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La fantascienza è un genere - dal punto di vista letterario, cinematografico e degli altri media - assai variegato. Poiché vi è scarso consenso nella sua definizione tra studiosi e appassionati, le sue origini sono una questione aperta, ma si collocano comunque nell'ambito della letteratura. Essendo indissolubilmente legato al concetto di scienza, le premesse per la nascita del genere fantascientifico si formano a partire dal Cinquecento in poi con la rivoluzione scientifica, in particolare a seguito delle scoperte da Galileo e Newton in astronomia, fisica e matematica, e con l'Illuminismo. Asimov pone come premessa essenziale la rivoluzione industriale, ritenendo che la fantascienza abbisogni di un diffuso e consapevole sviluppo delle relazioni fra scienza e tecnica. Per tali ragioni, dovendo individuare una data di nascita della moderna fantascienza, essa viene per convenzione fissata all'aprile del 1926, quando uscì negli Stati Uniti la prima rivista specializzata in inglese, Amazing Stories diretta da Hugo Gernsback, che segna il momento in cui la fantascienza inizia a diventare un fenomeno di massa, tuttavia al genere possono essere ascritte numerose opere precedenti, dal romanzo gotico Frankenstein di Mary Shelley ai romanzi scientifici di Jules Verne e H. G. Wells, o addirittura opere molto più antiche, come La storia vera di Luciano. Alcuni studiosi mettono in evidenza quale testo originario della fantascienza l'Epopea di Gilgamesh, risalente al XXII-XXI secolo a.C., mentre altri identificano i primi elementi fantascientifici nella letteratura araba del tardo Medioevo.La fantascienza come genere definito si è sviluppata esplodendo nella prima metà del Novecento, quando la profonda compenetrazione tra scienza e invenzione nella cultura occidentale aveva prodotto un interesse per la narrativa in grado di esplorare l'influenza della tecnologia sulle persone e sulla società. Pubblicata come genere popolare di intrattenimento nelle riviste pulp rivolte soprattutto ai giovani negli anni venti e trenta del XX secolo, quando inizia anche a contaminare fumetti e cinema, la fantascienza ha visto la sua "epoca d'oro" durante gli anni quaranta, rimanendo anche dopo un genere largamente legato come immagine ad un pubblico di adolescenti e alle copertine sgargianti dei pulp. Nel corso del tempo lo stile e i contenuti delle opere sono tuttavia maturati e i temi fantascientifici sono stati analizzati e innovati da autori importanti. Il genere ricevette nuova linfa dalla letteratura modernista, poi negli anni sessanta e settanta dal movimento della New Wave britannica, che la portò ad affrontare con raffinatezza stilistica nuovi temi scottanti fino ad allora accantonati dalle riviste di fantascienza, quindi il genere fu rivoluzionato negli anni ottanta dal cyberpunk. Il cinema ha spesso sfruttato idee e temi della letteratura, senza rinunciare a rielaborarli in modo originale. La fantascienza è stata vista sempre più come un'area confinante con la letteratura postmoderna e, soprattutto a partire dagli anni novanta, si è mescolata in molte opere con altri generi del fantastico, confluendo nell'ambito più generale di quella è stata chiamata "narrativa speculativa" (speculative fiction). La fantascienza è mano a mano divenuta un genere considerato con rispetto, con una notevole influenza sui mass media, sulla cultura e sul pensiero nel mondo.

Metropolis è un film muto del 1927 diretto da Fritz Lang, considerato il suo capolavoro. Lang ambienta il film in un futuro distopico (nel 2026, esattamente a 100 anni di distanza da quello di produzione del film, presentato in prima assoluta il 10 gennaio 1927) in cui le divisioni classiste sembrano accentuarsi. Il film è tra le opere simbolo del cinema espressionista ed è universalmente riconosciuto come modello di gran parte del cinema di fantascienza moderno, avendo ispirato pellicole quali Blade Runner e Guerre stellari.

