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解码《流浪地球》中的科技元素:好电影的成功

2019-11-03 16:07
《流浪地球》电影中的科与幻

此外,制作团队为了还原原著中的经典场景,在空旷的场地连同地下城和太空舱一起进行了10万延展平方米的实景搭建,并引入了虚拟现实技术协助美术置景工作,从整体结构设计到场景搭建细节做到精益求精。拍摄前,团队制作了8000张分镜头画稿、30多分钟的动态预览、详尽的制作流程和拍摄方案以及以镜头为单位的统筹和通告单等,为拍摄阶段打下良好基础。

这当然只是电影的想象。不过,所谓重元素聚变并不是空想。在宇宙深处有不少恒星“巨无霸”,内部就在进行着重元素聚变。

影片中,由于地球“刹车”停止自传,地表气温降至零下80多摄氏度,所有建筑物都被冻结在冰天雪地中。为了生存,人类只能离开地球表面,移居地下城。

依照影片中描述的“流浪地球”计划,人类给地球安装上万座巨大的重元素聚变发动机,它们被称作行星发动机,推动地球逃离年迈的太阳,飞往最近的恒星——比邻星。

引力弹弓效应

新华社北京2月9日电 春节期间上映的电影《流浪地球》以“硬科幻”的特点收获大量好评。“硬科幻”,即具有严谨科学底蕴、基于科学原理的科幻作品。那么,这部电影中哪些说法具有较强的科学基础,哪些说法现在还只是幻想?

无论怎样,《流浪地球》充满着中国独有的人文追求,这正是“人类命运共同体”理念的中国式表达。

洛希极限

原著中,太阳在进入红巨星演化伊始,人类在选择逃生路线时产生了分歧,“飞船派”与“地球派”各持己见。

但地球是个庞然大物,平均半径6371公里,质量超过59万亿亿吨。要让它飞往比邻星,需要脱离太阳引力,只靠人造的发动机还不够,于是电影里让它借助木星的“引力弹弓”。

电影《流浪地球》火了!这部改编自“雨果奖”获得者刘慈欣同名小说的科幻影片在春节上映后,短短几天就获得了超高口碑,迅速呈现“刷屏”之势。

在人类的航天征程中,引力弹弓效应的应用已十分广泛。首个进入星际空间的人类探测器“旅行者1号”在飞离太阳系前,就曾多次借助引力弹弓效应;“帕克”太阳探测器也曾7次借助金星的“引力弹弓”而逐渐逼近太阳,最终成为史上最靠近太阳的航天器。

依照影片中描述的“流浪地球”计划,人类给地球安装上万座巨大的重元素聚变发动机,它们被称作行星发动机,推动地球逃离年迈的太阳,飞往最近的恒星——比邻星。

引力弹弓效应

苟利军表示,地球的转动能是2.24×1029焦耳,而人类历史上曾经实验过的释放能量最强的“大伊万”氢弹,释放的能量是2.1×1017焦耳。通过计算,地球的转动能量大约相当于1万亿个“大伊万”氢弹同时爆炸。未来,假如人类能够熟练掌握重核聚变能力,产生能量的能力将极大提高。但若想持续不断并且提供相同的反推力让地球快速减速,难度非常大。

依照电影中的计划,人类原本想要利用木星的“引力弹弓效应”,如果离得太远的话,就不能“借”到足够的力,达不到冲出太阳系的速度。太近不行,太远也不行,这个问题需要科学家精确的计算,也给了影视作品发挥的空间。

beat365亚洲官方网站,在未来,人类如果能够掌握从重元素聚变中稳定获取能量的技术,或许真能够彻底解决能源问题。

科普:《流浪地球》电影中的科与幻

行星发动机是本片的重要元素之一。为了生存,人类倾尽所有,在亚洲与美洲建造了12000座推动地球前进的行星发动机,每一座都将为地球提供150万亿吨的推力。

目前人类已经实现的聚变是氢弹,它利用氢同位素聚变释放出能量,有巨大的威力。但氢弹的能量是爆炸式释放,目前人类还不能实现可控核聚变,即让聚变产生的能量平稳输出,一些相关装置还处于实验阶段。

洛希极限

科幻小说中,经常会提到解决能源问题的终极手段——聚变。在电影《流浪地球》中,为了推动地球离开太阳系,人类在地球上建造了上万座高耸入云的重元素聚变发动机,单个发动机通过重元素聚变能够产生150万亿吨的推力。

50年后的自然环境、人类社会应该是什么样子?在科学顾问团队指导下,电影制作团队专门编写了一本《〈流浪地球〉世界观概述》,囊括了政治、经济、文化等社会各方面的发展情况,甚至细致到学校的课程设置、影片中每个道具的由来。

地球与木星之间的洛希极限是科学上可计算的,但让地球靠近木星到如此近的程度,还只能算是幻想。那电影中为什么要靠这么近呢?

