你真看懂《流浪地球》了嗎？

最新 02-10

（電影劇照，藍色光束為等離子發動機「火焰」，右上暗紅圈為木星大氣層的大紅斑）

　　《流浪地球》中的物理學和社會學

　　文/易陽春和君資本

　　來源：和君商學

　　大年初二觀看了IMAX版《流浪地球》，很受振奮鼓舞，一是為了劉慈欣作品首次登上熒幕，二是為了中國終於有拿得出手的科幻電影。為表示對大劉、郭帆、吳京主創團隊的敬意，特利用春節假期寫篇小文進行影評和科普，並呼籲更多朋友買票觀影。

　　《流浪地球》電影故事來源於劉慈欣的同名短篇小說，進行了大篇幅的壓縮和改編，大意是：一百多年後的地球人發現太陽即將爆炸，於是啟動「流浪地球」計劃，即利用建在地面上的一萬台等離子發動機推動地球慢慢脫離公轉軌道並飛出太陽系，最終遠航至4.2光年外的比鄰星。但是在途徑木星時，地球受到巨大引力牽引，幾乎要正面撞上木星而徹底毀滅，多虧了中國帥哥美女英雄們的拚死努力，地球與全人類得以挽救。整場電影敘事性和場面感都很好，大有好萊塢氣派，很適合現場觀影。但是要完全看懂此片，還真需要不少物理學和社會學知識。

　　1、太陽會爆炸嗎？

　　2、太陽地球木星的相對尺寸和距離是怎樣的？

　　3、為什麼要接近巨大的木星？

　　4、等離子發動機是什麼？

　　5、目的地4.2光年是多遠？

　　6、七萬公里外氫氣爆炸，能推動地球改向？

　　7、人類會把社會日常管理權交給AI嗎？

　　8、存亡時刻，會有人被優先保護嗎？

　　9、巨大天災時，人類會團結一致嗎？

　　10、關於劉慈欣作品搬上熒幕

　　11、關於中國人的創造力

　　01太陽會爆炸嗎？

　　根據現有的科學理論，太陽是一定要爆炸的，只不過是發生在幾十億年之後。今天的太陽正處在恆星生命的旺盛期、穩定期，雖然其質量佔了整個太陽系的99.86%，但是其內部運行機理是簡單的，即巨量的氫原子在高溫高壓下不間斷地發生核聚變反應而生成氦原子，同時向宇宙大規模投射光、熱、粒子與輻射。太陽的核聚變反應雖然很劇烈（可以類比為氫彈爆炸），但是對外的整體表現卻很穩定，這主要是受限於太陽強大的引力約束（可以理解為「可控的核聚變」）。這個過程已經開始了幾十億年，預計會再持續幾十億年，直到氫元素消耗殆盡才會發生其它方式的爆炸和坍縮，之後膨脹為一顆體積巨大的紅巨星，那個時候地球要妥妥地被太陽吞沒或生生燒掉。

　　在電影和原著中，太陽爆炸是「氦閃」造成的，也就是太陽內部的氫加速聚變成氦並一次性地釋放出巨大能量進而毀滅地球，這聽起來有道理，但更多像是科幻，目前的主流科學界是不支持這種說法的。0303

　　02太陽地球木星的相對尺寸和距離是怎樣的？

　　如果把地球大小比喻成乒乓球（直徑4厘米），木星差不多是一個南瓜大小（直徑45厘米，是地球的11.2倍，而質量是318倍），太陽則是一間卧室大小（直徑4.3米，是地球的109倍，而質量是130萬倍）。而相互距離更有意思，地球距離太陽粗算約為500米，木星距離太陽粗算約為3公里。於是，電影主題可以簡化出來：一間卧室大小的太陽要爆炸，半公里之外的乒乓球地球想逃離，然後差點撞上三公里外的南瓜木星。

（太陽系簡示圖，第三顆行星是地球，第五顆是木星）

　　03為什麼要接近巨大的木星？

　　木星是非常巨大的，質量是地球的318倍，是太陽系其它八大行星質量總和的2.5倍。對於這樣一個龐然大物，如果「流浪地球」計劃必須實施，那為什麼不避開木星，而是要主動冒險接近呢？答案是：因為地球需要「引力彈弓」來加速。

　　「引力彈弓」是航天科技中的概念，簡單說是：利用木星對於地球的引力，在地球沒有越過木星軌道時，吸引地球加速；而在地球越過木星附近時，又能精確地不發生碰撞，地球就可以用更快速度飛出去，類似一把彈弓和一顆彈子的關係。

　　「引力彈弓」是真實存在並且可利用的，地球上迄今走得最遠的兩個人造物體：「旅行者一號」「旅行者二號」均是利用了木星的「引力彈弓」效應，把速度提高到了17公里/秒，超過離開太陽系所必須的第三宇宙速度。這兩個一去不返的探測器是美國宇航局NASA在1977年發射的，目前已經飛了200多億公里，現在已觸及到了太陽系的邊緣。

