剧透预警
本文是上周上映的科幻电影《挽救计划》的评论音轨，可以帮助你理解电影中未能展开的科学细节，当然也会顺便对电影和原著中不够科学之处加以拆（吐）解（槽）。
如果你还没有看过电影，强烈建议完成观影再阅读。如果读完还觉得不过瘾，欢迎扫码收听《果壳时间》和《自然选择NaturalSelection》联合制作的播客节目，尽管这个故事有这样那样的不足，我们依然非常爱它↓
电影的大前提在预告片里都剧透完了，这里说一下也应该没啥：一种谜之外星微生物“噬星体”感染了太阳，吸收了阳光的能量，令阳光亮度变暗。这会导致地球温度急剧降低，引发大灭绝和文明崩溃，于是地球人只好派出宇宙飞船，去外太空寻找拯救太阳的办法。被派的人，自然是高司令。
按照设定，背景中的红色光是噬星体移动时发出的红外光，电影中处理成了肉眼可见的效果 | 官方剧照
于是电影一开场，就是高司令独自一人在飞船里醒来，并且好像什么都不记得，简直就像被外星人绑架的野蛮人；不过这个阶段很快就结束了。
刚刚醒来的主角格雷斯（瑞恩·高斯林“高司令”饰演）| 官方剧照
相比之下，原书花了三四章的篇幅来讲述他如何回忆起自己的身份、推理出自己的处境。作者在这里耍了不少小聪明，比如主角看到一架梯子第一反应是10英尺，于是推断出自己大概是英国人、美国人或者加拿大人，因为他们日常用英制单位。再比如主角观测了飞船舱外的恒星，发现恒星自转一圈的时间有问题，从而推测出这里不是太阳系而是外星。
这一段奠定了全书的基调：这是一本解谜游戏小说。
所以拯救地球这么大的任务为什么只有他一个人？其实飞船里还有另外两人，但他们都死透了。为啥死了呢？不管是电影还是书都没有完全讲清楚，反正是休眠的时候出了某个未知意外。
在科幻小说的传统里，休眠一般是为了解决太空旅行过于漫长、人类活不到终点的问题，一睡几百上千年。但挽救计划不是普通的太空旅行，真要睡那么久的话人类就没了。实际上这段旅途全程只有12光年，在相对论的钟慢效应下，经历的主观时间不过四年左右，肯定不会老死的。
那么到底为什么要休眠呢？小说中讲，飞船太狭小了，三名船员在这里不可能生活四年，最后要么打得你死我活、要么抑郁自杀，并举出了一个70年代的苏联模拟实验为例子，说这实验到94天的时候因为闹到要杀人了所以不得不停止。恕我孤陋寡闻，我没有找到这个实验的资料，实际上大部分宇航员长期隔离实验都是相对成功的，出事的案例很少。（1998-1999年间俄罗斯的一场实验中出现了斗殴和性侵，是公开案例里最恶劣的一次，但首先你一个俄罗斯实验就不应该给他们提供酒精吧！）宇航员的心理筛查当然也是个有点坑的事情，但有那么多的实验在前，怎么想都应该比这个缺乏测试的休眠装置更可靠。
按照设定，主角最终能够上飞船的条件之一是他具有“抗昏迷基因” | 预告片截图
只不过，如果三人真的在途中搞出自相残杀来，就显得这些宇航员太差劲；而如果三人都活着抵达目的地，任务想必能轻松完成，不会遇到这么多困难，故事也就没法编下去。而且如果没有休眠的特殊要求的话，主角根本就没有上飞船的资格。想来作者就是在这些来自叙事层面的压力下，昧着良心编造了一个实验，强行设定为必须休眠了。
高司令刚醒来的时候，飞船是有重力的，这是因为飞船在进行长时间的持续减速，等价产生的重力。等到飞船终于抵达目标的时候，不再减速，也就失重了。在小说里主角通过实际测量判断出来这个重力大小不对，自己不在地球上，电影略去了这一情节。
为何会有这么长时间的持续减速呢？太空中几乎没有阻力，地球载具的踩油门——最高速度巡航——刹车的驾驶逻辑就不再适用了。如果想要尽快抵达目标，标准的做法是在旅途的前半段一直加速，后半段一直减速。这意味着后半程飞船应该是屁股向前飞，这个细节电影里没有展现。作者的上一部小说改电影《火星救援》里也把这个事情搞错了。
