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为什么【流浪地球 2】中,地球上全部的核武器能够炸碎月球?诱发月球核聚变又是怎么回事?

2023-01-23科学

影片结束时,我想起立鼓掌。脑中只有四个字:「大开大合」!

探讨

我想首先讨论一个最有意思的点,也是影片中出现的一处未见于其他科幻作品的新设定:利用月表核弹相控阵,聚焦核弹能量,触发月球核心聚变和月球解体。

「相控阵」从工程思想来说,和射电天文学领域的革命性发明射电干涉仪非常相似:都是利用分布式站点对波(电磁波/冲击波)的相位控制,实现对观测/能量聚焦方向的控制。

不同方向的天体,其光波相位差不同,通过调整子镜之间的相位差,可以观测不同的方向。

我们知道地震波主要分为P波(纵波)和S波(横波)两个成分,其中P波传播较快,能在固体月壳、月幔和流体月核中传播;而S波在遇到月幔、月核交界面时会被反射走。因此核弹爆炸能量主要是通过P波传递到月核。

P波、S波在月球内部的传播,注意S波无法进入月核

在传播过程中,单一震源产生的P波会产生多个波峰,但大部分能量都会向四周传播,能真正进入月核的部分很少。

单一震源的P波虽然可以进入月核一部分,但是在最核心处是没有的

但原则上,如果能安装多个震源,设计好起爆位置和时刻,让多个震源产生的P波峰值同时抵达目标点,是可能把能量定向聚焦在一个目标点上的。下图就是一个声学相控阵的示意图,上面蓝色部分标示输入能量在各个控制点上的时间差,下面伪色图表示能量分布。可以看出随着输入能量的时间差模式不同,能量的集中方向也不同。

声学相控阵工作原理示意图

虽然月球内部的波传播规律受到月壳、月幔、月核物态性质的影响,但原则上考虑这些影响后,也可以实现类似的能量聚焦。

月核聚变乍一看脑洞过大,但考虑到在【流浪地球】的世界观中,石头是可以通过重核聚变烧起来的,那利用类似的科技树,触发月球内部的重核聚变,也就没有乍一看上去那么奇怪了。

我觉得设计这两个桥段,还算是表现了影片作者的诚意。

我们在以往的科幻片中经常能见到这样的剧情:一个巨大的天体或外星人飞船袭来,人类小分队殊死安装核弹,轰隆一声巨响,人类得救。这种老掉牙剧情放在今天,已经显得过于敷衍。他们似乎从来不考虑,安装的核弹当量到底够不够炸毁目标天体/飞船。

核弹炸天体类型片的代表Armageddon【世界末日】,Bruce Willis主演的南海石油工人飞到彗星上,把彗星刚好炸成两半,从地球两边擦肩而过。

而【流浪地球2】则大大方方承认,人类这点核弹,原本是根本触动不了月球分毫 ;同时设计了一个原理上有一定逻辑性的科幻设定技术,来把这么点核弹为什么可以让月球解体做一个解释。这体现出影片作者能体会到观众更高的审美要求,试图做出相应的解释和回应。这种不敷衍的态度,我是非常认可的。

而且联想开来,这种以小博大、但又力求细腻可信的科幻设计,其实非常大刘风。【全频带阻塞干扰】中撞向太阳的万年炎帝号空间站,「就像一粒沙子掉进了眼睛」;【三体】中叶文洁向太阳发射了微弱的射电信号,被太阳以恒星级功率放大——都是这种思想的体现。

再简单提一下推离月球的方式。影片中是在月球正背面交界处相隔120度安装三个月球发动机,这似乎不是最节约能量的方案。通常航天器升轨采用霍曼转移轨道,沿着航天器当前前进方向提供加速,而非沿垂直于速度方向提供加速。而且就算只提供径向加速度,除非速度切向分量被降到零,否则就算发动机突然故障,似乎月亮也不会向地球砸过来?这恐怕是个大bug了,不太能简单说是个科幻设定。

霍曼转移轨道是最常用的变轨方式。

最后,影片中还埋了个包袱:人类几次提前收到将要出大事的时间的警告,我看到片尾连同彩蛋,似乎最后也没有解释到底何人所为(MOSS洋洋洒洒讲了一堆,但是似乎没提日期预告的事)。这个悬念,可能要等【流浪地球3】来解决了。

桥段

当然电影还有其他很多桥段,也都很值得一说。可以说与以往的科幻影片相比,有继承、也有创新。继承在融合了很多经典科幻桥段与大场面镜头,让人不断回想起过往类似题材影片;创新在宏大场景的视觉制作往往比同类影片更上层楼,而且还有很多科幻点子,都是首见于本片。

月球上的太阳风暴一节,让人想到美剧For All Mankind第二季中的场景。可以说月面太阳风暴是绝佳的科幻影视描摹对象:它远离现实,超乎想象,但是又极为贴近近未来生活,就发生在我们触手可及的明天。而且太阳风粒子在视觉上形成一种无形的压迫感,月尘的轻微沸腾,看上去就像是隐身人的脚印,在平实的反常中唤起人内心的恐惧。

