首先很多人在发现了有人在挑剔他们热爱的流浪地球后,试图来这里挑剔一下星际穿越,五星太多,我们打个一星来平衡一下?
首先我很遗憾地告诉你们,你们这种能觉得流浪地球满分的人,应该也剩不下来多少智商来看星际穿越这个片子。所以我希望我能在这里替诸君解释一些基础的道理,尽管这些道理看星际穿越时不一定用的上,但能打消您们,对在星际穿越里挑刺的念头。
(一)
星际穿越物理顾问介绍
基普·S·索恩Kip Stephen Thorne :目前担任加州理工学院费曼理论物理学教授,是当今世界上研究广义相对论下的天体物理学领域的领导者之一。2017年10月3日,因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献,荣获诺贝尔物理学奖。
所以如果您要找出星际穿越里的理论漏洞,您必须有足够的各类天体望远镜观测得到的数据,以及极为精确的数学计算。也就是说,您得是基普教授的老同行儿,得辛勤工作,得到更多的证据,那么在您推翻基普教授观点的同时,您就对人类做出了贡献,就能,流芳百世。
不过相信我,您不会喜欢研究理论物理这个职业的。
(二)
大多数观影者
很难理解的地方
1.为什么黑洞会发光的,不是光都会被吸收而出不来吗?
答:引力作用范围有限
就像吸住门的磁铁,不可能把马路上的车吸过来一样。同样地,奇点也不可能吸收离黑洞很远地方的光线。黑洞黑色的外表面,被称为事件视界,这是黑洞能把光180度扭曲的最后引力范围。光在这个视界内无法逃逸,光在这个视界外则会被扭曲,但不能形成180度的扭曲角度,所以黑洞视界外是有明亮的被强大引力扭曲的光的。
2.掉入事件视界不是连光都无法逃出吗?为什么Cooper最后被人类救回了人类的新家园?
答:片中的五维超立方体是一个异常强大的交通工具
记得之前说的吗,如果掉入事件视界内部,连光都无法逃逸。所以我们的逃逸速度,必须大于光速,具体要是光速的多少倍,我就不详细解释了。
片中,Cooper掉入五维超立方体时,看起来像是Cooper在下坠,其实不然,那是五维超立方体在带着Cooper高速运动。在我们的纬度之外,多维理论定义了一张限制膜,这也就是我们存在于当下纬度的原因。五维超立方体不受限于我们的低纬度,可以穿越限制膜,在限制膜外高速旅行。这一运动是我们三维生物无法理解的,但如果以我们的角度测量它的速度,五维超立方体可以轻松突破光速,所以可以轻松逃出黑洞。
当五维超立方体停止运动时,Cooper漂浮在中间,看到的所有的空间,都是他女儿的房间,因为五维超立方体此时已经停止运动,正位于地球上Cooper的家,他女儿的房间附近。
3.我记得《十万个为什么》里讲到,任何掉入黑洞的人会被奇点扯得粉碎,为什么Cooper平安无事?
答:五维超立方体救了Cooper
我们之前认为,黑洞中的奇点是唯一的,后来随着理论知识的发展,我们推测出黑洞中可以存在有三个奇点,这三个奇点在下坠过程中会分别遇到,分别被称为,外飞奇点,下落奇点,bkl奇点。具体另外两个非经典奇点怎么产生的我不再详细论述。我们之前认为只有一个bkl奇点,这个奇点是残暴的,引力巨大的,他的确可以让Cooper有来无回。但前两个奇点不一样,前两个奇点要温和得多,温和到足以使Cooper幸存下来。片中五维超立方体被放置在外飞奇点附近,等Cooper下坠到超立方体中,超立方体便全速启程,没有让Cooper有遇到bkl奇点的危险。(片中的黑洞为超大质量黑洞,这类黑洞的事件视界附近的潮汐力要小于小体积黑洞,所以下落过程中亦不会被撕碎)
4.为什么Cooper或者说未来人类可以穿越时空?这不是违背了很多时间悖论吗?穿越时空不是被禁止的吗?
