听说在国内已创下数十亿人民币票房的电影《流浪地球》，春节期间在澳大利亚火爆上映。我也和众多影迷一样，深受感染，决意一睹为快。2月里的一个晚上，我们一家子走进悉尼麦考瑞影剧院观看了《流浪地球》这部以太空为背景的科幻大片，发现现场基本满座。
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《流浪地球》根据刘慈欣同名小说改编。影片讲述的是一个非常具有家园情怀的故事，太阳即将毁灭，太阳系已不再适合人类生存。于是，人类开启“流浪地球”计划，在地球表面建造出巨大的推进器，试图将地球推出太阳系，寻找新的星系家园。然而宇宙之路危机四伏，为了拯救地球，为了人类能在漫长的2500年后抵达新的家园，流浪地球时代的年轻人挺身而出，展开争分夺秒的生死之战。
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从科技视角来审视科幻片《流浪地球》，我觉得这部影片有这样几个看点。
看点之一：构思奇特。
流浪地球，并非说走就走的旅行。电影中设计人类逃离灾难的时候，给地球装上推进器与转向器，把地球带离太阳系，在宇宙中为人类寻找新家园，这个思路非常奇特，具有惊天地泣鬼神的想象力。
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对于人类来说，流浪地球的难度不可想象，因为人类的力道对于宇宙天体的运动能量而言是微不足道的。人类要撼动天体运动轨迹相当于蚂蚁要把一个大象举起的难度，用自然科学规律放大人类的能力，把地球放逐到其他恒星系，从创意角度已经领先了许多科幻作品，这种宏大的世界观是影片科幻的魅力所在。
刘慈欣构造的行星发动机共12000个，有巨大型号和小型号，分别命名为山和峰，发动机工作时会向天空喷射蓝色光柱，蓝色光柱有一定的倾斜角度，其中光柱沿地球切线的分量才是实际动力。
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利用行星发动机，驱动地球离开太阳系。这就得说说让地球离开太阳系需要多少能量了。
有人估算，地球绕太阳运行，离开太阳系，要能够摆脱太阳的引力势能束缚，所需能量可以计算得到，大概是2.65×1033焦耳。而当前人类生产的能源，可以拿全球发电量来估计。据统计，2017年全球总发电量大概是25571 TWh，大约合9.21×1019焦耳。也就是说，如果把现阶段全球所有的发电量都用来推动地球离开太阳，需要连续工作2.88×1013年，即近29万亿年。而宇宙年龄大概是130亿年。看来，带着地球去流浪，真是难上加难。如果行星发动机要承担这一任务，那得要千千万万个超级厉害的发动机才行。
看点之二：重核聚变之类的尖端科技搬上了银屏。
《流浪地球》的核心场景是地球逃逸太阳系那一段，这是扣人心弦的核心剧情。地球脱离太阳并非是想象中直接飞出太阳系，而是绕着太阳慢慢增大轨道的半径，期间最少绕太阳10圈以上，才能逐步减少太阳引力束缚，彻底脱离太阳系，这其实和人类登陆月球的飞行轨道原理类似。
科幻作品中的科学，更多指的是科学思维、科学方法，而不是现有的科学理论。科幻作品的科普功能，更多是激发公众对科学产生兴趣，而不是对现有科学技术进行讲解说明。
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《流浪地球》设想的行星发动机的燃料为重核元素聚变，因为传统氢元素的相对原子质量很小，所以产生的原子能显然小于超过100相对原子质量的重元素。核聚变是指两个轻核素反应，聚合成一个质量素更重的核素。重核只能分裂生成两个轻于母核的核素。比如，铀-235裂变后会成质量为95—105的元素。从现代核物理知识来看，90号以上的元素有裂变趋势，10号以下的元素有聚变趋势。若要重核发生聚变，目前还没有理论和实践的可行性。这样的行星发动机，目前只能出现在科幻中了。但重核聚变技术，将来有可能实现。
尽管带着地球去流浪并不现实，但它所引发的公众对科学的关注，已足以令人欣慰。
看点之三：点燃木星拯救地球。
《流浪地球》发生在遥远的未来，太阳即将膨胀成一个红色巨人，吞噬地球。迫在眉睫的危险迫使人类制订了一项计划，利用巨型推进器将地球迁移到一个新的太阳系。当地球不得不经过木星时，形势变得十分危急，从而引发拯救人类免于灭亡的奋力一搏。
