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穿越黑洞的拯救

2020-04-06星河

阅读(科学探秘) 2020年12期
关键词:索恩星际黑洞

星河

著名導演克里斯托弗·诺兰执导的科幻电影《星际穿越》(Interstellar)于2014 年11月在美国上映,在中国也几乎同期上映。而在2020年8月,这部影片又在中国重映。《星际穿越》之所以受到如此重视,其中一个重要的原因就是其严谨而深厚的科技内涵。

这是一部从现实逐渐走向科幻的影片。故事开始的时候,地球环境恶劣,人类难以生存,不得不派人前往外太空寻找求生之路。事实上在这部长达170 分钟的影片中,前四分之一全是在地球上的准备,直到40分钟之后主人公才正式踏上太空征程。当然,在探索过程中,探险者们遭遇到了各种困难:有难以逾越的宇宙铁律,有与地球大相径庭的极端环境——高墙大坝一般的巨浪星球、温度低到能将云朵冻成固体的异星球……同时还有同伴的背叛,以及最初计划者的刻意隐瞒。总之,他们为人类文明的延续殚精竭虑,出生入死。具体的故事与情节,也许还是亲自到电影院去观赏和领略更好——尤其是影片最后对引力与时间的形象化描述,更是让人叹为观止。

值得一提的是,在这样一部漫长的电影作品当中,几乎不存在一点科学瑕疵。《星际穿越》近乎铺张地展现出了各种科技因素,有些科技理论也许暂时还未证实,有些科技成果或许短期还难以实现,但总体来说却没有什么重大错误。而这一功绩,显然要归功于本片的科学顾问——美国理论物理学家、2017 年诺贝尔物理学奖获得者基普·索恩。

基普·索恩的主要贡献在引力物理学和天体物理学领域,而这在影片中得到了充分的体现。比如在谈到穿越虫洞时,男主人公的同伴拿出一张矩形的纸张,在两个短边分别写上A 与B,想要从A 到B 就需要经过整个矩形,距离约等于长边;假如有一种方式能够让空间“折叠”,那么就相当于折起纸张,让A 与B 两点重合,这样A 与B 的距离就被缩短,等于是穿过了一个虫洞——以上比喻已在不同场合被多次使用,所以不算新鲜。但接下来的比喻则更为生动、鲜活与新颖——当男主人公询问为什么他所看到的黑洞不是一个“洞”而是一个“球”时,同伴拿出笔来,穿过A 与B,在纸上戳出一个洞来,同时解释说:在二维世界里的洞,在三维世界中就体现为一个球。

在影片中还有许多对高深科技理论的解读。比如黑洞的概念就被反复提及,因为它是解决所有问题的关键因素之一。当然影片没有继续深入探讨的是,假如我们有可能穿越黑洞视界,将会发生什么?事实上根据理论计算,当物质穿越黑洞视界的那一瞬间,空间与时间将发生转置,换一句通俗点儿的话说就是:空间变成了时间,时间变成了空间——这似乎相当难以理解。然而,这就意味着,我们在进入黑洞之前,是沿着空间在移动;一旦“进入”黑洞,就开始沿着时间在移动!

需要指出的是,上述这些玄妙而震撼的图景,丝毫不是科幻,而是根据相对论和黑洞理论推及的事实结论,甚至可以认为整部影片都是基普·索恩科学理论的故事解读版。当然你也可以质疑:没有实验与观察,这些能否被称为科学结论?但理论物理学的研究往往就是这样,我们不妨回想一下,爱因斯坦的相对论问世之后也很久没有获得实验证实。

上述这些通俗易懂的科普解释,还不是这部电影在科技表达上的全部体现,因为这些解读凭借文字也完全可以做到,而有些景象却是影视艺术所独有的。比如其中一名宇航员在进行飞船对接时,开始舱内出现了各种声音,飞船遭到破坏之初也是熙攘喧嚣、乱七八糟,但此时镜头拉开,呈现出太空中的场景,整个画面突然变得鸦雀无声——我们都知道,在太空中是没有一点声音的,没有空气的真空无法传递声波。在此我们不妨做一个有趣的类比:在科幻电影《星球大战》系列当中,我们经常会看到飞船战舰在太空中呼啸而过。据说有人对导演卢卡斯提出质疑,卢卡斯却回答说:我不是不知道这是错的,但为了戏剧性和震撼感只得如此。但《星际穿越》却以事实告诉我们,有时候震撼不一定要靠激烈的画面和剧烈的声响来实现,寂静无声同样也能起到类似的效果——在这里,无声也是一种力量。

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