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一架太空电梯,无情揭开了《三体》动画和《流浪地球2》的真正差距-焦点关注
来源:哔哩哔哩作者:洞察网2023-02-08 17:54:03

怪物马戏团 | 文

@GlennClovis


(资料图)

注:文章很长;

但比太空电梯短得多。

2023,又是刘慈欣的一年。

就在此时,三部改编自他作品的影视作在上映。分别是动画和剧版的《三体》,以及《流浪地球2》;同时,还有一部网飞的《三体》在筹备,《我的三体》在等着续作。

而以上所有作品,都有一个共同的科幻奇观,那就是太空电梯。所以今年同样是“属于”太空电梯的一年。

太空电梯是一个已诞生100年的科幻概念,在科幻作品中登场也已经超过30余载。它已经不年轻了,在各种科幻作中都出现过,比如《光环》《使命召唤13》,以及高达。

高达

但最近,因为这几部作品,太空电梯在中国成了个热点。它亲民而酷炫,又广为人知,几乎可以叫做科幻网红——假如网红这词没被搞臭的话。

一时间,大家都在聊太空电梯。有人感叹《流浪地球2》中的太空电梯使人热血沸腾,也有人嘲讽《三体》动画的太空电梯看着让人想笑。

那仅凭一个太空电梯,我们能看出这些作品的优缺点吗?还真能,没准还能从一个独特的角度,看出为何刘慈欣能成为很多资深科幻迷眼中的世界级大师,毕竟科幻向来是种从设定窥见整体质量的题材。

所以,我们今天就试着从太空电梯出发,聊聊几部作品。

首先粗略说下什么是太空电梯。它其实就是把盖高楼的概念极限延长,用来平替火箭的设计。最初由俄国/苏联科学家在百年前提出基础概念,后来在70年代被美国科学家改良,并由科幻巨匠阿瑟·克拉克写成《天堂的喷泉》,为世人所知。

楼是不能盖太高的,因为材料会断裂,底座会无法承受压力。于是科学家们思考,假如在3.6万公里外的同步卫星轨道上放一个空间站,然后用一根线将它和地球相连,在这根线上加个电梯,用来运送货物和人,那会怎样呢?

对比:飞机飞行高度为10公里,多数卫星高度为数百公里,北斗和GPS卫星平均在2万公里。

毕竟在同步卫星轨道上,空间站和地球是相对静止的,而这样一来,整个系统的底部也不会承受巨大压力——就这样,太空电梯诞生了。假如它真能实现,太空基建的成本会大幅降低。

这个科幻概念的影响力有多大?这么说吧:同步卫星轨道的另一个名字叫克拉克轨道。

更通俗一点说:可以想成是一架非常高的悬停直升机,上面放了根绳子下来,并在绳上做个电梯供人上下行。

这是对太空电梯最粗陋的概括,要看细节,我们得去作品中。

在《我的三体》中,我们等来了自己的首座太空电梯。《我的三体》几乎是横空出世的,它本是一个基于《我的世界》的同人作品,却因质量过高,成了官方改编。

它为什么这么好?从这座太空电梯就能窥见。

这电梯用了主流科幻常用的设计,它像个超长的圆柱电梯,内核为数根碳纳米管线缆。在《光环》中,我们看到的就是这种设计;这电梯已经和国际接轨了。

光环的电梯有7根碳纳米管线缆

但是,它还做到了一个还原原著,且很多科幻电影都不在意的细节,那就是电梯建在了一个海面平台上。

实际上,这几乎是近未来太空电梯的必要条件。因为电梯线缆的下半部分,会暴露在赤道飓风的行进路线上,而上半部分会被太空垃圾撞击。所以,它的底部需要是可移动的平台,让其避开风暴和陨石。

