設萬維讀者為首頁 廣告服務 聯繫我們 關於萬維
簡體 繁體 手機版
分類廣告
版主:諍友
萬維讀者網 > 教育學術 > 帖子
如何製造一個“阿凡達”?
送交者: 寶貝一家親 2010年01月26日23:26:35 於 [教育學術] 發送悄悄話

從現有的技術來看,製造並控制一個“阿凡達”並不是完全不可能的。
 
除了工程學,卡梅隆最感興趣的就是生態學和生物學了,人家可是拍過純生態紀錄片《深淵異形》的人喲。《阿凡達》中出現了大量的和生物有關的科技內容,包括頭腦控制、基因雜交,還有潘多拉星球上的生物圈。這些都靠譜嗎?

1 製造過程

不同物種能基因雜交嗎?

在《阿凡達》中,傑克的“阿凡達”是一個混和了他的基因和納威人基因的生物。片中稱這種技術是為了讓他能夠控制“阿凡達”,並且“阿凡達”有着和傑克類似的相貌和個性。而必須用基因相同的同卵雙胞胎才能代替一個人控制“阿凡達”,說明這種基因混合的規模很大。

現在,“轉基因”確實已經在生產中廣泛應用,比如通過生長素基因、多產基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等基因轉移,可能育成生長周期短,產仔、生蛋多和泌乳量高的牲畜。現在可以把水母的基因轉到老鼠的DNA上面,培養出“熒光鼠”。深圳華大基因研究所一位不願透露姓名的專家在接受本報記者採訪時說,更大規模的基因混合也是有可能的。人類已經通過重新組合基因造出了“完全人工”的細菌,現在還在研究通過這種方法造出更複雜的單細胞生物。這個研究方向叫“合成生物學”。現在已經能通過基因工程製造“畸形昆蟲”,比如長兩個尾巴的果蠅,雖然在哺乳動物身上還沒有做這樣的實驗,但是在理論上是可行的。不過,人類和外星生物的基因是否能夠混合,那就是另一回事了。

其實,完全不用混合二者的基因培養“阿凡達”,阿凡達的身體只要完全和納威人一樣,頭腦中有一個接收和控制裝置就可以了。唯一有可能用到基因工程的可能是需要把阿凡達的腦神經做一點點改造,但讓它們的外貌與個性和控制者類似就完全沒必要了。只是,如果沒有基因的混合,那麼傑克和他的“阿凡達”就沒有一一對應的關係。傑克代替同卵雙胞胎的哥哥的原因就是他的基因和哥哥完全相同。離開了這個設定,整部電影的故事就很難成立了。

2 控制技術

大腦遠程操縱可行嗎?

在《阿凡達》中,地球人傑克用大腦直接控制他的“阿凡達”,並且通過“阿凡達”的感官認識世界。

要讓A用頭腦控制B的身體,並能夠感受到B感官所感受到的一切,首先,要有遠程動作控制手段。現在,外科大夫已經可以把手的動作通過傳感器化為數字信號,控制千里之外的機械手進行外科手術。下面,就要實現通過頭腦信號直接控制機器。科學家已經成功完成用猴子的大腦信號直接控制機械手的研究。尼古拉利斯(Miguel Nicolelis)在本世紀初在猴子的大腦里插上多個電極,讓猴子操縱遊戲杆,把它大腦里的信號傳輸給機器手,機器手就做出了同樣的動作。下一步,就是要不在大腦里插電極,從外部接收大腦信號,現在這方面的研究已經開始,從理論上是可行的。

再下一步,就是用電子信號來控制肌肉。美國加州大學伯克利分校的科學家已經能用微型電子裝置向昆蟲肌肉發送信號,從而遙控昆蟲的行動。如果能用電子信號控制肌肉,那麼通過大腦控制電子裝置,再用電子信號控制肌肉就是可能的,這種技術對讓癱瘓者重新走路非常重要。美國華盛頓大學莫里茲(Chet Moritz)領導的小組曾經實驗將大腦信號轉變成電子信號,再用這種信號控制癱瘓者肌肉,實驗取得了初步成功。這麼說,一個人完全有可能通過自己的大腦信號控制另一個人的肌肉。

