《哪吒 2 魔童闹海》电影中隐藏的物理学，你看懂了吗？

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

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