炸裂!登顶!高开疯走的《哪吒 2 魔童闹海》一路势如破竹,创下了一个又一个记录。
这部电影引人入胜的故事情节和震撼人心的视觉效果自不必说,创作团队的扎实工作,竟然还给这部主打奇幻电影,塞进去了不少与现实生活紧密相连的物理知识和科技,让从事物理学研究的笔者观影时都惊喜不已。
截自《哪吒2》预告片
从水导电与冰不导电的细节,到敖丙在海中流泪泪水向上流动的神奇现象,再到无量仙翁使用面部识别技术等等,都与物理学密切相关。如果你已经看过了电影,不妨再从物理学的视角一起回味一下这部片子的精彩,如果你还没看过也不要紧,下面的内容基本没有剧透,不会影响你的观影体验,现在咱们正式开始。
水导电 VS 冰不导电:
哪吒的科学智慧
在电影里,哪吒和某位能够化身为电瞬间移动的角色有一场超酷的打戏。哪吒聪明地利用了一个物理现象——水导电而冰不导电,限制了对手的行动化解了危机。为什么水可以导电,而冰却不行呢?
化身为电 飞速逃窜 截自《哪吒2》预告片
首先,严格来说纯净的水其实是不导电的。这是因为纯净的水里面没有可以自由移动的电子或离子。但是,我们平时接触到的水往往不是纯净的,它里面溶解了好多矿物质、气体和其他东西。这些溶解的东西在水里会变成离子,就像小小的带电粒子。这些离子在水里游来游去,就像一群小鱼,它们能传递电流。
当我们给这些含有离子的水加上电压时,这些离子就会像排队一样,分别向正负电极跑去。正离子会跑到负极那边,负离子会跑到正极那边。这种离子的移动就形成了电流,所以我们生活中说水可以导电也不算错。
但是,当水变成冰的时候,情况就变了。冰里面的水分子都排得整整齐齐,形成了一个很规则的晶体结构。这种结构就像给离子们建了一堵墙,让它们很难再自由移动。所以,在纯净的冰里面,几乎没有可以自由移动的离子,它的导电性就非常弱。
不过,现实生活中的冰并不是完全纯净的,它里面可能含有一点点盐、矿物质等杂质。这些杂质也会变成离子,让冰的导电性稍微强一点点。但是,和液态的水比起来,冰的导电性还是差远了。这是因为冰的晶体结构对离子的移动造成了很大的阻碍。
所以,你看,水和冰虽然都是由水分子组成的,但是因为它们的物理和化学性质不同,导致了它们导电性的巨大差异。这就是哪吒能够利用这个科学原理来化解危机的原因啦!
敖丙的眼泪奇迹:
揭秘海水与眼泪的密度之谜
电影中有一个令人印象深刻的文戏:敖丙在深海水中真情流露热泪盈眶。但他的眼泪是往上方流的,而不是顺着脸颊往下流的。为什么会这样呢?难道弄错方向了吗?
敖丙 截自《哪吒2》宣传片
首先,我们要了解一个非常重要的概念——密度。密度就是单位体积内物质的质量。而比较密度的大小,简单来说就是看看同样大小的体积,哪种物质更重。比如,铁块和木块,同样大小,铁块因为更“紧实”,所以更重,密度更大。
接下来,我们来看看海水和眼泪的密度怎么样。海水里含有很多盐分和其他矿物质,所以它的密度比普通淡水要大。而且,海水的密度还会随着深度和温度的变化而变化,深海的海水密度通常比浅海的大。
而眼泪呢?虽然也含有一些盐分和蛋白质,但总体来说,它的密度还是更接近人体内部的液体。因此,和深海海水比起来,眼泪的密度要小一些。当这些密度较小的眼泪滴入密度较大的海水中时,会发生什么神奇的现象呢?
想象一下,如果你把一个轻飘飘的气球放入水中,它会因为比水轻而往上浮。眼泪在海水中的情况也是类似的。虽然它身处海水之中,但由于密度上的差异,眼泪会有一种“往上浮”的趋势。当然啦,这里的“往上浮”并不是指眼泪真的像气球那样浮出海面,而是指它在海水中的运动趋势是向上的。
再加上海水的流动、温度差异、盐度分布等多种因素的影响,就可能造成我们看到的眼泪往上流的奇妙景象。是不是很神奇呢?
面部识别技术:
从《哪吒 2 魔童闹海》看科技奇迹
在《哪吒 2 魔童闹海》电影里有个突然科技起来的场景:无量仙翁走进一座神秘的监狱,一束光扫过他的脸(这里省略了可能剧透的部分),大门就“唰”地一下打开了,就像认出了老朋友一样!这可不只是电影里的法术,它其实是现实生活中的一项超酷技术——面部识别!
那它是怎么实现的呢?想象一下,你的大脑能认出爸爸妈妈、老师和同学的脸对吧?面部识别技术就是机器做的这件事!它用特殊的“眼睛”(摄像头)来看我们的脸,然后记住眼睛、鼻子、嘴巴和脸型这些特点,就像我们在心里默默记住朋友的样子一样。
面部识别的工作过程,就像侦探在找线索。第一步,它用摄像头拍下我们的脸;第二步,它会用“图像处理算法”,把照片里的脸变得更容易分析;第三步,它会把这些特点和我们之前存好的信息比一比,看是不是同一个人;最后,如果匹配上了,它就会说:“对,就是你!”然后,大门就会为你敞开,就像电影里大门为无量仙翁打开一样。
Deepface人脸识别系统 来自文献:Deepface: Closing the gap to human-level performance in face verification
你可能已经发现,面部识别技术在我们的生活中到处都是。比如,你的手机可能就有这个功能,你只需要看一眼,手机就解锁了,多方便啊!还有,在网上买东西付款时,它也能帮你确认是不是本人在操作,这样钱就不会被坏人偷走了。
在机场或火车站,公安民警们还用它来检查大家的身份,让坏人无处遁形,同时也让我们更快地通过检查,不用排那么长的队了。当然,面部识别技术也带来了一些隐私方面的风险,这也需要技术和相关法律法规的共同进步。
最后总结一下,《哪吒 2 之魔童闹海》除了故事精彩,特效华丽,竟然还巧妙地将一些物理学原理融入其中,为电影增添了魅力。这些艺术与科学结合的巧妙设计,体现了电影创作者对科学的独到理解和对细节的关注,期待未来能有更多这样的“科学小细节”出现在奇幻世界里。
策划制作
作者丨刘玉柱南京信息工程大学 教授 江苏省科普作家协会常务理事
王梓玮 南京信息工程大学 光电专业本科
审核丨孙明轩 上海工程技术大学 教授
责编丨丁崝
审校丨徐来 林林