科幻电影《流浪地球2》上映好评如潮!

2023-03-05 09:41:30 宇鹤科技

《流浪地球2》爆破完火星以后爆破月球,国内科幻电影纯正崛起了

虽然是改编自刘的原著,但实际上电影《流浪地球》只是借用了小说的概念,大部分人物和故事情节都是完全改头换面的。作为一部续集和前传,这部电影完全没有文字可参考,所以说它是一部原创科幻电影并不为过。


首先,宏大的主题

《流浪地球》第一部主要讲述了地球被迫流浪后,人类如何克服困难继续旅行的故事,而第二部的时间线则发生在移山计划的开始。

因为太阳的膨胀即将吞没地球和整个星系,人类不得不联合起来应对灾难。起初,人们一直在争论如何自救。即使后来明确了在地球上安装发动机将其推出太阳系寻找合适环境的计划,但由于无法确认能否成功,仍遭到很多人的反对。

科幻电影《流浪地球2》剧照图1


所以《流浪地球2》的难度比第一部更复杂。它不仅需要随时面对恶劣的环境和变化,还要防备来自人类内部的破坏和猜疑。

同时,由于移山计划的不确定性,衍生出另一种自救方式,即数字生命,可以脱离肉体通过信息媒介获得永生。相比可能面临的死亡,这种无痛的方式显然更容易赢得很多人的好感。

影片一开始就抛给观众一个问题,那就是文明的本质是什么?它需要以人为载体吗?

围绕这一点,影片除了完善上半部刘培强的主线外,还加入了刘德华饰演的涂复活女儿的台词。两条线并行推进,在月亮的危机中相交,通过人类在极端环境下的选择,为观众亮出了答案。

这部电影想讲的东西有很多,比如社会的不平等,面对人类不信任造成的困难时的相互克制,不成功便成仁的挺身而出。这些元素的加入,不仅丰富了电影的内涵,也让电影更值得商榷。

科幻电影《流浪地球2》剧照图2


第二,终极特效

如果《流浪地球》为中国科幻电影打开了一扇门,续集无疑将通过上一层楼梯来实现这一目标。

从场景的设定、细节的展现、对剧情的适应性来看,这部电影无限接近好莱坞的一线科幻大片。

太空电梯一打开,就牢牢抓住了观众的眼球。作为人类历史上最高的建筑,太空电梯满足了科幻迷们对这类设备的所有幻想。无论是外形、运行方式还是功能,太空电梯都太与众不同,完全颠覆了观众的认知。

科幻电影《流浪地球2》剧照图3


当地球遭到从月球分裂出来的小行星袭击时,各大城市的标志性建筑不是被毁就是被淹,不仅爆炸了视觉效果,还弥漫着末日来临时的恐慌感。

高潮段用核武器引爆月球,是全片特效的集大成者。正如影片中的台词所说:当所有的核武器一起引爆时,画面确实很美,但这种残酷的美却要付出数百条生命的代价。电影中特效与剧情的完美结合,让特效不再是冰冷的辅助工具,而是能打动人心、温暖人心的武器。

科幻电影《流浪地球2》剧照图4


第三,永恒的感情

这部电影阵容强大。除了吴京和刘德华的稳定输出,其他人的表现都不逊色。

虽然是科幻商业大片,但影片用了大量的笔墨描绘了人类之间的情感。爱情、亲情、友情,那些真挚的纽带,总能在不经意间融入观众的心中,让人突破防线。

吴京饰演的刘培强是续集主要角色中唯一的“老人”。由于上一部电影中的角色已经满员,续集更多的是补充其感情线。他和妻子韩朵朵从相识到相知,直至相爱,经历了无数艰难曲折,尤其是方舟空间站坠落时的生死考验,进一步拉近了恋人之间的距离,促使他们步入婚姻殿堂。电影中有一个部分,韩朵朵得了绝症,刘培强带着她坐飞机去看上海那些已经很大程度上被海水淹没的破旧楼房。

