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看懂《星际穿越》必备的物理名词

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发表于 2017-6-30 02:28:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
黑洞是质量足够大的恒星在“燃料”耗尽而“死亡”后,发生引力坍缩形成的。黑洞产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在距离黑洞的一个临界点内,便再无力逃脱。靠近黑洞的地方,由于巨大的引力作用,连速度最快的光也发生了弯曲,因此从远处观察,黑洞的外观呈现一个环形的发光物质,也就是影片中数次呈现的那个硕大到令人恐惧的光亮大圆环,这个银幕影像也是有史以来最精准的黑洞模型。物体进入黑洞之后会被巨大的引力撕成碎片,所以片中派一个机器人下到黑洞送回量子数据的设定,完全是剧情所需的虚构。
宇宙航行路程遥远,耗时绵绵,宇航员大部分时间都在休眠仓中酣睡,必要时再苏醒执行任务,在《异形》、《深空失忆》等许多科幻片都有类似的设备。生物学上的休眠理论,指的是将人体急速冷冻到摄氏零下196度,让细胞停止活动,相当于进入某种形式的“永生”。但目前的科技水平,还不足以完整快速地将人体冷冻到合适的温度,尤其在0~-60℃这个温度区域内,细胞很容易就会被冰晶所损伤。因此迄今为止人体冷冻术仍是一项科学设想。不过既然《星际穿越》的故事发生在近未来,不排除那时的人类已经掌握了将冰冻人复活的技术。
拉撒路
拉撒路是《圣经·约翰福音》记载的故事,有个叫拉撒路的人病危,来不及等到耶稣的救治就死了,但耶稣却一口断定他将复活。果然第四天后,拉撒路就从山洞里走出来,证明了耶稣的神迹。影片中宇航局会议室的墙上就挂着拉撒路字样,暗示老教授对地球人必死的命运早已心知肚明,所以A计划必然行不通。之后男主角看过女儿的录像后也领悟到了这一宿命,说出拉撒路一词。然而救世主——来自高维空间的未来人类施展了神迹,通过主角之手改变过去,令全人类“死而复生”,与圣经故事的对应堪称丝丝入扣。此外,在希伯来语中,拉撒路也有新苗的意思,可以指代影片中将人类受精卵送往殖民地继续繁衍的计划。
时间扭曲
休眠
墨菲定律

               
            
            
            
            
               
               
            
片中男主角的女儿名为墨菲,而她总在抱怨自己的名字与不吉利的墨菲定律的联系。墨菲定律由上世纪中叶一名美国空军工程师爱德华·墨菲提出,包含四条原则,1、任何事都没有表面看起来那么简单;2、所有的事都会比你预计的时间长;3、会出错的事总会出错;4、如果你担心某种情况发生,那么它就更有可能发生。《星际穿越》的情节中多次体现了墨菲定律的正确性,但除了把事情搞砸,它也把任务引向好的方面,最后主角也在墨菲定律的作用下挽救了全人类的生途。从这个角度来理解,墨菲定律是一种对概率的诠释,本身并不指代吉凶祸福。
1905年,爱因斯坦提出著名的相对论,该理论认为一个移动中的物体应该比一个静止物体的时间过得慢,这一现象称为时间扭曲。影片中主角一行在虫洞另一边发现一颗距离黑洞很近的行星,该地出现了强烈的时间扭曲,地表一小时等于地球上的七年,由于登陆后发生了意外,他们在行星上耽误了数小时,竟使母船上的队友苦等了23年。而在主角从黑洞生还后,尽管已是124岁高龄,他的生理年纪仍维持在40多岁,而女儿却已是年近百岁的垂暮老人。
翘曲飞行
布兰德教授多次吟诵的诗句“不要温和地走进那个良夜,老年应当在日暮时燃烧咆哮,怒斥,怒斥光明的消逝”,出自威尔士超现实主义诗人迪伦?托马斯之手。他的作品痴迷于生死,充斥着阳刚澎湃、神秘深邃和狂放不羁的意象,其铮然风骨与《星际穿越》中的人类为了命运奋然一搏、远征未知之境的勇气,具有惊人的吻合。每次诗句念出,都是情节处在关键拐点、艰险挑战接踵而至的前夕,象征着人类对命运的咆哮,在生死存亡关头的挣扎,以及存续文明之尊严的抗争。

            
               
享受《星际穿越》带来的视听震撼之余,很多观众也抱怨没有看懂剧情。难怪媒体用烧脑二字来形容该片。不过客观来看,《星际穿越》远没有诺兰以往的电影来的烧脑,既没有《记忆碎片》那样支离的叙事结构,也无《黑暗骑士》那样缠绕的多线叙事,观众看不懂,也不是因为不爱动脑筋,而是知识储备不够,对片中的基本物理概念缺少了解。作为一部硬科幻,《星际穿越》请来专业科学顾问,对片中的每一个环节都做了精心推敲,尽力让所有细节有据可依,这可苦了物理没学好的影迷们。不过别担心,下面我们就将片中涉及的科学术语和现象做一番简单的科普,只要十分钟,助你毫无障碍理解《星际穿越》。(文/方聿南)

               
                    
虫洞这一名词诞生于上世纪50年代,是对“爱因斯坦-罗森桥”的一种通俗称呼,它指的是物理学中假想的一种天体,能从更高的维度连接两个遥远的空间点,因此可以使人类突破光速的临界,进行超远距离的宇宙航行,片中一名科学家用纸笔对此作了一番形象的演示。从上世纪80年代开始,归功于美国加州理工学院物理学家基普·索恩的理论,虫洞被广泛用于幻想作品中的星际旅行,而索恩也正是《星际穿越》的科学顾问。影片中的虫洞以球形示人,正展示了这一超空间结构的独特性质:来自更高维度的物体在三维空间的投射。
我们身处的世界由上下、前后、左右三个线性方向组成,是三维空间。如果加入对时间的考量,就可以想象更高纬度。一个四维空间包含三维空间的所有时间点,在那里不同的时间点就像山峰洞穴一样实质存在,可以供人穿行其间。每个人的不同选择都会令世界产生变化,这无数多的可能性合在一起构成了五维空间。《星际穿越》高潮部分,主角坠入一个高级智慧生命为他打造的仿五维空间中,他可以通过这个空间与女儿达成沟通,以自己的行动影响另一条时间线。本质上这也是一种时间旅行的样式:从现在向过去传递信息,以此改变当下。
通过在高纬度折叠空间而航行的方式,被称为翘曲飞行,尽管在影片中并没有出现这一名词,但在原理上一脉相承。在动辄光年量级的宇宙中,使用翘曲飞行,既不破坏因果律,又实现了超光速。在科技更发达的《星际迷航》等电影中,人类已经可以用飞船自带的引擎进行翘曲飞行,而《星际穿越》中,宇航员不得不借助更高级生命为他们“量身定做”的虫洞来达到这一目的。
虫洞
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