《星際救援》裡面的硬科幻有多寫實?

布萊德彼特的《星際救援》是一部走硬科幻風的慢速藝術電影。科幻迷要注意,如果你想看的是小布駕太空船痛宰壞蛋,你會失望,也一定有人會在電影院裡打呼;但如果你喜歡描寫阿姆斯壯心境的《登月先鋒》,在主角表情變化中揣摩他們的心理掙扎,那《星際救援》很可能是你的菜。

「星際救援」劇照。 圖/摘自imdb
「星際救援」劇照。 圖/摘自imdb
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我知道你來火星軍情局不是為了聽我抒情假掰,所以我們就來談談星際救援的科學(與不科學)。

導演詹姆士葛雷誓言要呈現「最寫實的太空航行」。電影背景是不久的將來,所以用的太空船科技和今天的差不多,倒是用了不少類似NASA和SpaceX 的概念。

電影的太空場景非常注重寫實,太空迷可能會感到相當熟悉,這是電影場景與SpaceX的Starship新聞稿圖片的對比。
電影的太空場景非常注重寫實,太空迷可能會感到相當熟悉,這是電影場景與SpaceX的Starship新聞稿圖片的對比。
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你有沒有注意到處處可見的洛克希德馬丁 Lockheed Martin 公司的商標,原來這部電影的太空船內外、太空飛行概念的設計,大大小小都是由洛克希德馬丁來打點,看起來當然專業!

藝術電影也可以搞置入型行銷,應該要謝謝洛克希德馬丁、維京大西洋航空、DHL、Hudson News 的贊助。
藝術電影也可以搞置入型行銷,應該要謝謝洛克希德馬丁、維京大西洋航空、DHL、Hudson News 的贊助。
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電影畢竟不是教科書,它還是有不少bug,但沒關係,我是小布的粉絲,不論他肉搏喪屍還是暴打李小龍,都絕對合理啦!

電影未來中的火箭推進有某種突破,讓人在月球和火星上建立基地,甚至在多年前就已經送小布的爸爸到太陽系外側的海王星。儘管電影裡並沒有明說,但我不禁想:還需要什麼科學、技術上的突破才能到這個地步?

反物質

主角的爸爸20年前帶領一個特遣隊前往海王星尋找外星生命,他們的太空船以反物質為能量來源,結果卻沒有下文...直到20年後地球忽然被一場電磁風暴襲擊,軍方認為來源就是海王星的反物質,而且主角的爸爸不但或者而且與那場電磁風暴脫不了關係。

反物質是由反粒子構成的。例如一般的氫原子是一顆一般的電子(帶負電)和質子(帶正電)組成,但「反氫原子」是一顆帶負電的「反質子」和一顆帶正電的「反電子」〉。一顆反質子和一顆反電子〈正電子〉能形成一個反氫原子,物質與反物質結合會導致湮滅,兩者的質量全部化為能量,這一種質量獎換為能量的效率遠比核融合和核分裂大,是最好的太空船的推進力。

最簡單的湮滅:電子和正電子湮滅產生光子,沒有留下質量,質能轉換率高。
最簡單的湮滅:電子和正電子湮滅產生光子,沒有留下質量,質能轉換率高。
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湮滅反應的重要標記是有特定光譜的gamma輻射,如果發現太空中有不明的gamma輻射源,我們不但可以知道那是不是湮滅反應,甚至可以觀察輻射的光譜來推估是哪種元素與它的反元素煙滅。目前所知的宇宙中幾乎沒有反物質,所以...如果有一天...太空中傳來某金屬與反金屬湮滅的gamma輻射,那或許代表........某外星戰艦被反物質武器擊中??

丹布朗小說改編的電影《天使與魔鬼》講的就是壞人偷反物質來毀滅世界。
丹布朗小說改編的電影《天使與魔鬼》講的就是壞人偷反物質來毀滅世界。
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岔題了。反正電影中美軍可以斷定反物質災難的來源是絕對可能的,但那是不是會引起摧毀太陽系的連鎖反應?那未免太誇張了,太空裡有連鎖反應的介質嗎?你知道太陽系有多大嗎?唉~~總得要有個危機才能讓小布有戲演下去。

那是太空電梯?

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預告片公開的時候很多人都以為那兩個高聳入雲的結構是太空電梯 — — 結果答案是「國際太空天線」。是什麼天線需要放在這麼高的地方?為什麼不乾脆裝在飛機或衛星上?怎麼不建在月球上?我也想不通,不過如果不是這樣,小布就不能帥氣的落下,展現他冷靜的特色嘍。

火箭推進技術

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沒有太空電梯,一切還是要靠火箭。那時的火箭推進一定有長足的進步,才能有長途的載人飛行。因為劇中的火箭一路上都是開的,所以我猜那是某種離子引擎,為了縮短旅行的時間,在前一半不停加速,後一半不斷減速。小布從火星飛到海王星花了快80天,如果那時兩者的距離比較近(算70個天文單位好了),不用土星、木星的重力彈弓,需產生的加速度約是地表重力加速度的1/20。這看起來沒什麼,但這是NASA黎明號離子引擎太空船加速度的1000倍,而且黎明號比小布的太空船小了N倍。

不過居然有包含第一節的整個火箭飛到月球軌道,然後放下小小的登陸艇,這真的很浪費燃料,不過大概除了像我這種人,沒人會在意。

奔月旅行的主要燃料是花在地球軌道加速到第一宇宙速度,達到後就可以把第一節火箭的燃料箱丟了,但這裡的燃料箱居然一直帶到月球,實在太浪費燃料。
奔月旅行的主要燃料是花在地球軌道加速到第一宇宙速度,達到後就可以把第一節火箭的燃料箱丟了,但這裡的燃料箱居然一直帶到月球,實在太浪費燃料。
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槍能在太空中發射子彈嗎?

