星際穿越好看嗎(2)

作者:  賀峙某   2014-11-16 10:55 [ 查查吧 ]:www.ytshengsheng.cn

  三 蟲洞,黑洞以及關(guān)于時空的一切

  從本片的設(shè)定可以看出試圖成為一部硬科幻經(jīng)典的決心。并不過分夸張的生態(tài)惡化,距離現(xiàn)在并不遙遠,由于人類衰亡而導致的科技停滯,舍棄了華而不實設(shè)計感的宇宙飛船,都十分真實而合乎情理。太空中主動的消音,行星上探測到的水和氨氣結(jié)晶,也都符合科學原理。不能夠解釋的部分則統(tǒng)統(tǒng)推給了“他們”,身份不明而掌握著未知力量的地球的援助者。

  對于蟲洞,黑洞這兩種我們目前還無法獲取一手材料的天體(前者甚至只停留在理論中),當然可供編導發(fā)揮的空間會更大一些。但根據(jù)我們已有的認知,尤其是一些為科學界廣泛接受的知識,很多設(shè)定的細節(jié)還是出現(xiàn)了較大的偏差。雖然較真行為顯得很不知趣,但是吐槽的過程并不無聊。

  1. 蟲洞

  蟲洞又名愛因斯坦-羅森橋,是一個假想的概念,是指連接時空中兩點的隧道。片中Romilly用紙張進行的解釋很直觀,另一個比喻是將時空比作蘋果的表皮,蟲子在內(nèi)部打洞連接表皮的不同位置。

  蟲洞的理論得益于愛因斯坦的廣義相對論。從概念上很容易推想出蟲洞必然是高出三維時空的維度世界??茖W家們至今尚未觀測到蟲洞的存在,但在理論上做出了許多有益的探討,比如其產(chǎn)生和維持的條件。

  根據(jù)目前一種主流觀點,蟲洞由于其本身的不穩(wěn)定特性很難維系,需要負的能量進行補充,且尺度越大越不穩(wěn)定。也有研究人員做出了其他的計算結(jié)果,認為蟲洞可以存在而不需額外條件,但由于高維空間的卷縮,尺度可能會非常小。理論和實驗觀測的進一步驗證都尚需時日。

  如果按照定義,蟲洞實際上即三維時空的扭曲,那么這種扭曲很可能像黑洞一樣產(chǎn)生很大的引力。如果要實現(xiàn)一個能夠讓宏觀飛行器通過的蟲洞,其入口附近的時空曲率必須足夠緩,否則試圖通過其中的物質(zhì)便會因為各處受到的引力大小不同而被撕裂。而要實現(xiàn)如此平緩的入口,其半徑要達到數(shù)十數(shù)百光年。

  所以如果是這樣一個蟲洞,憑借片中化學燃料動力的飛行器想要穿越并達到另一端也需要幾十萬年以上的時間。如果再計入由于重力變化產(chǎn)生的延時效應則會更長。因此,片中的蟲洞似乎和我們目前認為的蟲洞有很大差異,五維生物的“他們”果然厲害。

  2. 黑洞

  黑洞想必公眾們已經(jīng)耳熟能詳了,和蟲洞一樣是科幻界的明星,但對于黑洞的研究要多得多,尤其是家喻戶曉的霍金就是黑洞的著名研究者。

  黑洞作為大型恒星在自身引力作用下坍縮形成的天體,具有匪夷所思的引力,甚至光子也無法逃脫其附近強大的引力場。最為人熟知的是恒星級的史瓦西黑洞,不帶電且不旋轉(zhuǎn)。其外層的臨界面成為“視界”,即片中出現(xiàn)的名詞,在視界表面,只有光速移動的物體能夠逃離黑洞的引力。視界包圍的球體的半徑,則稱為史瓦西半徑,與質(zhì)量成正比。黑洞的核心“奇點”則隱匿在視界深處。在黑洞的重力作用下,星際物質(zhì)被吸引并以黑洞為中心螺旋運動,并在加速和摩擦過程中產(chǎn)生輻射,形成光輝奪目的“吸積盤”。

  本片請到的執(zhí)行制片之一是大牛Kip Throne,和霍金齊名的理論物理學家,其在重力,天體物理和黑洞的研究領(lǐng)域內(nèi)都做出了杰出的貢獻。請他坐鎮(zhèn)也正是為了保證影片中科學設(shè)定盡可能貼近真實。

  十分感謝豆友電光俠是大花指出了之前版本的影評中本人關(guān)于黑洞的幾個自以為是的錯誤。錯誤的原因即是把影片中出現(xiàn)的Gargantua這樣一個高速旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量黑洞主觀臆測成了普通的恒星級黑洞。在此正好也半桶水地扯兩句權(quán)當科普。

  黑洞依據(jù)質(zhì)量可分為幾類,微型黑洞由于尺度小和穩(wěn)定性差等原因難以觀測,在星際空間中更多的穩(wěn)定黑洞則可以分為恒星級黑洞(Stellar black hole)和超大質(zhì)量黑洞(Supermassive black hole)。前者的質(zhì)量一般是太陽質(zhì)量的幾倍到幾十倍,后者的質(zhì)量則高達太陽的幾十萬倍到幾十倍。

