（2009-01-18）看完阿凡達，你知道電影裡的山為什麼在空中飄浮？生物為什麼在夜間閃閃發光？一起來看看，賣座電影如何將科學假設，設定在劇本裡，讓觀眾也能身臨其境，甚至住在潘朵拉？
(Brain.com 2010-01-18) 從介紹「阿凡達的創意」，到了解「阿凡達如何假戲真做?」，阿凡達的製作人津津樂道對人說，導演兼劇作人詹姆士卡麥隆 James Cameron 創作的不是科幻故事 (Science Fiction)，而是科學事實 (Science Fact)。
外太空的綠色星球、懸浮在空中的山脈、夜間燦爛發光的花草，沒有一樣存在於我們的世界。影片似乎把觀眾帶進虛幻的世界，但事實上，這些奇觀異景的背後，都連接著核心科學，他們可能實際存在於宇宙之間！
山為什麼在空中飄浮？
影片裡沒有明確解說，阿凡達電影裡的山為什麼在空中飄浮？一些影評也指出了這一點，但只要略微以科學的眼光去觀賞，就不難發現交織在整個故事當中的一切，都緣起於超導體 (Superconductor)。
人類登陸 Polyphemus 星球的衛星潘朵拉 Pandora，是因為發現那裡有礦中之王 unobtanium，這種地球上沒有的礦產，能夠讓人類應用在任何工程上，如果運回地球，勢必造成另一次工業革命。
故事開頭實驗室主管拿出一塊，可以在飄浮空中旋轉的礦石，就是超導體礦物 unobtanium。電流可以完全沒有阻力通過它，這也是地球人登上潘朵拉的原因。其實 unobtanium 這個字是工程界開的玩笑，是十全十美卻又無法取得 (unobtainable) 的金屬，取用 unobtainable 的前段，加上金屬字尾 nium，就成了 unobtanium。導演用這個字，不得不佩服他的幽默。（這個字另一種寫法為 unobtainium。）
科學家說，物質遇到磁場都或多或少產生抗磁性 (Diamagnetic)，但多數排斥的磁通量都很小，起不了作用，但超導體不同。超導體的特性，遇到磁場就成為極佳的抗磁物質，可以完全排斥磁通量，使自己飄浮。超導體在地球上只有降到零下一百多度的低溫才能形成，電影裡衛星上則存在於室溫之下。
潘朵拉星球的山裡蘊藏豐富的 unobtanium 礦，使衛星本身成為一個龐大的超導體，加上星球的強大磁場，一旦一座山與星球分離，那座山就成了分離的超導體，再受到衛星磁場的影響，排斥磁場的磁通量，就會飄浮在空中了。問題是，潘朵拉上的山為什麼會一大塊、一大塊的脫離？
潘朵拉，是與母體星球「綁」在一起、受母星重力牽引的星球，影片中的母星球 Polyphemus 是一個龐大的氣態行星，有如我們太陽系的木星，沒有踏實的土地，這樣的星球對其衛星的牽引力遠大於固態星球，經常產生有如浪潮的「地潮」，鬆動了衛星的地質結構，久而久之，有的地方就鬆動脫離。
脫離的山峰，內藏的超導體礦石，遇到衛星的強大磁場，就自然飄浮起來了。導演把潘朵拉說成是衛星、而不說成是行星，道理就在這裡。
生物為什麼閃閃發光？
螢火蟲是我們熟知的發光昆蟲，文學作品常用牠們夜裡發出閃爍的亮光，來添增浪漫氣氛。電影裡，衛星的假設，佔有重要的位置，因為這還可以解釋，花草為什麼在夜間發光？
根據生物學的解說，發光是因體內釋出化學物質，轉換為光能，稱為生物發光 (bioluminescent)，不但陸地上的昆蟲會發光，深海裡的魚類也會自己發光，這都是反應生態環境、長期進化所形成的。影片中的潘朵拉，就製造了這樣的生態環境。
植物在夜晚發光，是因為夜晚的時間太長，長期處於黑暗中的花草，久而久之就可能進化成一個自行發光的生態系統。夜晚時間太長，是因為潘朵拉衛星的母體行星太大，在衛星上的一天，等於繞母體星球一圈，母體星球越大、衛星一天的時間越長，也就是黑夜的時間越長。
以地球為例，一天有 24 小時，是自轉一圈的時間，可是我們的月亮，要 27 天才能繞地球一圈，所以月亮上的一天等於 27 個地球天。影片裡的行星很大，那衛星的黑夜就很長，發光的花草極可能因應環境而演化形成。
你也能住在潘朵拉！
影片用潘朵拉星球為故事的地點，是根據最近科學的進展，因為只有衛星才可能有維繫生命的條件。宇宙間有很多龐大的氣態星球，沒有堅固的立足地方，不適合居住，但外圍的衛星就是岩石的固態星球，而且可能有大氣層包圍，只要與母體星球距離適中，不太近讓水蒸氣蒸發掉，也不太遠讓水氣結冰，就適合居住了。但有一個問題，氣態星球會釋放大量的輻射線，例如土星的衛星Io，輻射線就高達 4,000 倍，屬於致命強度。
但導演卡麥隆巧妙的用科學方法解決了這個問題，潘朵拉星球的強大磁場，把外來的輻射線反射到別的方向去了，而進化成適合萬物生長的綠色星球。阿凡達有很高的娛樂性，大家看得很熱鬧，要想看一點門道，超導體、磁場、衛星，都是交織在影片裡的背景科學。
導演兼劇作人 James Cameron 僅僅是個藝人嗎？其實他做過美國太空總署 NASA 火星計畫的顧問。
延伸閱讀：
阿凡達如何假戲真做?
「阿凡達」的創意
阿凡達電影有魅力 品牌樂作行銷合夥人