大型飓风释放的总体能量远超沙皇氢弹,虽然这不等同于瞬间局部破坏力,但也够说明其危险了。

不要小瞧这种细节,它们把《我的三体》的考究程度提升到了一流水准。很多科幻作品的太空电梯,都被设定成天顶星科技,不需要考虑这类问题,但其实说白了是偷懒。

有时,大型科幻电影甚至连常识都做不好。譬如2021年的韩国科幻片《胜利号》中,太空电梯首先看着像一把巨型光剑套甜甜圈,选址也不在乎科学设定。

更离谱的是,当电梯高速爬升到110公里处时,所有的乘客竟然就处于失重状态了——这里的重力只比地球表面少了3%,电梯也没在自由落体,是不可能失重的。

我其实是个喜欢韩国电影的人,但从科幻的角度来看,《我的三体》比《胜利号》细致了太多。而很多好莱坞科幻片的设定水准,和《胜利号》其实没多少差别。

很可惜,《我的三体》的特效不够和大型电影叫板。于是,《流浪地球2》来了。

在《流浪地球2》中,太空电梯的坠落是重要剧情,它是为了建造“飞船派”的流浪空间站而建立的。我做梦也没想到,会在国产科幻里看到设计最合理,视觉效果最震撼的太空电梯。

球2中的太空电梯,不是经典的圆柱设定。圆柱设定虽然能做到,却极浪费,试想一下,在3.6万公里的缆绳周围弄一圈合金,得是个多恐怖的工程,又会给缆绳增加多大的承重,恐怕能破坏整个理论模型。

所以实际上,这和太空电梯“比火箭更便宜”的设计理念背道而驰。主流科幻常用这个设定,比如《光环》《基地》、高达,以及剧版《三体》,因为它是现成的,且很多这类科幻,确实已经是天顶星科技了。

剧版《三体》中,这只是一闪而过的概念图,剧集亮点不在于此。

但在球2中,太空电梯是由200多根缆绳做成的,它的主体是“绳子”,这才是目前最合理的太空电梯模型。试想一下,三根钢绳并行,要比一根钢管节省多少材料,又有多不容易被折断——一个常被误科普的东西:缆绳材料最重要的不是硬度,而是抗拉强度,因为太空电梯是绳模型,而非杆模型。

设定集中,甚至考虑到了缆绳的粗细变化,因为每段缆绳受力不同。
类似球2的设计,曾在使命召唤13中用过,但它看着还是像四根柱子带着一个电梯。

除此之外,球2的太空电梯细节拉满。比如它的底部同样是可移动的水上平台,带有减震的阻尼器;电梯用混合动力分段推进,以争分夺秒;且周围是同时有战机和无人机的军事基地——这很重要。

太空电梯是必须保护的战略目标,它的坠毁是灭城级灾难,威胁性远超三峡大坝和胡佛大坝被攻击。所以《基地》《高达OO》《光环》中的太空电梯都被炸了。

相比之下,《基地》里的太空电梯就在川坨星中心,皇帝的家旁。虽然川坨在设定上是个完全城市化的星球,但这选址也过于鬼扯。

这剧情是美剧原创的,阿西莫夫没写过

而真正厉害的细节,还藏在球2的这场袭击中。这场袭击不仅把视效提到了世界顶级,连科学设定也超越了一众大片。

不知你有没想过,当球2中的太空电梯被炸后,为什么空间站掉下来了,它不该在太空飞么?

太空电梯是个离心力(伪力)和引力平衡的系统,从中间炸断这个系统,它的上半部分就会飞向太空,而下半部分坠向地面。在《基地》中,太空电梯就是这么被破坏的,《光环》里,同样可见到这种上下分离飘远的效果。

可《流浪地球2》的空间站却坠毁了,是BUG吗?

不止不是,甚至是精心设计的——《流浪地球2》考虑到了以上所有科幻作品都没考虑到的问题。

70年代的太空电梯模型,结束在3.6万公里的轨道上。但这是理论模型,实际上由于电梯自身的重量,这个模型是难以平衡的。所以球2中,太空电梯真正的长度是9万公里,空间站在3.6万公里处;在9万公里的终点,是保持系统稳定的平衡锤。

影片科学顾问的知乎回答图

如果你看了电影,可能会以为太空电梯是被黏在电梯上的炸弹摧毁的。实际上根据之后的调查档案,以及电影设定,这是一场协同袭击,电梯是被黑掉的卫星用导弹,在太空站上方炸断的。

于是,太空站和缆绳被推向地面,而平衡锤和剩余缆绳则飞向太空。

还没完,你可能还会纳闷,为什么空间站没砸死吴京?

