《流浪地球》:科幻電影工業(yè)的內(nèi)與外
事件回顧
近日,中核集團發(fā)布一張海報,畫中赫然顯現(xiàn)電影《流浪地球2》中的行星發(fā)動機,并排的是中核集團的核聚變實驗裝置:中國環(huán)流器二號,文案寫著“你們盡管想象,我們負責(zé)實現(xiàn)?!焙蟊痪W(wǎng)友譽為“最硬核的夢幻聯(lián)動”,同時引發(fā)史無前例的“央企朋友圈評論”。中國航天科工微博留言“這事咱不得一起嗎”;中國船舶留言“你就說我干點啥吧”;中國聯(lián)通表示“我負責(zé)通信”;中國石化聲稱“我負責(zé)能源”……這恐怕是電影上映之初未設(shè)想到的溢出效應(yīng)——一部電影能吸引如此多“行業(yè)客戶”。 閱讀全文>>
評論
大事記
來源: 科技日報、新華社
編輯: 李夢一
2023-02-02 13:45:39
截止2月1日20時,電影《流浪地球2》上映11天,總票房突破29億元。電影中行星發(fā)動機、智能量子計算機、太空電梯等層出不窮的“硬科技”元素讓觀眾大呼過癮。從科幻回歸科學(xué),想象中的它們能實現(xiàn)嗎?

銀幕內(nèi):這些硬核科技能實現(xiàn)嗎?

·行星發(fā)動機在原理上說得通

影片中,人類計劃給地球安裝上萬座巨大的行星發(fā)動機,推動地球開啟“流浪之旅”,這些發(fā)動機依靠重核聚變產(chǎn)生的巨大能量。長期研究核聚變能源的中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所副研究員王騰介紹,核聚變反應(yīng)是將兩個原子核重新結(jié)合,生成一個較重的原子核的過程,其間能夠產(chǎn)生巨大的能量,“利用這一能量推動地球,原理上是說得通的?!?/p>

王騰告訴記者,可控核聚變是目前世界最前沿的重大科學(xué)問題之一,經(jīng)過全人類70余年的共同努力,核聚變研究已從實驗裝置進入實驗堆和工程堆“章節(jié)”。“讓聚變能推動星球旅行可能為時尚早,但點亮一盞燈大有希望。”王騰說。 

·乘坐電梯上太空也許不是夢想

太空電梯的簡單示意

造太空電梯,原理并不復(fù)雜。長長的纜繩懸在天地之間,一端固定在位于地球赤道的海洋上,另一端“抓住”地球同步軌道上的平衡物(如衛(wèi)星或空間站)。沿著纜繩,一個機器(太空電梯的轎廂)可以上下移動。

在目前,人類主要依賴的太空運輸方式是化學(xué)燃料火箭,但成本較高,利用太空電梯運輸則廉價得多,由于太空電梯可以憑借系纜以慢得多的方式向太空前進,而不需要像火箭一樣有極高的推重比。這種溫和的推進方式除了意味著更廉價的軌道運輸成本之外,也意味著更低的加速度,這意味著大部分普通人,乃至于一些無法承受高加速度的科學(xué)儀器都可以通過太空電梯進行運輸。

太空電梯之夢由來已久。1895年,俄羅斯科學(xué)家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基見到埃菲爾鐵塔后提出了太空電梯的設(shè)想??苹镁藿嘲⑸た死嗽谄湫≌f《天堂之泉》中也描繪了太空電梯。但由于技術(shù)障礙,太空電梯長期停留在概念階段。

隨著航天技術(shù)不斷發(fā)展,建造太空電梯有了更多可能。據(jù)斯旺和萊特介紹,在材料方面,碳納米管和超強石墨烯被認(rèn)為是建造太空電梯纜繩的理想材料;在設(shè)計方面,科學(xué)家目前已提出8個比較穩(wěn)健、合理的科學(xué)設(shè)計方案;在工程方面,一些國家的科學(xué)家已開展一些小型實驗并準(zhǔn)備深入驗證。

·量子計算機真的無所不能嗎?