答:星际穿越里的穿越时空,并不会触发大多数阻止时空穿越实现的悖论。
我来解释一下,星际穿越里的穿越时空有着令我惊叹的逻辑闭环。
第一点
我们先来看Cooper的穿越,Cooper通过五维超立方体对过去的女儿发送NASA坐标,发送stay这个单词,发送奇点数据。这在过去有没有发生呢?这一切在过去都发生了,也就是说Cooper在五维超立方体做的一切都是必然发生的,如果他不在五维超立方体里做那些事,过去的那些也就不会发生。这并不会违背几乎所有的避免时间穿越的悖论,因为Cooper并没有犯一个大忌:改变过去。
你可能会问,万一Cooper拨弄其它的东西呢?那不就和过去不符合了,那不就改变了过去?很遗憾的是,Cooper很聪明,他知道这一切都是他必须做的,他没有做任何多余的事。事实就是,Cooper没有做多余的事,这就是事实,完美的事实,一个令人惊叹的巧合,一个注定发生的事,一个漂亮的逻辑闭环。
第二点
未来人类放置的虫洞和五维超立方体也没有改变任何过去的事实,他们选择了让过去的人类自己拯救自己。这说明了什么,未来的人类即使成为了高纬度的神,他们也无力改变过去,他们没法抹去地球枯萎病蔓延的事实。这符合时间悖论观点,我们无法改变过去的事实,我们不能对我们的历史做任何的改动,否则将出现不可预知的后果。
这时候要挑刺,我们一定会说,诶,那虫洞不是突然出现的吗,无中生有,那不是也改变事实了?其实没有,这个理解起来可能有点困难。我们突然发现了虫洞,如果我们把这个看为一个事实,根据第一点的逻辑,未来的人类,无论出于任何原因任何目的,都会在这个时间坐标和这个空间坐标上,放入一个虫洞。他们必须放入一个虫洞,为什么?因为那是事实。没人可以改变事实,哪怕未来人类放置那个虫洞的原因滑稽到极致,他们也是放置了,因为这是必须必须必须发生的。
这个逻辑很可怕吧。也就是说,如果过去没发生的,你是根本不可能让它发生的,如果过去发生了的,你无论做什么,它都一定会发生,这完美贴合了过去不能改变的逻辑。所以星际穿越完全遵守了过去不能改变的事实。
5.五维超立方体内,Cooper怎么向过去传递的信息?
这牵扯到一个世界线的概念。你在图中看到的密密麻麻的线,是爱因斯坦提出的世界线的概念。每一个粒子有与其对应的唯一的世界线,世界线记录了这个粒子的所在时间的时空位置(粒子在四维时空中的运动轨迹即为世界线)。
在五维超立方体内,时间被完整展开,所以你可以找到房间内每一刻的景象。如果Cooper在高维内改变任何一个事物的世界线(状态),如果事物在所在的时间内,没有被再次改变状态,则会保持新的世界线的状态。这就是为什么书掉下去后可以被放回原处,因为对世界线的操作并不是只有五维超立方体内可以做。五维超立方体只是遵守时间的进度,展示了所有的时间内事物世界线的状态。因为Murphy走后没有再去碰那块表,所以表一直按照新的世界线运动,也就传达出了Cooper的信息,当然如果你忍心修好这个存有重要信息的表,也是完全可行的。
6.老教授16黑板的公式,是不是用来唬人的,上面到底写了啥,为啥解出来以后人类就可以造出那么大的空间站供全人类生活?
答:16黑板的公式是真真实实的物理知识,没有用来唬观众。
这16黑板的公式是现实中的基普教授写出来的,目的是为了解出引力的实质,或者说,引力到底是什么。
很久之前人类发现了磁石,挺好玩,人们就用来做一些简单的工具,比如指南针。但人们不知道(电)磁力的实质,只能玩玩指南针。但后来人们了解到了,磁场是由电子运动产生的,电场能产生磁场。于是人们发明的所有的电子设备都会用到这个原理,这一个科技的飞速跳跃,源于我们了解到了(电)磁力到底是什么。
如果我们了解到了,引力到底是什么,我们甚至可以在不改变质量的情况下操控引力。没有引力的束缚,航天飞机升空所需的成本,就会大大降低。我们甚至可以把一个房子完整地送出地球!
这仅仅是因为我们可以操控引力。
而解出这个公式需要足够的数据,任何现阶段的望远镜观测是完全不可行的。但如果我们观察到了黑洞的奇点,这个引力怪兽,我们便可以得到足够解出方程的数据。
7.为什么Murphy在影片中就是能明白幽灵就是Cooper?这是不是故意做作?