科幻电影《流浪地球2》剧照图5


两个人就这么依偎在一起,即使知道是死亡,也是那么温馨浪漫。

刘德华饰演的涂于恒,对女儿丫丫的早逝更是愧疚。因为这种执念,他想尽一切办法推动数字生活的延续。如果说刘培强是流浪地球项目的常数,涂于恒无疑是这个项目的变量。正是这种突破生死的执念,最终拯救了人类,让未来变得更加可能。


李饰演的周哲之是整个《流浪地球》项目的灵魂人物。他总是在关键时刻稳定军队的士气,以他无与伦比的个人魅力推动人类的历史进程。他在影片中的发言很有感染力,完全提升了影片的主题表达。与国外主流思潮相比,《流浪地球》项目具有鲜明的中国特色。从本质上来说,整个计划就像古代传说中的“愚人移山”。做一件看似完全不可能成功的事,需要2500年,100代人。也许只有中国人明白它的含义。

沙溢在几个场景中扮演张鹏,但他奉献了影片中最重要的两滴眼泪。第一,当有人要牺牲才能引爆核弹时,他主动让50岁以上的飞行员脱颖而出,这是用自己的牺牲换来下一代的和平稳定。另一方面,核弹引爆的时候,他对地球说自己有多美,对生命的执着,对家乡和母亲的感情,完全溢出了屏幕,让人心酸。

科幻电影《流浪地球2》剧照图6


第四,哲学思考

相比于第一部着重表现人类在灾难面前的英雄气概和不屈不挠,第二部显然更大,让人类第一次真正成为命运共同体,共同推动灾难的解决。

这部电影更大的意义在于提出了人生进步的终极方向。影片中用大量的镜头展现了智能系统莫斯对人类的观察,在彩蛋的结尾埋下了更大的伏笔。莫斯所做的一切选择,归根结底都是它对生命的理解与传统观念完全不同,正如马肇在影片中所说:“没有人类文明,就没有意义”。但是,如何定义“人”是值得商榷的。

目前,人类的认知和思想必须依赖于身体,但在更高的文明阶段,思想也可能脱离身体。莫斯希望人类能朝这个方向进化,但这显然与现在的观念构成了严重的冲突,导致了各种危机的诞生。

就像数字生活一样,很难判断是好是坏。这种关系就像哥白尼和教皇一样。当最终结果没有定论时,谁也无法证明他是哥白尼还是教皇。这种讨论,第二部只是浅尝辄止,并没有深入开展。如果本片有第三部,可能会成为故事的重要背景设定。

科幻电影《流浪地球2》剧照图7



学物理专业的看《流浪地球2》是种什么样的感觉?

新年快乐。如果今年大年初一有什么值得庆祝的,相信热爱物理的人都会脱口而出——《流浪地球2》上映了。我刚从电影院出来。真的是一部很好的科幻片。

这里给不了解故事背景的读者说一下设定。按照电影制作笔记和预告片中显示的故事线:早在1977年,天文学家就根据太阳活动的历史记录推测太阳核心融合加速;2026年爆发了超过G5的太阳风暴,国际社会开始关注氦闪危机,逐渐形成了乘飞船逃离的飞船派和随地球流浪的地球派;2030年,地球学校计划被采纳,推进地球的行星发动机的建造开始了。2039年,刹车时代,地球自转被发动机停止;2042年,逐月启动计划;2044年,太空电梯危机;2058年,落月危机;2065年,地球停止,推进发动机点火,进入加速时代;2075年,木星引力危机;2078年,太阳氦闪危机。

科幻电影《流浪地球2》剧照图8


先说整个故事的动机,就是太阳的快速膨胀和老化,也就是氦闪。

1.氦闪:太阳为什么会衰老?

