在春节期间上映的流浪地球2,截至今日的票房已经超过了23亿,成为春节期间仅次于满江红的第二高票房电影。也成功进入了中国票房榜单的前30之内。
这部电影沿袭了一代的硬科幻+重工业风格,为我们搭建出了一个基于现实世界20~30年后的真实世界观。
依靠作者刘慈欣的天才构想,拍摄团队也在流浪地球2里增加了许多科幻设定,将整个世界填补的更加丰满。
想必大家通过观影,已经对于片中那些或天马行空、或壮观宏大的科学假设有所了解。
那么,这些设定真的有可能在现实中实现么?
我们不妨逐一看下,在流浪地球2里出现的科幻假设,有哪些是可以实现的,有哪些是未来有可能实现的,有哪些则是浪漫科幻主义的美好理想,现实中根本无法做到。
1 智能机器狗与框型机器人:实现难度:C级
如果要说实现难度,那么那只让大家印象深刻的智能机械狗“笨笨”,应该是所有流浪地球2设定中最容易实现的一个,甚至在现实社会中,大家已经实现了接近版本的实体机械狗了。
早在2005年,美国波士顿动力公司就已经研发出了这种动力平衡四足机器人,并且能够以每小时5.3公里的速度穿越粗糙地形,并且负载154千克的重量。还能够爬行35度的斜坡。
经过后续将近20年的持续开发优化,最新一代的机械狗已经广泛服务于消防、巡逻等工作中,甚至已经精细到了可以通过人类的指令,准确地向杯子中倒入啤酒。
与流浪地球电影中的笨笨相比,现实生活中,人们除了没有给机械狗安装可以表达感情的智能图像显示屏外,可以实际做到的事情甚至比电影中的更多。
和人形的两足机器人相比,四足机器人无论在仿生学角度,还是在实际应用角度都要容易太多——毕竟机械狗不需要和人形机器人一样学会使用双手,它们要承担的操作精密度与平衡感控制要粗糙得多。
所以,不用再等20年,流浪地球里的笨笨,在2020年代就可以被完全仿制出来。
所以这个假设的实现难度是C级——已经实现。
2 量子计算机550A:实现难度:B级
接下来的这个科幻假设,实现难度就比机械狗要高出好几个档次了。
量子计算机,这个名词听起来就很高大上,但它并不是科幻小说里编出来的,而是的确属于目前人类最顶尖的计算机领域新产物。
什么是量子计算机?我们可以看一下下面这个简要答案:
量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。
它和普通计算机的区别是什么?
哪怕是普通计算机里的最强王者——超级计算机,也是基于二进制0和1的逻辑来运算,每秒最高运算100亿亿次;但是再快,也是串行运算,所以需要大量的CPU一起参与工作。我们常见的超级计算机,恨不得能占据一个屋子甚至一个球场大小。
而量子计算机的运算机制是基于二进制的叠加态,换句话说就是可以并行计算,信息越多,反而处理起来越快。这也就是为什么在流浪地球2里的量子计算机,都只有笔记本电脑大小。但是真正运算起来,效率甚至是现在超级计算机的几千几万甚至更高倍。
当然,和流浪地球2里已经投入实际量产并且发挥巨大作用的550系列相比,现实中的量子计算机只能算是刚刚起步,距离实际大规模投产还有几十年的路要走。
截止到2023年,世界上最先进的量子计算机也只是停留在实验阶段,还无法真正超越超级计算机的算力。
不过等到了流浪地球2的2044年,实际20年的时间也差不多够人类发展出可以大规模量产的量子计算机了。
到那个时候,无论是实现超大型建筑的3D打印,还是初步构建人工智能学习系统,应该都可以实现550A所能做的一切。
所以这个假设的实现难度是B级,虽然现在还没有,但是20年的时间,足以让人类将这方面的科技发展提升到电影中所达到的程度。
3 9万公里轨道上的空间站与太空电梯:实现难度:A级
空间站这玩意,人类早在上世纪就已经造好了一个。
但是上百万吨中,可以承载几千人比航母还要大的空间站,以及和地球之间构建的9万公里太空电梯,那就不是大家平时能想象的到的了。
太空电梯的主体是一个永久性连接太空站和地球表面的缆绳,可以用来将人和货物从地面运送到太空站。
首先要说明,太空电梯的构想,早在100多年前,就被航天之父,苏联火箭专家齐奥尔科夫斯基提出过。所以这个构想本身并不算什么天马行空。但是100多年来,这个构想一直也就是个构想,大家真正看到太空电梯能长成啥样子,还是在流浪地球2里。
