科学小马三千问:彩虹音爆!量子小辐VS锯齿波!命运の5分钟!理论の大对决!(下)

大家好,我是量子小辐。上回说到,小辐和锯齿波对“彩虹音爆是一种魔法现象”这点达成了一致。但锯齿波认为,彩虹音爆无法用科学方法进行分析。对于这点,小辐是十分的不爽啊,所谓魔法不能被过度神话,任何魔法现象的背后一定有其科学解释。因为:
任何先进至极的科技,看起来都与魔法无异。
那么,所谓“彩虹音爆”的原理究竟是什么呢?
想搞清楚这个问题,我们首先要了解魔法的基本原理,包括天马的飞行原理。记住,要用科学的态度去思考问题,因为,魔法也是要遵守基本法的。
小辐根据魔法的原理大致可以将魔法分为三类:
1.分子重组;
2.空间扭曲;
3.天马飞行。
其实在官方漫画里,无序就把魔法称为“分子重组和空间扭曲”。
其中,第一类“分子重组”魔法包括各种变化类咒术。包括喜闻乐见的长胡子魔法,橙子变青蛙,乃至各种攻击类魔法(其实就是一团高速冲击的气团)。这些魔法的原理是,独角兽释放一种能和分子结合,同时又能被自己操纵的“α魔力子”与目标结合,从而获得结合分子的操控权。这种原理和能控制水流的Orishan星人(即水霸天)相似,都是利用自身释放的可操控粒子去操控其他物质。

第二类魔法,即“空间扭曲”,即“引力操控”。众所周知,引力场的本质就是三维空间的“凹陷”(即势阱)。而引力场的传播媒介则是“引力子”。因此,如果独角兽要操控引力来悬浮物品,乃至进行远程传送这类的高阶空间系法术,必须要获得引力子的操控权。那么问题来了,引力子和物质粒子有一个本质性区别:引力子可以自由出入三维空间,但物质粒子会被束缚在三维空间里无法移动至高维(注:这是目前<指2021年,如果您在考古时发现了这篇专栏,请代我向您的新世纪的人们问好,并恳求您向他们推荐这部来自21世纪的古董番剧《彩虹小马》>)弦论的主流观点,为大多数物理学者所接受,但也不能确保100%的正确性)。因此,如果α魔力子能同时操控物质粒子和引力子,未免荒谬。所以我们引入第二种魔力子:β魔力子。这种魔力子可以操控引力子,进而进行空间系咒术(包括悬浮术)的使用。
以上两类魔力子的详细介绍可以参考专栏:

以上便是独角兽对使用的魔法的科学解释。接下来,让我们把目光转到今天的主角:天马身上。天马利用翅膀进行飞行。但是,仅仅依靠天马的小翅膀煽动空气,根本不可能飞离地面,更不用说进行高速飞行了。因此,我们必须再利用“魔力场和魔力子”进行解释。
我们认为,因为小马利亚大陆遍布魔力水晶,因此空气中充斥着一种“γ魔力子”的物质。这些魔力子是自然形成的,并且随着粒子间距离的变化,粒子间的作用力也会发生变化:

所以,在无外力干扰情况下,γ魔力子因相互作用而呈近似等距分布。
然而,正如在小马进化史那一章中所述,


天马的翅膀中因为魔力原虫的富集,因而也含有大量γ魔力子。当翅膀向下煽动压缩空气的同时,也压缩翅膀下的γ魔力子,从而获得魔力场的反作用力,从而进行飞行。

更多有关γ魔力子的信息请看专栏

运用以上信息,我们不难得出,如果天马想飞的越快,翅膀应该更频繁、更用力地扇动空气。但彩虹音爆呢?

没错,云宝黛西在进行彩虹音爆的时候,翅膀根本没有扇动!

以及,为什么云宝要先利用扇动翅膀的方式加速到一定速度,才能切换到这种不扇动翅膀的方式进行彩虹音爆飞行?
而且,这种需要预加速才能启动点火的飞行原理似乎也太像某种东西了。。。
没错,如果把天马看成一架飞机

那么,云宝黛西一定安装了一台超燃冲压发动机!

