科幻电影是如何偏离科学的<讲方法论>

2008-08-05 13:51:35 来自: observer(关键时刻，怎能感冒！)

作者 Craig Freudenrich

引言
“天行者”卢克(Luke Skywalker)率领起义军的一队X翼战斗机进攻帝国麾下的死星。当战斗机左右翻滚着向巨大的太空船冲去时，您会看到双方发射的激光武器。卢克做出了一些漂亮的飞行动作，发射战斗机上的武器，并最终将质子鱼雷投进了排气口，随着巨大的爆炸声响起，死星从此不复存在。《星球大战4》中的这种高潮片段在许多动作科幻电影中都能见到。它能带来绝佳的电影观赏体验，但从科学的角度来看，它是真的吗？太空船真的会像那样飞行吗？您能看到激光束吗？我们是否会听到震耳欲聋的爆炸声？还有，我们应该关心这些问题吗？

我们先来回答最后一个问题：“没错，绝对应该！”科学对于任何科学幻想作品都是很重要的；实际上，它将科学幻想同奇幻或其他幻想作品区分开来。而且，科幻迷们的眼睛很尖。有时，在科学方面出现的小纰漏并不会使故事减色，而且除了那些眼光敏锐的观众外不会有人注意到它们。而在另外的一些例子中，出现的科学错误是如此明显，以致完全破坏了故事的可信度，影片也因此惨遭失败的厄运。

在这篇文章中，我们将探讨科幻电影和电视剧中出现的某些重大错误和错误观念。在我们开始之前，先要注意以下几点：

* 我们列出的内容并不完整；我们选择了一些主题，但还有许多未能列出。
* 您可能对我们的选择有异议。对科幻的讨论总是一件好事。
* 我们热爱科幻题材的电影、电视剧和长短篇小说。我们的目的是获取知识，而不是对某部特定的作品吹毛求疵。
* 我们明白电影制作者的主要目的是娱乐大众，教育功能是可有可无的。有时过于强调科学可能无法使电影场景拍出满意的效果。
* 我们也明白科幻电影受到预算、技术能力以及那些对娱乐十分重要的因素的限制。

抱着这样的想法，我们来看看科学幻想是如何偏离科学的。

姑且信之
在电影制作中有一条“姑且信之”的原则，即观众能够接受对情节有益的、一定程度的不真实性。例如，读者和观众们可以接受奇幻故事对魔法的依赖性。某些科幻故事也一样。例如，有的作品很早就问世了。儒勒·凡尔纳(Jules Verne)的《地心游记》(Journey to the Center of the Earth)成书时，地质学家还对地球的内部构造和板块构造学一无所知，所以您大可把疑虑之心放在一边，只管享受故事带来的乐趣。而找出读者不愿接受的内容是颇费周折的。

因此，科学对于科学幻想作品的创作是十分重要的，作家和电影制作者应当使作品中的科学尽量真实。如果作品不符合科学，观众会有不同的反应。一些观众可能会姑且信之。《星球大战》迷们无疑抱着这样的态度。不过，如果作品中的科学过于离谱，观众也可能会拒绝接受，例如《地心末日》的可信度极差，这使它在票房上惨遭失败。电影制作者在处理可信度因素时做出的选择可能会关系到影片的成败。

太空船如何移动

本文的开篇描述了《星球大空》中X翼战斗机和其他太空船的横向倾斜动作。您在最早的《太空堡垒卡拉狄加》(Battlestar Galactica)电视剧中也能看到“毒蛇”战斗机做出同样的动作。设计师们是仿照现代喷气式战斗机(如F-14和米格战斗机)来制作这些太空船的模型的，它们展开的空战与《壮志凌云》(Top Gun) 中的场面颇为相似。当飞机做出横向倾斜的动作时，机翼、副翼和方向舵的表面会产生一系列气流运动。当飞机转弯时，两只机翼的副翼分别向上和向下移动，使飞机向转弯方向滚动。同时，尾部的方向舵向转弯方向的反向移动，使气流产生偏移，从而完成转弯过程。这些气流运动结合起来，能使飞机向转弯方向做横向倾斜，而机身则继续向前推进。这在没有空气的情况下是无法做到的。

