《星際穿越》科普釋疑

作為2014科幻巨制，《星際穿越》11月12日一上映，票房與口碑頗佳。電影中“燒腦”的蟲洞、黑洞和高維空間這些物理概念，也成為影迷津津樂道的話題。當(dāng)然，對(duì)很多“物理盲”來說，里面有些理論也高深了一點(diǎn)。浙江工業(yè)大學(xué)天體物理研究所副教授、美國貝勒大學(xué)理論物理博士武強(qiáng)在接受采訪時(shí)給公眾提供了他作為專家的一個(gè)解讀。雖然涉及的宇宙、時(shí)空等主題的電影并不新鮮，但武強(qiáng)表示，《星際穿越》對(duì)科學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，還是挺過硬的。不過，武博士很專業(yè)地告訴影迷一點(diǎn)：電影中涉及的蟲洞、黑洞、高維空間等，都是物理學(xué)家提出的一種理論，它們是否真的都存在，目前人類還沒能證明。

問：蟲洞為什么不是洞？ 答：因?yàn)樗搅巳S空間

片中，男主角看到蟲洞時(shí)，好奇發(fā)問：“為什么蟲洞是球形而不是一個(gè)洞”？按照愛因斯坦的廣義相對(duì)論，蟲洞確實(shí)是一個(gè)“球”。就像電影展示的，像水晶球一樣，另外一面是另一個(gè)星際。這是符合物理理論的。蟲洞就是一個(gè)可在短時(shí)間穿過較遠(yuǎn)距離的空間隧道。影片中對(duì)蟲洞為什么是圓的做了很形象的解釋——因?yàn)橄x洞在二維空間上是連接兩點(diǎn)的圓洞，到了三維空間，在上下左右前后三軸上進(jìn)行擴(kuò)展，形成了球形。在電影中，男女主人公穿越蟲洞，到達(dá)另一個(gè)表面全是水的星球。在穿越蟲洞時(shí)，電影畫面出現(xiàn)了彎曲的時(shí)空。這也是符合愛因斯坦相對(duì)論的。質(zhì)量越大的物體，產(chǎn)生的引力就越大，時(shí)空彎曲是因?yàn)槭艿搅藦?qiáng)引力。對(duì)于蟲洞是怎么開合的，目前沒有特別的物理理論。所以電影中的蟲洞也是突然打開的。

問：掉進(jìn)黑洞真的能回來嗎？　答：這是符合物理理論的
電影里呈現(xiàn)的黑洞，也是符合物理理論的。電影的監(jiān)制是著名物理學(xué)家、美國加州理工學(xué)院的基普 索恩，他就表示，《星際穿越》是第一部準(zhǔn)確描述黑洞的好萊塢影片，符合愛因斯坦的廣義相對(duì)論方程式。這是30個(gè)人，數(shù)千臺(tái)計(jì)算機(jī)，用一年的時(shí)間，制造的有史以來黑洞面貌的最準(zhǔn)確模型。不過，黑洞里面是什么樣子，物理學(xué)上尚無說法。所以，電影里馬修到了黑洞里面的畫面，是用了現(xiàn)代藝術(shù)的處理方式。馬修掉進(jìn)黑洞，最后被送回了太陽系。這也是有物理理論的，通過黑洞，可以從另外一個(gè)地方出來。
問：一小時(shí)可能等于地上7年？　答：對(duì)。引力強(qiáng)的地方時(shí)間慢
電影的最后，是馬修在書架背后的五維空間里，用引力帶動(dòng)手表指針，用摩斯密碼把黑洞中的數(shù)據(jù)傳遞出去，告訴女兒。雖然看上去很不可思議，但是有理論依據(jù)的，確實(shí)只有引力能突破高維空間，傳遞信息。另外，電影中有不少關(guān)于時(shí)間快慢的情節(jié)，也和引力有關(guān)，引力強(qiáng)的地方時(shí)間就慢。馬修去的那個(gè)表面是水的星球，更靠近黑洞，所以在那里時(shí)間就過得很慢，一小時(shí)等于地球上的7年。以前人們常說“天上一天，地上一年”，也是完全符合科學(xué)的。
問：這部電影真的無懈可擊嗎？　答：不！最后還是有個(gè)漏洞
穿過黑洞后，馬修被困在書架后面的五維空間里，這個(gè)高維空間的呈現(xiàn)方式，在物理理論上沒有很明確的依據(jù)，是導(dǎo)演諾蘭借鑒了現(xiàn)代藝術(shù)大師杜尚對(duì)時(shí)間的解構(gòu)方式。杜尚的名畫《下樓梯的裸女：第二號(hào)》，就將時(shí)間“實(shí)體化”了。樓梯被描繪成松散的有機(jī)體形狀，人物呈現(xiàn)尖銳的幾何形狀，運(yùn)動(dòng)的速度顯得更快而又?jǐn)鄶嗬m(xù)續(xù)。電影中，諾蘭把女兒不同年齡段的畫面一一展現(xiàn)出來，把時(shí)間具象化了。但電影最后有個(gè)小漏洞——100年后，馬修離開地球去尋找安妮，兩人的年齡還是差不多的。實(shí)際上，穿越過黑洞和只在黑洞邊上呆過，時(shí)間是不一樣的。所以，女主角應(yīng)該是一個(gè)老太太了。

（來源：錢江晚報(bào)，本刊略有刪減）