提綱:
- 原著劇情
- 里面的物理知識
- 逃逸速度
- 恒星演化
- 重元素聚變
- 引力彈弓
- 洛希極限
- 比鄰星
- 中國科幻的內(nèi)核
- 全人類作為一個命運共同體
- 絕不認(rèn)命,就是干
- 原著語句摘錄
參考資料:
1.公眾號“中科院物理所”:不知道這些,別說你看懂了《流浪地球》
2.公眾號“人民日報”:果然,能拯救地球的,只有中國人
3.公眾號“高中物理”:理科生哭了!《流浪地球》竟隱藏了這么多高考考點,是魔鬼嗎?
(一)原著劇情
太陽老化,科學(xué)家通過各種數(shù)據(jù)得出太陽短時間內(nèi)會產(chǎn)生巨變,形成駭閃,地球會毀滅。面對這種情況,為了應(yīng)對危機,人類內(nèi)部產(chǎn)生兩種不同意見,地球逃生派和飛船逃生派。
地球派主張以整個地球為載體,在世界各地建造核聚變大功率發(fā)動機;飛船派主張建造城市那么大的宇宙飛船進(jìn)行跑路。最終因為生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定性等原因(一個飛船的生態(tài)系統(tǒng)不足以維持?jǐn)?shù)十代人的生存與延續(xù)),地球派得到大部分人的支持,全球開始建造地球發(fā)動機。
先利用赤道發(fā)動機反向噴射停止地球自轉(zhuǎn),再開動全部發(fā)動機讓地球加速至逃逸速度脫離太陽系,開始流浪。流浪的最終目標(biāo)是離太陽系最近的比鄰星系的合適軌道,這個流浪過程要經(jīng)歷幾十代人。
地球剎車停轉(zhuǎn)時,地球日落了三天三夜,主角降生,在十多年后,地球開始加速圍繞著太陽繞圈,期間主角經(jīng)歷了地球在近日點的全球恐慌、經(jīng)歷了火山爆發(fā)導(dǎo)致地下城被巖漿侵蝕(母親死亡)、經(jīng)歷了地球穿越小行星帶時地球艦隊用反物質(zhì)炸彈轟擊小行星的場面(父親死亡)。最終地球繞日軌道進(jìn)行運行至木星附近時,在木星強大的引力下的反作用,最終脫離太陽引力,地球全面加速。
多年后,地球已經(jīng)逃出太陽系,然而太陽還是沒有什么異常變化。這時候很多人開始懷疑太陽駭閃毀滅地球的說法,認(rèn)為這是聯(lián)合政府搞獨裁,以一個騙局來統(tǒng)治幸存的人類。這種說法得到越來越多的人相信與支持,人類開始暴亂推翻聯(lián)合政府。(主角妻子死亡)反政府組織最終推翻了聯(lián)合政府,把聯(lián)合政府的高層全部處決在遙遠(yuǎn)的太陽余暉下。
就在此時,太陽氦閃爆發(fā)了,吞沒了整個太陽系的空間……
結(jié)尾處,幸存的地球人類繼續(xù)操控著地球在宇宙中飄蕩,主角已經(jīng)做了爺爺,他的后代,以及后代的后代,接下來數(shù)十代人都要繼續(xù)保持這樣的生活,直到比鄰星的光輝重新照耀地球。
(二)《流浪地球》里的物理知識
1. 逃逸速度
高中物理里面曾學(xué)到過第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度,分別是航天器逃脫地球的萬有引力以圍繞其做圓周運動所需要的速度、航天器逃離地球的抓力成為太陽的一顆行星的速度、行星脫離太陽的抓力飛向茫茫宇宙所需要的最小速度。