飞机在空气介质中前进，而太空船则是在真空中飞行。牛顿第三运动定律（“每个作用力都有一个与它大小相等而方向相反的反作用力”）在太空船的飞行中同样起作用。如果太空船要转弯，它必须向预定前进方向的反方向喷射火箭推进器（喷出的物质是灼热的气体）。太空船共有三个旋转轴：俯仰、滚转和偏航。如果飞行员希望向右转，火箭推进器会向左喷射，通常滚转和偏航推进器也要同时喷射。这种机动推进器分布在太空船体的各个不同位置，可使太空船在三个旋转轴上运动。因此，太空船在转弯时就像是突然在一个方向（或多个方向同时）发生翻转，而不是发生平滑的横向倾斜。您可以在HBO电视台的电视连续短剧《从地球到月球》(From the Earth to the Moon)中的阿波罗号太空船和SciFi频道的最新连续剧《太空堡垒卡拉狄加》(Battlestar Galactica)中的“毒蛇”战斗机身上看到类似这样的运动。

接下来，我们来了解一下科幻作品在行星和小行星方面犯下的错误。

行星的构造
在《星球大战1：魅影危机》中，奎刚·金(Qui-Gon Jinn)、奥比旺·柯诺比(Obi-Wan Kenobi)和加加·宾克斯(Jar Jar Binks)到达了位于纳布行星水下的冈加人(Gungan)城市。他们必须到达行星的另一面与阿米达拉女王(Queen Amidala)会面。于是，冈加人的领导人告诉他们，最快的一条路是穿过行星的中心，并为他们提供了一条潜艇。在他们航行时，有几头海怪对他们穷追不舍，而他们最终摆脱了追逐，在行星的另一端浮上海面。虽然这个场景看起来无伤大雅，但它不符合我们对于行星的认识。行星不可能同时具有岩石的表面和水质的核心。

太阳系中既有较小的岩质行星（水星、金星、地球、火星），也有巨大的气态行星（木星、土星、天王星、海王星）。行星是由来自早期太阳表面的物质（星子）互相碰撞并结合在一起而形成的。太阳系内层的物质多为岩石、尘埃和金属，它们可以在高温环境中存在。而处于太阳系外层的星子多为可以存在于低温环境的气体、水冰和尘埃。在行星形成时，重力维持着星子的聚集状态，并使它们旋转。既然纳布行星与地球类似，我们不妨先来看看地球的形成过程。

在早期的地球上，各种物质的分布并不均匀，星子碰撞产生的高热使它们发生熔化。在这种熔化的介质中，密度不同的物质会沉积下来。在处于熔化状态的地球中，密度最大的铁和镍下沉到中央部分，形成地核。密度较小的物质在靠上的部分沉积下来，形成各个地层（外核、地幔、地壳）。地质学家将这一过程称为“分异”。（注意：处于太阳系外层的巨大气态行星，其核心可能是由尘埃和水冰构成的，外面包裹着液态气体层）。

水的密度小于镍、铁和岩石，因此它浮在这些物质之上。所以，您在地球的中心是找不到水的。同理，纳布行星不可能拥有由液态水构成的地核。

珍妮·卡维洛斯(Jeanne Cavelos)在她的《“星球大战”中的科学》(The Science of Star Wars)一书中提出，纳布行星很可能是由一般的岩石聚合而成的，在岩石间存在着可供水流过的洞穴。然而，重力会使各个部分互相吸引，而且它们会发出热量。所有洞穴都将坍塌，水也会消失，纳布行星很可能会成为像地球那样层次分明的球体。