我们的太阳正处于全盛时期,天文学上称为主序星阶段。它大约四分之三是氢,四分之一是氦,并含有少量的氧、碳、氖和铁。太阳发光发热的能量来源主要是它里面的氢在聚变,每四个氢1(质子)汇聚成一个氦核,称为质子-质子链式反应。

太阳的内层是高温高压,可以聚变产生氦,而外部环境并没有高温高压到足以让氢聚变。因为太阳的质量,内层产生的氦会被引力捕获,外层的氢不会进入内部。因此,当太阳内层的氢耗尽,全部变成氦时,内层聚变产生的热能无法抵抗引力,从而坍缩。

科幻电影《流浪地球2》剧照图9


太阳的内层和外层

但这并不意味着太阳会收缩,因为坍塌的内层会变得更热,这将加热外层的氢,点燃聚变反应,这将使太阳膨胀数千倍,表面甚至可以达到金星轨道的位置。这时,太阳进入红巨星阶段。红巨星通常持续10亿年。红巨星末期,太阳核心的温度可高达1亿度,足以点燃氦聚合成碳和氧的核反应。这叫做氦闪。

所以按照现在的恒星理论,早在氦闪之前,太阳就会膨胀成红巨星,烘烤地球上的生命。

按照现在的理论,太阳在主序星阶段持续110亿年,现在太阳才50亿岁,完全不用担心它的膨胀和老化。

科幻电影《流浪地球2》剧照图10


2.行星发动机:重核聚变可行吗?

为了推进地球,建造了12000台行星发动机,其中10000台建造在北半球用于推进,2000台建造在赤道附近用于转向。这些发动机高度超过1万米,覆盖面积约1000平方公里,非常巨大。

转向发动机和推进发动机

作为铁杆科幻迷,半年前,我们估算了地球流浪的第一步——如何停止自转(如何让太阳从西边升起)。我们假设发动机采用老航天爱用的工质推进方案,发动机能以11.2km/s的第二宇宙速度喷出工质,然后计算需要多少功率。

按照电影制作手册里的计划,人们用了26年才完成刹车,而原著小说里却用了42年。这里我们用小说的时间。经计算[2],2000台舵机每秒需要喷出的工作流体总量为733.6亿吨,平均功率为4.6×10^21W.


你可能不知道这个数字。比如相当于一秒钟消耗掉2021年全球发电量的45倍。相对于目前的工程技术,这是2000亿三峡电站的装机容量,或者5750亿核裂变电站机组(以目前装机容量最大的为计量单位)。但是对于太阳来说,这只是其辐射功率的百分之一。

换算下来,发动机的总推力应该达到8.21×10^17N,所以单台发动机的推力应该达到410亿吨。但是原著和电影都把一个发动机的推力定为150亿吨[1]。为了安全起见,我建议再次加倍这个设置。

发动机启动时会产生巨大的热量,所以在计划开始时,地表温度会上升到70-80摄氏度,极地冰川会融化,一些沿海城市会因自转停止引起的潮汐而被淹没。

科幻电影《流浪地球2》剧照图11


淹没的上海和巨大的行星发动机

如此巨大的推力从哪里来的能量?流浪地球想象了一个科技含量很高的核聚变,也就是“燃烧的石头”。先说什么是核反应。

原子核由质子和中子组成,统称为核子。核子结合形成原子核,释放能量。在核反应过程中,核子的结合方式会发生变化,这种结合方式的重组过程伴随着能量的变化。如果核反应吸收能量,说明初态低于终态,如果核反应释放能量,说明初态高于终态。

由于核反应中核子数守恒,我们用一个核结合时释放的能量除以它的核子数,从而定义了这个核中核子的平均结合能。平均结合能越大,核子的能量越低,反应性越差。平均结合能越小,核子的能量越高,越有可能发生核反应。

科幻电影《流浪地球2》剧照图12


不同原子核的比结合能

从图中可以看出,平均结合能最小(因为它只有一个质子,没有被束缚),Fe^56的平均结合能最大。任何平均结合能小于Fe 56的原子核都可以通过核反应向Fe 56靠拢并释放能量。Fe 56左边的核可以通过聚变转化为Fe 56,右边的核可以通过裂变转化为Fe 56。