顺便说，因为飞船的形状是长条的，所以减速过程中重力应该朝向船尾，船员体感应该是在一口长长的竖井里爬梯子上下。主角刚醒来的时候是爬梯子的，但很快就走到了水平方向的长走廊里，这或者是疏忽，或者是为了视觉效果而故意改的。
电影开头主角向上爬梯子 | 预告片截图
失重当然会导致没固定的物体乱飞，但更大的问题是影响科学仪器的运作。为此，小说里的飞船设计了一套复杂的装置，能把实验室给伸出去，拴在缆索的末端旋转，产生离心重力。（虽然中学教科书会说离心力是个虚拟的力，但在相对论框架下它和真正的重力是等价的。）这和实验室离心机原理相同，实际上影片里还出现了离心机的镜头——但没有配平，两份样品都摆在了同一侧。虽说现在有一些小型高级离心机有了自动配平功能，用内置的元件进行补偿，但不配平终究不是好习惯，大型离心机要是出了配平事故是有可能死人的。
理论上飞船重力可以靠直接旋转整个船体来实现，但是船体长度有限、宽度更小，要产生足够重力很困难，而且长轴旋转会影响引擎的喷射方向。所以小说里的解法虽然增加了船体复杂度，还是很有道理的。
飞船切换到离心机模式时，需要让上下两部分分开，乘员舱部分旋转180度 | 《挽救计划》图书
电影对离心重力的处理有点混乱。当外星飞船和人类飞船对接的时候，外星飞船先是整体旋转，人类飞船也跟上，从而在走廊里产生了重力，这好像是放弃了缆索设定。可是在片子后期的那个灾难场景里，缆索分离式旋转又毫无预兆地自己冒了出来。这恐怕是后期剪辑中的反复而导致的。
哦对，本片有正统的如假包换外星人。外星人有五条肢体，奇数肢体的外星人也算是近年来的常见设定了，可惜这设定没起到什么实际作用。小说里的外星人是穿衣服的，但电影里直接就让它的石头表面暴露在外了，只有庆祝的时候才挂了一堆项链一样的东西。因为这些石头，主角给它起名为“Rocky”，中译“洛基”其实不太合适，毫无必要地和某北欧神灵相混了。
洛基高清正面照 | 官方剧照
洛基生活在高压氨气环境里，所以送来的小圆筒里一点氨气都能把主角呛得咳嗽连连。反过来也类似，人类的氧气对它们是几乎致命的。氨气是还原性气体，而氧气顾名思义是氧化性气体，化学性质相反。洛基的体温又很高，暴露在外的分子遇到氧气，确实很有可能会发生相当剧烈的氧化还原反应。电影里洛基被迫进入氧气环境时浑身冒黑烟，想来就是体内的碳之类的成分烧起来了。
高司令和洛基互相学习语言的一段过于顺利了，好像只是对了一下词汇表就完事儿。其实学语言的真正难题在语法结构，但这要讲明白就太难了，连《降临》这种把学语言当核心情节的电影，也只能说是差强人意。小说里补充了一个设定说洛基有近乎完美的声波记忆力而主角拥有地球上最好的音频分析软件，给糊弄了过去。
格雷斯靠一种波形分析软件理解洛基的语言 | 预告片截图
之所以洛基对声波敏感，是因为他没有视觉，全靠回声定位。小说里讲这是因为洛基的行星波江40Ab气压很高，地表一片漆黑。（这安排是个彩蛋，波江40A是《星际迷航》中瓦肯人的母星。）但是按照作者的设定算一下，会发现它们的真实气压不过地球的10倍左右，而阳光亮度又是地球的7倍，无论如何不应该到全黑的程度。只能认为这是作者为了让外星人尽可能和地球人不同而强加的设定。
但很可惜的是，这个设定在剧情中起的作用微乎其微。洛基真正的贡献是（外星）人形3D打印机：他拥有一种叫氙岩的超材料，什么形状都能给你做出来，还都拥有完美的力学性能。小说里讲洛基是飞船上的工程师（engineer），但是电影给改成了机械师（mechanic），或许是因为他做的全都是动手的活儿而没搞什么规划和设计。