　　在電影中，由於外部條件變化或是計算錯誤（抱歉，有點忘了），導致地球過於接近木星差點一頭撞上。而原著中是沒有這一幕的，地球充分利用了木星的「引力彈弓」進行加速，但是又有驚無險的擦肩而過（這麼大的事，科學家們不應算錯，硬科幻高手大劉也不會忽略）。

　　04等離子發動機是什麼？

　　電影和原著中，推動地球的是一萬台巨大的等離子發動機，依靠重元素聚合而產生能量和推力，也就是吃土來推進地球（吃土是指消耗石頭土壤中含量豐富的硅元素，而不是那個「吃土」，你懂的）。但在今天的科學視野中，這可是太遙遠的技術，輕元素（氫、氘、氚等）核聚變尚且無法達到可控狀態，更何況重元素的聚合。不過，依靠噴射等離子來獲得推動力確實是宇宙航行中的現實技術手段，美國在航天實踐中已應用在小型航天器上，也被認為是遠距離航天的必然方案。

　　不過，就算理論上成立，地球人真要傾其所有來打造一萬台「重元素聚合+等離子噴射」發動機，其技術難度、工程量、消耗資源之巨大，是超出今人想像的。地球的總質量是59萬億億噸，駕馭地球進行剎車、啟動、加速、變向，已經不再是「科學」，只能算是「科幻」了。

（電影劇照，珠峰般巨大的等離子發動機在地球上建造了上萬台）

　　05目的地4.2光年是多遠？

　　光的速度是30萬公里/秒，一束光從地球到月球需要1.3秒，到太陽需要8分鐘。而地球流浪目的地比鄰星的距離則高達4.2光年，也就是光跑4.2年的距離，這真是非常恐怖的一個大數字。影片中，在通過500年加速後，地球可達到光速千分之五並穩定航行1000多年，之後再用500年時間減速，總耗時2400年終將靠近比鄰星，差不多是100代人，等於從春秋戰國熬到了2019年。這種大尺度和大數字，超出了一般觀眾的想像，但是數字不會造假，如果真有「流浪地球」計劃，這就是地球人需要面對的事實。甚至，令人敬畏或絕望的是，在整個宇宙中，比鄰星算是最最接近太陽系的恆星了，其它恆星都要遠得多。在原著中，劉慈欣著重描寫了在漫長流浪過程中的人性變化和社會變化，有興趣的朋友可以去看一看。

　　真實的宇宙是無敵空曠的，如果從宇宙視角來看，比鄰星與地球的距離可謂近在咫尺。相比銀行系的10萬光年直徑，本星系的1000萬光年直徑，可觀察宇宙的930億光年直徑，這4.2光年也只是小小的一步之遙而已。

　　另外值得一提的是，比鄰星就是《三體》中三體人的老巢。在那個故事裡，三體人侵略地球的飛船速度較快，只需要400年就可以殺過來。

　　06七萬公里外氫氣爆炸，能推動地球改向？

　　這一點我認為不靠譜，先不說木星能否吸走地球部分大氣混合氫氣形成爆炸前提，就說爆炸本身。如果某種爆炸能推動地球改向，那該爆炸的衝擊波將會摧毀地表和淺地下的所有人類設施（包括地表五公里之下的地下城）甚至自然山川，乃至把地球擠壓變形才對，而不僅僅是溫柔的改向。但這畢竟是電影故事，重點需要表現英雄主義，這裡就不吹毛求疵了。

　　但是，還是要說一下電影對白「引爆木星需要在七萬公里之外點火，而洲際導彈打不到，需要人工點燃」中的技術錯誤。七萬公里大約是地球和月球距離的五分之一，今天的常規火箭技術就能支撐導彈打過去，要不人類怎麼去月球？有科技常識的朋友們都知道，推動洲際導彈飛七萬公里的技術難度是鐵定遠遠小於電影中的其它硬技術，例如太空城、地下城、等離子發動機等等。另外，木星大氣層氣候本來就是極端惡劣，最不缺乏雲層雷電，大不必再向地球人「哥們兒，借個火」。

（劇照，在木星和地球的引力作用下，木星大氣正與地球大氣混合）

　　07人類會把社會日常管理權交給AI嗎？

　　在電影中，一個名叫MOSS的人工智慧系統管理著太空空間站的日常，包括航行、通訊、人員管理、安全等事務均由MOSS安排和決策，並與地球聯合政府進行配合。對於這樣的社會形態，我堅信會在未來發生的。近年來，得益於硬體能力、大數據、智能演算法的完善，AI的發展已經是不可阻擋的趨勢，其能力也會越來越強大。而AI介入到複雜社會事務的管理，好像並沒有理由和機會去避免，更何況是在封閉和簡單的空間站里。影片故事發生在100多年以後，如果不出意外，屆時的AI能力將比影片中的MOSS強大很多，不大可能存在被宇航員吳京耍酷燒掉再自駕飛走的情況。

