百家博談第十七期 影片《2012》中的科學元素_

《2012》讓「中微子」出馬毀滅地球，中微子比較神秘，它具有質量，以接近光速運動，不帶電荷，穿透能力非常強。可以這樣說，導演艾默里選擇一個最不可能毀滅地球的元素來毀滅地球。因為，中微子基本上不會和其他物質發生反應。而且，由於中微子的質量非常小，就算大量的中微子被地球捕獲，質量轉變成能量，對地球造成的影響也是微乎其微的。

太陽風暴對人造衛星和通訊設備的影響最為明顯，但對人體（宇航員除外）的影響並不顯著，這應感謝地球完美的構造。雖然太陽風暴爆發時發生的紫外線和Ｘ射線的強度可以達到平靜時的數十倍甚至數百倍，並拋射出大量的高能帶電粒子，但幸運的是地球的大氣層保護了我們，吸收了大部分的紫外線和Ｘ射線；地球磁層很好地屏蔽掉了高能帶電粒子，使我們免受致命的輻射損傷。

電影里描述的大陸漂移在幾分鐘內發生了，移動後的大陸板塊居然還保持著完好的外形。此情節雖然多多少少和科學沾了點邊，但不符合大陸板塊移動規律。因為，地殼板塊的運動速度相當緩慢，以至於我們通常難以覺察到板塊或大陸在移動。地震和海嘯由板塊運動引起倒是有科學根據，地殼運動使板塊邊緣聚集巨大的能量，但這些海嘯的浪高不超過幾十米。

地球磁極倒轉是在比較長的時間尺度上發生的。在最近600萬年間發生了三次倒轉。其中最短的間隔是70萬年，而最長的則有150萬年。美國宇航局嚴重駁斥影片《2012》中短期內發生地球磁極倒轉的可能性，理由是：地球可能發生過這樣劇烈的磁場變化，但是這一過程是一個持續數百萬年的緩慢過程，如此緩慢以至於人類根本感覺不到這種變化。

北京時間2009年11月13日零時，好萊塢災難大片《2012》在全球同步公映。影片定格於2012年：由於太陽風暴、地殼運動和環境變化的影響，使得人類賴以生存的地球即將毀滅。除了震撼人心的世界末日劇情外，其逼真的災難場景讓每位觀眾感同身受。特別是片中引用瑪雅預言的說法稱2012年12月21日是世界末日，片中還描述末日到來時遭遇超級海嘯、地球南北兩極倒轉及行星撞地球的景象。影片中更是援引了美國宇航局（NASA）的種種「科學發現」，使虛擬的「末日災難」有了像模像樣的「科學依據」。雖然人們相信2012年不會是「世界末日」，但《2012》衝擊波仍然令許多觀眾驚愕：在這部影片的災難性場景中，到底有多少可以成真呢？

《2012》設定的故事前提，是太陽活動突然加劇，釋放出大量的中微子。很快，地核被這些中微子加熱並熔化，大量熔岩溢出造成大陸板塊迅速移動，帶來了劇烈的地震和火山爆發，並引發超級大海嘯，人類生活的地表幾乎全部被淹。太陽怎麼會沒燒化地表，卻直接熔化了地核呢？電影製作者給出的理由是，太陽發出的中微子能夠穿過地表，和地核發生反應。

   《2012》讓「中微子」出馬毀滅地球，聽上去很有「科學性」，其實不然。中微子和中子、質子、電子等一樣，是組成自然界物質的基本粒子之一。但中微子比較神秘，它具有質量，以接近光速運動，不帶電荷，穿透能力非常強。像地球這樣大的傢伙，中微子可以輕而易舉的穿透，大約100億個中微子，只有一個能夠被地球捕獲。它的特點就是很少能和其他粒子發生作用，所以很難被探測到。為了探測發自太陽的中微子，20世紀60年代晚期，在美國物理學家家弗雷德里希?萊因斯的領導下，美國在南達科他州一個深達1500米的金礦中建造了中微子探測器，裝了38萬升四氯乙烯溶液，用於測量太陽的中微子流量。因為只有中微子能輕而易舉地穿透地面，到達這樣的深度，其他的粒子則幾乎不能。後來，各種探測太陽中微子的設備基本上都處在深深的廢棄礦井中———就像電影《2012》的開頭裡，印度銅礦井下深處的研究中心那樣。

