電影《星際穿越》解讀

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1、《星際穿越》解讀編者按：看完IMAX版的《星際穿越》已經(jīng)三天了，小編的亢奮勁還沒(méi)有過(guò)去。各種問(wèn)題不時(shí)地冒出來(lái)，恨不得抓住一個(gè)人就想討論電影中的情節(jié)。騰訊電影本期為大家?guī)?lái)理工男如何看《星際穿越》，滿滿都是干貨，相信會(huì)解答你心中的一些疑惑。騰訊娛樂(lè)專(zhuān)稿（文/胡曉策劃/三替）（作者簡(jiǎn)介：胡曉，男，23歲，鐘情物理多年卻最終選擇了天文，平時(shí)對(duì)航空的熱愛(ài)則超越了星辰大海，憧憬著來(lái)美帝玩槍結(jié)果花了三年時(shí)間射箭，現(xiàn)在每天以做飯喂飽自己為榮。）作為多年的理科癌患者，我的確很喜歡諾蘭的電影，但又受不了對(duì)他的無(wú)限拔高，比如對(duì)《盜夢(mèng)空間》的過(guò)度解讀。由于諾蘭《蝙蝠俠：黑暗騎士》的超水平發(fā)揮，導(dǎo)致了我對(duì)《

2、蝙蝠俠：黑暗騎士崛起》過(guò)于期待，看后失望之余覺(jué)得諾蘭也不過(guò)如此。不過(guò)，我的懷疑在看完《星際穿越》之后徹底煙消云散了，諾蘭的確是目前最具大師氣質(zhì)的導(dǎo)演，《星際穿越》也是目前所有電影里科學(xué)和藝術(shù)的最完美結(jié)合。只可惜“臥梅又聞花”，寫(xiě)一個(gè)完整的影評(píng)實(shí)在力所不逮，我還是多聊一聊片中涉及到的科學(xué)知識(shí)吧。1、枯萎病有可能產(chǎn)生嗎？無(wú)人飛機(jī)、拖拉機(jī)的導(dǎo)航故障是什么原因？首先，《星際穿越》的背景很費(fèi)了該片的科學(xué)顧問(wèn)基普·索恩（美國(guó)物理學(xué)家，當(dāng)今世界上研究廣義相對(duì)論下的天體物理學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一）一番心思。作為物理學(xué)家，索恩自然不是生物學(xué)/環(huán)境專(zhuān)家，為了保證“植被大量枯萎”這一假設(shè)有科學(xué)依據(jù)，他準(zhǔn)備了美

3、食請(qǐng)來(lái)加州理工學(xué)院的一大波相關(guān)教授，其中包括1975年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者戴維·巴爾的摩（DavidBaltimore），組織了一次兩個(gè)多小時(shí)的討論會(huì)。1、《星際穿越》劇照：枯萎病爆發(fā)的地球，只能種玉米專(zhuān)家們表示，雖然目前地球上不存在這種可以滅絕整個(gè)植物界的枯萎病，但是假如有某種病原體專(zhuān)門(mén)欺負(fù)葉綠體的話，那還是可能的?？偠灾?，這種枯萎病造成大量糧食減產(chǎn)和地表荒漠化，也就帶來(lái)了片中地球上無(wú)處不在的沙塵暴。另一個(gè)重要線索，也是令人類(lèi)勇敢踏上外星之旅的，就是NASA觀測(cè)到的引力異常。這種引力異常使布蘭德教授相信引力是可以被操縱的。只要他能從理論上解決這個(gè)問(wèn)題，人類(lèi)最終可以通過(guò)操縱引

