在对流浪地球3的剧情做出畅想之余,我们也注意到这些讨论都是基于球2已有的情节设定。球2向我们呈现了⾮常多令⼈震撼的情节,⽐如太阳氦闪,⽐如炸掉⽉球,它们在画⾯表现达到极致的同时,⼜保持了⾼度的科学性,这⾥⾯科学顾问功不可没。
什么是氦闪?氦闪其实与太阳⾥发⽣的聚变有关。太阳内部氢和氢发⽣核聚变,在太阳内部形成氦核,在⾜够的引⼒压缩下,氦核便会发⽣氦的核聚变。
氦的核聚变有个特点,那就是温度升⾼的同时体积不变,这是由于氦原⼦独特的量⼦简并态导致的;这导致了类似雪崩效应的结果,越来越多的氦发⽣聚变,在瞬时释放出特别强的能量,⽤功率来换算⾜以与整个银河系相⽐较。为什么是氦“闪”?便是因为从天⽂尺度上来讲,这个时间特别短,只有⼏百⼏千年的量级,在恒星上百亿年的寿命中只是⼀闪⽽过。太阳⽬前只有50亿年左右的寿命,距离氦闪还很遥远。
为什么恰巧在剧中的时间点发⽣了氦闪?我觉得最合理的⼀个解释可以参考另⼀个科幻⼩说中的内容,宇宙中除了普通的物质,还有暗物质和暗能量的存在,暗物质也能构成⽣命体;恒星的发光发热对正常⽣命来说是必须的,但对暗物质⽣命来说是有害的,因此发达的暗物质⽂明提前推动了太阳向⽩矮星的转变,也就导致了氦闪的发⽣。如果从这个⻆度考虑,MOSS能够把氦闪预测得这么准,有可能是和暗物质⽣命是有沟通的。
这点可以期待⼀下《流浪地球3》。
“重核聚变”是⾏星发动机的最优解吗?其实并没有“重核聚变”这样⼀个专业词汇,这是⼤刘在写书时⾃⼰创造的名词。我们之前提到过太阳中氢、氦的聚变,氢和氦的原⼦序数都特别低,可以叫做“轻核”;那“重核”⾃然就是从原⼦序数⾼⼀些的元素中去找,⽂章中有提到是在烧⽯头,所以⾥⾯反应的可能就是硅。
从现有知识来看,硅和硅的聚变是不太可能发⽣的,因为它对温度的要求太⾼,在那个温度下硅原⼦核本身就已经分解成为中⼦质⼦了。当然,假设它能发⽣,按照硅和硅⽣成镍来计算,这个反应⽣成的能量要⽐氢的聚变⼩上⼀个量级。
按照烧硅来算,我们⼤概需要5%的地壳,才能有⾜够的能量把地球推出去。所以电影当中,卡⻋不停运⽯头的画⾯是很合理的,因为5%的地壳可能要挖⾮常久的时间。
如果⽤氢和氢的聚变,我们⼤概只需要1%的海⽔就够了,并且反应也⽐硅和硅更容易。所以如果我们真有造⾏星发动机的技术,那也⼀定是⽤的氢和氢聚变。给李⽼师补充⼀下,刚才提到的烧⽯头,地壳⾥硅的含量是20%⼏,但有40%的氧,所以如果烧⽯头可能主要烧的是氧。我们也只是量级上的估算,⽤氧的话消耗地壳可能会少⼀点,但不管怎么说,想要发⽣这样的核聚变,难度是⾮常⾼的。
如果让科学家们来拍,流浪地球会以怎样的⽅式实现?那肯定是氢核聚变。从结合能曲线可以看到,氢这边的曲线特别特别陡,对于氢核聚变来说只要拿出地球1%的海⽔就够了,这实际上在还是地球⾮常缺氢的条件下就能达到的。另外我想再澄清⼀点,⽹络上有好多说你们这个重核聚变不对,重核只能裂变。
在科学上确实有个重核裂变的概念,指的是像原⼦弹⾥的U-235裂变,和我们这边所谓的“重核聚变”不是⼀回事,重核聚变指的是⽐氢重⼀点的,⽐铁轻⼀点的东⻄结合起来,这叫重核聚变。
你发现了吗,这个剧本如果让科学家编,⼀定是编不下去的。⾸先地球要流浪的元凶是因为太阳要发⽣氦闪,有⼀个最⼤的问题,地球为什么⾮得跑到⽐邻星去。
