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你真看懂《流浪地球》了吗?

发布时间:2019-02-10 15:24:00来源:百度用户字号:[ ]
(电影剧照,蓝色光束为等离子发动机“火焰”,右上暗红圈为木星大气层的大红斑)

《流浪地球》中的物理学和社会学

文/易阳春和君资本

来源:和君商学

大年初二观看了IMAX版《流浪地球》,很受振奋鼓舞,一是为了刘慈欣作品首次登上荧幕,二是为了中国终于有拿得出手的科幻电影。为表示对大刘、郭帆、吴京主创团队的敬意,特利用春节假期写篇小文进行影评和科普,并呼吁更多朋友买票观影。

《流浪地球》电影故事来源于刘慈欣的同名短篇小说,进行了大篇幅的压缩和改编,大意是:一百多年后的地球人发现太阳即将爆炸,于是启动“流浪地球”计划,即利用建在地面上的一万台等离子发动机推动地球慢慢脱离公转轨道并飞出太阳系,最终远航至4.2光年外的比邻星。但是在途径木星时,地球受到巨大引力牵引,几乎要UU快三走势图正面撞上木星而彻底毁灭,多亏了中国帅哥美女英雄们的拼死努力,地球与全人类得以挽救。整场电影叙事性和场面感都很好,大有好莱坞气派,很适合现场观影。但是要完全看懂此片,还真需要不少物理学和社会学知识。

1、太阳会爆炸吗?

2、太阳地球木星的相对尺寸和距离是怎样的?

3、为什么要接近巨大的木星?

4、等离子发动机是什么?

5、目的地4.2光年是多远?

6、七万公里外氢气爆炸,能推动地球改向?

7、人类会把社会日常管理权交给AI吗?

8、存亡时刻,会有人被优先保护吗?

9、巨大天灾时,人类会团结一致吗?

10、关于刘慈欣作品搬上荧幕

11、关于中国人的创造力

01太阳会爆炸吗?

根据现有的科学理论,太阳是一定要爆炸的,只不过是发生在几十亿年之后。今天的太阳正处在恒星生命的旺盛期、稳定期,虽然其质量占了整个太阳系的99.86%,但是其内部运行机理是简单的,即巨量的氢原子在高温高压下不间断地发生核聚变反应而生成氦原子,同时向宇宙大规模投射光、热、粒子与辐射。太阳的核聚变反应虽然很剧烈(可以类比为氢弹爆炸),但是对外的整体表现却很稳定,这主要是受限于太阳强大的引力约束(可以理解为“可控的核聚变”)。这个过程已经开始了几十亿年,预计会再持续几十亿年,直到氢元素消耗殆尽才会发生其它方式的爆炸和坍缩,之后膨胀为一颗体积巨大的红巨星,那个时候地球要妥妥地被太阳吞没或生生烧掉。

在电影和原著中,太阳爆炸是“氦闪”造成的,也就是太阳内部的氢加速聚变成氦并一次性地释放出巨大能量进而毁灭地球,这听起来有道理,但更多像是科幻,目前的主流科学界是不支持这种说法的。0303

02太阳地球木星的相对尺寸和距离是怎样的?

如果把地球大小比喻成乒乓球(直径4厘米),木星差不多是一个南瓜大小(直径45厘米,是地球的11.2倍,而质量是318倍),太阳则是一间卧室大小(直径4.3米,是地球的109倍,而质量是130万倍)。而相互距离更有意思,地球距离太阳粗算约为500米,木星距离太阳粗算约为3公里。于是,电影主题可以简化出来:一间卧室大小的太阳要爆炸,半公里之外的乒乓球地球想逃离,然后差点撞上三公里外的南瓜木星。

(太阳系简示图,第三颗行星是地球,第五颗是木星)

03为什么要接近巨大的木星?

木星是非常巨大的,质量是地球的318倍,是太阳系其它八大行星质量总UU快三软件哪个好和的2.5倍。对于这样一个庞然大物,如果“流浪地球”计划必须实施,那为什么不避开木星,而是要主动冒险接近呢?答案是:因为地球需要“引力弹弓”来加速。

“引力弹弓”是航天科技中的概念,简单说是:利用木星对于地球的引力,在地球没有越过木星轨道时,吸引地球加速;而在地球越过木星附近时,又能精确地不发生碰撞,地球就可以用更快速度飞出去,类似一把弹弓和一颗弹子的关系。

“引力弹弓”是真实存在并且可利用的,地球上迄今走得最远的两个人造物体:“旅行者一号”“旅行者二号” 均是利用了木星的“引力弹弓”效应,把速度提高到了17公里/秒,超过离开太阳系所必须的第三宇宙速度。这两个一去不返的探测器是美国宇航局NASA在1977年发射的,目前已经飞了200多亿公里,现在已触及到了太阳系的边缘。

在电影中,由于外部条件变化或是计算错误(抱歉,有点忘了),导致地球过于接近木星差点一头撞上。而原著中是没有这一幕的,地球充分利用了木星的“引力弹弓”进行加速,但是又有惊无险的擦肩而过(这么大的事,科学家们不应算错,硬科幻高手大刘也不会忽略)。

04等离子发动机是什么?

