在这部电影里，城市为什么会飞起来？

艾星雨

20年之后，外星人又来入侵地球了！

为什么要说“又”呢？原来，1996年它们就来过了。当时，它们把1/4月球大小的母船停在月球轨道上，然后派出36艘城市一样大的战舰来进攻地球。当然，如你所知，地球人是比蟑螂顽强千百倍的生命，面对如此规模的入侵，地球人毫无惧色，最后用电脑病毒毁掉了外星人母船的主控电脑（很奇怪，为什么人类的电脑病毒会对外星人的主控电脑有效），关掉了所有战舰的防护罩系统。总而言之，人类大获全胜。这个故事被“记录”在好莱坞电影《独立日》中，因为有太多夸张的地方，所以称之为科幻电影。

2016年，外星人又来了，这次的故事记录在《独立日2：卷土重来》中。为这一次入侵，外星人足足准备了20年。它们吸取了上一次的教训，巨大的母船没有停在月球轨道上，而是直接飞往地球，降落到了大西洋上。

母船的到来引发了整部电影中最为科幻的一个场景：路上的行人，走着走着，飞上天了；街上的轿车，开着开着，飞上天了；河里的水，流着流着，飞上天了；河上的桥，看着挺坚固的，但不知怎么的，就如同豆腐渣一般，断裂为好几段，飞上天了；各种高楼大厦，各种小区，各种花园，都像被一只无形的巨手拉扯着，变成大小不等的碎片，飞上天了……

这场景着实让人震撼。可不知道看电影的观众想过没有——为什么外星母船一降落，城市就要飞上天呢？

先解释一下，为什么我们没有飞上天？

在回答“飞上天”这个问题之前，先想想另一个问题：为什么（没有外星母船的时候）你和你身边的一切，没有飞上天呢？

你肯定会说，学过物理的都知道，是因为地球有引力嘛。然后，你还可能再讲讲“科学超人”牛顿被苹果砸了脑袋就发现了万有引力的故事。不过呢，首先，牛顿被苹果砸了脑袋这个故事真的只是故事，并不是真的。现在去英国牛顿故居参观能看到一棵苹果树，但那是后人为了附会苹果树的故事而栽种的，没有哪一棵苹果树能够活400年。其次，牛顿发现万有引力这事儿是真的。这是一件很奇怪的事儿，也许是“不识庐山真面目，只缘身在此山中”的缘故，人类一直生活在有引力的世界里，却没有发现引力的存在，直到牛顿横空出世。在前人研究的基础上，加上他超凡的计算能力，牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了“万有引力定律”。该定律指出，引力在所有物体之间起相互作用，不管是地上，还是天上，都是如此。牛顿提出的万有引力定律，不仅能解释地上的事儿，还能解释天上日月星辰运行的事儿，第一次将天上地下的运动规律统一起来。在此之前的科学家大多认为天上和地下的运动是两回事。因此，万有引力定律是一个了不起的发现。

问题是，牛顿只提出了万事万物都有引力，但并没有解释，这引力是怎么来的。回答这个问题的，是另一位“科学超人”爱因斯坦。1915年，爱因斯坦发表了“广义相对论”，指出物体之所以有引力，是因为物体本身的质量，扭曲了时空结构。最初没有几个人相信爱因斯坦的说法。因为，爱因斯坦的意思就是有质量的物体就有引力，包括你和我，你我都是有质量的嘛，可是“扭曲了时空结构”，这怎么可能？大家都认为爱因斯坦肯定是在胡说八道。但科学上的事儿是讲究证据的，而且是要能够反复验证的，不是谁人多嗓门大谁就有道理。

水星是颗内行星，太阳光经过它之后再照射到地球上。天文学家早就注意到，太阳光在经过水星时会发生偏折。但偏折角是多大呢？用牛顿万有引力定律计算出的偏折角是0.87角秒，而爱因斯坦用广义相对论计算，预言偏折角为1.75角秒。从科学角度讲，这两个数值差距相当大。1919年5月，英国科学家爱丁顿组织了两支考察队，趁日食的时候测量出偏折角为1.7角秒，刚好在广义相对论实验误差范围之内。引起误差的主要原因是大气对光线的偏折，还有仪器的精确程度。这一观察结果于1919年11月郑重公布，证明广义相对论关于引力源自于物体质量“扭曲了时空结构”的说法是正确的，立刻引起了全世界的关注。《泰晤士报》是这样称赞广义相对论的：“这是人类思想史上最伟大的成就之一。爱因斯坦发现的不是一个小岛，而是整整一个科学思想的新大陆。”