因为剧组甚至考虑到了地球自转和初期轨道偏离带来的影响,所以太空站的落点不会是原点。这同样在以上科幻作品中都没出现,在《基地》中,你会看到一个明显的镜头:电梯舱从太空坠向原地,这是物理学不允许的。

《基地》

《流浪地球2》远非完美,它有科学BUG,剧本有缺点。但它做到了看似“不可能”的事——真正在视效与道具、科学设定上,站在美国电影工业同级的水准。

这看似没什么,实则难度极高。印度、俄罗斯、韩国和欧洲都拍过特效大片,但其中的视效和道具质感,大体停留在96年《独立日》的水准(这还不是个低水准)。在影史上,只有两个国家曾做到过工业水平的同级:鼎盛期的苏联和德三,而他们是靠举国之力做到的。

《意志的胜利》拍的是现实军队;苏联《战争与和平》和《解放》的战争场面,动用了上万正规军,道具从博物馆搬,巨量炸药直接由军工生产……相比之下,球2虽然有国企和政府支持,但相信你能看出这不是一个概念。

《战争与和平》,战争场面直到40年后才被《指环王》“超越”

后面是布景,没错他们建了半座“城”

我不认为这事需要,或应该被上升到“更高”视角;但它确实体现这群拍《流浪地球2》的人,到底搞出了个多离谱的东西。

然而,我们得说动画版《三体》的太空电梯了……

为什么动画《三体》做得如此糟糕?从它的太空电梯就能看出答案。

这个太空电梯,从每一个可能的角度违背了太空电梯的初衷。它和理论模型毫无关系,且造价昂贵,不知道存在意义是什么,为何能从性价比上替代火箭。这不是太空电梯,这是上海迪士尼的极速光轮。

这个电磁轨道,更是设计堪称白痴。首先,选址在一个固定的岛屿上,旁边就是城市,而轨道的底端竟然是个……急转弯???

要用这个急转弯去承受上方三万公里的轨道,在可视范围内恐怕只有简并态级别的材料能做到。但是猜怎么着?这种级别的材料,密度会大到无法忽视其质量带来的引力,能直接把周围的一切吸过去。

能建成这玩意,人类就能造水滴。

甚至是过山车,都不能用这种设计。美国的过山车翻转轨道,曾用的是圆形,但人们发现这样会让加速压力过大,轨道和人都受不了,所以现在的过山车轨道都是改良版。

而这个电车,居然还搞了个接近90度的急弯,后面立刻接上一个产生音爆的加速。这两者结合产生的压力,怕不是钢铁侠来了都得成肉饼。

另外,这光秃秃的一条线设计,没有任何中间站,如果缆线中间被辐射带和飓风损坏,难道只能开火箭上去修吗?

你都考虑到辐射带了,没考虑到这个?

廉价科幻的黄金时代在上世纪40年代,但人们很快就厌倦它了,于是才有了克拉克和阿西莫夫、厄休拉这种将社会学和科学融入其中的科幻大师,才有后期的太空歌剧盛世。

而动画版《三体》做的,就是上世纪40年代那种展示廉价奇观的瞎想。它和《流浪地球2》在制作上不是一个规模,但其实更大的差距在理念上:是否用心、是否动脑。

有人嘲讽,这简直是倒退回凡尔纳时代的科幻,幻想用大炮把人送上月球,看到一群月球人。

梅里爱

但错了,因为凡尔纳是时代边缘的先知,他预见了潜艇飞机,预见了玻璃窗的摩天大楼。他在《从地球到月球》里,极离谱地预见了火箭旅行的动力和制氧方式、旅行距离与时间,他甚至靠牛顿的定律和地球的自转助推效应,推算出了100年后阿波罗计划登月的发射点和着陆点——这一切完成在火箭被发明前40年。