For All Mankind中的月面太阳风暴,可以和【流浪地球2】中的比较一下看看哪个更写实。

无人机机群大战,在过往不少科幻影片中都有着墨。在本片中的表现,我有几点感觉:

  • 一是本片的呈现,可能更贴近2040年代的近未来战争实际。以往这种桥段多见于人类大战外星人主题电影,机群造型过于科幻飘逸。而本片的机型塑造,似乎更贴近20年内的科技发展现实。
  • 二是影片表现的参战无人机数量非常庞大,几乎让人密恐,似乎为我们预演了20年内某场必将到来并影响我们每个人的大规模战争场面。
  • 三是摧毁敌方机群虽然也是采用夺回控制权、一次性解决所有目标的传统套路,但至少对夺回控制权的过程有一定的着墨,给了观众一定的交代,没有像以往有些影片那样「轰隆一响,敌机全坠」般草率敷衍。交代的同时也引入了550系列量子超算的概念,为后续情节做了自然铺垫。
  • 【安德的游戏】中的机群大战,和【流浪地球2】相比,显得过于浮夸。

    太空电梯的崩溃灾难桥段,让人想起 Ad Astra 【星际探索】一片。但是本片中正反双方经过了反复的争夺,情节比 Ad Astra 要丰富。太空电梯的造型也很霸气。而太空电梯顶端诺亚空间站坠地的场面,唤起人脑海中【阿凡达】家园树倒下的即视感。

    Ad Astra 中的太空电梯,比【流浪地球2】中的要纤细许多

    影片对AI在未来社会中的力量着墨不少,而且正反两方面平衡展开。这在我们刚刚经历2022——绘画AI大规模取代人类画手、ChatGPT几乎通过图灵测试——之后,显得无比迫真。

    片中用延时动画方式呈现AI自动规划并执行行星发动机的建设,从画风上很有「大基建朋克」作品【中国2098】的感觉。相比【阿凡达2】,虽然【阿2】也有AI自动开展城市建设的镜头,但【阿2】仅呈现机器人局部工作场景,对太空级宏观视角没有表现;【地2】的视角则开阔的多,可视化呈现了大刘式「宏细节」,可能是只有基建狂魔国家才能诞生的电影画面。

    范文南【中国2098】组图之一,和【流浪地球2】的画风很有相似之处。

    AI计算机注入人类思维,从意境上来说神似【阿凡达】中Grace的「灵魂」进入Eva「体内」。但与【阿】片仅从正派角色立场塑造Eva与Grace的互动不同,丫丫进入AI计算机先后导致两个截然不同的结果:一次是AI计算机学习了人类的思维,主动发起破坏行为;另一次是人类思维的数字副本形成自主意识,以数字式永生之躯延续了自我在肉身中无法完成的任务。这样的设计,关于AI和人类关系的探讨就非常丰富和立体了。

    当然,吴京饰演的刘培强搭乘俄罗斯第一次登月遗留的返回舱逃难、潮汐巨变后上海外围建造了高大的防波堤,分别能看到【火星救援】、For All Mankind、【后天】【环太平洋】等经典影片的影子,这里按下不表。

    【火星救援】中马特达蒙回收了一个废旧返回舱;【流浪地球2】中吴京也这么干。好在【流2】对此情节没有着墨过多,避免了审美疲劳。

    总评

    剧情设计方面,延续了第一部的思想高度——不仅限于个人英雄主义,更强调全人类团结,我想可以称之为「集体英雄主义」?这一思想也催生剧情最大泪点:危难之际,各国年长航天员为了保护年轻一代,选择集体出列、自我牺牲。这一幕时,确实感到强烈的情绪起伏。

    剧情线索也体现出某种辩证的哲学,并不单薄。面对人类生死存亡,虚拟逃避和直面现实两种社会思潮彼此激烈碰撞,但是它们又不止于碰撞、最终也达成融合——刘德华饰演的角色图恒宇,原本服务于「逐月计划」,因为思女心切,行为一度黑化,并引发月球发动机的重大事故;但随后人物走向又发生反转:图恒宇和爱女最终都化身数字人,在牺牲自己、拯救人类的同时,完成自我救赎。

    在强调全人类团结互救的同时,影片还埋了很多能打动中国观众的元素:打斗场面中飞起的零件上写着「Made in China」;李雪健饰演的外交官身着中山装,非常神似晚年周总理;吴京面对白人的轻蔑,用一句「You three」不卑不亢怼回去;在航天员以个人为单位自愿报名自我牺牲的时候,是中国航天员大队率先集体出列,带动各国航天员队伍的国家荣誉感情结,这才得以迅速为自杀式救援任务凑齐所需人数。

    总的来说,我觉得制作品质真的没话说。如果说第一部的时候是初步达到好莱坞商业科幻电影的及格线,那这一步就是全面达到好莱坞科幻大片的优秀档。特效完全不五毛,非常扎实、用心。

    总之我觉得, 买票去看,绝对不亏!