第三宇宙速度是16.7km/s,而地球本身公轉(zhuǎn)速度已經(jīng)達(dá)到30km/s,早就大于逃逸速度了,為什么還轉(zhuǎn)著呢?因為三大宇宙速度針對的對象都是從地球發(fā)射的航天器,其速度都是相對于地球公轉(zhuǎn)而言的,若是我們以地球本身為諾亞方舟,逃離太陽系的話,需要瞬間加速到42.4km/s即可。跟現(xiàn)在地球公轉(zhuǎn)所具有的動能相比,我們還需要獲得2.7×1030kJ的能量。
2. 恒星演化
所有恒星都是由坍塌的氣體和塵埃云產(chǎn)生的,通常稱為星云或分子云。在數(shù)百萬年的生命長河中,這些原恒星逐漸進(jìn)入平衡狀態(tài),成為主序星。核聚變在恒星生命的大部分時間內(nèi)為其提供動力。當(dāng)恒星耗盡其核心的氫燃料,核反應(yīng)不再繼續(xù),核心由于自身重力開始坍縮,恒星也就到達(dá)了紅巨星階段(或者白矮星、黑矮星、中子星、黑洞,與恒星質(zhì)量有關(guān)),也走到了它生命的晚年時期。
3. 重元素聚變
遍布了半個地球的等離子體發(fā)動機的能量,就是來自于“重元素聚變”。重元素聚變中的“重元素”其實是泛指除了氫以及氫的同位素之外的所有元素。
核聚變中的一個重要概念叫做“比結(jié)合能”,核子(質(zhì)子或者中子)結(jié)合成原子核時會釋放能量,平均每一個核子釋放的能量就叫做“比結(jié)合能”。圖中比結(jié)合能最高的位置對應(yīng)的元素是56Fe。
不過重元素聚變隱含了一個條件——“可控”。單就聚變而言,氫彈中已經(jīng)實現(xiàn)了氘-氚聚變。然而氫彈的能量是在一瞬間全部釋放出來的,要想作為燃料,需要控制聚變反應(yīng)的速率,這對于目前的人類而言依然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

4. 引力彈弓
除了重元素聚變以外,另一個重要的能量獲取方式就是引力彈弓?!耙椆笨梢院唵蔚睦斫鉃閮蓚€星球發(fā)生了一次彈性碰撞,通過碰撞把目標(biāo)星體的能量傳遞給地球,只不過這樣的星球碰撞是通過引力來作用的。
圖中由于目標(biāo)星體的質(zhì)量比地球大得多,所以將2U的速度傳遞給了地球。實際的引力彈弓過程比這要復(fù)雜很多,地球在引力的作用下軌跡應(yīng)為雙曲線,因此實際的偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)該嚴(yán)格地在0到180度之間,傳遞的速度也會比2U小一些。對于引力彈弓來說,相同速度下,最近掠過距離越近,偏轉(zhuǎn)角度越大,獲得的能量也越多。不過實際的加速過程中也并非距離越近越好,這涉及到另一個概念:洛希極限。

5. 洛希極限
是由法國物理學(xué)家愛德華·洛希計算出來的極限。它的意義在于當(dāng)兩個天體距離小于到洛希極限時,較小的天體會被大天體的引力所撕裂。之所以會存在這樣一個極限,是由于潮汐力的作用。這里的潮汐并不是指海洋的潮汐,是指的小天體所受到的不均勻的引力。由于引力是和距離的平方成反比的,因此靠近大天體的一端受到的引力作用更強,反之,遠(yuǎn)端就會更弱,兩端的引力差就是潮汐力。不僅如此,越靠近大天體,潮汐力也會越大,當(dāng)距離達(dá)到洛希極限時,潮汐力恰好等于天體自身的引力,再靠近,就會被撕碎。
6. 比鄰星
比鄰星(毗鄰星,Proxima Centauri)是南門二(半人馬座α)三合星的第三顆星,依拜耳命名法也稱為半人馬座α星C。它是離太陽系最近的一顆恒星(4.22光年)。
