科学电影有哪些知识点

『壹』 看电影《火星救援》之前需要了解哪些基本的科学知识

▍火星风暴

故事的起因是火星上突然而来的风暴，风速高达每小时180公里，几乎摧毁了让队员们离开火星的火箭，他们只好提前离开。据果壳网最新一期《科学棒棒棒》主编徐来介绍，火星上形成不了180公里时速的风暴，因为180公里时速的风暴相当15级的强台风。可是火星的大气压只有地球的1%，从风的动能来说只相当4级的风。这其实是电影的一个技术bug，虽然原著作者Andy·Weir知道这个问题，不过为了饥李剧情需要他还是利用了这个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，火星也有自转与公转，如果我们依据太阳运动来定义时间，那火星一天的时间为：24 小时 39 分钟 35.24409 秒，比地球太阳日长 2.7%。因此使用火星日便是根据火星的生态作息来过生活。

▍火星上种土豆

在火星上种土豆不是一件简单的事情，虽然男主是加州大学的植物学家，但是他并不擅长种土豆。种土豆不光需要活的土豆，还需要阳光、氧气、二氧化碳和水。

目前科学界认为火星的土壤真的可以种蔬菜，不过要成功可不简单，曾经有研究人员利用火星上探测器的数据，在地球上彷造火星的土壤，结果成功地让植物发芽、生长，不过只活50天。除了以上的因素之外，还需要养分，男主是一位植物学家，他看一眼真空厕所就找到了方法，因为粪便中微生物，可以得到植物所需要的养分和矿物质。不过，在火星上种土豆最重要的是：水！

▍水从哪里来

男主为了种活土豆，他想到利用留下来的火箭燃料。火箭的燃料是“联氨”（hydrazine，N2H4 ）通过燃烧里面的氢原子与周围的氧气结合，就会产生水：N2H4 + O2 → N2 + 2H2O。不过联氨是传统的火箭燃料，是有毒的物质，燃烧的过程一个不小心还会爆炸。所以男主没有直接燃烧燃料，而是先用催化剂，把火箭燃料分离成了氮气和氢气。

我们知道氢气和氧气一起燃烧就会生成水，不过氢气经常不能够充分燃烧，会有小部分逃逸出来，聚集多了之后就会可能引发爆炸。不过男主马特·达蒙反其道而行之，让氧气在氢气中燃烧，为此他制作了一个设备，在其中充满了氢气，然后把氧气一点点输入进去，让氧气在氢气中充分燃烧。但是他忘了自己呼出的气体当中，也是包含氧气的，这一点造成了后来的爆炸。最后他发现了这里面的bug，戴上头盔才解决这一bug。事实上，在Andy·Weir写《火星救援》的时候，NASA就宣布了火星表面上有液态水，某些地区每到夏天就会有深色的“水渍”往山谷流下。

▍火星任务

NASA开展一次火星任务从开始到结束需要三年时间，前期需要大量的时间分成14次无人飞行任务运送物资到火星固定位置上。物资到位后，宇航员以常规方式进入地球轨道，乘飞船登上赫尔墨斯号。在准备期间，会有四次无人飞行任务为宇航员运送燃料和给养。一旦所有工作准备完成，宇航员就启程飞向火星。花上数天时间，消耗大量化学燃料，将飞船送入火星轨道。进入火星烂镇迟轨道后，宇航员乘坐MDV（降落仓）抵达火星地表。他们结束31个火星日的任务后，MAV（返航仓）将他们送回赫尔墨斯号。

▍登陆火星

电影《火星救援》虚构了“Ares3号任务”搭载离子推进器的赫耳墨斯号飞船实现人类首次登陆火星。而离子推进器则是真实存在的科技，NASA位于格伦研究中心的电子推进实验室，其”演进氙离子推进器"(简称NEXT)引擎，该7千瓦推进器旨在推动NASA未来的深空探测器，可达到时速32.1万公里的推进力。"NEXT"的全称为"NASA's Evolutionary Xenon Thruster"，NEXT离子推进器是取代燃料火箭(工质)，更适合太空飞行的(非工质)动力引擎。

