在這部電影里，城市為什么會飛起來？

艾星雨

20年之后，外星人又來入侵地球了！

為什么要說“又”呢？原來，1996年它們就來過了。當時，它們把1/4月球大小的母船停在月球軌道上，然后派出36艘城市一樣大的戰艦來進攻地球。當然，如你所知，地球人是比蟑螂頑強千百倍的生命，面對如此規模的入侵，地球人毫無懼色，最后用電腦病毒毀掉了外星人母船的主控電腦（很奇怪，為什么人類的電腦病毒會對外星人的主控電腦有效），關掉了所有戰艦的防護罩系統。總而言之，人類大獲全勝。這個故事被“記錄”在好萊塢電影《獨立日》中，因為有太多夸張的地方，所以稱之為科幻電影。

2016年，外星人又來了，這次的故事記錄在《獨立日2：卷土重來》中。為這一次入侵，外星人足足準備了20年。它們吸取了上一次的教訓，巨大的母船沒有停在月球軌道上，而是直接飛往地球，降落到了大西洋上。

母船的到來引發了整部電影中最為科幻的一個場景：路上的行人，走著走著，飛上天了；街上的轎車，開著開著，飛上天了；河里的水，流著流著，飛上天了；河上的橋，看著挺堅固的，但不知怎么的，就如同豆腐渣一般，斷裂為好幾段，飛上天了；各種高樓大廈，各種小區，各種花園，都像被一只無形的巨手拉扯著，變成大小不等的碎片，飛上天了……

這場景著實讓人震撼。可不知道看電影的觀眾想過沒有——為什么外星母船一降落，城市就要飛上天呢？

先解釋一下，為什么我們沒有飛上天？

在回答“飛上天”這個問題之前，先想想另一個問題：為什么（沒有外星母船的時候）你和你身邊的一切，沒有飛上天呢？

你肯定會說，學過物理的都知道，是因為地球有引力嘛。然后，你還可能再講講“科學超人”牛頓被蘋果砸了腦袋就發現了萬有引力的故事。不過呢，首先，牛頓被蘋果砸了腦袋這個故事真的只是故事，并不是真的。現在去英國牛頓故居參觀能看到一棵蘋果樹，但那是后人為了附會蘋果樹的故事而栽種的，沒有哪一棵蘋果樹能夠活400年。其次，牛頓發現萬有引力這事兒是真的。這是一件很奇怪的事兒，也許是“不識廬山真面目，只緣身在此山中”的緣故，人類一直生活在有引力的世界里，卻沒有發現引力的存在，直到牛頓橫空出世。在前人研究的基礎上，加上他超凡的計算能力，牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中提出了“萬有引力定律”。該定律指出，引力在所有物體之間起相互作用，不管是地上，還是天上，都是如此。牛頓提出的萬有引力定律，不僅能解釋地上的事兒，還能解釋天上日月星辰運行的事兒，第一次將天上地下的運動規律統一起來。在此之前的科學家大多認為天上和地下的運動是兩回事。因此，萬有引力定律是一個了不起的發現。

問題是，牛頓只提出了萬事萬物都有引力，但并沒有解釋，這引力是怎么來的。回答這個問題的，是另一位“科學超人”愛因斯坦。1915年，愛因斯坦發表了“廣義相對論”，指出物體之所以有引力，是因為物體本身的質量，扭曲了時空結構。最初沒有幾個人相信愛因斯坦的說法。因為，愛因斯坦的意思就是有質量的物體就有引力，包括你和我，你我都是有質量的嘛，可是“扭曲了時空結構”，這怎么可能？大家都認為愛因斯坦肯定是在胡說八道。但科學上的事兒是講究證據的，而且是要能夠反復驗證的，不是誰人多嗓門大誰就有道理。

水星是顆內行星，太陽光經過它之后再照射到地球上。天文學家早就注意到，太陽光在經過水星時會發生偏折。但偏折角是多大呢？用牛頓萬有引力定律計算出的偏折角是0.87角秒，而愛因斯坦用廣義相對論計算，預言偏折角為1.75角秒。從科學角度講，這兩個數值差距相當大。1919年5月，英國科學家愛丁頓組織了兩支考察隊，趁日食的時候測量出偏折角為1.7角秒，剛好在廣義相對論實驗誤差范圍之內。引起誤差的主要原因是大氣對光線的偏折，還有儀器的精確程度。這一觀察結果于1919年11月鄭重公布，證明廣義相對論關于引力源自于物體質量“扭曲了時空結構”的說法是正確的，立刻引起了全世界的關注。《泰晤士報》是這樣稱贊廣義相對論的：“這是人類思想史上最偉大的成就之一。愛因斯坦發現的不是一個小島，而是整整一個科學思想的新大陸。”

