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内容来源:2019年7月28日,在GWC长城会主办、笔记侠联合主办的GMIC 2019产业智能升级大会上,中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任,中国科学院大学教授张双南进行了以“《流浪地球》和黑洞照片的科学与审美”为主题的精彩分享。笔记侠经主办方和讲者审阅授权发布。
讲者 | 张双南
封面设计 | 子墨   责编 | 嘉琪
第  3967  篇深度好文:11434 字 | 16 分钟阅读
全网首发·完整笔记·科学主义
本文优质度:★★★+口感:炭烧腰果
笔记君邀您,阅读前先思考:
  • 流浪地球》里的科学,你发现了吗?
  • 断臂维纳斯真的美吗?
  • 我们的地球能不能不流浪?
大家好,我是张双南,来自中国科学院。今天,我带来的演讲题目是“《流浪地球》和黑洞照片的科学与审美”。
一、《流浪地球》的4个“好过瘾”
我看了电影《流浪地球》后,在朋友圈发了一个帖子,内容是说看了这个电影之后,有四个地方感觉到特别过瘾,就是有四个“好过瘾”:
第一,电影的主题“带着地球奔向希望”,以及在这个过程当中“引爆木星”,绝对是天才的想法,这是世界级的“科幻”想象力,好过瘾!
第二,我特别喜欢看美国大片,美国大片几乎每天都是拯救世界,这一次终于轮到中国人拯救世界了,而且不仅仅是拯救人类,连地球一块儿给拯救了,好过瘾!
第三,关于吴京的表演,依然能打,虽然有点脸谱化,但这就是我心目中中国军人和航天人该有的正气,好过瘾!
第四,关于艺术在审美方面的表现,从地下出来后地面的场景以及地球和木星通过气体连在一起的画面都非常震撼,好过瘾!
二、《流浪地球》的科学设定
我今天只讲第一个“好过瘾”,即我感觉到的电影里面的科幻创意,以及它背后的科学设定。
科学设定1:地球为什么要流浪?
这是该电影最重要的主题,它要流浪的原因是太阳的演化,这就是天文学研究的地方了。
这个图是太阳与地球的关系,绿带是所谓的宜居带,距离太阳的位置恰到好处,从太阳接收到的能量是光,以至于在这个星球上面可以有生命进化繁衍。
这个星球就是地球,所以我们非常幸运,因为46亿年前,刚刚诞生的地球,就恰好处在宜居带上。
再往后看,随着太阳的演化,它会变得越来越大,在17.5亿年之后,太阳的颜色稍微变了一点,变成橙色,这时候太阳也变大了一点。于是,在地球上接受太阳的能量就过多了,地球温度就会非常高。
到那时,如果地球仍然处于今天这个位置,那么今天的活地球变成一个死去的地球,再也不适应于人类生活了。
如果17.5亿年之后,人类有很好的技术,有丰富的能源把地球推到宜居区,那是否就可以在地球上一直折腾下去?我们是不是就不需要带着地球去流浪了呢?
太阳还会继续演化,17.5亿年以后,即便地球能够逃脱被太阳烧坏的命运,但还会有其他的问题。
今天太阳的直径是百分之一个天文单位,一个天文单位是太阳到地球的距离。虽然太阳的能量和引力主导着整个太阳系,但它占的体积在太阳系里非常小,到了50亿年之后,太阳变成了红巨星,这时候半径恰好是一个天文单位。
这时候,我们的地球就变成太阳的一部分了,太阳就作为一个大的火球,把地球吞没了。这样一来,我们想要在地球上面生存,就完全没有可能性。
如果地球人想不被未来的太阳红巨星所吞并,我们得想办法离太阳再远一些。如果有足够的能源推着地球走,是不是也不需要离开太阳系去流浪呢?是不是仍然能够挺过这个灾难呢?