我们刚刚谈到了太阳的氢核聚变。从图中可以看出,氦核可以继续聚合成碳、氮、氧等,但后续的反应需要更高的压力和温度。

比太阳重的恒星中碳、氮和氧的循环

《燃烧的石头》也差不多。石头中主要含有的氧和硅,在极高的温度和高压下,可以熔合并向铁靠拢。但目前人们甚至还没有掌握光核聚变。今天正在研究的聚变技术有三代。第一代主要是氘氚聚变,需要相对较低的温度和压力。第二代是氘和氦3聚变,第三代是两个氦3聚变。这两代的反应条件更加苛刻。

科幻电影《流浪地球2》剧照图13


3.月计划:罗氏极限?点燃月核?

太阳和月亮之间的引力大约是2×10^20N,所有满功率运行的发动机都不能直接抵消这个力。为了消除这种不可控因素,《流浪地球》制定了月度计划。

月球上的三个亮点是三个月球发动机。

但从预告片中我们可以知道,2058年爆发了落月危机,月球意外没有被推出,而是撞向了地球。

这幅画很有趣。红圈是月球相对于地球的罗氏极限。什么是罗氏极限?我们以第一部电影为例。

第一部电影中,地球在木星引力弹弓的帮助下成长时,意外失去了对轨迹的控制,即将坠入洛希极限。如果你不尝试用更大的推力逃离,它就会被木星的引力撕裂,成为木星环的一部分。

科幻电影《流浪地球2》剧照图14


这种撕裂力来自于重力的不均匀性。木星对地球的引力是不均匀的。远离木星的部分引力小,靠近木星的部分引力大。这种重力差异会形成潮汐力。是的,之所以叫这个名字,是因为地球上的潮汐是月球对地球的引潮力产生的,月球的涨落导致潮汐的涨落。

引潮力会随着两个天体距离的减小而增大。当距离减小到罗氏极限时,潮汐力会超过地球本身的引力,从而瓦解地球。对于刚体和流体,罗氏极限分别有以下公式:

但是电影里有个bug。地球的平均密度为5.514 g/cm,而木星作为气态行星的平均密度为1.326 g/cm,所以计算出的洛希极限小于木星的半径。也就是说,在地球撞上木星之前,并没有洛希极限的说法。当然,如果考虑地球上的流体,比如地球的大气层,在碰撞之前确实会被木星的引力撕裂。

科幻电影《流浪地球2》剧照图15


地球的大气层和木星的大气层相互拉扯。

回到第二部电影,月球的平均密度是3.340 g/cm,可以算出它的刚体罗氏极限是地球半径的1.49倍。所以电影中月亮落到地球上,还没接触到地球,就会被潮汐力撕裂。

月度计划终于艰难地成功了。人们首先在月球表面安装上千枚核弹,通过相控阵引爆,将冲击波集中到月核,引发了月球核聚变。尽管导演郭帆承认瓦解月球是一个疯狂的想法,但直接摧毁月球至少需要目前核武器储备的10亿倍[3]。但这一情节表明,面对全球性危机,各国最终“放下对历史、现在和未来的执念”,选择了理性的合作方式。

“今人不见古月,今月曾照古人。”从此,地球踏上了孤独的流浪之旅。


4.移山计划:把地球推出太阳系?

现在一切准备都已就绪,是时候离开太阳系了。那么发动机应该喷哪里呢?

凭直觉,既然要躲避太阳,当然要对着太阳喷。但问题是,根据我们在第二节的估算,一万个推进发动机的推力只有4.1×10^18N,只能给地球提供0.7微米/秒的加速度,相比之下,太阳和地球之间的引力约为3.5× 10n,简直是蜉蝣撼树。所以等待一段时间直接推离地球是不可行的。

比较实际的方案是使加速度方向沿着地球公转的速度方向,这样可以使动能最大化。这里有两点。第一,要脱离重力的束缚,不需要速度来转离引力源。只要动能足够大,超过引力势能,那么只要速度方向不是直的,等一会儿到引力源,物体就可以脱离引力。第二,在发动机功率相同的情况下,反喷得到的动量增量是相同的,可以近似理解为地球的恒速增量。当速度增量方向与原速度方向一致时,动能增量最大。

