果然，能拯救地球的，只有中国人
好多人看过这片子之后
不敢相信这是中国人拍的
很多人一看标题就明白了，我要说的就是上映后就口碑炸裂的中国科幻巨作《流浪地球》了。
这部片子注定要载入中国科幻电影，不，可能是世界科幻电影的史册。
因为当中国人能拍好自己的科幻故事的时候，世界都会为之惊叹。
该片在2月7日大年初三这天，实现票房逆袭，首次拿下单日票房冠军。
被誉为当代中国科幻“四大天王”之一的作家韩松撰文：“好多人都看哭了”。
金马影帝、十亿票房担当的演员徐峥直接给出了最高评价。
《纽约时报》当地时间2月4日的文章标题相当有趣：《中国电影终于加入了太空竞赛》。
活不下去了？中国人把地球“搬家了”
《流浪地球》是中国科幻作家刘慈欣的一部小说，他更让大家熟知的作品就是《三体》了。
—— 剧透预警 ——
《流浪地球》讲了一个脑洞十分大的故事。
未来的某一天，人们发现太阳在急速老化，快要炸了，人类唯一生存的办法就是逃离太阳系。
但是，这可比逃离北上广难多了。
最近的适合居住的星系是4.2光年外的比邻星（哦，也就是三体人的故乡）。
拯救人类这个主题已经快被好莱坞玩烂了。
但欧美人的思路和中国人十分不一样。
比如《星际穿越》中，欧美人的想法是派出一只探险队去寻找能拯救人类的办法，或者探索人类的新家园。
然而，《流浪地球》是中国科幻，当然有着中国人的老传统。
安土重迁的中国人，怎么能舍得丢下这生活了300多万年的“祖宅”地球呢？
走！咱们带着家一起走！连房子都一起搬走！
于是，中国人想出一办法，把地球上安装上上万个发动机。
把地球推走。
这就是行星发动机。
人类建造了1万个行星发动机，遍布世界各地。
建在金字塔旁。
建在大城市旁。
建在长城山巅。
这样就能把地球推离太阳系。
但是把地球搬家的步骤也很繁琐，总体需要这样五个步骤：
第一步，用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向；
第二步，全功率开动地球发动机，使地球加速到逃逸速度，飞出太阳系；
第三步，在外太空继续加速，飞向比邻星；
第四步，在中途使地球重新自转，调转发动机方向，开始减速；
第五步，地球泊入比邻星轨道，成为这颗恒星的卫星。
人们把这五步分别称为刹车时代、逃逸时代、流浪时代Ⅰ（加速）、流浪时代Ⅱ（减速）、新太阳时代。
——来自刘慈欣的《流浪地球》小说
当这一万个行星发动机全部启动，地球就是如此壮观的景象。
但是人类为了这个计划，也付出了巨大的代价。
让地球刹车，并推动地球前进，让板块变动，引发了滔天海啸和地震；地球人口减半，只剩35亿人口……上海，北京，陷入冰封。
而幸存的35亿人，被迫迁入地下城，因为地面已经低温将至零下84度了。
就在这种时刻，人类为了生存，艰难前行。
但危险马上来临了！
地球即将撞机木星 人类危在旦夕
《流浪地球》电影的剧情，和小说中的原著不一样，可以说是一段原创的剧情。
写的是在地球还没有飞出太阳系的时候，飞近了木星的时候，被木星引力吸引，地球逐渐接近木星并最后要撞击木星的危险时刻。
《流浪地球》的画面简直壮观到令人窒息，首次呈现给观众们行星之间因为引力互相吸引的天体级别的壮观时刻。
特效给满分！
预告片中的这个场景就是地球接近木星，即将撞击的最危险的时刻。
当人类首次如此近距离在地球上看到木星的时候，木星的那颗大红斑就如死神的眼睛一般注视着人类。
就在地球即将撞向木星，导致地球和人类同时毁灭的时候，我们的大英雄——冷锋！
额不，吴京，出现了！
但其实，吴京在这部片子里并非完全的主角。而《流浪地球》也绝对不是《战狼2》的太空科幻版。
这里没有强调什么“犯我中华者虽远必诛”，也没有强调什么“中国人拯救世界”的情节。
最终的任务虽然是由中国人提出并实施完成，但是整个流浪地球计划是全人类群策群力的结果。
中国科幻的内核：全人类为一个命运共同体
中国的科幻，一直都有着有别于欧美科幻的不同的文化内核。
我们看惯了“一人开挂，拯救人类”的欧美好莱坞科幻片，看腻了各种“不到最后一秒绝对不剪断炸弹电线”的俗套剧情，也看烦了各种“不，为了爱情，我可以不要一切”的男主救女主而把全人类置于危险境地的恶俗情节。
