星球大战有哪些科学技术？星球大战带来的科学灵感

歼星舰正在驶向死星。来自现实世界的分析显示，死星的缺陷可不止排热口这么简单。材料科学家还指出，它的“激光”应该是由反物质组成的，而存放反物质的磁场必定会非常非常强。图片：AF ARCHIVE/阿拉米图片库

撰文：Michael Greshko

最新一部《星球大战：原力觉醒》将把我们带到一个遥远的星系，除了翘首以待的影迷之外，就要数科学家和工程师最期待这部电影了：天知道他们从这一系列的电影中得到了多少启发！

卡内基梅隆大学的材料科学家Elizabeth Holm说：“我觉得有很多科学家深受《星球大战》系列电影的启示，有一种‘这个可以有’的心态。他们跳脱开当时的限制，把目光投向了未来。”科学家们也会反过来关注电影中的太空，用各学科的知识来分析《星球大战》，从等离子体物理学到心理学，无所不包。这不仅出于对工作的热爱，更是绝好的星系教学工具。

明尼苏达大学的物理学家Jim Kakalios说：“如果你能从电影中找到一些用科学原理说得通的场景，那种感觉就像是‘啊哈！发现宝贝了！’”Kakalios主张借助流行文化来传播科学，“这是让两者相得益彰的好办法。”

借着最新一部电影即将上映的契机，我们一起来看看《星球大战》如何以最好、最新、最意想不到的方式，在科学文献中青史留名。这不仅仅是电影，更是教学资源，是对科学家的鼓励，更是很久很久以前，人们从遥远的星系发回来的建议。

如何炸毁死星

魅力无穷的死星不仅是经济学家和政策分析师的最爱，他们浪费了无数精力只是为了弄明白星系的比例，而且，作为帝国“最终武器”的死星，其所具有的复杂性和破坏力更吸引了无数科学家和工程师。

苏格兰赫瑞瓦特大学的土木工程教授Guy Walker说：“学生更喜欢什么？是公式，还是《帝国进行曲》的背景音乐？”

在为土木工程专业学生分析大型工程项目的缺陷时，Walker举了死星的例子，他把现实世界的技术用在这个易爆物上。从官方技术手册中获得设计图之后，他和同事用了相当于四天的时间，检测两种发现缺陷的技术。这个时间和反抗军同盟所用的时间相仿。

《星球大战I：幽灵的威胁》里的一幕场景：奎冈·金（左）被年轻的阿纳金·天行者体内数量庞大的迷地原虫（mitochondria）震惊了，这种力敏感的细胞器类似于线粒体。2006年的一项研究发现，有种细菌会寄生在动物细胞的线粒体上；科学家将之命名为Midichloria，向《星球大战》致敬。图片：PHOTOS 12/阿拉米图片库

一种方法是，逐条排查系统各个组件的缺陷，一直到死星的主炮，正如电影中所展示的那样。另一种则是更现代的方法，把死星视作更抽象的分支网络，把漏洞定义为特殊连接或者关键位置的枢纽。

这两种分析方法将发表在《人机工程学科学的理论问题》上，并给出综合性结论。20世纪70年代的技术不仅无法完成电影中的任务：排热口比《星球大战》里变异的旺普鼠大不了多少，而且要花费差不多10天时间才能完成，对于拯救起义军据点雅文4号卫星来说实在是太迟了。而更现代的分析方法则能快速找到排热口和其他缺陷，包括死星上安全性较差的人工重力系统和缺乏生物战的防御能力。

那起义军该怎么做呢？Walker说：“你可以让R2-D2机器人登陆帝国的网络，上载一个计算机病毒。但结局也就变成了《独立日》，远不如《星球大战》来得精彩。”

在遥远的星系，如何保证医疗

从迷地原虫到光剑决斗，要问《星球大战》里最不缺什么，那一定是治疗场面。

DEKA研发公司一直在努力研发先进的仿生肢体，并为之取了一个绰号“卢克手臂”，卢克·天行者致敬。在《帝国反击战》中，卢克获得了一个假肢。2015年7月，美国国防高等研究计划署给DEKA拨款700万美元，用以研发假肢的触觉。图片：JOHN B. CARNETT，盖蒂图片社