现在的空间技术也是采用这种加速方向来实现从低轨道到高轨道的上升。在大多数情况下,这是最省油的变轨方式,也称为霍曼变轨。

科幻电影《流浪地球2》剧照图16


霍曼转移轨道

我想象了地球升到木星轨道的过程。如果按照第二节计算发动机推力,这个过程至少需要一百年。为了赶上电影时间线,我们先不考虑发动机的推力,直接假设每次在近日点点火可以为地球产生3km/s的增长速度,那么只需要三次变轨就可以完成。

之所以只在近日点点火,是因为这里地球的速度最高,同样的速度增量增加的机械能最多,也最能抬高远地点。在原著中,由于我们不知道氦闪会在什么时候爆发,所以每次经过近日点,人们都会变得紧张,这被比作“宇宙中的俄罗斯轮盘”。

科幻电影《流浪地球2》剧照图17


木星引力弹弓的加速效应(举例说明,在近日点不点火)。

当地球接近木星时,会与木星引力产生弹弓效应,获得木星的一些动量,加速。这个过程其实就像你打球的时候挥动球拍一样。如果球的质量与球拍相比非常小,球的最大增长率可以达到球拍速度的两倍。

地球的质量只有木星的千分之三,所以可以认为地球是木星拍击的光球,所以可以从引力弹弓中获得可观的速度提升。

科幻电影《流浪地球2》剧照图18


5.流浪目的地:三重星系?

通过木星的引力弹弓,地球正式脱离太阳系的引力束缚,走向新的太阳。《流浪地球》中,人们以距离太阳4.2光年的比邻星为新家。

这个想法很美,但有一个棘手的问题:比邻星、半人马座阿尔法星A(南2A)和半人马座阿尔法星B(南2B)一起构成了三恒星系统。这个α三星系半人马座就是科幻小说《三体》设定的三体文明所在地。三体人之所以要入侵地球,是因为他们的三元恒星系在引力作用下会做随机运动。我们曾经在《帮助三体在开播前找到稳定的解决方案》中介绍过。当然,目前比邻星距离南门二AB双星相对较远,按照今天的轨道参数来看,还处于恒纪元。

科幻电影《流浪地球2》剧照图19


α三星系半人马座

但是有一个笑话:

在流浪地球的途中,人们遇到了三体舰队。

地球人:我们的太阳正在迅速老化,我们必须搬到邻近的星系。

三体人:我们的恒星系统不稳定,我们必须转移到太阳系。

地球人和三体人面面相觑。

科幻电影《流浪地球2》剧照图20


离太阳最近的几个恒星系统

考虑到《流浪地球》这本书写得比《三体》还早,估计刘自己也没想到会这么巧。那么有没有更好的选择呢?目前距离地球第二近的恒星是巴纳德星,距离地球6光年。与比邻星一样,它也是一颗红矮星,质量约为0.144M☉,表面温度约为3000K K

2018年11月,人们通过视速度法(多普勒频移法)发现巴纳德星也有一颗行星被命名为巴纳德星B。它的质量是地球的三倍多,表面温度约为-170℃。


巴纳德星

如果把地球停在巴纳德星B的轨道上,也应该能获得良好的生存环境。这样可以避免三恒星系统混乱的运行模式,但是要流浪1.8光年,也就是400年左右。

纵观流浪地球的整个计划,加速到光速的千分之五需要500年,然后走完全程的三分之二需要1300年,再减速进入比邻星的引力场需要700年,从而调整地球的航向,锚定在稳定的公转轨道上。整个过程历时2500年,跨越100代。

电影里有人质疑能不能完成。李老师薛健回答说:“我相信我的孩子会相信,他们的孩子也会相信。”。这种愚人移山的精神不仅是铭刻在传统文化中的基因,也是我们现实生活中宝贵的精神财富。