科幻电影中的科学元素

来源:科普中国 发布于2016-06-20 14:33:49 评论(0)

自《星际穿越》、《回到未来》等多个以科技为主题的电影热映以来,人们对电影中的科学的探讨就从未停止,这些科学元素是真实存在的吗?是电影先于科学还是科学先于电影?也许这都不重要,至少,我们一直走在前进的路上。


《回到未来》中提到的科技很多就已经被实现了,比如,指纹开门、可穿戴设备、智能眼镜、体感游戏、平板电脑、飞行汽车、自动伸缩调整尺码、自动烘干的夹克……


下面我们就一起来看看科幻电影中的那些科学元素,哪些是真实存在的,哪些是有可能实现的?


农作物枯萎病


《星际穿越》中提到了农作物可以患上枯萎病,人们不得不向外太空寻求生存空间。枯萎病,又称为疫病,是真菌或者细菌引起的植物病害,而在现实中,美国是玉米细菌性枯萎病疫区。专家表示,地球上目前不存在足以灭绝整个植物界的枯萎病,除非有某种病原体专门“欺负”叶绿体。


著名的马铃薯晚疫病

   

低温冷冻休眠


《星际穿越》中提到了低温冷冻休眠。这技术是指,宇航员可以进入休眠水床,设定唤醒时间。在《异形》、《深空失忆》等作品中,这项技术都曾被使用。


以目前的发展水平来推测,这项技术有可能被实现。现在的技术已经实现了将大脑放在零下33摄氏度环境中,进行低温休眠手术,日本科学家也发现,一种水蛭在零下196摄氏度的液氮中依然能够生存。


但是目前的人类技术不能实现低温休眠,在0到60摄氏度区间,会产生冰晶,对人类细胞具有破坏性的伤害,甚至致命。


低温休眠


时间膨胀


《星际穿越》电影中描述,星球上一个小时相当于地球7年,由于时间膨胀,“坚韧”号船员衰老速度比地球上的人慢。


这个现象已经被证实,爱因斯坦的理论提出,当人以接近光速的速度移动时,时间便会变慢。登上月球的宇航员移动速度超过地球上任何人,衰老速度也略慢于地球上的任何人,但是找到这个电影中提到的那种星球还是很困难。


时间膨胀


吸积盘


《星际穿越》中提到吸积盘也确实存在。


美国天文学家通过对76颗黑洞观察和测量发现,它们的磁场强度是地球磁场的一万倍。活跃星系中心的超大质量黑洞,通常会产生“喷流”。在喷流形成和吸积盘物理学中,磁场可能也起了关键性作用。科学家在银河系中心黑洞附近发现了一个动态磁场,如果这种现象是普遍的,而且磁场能延伸到黑洞视界以外,吸积盘结构就会受到显著影响。研究结果表明,黑洞的磁场强度和医院里“核磁共振”(MRI)中的磁场强度差不多———大约是地球磁场的一万倍。


吸积盘

   

电影里超现实的技术


在智能手机愈发热门的今天,手机定位、手机地理信息并非难事,不过像电影中一样精确的定位还有难度。


在《碟中谍4》中,有种隐形眼镜是用来对目标人脸进行识别的。一片小薄片要实现拍照、传输外带人脸识别的功能,这也是一种对虚拟现实科技的展现,但现在的科技水平尚无法实现。


碟中谍4》人脸识别


《赤焰战场》中的隐形眼镜,可以让视网膜随意更改成你想要的样子,主角通过隐形眼镜顺利通过中情局的视网膜设备验证。这种设备在现实中,已经被应用。美国军方研发出类似的设备,能在改变眼前成像的同时不影响正常的视觉效果。


能改变视网膜形态的隐形眼镜


除了《星际穿越》电影,还有很多电影中的科技颇为先进。《黑客帝国》系列电影就是在讲述虚拟现实科技对于人类未来世界的影响,谷歌发布过的一个虚拟成像的眼镜,将虚拟影像展示在眼前。这种在用户眼前呈现虚拟影像的道具,让用户真正能在眼前看到一切他们所想,并将生活数字化,虚拟化。


《碟中谍4》里的一部宝马概念车的挡风玻璃颇耐人寻味。阿汤哥只要用手一划,便可实时显示当前地图信息和自身位置。前挡风不只能表现导航,还能在肉眼未看到前,触摸操纵,这种技术是基于telematics,这个词是远距离通信的电信(Telecommunications)与信息科学(Informatics)的合成词,运用远程卫星信号将附近路况传到车载导航上显示出来的。


虚拟成像出来的触控屏

   

你离电影里的科学有多远


科学家霍金表示,人工智能可能导致人类灭亡,但是人工智能初期对人类还是非常有用的,比如瘫痪的他用来说话的系统就是人工系统,不过他担心更高级的人工智能为人类带来灾害。人工智能被很多科技电影演绎,比如钢铁侠托尼·史塔克创造了一个终极版的人工智能“奥创”,希望能代替超级英雄们维护世界和平,哪知奥创一出生就“性格叛逆”,认为世界和平就需要毁灭世界。


很多电影中的科技、科学并非遥不可及,比如美国化学学会针对复仇者联盟的超级英雄做了解读,他们将目标锁定在为钢铁侠战甲提供能量的便携式“核电站”上。美国化学学会的伯克斯博士认为,合成新元素,DIY狂人钢铁侠并非遥不可及。科学家已经创造了20种人造元素。比如,俄国科学家门捷列夫整理化学元素周期表时,发现在钼元素和钌元素间少了43号元素。该元素不稳定,几乎从来没有在地球上被发现过。1937年,意大利物理学家塞格雷在证实它的存在后,锝也成为了首个通过人工合成的元素。


电影的灵感往往来源于生活,同时又能启发生活。太较真的影迷也许对电影中科技嗤之以鼻,但是,只有想不到没有做不到,谁说电影中的科技在未来或现在无法实现呢?

责任编辑:汪海伦