本視頻的文字稿件（手打）

流浪地球故事的大背景是太陽氦閃將提前到400年內(nèi)發(fā)生。

天體物理相關(guān)內(nèi)容

太陽氦閃

我們知道太陽的發(fā)光發(fā)熱實際上是由于氫元素的核聚變。太陽3/4的質(zhì)量由氫構(gòu)成，兩個氫原子聚變成一個氦原子，損失一定質(zhì)量的同時，釋放出巨大的能量，如果從恒星演化的過程上看，太陽目前處在主序帶上的年齡大約是45（46）億年，俗稱壯年期。這個階段是氫到氦的聚變，在等約50億年后，太陽步入老年期，氦核心因引力收縮而變熱，而溫度上升時氫的核聚變加速，溫度進(jìn)一步上升，形成正反饋；當(dāng)核心溫度達(dá)到1億K時，氦原子聚變將開始發(fā)生。氦燃燒生成碳，溫度更高，熱失控的氦聚變將導(dǎo)致氦閃，釋放出的巨大能量，使太陽核心大幅度膨脹，這就是太陽氦閃。老年前的太陽在極高溫度下氦燃燒的過程，原著寫道，天體物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽內(nèi)部氫轉(zhuǎn)化為氦的速度突然加快，發(fā)射了上萬個探測器穿過太陽，建立了完整的數(shù)學(xué)模型后計算表明，太陽的演化已向主外星序外偏移。氦元素的聚變將在很短的時間內(nèi)傳遍整個太陽內(nèi)部，由此產(chǎn)生一次叫氦閃的劇烈爆炸，太陽將變成一顆巨大但暗淡的紅巨星，地球?qū)⒃谔杻?nèi)部運行。事實上在這之前的氦閃爆發(fā)中，地球就已被氣化了。當(dāng)然現(xiàn)實里估計人類都滅絕了，也等不到太陽氦閃的那一天。

劉慈欣并沒有改變太陽進(jìn)化的方向，只是假設(shè)這個過程將在400年內(nèi)發(fā)生。

除了太陽氦閃，《流浪地球》里還有許多與核聚變相關(guān)的東西。比如，書里設(shè)定行星發(fā)動機(jī)采用巖石作為燃料用。采用重元素核聚變，簡稱燒石頭。離開木星后，地球發(fā)動機(jī)將不停加速500年，而亞洲大陸上一半的山脈用作燃料消耗掉，還有作為《流浪地球2》核心故事的點爆月計劃，本質(zhì)上是人工觸發(fā)的一次月球核聚變，通過相控陣的方式在月球表面的一小塊區(qū)域布置核彈，讓核彈爆炸的能量聚焦在一個點上，去觸發(fā)月球核聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

相控陣

現(xiàn)實中相控陣通常是指天線陣列通過適當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系，讓來自不同發(fā)射端的電磁波在期望方向上疊加形成波束，同時抑制非期望方向上的輻射。

再做個不恰當(dāng)?shù)念惐?，雙縫干涉實驗，一束光在雙縫后，有的地方形成了波峰，有的地方形成了波谷，這是相位的疊加和抵消。同理，我們可以通過精確的列陣控制和波形調(diào)制讓多個電磁波在同一點疊加，因此在月球表面布置核彈需要位置精確。

聽起來通過相控陣觸發(fā)月球核聚變是有了一些可能性了。現(xiàn)實里的確存在通過核裂變的方式來觸發(fā)核聚變的實驗，但核爆產(chǎn)生的熱量能否通過相控陣的方式聚焦，這個就不能細(xì)想，是科幻作品的幻想所在了。

月球坍縮

還可以注意一下，電影里提到通過月球核聚變是希望引起月球坍縮的。

讓月球核爆其實是相當(dāng)于點燃月球，成為了一顆像太陽一樣，通過聚變發(fā)光發(fā)熱的天體。這樣一顆火球如果撞向地球，結(jié)果也應(yīng)該是全部玩完的。

因此電影里的假設(shè)是月球聚變發(fā)光，失去能量，內(nèi)部的引力加強(qiáng)造成坍縮。

天體物理中的坍縮，是指恒星在某些條件下引力非常大，大到戰(zhàn)勝維持物質(zhì)形態(tài)的斥力達(dá)到能夠破壞原子結(jié)構(gòu)的程度，原子解體變成電子、中子、質(zhì)子，電子和質(zhì)子又結(jié)合成中子。

如果引力不夠，破壞中子結(jié)構(gòu)會形成中子星，這是一些恒星演化的歸宿。

如果引力大到能夠破壞中子結(jié)構(gòu)，中子再繼續(xù)坍縮，這樣做就等于構(gòu)成月球的物質(zhì)不復(fù)存在了，自然就不會和地球相撞了。

