截止2月1日20時(shí)，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(dòng)機(jī)、智能量子計(jì)算機(jī)、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(shí)現(xiàn)嗎?華影襄陽影視制作公司分享

銀幕內(nèi)：這些硬核科技能實(shí)現(xiàn)嗎？

·行星發(fā)動(dòng)機(jī)在原理上說得通

影片中，人類計(jì)劃給地球安裝上萬座巨大的行星發(fā)動(dòng)機(jī)，推動(dòng)地球開啟“流浪之旅”，這些發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)原子核重新結(jié)合，生成一個(gè)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(dòng)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(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)入實(shí)驗(yàn)堆和工程堆“章節(jié)”。“讓聚變能推動(dòng)星球旅行可能為時(shí)尚早，但點(diǎn)亮一盞燈大有希望?！蓖躜v說。?

·乘坐電梯上太空也許不是夢(mèng)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(gè)機(jī)器（太空電梯的轎廂）可以上下移動(dòng)。

在目前，人類主要依賴的太空運(yùn)輸方式是化學(xué)燃料火箭，但成本較高，利用太空電梯運(yùn)輸則廉價(jià)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(jìn)，而不需要像火箭一樣有極高的推重比。這種溫和的推進(jìn)方式除了意味著更廉價(jià)的軌道運(yùn)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(jìn)行運(yùn)輸。

太空電梯之夢(mèng)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(qiáng)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(jì)方面，科學(xué)家目前已提出8個(gè)比較穩(wěn)健、合理的科學(xué)設(shè)計(jì)方案；華影襄陽影視制作公司分享，在工程方面，一些國家的科學(xué)家已開展一些小型實(shí)驗(yàn)并準(zhǔn)備深入驗(yàn)證。

·量子計(jì)算機(jī)真的無所不能嗎？

《流浪地球2》使用的智能量子計(jì)算機(jī)550A道具。受訪者供圖

電影中，擁有超強(qiáng)算力和自我意識(shí)的量子計(jì)算機(jī)550系列讓人驚嘆?！昂茱@然，它已經(jīng)是一臺(tái)優(yōu)秀的通用量子計(jì)算機(jī)了?！敝袊?jì)算機(jī)學(xué)會(huì)量子計(jì)算專業(yè)組秘書長郭國平教授認(rèn)為，未來量子計(jì)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(jì)算發(fā)展分為“實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性”“實(shí)現(xiàn)專用的量子模擬機(jī)”“構(gòu)建可編程通用量子計(jì)算機(jī)”三個(gè)階段。

一位國內(nèi)量子計(jì)算領(lǐng)域知名學(xué)者表示，目前國內(nèi)外量子計(jì)算機(jī)研發(fā)已實(shí)現(xiàn)第一階段目標(biāo)，達(dá)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(shí)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(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)科學(xué)普及工作委員會(huì)主任助理崔原豪介紹，“數(shù)字生命”是計(jì)算機(jī)的前沿研究領(lǐng)域，不過在現(xiàn)實(shí)世界，它指的是用計(jì)算機(jī)來模擬生命的行為和某些關(guān)鍵特征，讓機(jī)器自行迭代，呈現(xiàn)初級(jí)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(jī)接口技術(shù)。現(xiàn)有的腦機(jī)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(yuǎn)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(huì)被關(guān)閉嗎？

影片中的一大“燃點(diǎn)”，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(tái)分布在不同國家的根服務(wù)器。

現(xiàn)實(shí)世界沒有電影中這么刺激，很難有這些令人激動(dòng)的決定性瞬間。全球互聯(lián)網(wǎng)不會(huì)因?yàn)榍袛嘁粌蓚€(gè)服務(wù)器就被關(guān)閉。真實(shí)互聯(lián)網(wǎng)采用非中心化的分布式部署方式，不存在絕對(duì)中心，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施壞掉了，也只會(huì)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(jì)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(dòng)機(jī)器人已被廣泛應(yīng)用