在《地心末日》中，科学家们发现地球的内核已经停转。地球磁场突然陷入混乱，这使地球很容易受到致命的微波辐射（一则对影片不利的科学提示：太阳在微波频段发出的能量不足以构成危险，而且地球的磁场也无法使微波偏转）。为了使情况恢复正常，科学家们穿过地幔和熔融层，试图用核弹使地核重新开始旋转。虽然《地心末日》对地球结构的描述优于其他电影，但它在科学方面还有许多其他问题（请阅读Bad Astronomy和Insultingly Stupid Movie Physics两个网站中的详细评论）。

电影中的火星

火星一直是个迷人的主题，好莱坞一直在尝试讲叙它的故事。20世纪50年代，电影《星战毁灭计划》(The Angry Red Planet)对这颗红色行星上的生命进行了刻画，在它的场景中，行星表面全部是红色的，并有鼠头蛛身的怪物对船员发动袭击。《鲁宾逊火星历险》(Robinson Crusoe on Mars)中的火星则是一个沙漠般的行星，有一个稀薄的大气层，主人公和他的同伴——一位貌似人类的外星人生活在一起。我们可以原谅这些电影，因为它们采用的是著名天文学家珀西瓦尔·罗威尔(Percival Lowell)对火星表面的描述，在他的作品问世多年后，人类才向火星发射探测器，从而弄清了它的真实面貌。

火星是一个冰冷而荒凉的星球。我们认为，火星上曾有过流动的水，而且它们至今仍以冰的形式存在于两极和永久冰冻带中（有关详细信息，请参见火星探秘）。《红色火星》(The Red Planet)和《火星任务》(Mission to Mars)这两部最新影片以1976年开始的火星探索任务收集的信息为基础，对火星进行了更为真实的刻画。不过，在《红色火星》中，当宇航员们降落在火星上后，他们必须在火星表面步行一段很长的距离才能与居住舱会合。在此过程中，他们的太空服耗尽了氧气，一位船员为了避免窒息的痛苦，跳下悬崖自杀身亡。在这个戏剧化的场景中，剩下的人穿着太空服，眼看就要窒息而死，其中一位宇航员在绝望中打开了头盔的面罩，开始呼吸。不可思议的是，他发现火星上竟然有氧气。他告诉其他船员像他那样做，于是所有人都依靠呼吸火星上的空气生存下来。那么，在他们降落之前，难道无法得知火星上有氧气吗？

火星有一个稀薄的大气层，其主要成分是二氧化碳。目前，火星上还没有可支持人类生存的氧气。另外，元素和化合物在加热或被光线照射的情况下会吸收和放射出各种电磁辐射形式（如红外线）的能量。（有关更多信息，请参见光的原理）。红外光谱常用来判定某个行星的大气层中存在的分子类型及其含量。在地球上，安装了红外分光计的望远镜可以检测出太阳系其他行星（甚至围绕其他恒星运转的行星）的大气层中的元素。利用这些技术，《红色火星》中的宇航员们毫无疑问会在他们抵达火星之前就知道那里存在着氧气。

人类一直在研究未来改变火星的地貌以使它更类似于地球的可能性，并提出了许多建议（请参阅火星探秘）。这构成了金·斯坦利·罗宾逊(Kim Stanley Robinson)的科幻小说的基础，这些小说包括《红色火星》、《绿色火星》(Green Mars)、《蓝色火星》(Blue Mars)和《火星人》(The Martians)。

告诉我，小行星……你到底是什么样子的？

在电影《绝世天劫》(Armageddon)中，天文学家们发现了一颗将在几天内与地球相撞的小行星。这颗小行星和美国的德克萨斯州一样大，它的冲击力将使地球上的所有生命（或至少是人类）灭绝。一队宇航员和钻井工人必须登上小行星，钻出一个深240米的孔，将核弹放入其中，然后飞离小行星并引爆核弹。爆炸会使小行星裂开，使它的碎片与地球擦身而过，从而拯救全人类。然而，这个精彩的动作冒险故事并没有多少科学依据。

