近来,科幻电影《星际穿越》热映,其走红指数堪称现象级,无论理科男还是文艺女,见面或是网络社交言必称“虫洞”、“五维空间”。
虽然包括著名天体物理学家斯蒂芬·霍金在内的数位学者都对《星际穿越》点赞,但观众还是从这部“烧脑”大片中找到不少吐槽点。《星际穿越》所描绘的宇宙画面、地球末日危机以及人类探索星空的能力,有多少符合科学与现实。人类要做到星际穿越,还有多遥远?
《星际穿越》槽点频频
对于《星际穿越》,不同的群体有着不同的关注点和解读:科幻迷们关注《星际穿越》的理论是否站得住脚,电影里面有哪些科学错误?穿过黑洞是如何生存的?文艺青年看完则会会心一笑:原来宇宙的终极答案,是爱啊!
中国科幻作家们也加入了讨论阵营:《三体》作者刘慈欣地处偏僻的山西娘子关,“一路跋涉走进了电影院。 ”看完之后他觉得,《星际穿越》是部比较好的科幻片,不过也没有人们推崇得那么高。但他也直言,有些地方“没看懂”。另一位科幻作家韩松第一时间发了“观后感”,他从中看到了国外的创造力和建构力,这令他感到“自卑”。
如果你以为这种讨论热潮仅是中国独有,那就大错特错了。事实上,在国外,《星际穿越》所引发的讨论热度,比国内有过之无不及。
在美国,隶属于全世界最大博物馆体系史密森尼学会的《史密森尼》杂志就发问:《星际穿越》里的宇航员,能活着穿过虫洞吗?最前沿的科技网站“连线”也向观众科普:物理学中的黑洞到底是什么样子的?
沙尘遮天切中当下现实
《星际穿越》中,男主角库珀为了拯救地球而冲进了黑洞“卡冈图雅”。在现实中,它则是成功击中了观众的层层“黑洞”:从科幻到情感,到当下的现实。
科幻迷从中看到科幻,普通观众则从中看到情感。 “《星际穿越》既有为科幻迷所推崇的奇绝想象,也有打动普通观众的饱满情感。”《科幻世界》主编姚海军对记者表示,即便对于虫洞、黑洞、五维空间等“酷炫”的科学理论不甚了解,电影中的那些情感依然让我们感动。
而《星际穿越》的成功不仅仅如此。作为科幻作品,它建立了和现实的紧密联系,其关于地球末日场景的呈现,成功击中了我们对于环境恶化的焦虑。科幻作品中总不乏对地球末日的想象,但是相比外星人入侵等理由,生态灾难导致地球末日,似乎更加令人心有戚戚。
尽管《星际穿越》并没有将地球毁灭归因于气候问题或者全球变暖,但是日益严峻的地球生态环境,让人们不自觉地将之与电影联系起来。影片中那漫天沙尘的景象,也会令不少观众感到“熟悉”。
“科幻作品虽然可以讲述无数光年之外的事情,但它绝不是无根浮萍。 ”姚海军说,“好的科幻作品,都和现实有紧密的联系,是对现实的关照。比如在《星际穿越》里面,我们看到地球的毁灭起于生态灾难、环境的恶化等,对于观众而言就有了一定的投射根基,更加容易建立起联系。 ”
数千计算机“造”黑洞
《星际穿越》中那么多酷炫的事物之中,只有黑洞是已经被科学家证实为存在的。自从黑洞理论提出之后,它就成为了科幻作品中最受青睐的素材之一。不过,在《星际穿越》之前,任何好莱坞影片都未准确呈现过黑洞。
“卡冈图雅”在地球100亿光年外,四周充斥着耀眼夺目的光晕,周围的光线和物质因为巨大的引力发生扭曲。在静默黑暗的太空之中,这样的景色十分炫目。电影中这一转瞬即逝的黑洞场景,却是30个人、数千台计算机一年的工作成果,它也被誉为有史以来最精准的黑洞模型。