我们要在⿊暗当中经历2500年没有太阳的时间,如果⼈们既然都可以在2500年⾥没有太阳也能⽣存,我们⼲嘛还要那个新太阳。我们还需要“⾃残”,把地球烧掉5%。我们就找到⼀个红巨星没办法影响到我们的地⽅停下来就好了。另外我们如果有12000台⾏星发动机,为什么不能做个⼈造太阳。所以如果我来编球3的话,在⾛了⼀段距离,发现太阳已经影响不到我之后,我就停在那个地⽅开始建新家园。
其实你看《流浪地球1》⾥边,到⽊星利⽤了引⼒弹⼸,这个其实也没必要了,因为我们有那么强⼤的⾏星发动机的话,其实是⽤不着引⼒的。但是如果我们烧的是氢的话,那就有理由了,因为⽊星有⼀个卫星欧罗巴,⾥⾯有⼏⼗公⾥厚的冰层,氢特别多,可以⼀块带⾛作为原料。你看我们把⽉亮给丢了,然后把欧罗巴拿着,好像这个感情上不对啊。⽉亮陪我们⼏⼗亿年,这负⼼汉就把⼈给丢了。
导演组要炸⽉亮的时候,听说科学家们可开⼼了。当时导演组问,我们现在有个剧情设定,在这个地⽅的⽉球要处理掉。⼀开始有⼀个计划是⽤多少万发钢弹把⽉球给加速,然后加速把它甩碎了。我们跟李⽼师⼀起想,能量差太多了这个计划不⾏。我们就在不可能当中,尽量想想有什么办法。后来就有了现在电影⾥的炸⽉亮。
⾸先⼤家要知道,⼈类所能控制的能量不⾜以毁灭任何星球。
以前有科学家将⽂明分级,掌握⾏星的能量算⼀级,掌握星系⾥恒星的能量算⼆级,掌握星系的能量算三级,⼈类⽬前就是0.7级。即使⼈类⽤所有的核弹去炸⽉亮,也像是给⽉球挠痒痒⼀样。后来我们就设定了相控阵这个⽅法。现在相控阵⽤的最多的地⽅就是雷达,中国⼏乎把这个先进技术给⽩菜化了。所谓的现代雷达,是由⼀个个的雷达单元组成,每⼀个都可以发射信号;通过控制信号单元发射信号的前后,就可以控制能量的传播⽅向。
外⾯的信号单元先发射,⾥⾯的单元次第跟随发射,最后能量就会聚焦在⼀个点上⾯,还可以控制焦点移动。如果你有好多好多这样的点,最后就能够把焦点聚焦在⼀起,这实际上就是相位⼲涉。按照郭帆导演的说法,什么叫相控阵,就是我们⽼家摆饺⼦,⼀圈⼀圈的。实际上的核弹相控阵也是,先炸外⾯的再炸⾥⾯的,最后将能量传递到⽉⾯底下300公⾥处,将它加热到1亿度,我们捏着脑袋说这个温度勉强就够了。
另外我们实际上是想让⼤家都了解什么是相控阵,现在相控阵的应⽤特别⼴泛。
我其实还想过其他⽅法。⽐如说有些理论认为宇宙中有⼀些微型⿊洞,假设有⼀个⼩⿊洞来到太阳系了,⼈类主动把⽉球推过去,跟⿊洞相撞,这时释放的能量也许可以把⽉球炸了。另外就是利⽤⾏星发动机,⾏星发动机本来就是不可能的,我们就可以⽤⼀个不可能来解释另⼀个不可能,所以可以让⾏星发动机炸起来。
什么是科学顾问?
实际上有⼀个“科影融合”的机构,主要⼯作就是把电影和科学界联系起来,特别是⼀个⽅⾯——科幻,科幻必须要真,必须在科学上能⽴得住。当时便是这个机构联系到了我们。后来就跟王⽼师、李⽼师⼀起,参与了很多的设定⼯作。其实很多经典的科幻电影,尤其是之前的好莱坞的⼀些科幻电影,都有科学顾问的这样的⼀个身份,是创作团队的⼀部分。
⽐如说我们⼀直都津津乐道的《星际穿越》,它的科学顾问Kip Thorne是从事⿊洞、引⼒波研究并获得诺⻉尔奖的科学家,他使得这个电影整个科学的设定⾮常地完整,也⾮常有逻辑,所以我们⼀直说《星际穿越》是科学性⾮常强的⼀部科幻电影。
中国其实在前些年就有⼀些⽼师们开始推动科学和影视融合的事情,国家层⾯也在近些年,分别成⽴了科技与影