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眼看地球离木星越来越近，情况万分危急，航天员刘培强驾驶载着燃料的空间站，点燃了木星上的氢气漩涡。
其实，点燃木星然后引爆木星，理论上是不行的。木星90%都是氢气，其他10%基本上都是氦，没有氧气，氢气的点燃极限浓度在4%～75%之间，氢气爆炸极限浓度在17%～56%，也就是说在空气中氢气低于4%，或者高于75%无法点燃，空气中氢气高于17%小于56%才有可能爆炸，必须在一定的物理条件下才能够实现。木星上90%都是氢气，连点燃的条件都不具备，更何况爆炸。就算地球的氧气全给木星，也无法使整个木星爆炸。电影中的最后设定是人类引爆木星，利用爆炸冲击波推动地球逃离木星。
科幻作品终究是科幻作品，不能按照科学实验原理来苛求它，它有发人深思的魅力所在。科学严谨是科学家干的事，思考未来和引发观众对科技的关注才是合格科幻作家的职责，这一点《流浪地球》做到了。
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看点之四：先进的特效特技。
科幻电影的制作技术一般分为两个层面：一是软硬件方面，比如几乎囊括计算机所有视觉呈现创作艺术的CG技术、3D虚拟摄像机，以及用于电影特效制作的各种软件；二是技术的实现——通过大量技术工种的配合与工时的消耗，来达到理想的效果。
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据悉，《流浪地球》在筹备期间做了大量工作，一丝不苟地制作了3000多张概念设计图、8000多个分镜、30多分钟的动态预览、详尽的制作流程和拍摄方案以及以镜头为单位的统筹和通告单等，引入了VR眼镜技术协助美术的置景工作。团队人数也从最开始的个位数达到了高峰时的7000人之多。
《流浪地球》有许多特效镜头。在初剪初期视效镜头达到4000个，最后缩减到2200个，这一数量仍超过了一些常规电影全片的镜头量。其中50%是高难度的视效镜头，还挑战了大量的全CG镜头，比如用全CG镜头将上海砌入冰墙等等。影片还专门成立了UI组，负责片中所有仪表和显示屏交互界面的设计。为了提高真实感，让屏幕反射在演员脸上的面光和眼神互动更加逼真，剧组全程坚持实景UI拍摄。
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对于《流浪地球》来说，特效的难点并不是地球脱离太阳系那段，而是地表环境变化的写实镜头、操作界面显示屏的灰尘细节、粒子特效，还有行星发动机的机械构造。“行星发动机”高达11公里，是地球能够承载的建筑物的极限，发动机底盘直径30公里，这样一个庞然大物，如何让它在镜头上呈现从而被观众接受，是一项巨大的挑战。
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作为中国第一部“硬科幻”大片，影片中末日来临前的北京、被冰川覆盖的上海、地下城中的年味、中国式的交规提醒都让恢弘的科幻场景本土化。
看惯了好莱坞大片里千疮百孔的纽约、洛杉矶，再看《流浪地球》里在极寒天气下萧条的北京、上海、杭州——其中所能呈现出来的“末世感”，确实给观众前所未有的感官刺激。
看点之五：演绎了人类未来的地下城市生活。
人类当前所处的时代戏称“黄金时代”，阳光明媚、雨量充沛、水系发达、地球表面大量动植物繁衍生长。而随着工业化进程，这个“黄金时代”正在走向末路，人类未来将要应对越来越恶化的地表环境。
比如天体垃圾引发的碰撞导致物种灭绝、耕地沙漠化使得粮食匮乏、臭氧雾霾增加导致空气质量恶化、甚至未来可能发生的核战争引发全球性灾难，等等。
一旦地球表面不宜生存，人类往何处去？只有两条路径可供选择，一是外星球；二是地球内部。
对于外星球，已有的探测数据表明，大部分星球都不适合人类居住。即使是最有可能让人类殖民的火星，其地表也满是风沙，温度平均是零下81°，空气中含有高浓度二氧化碳，并且还会时不时刮起风暴，人类将直接暴露在宇宙射线之下。
人们把目光转向地球本身，地表以下有可能开发出生存空间。有一些艺术创作甚至是科学研究项目，已经开始关注“地下城市”。例如，美国麻省理工学院设计了“红木森林”火星地下城，新加坡政府规划开发地下城市，《流浪地球》中也演绎了地下城生活。看来，地下空间或许是人类最后的栖息之地。