▍火星救援难度

火星救援最困难的是如何离开火星表面。这就是为什么有人想出了有去无回的殖民计划，因为返航实在太难了。想想我们用来离开地球的火箭，那往往是非常巨大的；再比较一下月球登陆舱：小小的一只盒子，就能飞离月球表面了。这就是重力和大气造成的区别。当有人说起甲烷氧气燃料，他们说的是从火星大气中制造燃料的做法，这就是MAV（返航仓）起飞的方式，它先是在火星上降落，然后就待在那里制造燃料。如果你能用火星大气造出15000公斤的火箭燃料，那就相当于可以随身少带15000公斤燃料。

▍火星探测旅居者号

男主如何开着火星探测旅居者号驶过3200公里？主要是直接用太阳能板给蓄电池充电。同时为了保暖，男主做旅察了一件被禁止的事情，就是挖出前几次任务装有2.6千克同位素钚238的发电机，相当于一台大概1500瓦左右的取暖器。男主就是靠太阳能充电和钚238的发电机取暖，驶过3200公里到了救援准备地点。

▍十六进制

16进制是计算机中数据的一种表示方法。同我们日常生活中的表示法不一样。它由0-9，A-F组成，字母不区分大小写。与10进制的对应关系是：0-9对应0-9；A-F对应10-15；N进制的数可以用0到(N-1)的数表示，超过9的用字母A-F。男主和地球图片交流的时候为什么要用16进制呢？不是还有二进制，十进制么？其实答案很简单，那就是编成代码会比较短。毕竟火星到地球发张照片就要半个小时，所以如果用二进制0101写不得写死。而如果用26个字母呢？主角也说了，一个圆划分得太细，不容分的清，造成信息误读反而减低效率。

▍星际通讯

电影中常常出现“用卫星来通讯”这个桥段，当然这件事情如果是只限定在地球上的话，从物理的角度来看是没有错的。我们行动电话所使用的通讯是透过无线电，基本上无线电只能够直线前进，高山与大楼都会阻隔无线电讯号，所以地面上需要设立很多无线电基地台。就算没有高山或大楼，地球本身也是球型，地球表面上就不可能有一条直线(不是弧线)把台湾与美国直接连起来。

所以就需要把讯号发射到天上的卫星，再从天上的卫星把讯号再传到地球的另一边。这种卫星就是通讯卫星，通常在地球的同步轨道上，同步卫星在地球赤道面上绕一圈24小时，与地球自转时间相同，所以从地面上来看，相对于地球上是静止在同一位置。

只要是同步卫星的讯号范围内，就可以在任何一个时间做通讯。本片的场景包函了火星与地球，理论上火星与地球可以经由地面上的天线站，经由无线电讯号的传送直接联络、也可以让地面上的天线站透过火星与地球中间的卫星传递无线电讯号来联络。无线电讯号基本上是走直线的，因为火星与地球都会自转，地面天线站随着火星与地球的自转，转到无法让无线电顺利的传送时，火星和地球就无法联络了。

▍中国宇航局在救援中的作用

中国宇航局主要作用是，将中国的太阳神火箭协助美国把爱丽丝号（MAV，男主最后回来的座驾）送到火星，NASA总结出两份计划：一是把爱丽丝号直接用太阳神送到火星，让瓦特尼等到战神四号的组员抵达；二是把爱丽丝号送到正在减速的哈美斯号（Hermes），并让其加速，进行重力助推前往火星，把男主接走。NASA选择了第一个，但有人秘密地把计划二的内容告知战神三号的组员，并在全员赞成的情况下告知控制中心，让他们发射火箭，把爱丽丝号送上来。