　　至於人類是否願意把社會日常管理權交給AI，我覺得這是不以人的意志為轉移的。比人高效、比人聰明、比人冷靜、比人公平、比人少犯錯誤的AI終將逐步出現，就算出於情感和安全的考慮，人類需要用很長時間來半推半就，但日常管理權最終還是會落到AI手中，就好像今天正在慢慢過渡的無人駕駛技術一樣。

（電影劇照，宇航員工作的太空站由AI系統進行日常管理）

　　08存亡時刻，會有人被優先保護嗎？

　　在影片中，當地球毀滅不可避免時，MOSS系統下達指令要求太空站不再參與地面救援，甩開地球繼續航行，旨在延續人類文明的火種。如果有朝一日，地球真的面臨如此局面，人類該如何選擇。我想多數人的看法應該與MOSS一致，肯定要把「延續火種」當作優先順序任務來執行；這個措施，不僅是等待最後時刻才決定，簡直應該早早安排下來。

　　但問題是，除非是特殊時期的太空站，誰有資格入選「延續火種」被優先保護？是政治家、軍事家、富裕家族，還是科學家、藝術家、運動員，是中國人多些還是美國人多些，誰來制定規則，誰來確定名單，未入選人員如何安置，未入選人員情緒如何安撫，這都是非常不容易回答的問題。如果人類被迫要面對這種局面，那運行幾千年的文明秩序，包括宗教、政治、社會、法律、價值觀、人性可能就完全不一樣了。

　　在科幻災難電影《2012》之中，優先保護的名單除相關科學家和政治家外，主要是能支付10億英鎊贊助造船的權貴階層，並且對社會大眾嚴格保密，直到最後一刻。而在《流浪地球》原著中，對優先保護的討論不多，只提到流浪過程出現災害時，法律強制規定要把機會讓給孩子和年輕人，因為他們是希望；另外提到太陽危機確認後，地球上出現「飛船派」和「地球派」，前者方案是打造大型飛船並選擇部分人員逃命，後者就是「流浪地球」方案所有人一起逃命；很顯然，只有後者才得到了支持和執行。

（《2012》劇照，人類為延續文明造了幾艘方舟巨船，但船票價格高達每人10億英鎊）

　　09巨大天災時，人類會團結一致嗎？

　　說實話，雖然我不是社會學家，無法給出科學判斷，但我很不看好這一點。人類內部的複雜、多樣、分歧遠遠超出了人類與外部的衝突（比如人類與自然、人類與動物、人類與太空等）。如果地球真的陷入巨大天災的時候，我直覺上認為，人類社會的宏觀狀態和微觀狀態將亂成一鍋粥，而不會是迫於壓力團結一致，至少在可預見的將來會是這樣。雖然，我也期待和祈禱人類社會的進步和改變。

　　至於在極端環境下的親情是否會發生變化，我倒認為電影中表現得很真實。父親對兒子、哥哥對妹妹、外公對外孫們，現實中也是如此，這既是人性的光輝，也是人類生物性和社會性的必然狀態，並不容易被外界壓力所改變。

　　010關於劉慈欣作品搬上熒幕

　　大劉是無與倫比的科幻作家，他作品最大的特點不僅是在光年尺度上的幻想創造，而是與現實今天的緊密結合，這是我所欣賞的。《流浪地球》是第一部，但絕不會是最後一部劉慈欣電影作品，因為他的好作品實在太多，除了已經譽滿全球的《三體》之外，《球狀閃電》《超新星紀元》《中國太陽》《全頻帶阻塞干擾》等等都是非常適合進行電影改編的IP素材。

　　在大劉的作品中，《鄉村教師》是我最喜歡的一部短篇，而且超級適合改編為電影故事。期待有能力的導演、編劇、投資人及早啟動運作，如果真能搬上熒幕，希望可以在某年教師節上映，把它當作對人類靈魂工程師們的致敬獻禮。

　　美國著名科幻作家卡爾薩根的小說《Contact》曾於1997年搬上熒幕，譯名《超時空接觸》，這是我心中科幻電影的終極標杆，不僅是在其硬科幻的內容和情懷上，更在於電影製作本身。在其拍攝過程中，不僅有奧斯卡影后朱迪福斯特、影帝馬修麥康納傾情出演，連NASA、新墨西哥州矩陣式天文台、波多黎各射電望遠鏡都全力參與，甚至連柯林頓總統也友情客串，由此可見一部好的科幻電影能激發多大的社會熱情、調動多少社會資源。真心期待大劉的某個作品，能在未來達到或超過這個高度。

（《超時空接觸》劇照，女主在全世界最大的矩陣式天文台監聽外太空信號）