作者：druiber
編輯：S.Mars
無知少女、愛心泛濫；隻身一人、深入祖安；不料罹患重病，五臟六腑器官衰竭，命不久矣。
嗯，這是《英雄聯盟》中，發條魔靈奧利安娜的故事……
還好，她有慈父科林能工巧匠，打造機械器官移植續命。一開始她全身上下 肺腑四肢 全靠發條驅動，父親每天都需要給她上發條。
後來得到一枚海克斯水晶之後，能量無窮，可是父親卻在這個時候病倒。於是奧莉安娜自己給自己手術，用海克斯水晶替代了心臟，把自己的心移植給了父親，然後四處漂泊去看外面的世界了。
好的，作為理科生和醫學生，老實講，這個故事並不讓我信服，因為內臟的機械義體化絕對和四肢不是一個難度，但是呢，看到故事結局以後，我心甘情願地幹了這碗雞湯。
不過蕩漾的心情平靜下來以後，故事中的一些設定倒是很有趣……讓我們一個一個來說。
四肢的改造很容易，只需要用各種機械齒輪槓桿代替骨骼和肌肉就可以了。我們可以認為皮城科技有能力用人工合成的導線替代神經纖維，並嫁接到脊椎的神經纖維束上，讓大腦自行學會控制新的機械肢體。
（作者的靈魂手繪畫風你們怕了嗎！）
難點在於內臟的機械改造。
此處以消化系統舉例：胃、腸、肝、胰腺，這些消化器官都是相輔相成、缺一不可的，各自負責消化吸收的一部分，各自都有特殊的生物轉化作用和信號傳導通路。
所以，你不可能單獨把某一個器官替換成機械裝置，要換就一起換，直接摘除全部消化道，然後替換成體內藥泵，直接向腹靜脈注入水和基本營養物質：葡萄糖、胺基酸、脂蛋白。這樣，腹部臟器就已經空了絕大部分了。
剩下的腎臟/泌尿系統可以替換為微型透析裝置。(我不知道科林是懷著怎樣的心情改造奧莉安娜的內外生殖器官的。)
至此我們基本實現了奧莉安娜的全身改造，除了她的大腦、脊椎、皮膚、血液、心臟。
這個時候她的內分泌系統已經沒用了，控制呼吸心跳的延髓也可以被機械節律裝置取代，於是從腦幹-延髓往下都可以替換成人工導線。
大部分血液也可以放掉，然後用水冷進行溫度調節，皮膚也可以不要。
至此就只剩下大腦、心臟、血液是有機體(附帶一些骨髓和脾作為造血器官，或者用人工材料取代紅細胞和血紅蛋白)。
這時奧莉安娜體內的生物轉化可以簡化為：
腹部的藥泵給靜脈注入葡萄糖，然後進入肺動脈，來到機械肺進行氣體交換，吸收氧氣放出二氧化碳，然後順著主動脈給大腦功能，然後回到靜脈完成循環。
可以說已經完成了奧莉安娜的第一階段改造。
這個時候的奧莉安娜只有大腦靠葡萄糖和氧氣功能，其餘的肢體和機械內臟都靠發條功能。於是第二個問題來了：
奧莉安娜傳記故事中清楚寫道：
「為了防止奧莉安娜再次將自己暴露於危險之中，科林為她的肺安裝了一個特殊的驅動裝置，只有他才能為奧莉安娜擰緊發條。」
事實上這個發條驅動裝置是第一個改造義體，也是後續義體的先決條件和動力源。它最初只是驅動機械肺，但後來不但要驅動機械胃腸道，而且還要驅動發條的四肢，也就是說，除了大腦思考所需的葡萄糖供能以外，奧莉安娜的所有能量都來自於這個主動力發條。
好的，接下來就是解決物理問題的時間了：我們可以大概推測發條的身高，推算主動力發條艙的體積，那麼在這有限的體積內，究竟能夠儲存多少能量呢？
奧莉安娜的模型和其他英雄差不多大小，身材勻稱、比例正常(其實腿的比例略長)，所以我們假設她的身高為170cm。換算起來她的冠狀面胸腔直徑約為d=20cm, 半徑r=10cm。假設發條鋼片厚度為h=1mm。
彈性勢能E=1/2*k*x^2
彈性形變x：
我們把發條鋼片想像成一根長長的彈簧，上發條的過程就是把這根彈簧螺旋壓縮進發條艙，理想狀態下整根發條被壓縮成一個質點。
由此假設彈性形變x=發條鋼片的長度
