【前沿物理】解读电影中的物理专业术语，帮你看懂《星际穿越》！
2015-02-22环球物理环球物理
环球物理
微信号 huanqiuwuli
功能介绍 我们每天与您分享：物理教学的艺术，物理学习的方法，物理兴趣的培养，物理达人的塑造，物理学霸的成功之路！激励人生，哲理故事，分享智慧，名人格言，传播正能量！！
.
享受《星际穿越》带来的视听震撼之余，很多观众也抱怨没有看懂剧情。难怪媒体用烧脑二字来形容该片。不过客观来看，《星际穿越》远没有诺兰以往的电影来的烧脑，既没有《记忆碎片》那样支离的叙事结构，也无《黑暗骑士》那样缠绕的多线叙事，观众看不懂，也不是因为不爱动脑筋，而是知识储备不够，对片中的基本物理概念缺少了解。作为一部硬科幻，《星际穿越》请来专业科学顾问，对片中的每一个环节都做了精心推敲，尽力让所有细节有据可依，这可苦了物理没学好的影迷们。不过别担心，下面我们就将片中涉及的科学术语和现象做一番简单的科普，只要十分钟，助你毫无障碍理解《星际穿越》。
虫洞
虫洞这一名词诞生于上世纪50年代，是对“爱因斯坦－罗森桥”的一种通俗称呼，它指的是物理学中假想的一种天体，能从更高的维度连接两个遥远的空间点，因此可以使人类突破光速的临界，进行超远距离的宇宙航行，片中一名科学家用纸笔对此作了一番形象的演示。从上世纪80年代开始，归功于美国加州理工学院物理学家基普·索恩的理论，虫洞被广泛用于幻想作品中的星际旅行，而索恩也正是《星际穿越》的科学顾问。影片中的虫洞以球形示人，正展示了这一超空间结构的独特性质：来自更高维度的物体在三维空间的投射。
翘曲飞行
通过在高纬度折叠空间而航行的方式，被称为翘曲飞行，尽管在影片中并没有出现这一名词，但在原理上一脉相承。在动辄光年量级的宇宙中，使用翘曲飞行，既不破坏因果律，又实现了超光速。在科技更发达的《星际迷航》等电影中，人类已经可以用飞船自带的引擎进行翘曲飞行，而《星际穿越》中，宇航员不得不借助更高级生命为他们“量身定做”的虫洞来达到这一目的。
休眠
宇宙航行路程遥远，耗时绵绵，宇航员大部分时间都在休眠仓中酣睡，必要时再苏醒执行任务，在《异形》、《深空失忆》等许多科幻片都有类似的设备。生物学上的休眠理论，指的是将人体急速冷冻到摄氏零下196度，让细胞停止活动，相当于进入某种形式的“永生”。但目前的科技水平，还不足以完整快速地将人体冷冻到合适的温度，尤其在0～－60℃这个温度区域内，细胞很容易就会被冰晶所损伤。因此迄今为止人体冷冻术仍是一项科学设想。不过既然《星际穿越》的故事发生在近未来，不排除那时的人类已经掌握了将冰冻人复活的技术。
黑洞
黑洞是质量足够大的恒星在“燃料”耗尽而“死亡”后，发生引力坍缩形成的。黑洞产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在距离黑洞的一个临界点内，便再无力逃脱。靠近黑洞的地方，由于巨大的引力作用，连速度最快的光也发生了弯曲，因此从远处观察，黑洞的外观呈现一个环形的发光物质，也就是影片中数次呈现的那个硕大到令人恐惧的光亮大圆环，这个银幕影像也是有史以来最精准的黑洞模型。物体进入黑洞之后会被巨大的引力撕成碎片，所以片中派一个机器人下到黑洞送回量子数据的设定，完全是剧情所需的虚构。
墨菲定律
片中男主角的女儿名为墨菲，而她总在抱怨自己的名字与不吉利的墨菲定律的联系。墨菲定律由上世纪中叶一名美国空军工程师爱德华·墨菲提出，包含四条原则，1、任何事都没有表面看起来那么简单；2、所有的事都会比你预计的时间长；3、会出错的事总会出错；4、如果你担心某种情况发生，那么它就更有可能发生。《星际穿越》的情节中多次体现了墨菲定律的正确性，但除了把事情搞砸，它也把任务引向好
方面，最后主角也在墨菲定律的作用下挽救了全人类的生途。从这个角度来理解，墨菲定律是一种对概率的诠释，本身并不指代吉凶祸福。
五维空间
我们身处的世界由上下、前后、左右三个线性方向组成，是三维空间。如果加入对时间的考量，就可以想象更高纬度。一个四维空间包含三维空间的所有时间点，在那里不同的时间点就像山峰洞穴一样实质存在，可以供人穿行其间。每个人的不同选择都会令世界产生变化，这无数多的可能性合在一起构成了五维空间。《星际穿越》高潮部分，主角坠入一个高级智慧生命为他打造的仿五维空间中，他可以通过这个空间与女儿达成沟通，以自己的行动影响另一条时间线。本质上这也是一种时间旅行的样式：从现在向过去传递信息，以此改变当下。
时间扭曲
1905年，爱因斯坦提出著名的相对论，该理论认为一个移动中的物体应该比一个静止物体的时间过得慢，这一现象称为时间扭曲。影片中主角一行在虫洞另一边发现一颗距离黑洞很近的行星，该地出现了强烈的时间扭曲，地表一小时等于地球上的七年，由于登陆后发生了意外，他们在行星上耽误了数小时，竟使母船上的队友苦等了23年。而在主角从黑洞生还后，尽管已是124岁高龄，他的生理年纪仍维持在40多岁，而女儿却已是年近百岁的垂暮老人。
?
标签： 二名宇航员被吸入黑洞