這個題目當然不那么嚴肅,也不是《星際穿越》這部電影的主題。
我已經(jīng)在另外一篇文章中談到了諾蘭新片主題,那就是愛,因此這里我們只談這部電影的科學。
我們從第五維開始。關(guān)于影片中屢次提到的第五維,我們沒有從電影本身得到很實在的科學信息,第五維看起來只是一個將這部電影所有漏洞掩蓋起來的遮羞布。這個電影最神秘的地方和最大的漏洞是那個超立方體,這個超立方體按理說無法用現(xiàn)存的物理學來解釋,編導只好引入第五維,以及生活在第五維中的智慧生命。
在影片接近結(jié)尾處,庫珀在進入黑洞(或接近黑洞視界的邊緣)時遇到了由他女兒墨菲的書架形成的一個很大的超立方體,這個超立方就像電視臺的操控間,只是不實時播映錄像,而是播映很多很多過去。在這些重現(xiàn)的畫面中,出現(xiàn)了墨菲,甚至也出現(xiàn)了庫珀自己的過去。嚴格地說,這些“播映”不是重現(xiàn),是庫珀本人在另一個維度中回到了過去,很多不同的過去。而且,他能夠用引力波影響書架和書架所在的他女兒的房間,造成所謂引力異常。
在宇宙的另一頭,即書架所在的地球,過去的他和女兒生活在一個農(nóng)場,他是退役的宇航員,女兒即將成長為一位杰出的物理學家。墨菲不斷看到的靈異現(xiàn)象,就是庫珀在另一端制造的引力異常。
在第五維中生活著一種智慧體,是他們制造了超立方體并讓庫珀在落入黑洞時恰好進入這個立方體,從而形成物理學中的一個閉合時間回路。通常,我們在遇到一個閉合時間回路時會擔心出現(xiàn)祖父悖論。在這里,這個悖論的具體形式就是:假如庫珀成功讓他女兒留住他不去穿越蟲洞,那么他就不會來到這個黑洞邊緣從而也就無法讓他女兒留住他。好在,導演讓庫珀穿越了蟲洞并意外地落入黑洞,雖然庫珀企圖讓他女兒留住他但沒有成功。因此,盡管我們依然在物理學上無法解釋超立方體以及時間閉合回路,但電影中沒有出現(xiàn)自相矛盾的地方。
在地球那一邊,人類正在經(jīng)歷一場不可逆的災(zāi)難,必須逃出地球才有活路,而庫珀和他女兒注定將成為拯救人類的英雄。庫珀在引力異常的指引下注定要在一個夜晚闖進美國的一個秘密航天基地,基地的科學家布蘭德以及科學家的女兒艾米莉亞將勸他和另外幾位宇航員穿越蟲洞,目的是尋找解開“引力奧秘”的鑰匙,人類從而可以駕馭引力離開地球,或者找到適合人類居住的新行星,將很多人類的受精卵帶到那里,讓人類重新發(fā)展起來,這就是科學家布蘭德的A計劃和B計劃。
在土星附近出現(xiàn)一個蟲洞,這是影片編劇之一兼科學顧問索恩及其同行精心計算出來的。現(xiàn)代科學還不能幫助我們建造這樣一個蟲洞,導演諾蘭以及索恩將這個困難任務(wù)留給了生活在五維空間中的智慧體。就我所知,確實沒有任何物理機制可以幫助我們建造這樣一個蟲洞。愛因斯坦理論告訴我們,蟲洞雖然在幾何上沒有任何問題——因為它不過是連接兩個遙遠空間點的橋梁——但蟲洞的空間彎曲需要制造它的人在附近堆積巨大的負能量。也許,僅僅是也許,未來人類的科學技術(shù)發(fā)達到一定程度,會幫助我們制造出大量的負能量,就像那些五維智慧體一樣。
暫且讓我們相信,因為愛,五維人為我們建造了一個蟲洞,并且將它放置在土星附近。為什么要放在土星附近?也許因為太陽正在輻射出更多的能量,地球以及地球附近的任何空間站都不適宜人類居住,人類必須將空間站建造在土星附近,那里距離太陽比地球距離太陽更遠,輻射不那么強烈。
我還想問一個一直沒有弄懂的問題,地球正在經(jīng)歷的災(zāi)難到底是什么造成的?是后工業(yè)時代對能源的濫用,還是太陽的輻射太大?
