宇航员走出舱门是以自己的太空服务参考系吗?

编者按→剧情梳理→概念解释→最烧脑的时空悖论→平行时空→细节全解析→无人机寓意→关于科幻片

文章稍长,建议先点赞后看

有些东西乍看起来平平无奇,但其中蕴含巨量的信息。《星际穿越》整部影片的画面可谓精简到极致,往往单一的空间站、巨大的星体、漫长的黑夜,无边的孤独,就构成了完整的镜头。然而,星际穿越每1分钟的镜头耗价高达97.6万美元,所有的信息都隐藏在极致的简约之后

这种宏大的内敛和克制,有点类似老刘对三体的描写:

它的海量信息是隐藏在深处的,汪淼能感觉到,但说不清。他突然悟出,《三体》的不寻常在于,与其他的游戏相比,它的设计者是反其道而行之——一般游戏的设计者都是尽可能地增加显示的信息量,以产生真实感;但《三体》的设计者却是在极力压缩信息量,以隐藏某种巨大的真实,就像那张看似空旷的天空照片。

庞杂精细并不等同于内涵丰富,而恰恰是删繁就简的克制,放大了科幻本身所含的哲学命题对观众的冲击力,令剧情更加烧脑。

更遑论这部电影着力描写一个五维时空,远远超出了作为三维存在的我们的认知极限。

我们试图理解五维,相当于蚂蚁试图理解球体,只是平面圆模样的投影。而且,即便蚂蚁知道了球体并非如投影表现是个平面圆,那也没办法想象球体本身。

同理,三维的因果律根本无法解释这部影片的时空关系。如果就是头铁,就是要用因果律,那么必然陷入时空悖论,脑细胞死一大片头秃成灯泡也决计想不明白。

在正式分析《星际穿越》的烧脑细节之前,咱们先回顾一下剧情:

