科幻电影中的科学元素

    出品：科普中国

    制作：Get tech

    监制：中国科学院计算机网络信息中心

    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？

    “科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。

    本文由科普中国移动端出品，转载请注明出处。