聊一聊那些科幻片中的“高科技”概念

科幻，一般都离不开“不明觉厉”的“高科技”概念。能在一部电影中把那么复杂的科幻逻辑解释清楚，不得不佩服编剧、导演，以及电影概念设计师的脑力。

科幻电影为什么会让我们信以为真？仅仅是因为符合科学逻辑吗？而我们真的看懂了吗？下面就让我们一起看看这些科幻电影中如何解读“高科技”概念。



首先K2君想先说一下科幻电影的定义：以目前已知科学原理和科学成就为基础的幻想性情景为背景，直接或间接使用科幻元素展开叙事的影视作品。一部科幻电影一般会拥有完整的世界观，同时剧情发展依赖科幻设定。

显然，那些“高科技”概念几乎是通过对白和画面展现出来的，就像《星际穿越》中用非常直白的方法解释了虫洞。



而科幻片中关键的“高科技”画面呈现基本是依靠概念设计来进行第一步实现。K2君将它们进行了简单地分类：已知科学理论+已有技术，已知科学理论+未知技术幻想，未知的超级能量幻想。

为什么没有未知科学理论？要知道，即使科学猜想或假说也都已有一些学术推理（有论文，不一定被证实），如果超过这个范围，就像让古代人理解电视，那就成魔幻了。



1. 已有科学理论+已有技术

并不是科幻题材中的所有物件都是科学幻想，在整个科幻的大前提下，有时也有一些科学常识可以解释。设计上几乎就是现实中工业设计的套路，可以参考生活中已有的设计，观众也容易理解。一个特别简单的例子：《盗梦空间》中的陀螺。



现实世界中，陀螺旋转会受摩擦阻力而渐渐摇摆、停止。这是常识，但也依赖于典型的科学理论基础（大概初中物理）。影片恰好利用了这一点，设计上基也保持了陀螺的经典样式。

2. 已知科学理论+未知技术幻想

下面分类举例，其中AI、人造人、时光机也许“一目了然”也许“理论高深”，但因为其各自的独特性单独列出。

a. 一目了然类

这一类的设计会有一些基础参考点，影片中也不需要过多解释。例如《阿凡达》中的异体操控：利用某种技术和方式可以让人通过意识操控另一物种躯体，或操控机械机甲。





因为操控主题为人，所以纳美人和机甲的基础形状是符合人体结构的。观众了解人体是怎样运动的，自然会直接明了异体操控的动作执行。P.S. 据说这项科学技术在现实研究中已经有了实质性进展，也许很快就可以实现。

再例如《普罗米修斯》中提到的离子推动器。虽然影片并没有解释什么是离子推进器，也不需要解释，因为观众一看名字就知道它是用来做什么的——飞船飞行的推动力。同时这个例子也属于e类。









如果有必要做详细设计，或许可以考虑离子推进器的原理：先将气体电离，然后用电场力将带电的离子加速后喷出，以其反作用力推动火箭，如果长期保持性能稳定，则能够把太空飞船加速到更高速度。据说这一类技术已得小范围应用。

b. 人工智能（AI）

非常具有工业概念设计特性的一类。例如“星球大战”系列中可爱的机器人们。



 

还有一个很经典的例子：《星际穿越》中看似简单但不简单的智能机器人。它的设计有别于其他影片中常见AI的最大特点就是外型，没有局限在类人体的结构上（一般至少会有个头）。虽然影片拍摄时只是人工实现了它的运动，但K2君还是完全被它强大的设计概念所折服，连走路方式都不止一种。

                      
                           《星际穿越》幕后。K2君突然联想到了瑞士军刀。

双拐平移式行走


                      徒步式行走
                    

                                翻滚式行走（跑）
                             

  伸出折叠杆向下翻找


                     伸出折叠杆向上抱物
                    

c. 人造人

人造人一般分为两种：生化人和仿生人。生化人一般是指利用化学和生物改造过的人类；仿生人，即仿生机器人，指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。

生化人和仿生人是比AI更接近于人类甚至看起来和人类毫无差别的“高科技”，也是科幻片最喜爱应用的科技元素之一，设计上一般以人体为基础参考进行创意。异形系列，《银翼杀手》，《攻壳机动队》等很多科幻电影都引入了这一概念，甚至成为了影片的中心矛盾。

《攻壳机动队》中的仿生人




异形系列中令人印象深刻的生化人大卫
 

d. 时光机

时光旅行在学术上只是个推论，但这并不能阻止人类的好奇和探求，对它的想象也从无限制，更是科幻电影中的宠儿。所以时光机的设计完全没有固定思维模式，完全可以有多酷就多酷，只要套上科学的外衣就够了。

《时光机器》(2002) 中的时光机，设计复古。




《十二只猴子》中的时光机，颇有些蒸汽朋克的感觉。




《回到未来》的时光车设计得很酷，还加入了相应的解释，看起来很科学，虽然数据经不起推敲。



爱因斯坦在相对论里描述：当我们以接近光速的速度移动时，我们的标尺将会缩短、时钟将会变慢；当我们以光速移动时，时间将不再流动；而我们开始以超越光速的速度移动时，时光将会倒流！不过这一推论至今仍无人可以证实。

《星际穿越》中虽然没有直接用到时光机的概念，却也实现了超现实的时空穿越。当主人公穿越黑洞回到地球，地球已经过去了几十年，他的女儿已经是一位垂暮的老人，而他依旧还是当初年轻的样子。其中概念设计上对四维空间的解读很有想法。





e. 高深科学理论类

这一类可能就需要观众有比较高的科学素养了。什么黑洞、虫洞、四维空间之类的名词，不明觉厉，看过电影后若不上网了解一下，有时还真容易“消化不良”。这一类在设计上没有太多限制，即使已有相关技术应用，但还未成熟和普及的情况下依旧有很多发展可能性和想象空间，但也可以参考相关论文的图解。

例如，《黑洞表面》中宇宙飞船的引力转动核心，这是影片中十分重要的概念，所以通过对白和画面进行了解释阐述（实际上更贴近虫洞的概念）。不过这个设计令密集恐惧症患者叫苦不迭。



结合科学的设计，有时不是单纯理解科学知识就够的。《星际穿越》中呈现的黑洞画面，依据了加州理工学院的基普·索恩（作为电影顾问）的计算结果设计并制作，是迄今为止对黑洞描述最为精确的影片。





理论上，黑洞本是一颗恒星，然而它最终没有熄灭或爆炸，而是坍塌成一个小小的、不可逃逸的奇点（singularity）。爱因斯坦说：质量越大的物体，产生的引力就越大。

3. 未知物质的超极能量幻想

乍一看，这很有点魔幻的意思，但类比一下核能，由物质带来能量也完全是符合科学设想的，而且整部影片都会依赖于科幻设定。如何展示某一未知物质的超级能量，又看起来很科学，就需要设计师花些心思了。例如《银河护卫队》中的宇宙灵球。




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