星际穿越一部伟大的教科书式影片(剥开科幻电影的神秘面纱)
星际穿越一部伟大的教科书式影片(剥开科幻电影的神秘面纱)
2024-09-30 02:11:43  作者:睫毛浓密  网址:https://m.xinb2b.cn/tech/eid184908.html

正式开始讲《星际穿越》之前,我们先思考一个问题。

它究竟是一部硬科幻电影,还是软科幻(电影)呢?


我相信,这个问题实际上困扰了很多人,尤其是大部分观众在没有比较充足的相对论的学习基础的情况下,无法从更内核性的方向拆解电影,毕竟,科幻电影是有门槛的,遵循的物理设定、数学公式越多,这个门槛就越高,也就使得像《星际穿越》这样的把科幻和叙事融合在一起的电影显得特别难理解。

况且,这片子时长也不短,达到了169分钟。

这要比常规的院线电影(120分钟±)要多出四十多分钟的片长,但也正因如此,片子完成的几乎可以说是完美,我认认真真的看了三遍,从第一遍的“惊艳”,到第二遍的“震撼”,再到第三遍时,逐段逐段的“拆解分析”,借助部分有关诸如「相对论」、「虫洞」、「高维世界」、「引力弹弓效应」的浅显资料,终于算是把这部片子完完整整的过了一遍。

由此,我得出了一个结论,它是一部「软硬兼具」的科幻片,并且无论在哪一方面都做到了一个极致。


为什么这么说呢?我们边讲一些电影内外的细节,边回答这个问题。

我们先来聊聊黑洞。

首先,我们知道,科幻片,是在一定的科学理论(或科学实践)知识的基础上出现的。

去年的《流浪地球》里,其实就间接提到了黑洞的产生过程。

一开始,电影就提到了一个背景:太阳急速衰老膨胀,使得我们的地球面临着恶劣气候的灾难性冲击,人类为了躲避极寒天气而迁到了地底。

但恒星的衰老,为什么影响到地球呢?

其实,太阳的膨胀和衰老只是第一步。

一开始这个球体的体积会逐渐变大,这是因为内部燃烧让外壳发生了化学反应,使得整体膨胀起来,外壳的燃烧在恒星的外部形成浓厚的气体,就是星云。

但是这个膨胀过程里,恒星的内核却是一直收缩的,通过外壳的燃烧和化学物质的转化,一些实体被强大的引力吸进去,而燃烧产生的气体则让膨胀继续,当这种膨胀达到一定程度,外壳就开始塌缩了。


这些因为引力作用被吸进去的碎片和其他运行在周围的行星,并不会让恒星的内核的体积变大,相反,它会越来越小,而密度却会越来越大。

为什么会这样呢?

同样也是因为引力作用,内核核心强大的引力将所有的实体以非常高的密度凝聚起来,并且随着燃烧和膨胀的过程,这种引力会越来越大。

因此,当体积无限小,密度无限大的时候,球体的引力就到达了一个峰值,此时,恒星的本质就发生了改变——黑洞就诞生了,而位于中心的这个密度无限大的内核,就被称为奇点。

目前来说,关于奇点的知识,仍然只是理论性的,即使是黑洞,我们也对它是一知半解,虽然有证据表明黑洞确实存在,但我们除了知道它产生的原因之外,对它还是一无所知。


《星际穿越》里的黑洞给我留下了特别深刻的印象,这个黑洞几乎贯穿了整部电影,同时也是见证了库珀和女儿墨菲爱的力量的特别观众。

这个黑洞的名字叫做卡冈图雅,它坐落于一个陌生的星系里,位于米勒星球和曼恩星球之间,米勒和曼恩是拉撒路计划的队员,他们的任务的是负责寻找适合人类居住的新星球。

但两个人选择的星球都距离卡冈图雅特别近,风险很大,如果后期黑洞的引力增强,这两颗星球必然会被吸入到黑洞里。

黑洞的内部我们一无所知,再加上强大的吸力,一般人都会觉得黑洞特别恐怖。

但黑洞强大引力也并非那么可怕,我们同样也可以利用它来实现片中提到过的“引力弹弓效应”。

第二点,我们就来谈谈“引力弹弓效应”。

这个“引力弹弓效应”在片子中出现过两次,第一次是在穿越太阳系的时候,第二次是脱离黑洞的时候。

这个效应究竟是怎么形成,其实很简单,就是利用了我们在高中时候接触到的加速度。

因为不同行星的引力是有差异的,有的大,有的小,《流浪地球》里,地球被木星强大的引力吸住的时候,必须通过一定的加速度来脱离这种吸力。

同样,我们也可以利用这种吸力,来节省飞船行驶过程中的燃烧消耗。

比如第一次,飞船通过降低速度并入行星轨道中,受到星体引力的影响,自然推进,等到了一定位置之后,再通过加速的方式,脱离行星轨道和引力作用,回归直线。


这个过程中,推动飞船的力大部分来自于行星的引力,而脱离星体的力则来自于飞船本身,所以飞船只需要在脱离过程中加速即可脱离,因为整个行驶轨迹形似弹弓,又是借助星体引力的作用,才有了“引力弹弓效应”这一说。