黑洞到底什么样子,却没有人见过。利用黑洞吸引眼球的电影不计其数,但少有人像诺兰一样较真,他请了和霍金齐名的理论物理学家基普·索恩坐镇,保证电影中呈现出来的特效尽可能贴近事实。索恩写了满满的方程,特效人员根据这些公式去构建黑洞模型,并模拟黑洞附近时空被扭曲的样子。《星际穿越》成为影史迄今在物理上最准确描述黑洞的影片。
打开认知宇宙窗口
现代物理学中的黑洞,是建立在广义相对论的基础上的。黑洞并非一个洞,而是球状的,由质量足够大的恒星发生引力坍缩后形成。目前,天文学家已经鉴别了很多很可能是黑洞的天体。
不过,尽管影片呈现了有史以来最准确的黑洞面貌,但是它仍是一部科幻片。中科院量子学专家周正威教授告诉记者,“通过黑洞进入五维空间纯属幻想,虫洞也只是从来没有证实过的科学假说。 ”
“片中黑洞的呈现相当合理。”伦敦帝国学院的特罗塔说,只是,人不大可能活着出来,“如果你进入了那个区域只有两种结果,要么被灼热的伽马辐射杀死,要么被引力撕碎:离黑洞非常近的时候,你脚底的引力会比头顶的大很多,所以你会变成意大利面条—被撕扯成细细的一条物质。 ”
不过科幻作品,“重要的不是多么准确。 ”姚海军说,“其重要的价值,是让我们对这个宇宙或者我们所处的世界那神秘的一部分,产生好奇心,让我们去关注一下宇宙星空,关注人类作为一个物种的未来,让我们进入一个更高的维度来俯瞰人类。 ”
释疑
冷冻休眠
理论可行还无法唤醒
在电影《星际穿越》中,漫长的太空旅程途中,宇航员可以进入休眠水床休眠,并自行设定唤醒时间。
技术上的人类低温休眠,是指在极短的时间内,将人类冷冻到零下196摄氏度,让细胞停止活动,无限延长人类的生命周期。从理论上来讲,低温休眠可以做到。但是目前从技术上来看,人类还不能做到冷冻休眠并将其唤醒。主要问题是当人体温度降到零下5摄氏度时,细胞内的水分就会冻结并形成冰晶。这些冰晶会穿透细胞膜,导致严重的组织损伤。
不过未来这项技术可能会成为现实。现在世界上已经有数家机构提供人体冷冻技术,主要是为身患绝症之人提供服务,以待未来攻克难题之后再将其解冻。
释疑
时间膨胀
接近光速才能实现
《星际穿越》中,宇航员库珀和女科学家布兰德降落在米勒的星球上,星球上的1小时相当于地球上的7年。
从理论上来讲,时间变慢并非不可能。根据相对论,当人以接近光速的速度移动时,时间便会变慢。“这种现象已经得到验证。 ”
中山大学天文与空间科学研究院院长李淼认为,《星际穿越》里时间变慢是靠谱的。巨大的质量密度能够导致空间弯曲,也能导致时间弯曲。在黑洞附近,时间弯曲的表现就是时间流动变慢。
如果移动的速度接近光速,时间变慢便成为可能。只不过,在目前的技术下,让速度接近光速仍然很难实现。
释疑
虫洞穿越
科学假说尚未被证实
遥远的星球距离我们可能有数亿、甚至数百亿光年,怎样才能实现超距离的星际旅行呢?
“虫洞”是科学家们提出的设想,又名爱因斯坦-罗森桥,从名字上可以看出它最关键的一点就是连接的作用。
许多人喜欢用虫蛀苹果的例子来解释虫洞,即如果一只虫子要从苹果的一边爬到另一边去,如果在苹果中间咬出一条通道,那肯定要比绕过半个苹果距离更短。不过虫洞在设想中,并不是一条地洞,而是一个球体,《星际穿越》中也是这样呈现虫洞的。
现实中,物理学家在20世纪早期就提出了虫洞理论。不过虫洞至今没有被观测到,也没有证据证明其存在,虫洞只是没有被证实过的科学假说。
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