科幻通识课｜曹则贤：顶级科幻，从科学根基里生长浪漫

科幻靠什么？靠脑洞？靠特效？靠想象力？

对，也不全对。

好的科幻电影，需要在坚实的科学根基之上，长出一个好故事。科幻允许艺术加工，但决不能没有科学作为支撑。

曹则贤

中国科学院物理研究所研究员

1966年生；1987年毕业于中国科技大学物理系，1997年在德国Kaiserslautern大学获物理学博士学位, 1998年加入中国科学院物理所至今，现为中国科学院物理研究所研究员，中国科技大学、国防科技大学等校教授；著有《物理学咬文嚼字》(四卷)，《至美无相》，Thin Film Growth，《一念非凡》,《得一见机》，《惊艳一击》，《磅礴为一》，《量子力学-少年版》，《相对论-少年版》，《云端脚下》,《军事物理学》，《哲人思》，《黑体辐射》，《物理视角读唐诗》，《量子力学：巨匠与脚手架》，《生命何以为奇迹》等书; 2019年-2025年开办过跨年科学演讲，同时不定期开设“曹老师的明星物理课堂”。

这个夏天，中国科学院物理研究所研究员曹则贤走进了2026科幻电影创造营。作为本届创造营的科学导师，他以《奥本海默》为切入点开展分享。结合影片人物与历史事件，通俗拆解量子力学、核物理等硬核科学知识，串联科学发展脉络，为青年创作者厘清科幻创作的科学底色与现实逻辑。

好的科幻作品，

要讲对科学，也要讲好故事

我读过一个苏联科幻短篇《我的儿子是物理学家》。故事里，年轻的物理学博士入职顶尖航天基地，和基地司令、首席科学家正面对一个棘手难题：由于光速有限，地空通讯存在双程延迟，信号一来一回，等对方答复再发下一句，效率大打折扣。这个问题让一众顶尖科学家束手无策。

一旁探望儿子、看似不懂科学的母亲给出了解决方案：不用等对方回复再发送，地面和太空双向持续推送信息，后续自动匹配应答，把双程延迟压缩成单程。

两位顶尖科学家愣住了。他们钻研数月的难题，被一个从未受过专业训练的妇人一语道破。追问之下，母亲的回答显得格外朴素：我们女人聊天，从来都是这么聊的。

我认为这就是顶级科幻作品最动人的地方：科学负责严谨求真，故事负责打动平常人心。

当创作者把故事、人物和时代情绪真正讲好、讲通透，作品中少量的科学偏差，行业与观众都是可以包容理解的。科幻电影是艺术创作，不是科学教科书，我们不能用物理教材、学术论文的严苛标准去硬性框定一部影像作品，观众走进影院，是为了感受故事、获得共鸣。

也正因如此，刘慈欣的《三体》能获得科学家们集体认可。我个人也非常喜欢，它并非没有科学瑕疵，但胜在故事编得足够好。

《奥本海默》是改写世界的真实科学史诗

《奥本海默》是纪实电影，是真实的历史事件，是一项规模庞大的工程实践，这个工程的成功彻底地改变世界的运行规则。

影片的内核，源自人类最原始的科学追问：万物能否无限拆分？

万物一定存在最小、不可分割的基本单元。 这就是“原子”的本意： atom = a（不）+ tom（切割）= 不可再切割的东西

这个追问贯穿人类思想史，直到19世纪成为一门科学，人类由此进入原子时代。

1945年原子弹问世，人类正式进入原子（能）时代，如今更是进阶到原子制造时代。我们熟知的硅基芯片、金刚石材料，本质都是原子排列方式的改变。

我常常思考一个问题：今天的科幻创作，能不能在不经意的细节里，让观众看见真实的科学元素？

在我看来，当下很多科幻电影创作陷入了“伪科学”创作误区。不少作品缺少扎实的科学支撑，少见严谨的科学细节，往往只是简单套用视觉化公式、堆砌专业表象。看似充满科学氛围，实则科学表达浅显粗糙、经不起推敲，很难真正传递科学的质感与逻辑。

顶级科学圈，

从来都是“同门群星闪耀”

回望《奥本海默》的人物群像，会发现整部影片的人物脉络，几乎串联起半部量子力学发展史。

我也想和大家分享一个鲜为人知的学术渊源，现代量子力学、核物理、航空航天的半壁江山，都源自德国哥廷根小镇。这个不足十万人口的小镇，孕育了改变世界的顶尖学者，且牛人皆出同门，如同科学界的“鬼谷子师门”。

量子力学奠基人马克斯·玻恩（Max Born）是奥本海默的导师，手握一众顶级门生；空气动力学创始人冯·卡门（Theodor von Kármán），作为钱学森先生的导师，奠定了现代航天飞行的核心理论体系；中国两弹一星、半导体领域的泰斗，程开甲、黄昆等先生，均与欧美核物理大佬师出同源。