但這個設(shè)定也不能太細(xì)想，因為坍縮的盡頭引力無限增大，大到燈光也無法逃離的時候，那形成的是什么呢？是一個黑洞了。當(dāng)然電影同時也基本上忽略了離地球如此近的月球核爆會對地球造成什么影響，感覺并不會比月球炸成碎片后撞擊地球的影響小。

潮汐

電影里月球沖向地球，以及地球停止自轉(zhuǎn)，引起災(zāi)難的主要途徑是潮汐異常引發(fā)的大洪水。

潮汐現(xiàn)象是地月引力主導(dǎo)作用的結(jié)果，月球與海水之間的引力大小受距離的影響，月球表面各點離月球的遠(yuǎn)近不同，正對月球的地方收到的引力大，海水向外膨脹，而背對月球的地方引力小，離心力變態(tài)，海水在離心力的作用下也向外膨脹，也會出現(xiàn)漲潮，所以一天之內(nèi)地球有兩次漲潮，海邊生活的同學(xué)估計知道這個吧。

當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)停止，并且月球不斷靠近的時候，海水被大量吸引到面對月球的這一面，因此我們看到的電影里的巨大的洪水和被洪水淹沒的北京城；再等到地球發(fā)動機(jī)點燃，地球開始加速的時候，又會再一次改變潮汐的方向，所以出現(xiàn)了《流浪地球1》離廣大的華北地區(qū)和上海重新露出海面，也是可能的。

洛希極限

洛希極限這個詞在電影里被反復(fù)提及，實際上是指圍繞行星的衛(wèi)星所受到行星引力和衛(wèi)星自身物質(zhì)引力相等的時候的那個極限距離。

當(dāng)兩者的距離比洛希極限要小的時候，在衛(wèi)星上受到行星產(chǎn)生的引力要大于衛(wèi)星自身的引力了，簡單來說就是衛(wèi)星無法維持住自身的物質(zhì)將被行星的吸引撕裂，也就是月球?qū)⒔怏w。

電影里還假設(shè)地月距離突破洛希極限后，地球也同時會被引力撕裂。

地球發(fā)動機(jī)

電影里的地球發(fā)動機(jī)分為兩種，一種是用于停止地球自轉(zhuǎn)的赤道發(fā)動機(jī)，另一種是提供推力的。

這里和原著有所不同，原著里的地球發(fā)動機(jī)只能建造在亞洲和美洲兩塊超大型的陸地上，因為其他的大陸根本無法承載地球發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的巨大推力，陸地會破碎，所以并沒有環(huán)赤道的發(fā)動機(jī)。沒有赤道發(fā)動機(jī)，想要停下地球自轉(zhuǎn)其實也很簡單，只要控制發(fā)動機(jī)噴出的方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反就可以了，不需要建設(shè)環(huán)赤道一圈的發(fā)動機(jī)。

信息技術(shù)相關(guān)部分

根服務(wù)器

電影最后一個懸念放在了重啟互聯(lián)網(wǎng)，確切的說，是對在北京的根服務(wù)器重啟上。

與我職業(yè)相關(guān)就多說兩句，所謂互聯(lián)網(wǎng)，本質(zhì)上是一系列公認(rèn)的協(xié)議，大家都按照這個規(guī)則來發(fā)布或者接收信息，所以是不需要集中部署的。但在眾多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中有一個是例外，那就是DNS協(xié)議。簡單來說，這個協(xié)議就是負(fù)責(zé)把域名翻譯成對應(yīng)的IP地址，這個過程被稱為DNS解析。

DNS系統(tǒng)的確是需要一個根的。所有域名的信息必須能夠追溯到統(tǒng)一的源頭，即來自根服務(wù)器的授權(quán)。DNS系統(tǒng)為樹狀結(jié)構(gòu)，根服務(wù)器授權(quán)了幾臺服務(wù)器.com域的解析權(quán)利，.com域的服務(wù)器再授權(quán)給國內(nèi)百度公司的幾臺服務(wù)器Baidu.com域的解析權(quán)利，那么百度就可以控制當(dāng)用戶訪問www.Baidu.com的時候能夠?qū)?yīng)解析到自家的服務(wù)器IP地址。

所以如果北京的服務(wù)器的確是根服務(wù)器的話，它不啟動，全球互聯(lián)網(wǎng)的確是沒法工作的，在假設(shè)緩存全部失效的情況下。

當(dāng)然現(xiàn)實里的DNS根服務(wù)器在美國，我國只有他的鏡像。

電影里關(guān)于根服務(wù)器的位置其實并不合理，可能是為了展現(xiàn)水下北京的奇觀，那個互聯(lián)網(wǎng)中心離鳥巢非常的近。實際上大型的機(jī)房是不可能建設(shè)在一個城市的中心的。一個大型的數(shù)據(jù)中心所需要的面積，水冷、風(fēng)冷和巨大的能耗都是一個寸土寸金的城市所無法滿足的。

