《流浪地球》：科幻电影工业的内与外
《流浪地球》：科幻电影工业的内与外
《流浪地球》系列电影以其宏大的科幻设定和精良的制作水准，不仅赢得了观众的广泛好评，也让人们开始关注和讨论电影中展现的那些硬核科技。这些看似天马行空的想象，究竟离我们的现实生活有多远？让我们一起来看看专家们怎么说。
银幕内的硬核科技
行星发动机：原理可行，但实现尚需时日
影片中，人类计划给地球安装上万座巨大的行星发动机，推动地球开启“流浪之旅”。这些发动机依靠重核聚变产生的巨大能量。长期研究核聚变能源的中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副研究员王腾表示，核聚变反应是将两个原子核重新结合，生成一个较重的原子核的过程，其间能够产生巨大的能量，“利用这一能量推动地球，原理上是说得通的。”
王腾告诉记者，可控核聚变是目前世界最前沿的重大科学问题之一，经过全人类70余年的共同努力，核聚变研究已从实验装置进入实验堆和工程堆“章节”。“让聚变能推动星球旅行可能为时尚早，但点亮一盏灯大有希望。”王腾说。
太空电梯：从科幻走向现实
太空电梯的简单示意
太空电梯的概念由来已久。1895年，俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基见到埃菲尔铁塔后提出了太空电梯的设想。科幻巨匠阿瑟·克拉克在其小说《天堂之泉》中也描绘了太空电梯。但由于技术障碍，太空电梯长期停留在概念阶段。
随着航天技术不断发展，建造太空电梯有了更多可能。据专家介绍，在材料方面，碳纳米管和超强石墨烯被认为是建造太空电梯缆绳的理想材料；在设计方面，科学家目前已提出8个比较稳健、合理的科学设计方案；在工程方面，一些国家的科学家已开展一些小型实验并准备深入验证。
量子计算机：未来可期
《流浪地球2》使用的智能量子计算机550A道具。受访者供图
电影中，拥有超强算力和自我意识的量子计算机550系列让人惊叹。中国计算机学会量子计算专业组秘书长郭国平教授认为，未来量子计算有望在我们的生产生活中发挥重要作用。
学术界把量子计算发展分为“实现量子计算优越性”“实现专用的量子模拟机”“构建可编程通用量子计算机”三个阶段。目前，国内外量子计算机研发已实现第一阶段目标，达到第二阶段目标是当前学术界主要的研究任务，距离科幻电影中所展示的应用至少还需要10年到15年左右的时间。
数字生命：计算机前沿研究领域
截图自《流浪地球2》预告片
电影科学顾问、中国计算机学会科学普及工作委员会主任助理崔原豪介绍，“数字生命”是计算机的前沿研究领域，不过在现实世界，它指的是用计算机来模拟生命的行为和某些关键特征，让机器自行迭代，呈现初级生命的遗传变异和演化过程，而并非试图模仿或者数字化人类本身。
“数字生命”也高度依赖脑机接口技术。现有的脑机接口分为侵入式和非侵入式，主流应用是研究脑电波和外物的交互，还远没有到要扫描人类大脑、拟合人类思维的地步。
工业移动机器人：已广泛应用
电影中出现的工业机器人。受访者供图
在对未来世界的无数畅想里，机器人将成为未来社会不可分割的一个重要子集。《流浪地球2》中，带有机械臂的巡检机器人自主操作监测指标，保障空间站人员生命安全；地球联合政府会议厅，机器人驻守一旁辅助人类科学决策；北京航天中心数据中心，巡检机器人支撑着海量数据平稳运作；行星发动机机库中，移动机器人有条不紊地搬运传送着物料……
事实上，电影中所应用的工业级移动机器人（AMR），已经在当下工业生产生活中被广泛应用，其中就有“广东造”的工业机器人身影。作为工业移动机器人头部行业代表，优艾智合机器人科技有限公司的智合机器人为《流浪地球2》的拍摄提供了移动机器人产品技术支撑。《流浪地球2》中运用的移动机器人，出自优艾智合机器人实际产品矩阵。
外骨骼机甲：从科幻到现实
在《流浪地球2》中，演员身穿酷炫机甲出现在救援、运货等场景中，穿上就能让人变身“大力士”。这种机甲其实不是道具，而是中国企业傲鲨智能制造的已经进入商用，走入现实应用的“外骨骼机器人”。
据傲鲨智能公司创始人徐振华介绍，公司这类外骨骼机器人已在电力、汽车等场景落地，例如帮助机场工作人员搬运重物、为重型机械工程师分担上肢压力等。其中一款腰部外骨骼机器人产品最大助力可达30公斤，综合减负60%以上，最大助行速度达每小时7.5公里。最新研发的一款外骨骼机器人还实现了上肢、腰部、下肢一体，能够输出更大的力量。
银幕外的科技支撑
先进科技工业支撑高水准拍摄
电影的诞生源于科技的创新，电影技术的每一次革命都会带来更大的创作空间和更丰富的视听体验。《流浪地球2》借助新技术做了全新的尝试与探索。
《流浪地球2》涉及大量海外镜头，由于疫情，剧组不便出国，而是在美国、法国、冰岛、哥伦比亚四个国家组建了海外拍摄小分队进行取景拍摄。科技日报记者了解到，主创团队主要是借助云直播和云数据传输两种云技术，来实现海外拍摄、画面直播、在线实时沟通及数据传输。
在特效方面，为了让太空电梯场景呈现出真实感和视觉工业感，设计团队事先画好设计草图，再进行实体制作，每一步都如同设计高级的工业零件一样精细。剧组还在太空电梯的置景下面布满了电机和弹簧装置，如此一来，演员坐在上面，就有真实的震动和摇晃感。
《流浪地球2》拍摄现场
《流浪地球2》开创了国内电影整片进行虚拟拍摄的先河。影视虚拟化制作平台融合了动作捕捉、面部捕捉、虚拟拍摄系统、三维扫描等高端虚拟化制作设备。借助该平台，《流浪地球2》导演、摄影、视效总监把整个电影的细节预拍了一遍，到实际拍摄时演员可以直观地看到“可视化剧本”，尽管身在摄影棚，表演时对在太空中如何走位、如何搏斗、如何驾驶胸有成竹，大大降低了拍摄成本。
科学顾问让科研人员参与造梦
《流浪地球》制片人龚格尔在接受采访时介绍，电影的科学顾问分为理论物理、天文、地球科学、人工智能、基础材料、力学、航空航天、军事等组别，阵容庞大。
电影科学顾问、中国科学院物理研究所研究员梁文杰这样描述自己的工作：为了配合设定，对剧情的设定和走向做了各种有趣的估计和计算，科学的作用是帮科幻的叙述贴近科学，对其中科技活动的合理性和逻辑自洽提供建议。保证场景的真实感，保证其内容与科技发现不断共鸣，产生持续的影响力。
电影首映前部分科学顾问团队的合影。苟利军供图
更多时候，他们扮演解答问题的角色。电影制片方有各种需求。更庞大的，是电影的世界观问题。要尽量让推动情节发展的设定有科学依据，但也不至于束缚科幻电影创作者的想象。还有涉及各种细节的设定，大到扮演重要角色的550系列智能量子计算机应该如何设计，小到电梯里有两个高阶科学家在聊天应该聊些什么。
梁文杰表示，参与电影，一方面是希望中国的硬科幻更加成熟，另一方面，也希望能吸引更多心中有梦的人致力于未来科技的发展。