地球陷入末日危机,各类农作物患枯萎病,人类面临肆虐的沙尘暴和大饥荒,眼看走向灭亡。

前NASA宇航员在家务农,也就是男主库珀,他接连在自己的最爱——女儿墨菲的书房发现奇怪的重力场现象:书无故掉出书柜,天花板掉灰尘,摆成特殊形状。

女儿将灵异事件理解为幽灵,但男主不相信幽灵的存在。

之后男主破译灰尘密码,得到一个坐标,然后带着女儿前往,发现坐标所在地是一个科研机构。

在那里男主认识了老教授和他女儿布兰德博士,并得知,前NASA成员仍秘密进行拯救人类的计划

他们发现“虫洞”另一端有3个可能适合人类居住的星球。于是,男主和队员上路,去确认究竟哪个星球适合作为人类新家园。

此时教授有两个计划,A计划是得到地心引力算法和黑洞数据后建立空间站拯救地球所有人。B计划是抛弃地球所有人带受精卵移民外星球。

教授让男主先去执行计划B,约定男主传回黑洞数据的时候自己也研究出来引力算法,然后再执行计划A。而实际上教授认为计划A是不可能实现的。

男主与女儿告别,而女儿说自己解开了书架掉落书本的密码,是“stay”,但男主还是走了。

男主和另外3个队友踏上了穿越星际的旅程。他们穿过虫洞到达银河系以外的新星系。

在虫洞中,他们看到了时空畸变,布兰德还和时空畸变中的“他们”“握了手”。

在这个新星系中有1个黑洞卡冈图亚 (Gargantua)和3颗可能适合人类生存的星球,分别是米勒星球、曼恩星球和艾德蒙斯星球(以首批登陆星球的科学家名字命名)。

他们选择的第一站是离他们最近的米勒星球。

米勒星球处在黑洞引力范围零界点的附近,由于受到黑洞巨大引力的拉扯,这颗星球的时间变慢了,它的1小时相当于地球的7年

用切入米勒星球轨道的方法登陆要耗费很多的地球时间,到那个时候有可能地球的人类己经灭绝,无法实现人类移民的A计划。

于是库珀想避开时间畸变区,进入和米勒轨道平行的轨道,到达米勒星球上空,直接登录,然后带回样品资料返回空间站研究。

按此计划可以节约很多时间,只需要约两年时间,但缺点是更费燃料。

他们留下了罗米利在空间站研究黑洞,其余3人——男主库珀、女主布兰德和队友多伊尔去探索米勒星球。顺利登陆。

但这颗星球,除了汪洋,什么都没有。

因为这颗星球靠近黑洞,黑洞的引力拉扯潮汐,因此产生巨浪。

巨浪的周期差不多是一个小时,而布兰德行动失误,花费了余外的时间,导致队友牺牲和飞船故障。

他们多花了一个小时排水才让飞船重新启动,在第二次巨浪来之前,惊险逃生。这次行动,他们付出了地球23年时间和队友牺牲的惨重代价。

与此同时的地球,时间已经过了23年,男主的女儿长大,成为教授的副手。

教授临死前告诉墨菲,他早就解开了方程,但是黑洞数据不可能得到,所以一开始就只有殖民外星球的方案B,地球人只能等死。

因为此次行动的失误,飞船燃料不足,所以接下来的行动只能从余下的两个星球中选一个,以保证剩余足够的燃料返回地球。

在路线选择上,库珀认为曼恩星球的数据更可靠,而布兰德认为曼恩星球和米勒星球一样,都在黑洞附近,不可能产生奇迹。

于是俩人产生分歧,男主觉得布兰德想去艾德蒙斯星球只是因为她男朋友在那儿;而女主认为男主只想自私的返回地球和女儿团聚。

实际上,男主的目的是实现A计划,救更多活着的人,当然也包括女儿墨菲。

不过,布兰德在米勒星球犯的错误导致她没能赢得这场讨论,只能按照库珀的意见去了曼恩星球。

天道好轮回,苍天绕过谁。上次女主犯错,这次轮到男主。正如布兰德所说,曼恩星球没有奇迹。所有的数据都是曼恩为了让自己获救而伪造成的。

曼恩一开始就知道A计划无法实现,因为无法进入黑洞获得黑洞引力数据。

为了偷飞船逃生,曼恩进行了一系列操作,包括给机器人设置自曝程序炸死那个独自在空间站研究黑洞23年的黑人科学家罗米利,把男主骗出去杀掉。当然我们的男主没死成,反而向女主传递消息并获救。

女主开飞行器救男主的时候,曼恩偷飞船前往空间站,但空间站爆炸,曼恩领盒饭。之后男主利用高超的驾驶技术救回空间站。

此时男女主之间的关系得到缓和。

然而一波未平一波又起,当他们沉浸在胜利的善悦中时,突然发现空间站己经滑入了黑洞的引力范围。

想要逃出生天,别无选择,他们只能利用黑洞的「引力弹弓效应」,将空间站射向艾德蒙斯星球,否则将被黑洞吞食。但代价是机器人塔斯和库珀作出牺牲,与空间站分离。

分离瞬间,女主get到男主的大爱。

话说男主进入黑洞经过奇点,竟然神奇的活了下来,并进入一个奇异的空间,也就是“他们”在五维空间里放置的三维化空间,俗称「超立方体」。

在这个空间中,若干个四维空间不断重叠,重合在一起。男主可以任意切换到一个四维空间中。

他在超立方体中看到了女儿曾经的生活,想到自己被困在这么个鬼地方,拯救世界的任务也没完成。特别后悔,早知道当年自己不走了,留在地球陪伴女儿长大多好。

于是通过引力按规律移动女儿架子上的书,书掉在地上,就是影片开头幽灵和密码stay的秘密。

女儿破译出幽灵留下的讯息,劝说当时的男主不要走,但男主不听。过去在未来还是按照原本的轨迹发生了。

然后,同在五维空间的机器人发来消息(虽然机器人和男主在同一五维空间中,但高维规则,彼此看不见,只能通话),告诉他拿到了黑洞数据。

男主此时悟了。觉得“他们”就是未来的地球人,地球有救了,于是给立方体里的另一个自己传递灰尘坐标(对应片头屋里掉落灰尘),再通过自己送给女儿的表的指针,用摩斯密码,把黑洞数据传递过去。