在影片中，当宇航员们登上小行星时，他们的太空服上安装的特殊推进器能帮助他们在低重力环境中正常行走。好吧，这还算合理。但在登陆小行星的太空船内部，没穿太空服的船员却像往常一样走来走去。而无论他们是在太空船内部还是外部，受到的重力都是一样的。

《绝世天劫》中的小行星有德克萨斯州那么大，而大多数小行星只有几千米宽（如果是大如德克萨斯州的小行星，天文学家一定能在它抵达地球的许多天前发现它）。在影片中，小行星具有粗糙的表面，峭壁利如刀锋，还有巨大的峡谷。由近地小行星会合（简称NEAR）太空船实地拍摄的爱神星照片表明，除了有一些坑洞外，它的表面相当平整。

与《绝世天劫》同期上映的影片《彗星撞地球》(Deep Impact)与前者颇为类似。两者情节相仿，只是该片把小行星换成了一颗彗星。《彗星撞地球》并不是一部以动作和冒险见长的影片，它着重刻画了发生这类碰撞时人类做出的反应。我们知道，在地球和太阳系历史上曾经发生过这类碰撞，我们甚至目睹了苏梅克-列维9号彗星撞击木星时的情景（请参阅彗星揭秘）。

下面我们再来看看科学幻想是如何在反物质、重力和黑洞等方面犯下错误的。

反物质、重力和黑洞
《星际旅行》中的太空船是靠物质-反物质反应堆提供动力的。顾名思义，反物质与正常物质恰好相反。例如，一个氢原子是由一个质子（一种带正电荷的粒子）和一个比质子小得多的电子（一种带负电荷的粒子）组成的。一个反氢原子则由一个反质子（与质子质量相等，但带负电荷）和一个反电子（与电子质量相等，但带正电荷）构成。当物质与反物质接触时，它们会相互湮灭，并产生巨大的能量（请参阅反物质太空船工作原理）。对于星际旅行而言，这一过程也许是最有效率的能量供应方式。

问题不在于反物质是否存在或它是否能制造能量。而在于，由于某些物理学家尚不知晓的原因，宇宙中存在的反物质极为稀少。理论上，在宇宙形成时，物质与反物质应该是等量的；不过，目前我们的宇宙主要由物质构成。那么，反物质到哪里去了呢？这是理论物理学（如量子物理学和宇宙哲学）的一个重要研究领域。在粒子加速器中可以制造出微量的反物质，但制造成本过于昂贵。劳伦斯·克伦斯(Lawrence Krauss)在《“星际旅行”中的物理学》(The Physics of Star Trek)一书中指出，目前我们制造反物质所需的能量，比制造出的反物质在湮灭反应中产生的能量还要高得多。而在《星际旅行》的时代，反物质及其制造已经变得相当普遍；我们要做出的假定是，人类在此之前已经找到了制造廉价反物质的方法。这是一个需要我们“姑且信之”的例子。

重力，重力无处不在
我们在很多科幻电影中看到了对重力的刻画，其中包括失重和人造重力，此外我们还在影片中见识过重力黑洞和微重力小行星。在我们探讨科幻电影中的重力问题之前，先来看看什么是重力。根据艾萨克·牛顿的说法，重力是任何两个物体之间的吸引力。牛顿重力定律认为，重力大小与物体的质量(m1、m2)成正比，与两个物体间的距离的平方(r)成反比（此处特指两物体中心之间的距离。牛顿推导出下列方程式：F = Gm1m2/r2，其中G为万有引力常数，即6.67 x 10-11 N-m2/kg2）。重力随相关质量的增大而增大，而在物体间距增大时减小。