电影和原著中,推动地球的是一万台巨大的等离子发动机,依靠重元素聚合而产生能量和推力,也就是吃土来推进地球(吃土是指消耗石头土壤中含量丰富的硅元素,而不是那个“吃土”,你懂的)。但在今天的科学视野中,这可是太遥远的技术,轻元素(氢、氘、氚等)核聚变尚且无法达到可控状态,更何况重元素的聚合。不过,依靠喷射等离子来获得推动力确实是宇宙航行中的现实技术手段,美国在航天实践中已应用在小型航天器上,也被认为是远距离航天的必然方案。

不过,就算理论上成立,地球人真要倾其所有来打造一万台“重元素聚合+等离子喷射”发动机,其技术难度、工程量、消耗资源之巨大,是超出今人想象的。地球的总质量是59万亿亿吨,驾驭地球进行刹车、启动、加速、变向,已经不再是“科学”,只能算是“科幻”了。

(电影剧照,珠峰般巨大的等离子发动机在地球上建造了上万台)

05目的地4.2光年是多远?

光的速度是30万公里/秒,一束光从地球到月球需要1.3秒,到太阳需要8分钟。而地球流浪目的地比邻星的距离则高达4.2光年,也就是光跑4.2年的距离,这真是非常恐怖的一个大数字。影片中,在通过500年加速后,地球可达到光速千分之五并稳定航行1000多年,之后再用500年时间减速,总耗时2400年终将靠近比邻星,差不多是100代人,等于从春秋战国熬到了2019年。这种大尺度和大数字,超出了一般观众的想象,但是数字不会造假,如果真有“流浪地球”计划,这就是地球人需要面对的事实。甚至,令人敬畏或绝望的是,在整个宇宙中,比邻星算是最最接近太阳系的恒星了,其它恒星都要远得多。在原著中,刘慈欣着重描写了在漫长流浪过程中的人性变化和社会变化,有兴趣的朋友可以去看一看。

真实的宇宙是无敌空旷的,如果从宇宙视角来看,比邻星与地球的距离可谓近在咫尺。相比银行系的10万光年直径,本星系的1000万光年直径,可观察宇宙的930亿光年直径,这4.2光年也只是小小的一步之遥而已。

另外值得一提的是,比邻星就是《三体》中三体人的老巢。在那个故事里,三体人侵略地球的飞船速度较快,只需要400年就可以杀过来。

06七万公里外氢气爆炸,能推动地球改向?

这一点我认为不靠谱,先不说木星能否吸走地球部分大气混合氢气形成爆炸前提,就说爆炸本身。如果某种爆炸能推动地球改向,那该爆炸的冲击波将会摧毁地表和浅地下的所有人类设施(包括地表五公里之下的地下城)甚至自然山川,乃至把地球挤压变形才对,而不仅仅是温柔的改向。但这毕竟是电影故事,重点需要表现英雄主义,这里就不吹毛求疵了。

但是,还是要说一下电影对白“引爆木星需要在七万公里之外点火,而洲际导弹打不到,需要人工点燃”中的技术错误。七万公里大约是地球和月球距离的五分之一,今天的常规火箭技术就能支撑导弹打过去,要不人类怎么去月球?有科技常识的朋友们都知道,推动洲际导弹飞七万公里的技术难度是铁定远远小于电影中的其它硬技术,例如太空城、地下城、等离子发动机等等。另外,木星大气层气候本来就是极端恶劣,最不缺乏云层雷电,大不必再向地球人“哥们儿,借个火”。

(剧照,在木星和地球的引力作用下,木星大气正与地球大气混合)

07人类会把社会日常管理权交给AI吗?

在电影中,一个名叫MOSS的人工智能系统管理着太空空间站的日常,包括航行、通讯、人员管理、安全等事务均由MOSS安排和决策,并与地球联合政府进行配合。对于这样的社会形态,我坚信会在未来发生的。近年来,得益于硬件能力、大数据、智能算法的完善,AI的发展已经是不可阻挡的趋势,其能力也会越来越强大。而AI介入到复杂社会事务的管理,好像并没有理由和机会去避免,更何况是在封闭和简单的空间站里。影片故事发生在100多年以后,如果不出意外,届时的AI能力将比影片中的MOSS强大很多,不大可能存在被宇航员吴UU快三直播京耍酷烧掉再自驾飞走的情况。

至于人类是否愿意把社会日常管理权交给AI,我觉得这是不以人的意志为转移的。比人高效、比人聪明、比人冷静、比人公平、比人少犯错误的AI终将逐步出现,就算出于情感和安全的考虑,人类需要用很长时间来半推半就,但日常管理权最终还是会落到AI手中,就好像今天正在慢慢过渡的无人驾驶技术一样。

(电影剧照,宇航员工作的太空站由AI系统进行日常管理)

08存亡时刻,会有人被优先保护吗?