今天的太阳在演化阶段中,是主序星,这意味着内部是氢原子核的聚变。大家想想看,太阳会干什么?在太阳变成红巨星的过程中,会发生“氦闪”。
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今天的太阳能够很稳定地发光发热,是因为内部发生的是氢原子核变成氦原子核的聚变过程,这个过程很稳定。
但随着该过程的进行,太阳中心逐渐变成了以氦原子核为主的内核。在这个过程中,会达到某个临界点,使得太阳中心氦原子核的密度和温度都超过氦原子核燃烧的密度和温度,这时候氦原子核发生聚变,燃烧过程非常剧烈。4分钟内释放的核聚变能量相当于太阳在当前状态下持续200万年所释放的能量。
所以,电影中把它叫做“氦闪”,相当于太阳形成了一个大的爆发。这时候,太阳系的任何地方都无法躲过这个灾难,因为“氦闪”会把太阳系所有有可能存在生命的地方都摧毁掉。
因此,“氦闪”是电影里重要的科学设定,如果发生这个过程,一定是太阳铁了心要把地球赶走。
但科学家可以计算太阳发生“氦闪”之后变成了红巨星,然后太阳会冷却变成一颗安静、稳定的白矮星,不再折腾了。
如果我们能在太阳发生“氦闪”之前,及时地带着地球跑到一个比较远的地方躲一阵子再回来行吗?并不行!因为白矮星已经不能产生地球所需要的能量了。
我们之所以待在太阳附近感觉很舒服,那是因为万物生长靠太阳,太阳给我们提供了能源。如果我们待在一个没有能量的白矮星周围,生命就没有什么可能性了,我们也没有待在这个地方的必要性了。
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所以,从太阳演化的角度看来讲,地球作为太阳系里的恒星,地球无论如何都得流浪!如果不流浪,人类就不可能永远在这个星球上存在下去。因此,这是电影里很重要的一个科学设定。
科学设定2:为什么要引爆木星?
电影里最惊心动魄的一段就是“引爆木星”。在地球开始流浪的过程中,设定的目标是首先要到木星附近,然后利用木星的引力形成一个引力弹弓效应。
简单来讲,就是到木星的附近被木星的引力俘获后,被木星带着跑,一直跑到我们需要去的方向后,再从木星逃出来。
这个技术今天人类已经应用得很娴熟了,在发射运载火箭、卫星,做长途旅行的时候,经常会用到。然而,在去往木星旅行的过程当中,木星发现了引力异常(电影中没有交代为什么)
因此,在1万台推动地球的前进行星发动机中,有7500台发生了故障。
这时候,地球就失控了,这使得地球以失控的状态下被木星吸过去。而在吸过去的过程当中,电影中说会经过一个“固体洛希潮汐极限”。
潮汐大家都知道,比如潮起潮落,主要由于月亮对地球的引力所造成的,靠近月亮的那一面引力大,背离月亮的那一面引力小,这个引力差就是潮汐力。
当然,木星会对地球产生潮汐力,并且木星的质量是地球质量的500倍。地球被吸向木星的“固体洛希潮汐极限”半径处,潮汐力会强大到把地球撕碎。
如果地球真的跑到那个地方,我们的流浪还没有正式开始就将球毁人亡。所以电影中说地球遇到了一个最大的危机,其中最惊心动魄的故事是如何摆脱木星的引力,最后从木星逃出去继续流浪。
电影想出的办法是,既然地球自己失去控制了,就想办法把木星的大气炸掉,用其产生的能量把地球推走,这是电影要做到的事情。
那能不能做到这一点呢?木星大气的主要成分是氢气,达89%,如果只有氢气没有氧气是不会燃烧,也不会爆炸的。好在地球大气中氧气占21%。
电影中是如何解决的呢?说是在木星吸引地球的过程中,木星把地球的一部分大气吸过去了,于是木星里就含有了氧气。氧气和氢气混合会发生化学反应——放热反应,所以,有可能引爆混合了地球氧气的木星的大气。
但放热反应不一定意味着发生爆炸,这个放热反应到底会不会炸掉,关键在于氢气的浓度。浓度高是燃烧,浓度低是爆炸。氢气燃烧浓度是大于75%,爆炸浓度是4%~75%。
因此,当地球的大气和木星的氢气混合起来时会产生爆炸,这个科学原理是成立的。
科学设定3:重核聚变发动机为什么烧石头?