许多科幻电影都描述过失重现象。在乔治·保尔(George Pal)的经典影片《登陆月球》(Destination Moon)中，处于失重状态下的宇航员利用带有磁性的靴子站在太空船的地板和墙壁上。其中一位宇航员甚至抱怨说，在没有重力的情况下，他无法顺利吞咽食物（这并非事实，因为吞咽食物依靠的是食道肌肉的收缩而不是重力，人在失重状态下也能吞咽自如）。和常人想像的不同，失重并不是因为没有重力。相反，太空船中的乘客与太空船本身一同处于自由落体状态。大多数科幻电影表现失重的手法，是把演员绑在绳索和滑轮装置上进行拍摄。在罗恩·霍华德(Ron Howard)的影片《阿波罗 13 号》(Apollo 13)中，失重的场景是在NASA的一架名为Vomit Comet的KC-135型飞机上拍摄的。这架飞机反复沿抛物线飞行，使乘客（演员、摄像师和导演）多次体验到短暂的自由落体运动，每次的时间为30秒。失重会导致人体的不良效应；短期效应包括恶心和呕吐，长期效应则包括骨质疏松、肌肉萎缩、体液流失和贫血症（请参阅失重的奥秘）。

在太空船（如《星际旅行》中的进取号或《星球大战》中的千年隼号）上会有某种人造重力场，使乘客能在飞行中处于正常重力的作用下。这对抵消长期失重带来的不良效应起到了重要作用。而且，如果电影无需让乘客看起来处于失重状态，那么它的拍摄难度将会降低。其实这些人造重力的制造方法还是个未知数（别忘了，科幻作家有自由想像的权利）。目前所知的制造人造重力的方法只有一种，那就是把宇航员放在轮状环境中进行旋转。指向轮心的向心加速度会产生向心力。而这一加速力的反作用力（常称为离心力）则将乘客甩向舱壁方向，使乘客产生重力感（许多游乐园都有类似的设施）。影片《2001：太空奥德赛》(2001: a Space Odyssey)、《2010：超时空出击》(2010: The Year We Make Contact)和《火星任务》均准确地刻画出这种类型的人造重力。

当您向某个物体施加作用力时，它会加速。牛顿第二定律将这一关系总结为F = ma，其中F为作用力，m为物体的质量，而a则是加速度。在《星际旅行》和《星球大战》中，太空船往往只用几秒钟就从静止状态（或亚光速）加速到光速或超光速。这些太空船上的船员会受到巨大的加速力（重力倍数），甚至比喷气式战斗机的飞行员在加速和做出机动动作时承受的重力倍数还要高。为了弥补这一缺陷，《星际旅行》的编剧们想出了惯性阻尼器这一发明，它能抵消加速力。劳伦斯·克伦斯在《“星际旅行”中的物理学》一书中对这种装置的工作原理提出了猜想，但至今为止这类装置尚未问世。

船长，我们必须穿过黑洞！

与失重形成对照的是，一些科幻电影中出现了一种重力极大的物体：黑洞。在影片《银河访客》(Galaxy Quest)将要结束的时候，舵手汤米·拉雷多(Tommy Laredo)告诉贾森·尼史密斯船长(Capt. Jason Nesmith)，NSEA保护者号必须穿过黑洞才能返回地球。在迪斯尼公司的影片《黑洞》(The Black Hole)中，一位太空船船员穿过黑洞到达了另一个遥远的地方。问题在于，人是不可能穿越黑洞的。

黑洞是由一颗寿命将尽的恒星坍缩形成的（该恒星的质量至少应比太阳大三倍）。恒星坍缩后，其核心部分的密度极高，产生的重力是如此之大，以致任何物质（甚至包括光）都无法逃脱。黑洞并不是一个隧道。任何进入黑洞边缘或其视界的物体都会掉进黑洞。它内部的重力会把任何物体撕个粉碎。

关于黑洞的一个错误观念是，它们会像一部巨大的吸尘器那样，将附近的一切都吸进去。这并不完全正确；只有那些落入黑洞视界内的物体才会进入黑洞。黑洞利用质量和重力吸引物体的能力与它们的恒星母体相同（别忘了黑洞的质量与原先的恒星是相同的，只是更紧密，密度更大）。在许多人的想像中，如果太阳立即变成一个黑洞，它会把地球吸入体内（虽然太阳的质量不足以成为黑洞）。但如果您研究一下上面介绍的牛顿重力定律，就会发现太阳和地球的质量都未发生变化，两者间的距离也没有改变。因此，如果太阳变成一个黑洞，地球受到的太阳引力将仍然与现在相同。地球只会绕着这个黑洞运行，和现在绕太阳运行并没有差别（不过，失去阳光会对地球上的生命带来极为严重的问题）。

