科學電影有哪些知識點

『壹』 看電影《火星救援》之前需要了解哪些基本的科學知識

▍火星風暴

故事的起因是火星上突然而來的風暴，風速高達每小時180公里，幾乎摧毀了讓隊員們離開火星的火箭，他們只好提前離開。據果殼網最新一期《科學棒棒棒》主編徐來介紹，火星上形成不了180公里時速的風暴，因為180公里時速的風暴相當15級的強台風。可是火星的大氣壓只有地球的1%，從風的動能來說只相當4級的風。這其實是電影的一個技術bug，雖然原著作者Andy·Weir知道這個問題，不過為了飢李劇情需要他還是利用了這個bug。

▍火星日

月球的重力是地球的 6 分之一，而火星的重力乃地球 2.5 分之一，火星也有自轉與公轉，如果我們依據太陽運動來定義時間，那火星一天的時間為：24 小時 39 分鍾 35.24409 秒，比地球太陽日長 2.7%。因此使用火星日便是根據火星的生態作息來過生活。

▍火星上種土豆

在火星上種土豆不是一件簡單的事情，雖然男主是加州大學的植物學家，但是他並不擅長種土豆。種土豆不光需要活的土豆，還需要陽光、氧氣、二氧化碳和水。

目前科學界認為火星的土壤真的可以種蔬菜，不過要成功可不簡單，曾經有研究人員利用火星上探測器的數據，在地球上彷造火星的土壤，結果成功地讓植物發芽、生長，不過只活50天。除了以上的因素之外，還需要養分，男主是一位植物學家，他看一眼真空廁所就找到了方法，因為糞便中微生物，可以得到植物所需要的養分和礦物質。不過，在火星上種土豆最重要的是：水！

▍水從哪裡來

男主為了種活土豆，他想到利用留下來的火箭燃料。火箭的燃料是「聯氨」（hydrazine，N2H4 ）通過燃燒裡面的氫原子與周圍的氧氣結合，就會產生水：N2H4 + O2 → N2 + 2H2O。不過聯氨是傳統的火箭燃料，是有毒的物質，燃燒的過程一個不小心還會爆炸。所以男主沒有直接燃燒燃料，而是先用催化劑，把火箭燃料分離成了氮氣和氫氣。

我們知道氫氣和氧氣一起燃燒就會生成水，不過氫氣經常不能夠充分燃燒，會有小部分逃逸出來，聚集多了之後就會可能引發爆炸。不過男主馬特·達蒙反其道而行之，讓氧氣在氫氣中燃燒，為此他製作了一個設備，在其中充滿了氫氣，然後把氧氣一點點輸入進去，讓氧氣在氫氣中充分燃燒。但是他忘了自己呼出的氣體當中，也是包含氧氣的，這一點造成了後來的爆炸。最後他發現了這裡面的bug，戴上頭盔才解決這一bug。事實上，在Andy·Weir寫《火星救援》的時候，NASA就宣布了火星表面上有液態水，某些地區每到夏天就會有深色的「水漬」往山谷流下。

▍火星任務

NASA開展一次火星任務從開始到結束需要三年時間，前期需要大量的時間分成14次無人飛行任務運送物資到火星固定位置上。物資到位後，宇航員以常規方式進入地球軌道，乘飛船登上赫爾墨斯號。在准備期間，會有四次無人飛行任務為宇航員運送燃料和給養。一旦所有工作準備完成，宇航員就啟程飛向火星。花上數天時間，消耗大量化學燃料，將飛船送入火星軌道。進入火星爛鎮遲軌道後，宇航員乘坐MDV（降落倉）抵達火星地表。他們結束31個火星日的任務後，MAV（返航倉）將他們送回赫爾墨斯號。

▍登陸火星

電影《火星救援》虛構了「Ares3號任務」搭載離子推進器的赫耳墨斯號飛船實現人類首次登陸火星。而離子推進器則是真實存在的科技，NASA位於格倫研究中心的電子推進實驗室，其」演進氙離子推進器"(簡稱NEXT)引擎，該7千瓦推進器旨在推動NASA未來的深空探測器，可達到時速32.1萬公里的推進力。"NEXT"的全稱為"NASA's Evolutionary Xenon Thruster"，NEXT離子推進器是取代燃料火箭(工質)，更適合太空飛行的(非工質)動力引擎。