电影里面的行星发动机烧的是什么?石头。当装满石头的重型卡车开到行星发动机那边,把石头倒进去,烧石头会产生能源,推动地球前进。
如果烧石头能够产生能源,这地球上石头很多,人类就不会打仗、不会有这么多问题了。那么石头到底能不能燃烧?是科幻还是科学?
这是核物理的图,纵轴指原子核的结合能,越高表示结合能越多,原子核越紧密;横轴是原子核的质量数,不同的原子核;正中心是铁,是结合最紧密的原子核,纯铁是榨不出来能量的。
如果我们把重的原子核变成轻的原子核,这个过程是会释放能量的,叫做裂变。原子弹就是利用了这个过程。今天的核电站,比如广东省大亚湾核电站就是利用这个原理发电的。
人类对于这个原理掌握得非常娴熟,可以运用起来,但地球上的重原子核非常少,即使把地球上的重原子核全部烧掉也不可能推动地球前进,它的能量是不够的。
如果从左边往右边走,轻原子核变成重原子核也能释放能量,就能做到,这就是聚变。
我刚才讲了,太阳内部现在发生的是聚变,以后发生“氦闪”也是聚变,包括氢弹的原理也一样。
地球上面轻的原子核也非常少,全部用尽了也不可能推动地球去流浪。地球上什么东西多?石头多。如果把铁左边的原子核,比如镁、钙(都是石头主要的组成部分)等变成铁,就叫做重核聚变。
从科学原理上说,通过烧石头是可以推动地球流浪的。所以,电影中的科学原理也是成立的。但技术是实现的途径,这是科学和技术的区别,希望大家今天能记住这一点。
我下面讲技术可行性:能够让地球刹车吗?
看过电影的都知道,电影一开始想办法让地球停止自转,因为刘慈欣先生认为自转的地球不好流浪,他用的办法是在赤道上面放很多重核发动机往地球自转的相反方向喷射,最后把地球自转停下来,能不能做到呢?
原则上可以做到,如果不是杠精的话。杠精计算表明,停止地球自转花费的能量超乎想象,在技术上是很难实现的。而且在这个过程中发生的灾难太多了,不但有地震、海啸、淹没很多陆地,地球上一般的人都会失去生命。
还有另外一个问题,是科学上的一个原理,地球一旦停止自转,地球就会失去磁场,如此一来,我们很快就会失去大气了。
笔记君注:磁场有一个用处,保护地球的大气免于被太阳所带来的高能粒子、太阳风所损坏。
也就是我们还没有开始流浪,就已经弹尽粮绝了。因此,原则上来讲,不应该让地球刹车。
三、艺术和科幻
接下来,讲一下艺术与科幻之间的关系。
1.艺术和科幻
艺术是什么?艺术来源于生活,但是高于生活,这是我们都知道的。我今天简单下一个定义,艺术是对生活的审美创造,与生活有关,先有生活再有艺术
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科幻是什么?科幻是对科技的审美创造,科幻来自于科技,但是高于科技。
为什么要高于科技?因为今天科技做不到的事情,科幻可以以审美的方式做到。所以,我说科幻是对科技的审美创造。
我谈到艺术和科幻的时候,用了共同的两个词,审美创造,尤其是审美。既然谈到审美,不可避免地会提到一个问题:到底什么是美?
该问题我们可以追溯到2000多年前,苏格拉底、柏拉图和亚里士多德师徒孙三贤的一个天才追问:什么是美?