下面我们来看看科学幻想是如何处理激光、声音和外星人的。

激光、声音和奇异的新生命形式
《星球大战》中的各种战斗机（如X翼、TIE和死星）都能发射激光或脉冲激光炮。《星际旅行》中的进取号用它的相位炮向敌方的太空船开火。两部作品中的人物均使用了手持式激光或相位武器。在所有这些场景中，我们都可以看到激光束飞行并击中目标的场面。问题是，在一般情况下，您是看不到激光束的。

激光是一束经过高度聚焦的光，它的光子是朝着同一个方向运动的。由于没有逃逸的光子进入您的眼睛，因此激光束是不可见的。在真空中，您只能看到光束在击中目标的位置发出的闪光（因为目标中的物质会使光发生散射）。在此路径中没有能使光束显形的物体。您可以在一间没有灰尘的房间里用激光指示器或手电筒演示这一现象。将激光指示器或手电筒指向墙壁，您只能在墙壁上看到一个光斑。为了让光束变得可见，您必须在它经过的路径上撒一些细小的微粒（如粉笔灰或婴儿爽身粉），从而使光线发生散射。

我不知道是否有哪部科幻电影或电视剧正确地演示了激光束的机制。它们大多通过特效使光束显现出来，因为当某个角色发射激光时，如果观众什么也看不到，他们会觉得不够满意。

嘿，那是什么声音？

在《星球大战》的第4和第6部中，当起义军摧毁死星时，每颗死星都是在一声巨响中灰飞烟灭的。这种爆炸在许多科幻电影和电视剧中屡见不鲜，例如，当《星际旅行》中的进取号摧毁敌方飞船时，或当《异形》(Alien)中的诺史莫号自毁时，都曾发生这样的爆炸。这里有个问题，声音是无法在太空中传播的。

声音是一种纵波。它的能量是通过气体、液体或固体分子的振动来传播的。当上面动画中的铃铛向外摆动时，它将吸入周围的空气粒子。这会使气压降低，使这一区域从周围吸入更多空气粒子，从而形成另一个低气压区，后者吸入粒子，然后按同一过程向更远的地方扩散。在铃铛和您的耳朵之间，每个振动的空气分子都会将振动传递给下一个空气分子，使声波得以传播。当在您的耳道中振动的空气接触到耳膜时，将使其按照与声波相同的频率振动。振动通过中耳的骨骼传递到内耳，并在内耳的液体中产生驻波。驻波振动内耳中的某些毛细胞，后者向大脑的听觉中心发出神经信号，从而使您听到声音。这一过程中最重要的部分是空气分子将声波从声源传播到耳朵的这段路程。当您在水下或隔着墙壁聆听声音时，发生的情况与上述过程类似（液体和固体也能传播声波）。不过，在太空的真空中是没有用来传播声波的分子的，所以您不会听到任何声音。《异形》的电影海报上的标语说的一点都没错：“在太空中，没人能听到你的尖叫！”

有些作品正确地反映出太空中没有声音这个特点，斯坦利·库布里克(Stanley Kubrick)的经典影片《2001：太空奥德赛》就是这样一个例子。我们在观看太空船内部的镜头（如发现号太空船的月球车分离舱）时，会听到机器运转和警报声。当场景切换到太空船外时，一切都变得悄然无声。在最富于戏剧性的一个场景中，宇航员大卫·鲍曼(David Bowman)必须在不戴头盔的情况下从太空分离舱进入发现号太空船。他决定对他的分离舱进行爆炸式减压，以便将自己推进到发现号上一个打开的气压过渡舱中。影片从气压过渡舱的视角展现了爆炸和鲍曼在推进力下移动的场景，一切都处于寂静之中。直到鲍曼关上气压过渡舱的舱门，使舱内充满空气时，声音才又一次出现。在具有西部风格的科幻电视剧《荧火虫》(Firefly)及作为其续集的电影《宁静号》(Serenity)中同样将太空寂静无声的特点表现了出来。在大多数科幻电影和电视剧中，不但激光是可见的，而且发生在太空的爆炸也有声音，这是因为观众在看到爆炸时，如果没有听到任何声音，他们也会感到不够满意。

