《阿凡达》中的科学论题

liukang20247小时前吃瓜知乎947

「本文来历：北京邮电大学出书」

新近上映的好莱坞大片《阿凡达》，用电影言语树立了一个传神鲜活的国际——潘多拉星球，而且演绎了一段触目惊心的惊险故事。

有人说，导演詹姆斯·卡梅隆可谓具有艺术天分的“科学狂人”，他在影片中所展示的各种令人难以置信的技能和场景，是人类未来科技的一面镜子，甚至在咱们身处的21世纪初已有雏形闪现。也有人说，在令人张口结舌的3D戏法的背面，站着一位连科学规则也不能阻挠其拍照一部史诗般电影的顽强导演。

漂浮的山脉

卡梅隆曾诉苦他的科学参谋很烦人。“拍照这部影片我有满足的科学布景，可是这也给我带来了许多费事”。他说到，当他在写剧本的时分想过：什么能让山脉漂浮在空中呢?他自己给出的答案是：那只能是在强壮磁场效果下的常温超导资料，并具有悬浮特性。事实上，科学家已经在十分小的规划上证明了这种或许性。

但卡梅隆的科学参谋说：“这根本不或许。你需求的磁场是如此强壮，以致它会将血液中的血红蛋白撕裂。”对此，卡梅隆的答复是：“好吧，咱们不告知这个。咱们就稍稍违背一点实在的物理国际，尽量将咱们的故事讲得完美就好了。”

所以，影片从一开端就告知观众，人类要到潘多拉星球寻觅一种稀有矿产。这种稀有矿产的发现给地球上的技能带来了彻底革新，而人类未来的经济发展则彻底依赖于它。影片中，那些美妙的山便是由于富含这种稀有矿产——实际上是一种“终极超导体”，才能够像浮标相同飘浮在空中。这样一来，贪婪的地球人为挖掘这种矿产而对纳威人大开杀戒，也就言之成“理”了。

接下来人们不由要问：这究竟是一个怎样的星球呢?

藩多拉墨球

按照《阿凡达》开篇的描绘，一颗与太阳极为类似的恒星半人马座阿尔法星A宣布的白黄色光辉，照亮了巨大的气态行星波吕斐摩斯及其卫星潘多拉。潘多拉星球是一个气候适当温暖的星球，但它的质量比地球小，所以上面的重力也小，生物能够长得十分巨大。

卡梅隆说，在写剧本时他就考虑把潘多拉星球放在半人马座阿尔法星体系中，可是，现在为止天文学家在那里并没有发现任何大的行星。这时，一位天体物理学家告知他，从理论上讲半人马座阿尔法星体系内是有或许存在这样一颗行星的，由于假设这颗行星的轨迹面坐落黄道下方60度角处(从地球的视点看)，是不太简单被发现的。“不过，它只要间隔半人马座阿尔法A星约370万千米才有或许有安稳的工作轨迹，所以它的存在仍是有些扯淡”。

实际中的半人马座阿尔法A星间隔地球4.37光年，它是除太阳外离地球最近的恒星之一。半人马座阿尔法星是一个三星体系，有3颗恒星相互绕转，又作为一个全体绕着银河系中心运动。其间，坐落半人马座阿尔法星中心地带的两颗恒星一般被称为“Cen A”和“Cen B”，它们的轨迹力学标明有行星或许躲藏于周围。第3颗恒星唧名为半人马座比邻星的红矮星，以适当大的间隔绕别的两颗恒星旋转。

2008年1月，由美国耶鲁大学天文学家芭芭拉·费舍尔领导的一个研讨小组，开端使用设在智利托洛洛山美洲天文台的1.5米孔径望远镜，展开了对半人马座阿尔法星长达5年的研讨。费舍尔表明，她的小组想要经过这颗恒星有规则的光线改动来揣度盘绕它周围工作的天体。此类恒星系中存在质量接近于地球的行星的“或许性十分大”。眼下，科学家依然不确定半人马座阿尔法星系是否存在适合生命萌生的类地国际，但费舍尔说：“2012年前，咱们将会解开这个疑团。”

《阿凡达》所描绘的潘多拉星球，是一个生气勃勃的国际，大型猛兽在丛林中徜徉，如翼龙一般的动物在空中飞翔，还有各式各样别致的植物，以及名为纳佳人的蓝皮肤类人族在那里繁衍生患。

有一种剖析以为，虽然潘多拉星球有理论上有或许存在，但生命要在上面生计可不简单，由于其“主子”行星或许会对它上面的生命构成很大的要挟，它在穿过行星磁极的时分，必定会被许多离子轰击。此外，行星巨大的引力，还或许会引起很大的潮汐和火山爆发。更要命的是，气态巨行星会开释巨量辐射物——以木星的卫星木卫一为例，这颗星球上每天的辐射量是致死剂量的4000倍。面临这一严峻问题，在《阿凡达》中的“规划”是，潘多拉星球上的超导性物质发生的激烈磁场，对辐射物发生了躲避效果。

问题在于，生物体在激烈磁场中莫非就不会出问题吗?对此影片并没有给出清晰的解说。还有这样一种质疑：潘多拉星的重力比地球小，它的空气应当比地球淡薄，那么，这样的空气怎能为硕大的生物供给呼吸需求，又如何能让巨大的飞龙腾空呢?好像只要一种或许，组成潘多拉星大气的主要成分比地球空气重。制片方说，这颗星的大气由甲烷、氨气和氯气等组成。这3种气体中只要氯气比空气重，氯气自身有毒，它和水蒸气结合，会在空气中构成很多的盐酸。这么看来，潘多拉星球还真够可怕的。

奥秘的心夏感应

《阿凡达》中最为奇特的一项“技能”，便是凭借先进的界面设备，人类能够选用“心灵感应”之术“驱动”化身，这化身实则是半人类半纳佳人混种，它能像纳佳人相同举动，并体会潘多拉的环境。也便是说，人类能够将认识或感觉准确无误且完整地传递到另一个身体上。但科学家以为，就现在的技能水平，这一幕在实际生活中尚不能实现。

不过，前不久，练习山公使用脑波活动操控它们自己的“化身”已取得开始成功：在坐落美国北卡罗来纳州的实验室，研讨人员练习一只猕猴在跑步机上直立行走。接着，他们从插在猕猴脑部的电极获取神经信号，经过互联网将这些信号连同视频一同发给日本的实验室。在这个实验室，一个机器人能够随猕猴做出相同的动作。另据报道，一项研讨也使得灵长类动物能够去遥控移动机械臂，而在人类身上，则是使用植入的电极协助生成人工发音，使用大脑思想移动电脑鼠标。其他的一些研讨，触及经过遭受重伤的脊髓佩带的机器界面，改动神经细胞道路，以便让尚有功用的人体肌肉从头与大脑树立联络。

“好的科幻故事要树立在实际国际的科技立异基础上”。从《阿凡达》中的梦想对比实际来看，的确如此。

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