在他们之前,大家都列举了很多美,但没有人问过“到底什么是美”。可是问了这个问题后,一直到今天都没有很好的答案。
2.“没缺陷不常见”就是美
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我认为“没缺陷不常见”就是美,这是大脑审美的两大要素,如果这两大要素都满足了,这个审美对象就是美的。
第一,价值观的判断。
这个审美对象是否符合你的价值观,如果符合,你就给它贴个标签叫“没缺陷”。
用语言怎么样描述?自然、合理、真善爱,还有正能量,这些都符合我们正常人的价值观的东西。当然有一些邪恶的人的价值观是另外的,因此他的审美观可以完全和我们完全不同。
第二,见识的判断。
如果我们的见识甄别出这个审美对象是不常见的,我们就给它贴个标签“不常见”。
用什么语言描述“不常见”呢?通常用的语言是别样、不一样、突出、出色、有个性、有气质,还有最后一条洋气。对很多中国人来讲,洋气在今天是很正面的词。
举个例子:
今年春天到家乡河南,欣赏了河南洛阳特别有名的牡丹,确实非常好,它通常是以非常艳丽的红色出现的。
欧阳修曾用一首诗描述洛阳牡丹,里面说到,“洛阳地脉花最宜,牡丹尤为天下奇”。
前半句是说,洛阳这个地方最适合种花,所以这个地方的花没有缺陷。后半句是说洛阳的牡丹特别不常见,所以欧阳修理解审美的两要素。
我们通常会看到红牡丹的艳丽,白牡丹的素雅,也会看到黑牡丹的卓尔不群,这些都是牡丹给我们展示的方面。
如果你去看牡丹,经常会想到一个成语——争奇斗艳,这就是以不常见的方式展示出它的没缺陷。
3.有不符合“没缺陷不常见”的“美”吗?
到底有没有“没缺陷不常见”的“美”?我相信很多朋友的脑海里面已经浮现出一个美丽的图像——断臂维纳斯,这是在美学理论上被认为“残缺美”和“缺陷美”的代表。
可是,断臂维纳斯真的能反映“残缺美”和“缺陷美”吗?很多研究美学理论的人就是这样认为的,原因就是少了一只胳膊。
可是我接着问,我从来没见到过哪一个女生因为追求更美而把自己胳膊搞掉一只,得到的回答非常有趣,因为她没有神经错乱。
这说明,可能只有神经错乱了才会真的追求残缺美,因为神经错乱之后人的价值观变了,这种状态下的人认为的没缺陷与我们正常人认为的没缺陷已经不一样了,在他看来那已经不是缺陷了。
所以,断臂维纳斯并不反映残缺之美,缺陷之美,因为雕塑没有实用功能,雕塑少一只胳膊并不是缺陷。
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我们审美审的是艺术品,而不是艺术品的对象。艺术品的对象有缺陷,并不是艺术品有缺陷。
有的作品描述战争,有的作品描述死亡,有的作品描述疾病,这些作品都可以很美,但是谁能同意死亡美、战争美、疾病美?没人能同意这些。所以,千万别把审美的对象混淆了。
我们建立了大脑审美的两个判断条件后,看一看这两个判断条件是否对所有的审美做统一的描述呢?
刚才重点讲了符合“没缺陷”“不常见”的叫做美,如果“没缺陷很常见”怎么办?我们会做出什么样的审美判断?
这个审美判断就是俗。俗的东西有没有什么毛病?能挑出什么毛病?挑不出来。为什么认为俗?因为看多了。
如果有一些审美对象有缺陷,但这个缺陷也很常见,你看了也知道有毛病,但是这个毛病也没什么了不得的,你会给出一个什么样的审美判断呢?这个审美判断就是丑。
如果某个审美对象有缺陷,但这个缺陷你以前从来没见过,那第一次见到这个缺陷,感觉太可怕了,给你带来的审美体验就叫做丑哭。
如果有另外一个审美对象,你一点毛病也挑不出来,堪称完美,但是你第一次见到,给你带来什么样的审美体验,你会做出一个什么样的审美判断?这就是你们常说的美哭,或者你们会用美爆了、美炸了来形容。