在影片中,当地球毁灭不可避免时,MOSS系统下达指令要求太空站不再参与地面救援,甩开地球继续航行,旨在延续人类文明的火种。如果有朝一日,地球真的面临如此局面,人类该如何选择。我想多数人的看法应该与MOSS一致,肯定要把“延续火种”当作优先级任务来执行;这个措施,不仅是等待最后时刻才决定,简直UU快三计划应该早早安排下来。

但问题是,除非是特殊时期的太空站,谁有资格入选“延续火种”被优先保护?是政治家、军事家、富裕家族,还是科学家、艺术家、运动员,是中国人多些还是美国人多些,谁来制定规则,谁来确定名单,未入选人员如UU快三代理何安置,未入选人员情绪如何安抚,这都是非常不容易回答的问题。如果人类被迫要面对这种局面,那运行几千年的文明秩序,包括宗教、政治、社会、法律、价值观、人性可能就完全不一样了。

在科幻灾难电影《2012》之中,优先保护的名单除相关科学家和政治家外,主要是能支付10亿英镑赞助造船的权贵阶层,并且对社会大众严格保密,直到最后一刻。而在《流浪地球》原著中,对优先保护的讨论不多,只提到流浪过程出现灾害时,法律强制规定要把机会让给孩子和年轻人,因为他们是希望;另外提到太阳危机确认后,地球上出现“飞船派”和“地球派”,前者方案是打造大型飞船并选择部分人员逃命,后者就是“流浪地球”方案所有人一起逃命;很显然,只有后者才得到了支持和执行 。

(《2012》剧照,人类为延续文明造了几艘方舟巨船,但船票价格高达每人10亿英镑)

09巨大天灾时,人类会团结一致吗?

说实话,虽然我不是社会学家,无法给出科学判断,但我很不看好这一点。人类内部的复杂、多样、分歧远远超出了人类与外部的冲突(比如人类与自然、人类与动物、人类与太空等)。如果地球真的陷入巨大天灾的时候,我直觉上认为,人类社会的宏观状态和微观状态将乱成一锅粥,而不会是迫于压力团结一致,至少在可预见的将来会是这样。虽然,我也期待和祈祷人类社会的进步和改变。

至于在极端环境下的亲情是否会发生变化,我倒认为电影中表现得很真实。父亲对儿子、哥哥对妹妹、外公对外孙们,现实中也是如此,这既是人性的光辉,也是人类生物性和社会性的必然状态,并不容易被外界压力所改变。

010关于刘慈欣作品搬上荧幕

大刘是无与伦比的科幻作家,他作品最大的特点不仅是在光年尺度上的幻想创造,而是与现实今天的紧密结合,这是我所欣赏的。《流浪地球》是第一部,但绝不会是最后一部刘慈欣电影作品,因为他的好作品实在太多,除了已经誉满全球的《三体》之外,《球状闪电》《超新星纪元》《中国太阳》《全频带阻塞干扰》等等都是非常适合进行电影改编的IP素材。

在大刘的作品中,《乡村教师》是我最喜欢的一部短篇,而且超级适合改编为电影故事。期待有能力的导演、编剧、投资人及早启动运作,如果真能搬上荧幕,希望可以在某年教师节上映,把它当作对人类灵魂工程师们的致敬献礼。

美国著名科幻作家卡尔萨根的小说《Contact》曾于1997年搬上荧幕,译名《超时空接触》,这是我心中科幻电影的终极标杆,不仅是在其硬科幻的内容和情怀上,更在于电影制作本身。在其拍摄过程中,不仅有奥斯卡影后朱迪福斯特、影帝马修麦康纳倾情出演,连NASA、新墨西哥州矩阵式天文台、波多黎各射电望远镜都全力参与,甚至连克林顿总统也友情客串,由此可见一部好的科幻电影能激发多大的社会热情、调动多少社会资源。真心期待大刘的某个作品,能在未来达到或超过这个高度。

(《超时空接触》剧照,女主在全世界最大的矩阵式天文台监听外太空信号)

011关于中国人的创造力

永远不要自惭形秽地担心中国人的创造力,不要说辉煌的古代,仅仅是在今天,当社会环境变得开放、平等、富足、稳定之后,中国人的无限创造力就会井喷而出,势不可挡。他们能造出最好的高铁、创办最棒的互联网公司、研发出最强大的计算机,也一定能写出最具创造力的小说和拍摄出最炫酷的电影,只要有好的土壤环境。

再次向大刘、郭帆、吴京团队致敬,并祝愿票房大卖!

如有兴趣,推荐阅读或观看:

小说:《流浪地球》、《三体》、《乡村教师》

电影:《超时空接触》、《2001太空漫游》、《宇宙时空之旅(纪录片)》

作者简介:易阳春,和君资本合伙人、风险投资人、科技迷科幻迷、和君商学院《全球科技创新漫谈》授课人。

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