光影艺术：电影中的物理科学_李耀俊著.pdf

前言电影是人类近百年来伟大的艺术创造，它的魅力无人能挡、让人如痴如醉1889年爱迪生发明电影留影机，他将摄制的胶片影像在纽约公映后轰动美国。1895年法国人卢米埃尔兄弟研制成功活动电影机，同年12月28日他们在巴黎卡普辛路14号的一个咖啡馆里，公映他们摄制的火车到站等12部影片，这标志着现代电影艺术的诞生，他被当之无愧地成为“电影之父”。电影是一门视听结合、声画合一的综合性艺术，具有传播信息、休闲娱乐、宣传教育的文化功能。物理学是研究物质运动规律和基本结构的学科，大至天体宇宙，小至基本粒子，一切物质的运动都是它的研究对象。电影和物理科学，这两个看似毫无关联的领域，当它们碰撞在一起，也会迸发出灿烂的光芒。电影与物理科学密不可分，电影诞生涉及众多物理概念与原理。电影拍摄和放映涉及透镜成像、照相机原理、视觉滞留原理、相对运动、双耳效应和光的色散等物理知识。电影从黑白到彩色的转变，球幕电影、水幕电影、3D立体电影等与物理学发展密不可分。电影银幕充斥大量的物理元素与场景，科幻电影涉及星际文明、时空旅行、机器人等也是现代物理研究的热点领域。动作电影的追逐、格斗、逃亡场景是牛顿力学在生活中的艺术写照。喜剧电影利用对物理原理的歪曲和夸张达到娱乐效果，灾难电影展现的山崩地裂、火山喷发、洪水肆虐等场景也需要物理学理论的阐释。出于剧情发展的需要，不少电影有意无意地违反基本科学原理和知识，利用先进的电脑特技，制作各种精彩绝伦的画面与场景，给观众无与伦比的视听享受和体验。电影中的科学知识必须准确吗？2010年世界著名学术期刊自然刊登的一篇文章谈到电影中的科学时相当郁闷：“所有的科学技术都臣服在好莱坞脚下电影通常都是在歪曲科学本身。龙卷风、火山、太空飞船、病毒等，服从的都是好莱坞的规则，而不是牛顿和达尔文的规则。”看到充斥着无知与荒谬错误的科学场景一而再、再而三地出现在屏幕上，那些素来严谨、爱较真的科学家终于忍无可忍了2008年世界电影之都好莱坞由科学家与导演联手成立“美国国家科学院科学与娱乐交流协会”，协会的宗旨是“建立科学家和工程师与电影及电视节目制作人士之间的纽带，提供娱乐所依赖的可信和逼真品质”。协会宣称通过正确反映科学和正面刻画科学家的形象，让公众更热爱科学，吸引更多的人投身科学生涯。下面就让我们手持科学放大镜，用科学原理审查导演的奇思妙想，指出电影中存在的科学错误，分析电影场面实现的可能性，原镜头背后的科学真相。我们不可能把所有影片都看完，只把重点放在2000年以来上映、具有较好票房和人气口碑