简单来说,就是没缺陷不常见=美,没缺陷很常见=俗,有缺陷很常见=丑,有缺陷不常见=丑哭,完全没缺陷极端不常见=美哭。
4.《星际穿越》的审美创造
讲到这里,我要和大家说另外一部我特别喜欢的科幻电影《星际穿越》,它的审美创造是怎么完成的呢?我会和《流浪地球》做一下比较。
电影对父女之爱的情怀诠释让我潸然泪下。这是这个电影里特别喜欢的一张照片,父女相拥,仰望星空,背后是破烂不堪的农场,父女一定在思考人类的未来在哪里,他们以后会怎么样。
另外一个是电影的男一号要出发做星际穿越任务时,与女儿相拥告别的场景,因为父女都知道他们没有重逢的机会,这个电影一开始就表明几乎没有完成这个任务的可能性,所以难舍难分。
另一个照片是父亲完成了这个任务回到地球,在地球的附近又见到了女儿,当然女儿比父亲老了很多,因为父亲进行了穿越,这时候女儿告诉父亲要做什么事情,这是他们之间相遇的情况。
这个电影也是关乎人类未来的,本来是想拯救地球,后来发现拯救不了,最后带着人类做了一个大转移,这是关于人类未来的情怀。所以,当我看到这一段的时候也是心潮澎湃。
英雄救美的情怀,这也是美国大片必备的元素,只不过每一次英雄救美的原因、手段、结果、惊险都是不一样的,因此也都符合“没缺陷不常见”,也都是美的。电影里面的这个情怀让爱穿越时空。
本来这个电影开始的时候,里面的科学家老布兰德设计的任务是让他的女儿,即女一号布兰德,一个训练有素的科学家到黑洞里面去获取黑洞数据,但在布兰德接近黑洞的一瞬间,库珀(男一号)一把把她推开,自己义无反顾地进入黑洞。 
尽管他完成这个任务的可能性小得多,但他仍然不忍心让美女到黑洞里面去,因为到黑洞里面去,基本上意味着一去不复返。所以,英雄救美的情怀让爱穿越时空。
这个电影的中心主题是要到黑洞里面去,为什么要到黑洞里面呢?因为要获取数据,那么为什么要到黑洞的中心去获取数据呢?男一号掉到黑洞里面以后,到了一个五维时空,通过引力与地球上的女儿传递数据。
为什么要完成这么一个危险的任务?原因在于黑洞中心处科学崩溃了。今天最好的科学理论是广义相对论和量子力学,而广义相对论和量子力学在黑洞的中心不可调和,所以两个理论同时都失败了。
为了寻找统一的广义相对论和量子力学的理论,需要找到检验统一理论的数据,这是最重要的科学方法,这个数据哪里有?黑洞中心里。因此,要到黑洞里面获取数据,探寻统一引力和量子的理论。这,也是很多科学家的梦想。
电影的科学顾问把他的科学理想放到了电影中,穿越黑洞的视界,进入到5维时空完成这么一个危险的任务,这个情怀让我高山仰止。
① 《星际穿越》的“没缺陷”“不常见”
a.《星际穿越》的没缺陷
从审美的角度来看待《星际穿越》的表现,没缺陷,用的是“正科学”,用到黑洞、虫洞、五维时空、引力波、量子引力、终极科学理论、潮汐力、相对时间等等,都是科学研究最前沿、最重要的主题。
有一些我们理解了,还有很多没有理解。这里面传递的价值观,比如人类的命运、父女之爱、英雄救美、英雄不死,还有大团圆、人类成功星际移民的一面等,都特别“正能量”,而且这个正能量是人类共同的价值观、人类共同的命运。所以在没缺陷方面的表现特别完整。
b.《星际穿越》的“不常见”
电影中不常见方面的表现,各种悬念和包袱非常多,很多人看了好几遍都没搞明白。
电影一开始父女经历的各种怪事、如何去黑洞、如何逃出黑洞、如何“隔空”传递信息等,都很出乎意料。
电影的科学顾问对于这些问题的解决做得非常好。比如利用各种“黑科技”,利用虫洞穿越,利用虫洞发现引力波,巨浪,用引力传递信息等等。
我当时看电影的时候在想,电影的科学顾问为什么要干这个事?