电影中最受影迷关注的当然是天行者：卢克和他的父亲安纳金。卢克拥有非常先进的机械臂，而安纳金则患有最具标志性的呼吸道疾病，这些都是为影迷所津津乐道的话题。

丹麦的大学医院Rigshospitalet的内科医生Ronan Berg和Ronni Plovsing用西斯黑暗尊主独特的嗓音帮助教育医科学生如何诊断呼吸系统疾病，因为维德几乎把所有这些病都占全了。

在同行评审研究中，他们重温了维德呼吸习惯的一幕幕场景，最后判定维德因为在穆斯塔法星吸入了高温气体和火山颗粒，所以肺出了毛病。在《西斯的复仇》中，他与欧比·旺·克诺比进行了决斗，以失败告终。滚烫的气体导致他的肺产生了慢性炎症，疤痕更增加了组织的厚度和僵硬程度。

根据Berg的说法，研究结果显示，维德的装备有些反常，穿戴式加压高压氧舱原本的设计是把空气强推入肺部。尽管这个装备对于被烧伤的皮肤也有益处，却并不是Berg理想中的状况。“我的首选治疗方案是肺部移植”，他说，更何况在极权主义帝国，器官捐献想必是件轻而易举的事情。

他还补充说：“对于一人之下万人之上的达斯·维德来说，找到能用的肺不是什么难事。”

根据两位丹麦内科医生的看法，达斯·维德的标志性装备就像一个穿戴式加压高压氧舱，可以帮助患有慢性炎症的肺呼吸。考虑到严重烧伤的皮肤，这套装备也降低了维德被感染的风险。图片：AF ARCHIVE/阿拉米图片库

进入达斯·维德的大脑

《星球大战》里并非只有身体疾病。最近几年，心理学家也转向了电影中的人物，以此更好地向医学生和大众解释精神疾病的特征。

中佛罗里达大学医学院的法医心理学专家Ryan C.W. Hall说：“每个人都能联想到这些典型人物。每当遇到痛苦和逆境时，我们希望自己能像电影里的角色一样，振奋起来，度过难关。”

精神病文献最关注的就是安纳金·天行者。他原本是一位绝地武士，堕落后成了达斯·维德。2011年，一个由精神病学家Eric Bui带领的法国团队给《精神病学研究》写了一封信，信中称安纳金·天行者表现出了边缘型人格障碍。这是一种严重的精神疾病，伴随有社会互动困难、冲动行为和情绪不稳定。

多项精神研究都在试图解释安纳金·天行者是如何从一位踌躇满志的绝地武士悲剧性地变成了达斯·维德。争论的焦点在于他是否患有边缘型人格障碍——300万美国人都患有这种疾病。图片：SCREENPROD/PHOTONONSTOP/阿拉米图片库

如果确诊（当然，现在还存疑），那么天行者并不是孤单一个人。根据美国国家心理卫生研究所的预估，超过300万美国人都患有边缘型人格障碍。

不过，Bui指出，“给电影人物确诊是一件非常困难的事情。我们工作的重点在于提供一个范例，从而便于开展医学教育。就像欧比旺所说的，只有西斯才会做这种绝对的判断。”

心灵幽灵的威胁

维德并不是《星球大战》里唯一被拖到显微镜下的反派。今年早些时候，奥克兰大学的Hall和 Susan Hatters Friedman发表了三篇系统性的论文，分析了《星球大战》中的一系列英雄、反派和配角。

例如赫特人贾巴有点临床精神病的迹象，随心所欲的蓝道·卡利森可能嗜赌成瘾，原三部曲中甜蜜悲伤的欧比·旺·克诺比也有点老年人抑郁症的征兆。

2015年对《星球大战》反派的精神病学研究发现，银河帝国领导人帕尔帕廷的精神状态很健康，而且他和邪恶、精神疾病完全无关。事实上，在暴力犯罪中，患有精神疾病的人更可能是受害者而非犯罪者。图片：罗纳德·格兰特档案馆/阿拉米图片库

