88科幻电影中的科学

科幻电影中的科学阿凡达电影中的科技科幻电影简介我们可以把“科幻片”定义为包含着某种因素的电影：这些因素是基于科学（包括现有的科学和假设的科学）而假想出来的；在今天的世界中，它们是不可能发生的，或还没有发生的。科幻片与魔幻片、灵异片的不同之处在于，其被幻想出来的因素必定有一个科学理性的支持，哪怕这个科学依据看起来很疯狂。比如《时光倒流七十年》可以被称作一部科幻片，因为片中的主人公回到过去是借由一种在影片中被科学证实了的催眠术。而《土拨鼠日》就不是科幻片，因为影片并没有把男主角突然被迫反复过着同一天的理由告知观众。在导演詹姆斯-卡梅隆的《阿凡达》中，时间已来到了2154年。那时人类已经能够旅行到非常遥远的星球。电影带领我们来到了覆盖着丛林的奇异星球“潘多拉”。在那里，人类反而成了与本地种族酝酿冲突的外星人。为美国国家航空航天局(NASA)火星探索计划摄像机研究担任顾问的卡梅隆总是认真地将科学事物带入自己的作品中。因此究竟他是怎么做到的？下面就为你揭开影片中的科学与现实中各自领域的顶尖技术的联系和区别。导语阿凡达电影中的科技重机械外骨骼战争机器几十年来美国军方一直在考虑利用有动力推动的外骨骼套件，这种套件可以让士兵随身背负着沉重的装备以及更大的武器装备。同时这种套件也可以运用在救援方面：为受伤后的重建、康复提供帮助。陆军的研发分支机构DARPA(美国国防部预先研究计划局)从2000年起就为其“增强人体机能的外骨骼”计划(ExoskeletonsforHumanPerformanceAugmentation)提供大量补助，包括为“RaytheonSarco”小组提供资金。他们的机器被称为XOS，重约150磅。它可以装备在穿戴者的手臂、腿部和背部。这种铝制机器人的液压系统设计能够让穿着者将200磅重的物品举起数百次却不会感到疲惫。但同时XOS也相当灵活，穿着这种机器的人甚至还可以上楼梯或者踢足球。这种设备遇到的最大障碍就是它的独立供电系统。目前的XOS仍然需要接上外部电源。另外在伯克利的麻省理工学院还有其他研究这一项目的团队，本田公司也为更矮的身材设计了类似的设备。现实科学中“像《阿凡达》这样的电影可以帮助我们更好地考虑这样一种可能性，”在马萨诸塞州纳提克士兵研究发展和工程中心领导“士兵移动和任务拓展”(SoldierMobilityandMissionEnhancement)团队的大卫-奥德特(DavidAudet)表示。这个团队在开发XOS中起到了关键性作用。有很多好莱坞电影都涉及到了AMP组件，这表明这种设备可以进行大量的后勤工作，例如它可以作为“一个基础平台，只用很小改动就可以成为威力巨大的攻击组件。“半人马座阿尔法星拥有黄白色光芒的半人马座阿尔法星A是非常类似我们太阳的一颗恒星。它的光芒照耀着巨型气态行星波吕斐摩斯星(POLYPHEMUS)和它的卫星潘多拉。在这郁郁葱葱的世界中，巨大的野兽漫步在丛林中，翼手龙类的动物在天上飞翔。一种有意识、皮肤呈蓝色的类人物种“那美”(NA'VI)在此慢慢进化，并最终学会了如何与自然和谐相处。半人马座阿尔法星A是组成半人马座阿尔法星的三颗恒星之一，它距地球4.37光年，也是离我们太阳系最近的恒星邻居。去年1月，耶鲁大学天文学家黛布拉-费希尔(DEBRAFISCHER)领导的研究小组开始了一项为期5年的半人马座阿尔法星测绘计划。他们使用智利托洛洛山美洲际天文台(CERROTOLOLOINTER-AMERICANOBSERVATORY，缩写为CTIO)1.5米的望远镜进行观测。她的小组正在寻找恒星光线中由引力轨道牵引而产生的有规律、并能揭示问题的波长。这种“摇摆法”已经排除了围绕阿尔法人马座恒星旋转行星中类似木星或土星规模的行星(如波吕斐摩斯星)。但“这是个非常好的机会，”菲舍尔说道，那些与地球质量相近的星球将可能存在于这个星系中。“目前对于围绕单一恒星公转的行星的形成，我们也仍然还有很多不明白的地方，”菲舍尔说，更不用说像半人马座阿尔法星这样的三恒星系统了。所以究竟那里有什么，“这几乎仍然是个空白。”现实科学中反物质飞船为了飞向阿尔法半人马星，人类建造了长约1英里、装备了反物质融合引擎的飞船。这种飞船可以以7/10的光速飞行，约等于每小时67000万英里的速度。作为用于推进的能量来源，你不能让其他物质与反物质粒子接触，这样会毁灭彼此。“这是我们已知的最强大的反应”，美国国家航空航天局的乔治-施密特(GeorgeSchmidt)说到。他一直致力于开发先进的推进系统，目前担任俄亥俄州研究与技术局(ResearchandTechnologyDirectorate)副局长。物质-反物质毁灭时释放的能量能够作为火箭喷嘴喷出的推进剂，或者反物质在其他材料中能够引起核裂变或核聚变反应来产生相对较小、但依然强大的推力。然而，飞往半人马座阿尔法星单程距离就达到了26万亿公里。要想得到足够的反物质，并长时间储存这些不稳定的燃料是相当昂贵而困难的。现实科学中灵魂出窍体验自从人类首次抵达“潘多拉”星并开始入侵式采矿作业后已过去了30年的时间。而人类也一直与当地土著“那美”人保持着紧张的关系。因人类无法在潘多拉的大气中呼吸，两个种族之间的关系也愈发复杂化。为了试图与那美人交流，地球上的资源开发管理总署(RESOURCESDEVELOPMENTADMINISTRATION)启动了“阿凡达”计划来创造半人、半那美混血的生物来担任大使。依靠复杂的接口设备，一个人类可以通过“心灵感应”来控制这具“阿凡达”身体。让他可以像那美人一样游历“潘多拉”。在孪生兄弟去世后，主人公杰克-萨利(萨姆-沃辛顿饰演)被召进了这项计划。对于杰克来说，这一悲惨的事件没有让他得到一个小小的安慰：一场战争导致他半身瘫痪。现在通过他的“阿凡达”，杰克可以再次起身行走。目前人们已经做过了很多研究人类与化身相连接的工作，也就是让生物学“湿件”(wetware，即人脑)控制加工出的硬件。这些脑机接口(BMI)研究的目的也确实是为了让像杰克一样的残疾人重新拥有活动能力。“电影《阿凡达》中的这一内容与我们目前正进行的实验工作惊人地相似，”杜克大学神经学家兼跨国“重新行走项目”(WalkAgainProject)首席研究员米格尔-尼克拉里斯(MiguelNicolelis)表示。该项目正在开发一种能够让残疾人穿戴的外骨骼，这种骨骼可以从这个人的思想中接收命令。现实科学中THEEND