而且極具魅力的招數,像是古龍的「楚留香」,金庸的「黃藥師」。

近年來最有名的彈指,當然就是《復仇者聯盟》中,一彈就可以消滅全宇宙半數生命的「薩諾斯的彈指」。

金屬材質 摩擦不足



在2018年的《無限之戰》上映時,電影院中坐著一個男人:喬治亞理工學院的巴馬拉(Saad Bhamla)教授。

回到研究室中的教授,跟研究生討論電影劇情時,發生了爭論,因為教授認為「薩諾斯戴上看起來是『金屬材質』的無限手套後,摩擦力太小無法彈指」。理由是,在「聚氣」的過程中,拇指與中指之間必須有足夠的摩擦與彈性,才能累積足夠的能量,然後在彈指發動的「那一刻」(我本來要寫「瞬間」,不過瞬間慢了20倍,太久了)把彈力位能釋放出來。金屬材質的話,摩擦力不夠,一下子就滑開了。

於是巴馬拉教授跟學生就決定對「彈指的動力學」展開研究,發現中指的運動是以指根為軸的轉動,其「角速度」可以達到每秒7800°,一個圓周是360°,也就是每秒可以轉22個圓圈圈——當然中指不會真的轉圈圈,大約轉54°,也就是不到1/6圈就被手掌擋住了。

由於從靜止加速到每秒7800°、再減速到靜止的整個過程只花了7毫秒的時間,瞬間「角加速度」高達160萬°/秒2,實在是非常驚人的數字。

他們也戴上不同材質的指套進行實驗,其中一個是金屬製的「頂針」*,戴上這個東西後,果然就因為摩擦力不足而無法打響彈指。但也不是摩擦力愈大愈好,乳膠指套因為摩擦力太大,蓄積的能量一下子就被熱能耗散掉了,也快不起來。

所以這個研究的結論是:「薩諾斯你演錯了!無限手套不能用金屬製品啦!」拍電影要小心,不要被物理學家抓包。

這個研究,於2021年11月17日發表在《Journal of the Royal Society Interface》(英國皇家學會學報:界面)。

*編註:頂針是裁縫師傅所用的指套,以保護手指不被刺傷,上面有小凹槽。

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