解密《阿凡达》五大科技 卡梅隆与NASA渊源颇深

　　文章摘要：如果说《哈利波特》是人类想象力的试金石，《阿凡达》则是人类未来科技的一面镜子

　　观看《阿凡达》，让小编想起了多年前观看《哈利波特之魔法石》（该系列第一集）的感受：真有人想象力如此卓越，在脑海里打造了这么一个瑰丽神秘的世界，尽管人人知道这是虚拟的，可是它的逼真程度、精致细节、缜密逻辑以及鲜活画面，都让人情不自禁代入其中，热烈探讨。《哈利波特》的作者J-K-罗琳是擅长在自己的想象力中恣意飞翔的小说家，而《阿凡达》的导演詹姆斯-卡梅隆恰还是一名为美国宇航局（NASA）工作过的科学狂人——我们亦不难发现，《阿凡达》中描绘的22世纪未来宇宙开拓画面，展现的各种令人难以置信的技术，其实在我们身处的21世纪初已有雏形显现。如果说《哈利波特》是人类想象力的试金石，《阿凡达》则是人类未来科技的一面镜子。

　　日前，美国著名科普杂志《大众科学》刊登出其主要撰稿人约翰-马哈尼的《阿凡达》观后感，马哈尼在这篇《这部未来电影说的都是真事》里惊叹：难道詹姆斯-卡梅隆也喜欢看《大众科学》吗？《阿凡达》中包括地球人开拓宇宙、海军陆战队动用机械战甲围剿外星土著纳威人、男主角杰克-萨利用意识控制他的第二肉身“阿凡达”等情节在马哈尼看来都太眼熟了，完全可以在《大众科学》报道过的国际尖端科技发展动态中找到一一对应的影子。“好的科幻故事要建立在现实世界的科技创新基础上。”马哈尼如是说。

　　无独有偶，其他包括另一著名科学杂志《大众机械》的行内权威读物也眼尖地指出，《阿凡达》将不少现今仍处于概念但理论上可行、或是初期产品问世阶段的先锋科技成型结果展现在了人们面前。

　　影片中最令人惊叹的，莫过于纳威人使用自己的辫子当USB使，与潘多拉星球上其他动植物相互沟通的能力——在科学家眼里，这简直是一种浑然天成发展到极致的生物科技机制。

　　正如电影中烟不离手的女科学家奥古斯丁教授所指，潘多拉星球就像一个巨大的网络，生物与生物之间传送信息的速度甚至已经超过了人类大脑的神经反应速度。被纳威人奉为圣物的“灵魂树”犹如一个庞大的硬盘，一方面储藏了千万年来纳威人祖先留下的记忆与意识，另一方面允许现存纳威人用他们的大辫子“下载”（杰克在女主角奈特莉的教导下第一次听到灵魂树里的声音）和“上传”（杰克在决战前夜向纳威人的“圣母”爱娃祈求帮助）自己的意识与想法。

　　人类军团动用钢铁工具摧毁潘多拉星球的举动与灰暗色调，与潘多拉星球的瑰丽生态环境形成鲜明对比。《大众科学》指出，导演卡梅隆显然是想传达警示：当人类发展并过度依赖工业科技的同时，是否摈弃了自己作为大自然恩赐产物的优势？如果科技的推进过程更多元化一些，生物科技和工业科技齐头并进的话，潘多拉星球令人赞叹的生物科技机制能否也成为人类未来画卷中的一幕？值得一提的是，潘多拉星球上自然进化出的夜光植物，已在人类的实验室里诞生。

　　还是那句老话，无论是经济发展还是科技发展，都要以可持续发展为基调，人类的未来才有可能在地球上享受与潘多拉星球一样的美妙生态，而不是大老远跑去打宇宙侵略战，然后灰溜溜滚回资源殆尽的地球自生自灭。