所以很多人看到这个设定后立刻说不可能实现,是空想。其实还真不是完全不可能做到的事情。
在最近几十年里,日本美国等国家,是很认真地投入几十亿美金研发成本,再钻研太空电梯的可行性。美国已经做到了每秒2米速度上升的太空电梯雏形。
只不过能承载几万公里的太空电梯以及超大空间站的建筑条件和材料,现在的确还不具备是真的。
要知道在科学家认真的设想中,太空电梯能够承载几百千克物资,以每小时200千米速度升到3.6万公里空中就已经是一件了不起的事情了。
像流浪地球2一样,一个太空电梯可以承载几十号人与几十吨物资,然后还能用至少每秒5~8公里的速度向上弹射。然后上能承载百万吨级的超级空间站、下能确保9万公里之间有足够坚韧的连接线,可以连接到地面,同时确保不会受到地球自转以及其他任何作用力的影响。
这种水准的建造技术,别说现在的人类,哪怕再过50年也未必能够实现。
所以这条科幻设定,属于人类有想法,但是短时间内必然无法实现的程度。难易程度可以算到A的档次里。
4 完全自主建造的月球行星发动机:实现难度:A+级
作为大刘科幻小说中的原创建筑,行星发动机这玩意完美符合了宇宙蒸汽朋克的设计思路。
首先,这个东西十分之巨大:
发动机主体高度:约8614 米防护堤直径:约32570 米↑也就是常规意义上的行星发动机底部直径发动机主体直径(含调节支撑臂):约10307 米防护堤高度:约500 米整体体积:约3400 立方千米从上面的描述,你就能看出行星发动机大概有多大了,基本上来讲,一个行星发动机就相当于一座珠穆朗玛峰的大小。而且这还是行星发动机中比较小的,更大者有高达11公里的。
其次,这个东西能爆发的能量也十分恐怖:
“重聚变发动机”技术,以岩石一类天然材料为燃料,通过重聚变反应,产生高速、高温、高压、高亮的等离子流。
通过上述技术,行星发动机可以喷发出150亿吨的推力。堪称人类历史上推动力最大的发动机。
这么强大的机械,首次点火却是在地球的卫星月球上。
因为月球的质量只有地球的81分之1,所以为了推动月球离开地球,人类只在月球上安装了三台行星发动机。
数量虽然不多,但是在月球上安装行星发动机这个科学假设真的成立么?
答案是有可能,但不确定。
前面几个假设,毕竟还有现实中的真实依据,而行星发动机和重聚变技术,则是目前现实人类根本不会考虑的东西。
毕竟我们到今天连轻核聚变技术都还没有掌握,更不要说难上百倍的重聚变技术了。
和这个技术相比,搭建一个山体大小的发动机,反而是有可能在未来几十年实现的建筑技术。
一半未来几十年有小概率实现,另外一半基本上毫无实现可能。这条科幻设定的难度,基本相当于无法实现,难易程度A+。
5 12000台行星发动机推动地球:实现难度:S级
如果说集合未来三十年全人类的能量,到月亮上拼死拼活盖出三个行星发动机本身还有一丝可能的话。那么在地球上花费三十年盖出12000个行星发动机,并且驱动他们让地球移动则是一个只能存在于科幻小说的美好幻想。
首先呢,盖出12000个行星发动机这件事本身就不是现在人类所能办到的。
如果对一座山峰花费5~10年时间修成行星发动机需要10万名工人,那么12000个行星发动机就需要12亿的工人拼死拼活没日没夜的盖。
全球加在一起,我们连12亿军队都搞不出,更别说搞出12亿工人了。
而且另外一方面,在亚欧大陆和美洲大陆上放置1万台行星发动机也是不可能的。总计不到8000万平方公里的土地上放1万台,相当于8000平方公里里就要放一台,差不多相当于每个县都有一个行星发动机。
这个密度,放1万个核聚变发电站都不可能,更何况是1万台行星发动机。
其次,就算我们盖出12000个行星发动机,要驱动地球离开也是需要花费几百上千年的。
刘慈欣在多年后的一篇文章里其实提到过这个问题。因为按照行星发动机的设定来计算,所有发动机全部启动的推力是150万亿吨,而地球的质量是60万亿亿吨,两者相差了几千万倍。
据牛顿第二运动定律(F=ma)可以计算出,行星发动机能够给地球产生的加速度大约为2.5×10^-7米/平方秒。这个速度有多快呢?
