《阿凡达》:虚幻世界中的真实科学

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  随着电影《阿凡达》的上映,片中那个神秘的“潘多拉”星令观众心醉神迷,一股外星风潮正在席卷全世界。在导演詹姆斯·卡梅隆的设定中,潘多拉星的大气成分、重力、磁场分布等等都与地球迥然不同,但同样生机盎然,不但有众多奇异的动植物,更存在着一种蓝色皮肤的类人智慧生物——纳美人。据说为了制作《阿凡达》,导演卡梅隆邀请了多名植物学家、天体物理学家、音乐教授和考古专家协助设计潘多拉星球的植物、环境、以及独特的语言和音乐。他甚至亲自带领一支团队创作完成了长达380页的《潘多拉百科全书》。以至于该片的制作人多次强调:卡梅隆写的不是科幻小说,他写的都是科学事实。到底潘多拉星上的那些异域风光、奇人奇物背后有着什么样的科学依据呢?
  
  浮在空中的哈利路亚山
  
  为什么巨大的哈利路亚山会浮在空中?电影似乎从始至终也没有明确的解释。笔者在电影院里就听到前一排的小朋友问出这个问题,坐在旁边的父亲沉默了几秒说:“因为是在外星”……
  当然这样回答也不能算错。不过,电影一开场就已经给出了答案。人类之所以蜂拥来到潘多拉星,是为了开采一种名为“unobtanium”的终极超导体。现实中是不存在常温超导体的。“unobtanium”一词由“unobtain”(不可得)与化学物质后缀“ium”组合而成。现存最好的超导体,只有在低于零下168摄氏度时才能达到超导状态。
  超导体除了电阻无限接近于零之外,还有一种奇妙的特性——完全抗磁性,又称迈斯纳效应。当超导体处于磁场中时,表面能够产生超导电流,此超导电流会形成一个相反的磁场,使得超导体可以浮在空中。潘朵拉星上蕴藏着极为丰富的超导体矿藏,那些浮在空中的哈利路亚山,实际上都可以看作是一个个巨大的超导体。
  
  闪闪发光的植物
  
  潘多拉星上有着奇妙的夜晚:各种不知名的奇异生物纷纷发出五彩光芒,仿佛霓虹灯一般点亮了潘多拉的黑夜。
  现实世界中,生物发光现象广泛存在,众所周知的例子便是萤火虫。地球上生物光最丰富的地方,恰恰正是阳光无法触及的地方——深海。越是缺乏光明,越要创造光明,这一点也启发了卡梅隆。
  潘多拉是一颗卫星,如同月球一样,那里的黑夜十分漫长。潘多拉星也不例外。卡梅隆认为,在这样日夜交替极为漫长的条件下,可能出现一个完整的生物光生态系统。因此创造出了五彩斑斓的潘多拉之夜。
  
  卫星上也有生命?
  
  类似于潘多拉的卫星上,是否真的可能有生命存在?
  实际上,确实有这个可能,这一点已经获得了近代科学的认可。但它们必须小巧、呈固态,并且位于星系适居带上——距离恒星太近,液态水会被蒸发;太远,又会凝固成一颗“冰球”。
  然而符合这些苛刻条件的小行星非常难找。渐渐地,科学家将目光转移到适居带上的大型气态行星上——它们本身当然不能居住,但没准它们的卫星可以。
  单单是太阳系,每一颗气态行星都拥有多颗固态卫星。但这些卫星面临的共同问题是:气態行星会放射出大量的辐射,足以杀死任何生命的萌芽。仅以木卫一为例,其每日接受的辐射量是生物致死量的4000倍。
  那么为何潘多拉星上的生物可以生存?还是因为神奇的超导体。卫星绕行星公转过程中,会切割其磁场线,双方都会产生少量的电流。这些电流在富含超导体的潘多拉星上形成了强大的磁场,足以偏转气态行星发射出的辐射,保证生命安然无恙。卡梅隆在他的奇思妙想中创造了一个“伊甸园”,现实中的情况便没那么幸运了。科学家正在把天文望远镜对准更遥远的星系,寻找“潘多拉”和“纳美人”的任务依然任重道远。
  《阿凡达》并不是一部凌驾于现实和科学依据之上的虚幻作品,影片中可以深入发掘的东西还有许多。经得起科学解读,相信这也是《阿凡达》令人着迷的原因之一。
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