而中国科幻的《流浪地球》带来了一股清流。
人们看完后会发现，原来，不是所有的主角都是贯穿全剧的英雄，不是所有的努力都会有成功的结果，也不是所有失败的任务就彻底没戏了，更不是说拯救地球只是靠着谁的一腔热血和爱情激情就可以办得到。
在《流浪地球》里我们看到了一种理念，一种将全人类团结在一起“集中力量办大事“的理念。
我们也看到一种一直期待的场景，全球各地区各民族的人们，为了同一个目标“让地球和人类活下去”，团结在一起。
虽然《流浪地球》是一部中国科幻，但是丝毫没有凸显出中国的地位，可以说作者甚至在可以弱化中国人的身份，而是把整个人类当做一个命运共同体在撰写。
这就和一些好莱坞科幻很不一样了。
“天下大同”，是中国人对美好社会的一个共识，也是最期待的努力方向。在中国人理解的未来世界，不应该是充满分歧和斗争的，而是求同存异，共同发展。
这个，可能也是中国科幻最有魅力的一部分。
人的境界赢在思想格局高低上
国家也一样
当毁天灭地的灾难来临的时候，中国人在想什么？
从大禹治水，到98抗洪，再到汶川地震，中国人一直在努力去应对灾难，克服灾难。
《流浪地球》里也是这样的做的。
光是建造1万个大如山峰的行星发动机，就能看出中国科幻作家的思想有多硬核。
不服就干，一个发动机不行，就造一万个。
这是行星发动机的原画设定图
这种感觉，是不是有点符合如今基建狂魔的民族属性。
为了解决南北运输不便的问题，挖了上千公里的京杭大运河。
为了解决洪水问题和灌溉问题，造了都江堰，一用就是2000多年。
为了抵御外敌，建了长城。一里长不够用，那就修一万里……
所以，造一万座行星发动机，就不要惊讶了。常规操作，常规操作，坐下，都坐下。
五千年了，我们一直在世界的牌桌上打着麻将，而另外几家已经换过好多轮了。
5000年了，依旧活得如此硬核的民族，怎么会让自己和地球一同灭亡？
拼了！
不好意思，中国人不会轻易认命。
《流浪地球》表面上是一部科幻片，其实承载着许多中国文化的内核。
当冰封的上海和北京出现在荧幕上的时候，镜头转而就是忙碌的人流，兢兢业业工作的人们。
是一种“国破山河在”的悲怆。
而当太空员视死如归牺牲自己拯救人类的时候，又是一种“匈奴未灭何以家为”的气魄。
地球从开始流浪到安全要多久?
2500年！
《流浪地球》的剧情里，地球从太阳系出发，到抵达最近的恒星新家园，需要经过2500年的时间，整整100代人。
好莱坞科幻片中，都很少有这么长的时间设定，以至于像《星球大战》那样的经典片子也要用跃迁技术来克服或避免动辄数十光年的距离和上千年的航行时间。
2500年，这是一个难以想象长的时间。
只有拥有长达5000年文明历史的中国人，才会去想象和设计一个长达2500年的计划。
不靠什么神仙指路，不靠什么第四维度外星人救援，也不靠什么“电脑病毒”瘫痪外星人，就靠自己的双手，和付出的汗水血水，牺牲的人命……
天上有十个太阳，太热了？ 就射下九个吧；
家门口有两座大山？ 就祖祖孙孙挖山吧；
天漏了一个窟窿？ 就炼石头补天吧；
同样是描绘人类对大洪水的记忆，西方人的版本是诺亚方舟，在神的帮助下幸存下来。
而中国人的版本却是大禹治水，不服就是干！
而中国人的的灾难起源还脑洞更大——天漏了……
这比起神降下大雨引发洪水，硬核多了也直白多了……
中国人什么时候认过命？
所以中国硬核科幻就只问这一句话：我们是否有勇气，带着地球去流浪？
影片的最后，这句话让我泪奔：不论人类历史导向何处，我们决定，选择希望！
永不服输，永远相信希望。哪怕2500年的征途也无怨无悔。
这大气，这脑洞，这格局，我服！
《流浪地球》里的科学奥秘
本文专家：木辛君，清华大学航天航空学院工程力学系在读博士，中国科幻银河奖/星云奖获奖作者
本文审核：刘慈欣，高级工程师，科幻作家，中国作协会员，小说《流浪地球》作者、电影监制
故事背景是这样的：太阳急速老化，不断膨胀，太阳系已经不适合人类生存，于是人类为自己选了一个新的家园——比邻星（半人马座三星）。
比邻星同太阳一样，都是恒星，但质量只有太阳的八分之一
地球是个庞然大物，半径6371公里，重达59万亿亿吨。但人类造出了同样庞大的行星发动机，足以在5年左右将地球推进到逃逸速度（脱离太阳引力的最低速度）。