▍为什么要尽可能扔掉返航仓的东西

喷气推进实验室的研究员发现：因哈美斯号进行重力助推后速度较快，只能进入较高轨道，而上升载具要载着一个人到达这个高度，必需减掉五千公斤的质量。因此，他们指示瓦特尼到达后把鼻锥、窗户、控制台、座椅等等拆掉，仅剩下一张椅子和船壳，并从哈美斯号遥控升空。

『贰』 《流浪地球》电影中有什么情节需要一定的科学知识才能理解

《流浪地球》是一部少儿科幻。太阳老化，科学家通过各种数据得出太阳短时间内会产生巨变，形成骇闪，地球会毁灭。面对这种情况，为了应对危机，人类内部产生两种不同意见，地球逃生派和飞船逃生派。不少家长都会选择带孩子看这部电影，顺便还帮助孩子科普了不少的科学知识。但是在看之前，这些科普知识可以帮助孩子加深对于本部电影的了解。

氦闪

太阳是靠核聚变来产生能量的，太阳目前产生的能量主要靠氢元素的核聚变，这个过程是相对稳定的，但随著氢元素核聚变的逐渐进行，氦元素会变得越来越多，当太阳中的氦元素达到临界点，氦元素也会进入到核聚变过程中（其实氦元素及其他重核聚变一直在进行，但一直只是聚变中较少的存在），这个时候会导致太阳发出的能量急剧升高，使太阳膨胀到淹没地球运转轨道。

无论是《流浪地球》的原著还是改编的电影，都有大量硬核的科学知识，读过《三体》的朋友肯定深有感触，这就是大刘的一贯风格。当然，《流浪地球》里的“现实梗”，还有很多。国运兴，则文运兴。顶尖的中国科幻，背后是顶尖的中国科技，以及顶尖的中国企业。

『叁』 《冰河世纪5》里有哪些科学知识和物理知识

冰河世纪五是一部特别好看的动画电影，也是冰河世纪这一系列电影中的第5部，他是很难得的，从第1部到最后一部都依然保持着高制作水准的动画系列电影，其中还蕴藏着很多科学知识，我们现在就来一起看一看。

因为水晶的主要成分是二氧化硅，那么二氧化硅是没有吸铁的功能的，也就是说水晶是没有磁性的物体，它并不具备改变磁场的功能。但是水晶确实有储存能量的功能，因为光进入水晶之后，从6个棱面不停的反射，只有一部分光能够从水晶体中透出来，另外一部分就会储存在水晶中。

『肆』 科幻电影中有什么常见科技

第一类，续命类。
这在很多题材电影小说中，都会有一个关于延长寿命，或者说延续剧情存在时间的设定。
例如，冬眠。
这是在很多电影，冬眠仓的设定多种多样，其实主要目的就是“暂停寿命”。已知人类寿命撑死也不过百年，对于时间线比较长的科幻题材中，这百来年实在是太短了，不利于剧情推进。所以，代入冬眠这个设定来暂停寿命，节约有限的生命。

另一类就是科幻题材中最喜闻乐见的，直接延长寿命。
更长的寿命，更强壮的躯体，更聪明的大脑。可以内部因素延长，比如修改基因等。也可以外部因素延长，比如某科学事故，偶然天成。
这中间任何一个线索，都可以衍生出一系列的科幻作品。

第二类，交通类。
人类想跨越星球与星球之间的距离，靠现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，燃料的问题。
想更快更远，需要考虑燃料的问题。而有燃料的因素，就要考虑体积。这一系列的延伸，需要大量的设定去圆这个坑。
随着现实科技的发展，以及科学理论的更新，给科幻带来了越来越多的关于“燃料”方面的灵感。
从过去理解的火箭燃料，到后来的聚变，裂变，甚至还有人造小型黑洞作为能源供给等等。
所以，逐渐解决了燃料的问题。