但Hall强调，《星球大战》中没有被诊断出疾病的角色也同样具有教学价值。 Friedman和Hall发现，统治着银河帝国的帕尔帕庭大帝（即残忍、冷酷的西斯大帝）的精神状态很健康，坦然地发动了宇宙战争。

Hall表示，帕尔帕庭大帝的案例很重要，因为“每当我们看到可怕的事情，就会轻易把所有问题归罪为精神病。但在暴力犯罪中，患有精神疾病的人更可能是受害者而非犯罪者。”

还有一个要注意的问题，这个研究团队给加·加·宾克斯（前传中笨手笨脚的冈根人）做了诊断，发现他患有注意缺陷多动障碍，而不是流行的“达斯·加·加”粉丝理论所说的幕后操纵的阴谋论。该理论认为，宾克斯是帕尔帕庭大帝的共谋，并且恶意使用原力。

Hall认为宾克斯不可能保持一种行为，而且如果宾克斯作为一位西斯，和帕尔帕庭联手，“那就违反了二人法则”。

寻找真正的塔图因星球

《星球大战》的开头，卢克被困在塔图因星球上，这是一个贫瘠的沙漠星球，充斥着人渣和恶棍。但这个荒凉的前哨也有意想不到的美：神奇的双重日落。

塔图因是一个奇怪的星球，被称为环联星运转行星（circumbinary planet），天文学家正在我们这个世界寻找真实存在的塔图因。

2011年，NASA的开普勒太空望远镜发现了开普勒-16b。这是人类首次发现一颗行星环绕两颗恒星运行。但和《星球大战》中的塔图因星球不一样，这颗气态行星温度很低。插图：NASA/JPL-CALTECH/T. PYLE

研究人员之所以觉得双星星系非常迷人，是因为混乱的重力环境会导致星际尘埃微粒聚集成行星的过程变得复杂。

奇怪的是，它们也很常见。田纳西州立大学的天文学家Matthew Muterspaugh告诉我们，在地球上可见的行星中，有一半都是双星星系。因此量化这些行星至关重要，天文学家可以据此猜测外星生命存在的可能性。

2000年年中时，Muterspaugh和波兰科学院的Maciej Konacki开始了有史以来规模最大的寻找环联星运转行星大行动。Muterspaugh戏谑其为“尝试在非单一恒星环境中观察外行星”（The Attempt To Observe Outer-planets In Non-single-stellar Environments），简称恰好是TATOOINE（塔图因）。

Konacki把这个缩写描述为“和项目本身一样令人印象深刻的”，他们会扫描双星的光谱，寻找轨道中的行星引起的震荡。

生物化学家刘清华把他协助发现的两种蛋白质命名为R2D2和C3PO，这两个经典的机器人正站在塔图因星球的表面。与它们在屏幕上的形象一样，这种蛋白质也是好帮手，在RNA干扰过程中起到了帮助作用。所谓RNA干扰，是一种细胞调节机制，通过阻碍特定基因的转译来抑制基因表达。图片：罗纳德·格兰特档案馆/阿拉米图片库

这个精心设计的名字似乎已经得到了乔治·卢卡斯的赞许。Muterspaugh甚至收到了“天行者山庄”的贵宾邀请函，那是卢卡斯影业田园风格的总部，他表示，“这太棒了！”

尽管TATOOINE的初期结果还没有得到积极反馈，但用开普勒太空望远镜进行的另一个太阳系外行星搜索却证实了它们的存在。Konacki则用一个新的地面望远镜网络索拉里斯（Solaris，得名于波兰经典科幻小说），继续寻找环联星运转行星。

天文学家怀疑，宇宙里的真实世界甚至比天行者荒芜的家园还要迷人，《星球大战》台前幕后的所有科学家都会为之感到惊奇。Konacki说：“宇宙比《星球大战》有趣多了，宇宙的奥秘让电影制作者简直相形见绌。”

（译者：Sky4）

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