枪杀、子弹与宝甲:日本南纪白滨的妖魅刺客

作者: 哔普星人

来源: 返朴

发布日期: 2022-07-14 08:35:29

本文详细介绍了孔雀螳螂虾的生物学特性及其与刺杀事件的科学关联,包括其视觉系统、掠食前肢的运作机制、空化弹的原理以及其防弹套件的材料结构。

2022年7月8日上午11点,日本白滨町海岸边的白滨水族馆内,一只孔雀螳螂虾连砸两下水族箱;30分钟后,120公里外的奈良大和西大寺车站旁,一位前日本政要连中两枪倒地。

对于科学传播者来说,刺杀事件理论上可供操作的选题还算丰富:你可以运用枪械学知识,介绍霰弹枪、手枪和自制枪械,也可以结合弹道学与法医学,聊聊枪弹进入并损伤人体的过程,还可以调度科技史料,讲述防弹衣的起源发展,更可以借助材料学和力学原理,科普防弹面料的“接化发”机制。

而我则选择先给文章拟一个充满暗示的暧昧标题,以及一句模仿蝴蝶效应的矫情前言。这是因为本文主角孔雀螳螂虾完美集齐了所有能强关联刺杀事件的科学要素:一个日本的刺客,一把自制的手枪,一颗杀人的子弹,一件保命的防弹衣。

皮皮虾在民间流量很高。它们令无数食客大快朵颐,也是表情包里的坐骑,更有艺术大师向其致敬,很多观众都因电影《食神》了解到皮皮虾也叫撒/濑尿虾,能和牛肉“掺在一起做成爆浆撒尿牛丸”,濑尿之名源于它们被抓住后腹部会出水。

由于皮皮虾有着螳螂式的镰刀前肢,故英文使用者称它们为“mantis shrimp”,直译作“螳螂虾”。

孔雀螳螂虾(peacock mantis shrimp)和皮皮虾是近亲,同属于节肢动物门—甲壳亚门—软甲纲—掠虾亚纲—口足目(Stomatopoda,并非严格意义上的虾类),不过前者归于趾虾蛄总科(Gonodactyloidea)下的齿趾虾蛄科(Odontodactylidae),学名“蝉形齿指虾蛄(Odontodactylus scyllarus)”;后者是虾蛄总科(Squilloidea)虾蛄科(Squillidae)的成员,学名“口虾蛄(Oratosquilla oratoria)”。

你如果没那么讲究,其实大可以称孔雀螳螂虾为孔雀皮皮虾。那些标准虾类,例如对虾、红虾、龙虾等,是虾蛄们的远亲,属于软甲纲—真软甲亚纲—十足目(Decapoda)。

当你第一眼见到孔雀螳螂虾时,你会被它的真诚打动,因为它那十几厘米长的身躯就像它的名字一样花哨,好似微缩版的孔雀开屏,又如拉长后的彩虹琥珀。蓝绿宝石般的背部,大红、深红的腿肢及下腹,赤橙黄绿蓝靛白的触角,深蓝色的眼柄,工业朋克风的卡姿兰大眼睛。

孔雀螳螂虾的视觉系统可以说工业有余而朋克不足。包括人类在内的大多数哺乳动物视网膜中只有3类光感受器,分别对红、绿、蓝光敏感。孔雀螳螂虾的眼睛则拥有12种不同的感受器(某些品种甚至有16种),其中8种覆盖了人类可见的光谱,另外4个落在紫外光谱区。此外,它们还可以感知偏振光。

孔雀螳螂虾有两把手枪,也就是它那两条锤子般的掠食前肢(raptorial appendages/legs)。螳螂枪的运作机制与弓箭异曲同工。射箭者的开弓手向箭头的反方向平移,使得弓弦积聚弹性势能,然后松开,弦的势能转化为箭的动能。螳螂枪则借助更复杂的机构,实现了复合弓级别的威力。

螳螂枪的子弹叫“空化弹”,不是空包弹,不是空头弹,是英文名为“cavitation bubble”的空化弹。所谓的空化(cavitation)是一种流体力学现象:液体在遇到压力的快速变化时,其内部会形成蒸汽空化腔(vapor cavity),接着液体又会极快地填充空腔,快到令空化泡向内溃灭(collapse),或者说内爆(implode),进而产生剧烈冲击波。

刺客当然也需要穿防弹衣了,不过孔雀螳螂虾的宝甲并非穿在身上,也并非为了防御敌人,而是装在螳螂枪上的。如果没了这对防弹套件,它们的刺杀就会像七伤拳一样杀敌伤己。

科学家发现,dactyl的前端,也就是上图中红色的“撞击前沿”,含有高浓度矿物质,以羟基磷灰石为主,而且结晶度很高,是整个结构中最硬最刚最不易变形的部分,弹性模量高达65-70GPa。

美国的研究人员模仿这种天然材料结构,设计了一种由碳纤维层组成的超强复合材料。测试结果显示,新材料相比航空航天工业的常用材料,可吸收的冲击能量高了15-20%。此外,他们还3D打印了一种借鉴螳螂枪的材料结构。

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