量子計算機(jī)

電影里量子計算機(jī)只有一個手提箱，那么大可以單人搬運箱子。計算機(jī)為何能夠在如此小的體積上提供那么大的算力呢？

我們現(xiàn)在用的傳統(tǒng)計算機(jī)是通過集成電路的通斷來表示0和1。

一個電子比特，非0即1，不存在中間狀態(tài)；然而一個量子比特，在你不觀測它的時候，是可以處在基態(tài)和激發(fā)態(tài)中的疊加態(tài)的，像薛定諤的貓一樣，既死又活，只要滿足基態(tài)的概率整幅和激發(fā)態(tài)的概率整幅平方和為1，這樣一個量子比特就可以有無窮多種可能，而不是像一個電子比特只能有兩種狀態(tài)。

所以理論上，只要一位量子比特就可以儲存大量的信息。如果增加比特的位數(shù)，對于傳統(tǒng)計算機(jī)來說，一個n位的計算器有2的n次方種狀態(tài)，而對于n個量子比特來說則是2的n次方個基態(tài)之上的疊加態(tài)。如果要簡單理解，可以認(rèn)為量子計算機(jī)對于集成電路計算機(jī)來說，就是升維了。

現(xiàn)實中量子計算機(jī)是已經(jīng)存在的，但是并不可能像電影里一樣單人攜帶。因為要保持粒子處在量子態(tài)，粒子雖然非常小，量子計算機(jī)所需要的量子位也很少，但是用于保持粒子量子態(tài)的設(shè)備，比如接近絕對零度的極低溫，這樣的環(huán)境是不可能在一個手提箱大小里實現(xiàn)的。

數(shù)字生命

電影里設(shè)定人的信息被記錄后，通過量子計算機(jī)強(qiáng)大的算力不斷疊代，產(chǎn)生了自主意識，并且量子計算機(jī)本身也產(chǎn)生了自主意識，還給人類制造了一系列的危機(jī)。

現(xiàn)實里雖然人工智能下棋，已經(jīng)下映了柯潔，但是關(guān)于意識，人類依然知之甚少，無法描述機(jī)器人產(chǎn)生自主意識。人類意識數(shù)字化也并不是什么新鮮的命題了，但已經(jīng)極大偏離了當(dāng)前科學(xué)進(jìn)展的范疇，是科學(xué)尚未建立起來的領(lǐng)域。這一點應(yīng)該是整個流浪地球系列電影里完全獨創(chuàng)并且最接近幻想的。

我想多說兩句，大劉的作品，包括流浪地球和三體在內(nèi)，有個顯著的特征，就是他的假設(shè)，通常是具有普通人可理解的科學(xué)依據(jù)的，對于幻想部分的嚴(yán)格控制，可能是某個特定的情況，可能是當(dāng)前理論的進(jìn)一步擴(kuò)展，是一種我很節(jié)制的幻想。比如三體星說處的狀態(tài)是嚴(yán)格符合物理規(guī)律的。流浪地球里太陽氦閃也只是太陽演化的提前到來。

但是數(shù)字生命以及與人類意識相關(guān)的東西，當(dāng)前并無公認(rèn)的理論基礎(chǔ)，讓很硬的科幻有些變味了。

我對電影引入這一系列概念還是有所保留的。或許有人認(rèn)為數(shù)字生命拯救人類，這是電影的浪漫所在；但在我看來，人類通過地球發(fā)動機(jī)歷經(jīng)2500年流浪到新的家園已經(jīng)足夠浪漫了。

說嚴(yán)重一點，別讓故弄玄虛代替腳踏實地，用簡單的驚悚刺激代替人類獨有細(xì)膩深邃的感情。那樣，電影與短視頻何異呢？當(dāng)然沒有說短視頻不好的意思。

一個科幻作品的浪漫的確是可以無比貼近現(xiàn)實的。我們來體會體會原作所營造的浪漫吧。

我沒見過黑夜，我沒見過星星，我沒見過春天秋天和冬天。我出生在剎車時代結(jié)束的時候，那是地球剛剛停止轉(zhuǎn)動。地球自轉(zhuǎn)剎車用了42年，你聯(lián)合政府的計劃長了3年，媽媽給我講過全家看最后一個日落的場景。太陽落得很慢，仿佛在地平線上停住了，用了三天三夜才落下去，當(dāng)然以后沒有天也沒有夜了。東半球在相當(dāng)長的一段時間里將處于永遠(yuǎn)的黃昏中，因為太陽在地平線下并沒落深，還在半邊天上映出他的光芒。就在那次漫長的日落中，我出生了。