因为我知道他就是研究引力波的专家,他领导的团队在地球上建了最大的引力波天文台,做了几十年,想探测引力波,只是一直没做到。 
我想,他大概觉得自己一生探测不到引力波了,决定在电影里面过个瘾,用虫洞发现引力波。等于是把他的科学理想融入到了这个电影里面
因此,我说《星际穿越》是科幻电影审美创造的典范,把科学和人文的情怀做到了极致。在我看来,这个电影相当没缺陷,非常不常见。
② 《星际穿越》的黑洞照片的科学与技术
然而,电影里的黑洞照片到底是否“没缺陷”?毕竟那个是他计算出来的,不是真实看到的照片。
所以,我带着这个问题做了一次穿越,请教了爱因斯坦先生。但爱因斯坦的回答是不知道。为什么爱因斯坦这么回答呢?爱因斯坦不相信宇宙当中有黑洞存在。
看一看这个黑洞照片到底是否真的“没缺陷”,这个黑洞照片并不黑,挺亮的,黑洞不是不发光吗?怎么还会亮?
原因在于这个黑洞附近的引力太强了,空间完全扭曲,光线到了黑洞附近以后,光子不是一头扎到黑洞里面,也不是从黑洞穿过去,而是绕着黑洞转圈,转圈的过程就形成了亚稳态光子晕,这些光子有可能掉到黑洞里面,也有可能逃进去。
因此,如果我们离黑洞比较近,就会看到黑洞其实挺亮的。当然,这些光子形成的晕不是从黑洞里面逃出来的,而是外面的光子在黑洞附近俘获的。
从这个角度来讲,这个照片还是挺科学的。因为电影顾问带领他的团队,根据广义相对论用超级计算机严格计算的黑洞的图像,加了视觉的渲染看起来好看一点,还因此发表了学术论文,所以这个团队在这个过程中还是有收获的。
然而宇宙当中真的有黑洞吗?
图片中展示的是银河系中心的恒星被拍下来的运动时的照片,标志为新的位置处是一个黑洞的位置,当然我们看不到那个地方到底有什么,因为是一个黑洞。
我们知道,银河系中心所有的恒星都是绕着它做运动,根据恒星的运动可以计算出银河系中心有一个黑洞的质量是400万倍的太阳质量。
所以,宇宙当中有黑洞,不但银河系中心有,银河系中心有银河面,所谓平时看到的银河银道面也有上百万个质量小的黑洞,有我和我的团队发现的黑洞。因此,黑洞的存在是没有问题的。
既然有黑洞,那么“看”到的黑洞照片到底会是什么样子?
这是今年4月11号所公布的黑洞照片,这个照片一公布出来就被很多朋友玩坏了。这个黑洞照片到底告诉我们什么信息?
首先,黑洞的名字。它是名为M87星系中心的天体。
第二,观测的时间。这个照片花了两年的时间才洗出来,很不容易得到。
我在这个上面加了黑圈,是黑洞所在的位置,立刻就有问题了,黑洞不是黑的吗?刚才看到黑洞照片的周围虽然是亮的,但中心的区域还是黑的,但这个中心为什么不黑呢?
主要原因在于我们看黑洞照片的望远镜不是理想的望远镜,它有一定的模糊度,把本来黑洞周围的光线模糊了之后,似乎是从黑洞中心出来,所以看不清,以至于不会全黑。
当然,这个望远镜的角分辨率很好,你拿一个手机放在月亮上去,望远镜恰好可以在地球上看到月球上有一个手机,但分辨率又不是很好,看不清是什么手机。
照片的下面比上面亮,是因为黑洞附近物质高速运动和引力场非常强。另外,上下有一点不对称,这是由于在黑洞周围还存在着一些物质,这些物质在飞快地运动,形成一个所谓的盘状,即吸积盘。
吸积盘所发出的光线对着飞快运动的这些物质会放大,上面背对我们而去的物质的光被减弱了,下面的物质冲着我们过来,所以得到这样的结果。同时,也有广义相对论的效应,就是引力所导致的效应。
这个黑洞照片怎么得到的?用视界望远镜。这不是一个望远镜,而是“攒”出来的组合望远镜,即用一堆望远镜组合成为一个望远镜,组合的结果等效于一个地球口径的望远镜,所以这个望远镜非常大。
我们中国有一个地球上最大的望远镜,叫做天眼望远镜。
于是,有人会问了,“为什么不用天眼去看?天眼不是世界上最大望远镜吗?最大的望远镜看得不是最清吗?”。其实并不是。
