Q.在电影《斯巴达300勇士》中,斯巴达勇士朝天空中射箭,看上去阳光都被箭给挡住了。那么在现实生活中这种场景是否可能出现?如果可能的话需要用到多少支箭?
——安娜·纽厄尔
A.要做到这种效果相当困难。
方法一
长弓射手每分钟能够射出8~10支箭。用物理术语来说,一位长弓手就是一个频率为150毫赫兹的发箭机。
每支箭在空中停留的时间只有几秒。如果在战场上平均每支箭滞空时间为3秒的话,那么在任意时刻,仅有一半射手的箭在空中。
每支箭都能挡住约40平方厘米的阳光。由于一位射手只有一半的时间箭是在半空中,因而平均每支箭能挡住20平方厘米的阳光。
如果射手们站成方阵形状,每一行两人间距半米,两行之间相距1.5米,并且一个射击阵列有20行(宽30米),那么平均每1米的宽度……
……能有18支箭在空中。
从有效射程以外看18支箭只会挡住约0.1%的阳光。同志还需努力!
方法二
我们可以让射手们站得更靠近一些。如果他们站得和夜店狂舞区那里一样近,每平方英尺的人数就可以翻两番。当然,站这么近射起箭来肯定不舒服,但我确定射手们一定会想出解决方法来的。
我们可以将射击阵列的宽度增加到60米,这样每米就有130名射手了。
他们能射多快?
在2001年电影《指环王:魔戒远征队》加长版中出现了一个场景,其中一队兽人朝莱戈拉斯猛攻,而莱戈拉斯连续不断地迅速拔箭射击,在兽人冲到他面前之前就一箭一个射倒了这些兽人。
扮演莱戈拉斯的演员奥兰多·布鲁姆在现实生活中没法以这么快的速度射箭,其实在拍摄时他只是假装在拉弓射击,并没有搭上箭,观众们看到的箭其实是后期通过特效加上去的。既然在观众看来,莱戈拉斯的飞快速度还没有到物理上不可能的程度,因此我们就以它为限来进行计算。
假设我们能训练出许多像莱戈拉斯那样能在8秒内射出7支箭的射手。
在这种情况下,我们的射击方阵平均每秒能够射出不可思议的339支箭,但即使这样也只能挡住约1.56%的阳光。
方法三
我们还是完全放弃手动射箭,转而给这些射手每人都配备一把加特林射箭器。如果他们每分钟能射出70支箭,这样每100平方米的战场就能射出截面积110平方米的箭阵。真是完美!
但这里有个问题。虽然所有的箭加在一起截面积有100平方米,但其中有些箭是互相重叠的。
计算一大堆互相重叠的箭覆盖的地面面积百分比的公式为:
总截面积110平方米的箭只能覆盖三分之二的战常由于我们的眼睛是以对数形式衡量光的亮度,因而把阳光亮度减弱到三分之一在肉眼看来只是有一点点暗淡,完全达不到“完全遮蔽”的效果。
如果我们把已经不切实际的射箭速度进一步提高,最终还是可以达到完全遮蔽的效果。如果加特林射箭器每秒能够射出300支箭,那么它就能阻断战场上空99%的阳光。
但其实还有更简单的办法。
方法四
之前我们进行的计算隐含了一个条件,那就是太阳在我们的正上方。在电影中当然是这样,不过也许那句著名的夸口说的是凌晨进攻的计划。
如果太阳刚从东边的地平线上升起,而射手们向北射箭的话,阳光必须要穿过整个“箭云”才能抵达地面,这样的遮蔽效果会是之前的几千倍。
当然了,要是这样射箭的话,就别指望它们落在敌军附近了。可是问题里说的是射出的箭挡住了太阳,他们并没有说要不要击中任何人。
而且谁知道呢,也许面对合适的敌人,只需要挡住阳光就足够了。