那么双方互通有无，合力解决真正的大问题，那就是能吃太阳的外星超生物“噬星体”。说它是超生物毫不夸张，因为它能完美吸收照上来的全波段电磁辐射，全都转化成中微子存到体内，温度一丁点都不会变。要用的时候再让中微子对撞湮灭释放能量。这可是中微子，是视地球如无物的中微子，如何能被你存储起来？而且所有电磁辐射全部吸收真的不违反热力学第二定律吗？但要是没这东西，整个故事从一开始就不会发生，也就没办法了。作者在书里很老实地承认了它“违反了所有已知的物理定律”，相当于这宇宙里的米诺夫斯基粒子。
太阳被噬星体“感染”而变暗 | 预告片截图
但从推动剧情的角度来说，这设定相当不错。第一，它的超级储能放能本领让它能跨越星际空间感染太阳，也能让它成为人类飞船的燃料，实现近光速飞行。第二，它能吸收电磁辐射，意味着人类不能简单地遇事不决丢核弹，只能去找特殊的针对性方案。第三，它的吸收辐射能力可以作为飞船的辐射屏障，保护宇航员免受宇宙射线伤害——但话说回来，宇宙射线也没有那么强，远不到一击必杀的程度。反正这项任务只是四年的单程票，结束的时候让微型飞船带着全部资料回家，然后全员自杀；就算射线增加个几倍的癌症风险，多半也等不到发病的时候。
话说为什么不能让宇航员活着回家呢？因为燃料不足。太空航行的最大难题是需要的燃料太多，燃料质量远远超过其他部分的质量。小说设定的飞船本体只有大约10万千克，装载了20倍也即200万千克噬星体，飞到12光年外的恒星刚好用完。假设要宇航员原路返航，那就意味着飞到目的地时还得剩下200万千克燃料，也就是说出发的时候需要运送的载荷从10万千克变成了210万千克，再乘以20就是需要4200万千克的额外燃料，总计4400千克燃料。这实在是太多了。
顺便说，20倍这个数字是作者计算出来的，但莫名其妙地算错了，恐怕是代入公式的时候出了岔子。实际上正确计算的话这个数值应该是400倍。
还好，洛基把自己飞船上的燃料分给了高司令，让他不用自杀。洛基为何会有额外的燃料呢？因为他们不懂相对论，算错了，所以带多了。
所以消灭噬星体为何要万里迢迢来这个12光年之外的天仓五（鲸鱼座τ）呢？因为附近的恒星都在过去几十年里变暗了，只有这一颗恒星没有。鲸鱼座τ在地球上看很暗，并不引人注意，也没有俗名。但它离太阳近，大小适中，又不是双星，搞不出什么三体问题幺蛾子，所以长年以来都是科幻作品喜爱的外星人设定地点。
附近的恒星都被噬星体影响，只有鲸鱼座τ（Tau Ceti）亮度如常 | 预告片截图
噬星体之所以没有在鲸鱼座τ泛滥，是因为这里有它的天敌“τ星虫”。噬星体虽然可以从阳光获得无限的能量，但它还是碳基生物，要繁殖就需要碳、氢、氧。虽然一般的恒星也有这些元素，但按照设定，噬星体还是需要从行星表面获取它们，主要是吸收二氧化碳。而当它们迁徙到行星表面的时候，天敌就会出马把它们吃掉，限制了噬星体数量，也就挽救了恒星的亮度。
但是这意味着噬星体必然在这里有漫长的历史，才可能有其天敌演化出来。小说里讲了噬星体在鲸鱼座τ诞生，作者后来追加说附近所有星系的生命最初都起源于鲸鱼座τ，之后再扩散到地球等处。这就带来了一个奇怪问题：噬星体既然在鲸鱼座τ这里生活了那么久，为何直到几十年前才感染附近星区，直到现在才感染太阳？之前的40亿年里它都在干啥？当然，要是它早就感染太阳的话，那地球生命就会适应着较暗的太阳演化出来，就不会觉得噬星体是什么问题了。
再仔细一想，这等于说一颗恒星没有变暗其实有三种可能：其一是它附近没有二氧化碳来源，其二是它很早以前就已经变暗完成了，其三才是它上面有克制噬星体的办法。假如主角千辛万苦飞到鲸鱼座τ，发现这里只不过是缺少二氧化碳而已，那人类就完蛋咯。
经过一番动作戏，高司令成功捕获了τ星虫的样本。他的舱外活动服是红色的，这应该是电影视觉效果的需求。现实中的舱外服基本都是白色的，视觉上容易辨认，也能反射阳光，不会过热。太空虽然给人以很冷的感觉，但因为没有空气，无法传导和对流，散热才是真正的问题。