▍火星救援難度

火星救援最困難的是如何離開火星表面。這就是為什麼有人想出了有去無回的殖民計劃，因為返航實在太難了。想想我們用來離開地球的火箭，那往往是非常巨大的；再比較一下月球登陸艙：小小的一隻盒子，就能飛離月球表面了。這就是重力和大氣造成的區別。當有人說起甲烷氧氣燃料，他們說的是從火星大氣中製造燃料的做法，這就是MAV（返航倉）起飛的方式，它先是在火星上降落，然後就待在那裡製造燃料。如果你能用火星大氣造出15000公斤的火箭燃料，那就相當於可以隨身少帶15000公斤燃料。

▍火星探測旅居者號

男主如何開著火星探測旅居者號駛過3200公里？主要是直接用太陽能板給蓄電池充電。同時為了保暖，男主做旅察了一件被禁止的事情，就是挖出前幾次任務裝有2.6千克同位素鈈238的發電機，相當於一台大概1500瓦左右的取暖器。男主就是靠太陽能充電和鈈238的發電機取暖，駛過3200公里到了救援准備地點。

▍十六進制

16進制是計算機中數據的一種表示方法。同我們日常生活中的表示法不一樣。它由0-9，A-F組成，字母不區分大小寫。與10進制的對應關系是：0-9對應0-9；A-F對應10-15；N進制的數可以用0到(N-1)的數表示，超過9的用字母A-F。男主和地球圖片交流的時候為什麼要用16進制呢？不是還有二進制，十進制么？其實答案很簡單，那就是編成代碼會比較短。畢竟火星到地球發張照片就要半個小時，所以如果用二進制0101寫不得寫死。而如果用26個字母呢？主角也說了，一個圓劃分得太細，不容分的清，造成信息誤讀反而減低效率。

▍星際通訊

電影中常常出現「用衛星來通訊」這個橋段，當然這件事情如果是只限定在地球上的話，從物理的角度來看是沒有錯的。我們行動電話所使用的通訊是透過無線電，基本上無線電只能夠直線前進，高山與大樓都會阻隔無線電訊號，所以地面上需要設立很多無線電基地台。就算沒有高山或大樓，地球本身也是球型，地球表面上就不可能有一條直線(不是弧線)把台灣與美國直接連起來。

所以就需要把訊號發射到天上的衛星，再從天上的衛星把訊號再傳到地球的另一邊。這種衛星就是通訊衛星，通常在地球的同步軌道上，同步衛星在地球赤道面上繞一圈24小時，與地球自轉時間相同，所以從地面上來看，相對於地球上是靜止在同一位置。

只要是同步衛星的訊號范圍內，就可以在任何一個時間做通訊。本片的場景包函了火星與地球，理論上火星與地球可以經由地面上的天線站，經由無線電訊號的傳送直接聯絡、也可以讓地面上的天線站透過火星與地球中間的衛星傳遞無線電訊號來聯絡。無線電訊號基本上是走直線的，因為火星與地球都會自轉，地面天線站隨著火星與地球的自轉，轉到無法讓無線電順利的傳送時，火星和地球就無法聯絡了。

▍中國宇航局在救援中的作用

中國宇航局主要作用是，將中國的太陽神火箭協助美國把愛麗絲號（MAV，男主最後回來的座駕）送到火星，NASA總結出兩份計劃：一是把愛麗絲號直接用太陽神送到火星，讓瓦特尼等到戰神四號的組員抵達；二是把愛麗絲號送到正在減速的哈美斯號（Hermes），並讓其加速，進行重力助推前往火星，把男主接走。NASA選擇了第一個，但有人秘密地把計劃二的內容告知戰神三號的組員，並在全員贊成的情況下告知控制中心，讓他們發射火箭，把愛麗絲號送上來。