我覺得后者更有可能,否則無法解釋人類為何要在土星附近建造空間站。
但是,人類早已喪失了飛越土星的航天技術(shù)。事實上,庫珀女兒墨菲的老師就認為阿波羅登月是美國為了拖垮蘇聯(lián)精心制造的謊言。好在,美國在那個庫珀以及墨菲有意闖入的基地還保留著一定的航天技術(shù),他們?yōu)閹扃暌约鞍桌騺喬峁┝舜┰较x洞所必須的技術(shù)。只是,艾米莉亞的父親、物理學家布蘭德還沒有掌握如何將整個人類移民出地球的技術(shù)。這個技術(shù)神秘地與某個引力場方程聯(lián)系在一起,這個方程的解隱藏在黑洞的奇點附近。庫珀,作為解救人類的英雄,必然要穿越蟲洞到位于宇宙另一端的黑洞那里去。
寫到這里,我感到超立方體的設(shè)定是編導的最佳選擇。沒有這個設(shè)定,一心想拯救人類的庫珀怎么會知道拯救人類的鑰匙其實藏在宇宙的另一端?畢竟他只是一個退役的宇航員。但我必須說,超立方體十分不靠譜。
接下來我們討論兩個觀眾經(jīng)常問的問題。
第一個問題關(guān)于黑洞本身。為什么在庫珀落入黑洞之后,黑洞的巨大引力沒有撕碎庫珀?答案其實很簡單,盡管光線無法逃出黑洞,但只要黑洞足夠大,那么周圍的潮汐力不會大到會撕碎一個人。(但是啊但是,庫珀乘坐的飛船怎么被撕裂了?也許不是引力的錯,是黑洞周圍那些輻射導致的?)
接著是時間變慢問題。例如,對于乘坐永恒號飛船的人來說,時間沒有過去多久,但地球上的人類卻經(jīng)歷了很長時間,墨菲長大了并跟布蘭德學習物理,再過一段時間,布蘭德去世了,留下了沒有解出引力方程的遺憾。在宇宙另一端,庫珀和艾米莉亞先降落在繞黑洞運行的米勒星,等他們逃出這顆星球巨大的海浪之后回到主飛船上,留在主飛船上的羅米尼已經(jīng)過了23年。再例如,當五維智慧體將庫珀推離黑洞并通過蟲洞將他送回原來的宇宙中去之后,庫珀的女兒墨菲已經(jīng)九十多歲了,并在土星附近建造了巨大的空間站。
在引力場中,時間變慢是一個已經(jīng)被證實的現(xiàn)象。例如,人們曾經(jīng)將一個精準的時鐘送到太空,等到這個時鐘回到地面后,它的時間變得與留在地面的時鐘不同。在愛因斯坦的引力理論中,時間是彎曲的,空間也是彎曲的。我們可以理解彎曲空間,就像一個球面或一個輪胎面,我們很難理解時間彎曲。所謂時間彎曲,就是在引力場中,不同的地方時鐘走得快慢不同。引力勢越大的地方,時鐘走得越慢,例如,在海平面的一個時鐘比珠穆朗瑪峰上的時鐘走得慢一點點。
要看到時間明顯變慢,我們就需要黑洞。在《星際穿越》中,離黑洞最近的星是艾米利亞男友埃德蒙去的那顆星,那是最適合人類居住的一顆。由于這顆星離黑洞最近,時間走得最慢,因此艾米利亞還在那里布置自己的住所時,庫珀已經(jīng)能夠從土星空間站趕回來與她會合了。那顆有著巨大冰原的星距離黑洞比埃德蒙星遠一些,而有著淺海的米勒星距離黑洞最遠。
