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三大拷问:《阿凡达》里的科学幻想情节合理吗
2010-01-18 科技日报 高博

  不论能否打破世界电影票房纪录,《阿凡达》已经成了史上最卖座的科幻片。同《星球大战》和《星际迷航》等经典电影一样,《阿凡达》勾起了人们对未来科技和未知世界的好奇。观众很自然会问:这部由科幻大师卡梅隆编剧和导演的影片,情节经得住科学检验吗?

  《阿凡达》上映以来,许多科幻爱好者争相“考据”,许多媒体也就此发表文章。电影制作方则建立了“阿凡达百科全书”网站,公布了所有虚拟物品的初始设定,比如说,潘多拉星大气构成,外星生物形态,武器介绍等等,以方便相关的讨论。即便如此,片中几大亮点是否具有科学合理性,依然是众说纷纭,莫衷一是。

  跑4.4亿光年去采矿,值得吗?

  地球人跑到潘多拉星球上采矿,惹恼了矿区的土著居民,《阿凡达》的传奇由此开始。

  什么矿物值得人类去4.4亿光年以外的半人马座星系大动干戈呢?据片中所讲,这是一种常温超导材料,它在室温下也有电阻为零的稀奇性质。影片中,这些超导矿物与星球磁场的斥力,甚至让一些巨大的山脉漂在空中。

  《阿凡达》片头,一艘以0.7倍光速前进的星际飞船,就用到了常温超导材料——巨大推进力来自于反物质和核聚变混合发动机,这种发动机必须用到超导体。这其中有几分科学依据?

  事实上,科学家早设想过利用反物质来星际旅行,科幻小说也经常涉及这个概念。反物质具有负质量,一克反物质在与正物质碰触湮灭时,能爆发出三颗广岛原子弹的能量,而且科学家推算过,用它来推进飞船的能效是最高的。但这是一个遥远的构想,因为我们现在连几微克的反物质也制造不出。

  不过,盛放反物质的容器倒是有了雏形,叫做“离子阱”,其中就必须用到超导体。清华大学应用超导研究中心主任韩征和教授说:“反物质以及可控核聚变,都不能直接与容器接触,所以只能用高强度的电磁场把反应物约束起来,不用超导体材料的话,电磁场很难做到足够强。”假如发现了常温超导体,这些机器的低温设备就可以去除,因而大大简化系统。

  韩征和认为,如果发现常温超导体,带来的科技变革将无从尽述,比如磁悬浮列车会变得很便宜,超导输电也会普及。常温超导体确有其诱人之处,假如反物质发动机有一天研发出来,远航采矿也不是没有可能。

  灵魂辗转于两个肉身,能行吗?

  “阿凡达”的意思是化身。影片中,地球人培育了许多形似潘多拉星球土著的肉身(阿凡达),并且通过“灵感链接器”把地球人的精神传入阿凡达中,使之成为“第二肉身”。这样的技术未来能成真吗?

  且不论培育外星人身体,单说“灵魂附体”和“一心二用”,就是奇迹了。要实现这样的奇迹,一要有人造大脑,二要能够让它和另一个大脑同步更新。

  前者似乎不算太难,因为实验已经证明:人的记忆与电脑计算有相同原理,因此可以用计算机模拟出有记忆的大脑。最近瑞士科学家亨利·马克拉姆宣布:“人造脑”在2018年前就能问世。在欧盟和IBM的巨资支持下,他的团队计划分析脑细胞间的数十亿个连接,然后将这些连接输入电脑。马克拉姆认为,随着未来电脑速度的提高,就能在硅和金属上模拟出人类所有的精神活动,包括记忆和感情。

  假如有了人造大脑,要想让它和真人大脑同步更新,就需要精确记录脑活动的每一个细节。

  但现有技术水平离此目标还有相当长的距离。中科院生物物理研究所脑与认知科学研究中心研究员王波介绍说,一方面,目前对大脑活体的整体观察,精细程度在毫米级别(去年德国研制的最顶级的核磁共振成像仪,可确定大脑中0.1毫米的结构改变);另一方面,用微电极研究单个神经元的成果,还不能跟宏观层面的理论对接。因此科学家对大脑的监测,尽管已“纤毫毕现”,却没有完整的理论。

  “阐明大脑活动的所有宏观和微观原理,这是我们努力的目标。”王波说,“但需要多少年,学界还说不准。”

  如果实时记录都做不到,就更谈不上像操作计算机那样将信息写入大脑了。因此,大脑的拷贝复制,看起来还遥遥无期。“阿凡达”也仅是一个银幕神话。

  进化出的生命互联网,可以有?

  潘多拉星球上最诡异的,就是叫做“爱娃”的守护神。与其说它是神,不如说是一个“全球互联网”,可以连接潘多拉星球上所有的生命。影片中,潘多拉星球上的土著人以及各种动物,都长有“辫子”——靠着这条从脑部伸展出来的触须,不同生物可以交流信息。土著人还能通过“神树”接入这个全球互联网,获得“万物一体”的感受和一些神秘讯息。

  这一设计在历来的科幻小说里并不是首次出现。那么,某个遥远的星球上真的能演化出某种“生命网络”吗?这个问题,甚至我们访问的生物学家和科幻研究专家也无法给出答案。因为这在地球上无例可循,唯一能做的就是根据进化论去合理想象。

  首先,植物不可能进化出一个传导电信号的神经网络,因为植物没有运动器官,神经对其毫无用处;单细胞生物也没有动力去组成一个信息网络,因为无法接收和处理,仅仅发送信号是没有好处的。一个遍布星球的神经网络,只可能在动物阶段出现——那些偶然进化出外生神经索的原始动物,靠着交换信息的能力,具备了更强的生存优势,像地球上的昆虫一样,成为种类繁多的优势种。其中一些动物的运动器官退化,变成具备神经网络,却无所作为的植物形态的“神树”(可以参照的是,地球上有种海蛞蝓在获取了叶绿体后,可像植物一样以光合作用自养)。

  全球网络是怎么回事?网友sujie给出一种有趣的猜想:“这是一个拥有常温超导体特性的生态圈。”他认为,由于潘多拉星球上大量存在超导体,各处的神树通过地下的超导矿连成了一体。动物们输入到神树里的信号,可以无电阻地从一处流向另一处,并且保留相当长的时间。所有动物都可以从这个网络里获取信息——潘多拉版本的Internet就此诞生。

  当然,以上这些猜想,完全是依附于电影中的子虚乌有,但却并非毫无价值。因为好奇心和想象力,正是《阿凡达》带来的视听享受外最珍贵的东西。

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