《流浪地球2》使用的智能量子計算機550A道具。受訪者供圖

電影中,擁有超強算力和自我意識的量子計算機550系列讓人驚嘆?!昂茱@然,它已經(jīng)是一臺優(yōu)秀的通用量子計算機了?!敝袊嬎銠C學(xué)會量子計算專業(yè)組秘書長郭國平教授認(rèn)為,未來量子計算有望在我們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮重要作用。 

學(xué)術(shù)界把量子計算發(fā)展分為“實現(xiàn)量子計算優(yōu)越性”“實現(xiàn)專用的量子模擬機”“構(gòu)建可編程通用量子計算機”三個階段。

一位國內(nèi)量子計算領(lǐng)域知名學(xué)者表示,目前國內(nèi)外量子計算機研發(fā)已實現(xiàn)第一階段目標(biāo),達到第二階段目標(biāo)是當(dāng)前學(xué)術(shù)界主要的研究任務(wù),距離科幻電影中所展示的應(yīng)用至少還需要10年到15年左右的時間。

·數(shù)字生命只是一串代碼嗎?

截圖自《流浪地球2》預(yù)告片

電影科學(xué)顧問、中國計算機學(xué)會科學(xué)普及工作委員會主任助理崔原豪介紹,“數(shù)字生命”是計算機的前沿研究領(lǐng)域,不過在現(xiàn)實世界,它指的是用計算機來模擬生命的行為和某些關(guān)鍵特征,讓機器自行迭代,呈現(xiàn)初級生命的遺傳變異和演化過程,而并非試圖模仿或者數(shù)字化人類本身。

“數(shù)字生命”也高度依賴腦機接口技術(shù)。現(xiàn)有的腦機接口分為侵入式和非侵入式,主流應(yīng)用是研究腦電波和外物的交互,還遠沒有到要掃描人類大腦、擬合人類思維的地步。

·互聯(lián)網(wǎng)真的會被關(guān)閉嗎?

影片中的一大“燃點”,是重啟全球互聯(lián)網(wǎng)。在影片設(shè)定里,要重啟全球互聯(lián)網(wǎng),就需要重啟三臺分布在不同國家的根服務(wù)器。

現(xiàn)實世界沒有電影中這么刺激,很難有這些令人激動的決定性瞬間。全球互聯(lián)網(wǎng)不會因為切斷一兩個服務(wù)器就被關(guān)閉。真實互聯(lián)網(wǎng)采用非中心化的分布式部署方式,不存在絕對中心,網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施壞掉了,也只會影響局部。

中國下一代互聯(lián)網(wǎng)工程中心領(lǐng)銜發(fā)起了“雪人計劃”,旨在打破現(xiàn)有的根服務(wù)器困局,為下一代互聯(lián)網(wǎng)提供更多的根服務(wù)器解決方案。

·工業(yè)移動機器人已被廣泛應(yīng)用

電影中出現(xiàn)的工業(yè)機器人。受訪者供圖

在對未來世界的無數(shù)暢想里,機器人將成為未來社會不可分割的一個重要子集。《流浪地球2》中,帶有機械臂的巡檢機器人自主操作監(jiān)測指標(biāo),保障空間站人員生命安全;地球聯(lián)合政府會議廳,機器人駐守一旁輔助人類科學(xué)決策;北京航天中心數(shù)據(jù)中心,巡檢機器人支撐著海量數(shù)據(jù)平穩(wěn)運作;行星發(fā)動機機庫中,移動機器人有條不紊地搬運傳送著物料……

事實上,電影中所應(yīng)用的工業(yè)級移動機器人(AMR),已經(jīng)在當(dāng)下工業(yè)生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用,其中就有“廣東造”的工業(yè)機器人身影。作為工業(yè)移動機器人頭部行業(yè)代表,優(yōu)艾智合機器人科技有限公司(以下簡稱“優(yōu)艾智合”)的智合機器人為《流浪地球2》的拍攝提供了移動機器人產(chǎn)品技術(shù)支撐。《流浪地球2》中運用的移動機器人,出自優(yōu)艾智合機器人實際產(chǎn)品矩陣。

·外骨骼機甲已經(jīng)不只是特效

在《流浪地球2》中,演員身穿酷炫機甲出現(xiàn)在救援、運貨等場景中,穿上就能讓人變身“大力士”。這種機甲其實不是道具,而是中國企業(yè)傲鯊智能制造的已經(jīng)進入商用,走入現(xiàn)實應(yīng)用的“外骨骼機器人”。

