世界级跑位操作技巧（一方通行的能力究竟有多bug）
世界级跑位操作技巧（一方通行的能力究竟有多bug）这里不得不先为能量的方向正名：能量从来没有方向的说法，一只飞行的足球无论它是在世界杯的绿茵上向着球门疾驰，还是在中学校园的操场上朝着天空飞去，只要他们质量相同，速度相同，那么他们的动能就完全相同，不存在具有方向上的差异之说（不考虑参考系的问题了）。答案是‘方向’的转换！动能、热能、电能……所有的‘方向’只要被我的皮肤碰到，都可以自由变换，但一般我都是设定为‘反射’啦！不过也先祭出虚神的名言，希望大家对于我这个在虚构的故事中寻找真实感的脑子有问题的人多多包涵，学术上的问题可以讨论，文笔上的不足可以批评，评价上的偏差可以指正，但此外所有的无理取闹式的评论我会一律删除。本文旨在借动漫的题材聊一聊物理，不是对河马的作品吹毛求疵，也不是对动画的制作说三道四。还请大家理性探讨，理性发言。能力简介一方通行的能力名为“矢量操作”，其具体的介绍在小说第三卷第二章第五节以及动画第一季第十一话中都有所提及：
说到魔禁系列，相信大家应该都忘不了那个笑声豪爽实力强劲的一方通行：
额，这张画风似乎有点不太对，还是换一张吧……
御坂御坂と遊ぼう 作者：ユキ桜 pixiv id：47412624
身为屹立于学园都市顶端的Lv5，一方通行自然有着常人所不具备的强大的能力。不过，他的能力究竟有多bug，其能力背后又蕴含了怎样的物理原理呢，不妨让我们来一探究竟。
不过也先祭出虚神的名言，希望大家对于我这个在虚构的故事中寻找真实感的脑子有问题的人多多包涵，学术上的问题可以讨论，文笔上的不足可以批评，评价上的偏差可以指正，但此外所有的无理取闹式的评论我会一律删除。本文旨在借动漫的题材聊一聊物理，不是对河马的作品吹毛求疵，也不是对动画的制作说三道四。还请大家理性探讨，理性发言。
能力简介
一方通行的能力名为“矢量操作”，其具体的介绍在小说第三卷第二章第五节以及动画第一季第十一话中都有所提及：
答案是‘方向’的转换！动能、热能、电能……所有的‘方向’只要被我的皮肤碰到，都可以自由变换，但一般我都是设定为‘反射’啦！
这里不得不先为能量的方向正名：能量从来没有方向的说法，一只飞行的足球无论它是在世界杯的绿茵上向着球门疾驰，还是在中学校园的操场上朝着天空飞去，只要他们质量相同，速度相同，那么他们的动能就完全相同，不存在具有方向上的差异之说（不考虑参考系的问题了）。
那我们时常讨论的“能量的方向性”又是何物？所谓能量的方向性，描述的是能量传递的方向。举个例子，热量只能从高温物体传向低温物体，而从不会自动反向传递。对于化学比较熟悉的同学体会应该更深：化学反应可否自发进行，其实就是能量传递的方向的体现。而这些能量传递的“方向性”，本质上是热力学第二定律的表达。在此处河马的意思应该不是一方通行可以自由控制能量的传递方向，而是一方通行可以自由控制与身体接触的所有物质的矢量形式的物理量的方向，例如速度、力、动量、角动量的方向等等，至于这些矢量的大小一方通行大概是无力改变的。
理清了一方通行的能力本质我们不妨言归正传，一方通行的能力究竟bug到了什么程度（不讨论当妈的把妹之手），且听我慢慢道来。
能力特点
之所以说一方通行的能力bug，是因为其能力以相当直接的方式打破了如下的物理定律：牛顿第三定律、热力学第一、第二定律以及动量守恒定律。
牛顿第三定律的表述为：两物体之间的相互作用永远相等，并且各自指向其对方。说到矢量，力大概是其中最重要的成员之一了，而所有的力无一例外的服从着牛顿第三定律。然而由于一方通行可以通过接触来修改矢量的方向，牛顿第三定律中力各自指向其对方就不再成立。
而对于热力学第一定律，即能量守恒定律：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另外一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递的过程中能量的数量不变。我们普通人如果在快速奔跑中摔了一跤，由于地面对于我们的摩擦力的作用，我们的速率会很快降至0。然而对于一方通行情况就不太一样了：由于他与地面接触，它可以将地面施加给他的摩擦力反向，这样他不仅不会停下来，而且会在被反向的摩擦力的作用下运动的越来越快。由于速度上升，一方通行的动能被提高了，但这一部分动能是没有能量来源的，亦即，能量被凭空产生了。不过这样看来最适合一方通行的运动方式也许是像企鹅一样用肚皮贴着地面滑行？（手动滑稽）
以上的两条物理定律均属于中学必修内容，这里也就不详细展开。
