《阿凡達(dá)》:虛幻世界中的真實(shí)科學(xué)

隨著電影《阿凡達(dá)》的上映，片中那個(gè)神秘的“潘多拉”星令觀眾心醉神迷，一股外星風(fēng)潮正在席卷全世界。在導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆的設(shè)定中，潘多拉星的大氣成分、重力、磁場分布等等都與地球迥然不同，但同樣生機(jī)盎然，不但有眾多奇異的動(dòng)植物，更存在著一種藍(lán)色皮膚的類人智慧生物——納美人。據(jù)說為了制作《阿凡達(dá)》，導(dǎo)演卡梅隆邀請了多名植物學(xué)家、天體物理學(xué)家、音樂教授和考古專家協(xié)助設(shè)計(jì)潘多拉星球的植物、環(huán)境、以及獨(dú)特的語言和音樂。他甚至親自帶領(lǐng)一支團(tuán)隊(duì)創(chuàng)作完成了長達(dá)380頁的《潘多拉百科全書》。以至于該片的制作人多次強(qiáng)調(diào)：卡梅隆寫的不是科幻小說，他寫的都是科學(xué)事實(shí)。到底潘多拉星上的那些異域風(fēng)光、奇人奇物背后有著什么樣的科學(xué)依據(jù)呢?

浮在空中的哈利路亞山

為什么巨大的哈利路亞山會(huì)浮在空中?電影似乎從始至終也沒有明確的解釋。筆者在電影院里就聽到前一排的小朋友問出這個(gè)問題，坐在旁邊的父親沉默了幾秒說：“因?yàn)槭窃谕庑恰薄?/p>

當(dāng)然這樣回答也不能算錯(cuò)。不過，電影一開場就已經(jīng)給出了答案。人類之所以蜂擁來到潘多拉星，是為了開采一種名為“unobtanium”的終極超導(dǎo)體。現(xiàn)實(shí)中是不存在常溫超導(dǎo)體的。“unobtanium”一詞由“unobtain”(不可得)與化學(xué)物質(zhì)后綴“ium”組合而成。現(xiàn)存最好的超導(dǎo)體，只有在低于零下168攝氏度時(shí)才能達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)。

超導(dǎo)體除了電阻無限接近于零之外，還有一種奇妙的特性——完全抗磁性，又稱邁斯納效應(yīng)。當(dāng)超導(dǎo)體處于磁場中時(shí)，表面能夠產(chǎn)生超導(dǎo)電流，此超導(dǎo)電流會(huì)形成一個(gè)相反的磁場，使得超導(dǎo)體可以浮在空中。潘朵拉星上蘊(yùn)藏著極為豐富的超導(dǎo)體礦藏，那些浮在空中的哈利路亞山，實(shí)際上都可以看作是一個(gè)個(gè)巨大的超導(dǎo)體。

閃閃發(fā)光的植物

潘多拉星上有著奇妙的夜晚：各種不知名的奇異生物紛紛發(fā)出五彩光芒，仿佛霓虹燈一般點(diǎn)亮了潘多拉的黑夜。

現(xiàn)實(shí)世界中，生物發(fā)光現(xiàn)象廣泛存在，眾所周知的例子便是螢火蟲。地球上生物光最豐富的地方，恰恰正是陽光無法觸及的地方——深海。越是缺乏光明，越要?jiǎng)?chuàng)造光明，這一點(diǎn)也啟發(fā)了卡梅隆。

潘多拉是一顆衛(wèi)星，如同月球一樣，那里的黑夜十分漫長。潘多拉星也不例外。卡梅隆認(rèn)為，在這樣日夜交替極為漫長的條件下，可能出現(xiàn)一個(gè)完整的生物光生態(tài)系統(tǒng)。因此創(chuàng)造出了五彩斑斕的潘多拉之夜。

衛(wèi)星上也有生命?

類似于潘多拉的衛(wèi)星上，是否真的可能有生命存在?

實(shí)際上，確實(shí)有這個(gè)可能，這一點(diǎn)已經(jīng)獲得了近代科學(xué)的認(rèn)可。但它們必須小巧、呈固態(tài)，并且位于星系適居帶上——距離恒星太近，液態(tài)水會(huì)被蒸發(fā)；太遠(yuǎn)，又會(huì)凝固成一顆“冰球”。

然而符合這些苛刻條件的小行星非常難找。漸漸地，科學(xué)家將目光轉(zhuǎn)移到適居帶上的大型氣態(tài)行星上——它們本身當(dāng)然不能居住，但沒準(zhǔn)它們的衛(wèi)星可以。

單單是太陽系，每一顆氣態(tài)行星都擁有多顆固態(tài)衛(wèi)星。但這些衛(wèi)星面臨的共同問題是：氣態(tài)行星會(huì)放射出大量的輻射，足以殺死任何生命的萌芽。僅以木衛(wèi)一為例，其每日接受的輻射量是生物致死量的4000倍。

那么為何潘多拉星上的生物可以生存?還是因?yàn)樯衿娴某瑢?dǎo)體。衛(wèi)星繞行星公轉(zhuǎn)過程中，會(huì)切割其磁場線，雙方都會(huì)產(chǎn)生少量的電流。這些電流在富含超導(dǎo)體的潘多拉星上形成了強(qiáng)大的磁場，足以偏轉(zhuǎn)氣態(tài)行星發(fā)射出的輻射，保證生命安然無恙。卡梅隆在他的奇思妙想中創(chuàng)造了一個(gè)“伊甸園”，現(xiàn)實(shí)中的情況便沒那么幸運(yùn)了。科學(xué)家正在把天文望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)更遙遠(yuǎn)的星系，尋找“潘多拉”和“納美人”的任務(wù)依然任重道遠(yuǎn)。

《阿凡達(dá)》并不是一部凌駕于現(xiàn)實(shí)和科學(xué)依據(jù)之上的虛幻作品，影片中可以深入發(fā)掘的東西還有許多。經(jīng)得起科學(xué)解讀，相信這也是《阿凡達(dá)》令人著迷的原因之一。