科幻電影中的物理知識

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1、科幻電影中的物理知識科幻電影是好萊塢類型電影里的一個分支。它的情節(jié)往往包含了各種各樣的科學(xué)奇想，有依附于現(xiàn)有已知科學(xué)定理的，也有關(guān)于未來圖景的超前假想。和其它類型電影一樣，科幻電影是電影工業(yè)化的產(chǎn)物，其人物、敘事和主題都有一定的模式，就像批量生產(chǎn)的圣誕節(jié)商品，主要目的是滿足人的娛樂需求。作為類型電影的缺陷也很明顯，大部分科幻電影往往注重視覺奇觀而缺少深刻的內(nèi)涵。當(dāng)然，其中也不乏一些在美學(xué)、思想和歷史上有價值的經(jīng)典作品。以下，我將例舉最近看了一些科幻電影其中有一些新穎的現(xiàn)象，最為科幻影視作品所鐘情的物理元素，從中探尋科幻電影和科學(xué)尤其是物理學(xué)之間的聯(lián)系?？梢杂梦锢韺W(xué)知識在這里分析一下。

2、科幻影片《橡膠飛車》中，化學(xué)家羅賓·威廉姆斯是一位連自己的結(jié)婚日都忘了，一味埋頭于自己研究的天才科學(xué)家。世上自然沒有這樣的科學(xué)家，但是他發(fā)明的橡膠球也許是現(xiàn)實中不可能存在的物質(zhì)。他發(fā)明的橡膠彈性非常好，能自己產(chǎn)生能量自動來回彈跳。所以取了個意為"飛來飛去的橡膠"的名字"飛行橡膠(FlyingRubber)"?？茖W(xué)家們的研究內(nèi)容常常被用做科幻電影的主要素材?！　〉秋w行橡膠違反了組成宇宙的最基本的法則"能量守恒定律"。所謂能量守恒定律是指不管什么物質(zhì)都不能自己生成能量或消滅能量。而是只是轉(zhuǎn)變成了另一種形態(tài)。所以拿著橡膠球輕輕地拋出時我們最期望看到的就是橡膠球重新回到原位。這種情況稱為"

3、完全彈性沖突"，不轉(zhuǎn)化和摩擦能一樣不能重新恢復(fù)的能量，下落時從勢能轉(zhuǎn)化成動能，上升時再轉(zhuǎn)化成勢能。如果橡膠球的勢能在空氣或地面轉(zhuǎn)化成摩擦能或熱能，橡膠球就很難再回到原位。即只能回到比原來較低的高度。所以橡膠球上升到比下落高度更高的地方或隨意運動的情況是不可能出現(xiàn)的。實際上如果物質(zhì)具有這種性質(zhì)的話就不用擔(dān)心能量的枯竭了，遺憾的是這種事是絕對不存在的。然而和影片《橡膠飛車》不同，類似的科學(xué)理論或科學(xué)技術(shù)有時也出現(xiàn)在電影中?；だ罹S斯主演的影片《連鎖反應(yīng)(ChainReaction)》就是如此。這部電影雖然沒有引起人們的關(guān)注但是對主攻物理學(xué)的人提供了相當(dāng)有意思的看點。如影片所述，現(xiàn)實中存

4、在釋放聲波后發(fā)光的現(xiàn)象。這種把聲波能轉(zhuǎn)化成光能的現(xiàn)象叫做"聲致發(fā)光(Sonoluminescence)"。翻譯成我們的話就是"聲音發(fā)光"。氣缸型液體管內(nèi)發(fā)出聲音的話，聲波能將會形成出非常小的氣團。聲波使小氣團劇烈地震動，氣團就會反復(fù)忽小忽大，約有50微米大小。這時液體內(nèi)幾乎沒有空氣分子，所以氣團幾乎處于真空狀態(tài)。相反，液體相對就像具有了很高的壓力。這樣的壓力不均衡再次把氣團粉碎成1微米大小的氣珠。在粉碎的瞬間氣團中瞬間就發(fā)出光來。影片中出現(xiàn)了主人公艾迪做著摩托車擋住沖擊波的場面。依靠如此弱的反應(yīng)就能獲得影片中所描述得那么強的能量是不可能的。如果利用氫的同位素重氫也許可能，但結(jié)果仍是個

5、未知數(shù)?？苹秒娪爸械奈锢碇R科幻電影是好萊塢類型電影里的一個分支。它的情節(jié)往往包含了各種各樣的科學(xué)奇想，有依附于現(xiàn)有已知科學(xué)定理的，也有關(guān)于未來圖景的超前假想。和其它類型電影一樣，科幻電影是電影工業(yè)化的產(chǎn)物，其人物、敘事和主題都有一定的模式，就像批量生產(chǎn)的圣誕節(jié)商品，主要目的是滿足人的娛樂需求。作為類型電影的缺陷也很明顯，大部分科幻電影往往注重視覺奇觀而缺少深刻的內(nèi)涵。當(dāng)然，其中也不乏一些在美學(xué)、思想和歷史上有價值的經(jīng)典作品。以下，我將例舉最近看了一些科幻電影其中有一些新穎的現(xiàn)象，最為科幻影視作品所鐘情的物理元素，從中探尋科幻電影和科學(xué)尤其是物理學(xué)之間的聯(lián)系?？梢杂梦锢韺W(xué)知識在這里分

6、析一下?？苹糜捌断鹉z飛車》中，化學(xué)家羅賓·威廉姆斯是一位連自己的結(jié)婚日都忘了，一味埋頭于自己研究的天才科學(xué)家。世上自然沒有這樣的科學(xué)家，但是他發(fā)明的橡膠球也許是現(xiàn)實中不可能存在的物質(zhì)。他發(fā)明的橡膠彈性非常好，能自己產(chǎn)生能量自動來回彈跳。所以取了個意為"飛來飛去的橡膠"的名字"飛行橡膠(FlyingRubber)"?？茖W(xué)家們的研究內(nèi)容常常被用做科幻電影的主要素材?！　〉秋w行橡膠違反了組成宇宙的最基本的法則"能量守恒定律"。所謂能量守恒定律是指不管什么物質(zhì)都不能自己生成能量或消滅能量。而是只是轉(zhuǎn)變成了另一種形態(tài)。所以拿著橡膠球輕輕地拋出時我們最期望看到的就是橡膠球重新回到原位。這種情

7、況稱為"完全彈性沖突"，不轉(zhuǎn)化和摩擦能一樣不能重新恢復(fù)的能量，下落時從勢能轉(zhuǎn)化成動能，上升時再轉(zhuǎn)化成勢能。如果橡膠球的勢能在空氣或地面轉(zhuǎn)化成摩擦能或熱能，橡膠球就很難再回到原位。即只能回到比原來較低的高度。所以橡膠球上升到比下落高度更高的地方或隨意運動的情況是不可能出現(xiàn)的。實際上如果物質(zhì)具有這種性質(zhì)的話就不用擔(dān)心能量的枯竭了，遺憾的是這種事是絕對不存在的。然而和影片《橡膠飛車》不同，類似的科學(xué)理論或科學(xué)技術(shù)有時也出現(xiàn)在電影中。基努·李維斯主演的影片《連鎖反