至于动量守恒定律：如果一个物质系统与外界无相互作用，那么它的动量必定守恒。首先解释一下何为动量：动量是物体质量与速度的乘积，其方向与速度的方向一致。动量守恒定律与能量守恒定律一样，都是目前物理学公认的守恒律。无论低速还是高速，宏观还是微观，动量守恒定律永远成立，至少目前没有观测到任何反例（当然这里的守恒是指矢量求和的守恒而不是数量上的守恒，不懂矢量求和法则的朋友自行百度三角形法则或者平行四边形法则）。然而到了一方通行这里，由于他可以随意的改写与他接触的物体的速度方向，也就相当于没有通过任何相互作用改变了物体的动量，这条定律也就不再适用于他了。
对于热力学第二定律，我们不妨采用以下的表述：系统的熵在绝热过程中永不减少。
但什么是熵呢？
正如我们所知，我们所处的世界是由许许多多的微观粒子构成，每个粒子都可以有着不同的位置、动量，这些不同的位置与动量代表了粒子的不同的状态，而所有粒子的微观状态的可能的组合即构成了整个系统的微观状态，这些可能的组合的数量即为系统的微观状态数。微观状态数越多的体系也就越混乱。举个例子，对于三个盒子，如果我有只一个球，那么我将球放进盒子内的情况只有3种，即“微观”状态数为3。但如果我有两个不同的球，则将球放入盒子的情况则有9种，亦即“微观”状态数为9。相较于只有一个球的情况，拥有两个球的情况更为“混乱”，因此，而我们可以理解为微观状态数越多的体系，其混乱程度也就越大。而系统的熵与系统的微观状态量呈正相关（S=k·lnW，其中S为熵，W为系统微观状态数，k为玻尔兹曼常数，该式即为著名的玻尔兹曼关系），亦即，熵可以代表整个体系的混乱程度。而熵增原理则代表着在没有热交换的情形下，体系趋向于向着更为混乱的状态发展。
但由于一方通行具有随心所欲改写矢量的能力，他可以调整与他身体接触的物体的方向，就拿空气来说，他可以将与他身体接触的空气分子的速度都调整到同一方向。这样，本来运动方向杂乱无章的空气分子会渐渐的开始向同一个方向运动，这个过程并没有热量输入，但是空气分子的混乱度得到了降低。热力学第二定律即被打破。
熟悉物理的朋友应该清楚，一方通行能力打破的这些定律都是物理学中根基一样的存在。换句话说，如果不是本人演算能力的限制，一方通行的这种能力甚至可以实现更强的破坏力。这里不妨再开个脑洞：既然一方通行可以做到将空气凝聚成等离子体（即所谓电浆），他完全可以将大气分子间的斥力反向，从而做出一个黑洞来。也可以改变核力的方向，引起空气中的原子裂变，直接用核反应摧毁目标……由此观之，说他的能力bug是一点都不为过的了。
存在问题
按照魔禁的设定，一方通行的能力可以控制整个学园都市上空的空气。但是对于空气而言，其分子间的作用力过小，很难通过体表接触的分子来控制整个大气的运动状态。对于理想气体，单位时间内碰到单位面积的器壁上的分子数为：
自己推的，大概是没错的吧……
假设空气为理想气体，将常温25摄氏度（代入公式的应为热力学温度，即298开），气压101 kPa，人体总表面积4平方米（这个估计是绰绰有余的），碰撞时间一小时代入公式，可得这段时间内与人体表面碰撞过的气体分子数量为1.30×10^30个，而算学园都市占地207平方公里（官方设定为面积约为东京都的三分之一，东京都面积621平方公里），哪怕只算地面以上2米之内的分子数量，也有1.02×10^34个，就算与一方通行身体碰撞过的分子是毫无重复的，他一个小时内所能利用的也只有所有大气分子中不到万分之一的部分而已，而由于气体分子间相互作用很弱（相对固体与液体而言），靠这个量级的分子几乎不可能在短时间内改变整个大气的运动状况，而原作中一方通行对空气的控制都是瞬间发出，根本不可能有等上一个小时才进行攻击的可能。（估计有人会用蝴蝶效应来反驳我吧，然而蝴蝶效应是不会有立竿见影的效果的，而且其需要的运算量极其庞大，绝对不低于一方通行对于最后之作大脑扫描的运算量）。当然也不是不可以强行解释：把空气当作一个整体，只要有一点与一方通行皮肤接触，就可以操纵整个大气的运动状况。（然而这个解释过于耍无赖了……）
上文提及了一方通行在控制范围上的问题，但就算抛开范围不管，在气流速度上也是有问题的。按照魔禁设定，一方通行可以通过控制气流制造出120米每秒的烈风。然而根据麦克斯韦速率分布律可求得，大气分子平均速率为
代入常温25摄氏度即298开可得14.6米每秒，然而一方通行只能控制速度的方向，无法控制其大小，所以他最多只能制造出约15米每秒的风。就算其将重力也调整至速度的方向，将空气加速到120米每秒也需要约10秒的时间，而所需的加速距离也要约700米，显然是不适合近距离作战的。
（其实一方通行跺一脚就把铁轨震起来多多少少也是有问题的，不过这个倒是可以用相对运动来解释，这里就不多费口舌了）
不过，魔禁再怎么说只是一部小说而已，而河马也不是学理科的（大概不是吧，不然就不会说能量有方向了……），在这些问题上纠结也实在是为难他了，咱们看番看得爽就好咯╮(╯▽╰)╭
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