由 A小編 October 10, 2021
前言
新系列的起源
今天又要來嘗試新的主題了！關於ACGN二次元動漫與輕小說文化，小編真正入坑的時間算是非常晚的，大概在念研究所的時候被身邊友人推坑，然後依照自己有興趣的主題開始追番，到現在出社會工作後，已經變成不可或缺的精神糧食，下班後吃晚餐配番變成每天最大的享受之一。於是最近突然「萌」生了一個想法，如果將動漫裡的科學寫進小知識文章中，何嘗不是一件有趣的事呢？於是產生了「宅X科學」系列的想法。
科學超電磁砲
眼尖的科粉應該已經看到標題了。沒錯！本系列第一篇就要奉獻給以科學為名的一部輕小說動畫，鎌池和馬的輕小說《魔法禁書目錄》的衍生外傳《科學超電磁砲》(とある科学の超電磁砲，以下簡稱超砲)。相較於本傳魔禁有魔法側與科學側兩股勢力，超砲專注於科學側的描寫，故事圍繞著主角御板美琴(以下簡稱砲姐，最高です！！)以及白井黑子、初春飾利、佐天淚子等人於學園都市的生活。砲姐身為常盤台中學的王牌、學園都市中排名第三位的Level 5 超能力者，她的大絕就是「超電磁砲」(Railgun)。身為電擊使，其能力是能夠自由地產生以及操縱電流與電磁場，科粉們可以想像成是具有皮卡丘能力的正妹。要使出招牌大絕時，砲姐會從扣袋中拿出一枚硬幣，並且自身產生強大的電流，利用電磁感應所產生的勞倫茲力，將硬幣用三倍音速的速度發射出去，形成殺傷力極大的「超電磁炮」。
超電磁砲的合理性
依據理論，只要子彈的材料能夠導電並產生電磁感應就可以了，各式金屬以及石墨烯等導體材質皆可以作為超電磁砲的子彈，因此砲姐使用金屬質硬幣是沒有問題的。
然而砲姐的超電磁砲威力到底有多大呢？
我們利用黃色炸藥TNT (Trinitrotoluene; 2, 4, 6-三硝基甲苯)的爆炸當量來比較。1公克的TNT爆炸後會產生4184焦耳的能量，而且很巧合地這個能量剛好與1大卡相同。假設砲姐使用日圓中最重500元硬幣作為子彈，其主要材質為銅(Cu)、鋅(Zn)、以及鎳(Ni)，質量約為7公克。如果使用動能公式並帶入速度為三倍音速 (約為1030 m/s)，這顆子彈的威力有3700焦耳，連1公克的TNT爆炸當量都不到。因此如果要以日圓500元硬幣作為超電磁砲的子彈，那麼實際威力可能會讓你失望。
反過來思考，我們調整子彈的質量。假設砲姐的超電磁砲威力如同一顆1公斤C4炸彈一樣，以其爆炸當量約為1.34倍TNT來計算，那麼這顆子彈的質量必須為1.5公斤。
再假設子彈的大小與一枚日圓500元硬幣相同，經過體積換算後這枚子彈的密度約為1360 g/cm3，而目前自然界中密度最高的金屬為鋨(Os)，其密度只有約22.6 g/cm3。再換個角度，我們調整子彈的速度，依然使用一枚7公克的500元硬幣作為超電磁砲的子彈以及1公斤C4炸彈來類比。經過計算後子彈的速度必須來到40000 m/s，大概是音速的120倍。如果以這個速度飛行，那麼從台灣最北端的富貴角飛到台灣最南端的鵝鑾鼻只要不到10秒。
Only My Railgun
總歸來說，砲姐的超電磁砲是不符合現實世界的物理定律的，不過在充滿無限想像的動漫世界，不符合物理定律的部分就用愛、勇氣、希望來充值。最後額外提個冷知識，中國知名的彈幕影片網站「嗶哩嗶哩bilibili」的名稱由來即是男主角上條當麻對砲姐御板美琴的暱稱，因爲其創辦人徐逸最喜歡的動漫女角就是砲姐，其原文「ビリビリ」為電流擊穿空氣在日文中的擬聲詞。
如果你也跟小編一樣看過超砲或是魔禁系列，同時也是砲姐的粉絲的話，最後就一起來吶喊吧！
せーの：「你指尖躍動的電光，是我此生不滅的信仰，唯我超電磁砲永世長存！Only My Railgun！」
參考資料
肥宅小編本人