答:因为Murphy足够聪明。
我们可能会听到长辈说,"我梦到我老头子托梦了,后天就是老头子周年...",这可不仅仅是中国才有的现象,这个是世界级现象。心理学上来说,这是一种自我心理暗示,我们渴望与死者对话,才催生了这么一个梦。物理学上来说,这是另一个处于高纬度的人试图和我们交流。
为什么一定是高纬度?因为有一个特征我们要注意,ghost看得到我们我们看不到他们,且他们能对三维物体产生影响。这就是蚂蚁看不到我们,我们看得到他们,且我们能一脚踩死蚂蚁一样(蚂蚁的感知视野非常有限,可以认为就是一个二维平面),因为我们所能感受到的纬度比蚂蚁多了一个。
影片中在Murphy小时候Cooper就告诉Murphy,她的妈妈说过,"等孩子们长大了,我们就是孩子们的幽灵",她的妈妈的这句话说的ghost是第一种心理上的解释。已经跟着教授学习多年物理的Murphy回到自己曾经的家,想起这句话,第一反应当然会是第二种解释,因为她明明知道书本掉落不是幻觉,不可能从心理上解释。而ghost向自己倾诉的内容,便是ghost身份的关键,ghost告诉Cooper不要离开(stay),却又告诉Cooper宇航局的地址。如果这一切是同一个ghost所作所为,再加上Cooper到最后的确离开了。那也就是说因果关系上,Cooper的离开发生在ghost出现之前,而且导致了幽灵的出现,幽灵试图阻止Cooper离开,但幽灵很快认识到了Cooper必须离开(很可能ghost见证了Cooper的离开这一事实),所以幽灵又告诉了Cooper宇航局地址。
那么便推出了以下关系:
1.ghost知道Cooper离开的事实并试图阻止Cooper离开。
2.ghost所作所为满足因果关系(详见星际穿越如何不违背时间悖论)。
3.ghost的初心是为了和Cooper交流,但是却出现在了Murphy的房间里(说明ghost是一个和Murphy,Cooper有紧密关系的人)。
4.ghost把奇怪的数据留在Cooper送Murphy的手表上,且这一事件是在Cooper离开后发生的(因果关系上的"离开后")。
Murphy的妈妈和祖父是不满足以上四条,及ghost知道宇航局地址这一事实的,那么ghost便只能是未来的Cooper(这其实和"they"是未来的人类有异曲同工之妙)。当Murphy拿到手表时,看到奇怪的数据......
Murphy一下子明白了,自己的父亲在未来,在高维度,对过去做了这些,然而自己的父亲却不知道她有没有可能再去曾经的家,再去看这块手表,父亲把一切的希望和可能寄托在他对Murphy的爱以及Murphy对他的爱上面。
本来拒绝相信Brand博士的那套,爱能像引力一样穿越维度的说法的Cooper,在手表上刻下奇点数据的一刻,那却成为了他全部的信仰。
TARS: What if she never came back for it(the watch)?
Cooper: She will, she will.
TARS: How do you know?
Cooper: Beacause I give it to her.
8.地球居然是因为枯萎病而不能居住的,这是不是有些不符合逻辑,毕竟人类农业这么发达?
答:枯萎病的确可以像影片中的一样,把人类逼得走投无路
首先星际穿越幻想的并不是久远的未来,不具有流浪地球太阳膨胀为红巨星,或者小行星那样的大型灾难设定。它猜想的是使人类更加无力的环境灾难。
基普·索恩作为一个物理教授,当然不具备生物或者生态环境学的知识。于是在2008年,星际穿越的导演及两位制片人,为了保证“植被大量枯萎”具有足够的合理性,请来加州理工学院的一大波相关教授,其中包括1975年诺贝尔医学及生理学奖获得者戴维·巴尔的摩(David Baltimore),开始了长达两个多小时的讨论会。讨论会(聚餐)过后,基普教授又拜访了几位加州理工学院的相关教授,以确保影片中,枯萎病逼迫人类离开地球这一事实的合理性。
教授们表示枯萎病完全有可能出现,且其效果不亚于任何灾难性的天气,或者以人类为载体的病毒。
为了保证大范围的植物遭到破坏,这个病毒必须拥有普遍性和恶性两个特点。那么就有两个思路:
1.某种特定攻击某种植物的病毒发生变异,获得普遍性的特征,以昆虫为载体,在植物间大肆传播,可以造成大范围的植物死亡(特定性的植物病毒致死率高,一旦具有普遍性的特点,是十分可怕的)