  一般而言,恒星級黑洞通常是由于巨型天體被自己引力作用下崩潰而形成的。超大質(zhì)量黑洞的形成原因更為復雜,經(jīng)常出現(xiàn)于星系的中心,如銀河系核心那顆四百萬太陽質(zhì)量的黑洞。

  恒星級規(guī)模的史瓦西黑洞可能是在科普書刊影視作品中曝光率最高的,具有中等質(zhì)量,有限的視界大小,視界內(nèi)部的高密度,強大的潮汐力(由于距中心位置不同導致的重力差異)等特點。

  而對于一個超大質(zhì)量的黑洞巨人而言,因為其史瓦西半徑很大但質(zhì)量又集中于內(nèi)核,因此其平均密度其實很小,同時在其視界范圍之外的潮汐力也因此微弱。因此片中Cooper得以穿過視界而沒有被潮汐力扯斷。

  當然,如果沒有五維生命體的額外照顧,即便可以逃過被吸積盤中的等離子體碾磨,被黑洞捕獲的Cooper終將還是很可能面臨被潮汐力扯成面條的命運,這一效應被天體物理學家們形象地稱為Spaghettification。

  影片中黑洞的另一個特點是高速旋轉(zhuǎn),根據(jù)廣義相對論求解結(jié)果,這個黑洞應該是一個Kerr黑洞。其高速旋轉(zhuǎn)造成的參考系拖曳效應會導致驚人的時間延時效應,在影片中時間延遲高達六萬倍。

  如果對于一個無旋轉(zhuǎn)的黑洞,根據(jù)相對論所推導的引力延時公式:

  t_0 = t_f * square_root( 1 - r_0 / r ),(其中t_0為引力場中觀察者所在位置的時間,t_f為遠離引力場的正常時間,r_0即史瓦西半徑,r是觀察者距離引力體的位置),在遠離視界的行星表面,將不會有特別巨大的延遲效應。

  值得一提的是,此類Kerr黑洞具有兩個層面:一個扁球形的能層,和一個球形的視界,以及一個環(huán)形的“奇點”。這些結(jié)構(gòu)被認為可能與蟲洞的一些特征類似,說不定“他們”便是通過這種方式很聰明地讓Cooper避開奇點,并遠程傳送其到木星附近。而在黑洞兩個層面之間的部分稱為能球(Ergosphere),據(jù)理論研究,可以通過向黑洞轉(zhuǎn)動的反方向向能球中投入質(zhì)量,從而獲得黑洞自身的一部分轉(zhuǎn)動能。此即能球名字的來源,也是科學家們從Kerr黑洞汲取能量的根基。影片中Cooper讓Amelia逃生的方案應該即是基于此,通過舍棄兩艘太空船,使Endurance號增加額外的動能逃離黑洞并抵達Edmund的星球的。

  但對于以黑洞為核心的這個星系,有些不合理的地方則在于幾顆行星的設(shè)計。那顆水行星上有著周期性的萬丈巨浪和齊膝深的平靜處,這個黑洞微弱潮汐力的設(shè)定似乎有些不符,不然行星本身也會受到巨大影響。另外,即使是來自吸積盤的輻射能夠溫暖星球保持水的液態(tài)成分,但也同樣會受到漫天飛舞的星際物質(zhì)的親密接觸。何況其也遲早會被吸入吸積盤,化成齏粉。

  之后科學家們痛定思痛,也吐槽到這樣星球不會產(chǎn)生生命云云。那么問題來了,在黑洞旁邊的行星(Dr. Mann的行星也處于影響范圍之內(nèi)),為什么會被作為考察對象。莫非在這樣一個萬馬齊喑全民種田的時代,人類文明的退步導致即便是頂尖的科學家也忽視了恒星對于生命重要性與黑洞的厲害;或是前期的考察讓人們們卻對黑洞有了新的認知,但Endurance號的遭遇顯然是對于這或天真或傲慢的自以為是狠狠的打臉。

  3. 重力和因果律

  這些內(nèi)容嚴格將來算不上漏洞,畢竟這些都是超出人類目前認知范疇的東西,但影片的闡釋方式卻難以令人信服。

  時間這個東西至今科學家們沒有搞清楚,甚至連真實與否都在辯論不休。時間這一維度畢竟過于特殊,所以在科學問題的處理上大家都是慎之又慎。但本片所設(shè)定的五維生物顯然對此不屑一顧,隨手便能把Cooper丟到四維空間中,讓他自我覺醒并成為推動自己行為的幽靈,當然也順便把因果律喂了狗。

  如果Cooper沒接受NASA的任務,就不會進入黑洞并指引過去的自己找到NASA,所以這一切必須發(fā)生。其中的每個環(huán)節(jié)即是原因,亦是結(jié)果。這種充滿矛盾的時間環(huán)狀連續(xù)體是時間穿越的祖父佯謬的變體,幾十年來活躍于各種涉及時間穿越的作品中,不勝枚舉,如回到未來系列,哈利波特第三部等。當然這種處理自洽地解決了電影中的矛盾,成功回收了伏線,在情感上也獲得了圓滿。至于解釋,去問高維生物好了。