讓B通過A的眼睛看東西,這可能嗎?要實現這一點,第一步是需要把A的大腦中的視覺圖像提取出來。因為大腦的運作極其複雜,所以現在還沒有能做到這一步。下一步是要讓人腦能夠通過連接到大腦視覺區域中的電子裝置來“看”到東西。獨立研究者杜伯利(William Dobelle)的小組從上世紀80年代開始就把光學傳感器和人類大腦的視覺區域直接連接起來,讓盲人能看到有一定信息量的圖像。現在的技術難點是從一個人的大腦中提取圖像。

看起來,大腦遠程控制在理論上是可行的,但現在仍然不能肯定它在現實中是否能夠實現。在電影中有一個BUG,傑克需要一台機器收集腦信號、以電子信號的方式傳送出去。他的“阿凡達”在大腦中也應當有一台機器接收這種電子信號,但是我們沒有看到這台機器。
 
【生物圈】

潘多拉星生物多

除了立體電影技術,《阿凡達》最值得稱道的就是詳細描繪了潘多拉星球上的龐大生物圈。

這裡的生物體型巨大,因為潘多拉星的重力比地球小,因此星球上的生物都長成了加大碼。但是,相應的重力小也會讓成長在這個星球上的生物出現骨質疏鬆、肌肉力量小等適應性變化,這和片中生物力大無窮、納威人生有碳纖維強化骨骼的設定大相徑庭。

潘多拉星上的大部分生物都是六足類動物。就像占據着地球生物半壁江山的昆蟲一樣。從生物演化的角度來說,六足昆蟲的出現,和四足動物、多足動物一樣,都純屬偶然。在電影裡,無論是重鎧馬、毒狼還是閃雷獸,用六條腿奔跑的方式和地球四足獸基本一樣。不過,按理說腿多的生物會更容易適應重力較大的星球,潘多拉星球的重力較小,六足在行動中並不比四足有優勢。而且六足獸的六肢也更容易特化出來,使之具有新功能。

較小重力下生存的動物,可能會很龐大,但未必會這樣強壯。 
 
電影中所表現的六足動物的奔跑姿態也稍顯牽強。

有趣的是,和人類一樣,納威人倒是徹頭徹尾的四足動物。當然,潘多拉星上還有其他的四足動物,比如納威人的飛行坐騎———斑溪獸,以及“魅影騎士”的坐騎“霸王飛龍”。這些飛行生物都像小型恐龍“顧氏小盜龍”一樣,有四個翅膀。這些都似乎在指出,雖然看起來外形差別很大,但納威人和這些飛獸有更為接近的親緣關係。

【總評】

故事簡化出BUG

《阿凡達》的基本概念———通過一個生物的頭腦控制另一個生物的身體在技術上是有可能實現的。而潘多拉星球上的生物並沒有什麼明顯的錯誤,但這樣一來也就沒呈現什麼大膽、華麗的想象了。

不過,《阿凡達》的簡單故事裡同樣存在一些嚴重的問題:它過分美化了原始狀態下的納威人的生活。納威人有大馬可騎,有樹枝高速公路可走,還有“私人小飛機”,他們關注自然的平衡和諧勝過關心自己的午餐,他們也不需要來自現代科技的任何東西。

實際上,原始狀態下人類的生活並不是那麼具有詩情畫意。營養缺乏就是一個大問題,因為沒有水果和蔬菜可吃,所以因紐特人是整個北美大陸上平均壽命最短的一個人群。平均下來,他們要比普通加拿大人少活10年。肯尼亞的狩獵部落馬賽人(Maasai)則是現代地球上壽命最短的人群,男性的壽命預期只有42歲,這還是在沒有部落戰爭,並且已經能得到一定的現代醫療保障的情況下的數字。至於真正的原始社會的壽命預期,一般認為只有20-30年。而各種毒蟲猛獸的襲擊會讓原始人隨時有暴死的可能。

原始人之間也會暴發戰爭,原始人群內部也可能有很多可怕的陋習。“原始人不嚮往現代文明”也是個謊言,無論是玻璃球這樣的裝飾品,還是像收音機這樣的電子產品都會對原始部落的年輕人產生致命誘惑,納威人對地球文明“油鹽不進”,只是一種戲劇化的簡單處理而已。
 

 

 

 

0%(0)
標 題 (必選項):
內 容 (選填項):
實用資訊
回國機票$360起 | 商務艙省$200 | 全球最佳航空公司出爐:海航獲五星
海外華人福利!在線看陳建斌《三叉戟》熱血歸回 豪情築夢 高清免費看 無地區限制