2.专门攻击叶绿体的病毒。植物进行光合作用依赖叶绿体,如果真的有这种无差别,只针对叶绿体的病毒,植物将会大范围枯死(烟草花叶病毒等具有攻击叶绿体的特征,但不具备无差别攻击植物的特征)
那么我们人类没有足够的精力面对这些病毒吗?答案是没有的,这有点像一种恶性循环。
影片中通过TARS这个人工智能我们可以看出人类的科技水平曾经高度发达,但是自从枯萎病蔓延,人类对食物的需求已经根本不允许人类进行大范围的科学研究,所以NASA只能偷偷造飞船,高科技领域的人才被迫从事农业,包括对枯萎病病毒本身的研究也会因为经济水平的限制而遇到诸多不顺。如果这种病毒再拥有变异迅速的特征,我们人类更是束手无策。
如果你仔细了解我们现在的种植业,比如我们防治烟草花叶病毒,"治"永远是最坏的打算,"防"永远是我们最需要下功夫的。植物并不像人类一样,感染了病毒,能研究出来相应的疫苗有效杀死人类体内的病毒。我们对植物病毒了解的少的可怜,其攻击宿主的原理也和人类为载体的病毒大相径庭。农业手册里教导如何防治病毒的说明里,永远会把"严禁让已出现类似症状的菜苗进入农田"写在最前面,而不会告诉你优先用哪种药。
当这种病毒第一次变异,由只攻击一种植物演变为攻击两种植物,这不会引起人类的警觉,地方政府会下发技术人员,他们会按照枯萎植物能获得的常见病毒提出解决办法,试图帮助农民们提高收成,降低植物枯萎的比例。
然后病毒二次变异,直至病毒拥有普适性,它可以攻击任何植物的叶绿体。全球开始出现地方性的作物大范围枯萎,国家会开始注意这些出事的农田,开始组织专家们前往调查,是病毒,专家们只能得出这种结论,因为这种病毒前所未有,各种出现枯萎症状的植物上的病毒形态类似,效果类似。
直到全球大范围出现这种枯萎病,人类开始慌乱,这时候政府最重要的做法就是立刻收集起所有种类植物的未被污染的种子,立刻开始在实验大棚内部隔离培育这些植物(未被污染的种子可以在很多地方得到,实验室,甚至种子博物馆)。我们需要获得抗病植株,可问题是,万一我们获得不了呢?如果人类得到的结果是,这种只攻击叶绿体的病毒的致病率是99%呢?人类对剩下的百分一的种子开始研究,人类需要定位抗病基因,定位完成后需要抗病基因稳定遗传,然后获得抗病纯合子植物,我们还需要获得大量的抗病种子。这需要大量的时间。但实验室外面的植株还在大量枯萎,今年的收成不容乐观。
可惜的是这不仅仅是对一种植物的抗病植株的筛选,等到人类开始组织起来筛选抗病植株的时候,被感染的植株可能已经达到了几十种。农业专家们的工作量超前的大。
更可惜的是,前面我们提到这种病毒具有变异的特点,不然它也不会具有普适性了。于是就算人类成功研究出了某种抗病的种子,在播种的第一年,就有可能全军覆没。
现在你还觉得人类有把握防止植物枯萎吗?那时候我们唯一能做的,是离开地球这个充满了枯萎病毒的环境,带上未被感染的种子去别的地方移民。
9.宜居星球可以存在于黑洞旁边吗?星际穿越里为什么有恒星在黑洞附近,不会被吞噬吗?
答:不用把黑洞想象的过于强大
黑洞引力作用有限,只要在视界外保持合理的速度,是不会被吸入黑洞的。双星或者多星系统在宇宙中,其实比单星的恒星系常见。在漫长的岁月中,一颗恒星老去变为黑洞或者其他星体,另一颗保持燃烧,这是很常见的。
而且还在燃烧的伴星,一般拥有足够大的质量和绕行速度,很少会有坠入黑洞的情况发生。
星际穿越的其他方面,我不再过多讨论。无论是剧本,镜头表现手法,演员演技,配乐(汉斯配的乐),都是超一流水准。
所以看完流浪地球来黑星际穿越的,如果您有什么看不懂的地方,我上面手打的讲解,应该能让您找到足够满意的答案。如果您不需要理由地觉得这个片子值得一黑,那也祝愿您的家人身体健康。如果您对于它的剧情,配乐,镜头,演员有较多的意见,那,您对这些既没有合适的品味,又不关心它的科学逻辑严密性,请问您既不是文科生也不是理科生,难道是个戏子?

星际穿越Interstellar(2014)

又名:星际启示录(港) / 星际效应(台) / 星际空间 / 星际之间 / 星际远航 / 星际 / Flora's Letter

上映日期:2014-11-12(中国大陆) / 2020-08-02(中国大陆重映) / 2014-11-07(美国)片长:169分钟

主演:马修·麦康纳 安妮·海瑟薇 杰西卡·查斯坦 麦肯吉·弗依  

导演:克里斯托弗·诺兰 编剧:乔纳森·诺兰 Jonathan Nolan/克里斯托弗·诺兰 Christopher Nolan

星际穿越的影评