已知發條艙半徑r=10cm，發條鋼片厚度h=1mm，設捲曲後的發條圓盤截面積佔發條艙截面積的一半。
鬆弛發條鋼片矩形面積=捲曲發條圓盤面積
x*h = π*r^2*1/2
x*0.001m = 3.14*(0.1m)^2*1/2
x=15.7m
彈性係數k：
根據實際應用情況反推。上發條的人的力量是有最大限度的，發條越擰越緊，需要的力量越來越大，據此假設發條完全壓縮的最高能級狀態對應父親科林的力量極限，同時假設父親科林能夠單手提起200斤大米(1000kg,1000N)
這時候我們回來看彈性勢能的公式
E=1/2*k*x^2
我們計算彈性係數k=F/x的時候使用的彈性形變就是最大能量狀態的彈性形變，也就是說前面出現的兩個x是一樣的，可以化簡：
E=1/2*F/x*x^2=1/2*F*x=1/2*1000N*15.7m
=7,850N*m
單位牛頓*米也就是焦耳。
1焦耳(J)=0.2389卡路裡(cal)
7,850J = 1,875cal
也就是說，上滿一次發條，發條魔靈儲存的能量是7850焦耳。
一個身高170cm，體重43kg的女青年以10km/h的速度奔跑一小時，消耗的熱量是445cal，也就是說奧莉安娜上滿發條以後出去跑步，可以跑5個小時左右。
考慮到她的機械身軀幾乎不需要維持體溫(只需要維持心臟和大腦的體溫)，所以基礎代謝率極低，所以我們可以放心地說，安莉安娜上一次發條肯定夠活一天的了。
以及考慮到一場LOL一般也就40-50分鐘，打完一場比賽也肯定是夠了。
不過，根據能量守恆定律，所有這些能量，都需要由科林來傳遞。他要吃兩個人的飯，做兩個人的功(物理學定義上的「做功」)，才能維持自己和奧莉安娜正常生活。多麼偉大的父愛。
（這幅靈魂手繪亮點頗多，請自尋）
大家可以想像一下這個場景：科林每天晚上睡覺前都要給奧莉安娜上幾圈發條，至少要確保她這一晚上喘氣所需要的能量。然後每天早晨起來先吃飽飯，然後給奧莉安娜的藥泵注入新的葡萄糖溶液(相當於餵水餵飯)，更換透析液(相當於端屎端尿)，再擼起袖子把奧莉安娜的發條上滿。
現在讓時間前進，奧莉安娜換上海克斯水晶心以後，發條艙就失去作用了，她背後的發條扭柄也完全是擺設。但奧莉安娜並沒有摘除這些冗餘的裝置，可能是因為這裡面承載了滿滿的父愛吧。
另外經常玩奧莉安娜的玩家應該都看到過，奧莉安娜有一個動畫是自己給自己擰發條，如果她沒有換成海克斯水晶心的話，這種行為無疑是在做無用功。
因為根據能量守恆，發條給自己上發條的時候，能量全都損耗在機械摩擦上了，只會讓彈性勢能越來越少。
奧莉安娜的上半身是懸浮在腰上的。我實在不知道該怎樣用科學理性的思維去解釋這個現象。
另外，奧莉安娜最重要的遊戲機制是她的那個「魔偶」——她的球。
我們知道奧莉安娜每日的能量來源是她老爸上發條，但是這個球，又會飛又會放衝擊波，它的能量來源是哪呢？可能是奧莉安娜給它上發條，但算到底還是他爸爸科林出的力氣。
考慮到能量損耗，還不如讓科林來直接給球上發條……
我不知道科林怎麼想，但換做是我的話首先會忍不住吐槽：「媽蛋，老子一天天養活你就已經夠累的了，你還要再養個寵物？什麼？你負責餵食？媽蛋你又不掙錢，你餵的食到最後不還是從我嘴裡出啊？」
參考文獻：
http://echochamber.me/viewtopic.php?t=45849
http://www.runnersworld.com/tools/calories-burned-calculator
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