4、力大規(guī)模離開(kāi)地球，去新的宜居星球定居。值得一提的是，影片中出現(xiàn)的導(dǎo)航故障（軍方無(wú)人機(jī)，庫(kù)珀家的無(wú)人收割機(jī)）并不一定是磁場(chǎng)紊亂的結(jié)果，倒更像是引力異常的直接效應(yīng)：GPS衛(wèi)星為了保證精度在計(jì)算導(dǎo)航數(shù)據(jù)時(shí)必須考慮地球引力對(duì)時(shí)空的影響，如果引力異常，原先的算法自然無(wú)法保證導(dǎo)航的正常工作了。2、諾蘭團(tuán)隊(duì)拍《星際穿越》的副產(chǎn)品：順手發(fā)學(xué)術(shù)論文基普·索恩是當(dāng)代廣義相對(duì)論和黑洞物理的頂級(jí)大師，在此向大家強(qiáng)烈推薦他的名著《黑洞與時(shí)間彎曲》。索恩對(duì)本片的劇本創(chuàng)作貢獻(xiàn)很大，他還拉著諾蘭的弟弟喬納森去加州理工學(xué)院學(xué)習(xí)了廣義相對(duì)論，諾蘭本人則去了SpaceX，即太空技術(shù)探索公司感受了造火箭的氣氛。（Space

5、X：該公司曾放出豪言，2100年要主宰太陽(yáng)系）基普·索恩值得一提的，影片中黑板上的方程式，都是索恩教授親自寫(xiě)的，他還為片中布蘭德教授的理論創(chuàng)造了幾個(gè)有物理含義的變量。這樣的創(chuàng)作實(shí)踐，不僅僅在電影界，在科學(xué)界也是前所未有的?！缎请H穿越》上映前后，“諾蘭的Group”會(huì)至少發(fā)兩篇論文，一篇黑洞物理，一篇計(jì)算機(jī)圖形。論文如何我們暫且不管，先聊聊《星際穿越》的重頭戲，蟲(chóng)洞和黑洞。3、為何主角們?cè)谙x(chóng)洞里只能接收信息，從未向地球發(fā)送信息？這是刻意的情節(jié)安排，往回發(fā)送信息的速率低。那個(gè)在土星附近，連接太陽(yáng)系和外星系的蟲(chóng)洞，無(wú)疑是本片最大的亮點(diǎn)。蟲(chóng)洞作為愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論框架下時(shí)空的一個(gè)可能解，早

6、在上個(gè)世紀(jì)初就被從理論上給出過(guò)。只是當(dāng)時(shí)沒(méi)人在意，直到1930年代被愛(ài)因斯坦和羅森再次“發(fā)現(xiàn)”（他們也不知道之前就有人解出來(lái)過(guò)）。這種可以在三維空間里制造“時(shí)空跳躍”的結(jié)構(gòu)，被稱(chēng)為“愛(ài)因斯坦-羅森橋”。但是根據(jù)廣義相對(duì)論，如果沒(méi)有特殊手段維持蟲(chóng)洞，蟲(chóng)洞的壽命幾乎是0——?jiǎng)倓傂纬傻某瑫r(shí)空連接會(huì)在瞬間斷開(kāi)，這個(gè)瞬間短到哪怕光也來(lái)不及穿越?！缎请H穿越》劇照：蟲(chóng)洞在《星際穿越》中提到，這個(gè)蟲(chóng)洞是”They”放置在那里的，按照基普·索恩的解釋?zhuān)@種超級(jí)文明可能是通過(guò)高維空間打開(kāi)了這個(gè)通道，無(wú)論如何，這種保持開(kāi)放的蟲(chóng)洞具有和黑洞不同的性質(zhì)：它不存在所謂奇點(diǎn)，也不需要多少質(zhì)量，也沒(méi)有類(lèi)似黑洞的“視

7、界”：它的大小取決于通道本身的寬度，當(dāng)然由于通道周?chē)矔?huì)有一點(diǎn)時(shí)空彎曲，依然能看到類(lèi)似黑洞的引力透鏡效果。蟲(chóng)洞看起來(lái)啥樣主要取決于它另一端在哪兒，就像一個(gè)遠(yuǎn)程魚(yú)眼鏡頭。把圖像呈現(xiàn)在它的球形表面通道的“長(zhǎng)度”越長(zhǎng)，我們看到的圖像就越扭曲，所以電影里的是一個(gè)通道較短的“短脖子”蟲(chóng)洞。蟲(chóng)洞能夠穿越時(shí)間的示意圖影片中的蟲(chóng)洞雖然是雙向的，但是主角們穿越之后似乎從未向地球發(fā)送信息，而是只能接收。和系里的美國(guó)同學(xué)討論之后，我們認(rèn)為這是導(dǎo)演為了情節(jié)的刻意安排，而影片里的解