與超立方體一樣神秘的是五維智慧體,或外星人。庫珀進入超立方體之后才恍然大悟,原來那個有著超能力的物種只是未來的人類,正是未來人類制造了蟲洞,是他們制造了超立方體,是他們讓庫珀擁有了不可思議的傳遞引力波的能力,是他們將庫珀推送出黑洞并重新通過蟲洞回到太陽系。正是藏在背后的五維人以及第五維讓很多觀影者墜入迷霧,超立方體到底是空間還是時間?在庫珀可以看到過去的墨菲和過去的自己時,他是處于第五維之中嗎?我也無法回答這些問題,我覺得電影的編導也無法回答這些問題。
當然,就這個設(shè)定,我們還可以問更多的問題。既然五維智慧能夠在他們的過去(即庫珀和墨菲所處的時代)制造蟲洞,并且擁有讓庫珀逃離黑洞的非物理超能力,他們?yōu)槭裁床恢苯诱热祟??他們煞費周章地讓庫珀落入黑洞,讓庫珀本人將引力的奧秘輸送給墨菲,為什么不自己直接將引力的奧秘交給布蘭德?看來回答只有一個:這是一部好萊塢大片,好萊塢大片需要制造男英雄和女英雄。
所以,我寧愿避開超立方體,回來談?wù)勍庑侨吮旧怼?/p>
最近,我在很多場合宣揚一種觀點,在我們的宇宙中只存在一個智慧物種,就是生活在地球上的人類。當然,我們現(xiàn)在還沒有證據(jù)證明人類是宇宙中的唯一文明,我可以退一步聲稱,人類極有可能是銀河系中的唯一智慧文明。
我的新理論有兩個證據(jù)支持。第一個證據(jù)是,人類用射電手段搜尋外星人信號已經(jīng)有半個多世紀了,迄今為止還沒有搜到任何可疑信號。2009年發(fā)射的開普勒望遠鏡是一架專門用來搜尋太陽系之外類地行星的太空望遠鏡,科學家利用它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個系外行星,還沒有一個星球有智慧存在的跡象,當然,現(xiàn)在下這個判斷還太早,我們還需要更加細致的觀測和研究。
接著陳述支持我的理論的第二個證據(jù)。如果銀河系中存在很多文明,那么必然有很多文明遠早于人類出現(xiàn),他們的技術(shù)也遠比我們現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)達。目前,再過數(shù)十年人類就會有能力向太陽系之外發(fā)射可以遠航到其他恒星系統(tǒng)的微型飛船和微型機器人,如果人類可以做到這些,那么遠比我們發(fā)達的一些外星人更加能夠做到,可是,為什么我們還沒有發(fā)現(xiàn)他們發(fā)射出來的微型飛船,或者任何其他人為制造的東西?一個最簡單的回答就是,外星智慧并不存在。
《星際穿越》對外星人是否存在所持的觀點似乎和我一樣,那個擁有超能力的五維生命就是未來的人類,并且,也只有他們關(guān)心人類的命運。人類在未來毫無疑問會發(fā)展出我們現(xiàn)在無法想象的技術(shù),并擁有殖民整個銀河系的能力,不過,我仍然懷疑他們有制造時光機器的能力,否則,他們現(xiàn)在在哪里?
(李淼:理論物理學家,現(xiàn)為中山大學天文與空間科學研究院院長,專業(yè)研究領(lǐng)域包括超弦理論、宇宙學和粒子物理,發(fā)表英文專著《暗能量》,科普著作《超弦史話》、《越弱越暗越美麗》。有詩歌三百余首,最近開始寫作科幻。)