▍為什麼要盡可能扔掉返航倉的東西

噴氣推進實驗室的研究員發現：因哈美斯號進行重力助推後速度較快，只能進入較高軌道，而上升載具要載著一個人到達這個高度，必需減掉五千公斤的質量。因此，他們指示瓦特尼到達後把鼻錐、窗戶、控制台、座椅等等拆掉，僅剩下一張椅子和船殼，並從哈美斯號遙控升空。

『貳』 《流浪地球》電影中有什麼情節需要一定的科學知識才能理解

《流浪地球》是一部少兒科幻。太陽老化，科學家通過各種數據得出太陽短時間內會產生巨變，形成駭閃，地球會毀滅。面對這種情況，為了應對危機，人類內部產生兩種不同意見，地球逃生派和飛船逃生派。不少家長都會選擇帶孩子看這部電影，順便還幫助孩子科普了不少的科學知識。但是在看之前，這些科普知識可以幫助孩子加深對於本部電影的了解。

氦閃

太陽是靠核聚變來產生能量的，太陽目前產生的能量主要靠氫元素的核聚變，這個過程是相對穩定的，但隨著氫元素核聚變的逐漸進行，氦元素會變得越來越多，當太陽中的氦元素達到臨界點，氦元素也會進入到核聚變過程中（其實氦元素及其他重核聚變一直在進行，但一直只是聚變中較少的存在），這個時候會導致太陽發出的能量急劇升高，使太陽膨脹到淹沒地球運轉軌道。

無論是《流浪地球》的原著還是改編的電影，都有大量硬核的科學知識，讀過《三體》的朋友肯定深有感觸，這就是大劉的一貫風格。當然，《流浪地球》里的「現實梗」，還有很多。國運興，則文運興。頂尖的中國科幻，背後是頂尖的中國科技，以及頂尖的中國企業。

『叄』 《冰河世紀5》里有哪些科學知識和物理知識

冰河世紀五是一部特別好看的動畫電影，也是冰河世紀這一系列電影中的第5部，他是很難得的，從第1部到最後一部都依然保持著高製作水準的動畫系列電影，其中還蘊藏著很多科學知識，我們現在就來一起看一看。

因為水晶的主要成分是二氧化硅，那麼二氧化硅是沒有吸鐵的功能的，也就是說水晶是沒有磁性的物體，它並不具備改變磁場的功能。但是水晶確實有儲存能量的功能，因為光進入水晶之後，從6個棱面不停的反射，只有一部分光能夠從水晶體中透出來，另外一部分就會儲存在水晶中。

『肆』 科幻電影中有什麼常見科技

第一類，續命類。
這在很多題材電影小說中，都會有一個關於延長壽命，或者說延續劇情存在時間的設定。
例如，冬眠。
這是在很多電影，冬眠倉的設定多種多樣，其實主要目的就是「暫停壽命」。已知人類壽命撐死也不過百年，對於時間線比較長的科幻題材中，這百來年實在是太短了，不利於劇情推進。所以，代入冬眠這個設定來暫停壽命，節約有限的生命。

另一類就是科幻題材中最喜聞樂見的，直接延長壽命。
更長的壽命，更強壯的軀體，更聰明的大腦。可以內部因素延長，比如修改基因等。也可以外部因素延長，比如某科學事故，偶然天成。
這中間任何一個線索，都可以衍生出一系列的科幻作品。

第二類，交通類。
人類想跨越星球與星球之間的距離，靠現在已知的交通工具是肯定不行的。中心思想就是，太慢。
首先是，燃料的問題。
想更快更遠，需要考慮燃料的問題。而有燃料的因素，就要考慮體積。這一系列的延伸，需要大量的設定去圓這個坑。
隨著現實科技的發展，以及科學理論的更新，給科幻帶來了越來越多的關於「燃料」方面的靈感。
從過去理解的火箭燃料，到後來的聚變，裂變，甚至還有人造小型黑洞作為能源供給等等。
所以，逐漸解決了燃料的問題。

