三体剧组是懂物理的

Posted 2023-01-25 QbitAl

衡宇 梦晨 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

朋友，追剧版《三体》了吗？

没有的话春节期间可以浅追一下，测试你体内的物理DNA有没有兴奋狂动。

△某物理专业同学朋友圈（节选）

“还原度极高”的科学仪器在剧中随处可见——

比如杨冬做粒子对撞实验的良湘加速器，取景正儿八经用了中科院高能物理研究所的北京正负电子对撞机。

还有位于北京密云不老屯的国家天文台密云射电观测站，眼不眼熟？

△国家天文台密云观测站（图源：中国科学院国家天文台官网）

对咯！就是汪淼观察宇宙背景辐射数据的地方。

在这里，他惊讶发现申玉菲说的是真的：“整个宇宙都为你闪烁。”

各种真实取景，主在不在乎咱不知道，学物理的朋友们真的看得很快乐啊！

不仅是开头提到的这几个场景，剧版《三体》里，塞入了各种各样的彩蛋，不容错过。

好多彩蛋，都是计划的一部分

彩蛋，是剧版《三体》计划的一部分。

顺着前文提到的实景拍摄说开去，剧中还原度极高、符合科学实验的细节，都有些啥？

知乎网友@海伯利安和剧中的杨冬是“同行”，北京谱仪国际合作组的前成员。

他提到，杨冬手里那份从良湘加速器上拿到的粒子物理实验结果，几乎可以以假乱真。

因为那就是北京谱仪II（北京正负电子对撞机上的通用磁谱仪）的运行状态报告，顶部圈出部分即“BES-II Run Status Report”。

从右侧的红圈圈里可以看到，正电子的能量是1855.464MeV，能散2365keV。

实验结果下半部分的图表，显示了加速器里面正负电子的束流强度随时间变化的曲线。

△1月9日北京正负电子对撞机的运行状态

@海伯利安 还作证，杨冬值班时，电脑屏幕上显示的图表和数据都是真实的粒子物理实验。

△良湘加速器实验室的粒子对撞实时重建模拟示意图

他直接摆出了自己拍摄的北京谱仪值班室图片，和值班队友一起葛优躺那种。

还有杨冬三次实验失败后，给自己导师发去了一份让这位外国科学家也信仰破灭的“致命”传真。

放大看这份实验图表：

上面的实验结果虽然不是真实存在的，但图显示的信息，确实是J/ψ粒子衰变到电子e和缪子μ的质量谱 （J/ψ→eμ)）。

左边的直方图，横坐标是电子和缪子的不变质量，纵坐标是事例数。

整个曲线凸起的峰值，正好对应着J/ψ粒子的质量3.097GeV。

等到剧情发展至汪淼停止纳米实验时，有好几条弹幕从眼前飘了过去：

纳米中心实拍！

关于此，另一位知乎网友@极萨学院冷哲 也透露出国家纳米科学中心为剧版《三体》开的绿灯。

看剧会发现，这一场景的画面在拍摄时，仿佛都在镜头前加了黄色玻片，一切都浸泡在黄光里。

@极萨学院冷哲 拿自己去丹麦纳米中心时的见闻为例，那边几个超净间就用了黄色玻璃。

主要目的是滤光，防止其他光影响光刻胶，避免紫外线和近紫外线对这些材料进行曝光。

（光刻胶，指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料）

简单理解，可以联想汪淼在剧中被红光笼罩的老式暗房，也是为了保护胶卷底片。

要讲真实度，剧版《三体》片方可能就想着，那不如再把细节度拉满一点。

于是剧中还提到了很多没有出镜，但真实存在，分布在全国各地的观测站。

“汪淼驱车沿京密路到密云县，再转至黑龙潭，又走了一段盘山路，便到达中科院国家天文观测中心的射电天文观测基地。他看到二十八面直径为九米的抛物面天线在暮色中一字排开，像一排壮观的钢铁植物，2006年建成的两台高大的五十米口径射电望远镜天线矗立在这排九米天线的尽头。”

