兔年春节以来，科幻电影《流浪地球2》凭借精彩的剧情和层出不穷的“硬科技”持续热映。无论是影片设定中月球坠落危机时的洛希极限等硬核概念，还是量子计算机、数字生命等高科技设备和思维，都引发科普爱好者的广泛热议。《科技周刊》记者了解到，片中很多高科技元素都有现实基础，其中还有来自我省的“尖端装备”。记者采访多位专家，解读《流浪地球2》科幻背后的秘密。

“数字生命计划”就是元宇宙吗？

电影中人类面临末日危机，一种声音呼吁启动“数字生命计划”以延续人类文明。现实中关于这一问题也有诸多研究。回到现实生活，为《流浪地球2》提供渲染服务的高科技公司蓝海彤翔集团副总裁、CTO穆凯辉解释，实现数字生命计划的技术原理源于目前最火爆的元宇宙里的技术分支。

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“简单来说，就是通过脑机接口技术，把人脑的一些思维模式和记忆网络提取出来，再通过某种方式存到网络中，通过网络，思维模式和记忆还可以嫁接到很多虚拟或实际物体上；比如把人的思维模式嫁接到虚拟场景的数字人和现实场景的机器人，数字人、机器人的行为、思维模式就会跟真人一样。”穆凯辉表示，电影中通过一件像U盘的物体存储了主角图恒宇的女儿去世前的思维模式和记忆，并通过计算机反映出一个虚拟的图恒宇女儿，这段场景的技术原理也是如此。

技术原理搞懂以后，现实生活中能实现吗？穆凯辉告诉《科技周刊》记者，2022年，特斯拉CEO马斯克表示他已将大脑上传到云端,并已经与自己的虚拟版本交谈过，这证明目前的技术可以部分实现大脑数据的上传，但将记忆和部分意识完全上传至数字生命世界，从而实现“永生”，无论是伦理还是技术上，目前还难以实现。

细心的观众可能会注意到，虚拟的图恒宇女儿“寿命”只有2分钟，既然已经生成了数字人，为何“寿命”如此之短？对此穆凯辉解释，2分钟的“寿命”受限于计算机的计算能力。“人类的思维方式是千变万化的，在不同的时间、地点、场景会产生无数个不同的分支，算力较差的计算机只能计算出2分钟的场景；电影中主角图恒宇一直在争取550W量子计算机就是为了用更快速的计算设备延长其女儿的‘寿命’，电影中的场景也证明了这一点，存储女儿思维模式和记忆的设备接入550W量子计算机后，图恒宇女儿实现了‘永生’。”

在穆凯辉看来，数字生命计划虽然实现较远，但一定是未来重要的发展方向。“电影中的数字生命有实到虚和虚到实两种转化，主角图恒宇和其女儿在电影中去世后思维都上传到互联网，父女两在虚拟空间中相遇，这是实到虚；父女两联合操作启动了现实中的互联网根服务器节点，这是虚到实，就如同现在站在风口上的元宇宙，也是虚实结合的。”穆凯辉感叹道。

此外，记者了解到，位于苏州高新区的蓝海彤翔集团旗下产品蓝海创意云渲染农场为《流浪地球2》提供了云计算渲染服务，渲染农场海量的云端计算资源，彻底解决了影视制作过程中的算力不足的问题，极大降低了渲染投入成本。

太阳正值“中年”，不用担心氦闪毁灭地球

《流浪地球2》不断出现了一些与天文相关的场景，如氦闪、地月洛希极限、潮汐效应，这些天文学名词分别是什么意思？

电影的背景是100年后太阳将发生氦闪，造成地球毁灭。什么是氦闪？“根据恒星结构和演化理论，太阳这样的恒星依靠核心氢元素的核聚变产生的能量对抗其自身引力，保持平衡。这一过程会产生氦元素。当核心的氢元素耗尽后，内核的温度还不足以触发氦元素聚变，因此恒星内核在其引力作用下塌缩。塌缩过程中，核心温度持续升高，直到触发氦元素的聚变反应。这一瞬间释放的能量远超过此时核心的压力，因此反应是爆发式的，也称为氦闪。” 汤靖师解释说，这一阶段是太阳这类恒星演化的必经之路，在此过程中，太阳外层氢元素还会发生聚变，使得太阳膨胀到目前大小的200多倍，成为红巨星。实际物理过程比这里描述的复杂得多，不过根据现有理论，太阳正值“中年”，核心氢元素的聚变还将维持50亿年。