第二次也是如此,黑洞强大的吸力给了库珀和布兰德的飞船一个非常大的推动力,他们进入了黑洞外的轨道,借助引力行驶到指定位置,再通过加速来脱离引力,不过因为黑洞的引力过于强大,而他们的燃料所剩不多,必须要“减负”,通过施加一个反作用力,变相帮助飞船脱离。

也就是电影中提到的“牛顿第三定律”。


于是,机器人塔斯分离出去,但这还不够,剩下的燃烧只够一个人离开黑洞轨道,最终库珀和凯斯也分离出去。

除此之外,引力的变化,还会影响时空量。

一般而言,我们都会把时间和空间放在一起讨论,因为时间实际上是空间另一种表现形式,他们都与引力有很大关系。

米勒星球上,受黑洞和星球本身引力的双重影响,星球的引力场影响时间,让时间慢下来,这里的一个小时,相当于地球上的七年,但人类无法感受到这种变化,我们或许能感受到引力的变化,但时间的变化因为引力差异而产生自适应性,很难察觉到。


后来,在穿越黑洞轨道的时候,强大的引力场同样让时间变慢,一个简单的「引力弹弓效应」,耗费了他们将近五十多年的光阴,但对他们而言,这种经历,可能只有短短几十分钟的体验而已。


引力场的只在距离星体一定范围内起作用,离开了这个范围,时间就不会发生畸变。

前面说所说的“引力弹弓效应”和“牛顿第三定律”都挺好理解的,因为这些知识我们都有印象,难的是什么,是「时空概念」。

第三点,就是「虫洞」。

关于「虫洞」,我觉得应该有很多人不知道这是什么,但如果提到一部动漫里的一些情节,你可能瞬间就恍然大悟了。

我说的这部动漫,就是《哆啦A梦》。

《哆啦A梦》里,在时空旅行中,为了缩短旅程的距离和时间,他们进入了一个特别的空间,并在这个空间中穿梭,直到到达另一个星系或星球。

这个穿梭的过程不知道大家还记不记得,在片中,他的本质有一个很高级的词汇,叫做「空间翘曲」。

「虫洞」,说白了,就是「空间翘曲」的结果。


《星际穿越》对「虫洞」的解释特别特别简单:虫洞是将两个距离很远的点,通过折叠堆并置一起,于是两点之间距离就被缩短了。

这个过程中呢,空间发生了扭曲,所以在「虫洞」周围的空间都是扭曲的,洞中心凹陷进去,形成一个空心的球体。

在二维空间里,虫洞就是一个洞,看起来就像是你从一张白纸上戳开的一个小洞,但而在三维空间中,因为空间维度的膨胀,它就是一个球体,产生了球状的洞,扭曲空间,并产生空间翘曲。


彻底理解这一部分并不是容易的事情,因为它涉及到了爱因斯坦的相对论:当速度达到一定程度(超光速)时,时空会扭曲,长度距离会缩短,翘曲空间的过程,就是变相让飞船以超光速行驶,从而使得两点间的距离接近于0。

超光速行驶的过程,实际上就是空间扭曲的过程,时空旅行的假想也是建立这种基础上的。

但电影中有个细节,我想很多观众一定注意到了,当穿越「虫洞」空间的时候,布兰德发现飞船船体内部的部分空间也发生了扭曲,在这里,空间是超越三维的,人们只能记录和观察,无法加以干涉。

不过布兰德将手伸入扭曲的空间里,她的手也跟着扭曲起来,而在电影最后,坠入黑洞的库珀离开「五维空间」的时候,和同在「高维空间」的布兰德再次相遇。


这次相遇是一场跨越时空的相遇,一个在过去,一个在未来,这种现象因为涉及到维度概念,所以不好理解,我们单独拿出来聊一聊,顺便解释一下影片中最后的「超立方体」究竟是怎么一回事?

第四点,我们来分析一下「高维概念」。

有一种「虫洞」理论认为,「黑洞」和「虫洞」是相连的。

电影里,坠入了黑洞的库珀离开了超立方体之后,又回到了一开始的虫洞中,再次看到了布兰德,因为虫洞是超越三维的空间,这里的时间和空间堆叠的,但又不像「五维空间」那样具有层次感,所以时间是混乱的,过去和现在混杂在一起。

再者,维度世界是相通的,高维度的时空是由低维度时空加以堆叠而形成的。

这个怎么证明?