接着是速度问题。
我们已知速度最快的是光速，但是，这对于星球与星球之间，星系与星系之间，这个速度还是远远不够的。
随便一算，就是多少光年，多少万光年，时间太长了，人类寿命耗不起，文明也耗不起。
所以，各种各样的名词进入了科幻作品中，迁越，曲速，甚至人造虫洞等概念。
目的就一个，缩短人类星际航行过程中，这种长距离航行的时间。不然，一个航行五六十年，等到了目的地，都快抱重孙了。
所以，科幻作品中，交通工具也是一个经久不衰的老题材。比如《神秘博士》这样，一泡尿的功夫，就从宇宙这一段跑到另一端了。在时间线上来回穿梭，也是家常便饭。

第三类，实用类。
科幻其实只是一种题材，可以和任何题材混搭，找准平衡点，哪怕跟魔幻题材也可以融合在一起，并且毫无违和感。
所以，在设定科幻装备的时候，实用性就成了关键。举例，《阿丽塔》中，机械义肢。为了比赛而设定的各种各样的武器，古代机械格斗用的纳米科技等等。
再比如《星球大战》，小到黑白两道用光剑PK，中到各种海陆空武器装备，大到行星武器直接摧毁多个星球。既然能够轻易毁掉一堆星球，完全没有必要拿高科技冷兵器在那里肉搏。因为，剧情需要，这一切的设定都是为剧情服务的。
再就是一直被吐槽的《星际穿越》从黑洞穿回太阳系。《流浪地球》中的，点木星推动地球。
虽然都有大量建立在已知科学理论基础上的不合理性，但是，为了科幻作品的剧情喊禅推进，它们有必要存在的实用性。
因此，无论是武器类还是辅助类科幻装备，都是因为对剧情来说，具有实用性，才会存在于剧情中。比如降维打击，都没办法去科学理论论证这一可能性。

第四类，核心类。
科幻作品中，如果只存在一些脑洞大的科技产品，这个故事其实是很乏味了。电影院看一个半小时的科幻产品讲解，我估计能坐着看下去的人并不多。
所有的孙渗携科技设定，都是在为剧情服务，无论它是不是够科学。剧情连贯，足够吸引观众，才能在作品中“推销”自己的科幻设定。
无论科幻设定多硬核，没有一个能够让人津津乐道的剧情，合理的人际关系，社会矛盾，种族矛盾，星际矛盾，科幻是没办法展开的。
所以，在科幻作品中，会有一类黑科技设定，使其稀有珍贵。缺乏一定的共享性，成为促成矛盾的核心，从而推动剧情，布局各种局面则伏。
这个核心可以是漫威系列中能量无限的无限原石，具有一定的危险性，不能不当回事。
可以是《家园2》中的超空间核心碎片，古代失传的黑科技，救命稻草。
可以是《冲出宁静号》中的，真相。
也可以是《第五元素》中的“人”。

一般，科幻作品优势在于，可以凭空构架出一些为剧情服务的科技，只要似是而非，具有模糊的合理性就可以融入剧情了。
劣势也是在这里，太过贴近于现代科技，很多地方就很难圆过去。因为会有大量冲着设定和已知科学理论是不是相悖，专门来较真的，他们才不会在乎是不是剧情需要，拿着科幻作品去讨论科研方面的话题，试图用科学理论驳倒一部科幻作品。

『伍』 太空主题的科幻电影里有很多知识，其中有哪些知识梗儿

星际穿越里面有很多，比如加速度超过多少，会改编时间

『陆』 流浪地球这部电影里一共有多少科学知识点，在此请教

行星发动机技术、重裂变技术、引力弹弓、氦闪卖清、地下瞎耐城中神前、木星

『柒』 电影微观世界中蕴含的科学知识

《微观世界》是由克劳德·纽利迪萨尼、 玛丽·佩莱诺联合执导的纪实片。该片利用特殊的微观摄影机，捕捉了昆虫世界的奥秘。
该片蕴含的科学知识主要包括自然界的万物共生，物种相互关联相互影响和生物多样性等自然规律。