接著是速度問題。
我們已知速度最快的是光速，但是，這對於星球與星球之間，星系與星系之間，這個速度還是遠遠不夠的。
隨便一算，就是多少光年，多少萬光年，時間太長了，人類壽命耗不起，文明也耗不起。
所以，各種各樣的名詞進入了科幻作品中，遷越，曲速，甚至人造蟲洞等概念。
目的就一個，縮短人類星際航行過程中，這種長距離航行的時間。不然，一個航行五六十年，等到了目的地，都快抱重孫了。
所以，科幻作品中，交通工具也是一個經久不衰的老題材。比如《神秘博士》這樣，一泡尿的功夫，就從宇宙這一段跑到另一端了。在時間線上來回穿梭，也是家常便飯。

第三類，實用類。
科幻其實只是一種題材，可以和任何題材混搭，找准平衡點，哪怕跟魔幻題材也可以融合在一起，並且毫無違和感。
所以，在設定科幻裝備的時候，實用性就成了關鍵。舉例，《阿麗塔》中，機械義肢。為了比賽而設定的各種各樣的武器，古代機械格鬥用的納米科技等等。
再比如《星球大戰》，小到黑白兩道用光劍PK，中到各種海陸空武器裝備，大到行星武器直接摧毀多個星球。既然能夠輕易毀掉一堆星球，完全沒有必要拿高科技冷兵器在那裡肉搏。因為，劇情需要，這一切的設定都是為劇情服務的。
再就是一直被吐槽的《星際穿越》從黑洞穿回太陽系。《流浪地球》中的，點木星推動地球。
雖然都有大量建立在已知科學理論基礎上的不合理性，但是，為了科幻作品的劇情喊禪推進，它們有必要存在的實用性。
因此，無論是武器類還是輔助類科幻裝備，都是因為對劇情來說，具有實用性，才會存在於劇情中。比如降維打擊，都沒辦法去科學理論論證這一可能性。

第四類，核心類。
科幻作品中，如果只存在一些腦洞大的科技產品，這個故事其實是很乏味了。電影院看一個半小時的科幻產品講解，我估計能坐著看下去的人並不多。
所有的孫滲攜科技設定，都是在為劇情服務，無論它是不是夠科學。劇情連貫，足夠吸引觀眾，才能在作品中「推銷」自己的科幻設定。
無論科幻設定多硬核，沒有一個能夠讓人津津樂道的劇情，合理的人際關系，社會矛盾，種族矛盾，星際矛盾，科幻是沒辦法展開的。
所以，在科幻作品中，會有一類黑科技設定，使其稀有珍貴。缺乏一定的共享性，成為促成矛盾的核心，從而推動劇情，布局各種局面則伏。
這個核心可以是漫威系列中能量無限的無限原石，具有一定的危險性，不能不當回事。
可以是《家園2》中的超空間核心碎片，古代失傳的黑科技，救命稻草。
可以是《沖出寧靜號》中的，真相。
也可以是《第五元素》中的「人」。

一般，科幻作品優勢在於，可以憑空構架出一些為劇情服務的科技，只要似是而非，具有模糊的合理性就可以融入劇情了。
劣勢也是在這里，太過貼近於現代科技，很多地方就很難圓過去。因為會有大量沖著設定和已知科學理論是不是相悖，專門來較真的，他們才不會在乎是不是劇情需要，拿著科幻作品去討論科研方面的話題，試圖用科學理論駁倒一部科幻作品。

『伍』 太空主題的科幻電影里有很多知識，其中有哪些知識梗兒

星際穿越裡面有很多，比如加速度超過多少，會改編時間

『陸』 流浪地球這部電影里一共有多少科學知識點，在此請教

行星發動機技術、重裂變技術、引力彈弓、氦閃賣清、地下瞎耐城中神前、木星

『柒』 電影微觀世界中蘊含的科學知識

《微觀世界》是由克勞德·紐利迪薩尼、 瑪麗·佩萊諾聯合執導的紀實片。該片利用特殊的微觀攝影機，捕捉了昆蟲世界的奧秘。
該片蘊含的科學知識主要包括自然界的萬物共生，物種相互關聯相互影響和生物多樣性等自然規律。