據(jù)傲鯊智能公司創(chuàng)始人徐振華介紹,公司這類外骨骼機器人已在電力、汽車等場景落地,例如幫助機場工作人員搬運重物、為重型機械工程師分擔(dān)上肢壓力等。其中一款腰部外骨骼機器人產(chǎn)品最大助力可達30公斤,綜合減負60%以上,最大助行速度達每小時7.5公里。最新研發(fā)的一款外骨骼機器人還實現(xiàn)了上肢、腰部、下肢一體,能夠輸出更大的力量。

銀幕外:這些硬核科技助力科幻啟程

·先進科技工業(yè)支撐高水準(zhǔn)拍攝

電影的誕生源于科技的創(chuàng)新,電影技術(shù)的每一次革命都會帶來更大的創(chuàng)作空間和更豐富的視聽體驗?!读骼说厍?》借助新技術(shù)做了全新的嘗試與探索。

《流浪地球2》涉及大量海外鏡頭,由于疫情,劇組不便出國,而是在美國、法國、冰島、哥倫比亞四個國家組建了海外拍攝小分隊進行取景拍攝。科技日報記者了解到,主創(chuàng)團隊主要是借助云直播和云數(shù)據(jù)傳輸兩種云技術(shù),來實現(xiàn)海外拍攝、畫面直播、在線實時溝通及數(shù)據(jù)傳輸。

在特效方面,為了讓太空電梯場景呈現(xiàn)出真實感和視覺工業(yè)感,設(shè)計團隊事先畫好設(shè)計草圖,再進行實體制作,每一步都如同設(shè)計高級的工業(yè)零件一樣精細。劇組還在太空電梯的置景下面布滿了電機和彈簧裝置,如此一來,演員坐在上面,就有真實的震動和搖晃感。

《流浪地球2》拍攝現(xiàn)場

《流浪地球2》開創(chuàng)了國內(nèi)電影整片進行虛擬拍攝的先河。影視虛擬化制作平臺融合了動作捕捉、面部捕捉、虛擬拍攝系統(tǒng)、三維掃描等高端虛擬化制作設(shè)備。借助該平臺,《流浪地球2》導(dǎo)演、攝影、視效總監(jiān)把整個電影的細節(jié)預(yù)拍了一遍,到實際拍攝時演員可以直觀地看到“可視化劇本”,盡管身在攝影棚,表演時對在太空中如何走位、如何搏斗、如何駕駛胸有成竹,大大降低了拍攝成本。

·科學(xué)顧問讓科研人員參與造夢

《流浪地球》制片人龔格爾在接受采訪時介紹,電影的科學(xué)顧問分為理論物理、天文、地球科學(xué)、人工智能、基礎(chǔ)材料、力學(xué)、航空航天、軍事等組別,陣容龐大。

電影科學(xué)顧問、中國科學(xué)院物理研究所研究員梁文杰這樣描述自己的工作:為了配合設(shè)定,對劇情的設(shè)定和走向做了各種有趣的估計和計算,科學(xué)的作用是幫科幻的敘述貼近科學(xué),對其中科技活動的合理性和邏輯自洽提供建議。保證場景的真實感,保證其內(nèi)容與科技發(fā)現(xiàn)不斷共鳴,產(chǎn)生持續(xù)的影響力。

電影首映前部分科學(xué)顧問團隊的合影。茍利軍供圖

更多時候,他們扮演解答問題的角色。

電影制片方有各種需求。更龐大的,是電影的世界觀問題。要盡量讓推動情節(jié)發(fā)展的設(shè)定有科學(xué)依據(jù),但也不至于束縛科幻電影創(chuàng)作者的想象。還有涉及各種細節(jié)的設(shè)定,大到扮演重要角色的550系列智能量子計算機應(yīng)該如何設(shè)計,小到電梯里有兩個高階科學(xué)家在聊天應(yīng)該聊些什么。
梁文杰表示,參與電影,一方面是希望中國的硬科幻更加成熟,另一方面,也希望能吸引更多心中有夢的人致力于未來科技的發(fā)展。