超燃冲压发动机必须在飞行速度达到一定高度时才能启用。因为只有当飞行速度足够快时,才能让进气口摄取到足够的氧气进入燃烧室充分燃烧。
因此,我们顺着这个逻辑推理,我们可以提出一种新的飞行方式,供彩虹音爆使用:
把前面的空气,利用魔力场“拽”到身后,就跟蝙蝠侠的爪钩枪一样。


如上图所示,云宝黛西通过魔力场,抓住前面的空气团抛向后下方,从而产生向上抵抗重力的分力以及向前推进的分力。这样,就获得了一种不需要扇动翅膀就能高速飞行的方式。
那么,为什么云宝必须先使用一般飞行模式加速到高速状态,才能进入彩虹音爆状态呢?下面,我将为大家解答这个问题。

上图蓝色扇形表示云宝可以“捕捉”气体团的范围。在这个蓝色扇面内的气团可以被云宝捕获作为推进“工质”。可以理解为云宝将前方的空气“抽走”然后射向后方,因此,被“抽走”空气的位置会处于暂时的低压状态,无法被再次抽取。

如果云宝飞行的速度不够快,在一次做功加速后无法冲出刚刚的低压区,则会“够不着”远处的气团,或仅能捕捉到一部分(上图阴影区域),那么这次做功效果会大打折扣——相当于云宝只能喷射出少量气体,无法维持飞行所需。
因此,只有在云宝速度快到可以像吃豆人一样,能连续完整地“吃掉”前方的气团并做功喷出的时候,才能维持这种冲压飞行状态。
与之类似的,则是巴萨德冲压发动机——一种利用电磁场收集宇宙空间内游离的氢进行聚变的太空引擎。如果速度不够快,则无法收集足够的氢以维持聚变——正如云宝够不着足够的气团维持飞行。

至此,“彩虹音爆”的飞行原理似乎被解释的一清二楚了。然而,还有一个现象没有获得解释:

为什么云宝尝试进行彩虹音爆的时候会遇到巨大的阻碍,乃至被逼停?

对此,我们仍可以用刚刚的理论来解释。首先,云宝要操作气团,那么需要的是物质操作类魔法。也就是说,需要以α魔力子来进行操纵。但是,我们要注意到,天马没有独角兽的角来进行施法,他们施法的器官是翅膀,而翅膀中的魔力原虫又是对γ魔力子操纵高度特化的。因此,在云宝进行施法操纵时,不但会释放α魔力子,更会在身边形成一个巨大的γ魔力场。随着速度的增加,这个魔力场会在前方“接住”冲来的γ魔力子,如下图所示。

由于相对运动,前方的γ魔力子浓度会远远高于云宝后方的浓度,进而产生巨大的阻力,就像是云宝推着一辆重量不断增加的车上山,一旦输出功率不足以支持继续前进,就会向后“溜车”被弹飞。对高超音速飞行器进行物理场仿真亦可证明我们的结论。

然而,一旦前方有魔力子从云宝的魔力场屏障中“突破”,则会带着巨大的能量穿过云宝的身体,从尾巴的末端射出。在这个过程中,之前累积的巨大势能会以光辐射的形式溢出,而云宝彩虹色的尾巴就成为了一个滤光设备,因此会在尾部拉出长长的彩虹尾迹。
而巨大的彩虹圈,只会在彩虹音爆启动时出现,我们可以认为这是云宝启动她的“冲压引擎”时突然产生的魔力场和巨大的瞬时加速度相互配合而引起的光学现象。魔力场改变了周围空气的折射率,因而产生了巨大的彩虹。在之后进入平稳运转阶段,魔力场被重新校准直至到达最佳工作状态(收束于工作区间,而非均匀散布于周围)后,彩虹环便消失了。
以上,便是小辐对彩虹音爆从飞行原理到光学现象的科学解释。因此,没有什么是不能被定量计算或定性分析的。魔法不是玄学,讨论小马时不能把一切都用“这就是魔法”一概而论地带过。