文/敖清昶
《星球大战》中的科学错误
文/敖清昶
诞生于20世纪七十年代的系列科幻电影《星球大战》影响了几代人,是科幻电影的形象大使,强力激发了无数人的想象力和创造力,甚至在某种程度上影响了整个人类科学技术的发展,然而,立足今日科技回看这部经典影片,却会发现这部影片中的科学谬误不少,许多科幻成分貌似很符合科学原理,但实则违背了科学原理。
我们的宇宙广阔无垠,人类所能造的最快的火箭飞到离我们最近的恒星,也要数千年的时间;即使光也需要超过4年的时间才能抵达那里。
很显然,我们需要一些办法来解决这个问题。如果《星球大战》里的千年隼号飞船要花费1万年才能从塔图因星球飞到奥德兰星球,那么将是多么无趣的事情。
于是,《星球大战》使用了“超空间”。在普通空间里速度的上限是光速,而在超空间里就没有这种限制了,飞船可以使用“超引擎”进入超空间,并超越光速。
这样的超空间在理论上也许有可能存在,不过这里还是有个问题。不管是《星球大战》,还是其他的科幻电影中,飞船在超空间旅行时,周围总是有无数光束闪过,十分炫酷。
但是,如果一艘飞船真的可以超空间旅行的话,你并不会看到这样的画面。
因为星光的频率都会大幅度增加,最后会跑出可见光的范围,而宇宙微波背景辐射则会变为可见光。此时飞船上的你所能看到的,只不过是一个出现在前方的明亮光团。
太空中差不多是真空的,没有介质就没有声音,所以在太空中,我们应该听不到飞船“嗖”地飞过去的声音,也听不到武器开火时的声音以及爆炸声。
有人认为,这些声音是飞船的电脑程序创建出来的,为了给宇航员一些听觉线索,以便宇航员迅速掌握周围的情况。
这个想法似乎很合理,但是也没有必要老让我们的听众听到这些。
在《星球大战》里,一艘飞船如果被击中,爆炸后会产生极为明亮的火球,并能持续好几秒钟。
但是,那些飞船里应该充满了氧气,而且飞船的引擎也会含有氧化剂,因此,飞船被击中后,会迅速将氧气燃烧完,火球将很快熄灭。
所以,飞船在爆炸后只会产生一个短暂的闪光,之后剩下的则是向四面八方扩散的飞船碎片。
另外,爆炸后的飞船碎片总体动量仍会保持不变,这些碎片还会按照原来飞船的速度一起继续向前运动,而不是像影片中的那样停下来。
《星球大战》中的飞船上大都有激光大炮,许多人还携带着激光手枪,但是与其他的科幻电影一样,这里存在许多的科学错误,最大的问题是,通常情况下你是看不见激光的。
激光在真空中是无形的,因为没有粒子散射激光来使得它可见。在空气中,它通常也是无形的,除非空气中有烟、雾或尘埃散射激光。一般情况下,唯一能看见激光的人,应该是眼睛被激光打到的人,当然他不可能持续看很久。
在太空中看见激光就是一个很大的错误,还能看见激光在太空中穿行的过程,那就错上加错了。电影里的激光武器发出的“啾、啾、啾”的声音,是影片中最为出名的声效之一,但前面我们已经说过,真空中没有介质,我们是听不到任何声音的,而且即使有介质传递声波,激光穿行时,是不会伴随任何声音的。
因此,真正的太空大战是无声无息的,不可能像地球上的战争那样火光冲天,枪炮声震耳欲聋。飞船大部分时间是待在行星的大气层里。不过,更大的可能是这样的设计在电影中的视觉效果更好。
更为不合理的是,电影里的太空战机在太空中转弯会像地球上飞机转弯一样,其实根本不可能,因为没有空气,副翼和方向舵都不会起作用。目前人类的宇宙飞船只能靠推进器喷射液体燃料来改变方向。
如果飞船有足够的燃料,你当然可以让飞船像飞机一样拐弯,不过这是毫无意义的燃料浪费。
电影里的飞船的推进器在太空中似乎总是打开的,但这毫无意义。在太空中基本上没有阻力,飞船即使关闭了推进器,它也可以继续保持原来的速度前行。一些飞船还使用了离子推进器,其实离子推进器产生的加速度很小,远不如传统的化学引擎。
你可能会注意到影片里的太空战机总是从上方攻击大型太空战舰,就像地球上的战斗机攻击军舰一样,可是,跑到太空战舰“底下”攻击不也是可行的吗?
《星球大战》大部分的太空战机似乎是按照空气动力学原理而设计的,许多都有机翼,其实太空里是没有空气的,也许设计师主要是考虑