　　1.被送往太空的美国海军陆战队

　　电影情节：2154年，美国残疾军人杰克·萨利从低温“冬眠”环境中苏醒，抵达跨星际开矿集团已经驻扎的潘多拉星球，美国海军陆战队在此成为集团雇佣军。

　　真实科学：2006年底至2007年初，包括《大众科学》在内的许多科普科技杂志都报道了美国军方的最新动态：研制新一代亚轨道飞行器，目的是“跨越”他国领空范围（距离地面80公里以内），以便避开繁琐的跨国境申请程序，在两小时内将全副武装的海军陆战队士兵从美国本土投送至全球任何地点，非常适合前往那些局势不稳定的国家执行解救人质的任务。

　　该计划的主要提出者和推动者是美国海军陆战队退役中校罗斯福·拉方丹。他目前供职于Schafer公司——一家专门从事军事技术研究的企业，与美海军陆战队保持着合作关系。

　　该项目名为“用于进行空间运输和投送的小型装置”，简称Sus-tain。Sustain 的原理是利用冲压喷气发动机将飞行器提升至30公里以上的空域后，再使用火箭发动机将飞行器以抛物线轨迹“抛”至距离地面1.1万公里的高空，然后飞行器将自行在几乎任何平坦的地面上着陆。Sustain 的批量生产时间接近2030年。

　　2.寻找“第二地球”

　　电影情节：《阿凡达》开篇描述，“半人马座阿尔法星A”(与太阳非常相似的恒星)发出的白黄色光芒照亮了巨大的气态行星“波吕斐摩斯”（Polyphemus）及其炎热的卫星“潘多拉”。在这个郁郁葱葱的世界，大型猛兽在丛林中徜徉，如翼龙一般的动物在空中翱翔。名为“纳威人”的蓝皮肤类人族在那里繁衍生息，深谙与自然和睦相处之道。

　　真实科学：“半人马座阿尔法星A”不是卡梅隆随手拈来胡编乱造的，它是组成半人马座阿尔法星的三颗恒星之一。半人马座阿尔法星距地球4.37光年，是除太阳外距离我们最近的恒星。如此亲近也为揭示系外行星能否是我们邻居的大量研究工作注入了灵感。今年1月，耶鲁大学天文学家芭芭拉·费舍尔领导的一个研究小组利用设在智利托洛洛山美洲天文台的1.5米孔径望远镜，展开了对半人马座阿尔法星将长达五年的研究。芭芭拉表示，此类恒星系中存在质量接近于地球的行星的“可能性非常大”。

　　眼下，科学家仍然不确定半人马座阿尔法星系是否存在适宜生命萌发的类地世界，芭芭拉认为这个答案不久便将揭开。她说：“2012年前，我们将会解开这个谜团。”

　　3.反物质飞船

　　电影情节：《阿凡达》描述：为准备赶赴半人马座阿尔法星的星际之旅，人类建造了长近1英里（约合1.6公里）的太空飞船。这些太空飞船使用混合反物质聚合发动机，航行速度大概相当于光速的十分之七，即每小时6.7亿英里（约合每小时11亿公里），然而，即便是照此速度航行，赶赴潘多拉星球也需要大约6年时间。

　　真实科学：作为一种用于推进的能源，物质和反物质粒子接触并彼此湮灭的进程无法阻止。物质与反物质湮灭释放的能量可以直接用作推进剂，或者反物质可以在其他物质中诱发裂变（原子分裂）或聚变反应(原子合并)，生成数量少但却强大的推力。从事先进推进系统研究的美宇航局科学家乔治·施密特表示：“这是我们所知最强大的能量反应。”

　　然而，地球距半人马座阿尔法星有26万亿英里（约合42万亿公里）之遥，要完成距离如此遥远的星际之旅需要足够的反物质。但生成反物质不是一项轻松的工作。施密特称，造价数十亿美元的专门设施能以每毫微克600万美元的成本制造反粒子。

　　施密特说：“令我高兴的是，《阿凡达》电影制作者提出以混合核进程作为能量来源。相比纯粹的反物质火箭，这种概念需要的反物质数量更少。”不过施密特同时指出，混合反物质聚变发动机不可能产生所需达到光速十分之七的推力。