天眼望远镜的口径是500米,视界望远镜的口径是整个地球的大小,因此要大得多;另外一个原因是,天眼望远镜没有参加这一次观测,因为它接收的频率不对,或者它的波长比较长,这个视界望远镜所用的波长较短。
所以,天眼望远镜的角分辨率比视界望远镜的角分辨率差了600万倍,用它根本不可能看到黑洞的模样。即便是之前大家所说的角分辨率最高的哈勃望远镜,与视界望远镜相比,也差了500倍。
这就是为什么要用“攒”出来的视界望远镜来观测黑洞,因为它的分辨率在目前是最高的。
我们有计算机计算出来的理想中的黑洞照片和用望远镜观察到的现实中的黑洞照片,这两个黑洞照片有多大的区别呢?大家简单看一下。
这两个黑洞照片,不但分辨率完全不同,而且视角也很不同。假设这是地球,我们的黑洞和地球一样都是旋转的,那一定有一个转动轴,也有转动的赤道面。
理想中的黑洞照片是沿着赤道面的方向看过来的,这时候的黑洞是比较漂亮的。现实中的黑洞照亮是从顶上看过来,是俯视图,看起来不是很漂亮。
对于上面两张照片,可以提两个问题:一个是现实中的照片,一个是理想中的照片,哪个更科学?哪个更美?
四、回归《流浪地球》
回到《流浪地球》,在我看来,已经相当没缺陷和不常见了,否则我也不可能一口气儿喊出四个“好过瘾”,但在杠精眼里还是有缺陷的。
1.《流浪地球》在杠精眼中的缺陷
第一,流浪之前给地球刹车有点画蛇添足!
第二,地球也在跑,谁给太空中旅行的空间站导航?
电影里面交代了空间站的角色是给地球领航,换句话说,它应该知道自己的方位。今天太空当中的飞行器,谁给它导航?是地球。这里面有鸡生蛋、蛋生鸡的问题,逻辑上是有矛盾的。
第三,电影里一开始用行星发动机点燃木星,不靠谱!
前面讲了原理上能够点燃,怎么样点燃?电影一开始用行星发动机点燃,后来点不成了,才让刘培强开着飞船英勇就义。
第四,我喜欢英雄不死大团圆,需要把刘培强抢救回来拍续集!流浪才一开始,男一号就死了,这是不行的!
那么,弥补了以上几个缺陷,才完全符合杠精的审美观。如何弥补呢?
2.给导演支招
① 自转的地球跑起来更稳定
如果地球转着跑不刹车,会更好玩、更稳定。我们都扔过飞碟,是转的飞碟跑得稳定,还是不转的飞碟跑得稳定?肯定转着的飞碟跑起来稳定,不转的一下子就掉下来了。
转的怎么跑呢?很简单,地球可以沿着自转轴的方向跑,发动机安装在运动方向相反的半球,沿自转轴方向流浪。
怎么样拐弯呢?也很简单。想拐弯的时候,比如说往某个方向转,那把另外一面发动机关了就行。不仅如此,可以往一个方向跑,可以转弯,更重要的是控制起来非常好玩,即使一部分发动机坏了也不会跑偏。
② 用宇宙的自然灯塔脉冲星导航
很显然,地球流浪时北斗系统没有办法再给它提供导航,没有办法确定地球在太阳系中的位置。
怎么导航?很简单,可以利用高速转动的、特别致密的天体中子星,恒星演化到最后,除了变成白矮星之外,还会变成中子星或者变成黑洞,所以密度特别高,而密度越高,转动越稳定。然后再产生辐射,是非常稳定的灯塔。
如果我们有探测器能探测到脉冲到达的时间,以此就可以确定我们相对于脉冲星的位置。地球流浪的时候,前面的空间站上安装接收脉冲信号的探测器或者望远镜,就可以给地球导航了。
用脉冲星导航,可以浪遍宇宙不迷路,因为整个宇宙中到处都有脉冲星。
科学上如此,技术上能不能做到呢?也能做到。我担任首席科学家的中国天宫二号空间实验室“天极”实验和“慧眼”卫星先后完成了中国的第一次和第二次空间脉冲星导航实验验证,因为这两个实验上面都带有脉冲星探测器。因此原理上可行,技术上也可行,将来技术上完全可以用这种办法流浪。
③ 点燃木星还有更好的办法