行星发动机示意图
但这个速度还远远不够。比邻星（半人马座三星）距离地球4.3光年，如果按照逃逸速度航行，需要7.7万年才能抵达，这实在是太漫长了！
即使行星发动机继续加速，达到光速的百分之一仍然不可行。于是人类想到了借助木星的“引力弹弓”，令地球零消耗改变方向、提升速度，最后到达比邻星。
那为什么行星发动机不能加速到百分之一光速呢？这是因为行星发动机的能量来自“重元素聚变”。
所谓重元素聚变并不是什么稀奇玩意儿。在宇宙深处有不少恒星“巨无霸”，内部就在进行着重元素聚变。
重元素聚变的质能转换效率是相当低的。最乐观估计，地球要达到逃逸速度，也必须烧掉7亿亿吨的石头，相当于把全球的地面挖掉40米做为燃料；要达到光速的百分之一，则必须削去地壳的一半。
如果无法靠自己的力量推动地球，那就借助精巧的轨道计算，利用天文尺度的力量——万有引力。于是人类将目光投向木星，这就是电影前半段上演的。
航天中存在引力弹弓现象，利用它，可以令航天器零消耗低改变方向、提升速度，送达目标轨道。
引力弹弓一般发生在一对重量相差悬殊的天体之间。这里我们用木星（红色球）和地球（蓝色球）举个例子，如图a和图b所示。
地球以速度V靠近木星，而木星在轨道上以速度U运行↓↓↓
图 a 引力弹弓的示意图
足够靠近后，地球被木星引力抓住，牵引，优雅地转体半周，然后像掷铁饼那样甩出去↓↓↓
图 b 引力弹弓的示意图
感谢木星甘当人梯的奉献精神，地球获得了木星的轨道速度U，叠加上原有的速度V，速度增加到了U+V。地球的速度和能量都增加了，却没有消耗任何燃料，就奔着新家园去了。
但如果变轨时离一颗巨行星太近的话，这趟“观光旅行”可就要不怎么愉快了。
当地球靠近木星时，人类突然遭遇了巨大危机：数千台行星发动机故障熄火了，全球地震，火山爆发，岩浆吞没了地下城……
图中红线部分为长城
为什么几千台发动机会同时熄火呢？为什么地震、火山都赶在这个时候来凑热闹呢？这一切灾难的根源是“洛希极限”，简单说就是地球离木星太近了，太近会发生什么呢？
洛希极限（Roche limit）是天文学中的一个特殊的距离。当两个天体的距离少于洛希极限时，它们就倾向于被“潮汐力”撕碎。
计算表明，地球和木星的距离如果低于10.3万公里，那么大气就会在潮汐力的作用下脱离地球；如果距离低于7.44万公里，那整个地球都会被撕碎。
潮汐力有多可怕，我们拿一个茶壶和茶杯举例子：
图 c 用来演示潮汐力的茶杯
我们在杯壁顶部倒一些水，让它在重力作用下向着杯底滑落。越靠近杯底，水滴会越拉越长，最后被拉扯到了撕裂的极限。这个极限就可以被认为是这个茶杯对水滴的“洛希极限”。
木星的引力场，实际上就是这样一个“茶杯”。地球尺寸很大，当它靠近木星时，离木星较近一侧受到的引力，将比较远一侧大得多，因此会像水滴一样被逐渐撕裂。
《流浪地球》电影中，地球已经到达了地木“流体洛希极限”（地木距离10.3万公里）。在此处，液体和气体不再能被地球引力束缚，而倾向于逃逸；而岩石还勉强能凭借自身的硬度坚持一会儿↓↓↓
图 d 地木流体洛希极限模拟（二维简化模型）
再靠近木星一点，地球将进入地木“刚体洛希极限”（地木距离约7.44万公里）。在此处，就连坚硬的岩石都会被引力差撕碎，地球将彻底解体↓↓↓
图 e 地木刚体洛希极限模拟（二维简化模型）
可以想象《流浪地球》中，人类面临的是怎样的绝望了。太靠近木星不行，那样会被潮汐力撕碎；太远离木星也不行，那样无法借助引力弹弓变轨……
限于时间和篇幅，在此只能对《流浪地球》中两个关键情节的科学背景进行讨论。实际上电影中涉及的科学知识非常多，设定详实，且高度融入剧情。
最重要的是，它们引出了很多值得思考的问题。从这个角度看，一部好的科幻电影真的能开启观众、尤其是孩子们的想象力与求知欲。好的科幻作品，尤其是硬科幻，对于科学是有比较强烈的指向意义。
一起为中国科幻点赞！
来源：北美留学生日报（ID：collegedaily，原文略有删节）
科普中国（ID：Science_China）、观察者网（ID：guanchacn）
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