你和我也“扭曲了时空结构”，不过因为质量太小而被地球这个庞然大物制造的引力所淹没。这里顺道说一句，地心引力这种说法不够正确，听上去好像是因为有了地心才有了引力，引力是地心产生的，其实，只是因为地心同时也是地球质量的中心，地球的引力指向地心而已。

再解释一下，电影里城市为什么飞上了天？

现在可以回答刚才提出的“飞上天”的问题了吧：之所以外星母船降落地球时城市会飞上天，是因为外星母船足够大，质量足够大，“扭曲了时空”，制造出了可以与地球引力抗衡的引力。通俗地讲，是外星母船把城市“吸”上了天空。那么，外星母船的质量要达到什么程度才能把城市“吸”上天空呢？

考虑地球的质量和半径，再加上外星母船与地面的距离，计算的结果是外星母船总质量至少要达到3.7 x 1018 千克才会出现电影所描述的效果。当然，这是非常粗糙的计算，既没有考虑外星母船的密度，更没有考虑外星母船使用了人造引力的可能性。3.7 x 1018 千克这个数值说大不大，半径在70千米左右的小行星就有这么大质量。电影里说，那外星母船有大西洋（总面积9 165.5万平方千米，平均深度为3 597米）那么大，即使有夸张的成分，也足以制造能够把城市“吸”上天的场景。

当外星母船降落之后，引力消失了，于是那些飞上天的人啊、车啊、水啊、建筑物碎片啊，就一股脑地跌落到地面。这一起一落，除了带有主角光环的人，大概都死得七七八八了。

真有那么大的物体靠近地球，城市飞起来算什么！

然而，事实上，大西洋那么大的外星母船在靠近地球时制造的灾难远比电影里表现得要严重多。首先，海洋受到母船引力的影响，从大西洋到太平洋到印度洋到北冰洋，都会产生人类历史上最大规模的海啸，所有岛屿和沿海地区都会受到海啸的侵袭（记得吗，潮汐是由月球的引力引起的）；其次，大气受到母船引力的影响，整个大气层的气流结构会重新调整，引发的台风、飓风和暴风（也是人类史上最强的）会遍及全世界的每一个角落；再次，地壳受到母船引力的影响，所有的活火山都会喷发，所有的岩浆都会尝试着从任何一个孔窍涌出地面，不在火山地带的人也有可能惊讶地在窗外发现正在形成中的火山锥——运气不好就是在自家楼下；第四，五级以上的地震频发，就好像地球突然间调换为“震动模式”，大地被撕裂，城市被粉碎。那些你以前在灾难片里看到的场景，突然就变成你的亲身经历（查查演员表，看看你排第几，有主角光环或者亲近主角光环吗）。总而言之，这将是人类史上最大的灾难——在超级海啸、超级台风、超级火山和超级地震面前，城市飞起来算什么！

此时，除了把外星母船停靠到大西洋上，外星入侵者还什么都没有做，人类就濒于灭绝，处境比当年死于小行星撞击的恐龙还要惨。当然，不要怕，谁都知道人类是主角，绝地反击是常态，不置之死地而后生就显不出主角的英雄气概，哦，还有运气。每个出人意料的成功，都是因为对手犯下了战略性错误。这不，远道而来的外星女王打着打着突然间决定离开母船，离开重重护卫，亲自到第一线去参加战斗。这是一种怎样的“身先士卒、勇往直前、悍不畏死”的精神！难道是看手下打不过瘾？自然，人类的英雄们不会放过对手犯下的这个“战略性错误”，打、打、打，就把外星女王打死了。外星人似乎没有继承制，也没有别的预备方案，在女王死后，它们就悄悄地开着母船回家了——这次没有引发任何形式的灾难，而人类的英雄已经在高兴地讨论去哪里吃饭的问题了。

只是，它们还会回来吗？