其中最让人震撼的是物理学家黄昆，1947年，28岁的黄昆到当时在都柏林的玻恩那里短暂停留，接手了他用量子力学重写晶格动力学的活儿，那本《晶格动力学理论》（Dynamical theory of crystal lattices），至今仍是全球固体物理领域的经典教材，也是中国半导体产业的根基。黄昆则成了中国半导体事业的奠基人。

不要神化科学家，

所有伟大都源于朴素常识

在长期的通识教学与科研分享中，我发现大众对科学家、科学理论，往往存在诸多固化滤镜与刻板印象，我也常在课堂上和大家拆解、打破这些固有认知。

很多人误以为爱因斯坦是核工程专家，事实并非如此。爱因斯坦学的是师范数学，本职是专利局职员，晚年曾回到母校任实验物理教授。正是因为没有被固化的学科边界束缚，他才能跳出单一领域的认知局限，推导出经典的E=mc²质能方程，也为原子弹的诞生奠定了核心理论基础。

爱因斯坦与奥本海默 1947年（图源网络）

其实原子弹的核心原理并不复杂，原子裂变之后，总质量会发生轻微亏损，而那一点点“消失”的质量，会释放出难以想象的巨大能量。打个比方，就像掰碎一个馒头，两半的重量之和，竟略小于原本完整的那一个。用中子轰击 U-235核引起裂变，平均会产生 3个中子。驯服了这三个中子，才会有原子弹。

原子核裂变是德国科学家奥托·哈恩（Otto Hahn）与弗里茨・施特拉斯曼（Fritz Strassmann）实验发现的。莉泽・迈特纳（Lise Meitner）与奥托・弗里施（Otto Frisch）完成理论阐释，弗里施借用生物学里“细胞分裂（fission）”的概念为之命名。这个发现经由玻尔带到美国，后来莱奥・西拉德（Leo Szilard）联合爱因斯坦给罗斯福写了封信，美国才开始考虑研发原子弹。最早批的经费只有六千美元，真正让项目落地的是费米在芝加哥建成的第一个原子反应堆。

1967年6月17日，中国的第一颗氢弹爆炸成功（图源网络）

回望中国核武发展，“两弹元勋”邓稼先深耕核物理领域，师从顶尖学者潜心钻研理论，带领团队攻坚克难，助力我国在1964年成功爆炸第一颗原子弹，又于1967年实现氢弹试爆，完成核技术的历史性突破。这一重大突破的背后，是抗美援朝之后工程兵力量的积累与国家工业体系建设的逐步推进。

之后的许多突破也是沿着相似的路径：王选解决了汉字进入计算机的适配问题，华为做了中文底层的编程语言，合肥依托中科大在半导体和量子信息领域持续深耕，这些皆是立足基础、脚踏实地的科研突破。

真正的高级科幻，

藏着中国人的科学浪漫

我们的文字、诗词、传统节气里，其实藏着最朴素的物理美学，也是国产科幻最独特的创作底气。

“平”的概念来自于水。一碗水放静了，水面才是平的。水往低处流是平的。于是有了“平静”——静下来，才是平。南方稻田里的水，各有各的水平面。后来我们说一个人“水平很高”，这些司空见惯的词，都是物理。

《红楼梦》里有一段专门讨论了王之涣的《登鹳雀楼》。“白日依山尽”是在哪儿写的？白日，说明阳光被粉尘颗粒散射成惨白，该地一定尘土蔽日，那么这个地方只能在黄河河套，绝不可能是浙江舟山，否则该是“红日依山尽”。

“可怜九月初三夜，露似真珠月似弓”，九月初三的露珠一定不大。水是有皮的，当露珠小于三毫米时，它就是一个完美的圆球。露似真珠，不是指真的珍珠项链的珠子，而是说是它真的圆得像一颗珠子。

二十四节气，大半都在说“水”。惊蛰打雷是云层放电，小雪、大雪、霜降、寒露，全在说“水”。

水有“皮”，是表面分子密度比体内大而形成的一层有弹性的皮。形容人好看，第一条是左右对称，但如果太对称就显得木了；第二条是光滑性，把脸写成一个函数的话，这个函数可以微分很多次；第三条是力学上的弹性，像水一样有皮。水面的弹性恰恰好，既能漾出波纹，又能托住一只小蜜蜂。

眼睛好看为什么叫“秋波”？冬天水结冰了，春波太嫩，夏波太浊。秋天水温降低，水的弹性最好；溶解度降低，水最清澈。所以才有“秋波”“风乍起，吹皱一池秋水”。

注：本文基于曹则贤老师导师课程内容整理，仅作学习交流使用。

来源 北纬30°科幻电影周

转载 高校科幻

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