电影上用行星发动机点燃木星,原理上就不可行,因为地球和木星之间的空间温度太低了,行星发动机的火焰改变不可能喷过去。其实完全有更好的办法:用洲际导弹点燃木星。
虽然洲际导弹的“射程”是地球的大小,但是射到木星完全没有问题,因为地球离木星很近了,木星的质量是地球质量的500倍,地球已经在木星的引力控制中,地球的大气都已经被木星吸过去了。这个导弹出了大气层之后,一定会被木星的引力吸引去,直奔木星飞过去。
如果你不想等那么长时间,想立刻就有效果,那就用强激光武器把木星点燃,以光速飞过去,这是一件很容易的一件事情。
④ 流浪需要洲际导弹和激光武器
我们看一下地球在流浪当中会遇到什么情况。
绿色的星球是地球,特别大的星球是木星,也就是我们流浪开始要去的地方,在地球和木星之间有一个带,这是小行星带,小行星非常多。地球上的恐龙被谁杀死的?被小行星杀死的,一个小行星撞击地球,把地球上的恐龙全部消灭了。
所以,我们将来带着地球流浪时,遇到的问题不是要和外星人打仗,而是需要对付小行星。那里的小行星,比现在地球附近的小行星密度要高得多。
现在看来,能躲开行星对地球进行毁灭的办法是什么?通过对小行星精确的观测,预测哪个小行星可能撞到我们,然后利用洲际导弹和强激光武器对小行星进行轰赶。这样,这时候我们人类就可能顺利地流浪了。
⑤ 男一号还能抢救回来继续演续集
最后一个问题,我欣赏《星际穿越》那个电影最后实现了大团圆,也特别喜欢大团圆。在我的价值观体系中,如果电影没有大团圆就不过瘾,就有缺陷。《流浪地球》这个电影是悲剧,我不喜欢。
我们能不能把他抢救回来拍续集呢?我们在电影里面并没有真的看到刘培强牺牲的实锤镜头,所以技术上还是有可能的,续集可以让他神秘回归。
更重要的是,在流浪进行到一定阶段的时候,霍金先生给我们人类留下的一个非常重要的科技遗产,“突破摄星”计划可能就已经成功了。
突破摄星计划的目的是什么?发射很多非常小的飞行器到地球要流浪的目的地,把照片拍回来,让我们知道那个地方到底怎么样。
因为如果我们都不知道流浪的目的地怎么样,就流浪过去太冒险了。所以,在流浪过程当中,“突破摄星”计划可能已经成功了,已经拍回来了照片。而我们在流浪过程当中,看到这些照片会大吃一惊,原来我们流浪去的目的地跟想象的很不一样。
这时候,我们需要刘培强出手了,需要他来拯救流浪计划,让我们成功。一定要做到英雄不死大团圆,中途还会遇黑洞,还要演绎一段英雄救美,还要和巾帼英雄联手救三体。
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*文章为作者独立观点,不代表笔记侠立场。
主办方简介——
全球移动互联网大会(简称GMIC)从2009年首届举办至今,已成功举办十届,覆盖全球三大洲九个国家和地区,吸引来自世界70多个国家的创新者,累计百万人次参与,成为具有全球影响力的科技创新盛会,被誉为科技创新领域的风向标。
2019年,GMIC移师广州,创新性打造科学、科技、科幻、科创、科考五大板块,实现五星连“珠”、五子登“科”,让科学家与来自科技、电影、音乐、时尚潮流等不同领域的企业家、艺术家等进行跨界交流。期间大会将实现全城联动,科学闪耀羊城,让科学成为一种生活方式。
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1.把科学、商业思维当作学了就能用的技能的人;
2.报名单纯只为了来做企业家社交的人(目前学员CEO和创始人学员占比超过了76%);
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4.只有自己学习,从来不愿投资中层管理学习机会的CEO;
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