(三)中國科幻的內(nèi)核
1. 全人類作為一個命運共同體
原來,不是所有的主角都是貫穿全劇的英雄,不是所有的努力都會有成功的結(jié)果,也不是所有失敗的任務(wù)就徹底沒戲了,更不是說拯救地球只是靠著誰的一腔熱血和愛情激情就可以辦得到。
在《流浪地球》里我們看到了一種理念,一種將全人類團(tuán)結(jié)在一起“集中力量辦大事”的理念。全球各國各民族說著不同語言不同膚色,不同信仰的人們,為了同一個目標(biāo)“讓地球和人類活下去”,團(tuán)結(jié)在一起?!疤煜麓笸?,是中國人對美好社會的一個共識。也是最期待的努力方向。在中國人理解的未來世界,不應(yīng)該是充滿分歧和斗爭的,而是求同存異,共同發(fā)展。
2. 絕不認(rèn)命,就是干
堅信人定勝天,這也是中國人一個傳統(tǒng)品性。面對災(zāi)難,從大禹治水,到98抗洪,再到汶川地震,中國人一直在努力抗?fàn)?,克服?zāi)難。
為了解決南北運輸不便的問題,挖了上千公里的京杭大運河,相當(dāng)于一個英國國土的長度。
為了解決洪水問題和灌溉問題,中國人造了都江堰,一用就是2000多年。
為了抵御外敵,少死平民,中國人建了長城。
《流浪地球》里也是這樣的做的,光是建造1萬個大如山峰的行星發(fā)動機,就能看出中國科幻作家的思想有多硬核。不服就干,一個發(fā)動機不行,就造一萬個。
不論人類歷史導(dǎo)向何處,我們決定,選擇希望!
永不服輸,永遠(yuǎn)相信希望。哪怕2500年的征途也無怨無悔。
(四)原著語句摘錄
啊,地球,我的流浪地球??!
古代曾有一個倫理學(xué)問題:當(dāng)洪水到來時,只能就走一個男人,是去救他的父親呢,還是去救他的兒子?在這個時代的人看來很不理解。
在我眼中,世界就是由廣闊的星空和向四面無限延伸的冰原組成的,或者它本身就是宇宙的盡頭。而在無限的星空和無限的冰原中,只有我一個人!雪崩般的孤獨壓倒了我,我想哭。我拼命地趕路,名次已無關(guān)緊要,只是為了在這可怕的孤獨感殺死我之前盡早地擺脫它,而那想象中的彼岸似乎根本就不存在。
我們理解所有的人,因為已經(jīng)進(jìn)行了四十代人,還要延續(xù)一百代人的艱難奮斗中,永遠(yuǎn)保持理智確實是一個奢求。但也請所有的人記住我們,站在這里的這五千多人,這里有聯(lián)合政府的最高執(zhí)政官,也有普通的列兵,是我們把信念堅持到了最后。我們都知道自己看不到真理被證實的那一天,但如果人類得以延續(xù)萬代,以后所有的人將在我們的墓前灑下自己的淚,這顆叫地球的行星,就是我們永恒的紀(jì)念碑。
五十億年的壯麗生涯已成為飄渺的夢幻,太陽死了。
幸運的是,還有人活著。
我知道已被忘卻
流浪的航程太長太長
但那一刻要叫我一聲啊
當(dāng)東方再次出現(xiàn)霞光
我知道已被忘卻
起航的時代太遠(yuǎn)太遠(yuǎn)
但那一時刻要叫我一聲啊
當(dāng)人類又看到了藍(lán)天
我知道已被忘卻
太陽系的往事太久太久
但那一時刻要叫我們一聲啊
當(dāng)鮮花重新掛上枝頭
……
我好像看到了半人馬座三顆金色的太陽在地平線上依次升起,萬物沐浴在它溫暖的光芒中。固態(tài)的空氣融化了,變成了碧藍(lán)的天。兩千多年前的種子從解凍的土層中復(fù)蘇,大地綠了。我看到了我的第一百代孫子孫女們中綠色的草原上歡笑,草原上有清澈的小溪,溪中有銀色的小魚。