除去北京不老屯天文台，还有个观测站被提及。

第五集里出场的沙瑞山看到宇宙背景辐射波动后，贼搞笑地表达了自己要发顶会的内心激动（手动狗头）。

在此之前，他为了确认数据，疯狂呼叫了乌鲁木齐射电观测基地。

现实中，新疆乌鲁木齐南山，确实存在着替人类仰望着星空的射电基地。

因为智子对仪器的干扰，乌鲁木齐的射电基地也曾观测到宇宙为汪淼的闪烁。

此外，虽然只是在台词里一闪而过，但提及的六个野外观测站，如青海德令哈射电天文台、江苏盱眙天文台，都是紫金山天文台的“在编”成员。

不光场景有原型，连角色的造型都是有原型的。

知乎网友@李若指出，剧中的物理学家丁仪的形象可能参照了中科院理论所研究员何颂。

何颂是研究弦理论和散射振幅方面的专家，CHY定理作者之一，被评价为是“理论所中最像理论物理学家的研究员”。

抓大的同时，剧版《三体》也没有放小。

豆瓣、微博上网友都在讨论自己的发现，不同年代背景下的镜头，片方都在试图拿捏细节。

青年叶文洁所在的上世纪60年代，计算机使用穿孔纸带作为存储介质，看来也是经过考证的。

剧情到了2007年，电脑就都是经典的Windows XP系统了。

连原著中提过一嘴申玉菲家有一台惠普RX8620小型机，剧组都不知道从哪淘换来一台长得很像的。

更多道具置景上带来的真实感在此不再赘述，但还是想提一下埋藏剧中的其它小彩蛋。

毕竟开场画面就给观众安排了特定角度的旅行者1号探测器。

第一集出现的“不要回答”，拼音后面的编码也是对应《汉字编码简明对照表》。

（注：“不要回答”，是三体人里的和平主义者，1379号监听员对人类世界发出的警告。）

还有片方简单粗暴的恶趣味（不是的），把杨冬外籍科学家导师命名为曼费。

这不明摆着是在朝理查德·费曼致敬么！

第8集中，汪淼回忆参加科学边界聚会的人中，有研究量子光学的潘建中，还说“最近都是关于他的报道”，那想必是来自中科院院士潘建伟了。

还有一个不算物理彩蛋，但算科幻彩蛋的。

第九集出现的原创人物胡晓希，笔名为“川陀的诗人”，川陀也是阿西莫夫的《基地》系列中“银河帝国的”首都。

啊，彩蛋好多，列不完了，如果有别的发现，欢迎在评论区帮忙告诉大噶～

背后豪华顾问团队

那么问题来了，三体剧组怎么那么懂？

不妨来扒一扒背后的顾问团队，记得当年在拍摄中就有20人科学家顾问团的消息传出。

我们直接拉到片尾一闪而过的滚动字幕，特别鸣谢部分：

以及科学顾问部分：

清华、复旦、中科院高能所、纳米中心、气象局、天文馆这些应该不必介绍了。

中国卫通集团，是中国航天科技集团下属子公司，我国唯一拥有通信卫星资源且自主可控的卫星通信运营企业。

悟理学院，是中科院物理所长三角中心的科学传播平台。

个人顾问中，追剧的小伙伴们也纷纷表示从中看到了熟悉的名字。

魏红祥，中国科学院物理研究所研究员，经常出现在各大科普活动中，还是2020年的“十大科学传播人物”获得者。

王元卓，中科院计算所研究员，也是长期致力于科普。刘慈欣另一部改编作品《流浪地球》电影上映后，他凭借几张为女儿普及电影中知识的手绘图走红，被大家称为“硬核科学家奶爸”。

国家天文台研究员苟利军，带领团队对人类发现的第一个行星级黑洞“天鹅座X-1”作出了精确测量并登上《Science》，被称为“给黑洞‘画像’的人”

……

这里特别要提的是中科院高能物理所的博导刘倩。

根据知乎用户@东风渐起的分享，刘倩老师主要负责对接和解答剧组的疑惑。

看看刘倩老师给剧组的资料之详尽，最后能拍到这种程度也就不奇怪了。

在开播之后，剧组也没有忘记继续为大家科普。

在剧中角色汪淼的微博账号上，每天都会有针对当天播出内容中的小卡片。

如果大家看剧时有什么不明白的，可以去䁖一眼。

在后面未播出的剧情中，还会有不少与科学相关的名场面。

比如三体游戏中的人列计算机，由士兵组成逻辑门执行二进制计算。

再比如“古筝行动”，也就是汪淼研究的纳米材料“飞刃”进入实战（更多的就不剧透了）。

根据官方“追剧日历”，古筝行动会在第29集出现。

相信剧组也不会让大家失望（你最好不要！）。

One More Thing

剧中有一位天才数学家魏成，目前出场镜头不多。

就是时刻在算题，跟人说话眼睛也不离草稿纸的那位。

他在计算的正是三体问题，也就是三体人面临的生存难题。

在三体星球有3个太阳，他们相互影响出现混沌现象导致运动轨迹无法预测，气温与光照变化不定，引发各种生态灾难。

在现实中，三体问题是一个世纪数学难题，最早由牛顿提出。

此后欧拉、拉格朗日、泊松等许多著名数学家前仆后继，都只能算出在一定条件下的特殊解。

直到庞加莱从中发现混沌现象，并证明了三体问题无法得到解析解。

But，还是有科学家在计算机和统计学的帮助下取得了一些进展。

对于由质量无等级差距的三个物体形成的“非层级三体系统”，经过长时间的演变，有一个状态是最可能发生的——

其中一个体最终会逃逸出去，另外两个演变成规律运动、可预测的“双星”系统。这个过程被称作三体系统的衰变（Decay）。

换句话说就是，三体人只要等得够久，就会有一个太阳被甩出去。

2019年，以色列希伯来大学的Nicholas Stone等人，得出了非层级三体问题的统计学闭合解。

2021年，同样来自希伯来大学的物理教授Barak Kol，改进了19年的理论， 做到了预测一个体逃逸的概率。

如果三体人拿到这些成果，或许就不需要来入侵地球了（狗头）。

对于这项研究和三体问题本身，如果想了解更多细节，还可以点击这里。

参考链接：
[1]知乎授权回答：@海伯利安
https://www.zhihu.com/question/578863156/answer/2847218222
[2]知乎授权回答：@杨希
https://www.zhihu.com/question/578863156/answer/2847722120
[3]知乎授权回答：@极萨学院冷哲
https://www.zhihu.com/question/578863156/answer/2847558550
[4]知乎授权回答：@李若 https://www.zhihu.com/question/578896918/answer/2847911631
[5]汉字编码简明对照表
https://www.renrendoc.com/paper/164654582.html