“所谓洛希极限，就是指当行星与卫星距离近到一定程度时，潮汐作用就会使卫星解体分散。” 江苏省天文学会科技传播专家汤靖师科普道，这个使卫星解体的距离的极限值是由法国天文学家洛希首先求得的，因此称为洛希极限。当天体和第二个天体的距离为洛希极限时，天体自身的重力和第二个天体造成的潮汐力相等。如果它们的距离少于洛希极限，天体就会倾向碎散。它以首个计算这个极限的人爱德华·洛希的名字命名。“这个概念在《流浪地球1》里也有，当时是地球为了摆脱木星的洛希极限。”汤靖师补充道。

影片中月球接近地球时引发了强烈的潮汐效应，汹涌的潮水在片中造成了海难，危害人类安全。汤靖师告诉记者，月球在地球海洋不同位置产生的引力是不同的，这一引力差“控制”了海水的流动。因为这一效应源自引力，所以月球离地球越近，表现得也越显著——这和洛希极限的原理是一样。“不过前者是海洋的变化，潮起潮落相对连续；而后者是‘固体’，通常不会有明显的形变，而当天体内部各种作用力无法对抗引力差时将分崩离析。” 汤靖师表示，事实上，电影中当月球接近地球时，除了掀起滔天巨浪外，联合政府大楼也发生了震动，这非常真实地反映了月球的作用对陆地的影响。

苏企“尖端设备”演绎“真实的科幻”

无论是《流浪地球1》还是《流浪地球2》，电影中纵情驰骋的“工程机械”特别是“钢铁螳螂”引发观众热议。《科技周刊》记者了解到，片中大篇幅、多镜头的“实车实演”现实原型来自我省研发的国产尖端装备。依托完备的产品型谱和成熟的产业链配套体系，中国工程机械龙头企业——徐工集团以起重、土方、道路、高空、环卫、安全与应急救援等成套化设备保障方案，成为《流浪地球2》的特殊“演员”。

“我迫不及待想说一下徐工，我们拍摄中运用到的‘钢铁螳螂’，那就是一个现实版的变形金刚，整个拍摄期间我们在徐工看到了很多很多真实的科幻，看到了真正的工业。我由衷的感到骄傲，因为这些我们自己人做出来的！”《流浪地球2》导演郭帆近日曾公开表示。

“徐工集团在半年时间先后投入42款61台主机设备、400多套零部件及车间道具、61套三维模型、319名工作人员，从时间、涂装、设备、人员、物流、现场执行等各方面为《流浪地球2》做好资源配置和保障。”徐工高技术装备市场经理傅昱程接受《科技周刊》记者采访时介绍，被广大网友称为“中国高达”的徐工“钢铁螳螂”就是应急救援领域的明星装备。他说，“钢铁螳螂”的学名叫ET120步履式挖掘机，是一款高原、平原完全通用的全地形、多用途的应急救援装备，填补了步履式挖掘机在国内的空白。

据介绍，徐工“钢铁螳螂”最大的创新亮点是采用多自由度、全地形底盘，该底盘类似于蜘蛛式机器人，四角安装有4条铰接式步行腿，步行腿机构可作多自由度步行运动。它克服了传统挖掘机不能在复杂地形工作的缺点，利用独立多自由度支腿进行适应性调整，以补偿地形凸凹高度差，可到其它设备不能去处实施各种作业。前腿支爪离地后，四个车轮可作轮式行驶，具有前腿转向、后轮转向、全轮转向、蟹形转向等各种转向功能。

“‘钢铁螳螂’之所以如此灵动，因为配置了18个液压油缸，搭配上自主开发的专控软件和集成式多功能操作手柄，可实现收集全车各路信息并进行智能化管理，控制设备完成50多个动作，使操纵更加方便、准确、灵活、易学，实现了操作的简单化和人性化。” 傅昱程表示，“钢铁螳螂”还可通过安装视频监控技术和无线遥控技术，实现整机最大遥控距离达2000米，在危险作业环境确保操作人员的安全，并曾先后参与雅西高速救援以及木里火灾救援工作，同时在北京冬奥会滑雪赛道建设上也发挥了不可替代的作用。

新华日报·交汇点记者 张宣 图源 视觉中国

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