这当然只是电影的想象。不过,所谓重元素聚变并不是空想。在宇宙深处有不少恒星“巨无霸”,内部就在进行着重元素聚变。

重元素聚变发动机

影片中,地球由于接近洛希极限,导致行星发动机发生故障,地球即将解体坠入木星,人类面临灭顶之灾。

在未来,人类如果能够掌握从重元素聚变中稳定获取能量的技术,或许真能够彻底解决能源问题。(参与记者:郭爽、周舟)

目前人类已经实现的聚变是氢弹,它利用氢同位素聚变释放出能量,有巨大的威力。但氢弹的能量是爆炸式释放,目前人类还不能实现可控核聚变,即让聚变产生的能量平稳输出,一些相关装置还处于实验阶段。

木星体积大约是地球的1300倍,当地球靠近木星时,会被其强大的引力吸引,从而加快行进速度。由于木星也在绕太阳公转,在天体的互相影响中,最后地球会被木星像抛球一般抛出去,从而达到脱离太阳系所需速度。这就是引力弹弓效应。

在原著中,让地球从原有轨道“飞”到4.2光年远的比邻星,是一场长达2500年、需要100代人才能完成的恢弘计划。它要经历使地球停止自转的刹车阶段、加速驶出太阳系的逃逸阶段、利用木星完成加速的先流浪阶段、继续加速再减速的后流浪阶段和泊入比邻星轨道的新太阳时代等5个阶段。

电影中,行星发动机的燃料不是氢,而是石头。这不是说把石头烧成石灰,而是石头中的重元素发生聚变,从而释放出巨大的能量,推动地球飞出太阳系。

“其实有很多元素,我都不知道该是什么样子,但是他们都给做出来了。”《流浪地球》原著作者及影片监制刘慈欣曾向媒体表示,例如片中的运载车和太空站等,制作团队不仅设计出外观,甚至将内部操作驾驶的界面和座椅也都还原出来。

影片中,地球由于接近洛希极限,导致行星发动机发生故障,地球即将解体坠入木星,人类面临灭顶之灾。

科幻小说中,经常会提到解决能源问题的终极手段——聚变。在电影《流浪地球》中,为了推动地球离开太阳系,人类在地球上建造了上万座高耸入云的重元素聚变发动机,单个发动机通过重元素聚变能够产生150万亿吨的推力。

这里提到的洛希极限是指天文学中一个特殊的距离,如果一个天体与另一个天体离得太近,以至于后者的潮汐力可以将前者撕碎,这个距离就被称作洛希极限。这个距离极限值是由法国天文学家洛希首先计算出的,因此称为洛希极限。

为了把小说搬上银幕,以“大刘粉”自居的龚格尔从此与郭帆一同奔走着。

引力弹弓效应不是新发现,苏联在1959年发射的“月球3号”探测器就利用了引力弹弓效应。在精确计算后利用天体的引力弹弓效应,可以在不消耗航天器本身能量的情况下,改变航天器的速度和前进方向,帮助航天器抵达目标。

“最终定下的这一版是最符合力学支撑结构、最能展现发动机体量感的设计。”丁燕来说,影片中展现的行星发动机由紧贴地面的7个支架支撑,有6个巨型排气孔散热,中心喷射着蓝色强光柱,工业感和未来感十足。

引力弹弓效应不是新发现,苏联在1959年发射的“月球3号”探测器就利用了引力弹弓效应。在精确计算后利用天体的引力弹弓效应,可以在不消耗航天器本身能量的情况下,改变航天器的速度和前进方向,帮助航天器抵达目标。

“可参考的内容非常少,一切都要从零开始。”对此,电影视觉特效总监丁燕来直呼“恐怖”:“剧本里好像没有什么是可以拍摄到的,也没有什么是可以直接用的。”

木星体积大约是地球的1300倍,当地球靠近木星时,会被其强大的引力吸引,从而加快行进速度。由于木星也在绕太阳公转,在天体的互相影响中,最后地球会被木星像抛球一般抛出去,从而达到脱离太阳系所需速度。这就是引力弹弓效应。

地球与木星之间的洛希极限是科学上可计算的,但让地球靠近木星到如此近的程度,还只能算是幻想。那电影中为什么要靠这么近呢?

好电影的成功,离不开感人的故事、起伏的情节、饱满的人物。对《流浪地球》来说,这部影片的好口碑很大程度还源于其“硬科幻”特点,即科学、严谨的设定与底蕴。记者采访了电影的制作团队及相关专家,解码《流浪地球》中的科技元素。

电影中,行星发动机的燃料不是氢,而是石头。这不是说把石头烧成石灰,而是石头中的重元素发生聚变,从而释放出巨大的能量,推动地球飞出太阳系。

《流浪地球》讲述的故事,发生在太阳即将毁灭的假想未来。为了避免被不断膨胀的太阳吞噬,人类最后选择建造出巨大而众多的行星发动机,将地球推离太阳系,踏上寻找新恒星的流浪之旅。

“中国电影之前没有这样的工业产品,对我们来说,无论是创意层面还是技术层面都是巨大的挑战。”龚格尔说,为了对电影中出现的科学原理和基础设定进行把关,他们专门聘请了由物理学家和社会学家等专家组成的科学顾问团队,构建出一套自洽的世界观体系。

电影中俗称的“特效”,包括物理特效和视觉特效。前者包括片中具有机械感的外骨骼和防护服,以及各类特殊道具和烟雾、风雪等可现场拍摄的特效,后者就是最吸引眼球的电脑生成的图像效果。

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