La fantascienza è un genere di narrativa popolare di successo sviluppatosi nel Novecento, che ha le sue radici nel romanzo scientifico, estesasi poi dalla letteratura agli altri mass media, anzitutto il cinema, quindi i fumetti, la televisione e i videogiochi.Si tratta di una narrazione basata su speculazioni e ipotesi di carattere più o meno plausibilmente tecnico-scientifiche (ivi incluse speculazioni relative sia alle scienze esatte sia alle scienze molli) e i loro impatti sulla società e sull'individuo. I personaggi, oltre che esseri umani, possono essere alieni, robot, cyborg, mostri o mutanti; la storia può essere ambientata nel passato, nel presente o, più frequentemente, nel futuro.Il termine è usato, in senso più generale, in riferimento a qualsiasi tipo di letteratura di fantasia che includa un fattore scientifico, comprendendo a volte ogni genere di racconto fantastico; un certo grado di plausibilità scientifica rimane tuttavia un requisito essenziale.L'espressione inglese science fiction fu coniata da Hugo Gernsback nel 1926. Gernsback inizialmente chiamò questo genere di storie scientific fiction. L'espressione poi si contrasse in scientifiction, per ridursi infine a science fiction (spesso abbreviata Sci-Fi dagli anglosassoni). La traduzione italiana fantascienza, attraverso un calco linguistico, è attribuita a Giorgio Monicelli nel 1952.

Il cinema di fantascienza (o fantascientifico) è uno dei generi cinematografici più popolari. In esso, i temi tipici della fantascienza sono colonna portante per lo sviluppo della trama. Nei film di fantascienza, il meccanismo narrativo viene innescato dalla presenza di elementi scientifici immaginari o ipotetici, come potrebbero essere ad esempio la formulazione di una nuova teoria matematica, l'invenzione di apparecchiature tecnologiche innovative o la scoperta di nuovi e promettenti sviluppi nel campo della bioingegneria. Solitamente questo genere di film viene ambientato in un contesto legato a una visione più o meno lontana del futuro, come quello dei viaggi interstellari, quello del contatto con entità extraterrestri, quello dei conflitti nucleari o delle catastrofi climatiche globali. Benché il cinema di fantascienza sia stato riconosciuto come genere autonomo solo a partire dagli anni cinquanta, l'elemento del fantastico era ben presente fin dagli esordi della settima arte. Nel corso degli anni, il cinema fantascientifico ha saputo esplorare un'enorme rosa di soggetti e temi differenti, molti dei quali non avrebbero potuto essere rappresentati in altro modo. Una delle qualità che rende affascinante questo genere è la sua propensione a comunicare messaggi filosofici o politici con elegante sottigliezza: le opere di fantascienza sono state spesso utilizzate per affrontare delicati temi sociali e di attualità – come il pacifismo, la guerra fredda, la xenofobia, le conseguenze dell'inquinamento – in periodi storici attraversati da crisi morali, pur senza rinunciare, nel contempo, a offrire intrattenimento per gli spettatori meno smaliziati. Le produzioni fantascientifiche hanno sempre figurato in prima linea per quanto riguarda l'aspetto più tecnico degli effetti speciali e con il tempo le platee di appassionati si sono abituate alla rappresentazione realistica di forme di vita aliene, spettacolari battaglie spaziali, armi a energia e mondi surreali, a conseguenza del sempre più rapido progredire delle tecnologie animatronica e computer grafica. Vi sono molti film di fantascienza memorabili e un numero ancora maggiore di opere mediocri, o che possono essere annoverate addirittura tra i peggiori esempi di produzione cinematografica di tutti i tempi. Sono occorsi molti decenni – e gli sforzi collettivi di innumerevoli cineasti di talento – perché il cinema fantascientifico iniziasse a essere considerato una forma d'arte. All'interno della fantascienza e dei suoi confini si registra una notevole contaminazione di generi, in particolare con il cinema del terrore.