捕获τ星虫的地点是鲸鱼座τ的一颗绿色美丽行星，格雷斯和洛基为它取名“艾德里安” | 官方剧照
可惜，他的这番操作导致了船舱外侧破损，船体旋转失控，差点害死了他自己和洛基。这个灾难和《火星救援》里那场爆炸类似，原书有详细解释，但电影觉得太复杂把解释跳过了。所以这里咱们也代为讲解一下：
主角的飞船不是为进入大气层设计的，但τ星虫只能生活在大气层里，所以为了捕获样本，要贴着边飞行。电影里能看到在飞船身后一定距离有一团红光，那是飞船引擎喷射打到了行星大气层顶端，加热大气层而发光。实际上大气层顶端当然没有明确的边界，红光应该是弥散的超巨大一团，不过视效嘛这么设计可以理解。
被加热的大气发光会照到飞船上，导致船体温度升高。船壳内侧有一层噬星体用于隔绝辐射和冷却，所以主角满心以为反正噬星体是恒温的，不怕加热，但是他忘记了热量的传播需要时间（不得不说这是一个很弱智的错误），在被噬星体吸收之前就融化了船壳。一旦船壳破损，燃料舱里的噬星体感知到行星上的二氧化碳，喷涌而出，反冲力让飞船高速旋转，产生的离心重力使得高司令动弹不得。
但主角犯的这个错误也暴露出了噬星体设定的一个小漏洞：热量传播到噬星体内部同样应该需要时间。噬星体是传统细胞，有细胞膜，细胞膜再薄也有厚度，只要外界温度或者辐射够高，应该也能在能量转化完成之前把膜干掉才对，而不该是无敌的。
τ星虫的戏份在电影里大幅简化了。原书中主角发现τ星虫无法在有氮气的环境里生存，意味着无法放它们去金星自行繁殖、吃掉噬星体。解决的办法是人工选择：把τ星虫放进微量氮气的环境里，逐渐增加氮气含量，筛选出对氮气有抗性的个体。这个原理是没问题，但过程进行得实在太顺利、太平滑了——突变是随机的而非定向的，τ星虫并不会因为遇到了氮气就开始朝抗氮的方向努力前进。现实中细菌是因为有极其巨大的总量才能撞到罕见的突变，产生抗药性，小说里的τ星虫数量实在太少了，照理说最大的可能是一碰氮气就全军覆没才对。只能说主角光环就是厉害。
但这主角光环很快就干了一件更厉害的事情：教会了τ星虫从氙岩分子的间隙里钻过去，然后逃跑的τ星虫把当作燃料的噬星体吃掉了，导致洛基被困在了太空中回不了家。这实在有点离谱，气体都穿不透的氙岩，细胞如何能穿透？我觉得作者有一种生命万能论的倾向，似乎只要涉及外星生命的地方就可以瞎设定。
洛基在地球飞船上时，需要待在氙岩制作的隔离房间里才能不受地球环境的影响 | 官方剧照
于是主角损失了一点燃料，但洛基的燃料全没了。怎么办呢？高司令的办法是，按照最初的计划把微型飞船带着τ星虫和使用说明书送回地球，自己开着飞船接上洛基，带他回母星波江b，洛基的飞船就扔掉不要了。为什么不是让微型飞船去波江b，主角带洛基回地球呢？因为微型飞船结构简单，导航能力欠缺，设定是要飞到地球附近之后接收地球无线电波引导才能降落的。要是发去波江b的话，外星人没办法引导它。
最后高司令定居在了波江b，住在了专门为他建造的生物穹顶里。这一段出现了波江b的全景，能明显看到大片蓝色海洋和岛屿，这证明波江b的大气确实是透明的。但接下来生物穹顶的镜头里，穹顶上方是黑的，由灯光照亮地面，这就又说不通了。对此我有一计，那就是设定波江b其实是被太阳潮汐锁定了，有一半永远没有光照，而洛基他们是在这黑暗的一半演化出来的。
电影中一闪而过的波江b全景 | 官方剧照
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作者：fangorn
编辑：odette
封面图来源：《挽救计划》官方剧照
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