你和我也“扭曲了時空結構”，不過因為質量太小而被地球這個龐然大物制造的引力所淹沒。這里順道說一句，地心引力這種說法不夠正確，聽上去好像是因為有了地心才有了引力，引力是地心產生的，其實，只是因為地心同時也是地球質量的中心，地球的引力指向地心而已。

再解釋一下，電影里城市為什么飛上了天？

現在可以回答剛才提出的“飛上天”的問題了吧：之所以外星母船降落地球時城市會飛上天，是因為外星母船足夠大，質量足夠大，“扭曲了時空”，制造出了可以與地球引力抗衡的引力。通俗地講，是外星母船把城市“吸”上了天空。那么，外星母船的質量要達到什么程度才能把城市“吸”上天空呢？

考慮地球的質量和半徑，再加上外星母船與地面的距離，計算的結果是外星母船總質量至少要達到3.7 x 1018 千克才會出現電影所描述的效果。當然，這是非常粗糙的計算，既沒有考慮外星母船的密度，更沒有考慮外星母船使用了人造引力的可能性。3.7 x 1018 千克這個數值說大不大，半徑在70千米左右的小行星就有這么大質量。電影里說，那外星母船有大西洋（總面積9 165.5萬平方千米，平均深度為3 597米）那么大，即使有夸張的成分，也足以制造能夠把城市“吸”上天的場景。

當外星母船降落之后，引力消失了，于是那些飛上天的人啊、車啊、水啊、建筑物碎片啊，就一股腦地跌落到地面。這一起一落，除了帶有主角光環的人，大概都死得七七八八了。

真有那么大的物體靠近地球，城市飛起來算什么！

然而，事實上，大西洋那么大的外星母船在靠近地球時制造的災難遠比電影里表現得要嚴重多。首先，海洋受到母船引力的影響，從大西洋到太平洋到印度洋到北冰洋，都會產生人類歷史上最大規模的海嘯，所有島嶼和沿海地區都會受到海嘯的侵襲（記得嗎，潮汐是由月球的引力引起的）；其次，大氣受到母船引力的影響，整個大氣層的氣流結構會重新調整，引發的臺風、颶風和暴風（也是人類史上最強的）會遍及全世界的每一個角落；再次，地殼受到母船引力的影響，所有的活火山都會噴發，所有的巖漿都會嘗試著從任何一個孔竅涌出地面，不在火山地帶的人也有可能驚訝地在窗外發現正在形成中的火山錐——運氣不好就是在自家樓下；第四，五級以上的地震頻發，就好像地球突然間調換為“震動模式”，大地被撕裂，城市被粉碎。那些你以前在災難片里看到的場景，突然就變成你的親身經歷（查查演員表，看看你排第幾，有主角光環或者親近主角光環嗎）。總而言之，這將是人類史上最大的災難——在超級海嘯、超級臺風、超級火山和超級地震面前，城市飛起來算什么！

此時，除了把外星母船停靠到大西洋上，外星入侵者還什么都沒有做，人類就瀕于滅絕，處境比當年死于小行星撞擊的恐龍還要慘。當然，不要怕，誰都知道人類是主角，絕地反擊是常態，不置之死地而后生就顯不出主角的英雄氣概，哦，還有運氣。每個出人意料的成功，都是因為對手犯下了戰略性錯誤。這不，遠道而來的外星女王打著打著突然間決定離開母船，離開重重護衛，親自到第一線去參加戰斗。這是一種怎樣的“身先士卒、勇往直前、悍不畏死”的精神！難道是看手下打不過癮？自然，人類的英雄們不會放過對手犯下的這個“戰略性錯誤”，打、打、打，就把外星女王打死了。外星人似乎沒有繼承制，也沒有別的預備方案，在女王死后，它們就悄悄地開著母船回家了——這次沒有引發任何形式的災難，而人類的英雄已經在高興地討論去哪里吃飯的問題了。

只是，它們還會回來嗎？