電影中出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人。受訪者供圖

在對(duì)未來世界的無數(shù)暢想里，機(jī)器人將成為未來社會(huì)不可分割的一個(gè)重要子集。《流浪地球2》中，帶有機(jī)械臂的巡檢機(jī)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(huì)議廳，機(jī)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(jī)器人支撐著海量數(shù)據(jù)平穩(wěn)運(yùn)作；行星發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)庫中，移動(dòng)機(jī)器人有條不紊地搬運(yùn)傳送著物料……

事實(shí)上，電影中所應(yīng)用的工業(yè)級(jí)移動(dòng)機(jī)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(jī)器人身影。作為工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人頭部行業(yè)代表，優(yōu)艾智合機(jī)器人科技有限公司（以下簡稱“優(yōu)艾智合”）的智合機(jī)器人為《流浪地球2》的拍攝提供了移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品技術(shù)支撐。《流浪地球2》中運(yùn)用的移動(dòng)機(jī)器人，出自優(yōu)艾智合機(jī)器人實(shí)際產(chǎn)品矩陣。

·外骨骼機(jī)甲已經(jīng)不只是特效

在《流浪地球2》中，演員身穿酷炫機(jī)甲出現(xiàn)在救援、運(yùn)貨等場景中，穿上就能讓人變身“大力士”。這種機(jī)甲其實(shí)不是道具，而是中國企業(yè)傲鯊智能制造的已經(jīng)進(jìn)入商用，走入現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的“外骨骼機(jī)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(jī)器人已在電力、汽車等場景落地，例如幫助機(jī)場工作人員搬運(yùn)重物、為重型機(jī)械工程師分擔(dān)上肢壓力等。其中一款腰部外骨骼機(jī)器人產(chǎn)品最大助力可達(dá)30公斤，綜合減負(fù)60%以上，最大助行速度達(dá)每小時(shí)7.5公里。最新研發(fā)的一款外骨骼機(jī)器人還實(shí)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(jìn)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(huì)帶來更大的創(chuàng)作空間和更豐富的視聽體驗(yàn)。華影襄陽影視制作公司分享《流浪地球2》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(gè)國家組建了海外拍攝小分隊(duì)進(jìn)行取景拍攝?？萍既?qǐng)?bào)記者了解到，主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)主要是借助云直播和云數(shù)據(jù)傳輸兩種云技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)海外拍攝、畫面直播、在線實(shí)時(shí)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(shí)感和視覺工業(yè)感，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)事先畫好設(shè)計(jì)草圖，再進(jìn)行實(shí)體制作，每一步都如同設(shè)計(jì)高級(jí)的工業(yè)零件一樣精細(xì)。劇組還在太空電梯的置景下面布滿了電機(jī)和彈簧裝置，如此一來，演員坐在上面，就有真實(shí)的震動(dòng)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(jìn)行虛擬拍攝的先河。影視虛擬化制作平臺(tái)融合了動(dòng)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(tái)，《流浪地球2》導(dǎo)演、攝影、視效總監(jiān)把整個(gè)電影的細(xì)節(jié)預(yù)拍了一遍，到實(shí)際拍攝時(shí)演員可以直觀地看到“可視化劇本”，盡管身在攝影棚，表演時(shí)對(duì)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(mèng)

《流浪地球》制片人龔格爾在接受采訪時(shí)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(duì)劇情的設(shè)定和走向做了各種有趣的估計(jì)和計(jì)算，科學(xué)的作用是幫科幻的敘述貼近科學(xué)，對(duì)其中科技活動(dòng)的合理性和邏輯自洽提供建議。保證場景的真實(shí)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(tuán)隊(duì)的合影。茍利軍供圖

更多時(shí)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(dòng)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(xì)節(jié)的設(shè)定，大到扮演重要角色的550系列智能量子計(jì)算機(jī)應(yīng)該如何設(shè)計(jì)，小到電梯里有兩個(gè)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(mèng)的人致力于未來科技的發(fā)展。華影襄陽影視制作公司分享

來源: 科技日?qǐng)?bào)、新華社、中國科技網(wǎng)

編輯: 李夢(mèng)一