電影中有月球上的「海盜」偷襲護送小布的車隊的一幕,雙方人馬有一場很特別的飛車槍戰。但月球表面沒有氧氣,靠彈殼裡面的火藥爆炸為推力的彈頭能發射嗎。

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答案是可以的。現在子彈的裝藥裡都有氧化劑,不需要外界的氧氣就可以擊發。沒有空氣代表沒有阻力,所以月球上槍砲的射速高,威力還更大。

動物會習慣無重力狀態嗎?

除了人類之外,還有很多其他的動物上過太空:狗、猴、貓、黑猩猩、大鼠小鼠、果蠅.... 多數動物的直覺是是自由落體而產生保護反應,蛙類以為在游泳,但也有發現蛇開始攻擊自己尾巴的奇怪舉動。不久前的實驗顯示,老鼠剛太空只會抓著籠子,但10天後就懂得運用慣性在空中跳躍漂浮,甚至有創意地把籠子當成轉盤快樂地賽跑。

星際救援最驚憟的一幕就是在一艘落難的挪威太空船上遭遇到野性大發的狒狒,俐落地划向小布。就我所知沒有太空中的靈長類實驗有給牠們這麼大的活動空間,但我相信牠們應可很快地習慣那種環境,特別是本來就棲息在樹上,時常在樹間跳躍的物種。

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長時間獨居的太空人會變什麼樣子

前面說的對劇情來說都是枝微末節,現在說的才是重點。 小布終於在海王星附近找到爸爸,18年獨居的他變成什麼樣子?是個為達個人目的不惜殺人的怪物嗎?

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太空人的孤獨會對心理產生什麼影響?在還沒有送人上太空前,有些科學家的確擔心人在孤獨又無重力的環境下發瘋(英文有這麼個詞 “space madness”),畢竟最初的太空船只能擠進一個太空人。還好那時太空人待在太空的時間非常短,後來美俄的政策都避免單人太空任務。比較例外的是阿波羅計畫中,留守在月球軌道上的指令艙駕駛,就像阿波羅11號的阿姆斯壯和艾德林不但留名青史還可以在月球活動一下,但指令艙的駕駛科林斯就一個人待在狹小的艙房,尤其在指令艙繞行到月球背面時,沒有任何無線電通訊,離他最近的人是在月球另一頭的兩個人,科林斯號稱是史上最寂寞的人。

越戰時被關「河內希爾頓」的美國前參議員馬侃(John McCain)說過:「孤獨——比任何酷刑更能磨去意志和心靈」。除了戰俘,曾有亞馬遜原住民的一族被滅後唯一的生還者如鬼魅般獨自在叢林生活數十年,有加拿大阿婆在北極圈內獨居,有美國重刑犯長期關禁閉....都和在太空中長期完全與世隔絕的生活不一樣。沒有人敢以科學之名把人長時間隔離起來,但短時間(數天)的真人實驗是有的。科學家一般認為這樣的環境對心理有不良的影響,容易沮喪,有攻擊新歌,在缺乏外界資訊的情況下會開始編造自己的世界,甚至有幻聽幻視的可能。

早年有心理學家隔絕了志願者的各種感官,一段時間後就發生一些幻聽幻視的經驗。圖片來源:”The Pathology of Boredom“, Scientific American 1957
早年有心理學家隔絕了志願者的各種感官,一段時間後就發生一些幻聽幻視的經驗。圖片來源:”The Pathology of Boredom“, Scientific American 1957
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送一隊太空人呢?那當然好多了,曾有多次在地球上模擬長時間火星旅行的經驗,核子潛艦數以月計暗無天日的潛航也差不多,只不過偶爾會有叛艦喋血,更別忘了近三十年前美國失敗的「生物圈二號」實驗,把8個科研隊員關在氣密的超大型高科技溫室,看他們能否自給自足,想不到幾個月後隊員們就吵開,主辦單位只好炒其中2人的魷魚,更想不到他們還回來砸破溫室的玻璃,破壞這個實驗!

現在想像這樣的事發生在一座太空站⋯⋯

這麼說來,小布的爸爸殺死其他隊員也不離譜。

美國亞利桑那沙漠中的生物圈2號,建造的目的就是為太空殖民做準備。(圖片來源:維基百科)
美國亞利桑那沙漠中的生物圈2號,建造的目的就是為太空殖民做準備。(圖片來源:維基百科)
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可以用反物質爆炸來推動太空船嗎?

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在電影最後小布在老爸的太空實驗室上裝好核彈,回到自己的太空船時,乖乖不得了——燃料不夠附近有沒有加油站,怎麼辦?他想到的辦法是:利用爆炸的震波推動太空船,產生足夠的速度回地球。

可惜這行不通。

我們習慣了戰爭電影裡,炸彈爆炸就把人震飛,也看過核試爆紀錄片中摧枯拉朽的震波,爆炸的能量讓空氣快速膨脹,高壓的氣體像一面向外傳播的銅牆鐵壁。但太空中沒有空氣,也不會有震波,不論是核爆或反物質煙滅,在那就只剩下高熱和輻射,沒有辦法推動小布的太空船。

總結

電影畢竟是電影,若要求凡事都要符合科學或邏輯,未免有些吹毛求疵。只是這部電影在打廣告時特別強調硬科幻,有洛克希德馬丁公司負責設計一切的太空船,還有聘請老資格的太空科技顧問,害得我一開始心癢癢的,但看過之後對那麼多的bug就會有些失望。

在這部電影裡有現代啟示錄、2001太空漫遊、登月先鋒、Solaris(蘇聯版)的影子,只是並沒有超越這些電影。話說回來,上面這些都是經典,比輸也不丟臉。

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