《阿凡達》中的科學話題

新近上映的好萊塢大片《阿凡達》，用電影語言建立了一個逼真鮮活的世界——潘多拉星球，并且演繹了一段驚心動魄的驚險故事。

有人說，導演詹姆斯·卡梅隆堪稱具有藝術天賦的“科學狂人”，他在影片中所展現的各種令人難以置信的技術和場景，是人類未來科技的一面鏡子，甚至在我們身處的21世紀初已有雛形顯現。也有人說，在令人瞠目結舌的3D魔術的背后，站著一位連科學定律也不能阻擋其拍攝一部史詩般電影的倔強導演。

漂浮的山脈

卡梅隆曾抱怨他的科學顧問很煩人。“拍攝這部影片我有足夠的科學背景，但是這也給我帶來了很多麻煩”。他提到，當他在寫劇本的時候想過：什么能讓山脈漂浮在空中呢?他自己給出的答案是：那只能是在強大磁場作用下的常溫超導材料，并具有懸浮特性。事實上，科學家已經在非常小的規模上證實了這種可能性。

但卡梅隆的科學顧問說：“這根本不可能。你需要的磁場是如此強大，以至它會將血液中的血紅蛋白撕裂。”對此，卡梅隆的回答是：“好吧，我們不交代這個。我們就稍稍偏離一點真實的物理世界，盡量將我們的故事講得完美就好了。”

于是，影片從一開始就告訴觀眾，人類要到潘多拉星球尋找一種稀有礦藏。這種稀有礦藏的發現給地球上的技術帶來了徹底變革，而人類未來的經濟發展則完全依賴于它。影片中，那些奇妙的山就是因為富含這種稀有礦藏——實際上是一種“終極超導體”，才能夠像浮標一樣飄浮在空中。這樣一來，貪婪的地球人為開采這種礦藏而對納威人大開殺戒，也就言之成“理”了。

接下來人們不禁要問：這究竟是一個怎樣的星球呢?

藩多拉墨球

依照《阿凡達》開篇的描述，一顆與太陽極為相似的恒星半人馬座阿爾法星A發出的白黃色光芒，照亮了巨大的氣態行星波呂斐摩斯及其衛星潘多拉。潘多拉星球是一個氣候相當溫暖的星球，但它的質量比地球小，所以上面的重力也小，生物可以長得非常巨大。

卡梅隆說，在寫劇本時他就考慮把潘多拉星球放在半人馬座阿爾法星系統中，但是，目前為止天文學家在那里并沒有發現任何大的行星。這時，一位天體物理學家告訴他，從理論上講半人馬座阿爾法星系統內是有可能存在這樣一顆行星的，因為假如這顆行星的軌道面位于黃道下方60度角處(從地球的角度看)，是不太容易被發現的。“不過，它只有距離半人馬座阿爾法A星約370萬千米才有可能有穩定的運行軌道，所以它的存在還是有些扯淡”。

現實中的半人馬座阿爾法A星距離地球4.37光年，它是除太陽外離地球最近的恒星之一。半人馬座阿爾法星是一個三星系統，有3顆恒星互相繞轉，又作為一個整體繞著銀河系中心運動。其中，位于半人馬座阿爾法星中心地帶的兩顆恒星通常被稱為“Cen A”和“Cen B”，它們的軌道力學表明有行星可能隱藏于周圍。第3顆恒星唧名為半人馬座比鄰星的紅矮星，以相當大的距離繞另外兩顆恒星旋轉。

2008年1月，由美國耶魯大學天文學家芭芭拉·費舍爾領導的一個研究小組，開始利用設在智利托洛洛山美洲天文臺的1.5米孔徑望遠鏡，展開了對半人馬座阿爾法星長達5年的研究。費舍爾表示，她的小組想要通過這顆恒星有規律的光線變化來推斷環繞它周圍運轉的天體。此類恒星系中存在質量接近于地球的行星的“可能性非常大”。眼下，科學家仍然不確定半人馬座阿爾法星系是否存在適宜生命萌發的類地世界，但費舍爾說：“2012年前，我們將會解開這個謎團。”

《阿凡達》所描述的潘多拉星球，是一個郁郁蔥蔥的世界，大型猛獸在叢林中徜徉，如翼龍一般的動物在空中翱翔，還有各種各樣新奇的植物，以及名為納美人的藍皮膚類人族在那里繁衍生患。

有一種分析認為，盡管潘多拉星球在理論上有可能存在，但生命要在上面生存可不容易，因為其“主子”行星可能會對它上面的生命造成很大的威脅，它在穿過行星磁極的時候，肯定會被很多離子轟擊。此外，行星巨大的引力，還可能會引起很大的潮汐和火山爆發。更要命的是，氣態巨行星會釋放巨量輻射物——以木星的衛星木衛一為例，這顆星球上每天的輻射量是致死劑量的4000倍。面對這一嚴峻問題，在《阿凡達》中的“設計”是，潘多拉星球上的超導性物質產生的強烈磁場，對輻射物產生了規避作用。

問題在于，生物體在強烈磁場中難道就不會出問題嗎?對此影片并沒有給出明確的解釋。還有這樣一種質疑：潘多拉星的重力比地球小，它的空氣應當比地球稀薄，那么，這樣的空氣怎能為碩大的生物提供呼吸需要，又如何能讓巨大的飛龍騰空呢?似乎只有一種可能，組成潘多拉星大氣的主要成分比地球空氣重。制片方說，這顆星的大氣由甲烷、氨氣和氯氣等組成。這3種氣體中只有氯氣比空氣重，氯氣本身有毒，它和水蒸氣結合，會在空氣中形成大量的鹽酸。這么看來，潘多拉星球還真夠可怕的。

神秘的心夏感應

《阿凡達》中最為神奇的一項“技術”，就是借助先進的界面設備，人類可以采用“心靈感應”之術“驅動”化身，這化身實則是半人類半納美人混種，它能像納美人一樣行動，并體驗潘多拉的環境。也就是說，人類可以將意識或感覺準確無誤且完整地傳遞到另一個身體上。但科學家認為，就目前的技術水平，這一幕在現實生活中尚不能實現。

不過，前不久，訓練猴子利用腦波活動控制它們自己的“化身”已獲得初步成功：在位于美國北卡羅來納州的實驗室，研究人員訓練一只獼猴在跑步機上直立行走。接著，他們從插在獼猴腦部的電極獲取神經信號，通過互聯網將這些信號連同視頻一起發給日本的實驗室。在這個實驗室，一個機器人可以隨獼猴做出同樣的動作。另據報道，一項研究也使得靈長類動物可以去遙控移動機械臂，而在人類身上，則是利用植入的電極幫助生成人工發音，利用大腦思維移動電腦鼠標。其他的一些研究，涉及通過遭受重傷的脊髓佩戴的機器界面，改變神經細胞路線，以便讓尚有功能的人體肌肉重新與大腦建立聯系。

“好的科幻故事要建立在現實世界的科技創新基礎上”。從《阿凡達》中的幻想比照現實來看，確實如此。