外星生物的体格大小问题

在最早的《星际旅行》动画片中，有一集的名字叫“免疫综合症 ”(The Immunity Syndrome)。在这一集里，进取号与一个类似于阿米巴变形虫的巨型单细胞有机体遭遇了。这个有机体大约有几千千米长，比进取号大得多。实际上，进取号是在穿透了它的细胞膜后，进入细胞质中把它摧毁的。那么，这样的有机体有可能存在吗？

单个细胞必须依靠扩散作用才能使物质穿过它的细胞膜和在它的内部移动。扩散是指物质从高浓度区域向低浓度区域的运动。正如您之所以能闻到厨房里切洋葱的气味，是因为洋葱的气味分子是由高浓度区域（洋葱）向低浓度区域（厨房和其他房间）移动的。对于细胞而言，扩散在短距离（1至100微米，1微米是1米的百万分之一）内是最有效率的。

除了距离要短，细胞还需要较大的表面积以提高扩散效率。大多数细胞是球形或立方形的。我们来看一个球形细胞的例子，它的半径为(r)。这个球体的体积是用公式V = 4/3 r3来计算的，而它的表面积计算公式则是A = 4 r2。在细胞生长的过程中，r也在增大，而体积的增长速度比表面积快得多（体积是r的立方函数，而表面积则是r的平方函数）。随着细胞的增大，扩散作用所需通过的距离会变得过大，从而使其再也无法将物质送往细胞的中心。因此，单个细胞直径的实际尺寸限制约为100微米（或更小）。巨型单细胞（如《星际旅行》“免疫综合症”一集里描述的那一种）是无法存活的。包括人类在内的大型有机体由许多微小的细胞构成，并通过循环系统向细胞运送氧气和营养物质，同时排出来自细胞的二氧化碳和废物。

与此相关的是，20世纪50年代的一些电影（如《闪灵入侵》(Them)描述了一些与人类一样大（或比人类更大）的巨型昆虫，如蚂蚁和蜘蛛。就连《哈里·波特与密室》(Harry Potter and the Chamber of Secrets)中也出现了一只巨型蜘蛛和许多与狗一般大的其他蜘蛛。昆虫没有用来吸入空气的主动换气系统（如肺）。相反，它们依靠一个称为Trachioles的分支管道系统来将空气输送到离身体中的每个细胞足够近的地方，并凭借扩散作用使空气流过管道。昆虫的个头越大，空气需要通过的距离就越长，扩散的效率也就越低。这就是您在地球上看不到巨型蜘蛛和巨型蚂蚁的原因。

您见不到大型昆虫的另一个原因是，在正常的地球重力下它们纤细的腿无法支撑庞大的身体。因此，《异型》系列电影中的外星生物可能无法在正常的重力下行走。最大的陆生动物是非洲象，它有四条粗大的腿支撑身体重量。在许多科幻电影中，大型外星生物的亮相仍然很受观众欢迎，但单细胞的大型外星生物已经非常少见了。

科学在不断地进步，新的发现层出不穷，也许有一天，我们会抱着愉快的怀旧心理回顾这些错误，这和今天的观众在看《鲁宾逊火星历险》时的感觉是一样的。但是，只要在科学方面能自圆其说，电影就不会让我们产生“姑且信之”的心理，而且（有人认为这是最重要的一点），这些故事很精彩，我们总能从科学幻想中找到乐趣。