其实看看电影最后出现的新殖民地就知道了。最后库珀的女儿墨菲所创造的,就是一个「思维世界」,这个世界里,时空不再以常规的形态出现,而多是以立体形态展现出来。


新殖民地的棒球场,击飞的棒球打碎了正上方房子的玻璃,但玻璃碎片并没有笔直的落下来,仍然遵循引力作用,落在窗边的地面上。

这上面出现的棒球场和住宅区,组成了立体的四维空间,这得益于库珀和凯斯对黑洞里面的「五维空间」量子数据的提取,并将这份数据利用引力的穿透性发送到了他送给女儿的手表上。

就像布兰德说的那样:

时间是相对的,可以拉长,可以伸缩,就是不能倒退;

唯一能像时间一样,在维度中移动的是引力,只有引力,可以跨越维度的限制,跳跃到某个时间。

而「五维空间」呢,是怎么形成的?


这就需要提到超立方体了,库珀进入到黑洞之后,来到了超立方体里面,在这里,他看到了过去任何一段时间的历史,在这里,时间有了实体,他可以看到过去任意时间的场景,并且这些历史时空以某种顺序堆叠在超立方体四周。

「五维」的概念,说白了,就是「四维」的堆叠。

但这种堆叠不是随随便便的,必须要具有层次,当时空和层次并置,时间的概念就变了,时间就不再是一个固定的量,而变成了实体,这里的每一个时间实体,就是一个独立的时空。


片中,库珀利用超立方体的特殊性,通过引力来改变过去,帮助自己,也帮助墨菲,可以说,墨菲最终的成功,离不开库珀的引导,倘若库珀没有来到黑洞内部,就无法拿到量子数据,地球上的人类可能就会灭绝。

而要是严谨点说的话,实际上「虫洞」扭曲空间的过程,也是一个将时空维度「高维化」的过程。

不过,因为我们目前对于「虫洞」和「黑洞」理解相当有限,所以这一部分有很多都是属于电影在合理的科幻假设基础上的自由发挥。

高维世界究竟是什么样的,除非有高维度世界存在,否则我们很难去创造这样一个世界。

所以,那些用科幻设定填补不上的细节,我们称之为「爱」。

最后,我们来谈谈「爱」

在选择去曼恩星球还是去艾德蒙斯星球时,因为燃料有限,只能选择其一,布兰德选择了艾德蒙斯,库珀选择了曼恩,因为希望更大一点,最终他们去了曼恩星球。

然而,艾德蒙斯是布兰德的爱人。

布兰德说,她并不全是因为艾德蒙斯是自己的恋人而选择它的,只是,相比于冰冷的数据和理论,在经历了队友的死亡后,她更倾向于爱。

爱,不是人类发明出来的东西,它一直存在,而且很强大,它是有意义的。”


库珀并没有直接反驳她,实际上我觉得,他选择曼恩,不过也是为了早日完成任务,回去见他的女儿。

他也是为了「爱」。

当他分离出飞船主体,落入黑洞的时候,他并没有从此消失,而是成为了女儿的幽灵,回到了过去,但究竟是谁让他回到过去的呢?

电影里没有解释。如果是未来的将他带到这个高维空间的话,那么平行空间里,第一个进入高维空间的库珀又是由谁指引的呢?

所以,这里显然是一个逻辑漏洞,只能用爱来解释。

既然引力可以传递信息,可以穿越维度。而同样滞留在高维时空的塔斯则收集到了这里的量子数据,利用这份量子数据转化的摩斯电码,库珀帮助女儿墨菲解开始终未能解开的公式。


而这也正应了女儿的名字,墨菲定理:只有有可能发生的事情,就一定会发生

可以说,库珀既经历了历史,又创造了历史。

通过爱,通过引力,他和墨菲之间的交流是可以量化的,这才是关键,你传达信息需要一个懂得接收信息的人,库珀和女儿墨菲之间的爱,就是这份保证。


我们不知道黑洞内部的究竟,也不知道虫洞是否能和黑洞连接,但爱却可以软化科幻的硬壳,把所有不合理稀释掉,这就是这部科幻片背后温柔的一面。

关于《星际穿越》,其实还有还多小细节没说,比如加速度等同引力,通过施加一定的加速度模拟重力场,还有后来与永恒号的旋转加速度对接,利用引力迁出地球人口的公式等等,都给这部电影增添了不少科幻色彩。


其次,关于库珀和他的父亲对两个孩子:汤姆和墨菲的教育,以及后来在宇宙航行中布兰德和库珀的情感变化,布兰德教授的刻意隐瞒和最后库珀的善意谎言,都是很好的细节,这些细节让角色性格更丰富,让故事更完善,也让最后库珀的离开变得合理。

爱是可以传递的。

库珀对女儿的爱,通过引力来加以传递,如今女儿即将离去,他需要去找回生命中第二个重要的人,就是布兰德。

我们也看得出,库珀爱上了布兰德,但可想而知,寻找布兰德的路一定不会一帆风顺,穿越虫洞,跨越黑洞,又要浪费几十年的光阴,幸好飞船的燃料用尽,布兰德只能在艾德蒙斯星球待着。

找到布兰德的时候,她或许已经不再年轻,但还在爱是不变的。


就像布兰德所说:

爱是一种力量,可以让我们能够超越时空的维度,来感知它的存在,也许我们应该相信它。

尽管,我们还不能真正理解它。

现在,你知道前面问题的答案了吗?

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