在《2012》中，為地球帶來災難的還有2012年襲擊地球的超強太陽風暴。其實，在《2012》公映之前，關於2012年即將發生強烈太陽風暴的消息已經充斥媒體。

事實上，早在1859年9月，地球就曾經遭遇過一次「超級太陽風暴」的襲擊，導致當時的許多電報機都癱瘓。不過在1859年，世界主要還依靠蒸汽機和人畜勞力在運轉，所以當年的「超級太陽風暴」並沒有對人類帶來過於嚴重的災難。

   從已經積累的太陽觀測資料來看，人類對於太陽活動的長期變化和太陽短期內的活躍程度高低還是能夠有效預測的。目前，研究人員在２４小時到７２小時的預報尺度上取得了比較大的進展，特別是24小時預報相對是比較可靠的。但是，中長期的預報還無法做到準確。原因是我們還只能依賴遙感方法間接測定太陽大氣中的諸多物理參數，這些間接測定的參數只能定性描述太陽大氣的物理狀態，因而無法給出相對精確的太陽活動預報。因此，未雨綢繆，我們首先要做的就是深入研究劇烈太陽活動產生的物理機制，提高預測能力。另外，人們還需要分析研究高技術系統在太陽風暴中的脆弱因素，提高技術系統抵禦太陽風暴的能力。

在洛杉磯，大地崩裂成一條條深不見底的溝壑，岩漿湧上街道，摩天大樓像多米諾骨牌一般傾覆；在黃石公園，最大的活火山爆發了，就像數十顆核彈頭爆發一樣；在里約熱內盧，海嘯吞噬了這座擁有1500萬人口的城市，聳立在城市制高點的巨大神像粉身碎骨；在喜馬拉雅山，留守的僧人還沒來得及敲響第三聲警鐘，洪水就攀上了這座「世界屋脊」，將一切都捲走……《2012》影片中這一連串驚心動魄災難場面的「背後黑手」，就是地殼板塊激烈移動和碰撞。1968年，法國地質學家勒皮雄將地殼劃分為六大板塊。在大板塊中，還分出若干次一級的小板塊。板塊之間的邊界是大洋中脊或海嶺、深海溝、轉換斷層和地縫合線。一般說來，在板塊內部，地殼相對比較穩定，而板塊與板塊交界處，則是地殼活動比較活躍的地帶。這裡，火山、地震活動以及斷裂、擠壓褶皺、岩漿上升、地殼俯衝等頻繁發生。例如，當兩個板塊相遇碰撞時就擠壓隆起形成山脈，喜馬拉雅山就是古印度洋板塊與歐亞板塊碰撞隆起而形成的。板塊構造理論認為，不同的板塊可以結合為一體，同一板塊也可以在分裂之後向不同方向移動，中間形成新的大洋，大西洋就是這樣形成的。

   電影里描述的大陸漂移在幾分鐘內發生了，移動後的大陸板塊居然還保持著完好的外形。此情節雖然多多少少和科學沾了點邊，但不符合大陸板塊移動規律。因為，地殼板塊的運動速度相當緩慢，以至於我們通常難以覺察到板塊或大陸在移動。打個比方， 一些板塊的移動速度大致相當於一個人手指甲的生長速度，即每年3.65厘米。運動速度較慢的板塊，其速度僅為手指甲生長速度的一半或三分之一。移動得特別快的板塊，如太平洋板塊，其速度約為手指甲生長速度的3倍。

《2012》中另一個場景可能讓很多人印象深刻。一名美國政府官員指著電腦上的地圖問：「現在威斯康星州是地球的北極？」回答是：「不，實際上是南極。因為地球的南北磁極互換了。」影片設計的這個場景同樣有著科學背景。地球是一個大磁體，它有兩個磁極，一個是南極，一個是北極。地球的磁場不斷變化，有時增強，有時變弱，而地球磁場的兩極也會移動，甚至倒轉方向，北極移向南方，南極跑到北方。由於岩芯中的礦物質保存著地球磁極倒轉的歷史紀錄，地球磁極倒轉現象最初是在岩石剩餘磁性測量中發現的。科學家通過不同地點、不同歷史時期的岩芯記錄進行比較就可以確定每次地球磁極倒轉所需要的時間。在過去的1億5000萬年間，地球磁場的南北兩磁極以不同頻率倒轉了數百次。