TRON 的科學:瞭解瞬間傳輸和量子計算

物理學家向 TRON 電影製作人講解如何數字化一個人並將其傳輸到電腦遊戲中


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洛杉磯——當史蒂文·利斯伯格製作最初的 1982 年邪典電影 TRON 時,他沒有資格獲得奧斯卡最佳視覺效果獎,因為他使用了電腦——信不信由你,在當時這被認為是一種作弊形式。

快進 28 年到續集 TRON: Legacy,電腦不僅成為電影製作中備受讚譽的一部分,而且電影的故事和設計還涉及自那時以來量子計算和人工智慧領域取得的重大進展。

導演 喬·科辛斯基 說:“我們對製作一部關於技術的電影不感興趣——我們將透過角色之間的關係來談論技術。你不會聽到關於千兆位元組和 Twitter 以及 Google 的內容,因為任何技術術語五年後都會過時。一旦你進入 TRON 的世界,我們更多地將其視為具有另一套規則的西部片。”

但這些規則必須是合理的。早在 TRON: Legacy 開始拍攝之前,科辛斯基和製片人肖恩·貝利就花了幾個小時向物理學家、神經科學家和機器人專家請教,尋求如何將高概念情節和場景設計融入實際科學原理的想法。

事實上,科學和技術已直接融入到這部電影的宣傳活動中,最新的活動發生在週一晚上,當時科辛斯基和貝利與這部電影的兩名諮詢科學家——加州理工學院物理學家 肖恩·卡羅爾 和退休的噴氣推進實驗室物理學家 約翰·迪克——在好萊塢迪士尼的埃爾卡皮坦劇院的舞臺上重聚,進行放映和小組討論。

科辛斯基說:“我們希望在整部電影的關鍵時刻都有強大的科學基礎,因此我們邀請了一些我們能找到的最聰明的人來提供我們可以融入的答案。討論改進了故事的某些部分,併為電影中更好的內容提供了跳板。”

TRON: Legacy 的故事發生在 TRON 之後 20 年,講述了一個兒子(加內特·赫德蘭飾)尋找他被困在一個持續自行演變的電腦遊戲中的父親(傑夫·布里吉斯飾)的故事。 小組成員總結了他們在最初會議期間討論的一些主題:人工智慧在人類形態中可能是什麼樣子;人類如何融入計算機化的世界;遺傳演算法(基於過去表現自我改進的計算);以及量子瞬間傳輸(透過解構和重建將物體瞬間移動到遙遠距離)。

迪克說:“自從第一部 TRON 上映以來,科學領域發生的變化是量子計算和瞬間傳輸的出現。我們將這些想法帶給了電影製作人。現在可以想象,有一天你可以將現實世界中的一個粒子瞬間傳輸到量子計算機中。瞬間傳輸的過程可能涉及將粒子資訊傳送到計算機中,而氫和氧則留在現實世界中。湧現的思想也是新的。它表明,在複雜系統或以複雜方式執行的系統中,行為的出現方式是您無法預測的。電影中的一個例子是 ISO 角色 [一個自我創造的程式種族]。”

這種投入以明顯的方式幫助指導了科辛斯基的審美,例如操縱物理定律(又名“增強物理學”)以進一步區分 TRON 世界,以及在未解釋的設計細節中,例如在瞬間傳輸電子裝置旁邊放置罐子——表面上是為了容納將數字化人類重新整合到物理世界中所需的化學物質和氣體。

卡羅爾說:“來自科學家的投入幫助講述了一個更連貫的故事。我們研究了當計算機程式變得越來越智慧時會發生什麼,以及遺傳演算法成為程式自我編寫、學習和改變以及超越程式設計師最初希望它們做的事情的重要組成部分。 具有個性和願望的計算機程式是否會像人一樣具有意識? 如果你被上傳到電腦中,你還是同一個人嗎?”

與此同時,擁有斯坦福大學機械工程學位的科辛斯基也帶來了他自己的技術知識,解釋了他在電影製作中突破界限的地方。 他採用了詹姆斯·卡梅隆開發的最新一代 3D 融合攝像機系統,該系統使用相鄰的數字攝像機代表每隻眼睛,鏡頭可以吸收大量光線。 演員的服裝是特別設計的發光柔性套裝。 他的渲染團隊改進了他們為 本傑明·巴頓奇事 開發的逆向衰老過程,以描繪克魯,一個看起來像年輕布里吉斯的流氓計算機程式。 他們使用布里吉斯臉上的動作捕捉感測器來繪製數字頭部,該頭部以數字方式合成到年輕的替身演員身上。 科辛斯基指出:“這是演員第一次扮演年輕時的自己。”

科學家和 TRON: Legacy 創意人員之間的小組討論和會議均由美國國家科學院的 科學與娛樂交流中心 組織,該中心將科學家和電影製作人配對,以便在電影和電視中更準確地描繪科學原理。 自兩年前成立以來,該組織的影響力不斷擴大,因為觀眾和新興的電影製作人(其中許多人在數字時代長大)都變得更加精通技術。

卡羅爾說:“大多數好萊塢人士從不與科學家交談或思考科學家——存在文化障礙。 但是,當電影更忠實於科學家的工作方式時,科學會受益,如果電影更認真地對待科學,電影也會受益。”

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