他能做到这一点,是因为背后是当时最前沿的科学理论。因为这才是科幻,它是科学和幻想的交融,不是这个电车。

最后,我们得用这些作品的原点——刘慈欣结尾。

为什么我认为刘慈欣是个世界级大师?同样能从他的太空电梯看出来。

太空电梯的本质是什么?是科学家在寻找一种能平替火箭去太空的方案,以更廉价的方式进行外太空基建。

而刘慈欣的太空电梯,是他自己的《地球大炮》。

注:剧透。

在2万余字的《地球大炮》中,刘慈欣先是欺骗性地用9/10的篇幅讲述了人类用介于固态和简并态间的物质,把地球弄出一个贯穿通道,并把其建成地心列车的故事。他仔细描写这个工程带来的经济与地质灾难,让发起这个工程的人,背负人类叛徒的名号死去。

但直到故事最后的1/10,我们才看到真相——面壁者般的主角,实际上建的是史无前例的超级大炮。他将贯穿地球的通道变成炮管,用地球引力作为前半段的加速,再用产生地球磁场的地核电流,变成后半段,电磁加速的动力。

于是地球化作一门巨炮,自转变成瞄准器,将货物发射向太阳系的行星。在急速恶化的地球环境中,未能建造太空电梯的人类,借此将整个工业体系发射到其他星球上去,得以延续文明,并开启了星际移民时代。

如同刘慈欣在文中所说,就像是我们才提到的《从地球到月球》,只是有了个极长的炮管,缓解致命的加速度。

刘慈欣的很多构想都有雏形,例如《三体》中以物理定律作战,就在《深渊上的火》和莱姆的《宇宙演化新论》出现过。他自己的点子也在别的地方出现,比如三体中的黑域,出现在数年后获雨果奖的《时间回旋》里,地球大炮的前半段,在12年的新版《全面回忆》出现。

好书

因为科幻和科学,就是如此,它是一群人不断在同伴的理论上,创造新方案的故事。真正的大师,总在寻找新的可能,而非展现已有的设计。

一个能在太空电梯和凡尔纳的基础上,构思出如此浪漫恢弘设想的人,就已经迈入了科幻史的殿堂。这个没有黄金和精灵的殿堂中,人不是在争夺首创名誉或成就高低,而是尽一切可能,合力将人类推向群星的边缘。

现实中,如何建造太空电梯?克拉克对此有一句名言:它会在人类不再嘲笑的50年后被实现。

如今,人类已不再嘲笑太空电梯,但它还是遥遥无期。缆绳需要至少63GPa的抗拉强度,人们曾认为碳纳米管有100到200GPa(这也是球2设定所用的数字),但在19年,有科学家认为:它的抗拉强度受结构影响,最高可能只到70GPa。

可人类还是要去建造它,因为它是刺向否定人类存在之浩瀚虚空的利刃,击穿巴别塔必将倒塌之腐朽预言的长枪,它是人类文明的通天碑。如果50年不够,那就500年,乃至5000年;如果我们失败,那就用失败的废墟,做出更伟大的奇迹。

@novaillusion

就像数千年前,想必曾有傻瓜试图用木制的翅膀飞翔,但傻瓜们依旧要去做出气球,做出飞机与火箭,然后,利用它们的空气动力学,做出翅一般的飞翼装。

也同样像是,哪怕人们认定中国影视工业无法承受刘慈欣的作品,我们也依旧要去拍《我的三体》,然后去拍《流浪地球》《三体》《流浪地球2》,然后更多。

所以到了文章的末尾,这里没有升华。因为所有的火焰和光芒,都已经体现在了人类这一百年对太空电梯的构思之路中,在那仿佛毫无激情,完全理智的计算与设计里;在那仿佛毫无理智,完全激情的宏伟企划中。

这里只有科学和幻想,以及,无尽的开端。

阿西莫夫《永恒的终结》结尾:“从此之后,乃永恒的终结,以及无尽的开端。”

想要知道为何这是科幻史上的名言?去看书吧~

-INFINITE-

[责任编辑:linlin]

标签: 太空电梯 我的三体 流浪地球 飞向太空 地球引力

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