  另外一個有些倉促的細節(jié)在于結(jié)局處Cooper和Murphy之間溝通的段落。躲在書架背后的Cooper除了撞書架,居然獲得了重力操控的技能。對于這一點影片同樣沒有給出任何的解釋。便見得Cooper突然洞悉天意,悟得一陽指和六脈神劍的招式,一點一劃,房間中的沙石便整齊劃一地排出二進制的編碼,手表秒針便跳起莫爾斯碼之舞。Cooper的兒子Tom剛剛被妹妹放火燒了田地,怒氣沖沖地回來理論,卻也如同被點了穴一般,被Murphy拿著一只指針抽搐的手表便攔了下來。

  既然Cooper有此等神通,為何一開始不發(fā)送個信息亮明身份?很簡單,時空連續(xù),歷史不能改變,只能重復。站在編劇一邊試圖解釋下的話,只能把Cooper的技能也當成五維生物的贈品好了,限制了其使用方式。

  整個故事里決定人類生死存亡的最關(guān)鍵的鑰匙牢牢地掌控在Cooper父女手中。Cooper英明神武,九死一生,Murphy堅毅果敢,冰雪聰明,父女攜手,其利斷金。反觀糾結(jié)于內(nèi)心選擇的老教授,賣隊友和被隊友賣的宇航員,殞身不恤的先驅(qū)者,以及被困于地球上掙扎著的人們,大概可以不負責任的揣測一下,如果“他們”真的是人類的未來,那他們一定是Cooper家族的后裔吧。

  四 水溝與星空

  “我們都身處水溝之中,但有些人卻仰望星辰。”王爾德如是說。

  從洪荒時代起,人類便從未停止過對頭頂星空的眺望。遙遠的群星一直指引并見證著人類文明的成長,拉近著二者之間的距離。

  影片開端主人公眼前那一片廣袤的翠綠田野,和結(jié)尾處飛船所奔向的浩渺繁星之所在,正是代表著人類文明兩極的意象——老去的故土與新的理想鄉(xiāng),文明古老開端的農(nóng)業(yè)與最先進科技凝結(jié)的星際旅行,過去與未來。

  Cooper的歷險便是從這片田野開始,最終投身太空。他的背后,是無數(shù)個在泥濘中也要仰望星辰的少數(shù)人;他的所及,是無數(shù)先驅(qū)智慧與意志拓展的疆界。Cooper骨子里仍然沸騰著不安的血液,他反對學校對阿波羅計劃的污蔑,反對人類的守成。Cooper的胸腔里,跳動著的是兒女和人類共同的未來。

  Brand教授致死都在反復吟誦著英國詩人Dylan Thomas的詩句:

  Do not go gentle into that good night,

  Old age should burn and rave at close of day;

  Rage, rage against the dying of the light...

  Brand教授彌留之際發(fā)出這最后的怒吼之時,人類移民計劃瀕于破滅,群星彼端的Cooper正步入死亡陷阱。Dylan的這首詩沒有找到好的譯作,也許是原詩中燃燒的文字難以在韻律上準確的傳達,但精神上與千年前古人的“老驥伏櫪,志在千里”遙遙相通。

  面對死亡幽暗的寧靜,生命最本真的欲望會燃燒爆發(fā)。Dylan的這首詩,不僅僅是Brand教授的倔強與不甘,不僅僅是Cooper的性命相搏,更是人類對命運的最后抗爭:“人類發(fā)源于此,卻絕不會在此終結(jié)。”這和所有偉大的探索故事一樣驚心動魄,兼具豪情和悲壯,卻更加貼近生命,是文明斷絕退路的殊死一搏,混雜著希冀與絕望。

  然而,即便本片中人類迎來了光明的結(jié)局,卻仍然不禁為此傷感。在父親穿越到銀河的彼端,到達群星的盡頭之后,最終回到的卻仍是心中掛念的家人身邊。那個原樣保留的房屋,屋外卻沒有曾經(jīng)的湛藍天空和青紗帳,也沒有曾經(jīng)摯愛親人的安息之所,溫馨的同時散發(fā)著一絲是物是人非的蒼涼。

  不知本片是否借助這個愛與守護的主題有所隱喻,卻隱約能從中體會到一點人與地球相似的羈絆。浪跡天涯后落葉歸根,甚至出師未捷的狐死首丘,相比山河破碎下背井離鄉(xiāng),總會多一份歸宿感的慰藉。探索,征服,殖民,四海為家,固然豪氣萬丈,但以目前科技水平看來,踏出家門卻仍尚需時日;而與此同時,人類的家園卻至少已是疾在腠理,不可不醫(yī)。倘若沒有像電影中這般得貴人相助,近距離開個傳送門,附贈科學入門手冊,恐怕最后豪情盡失,惟余悲哀而已。也許,我們早晚要面臨離開,但愿我們能有充足的時間準備好,也但愿這個原因不是我們自己罷。

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