　　4.机械战甲

　　电影情节：杰克·萨利刚推着轮椅走进潘多拉星球人类驻地的机场，就有一个“大家伙”从他旁边啪嗒啪嗒走过——这个大家伙叫“增强机动平台”（Amplified Mobility Platform，简称AMP），它被操纵人员“穿”在身上（具体穿着过程可见电影中的大反派、铁血军人迈尔斯·夸奇上校找杰克谈话那一幕），操纵人员的手臂和胳膊活动会传达给AMP的外部肢体，得到“增强”：操纵人员摆动手臂，摆幅只有几英寸，AMP相应的金属臂却可挥动周长超过3米的圆弧。手提庞大的30毫米自动大炮参加战斗，就如一个人扛步枪般轻松。

　　真实科学：几十年来，美国军方一直在开发有动力装置的外骨骼服，可以让士兵携带重型装备参加行动，帮助实施救援任务、工程作业以及伤员康复训练。他们开发的机器名为“XOS”，重150磅（约合70公斤），可以戴在人的手臂、胳膊和背部。

　　铝制XOS的水力学原理可以让使用者数百次举起200磅(约合90公斤)的重物也丝毫不觉得累，而且用起来非常便捷，使用者仍能自如爬楼梯或踢足球。XOS研发小组成员戴维·奥迪特说，虽然AMP在“电影中让人无所不能”，但实际上此类装置将承担繁重的后勤工作。不过，从另一部科幻大片《第九区》也拿机械战甲说事的情况看，人们似乎已经认定这种装置将成为未来军事标配。

　　5.转移意识至“第二肉身”上

　　电影情节：“阿凡达”是人类科学家利用人类DNA与潘多拉星球土著纳威人DNA合成后人工培育而成的“空壳肉体”。但这一“空壳肉体”并非任何人的“灵魂”都可进驻，阿凡达只能接受它含有的人类DNA的提取者意识进入。这就是为什么残疾的杰克·萨利会被选中成为阿凡达之一的“驾驶者”，因为其中一个阿凡达是用他的双胞胎兄弟汤米的DNA制成的，但汤米意外去世，而同卵双胞胎的DNA是完全一样的，所以杰克才会“被选中”。

　　真实科学：这一神奇的过程看起来像“灵魂转移”，其实同样具有坚实的科学基础。为实现《阿凡达》中所描述的景象，科学家曾实施了大量研究，试图将生物“湿件”（Wetware，一种模仿生物系统及结构的智能程序）融入机械硬件。对人机界面研究的部分目标事实上就是，赋予像杰克这样的残疾人以活动能力。

　　美国杜克大学神经系统学家米格尔·尼古莱利斯说：“《阿凡达》中展现的内容与我们当前正在实施的实验有着惊人相似之处。”尼古莱利斯是一个多国科学家参与的研究计划“重新行走项目”(Walk Again Project)的首席科学家，该项目正在开发外骨骼“神经假体”设备，这套装置可以披在瘫痪者的身体上，从大脑接收指令。去年，在位于北卡罗来纳州的实验室，研究人员训练一只猕猴在跑步机上直立行走。接着，他们从植入猕猴脑部的电极获取神经信号，通过互联网将这些信号连同视频一起发给日本的实验室。在这个实验室，一个机器人可以随猕猴做出同样的动作。尼古莱利斯说：“我们训练猴子利用脑波活动控制它们自己的‘阿凡达’。”　（综合《大众科学》、《大众机械》报道）

　　“科幻王”詹姆斯-卡梅隆与NASA的瓜葛

　　卡梅隆对科技效果的追求众所周知，但大概没什么人知道他与美国宇航局（NASA）还有一段不得不说的故事。尽管卡梅隆和NASA，听起来就是科幻与科技的指代名词，但他们之间的鸿沟原来也有过跨越的时候。

　　卡梅隆是美国火星协会的成员，这一协会成员都具有相当的科技教育背景，并定期轮流为NASA高层提供咨询服务。不过卡梅隆为NASA工作的时间很短暂，他强烈建议NASA应该尽快“飞往火星”，只是NASA身为一个动作迟缓的官僚机构，无法满足卡梅隆“2012年前火星上至少要有个麦当劳”的疯狂臆想，所以双方最后还是各走各路：卡梅隆在无所不能的电影世界里满足他开拓潘多拉星球的梦想，而NASA继续为重返月球做着繁琐而庞大的风险计算工作。

　　（据在线男士杂志askmen.com）