地球绕太阳公转的轨道速度约为30公里/秒,而在地球轨道上摆脱太阳引力束缚所需的逃逸速度大约为42.2公里/秒,所以只要让地球的轨道速度增加12.2公里/秒,地球就能依靠惯性冲出太阳系。根据匀加速运动公式(vt=v0+at),以2.5×10^-7米/平方秒的加速度从30公里/秒加速到42.2公里/秒所需的时间约为1550年。
换句话说,不等人类推着地球跑远,太阳氦闪就已经爆发了。全体地球人依然要丧命于太阳的威力下。
当然,我们可以用木星的弹弓效应加快这个速度,但是问题在于,按照前面的加速度,很有可能地球抵达木星轨道的时间就是几百年后。
换句话说,哪怕我们真的造出了行星发动机,也真的启动了行星发动机让它点燃。但是依然无法满足逃离太阳的终极目标。至少数量级要多出10倍,才有可能满足太阳氦闪之前跑的足够远的目标。
简单来说,这个设定除非做大幅度修正,否则没有实现的可能,这条科幻设定的难度基本就是S级了。
6 4000枚核弹炸毁月球:实现难度:SS级
如果说前面的行星发动机能够无视其他条件追加10倍,还有可能将驱动地球变为现实的话。那么用3614枚核弹引爆月球,让其诱发重聚变导致解体的设定就真的有点天方夜谭了。
首先呢,让我们看下其他大拿对于引爆月球所需要核弹数量的大致分析:
过程忽略,我们直接看结果的话,是需要3000亿亿吨TNT当量,才有可能炸毁月球。
人类最大的核弹大伊万当量是5000万吨TNT炸药,如果要炸毁月球,则需要大概6000亿枚大伊万。
考虑到当时人类的核弹型号不一,哪怕就取500万吨当量计算,3614枚核弹相当于拥有180亿吨TNT当量。是炸毁月球所需的0.00000006%。
别说炸毁月球,这点能量同时爆发,大概也就相当于我们挑开身上的一个血泡的百分之一效果。对于月球来说根本就不痛不痒。
据说原本摄制组是考虑用这些核弹直接炸毁月球,但是在听到科学顾问的回复后,剧组也傻眼了——毕竟他们不可能给当时的人类造出几千亿枚核弹啊,别说几千亿,就是几千万枚核弹都让人觉得可笑。
无奈之下,摄制组只好选择了一个变通的方案,那就是让3614枚核弹同时引爆,导致月球内核连锁反应,进而通过重聚变让月球解体。
这个方案怎么说呢......的确比炸毁月球靠谱,但是也就是从亿点点变成了万点点。
作为科幻电影,这只是一种可能性。而在现实中,仅凭在月面爆炸几千颗核弹,就算通过精确控制,让爆炸产生的冲击波同时到达月球核心,温度也是不够的。
这是中科院国家天文台研究员陈学雷,对于能否诱发月球重核聚变给出的答复。
事实上想要通过几千枚核弹,就让月球中心达到上亿的温度进而诱发铁元素形成重核聚变是根本不可能的事情。
但是基于电影的需求,所以最终大家也只能默认用这个结论。毕竟和诱发月球爆炸相比,直接炸毁月球更不靠谱。
所以这条科幻设定的难度基本就是SS级。因为现实中根本不可能发生这类事情。
7 数字生命计划与人工智能moss最后,让我们再来看一下流浪地球2里最核心的设定——550W计算机的核心演变成为moss,并且具备了自我意识与智能。同时通过引导图丫丫和图恒宇进入虚拟空间,进而打开了真正的数字生命计划大门。moss甚至能够做到跨越时间线和空间线,将未来的信息发送到过去,引导人类一步步走入它的设计中。
如果说其他的设定还是基于科学原理,属于物理范畴的话,那么这个设定基本上已经从科学上升到哲学,甚至神学的高度了。
毕竟前面的设定哪怕再困难,现实中再无法实现,但是人们起码知道如何才能让它实现。
哪怕爆破月球,我们也知道只要有6000亿发大伊万必然可以做到。
但是对于数字生命计划与人工智能这个领域,尤其是人工智能达到了比人类更高的智慧后会干什么这个领域,我们是完全一无所知的。
所以不管moss怎么想,怎么做。都只是反映了摄制组和导演编剧的想法与对这件事的认知。和真正的人工智能达到这个程度后会干什么,其实一点关系都没有。
至于后面的什么穿越时空,从未来到过去这种高维空间才能做的事情,剧中的设定更是毫无任何依据可谈。
就像马兆博士在剧中画的那个莫比乌斯环,对于这个设定,我们只能用难度无限来形容了。
8 结语:总体来讲,流浪地球2还是一部比较严谨,算得上硬科幻工业化的作品。
虽然从上面的这些设定中我们也能看到一些异想天开的产物,但是绝大多数还是有迹可循的。
对于作家刘慈欣的想象力、以及导演与拍摄组的视觉复原和情节展开能力,我们还是要衷心举一下大拇指的。
当然,对于质量如此上佳的电影,还是亲自到电影院去观看,才最有说服力,不是么?