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首先，地下城能有效节约资源。地下城大多是容纳数万人规模的超级城市，一方面可以发挥出土地的最大使用效率，缓解城市用地紧张；另外由于地下的温度保持恒定，不需要反复地制热或制冷，从而节省大量能源。相比地球和其他星球地表的极端气候，地下城可以提供较为舒适的居住环境。
其次，地下城市具有很强的防护性能。未来地下城位于50米以下的地层深处。《流浪地球》中的地下城建在行星推进器下500米的地方。作为一个天然的防护层，可帮助人类躲避致命的宇宙射线或核辐射，也避免陨石、空气冲击波等外来物的撞击。
第三，地下城市可以形成合理的开发梯度。浅层开发（15-20米以内的深度），比如市政设施、地下商场、居民小区的地下室、防空洞等等，大家早已司空见惯，技术也很成熟。中层地下空间（20-50米，主要用于地下轨道交通，以及少数建筑）的发展也很迅猛，比如1907年开始运营的伦敦Hampstead地铁站，达到了58.5米深；中国青岛胶州湾海底隧道最低点是海底面44.5米；而悉尼歌剧院的地下部分总深度则达到了37米。由此看来，通过在地下建造交通、仓储、工业、购物、娱乐、居住等一整套立体生活空间，或许是人类度过漫长而艰难的末世文明所面临的不二选择。
但是，地下城市不是保险箱，它也面临很多问题。其中破坏级风险主要来自两方面，一是来自地表的引力失控导致天体撞击威胁；二是地下的板块位移、岩浆侵位等灾害。
直径仅有170米的小行星以每秒15.5公里的速度撞上地球，就能释放相当于200万吨当量核弹的能量，轻易摧毁一座地面城市。也就是说，一般的浅层建筑甚至几十米的地下城，根本无法抵御这样当量的撞击，更何况是木星爆炸了。
那真正能保命的地下城到底要建在多深才行呢？从地球的地质构造可以大致推断一下。
大陆地壳的平均厚度在4000米左右（青藏高原可达7000米），所以3000米左右深度的地下城还是可能实现的，并且足以抵御天体撞击的破坏。
现实也证明，在2000米以下的地底生活是可能的，世界上很多知名实验室都处在相应深度。比如中国研究暗物质的锦屏地下实验室(CJPL)，就位于地下2500米。北美最深的实验室加拿大萨德伯里中微子实验室(SNOLAB)，在2070米的深度。而南半球的阿根廷黑水极深地下实验室(ANDES)，在地下1750米深处，远离核能设施，也有着理想的实验和生存环境。
地壳下面的地幔层中，岩石晶格被高温高压融化而不断错动，发生对流很有可能冲击城市屏障，就要预先设计逃生避灾空间。亦或是发生洪水，则需要特殊的脱水系统。
《流浪地球》小说中就描述了类似的灾害情节，由于岩浆渗入，地下城市的36万人只能通过升降梯前往其它层逃命。
当然，真正能容纳成千上万居民的地下城市，还要解决能源供给、环境控制、垃圾处理、资源循环等重大问题。只有这样，人类才有可能真正在地下长期可持续地生存下来。而更大的难题在于，如何在漫长而艰难的岁月里，在地下深处组织起一个有序社会，并重建地下社会文明。
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综合来看，地下城市想要成为人类新的栖息地，将需要付出艰辛努力。除了技术和经济条件外，还面临着社会文化、制度和管理等一系列问题，对今天的人类来说还言之过早。或许只有经历某些生死存亡的痛苦时刻，人类的地下生活舞台剧才会拉开序幕。
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总之，《流浪地球》有不少科技看点。作为科技工作者，我为电影中出现的大量科学技术看点而欣慰；作为旅居海外的华人，我为电影中的中国文化元素而感动。
从目前来看，国外评分网站和主流媒体都对《流浪地球》给出了好评。美国著名的科技媒体The Verge给《流浪地球》的评语是“丰富、惊艳、但有些地方有点傻”。他们认为，尽管中国的科幻大片还不是电影市场的主流，但《流浪地球》中地球即将毁灭的戏剧化剧情加上蔚为壮观的太空船逃离地球的场景，颇具好莱坞大片风格。
《流浪地球》的故事契合中国近几年在太空探索方面的显著进展，从一个侧面反映了中国发展太空科技的雄心壮志。影片上映也恰逢中国在太空实现里程碑式跨越，今年1月，中国嫦娥四号探测器成功着陆月球，成为第一个造访月球背面的探测器。
《流浪地球》有望开辟国产科幻片元年，打破科幻电影由老美一统天下的局面。