这种默契,这种心灵的感知,就是爱。根据影片设定,爱是可以穿越宇宙时空的一种特殊力量,没有任何证据,但是你知道爱就在那里。

镜头再来到另一端的地球。

墨菲拿到量子数据后解开引力公式,找到拯救地球人类的方法。

然后超立方体消失,库珀穿越黑洞和虫洞,返回太阳系。

其中,在库珀穿回太阳系的过程中,他看见了当初进入虫洞的他们自己,并且在时间畸变中和布兰德“握了手”。这也证实了库珀所说了“他们”其实就是“我们”,是未来的人类。

由于黑洞和地球的时间差,墨菲己经成功建造了四维空间站,将人类移民到了太空站。空间站也在土星附近(方便穿越虫洞),因此,库珀和塔斯被空间站发现并且获救。

男主醒来后发现自己躺在病床上,来到墨菲建造的空间站。

此时地球时间己过百年,库珀的地球年龄己经124岁了,而实际年龄只长了几岁。与此同时,他的女儿墨菲己经是一个将近100岁的老太婆了。

当他用37岁的身体,看到已经百岁高龄、儿孙满堂的爱女,他知道自己赢得了时间,却失去了陪伴爱女成长的最宝贵的经历。墨菲告诉他,人不能看着自己的儿女离世,要他去外太空寻找跟他一样年轻而孤独的布兰德。

于是库珀和机器人塔斯偷开一辆飞船,去往艾德蒙斯星球,再次飞向不可知的太空…………

影片最后,女主抵达艾德蒙斯星球,并摘下头盔,预示人类文明将在新的家园延续下去。

宇宙飞船利用行星的引力场来达到加速的目的,行星的引力就像弹弓一样把宇宙飞船弹射出去。类似小时候玩过的弹弓,我们用力的往后拉皮筋,再一松手它便会快速的弹出去。在电影中到应用就是,让黑洞把他们拉近到经过计算的临界点,飞船瞬间点火,利用引力弹弓效应,把飞船射向新的星球。

影片中飞行器在广阔的海面上进行螺旋式下降,这是因为螺旋式下降要比直线下降距离长,在急速下降的情况下通过延长下降距离,也就是延长空气对飞船的阻力时间,达到大气对飞船下降阻力的持续,从而减缓下落的速度。

奇点就是一个密度无限大,体积无限小的点。
奇点,是宇宙大爆炸之前宇宙存在的一种形式。它具有一系列奇异的性质,无限大的物质密度、无限弯曲的时空和无限趋近于0的熵值等。现代任何物理数学定理在奇点上都失效。


先分析一下大家最困惑的「时空悖论」问题。

提前声明,几乎任何一部有关时间旅行的科幻片都逃脱不了时空悖论的讨论。这里只是结合影片所涉及的高维时空关系而言的具体问题具体分析。

大家用三维因果律思考时间旅行,必然陷入时空悖论的死循环。

比如,为什么地球人类被拯救,是因为未来人类帮忙放置虫洞;为什么未来人能够放置虫洞,是因为地球人类被拯救后繁衍成高维文明。

按此思考,电影的因果链就是一个「莫比乌斯环」,根本没办法厘清。

之所以这样说,是因为虽然这是逻辑严密的闭环,但受低维局限,我们只能看到这个逻辑链的投影,就像最开始我说过的,蚂蚁只能看到球体的平面圆投影。

既然我们认为它是无解的死循环,那么影片对我们而言始终存在时空悖论。我们越深入思考,越觉得电影建立在BUG上,一方面这非常不符诺兰导演的职业操守,另一方面难题想不通真的很令人抓狂。

但这一切真的是无解的BUG吗?

要知道,导演着力表现的是一个五维空间,并不是简单的直线式的时空穿梭。

如果说三维空间中的时间是一条不可逆的直线,那四维空间中时间应该就是一个平面,五维空间中时间就是立方的状态。

也就是说五维空间中的时间可以看得见摸得着,可以随意塑造形状,比如把不同方位上的少量的时间堆积起来变成更大的时间,把大量的时间拆分为小块,扔在不同的方位。

整部影片因为高维度设定,因此根本无法适用三维因果律。我们必须跳出三维的思维模式。至于怎么跳出,其实导演已经说得很明白了,那就是「墨菲定律」

墨菲定律是理解影片时空关系的题眼,“只要有可能的事,就一定会发生”。

这个有点像「宿命论」,在三维世界里形而上学,但却可以解释五维的时空逻辑。

1、三维的时间是一条线,具有因果律(不适用高维时空)。2、影片不存在平行宇宙的概念。3、时间线不允许有悖论产生。

想理解五维时空关系,那么,不要追溯它因何发生,其果为何,这是无解的死循环。你只需要知道,已经发生的,就是原本应该发生,也是必然会发生。

举个例子,墨菲小时候遇幽灵的情节,按直线式因果律思考,很容易理解成男主库珀穿越到未来,向过去的女儿传递信息。

这样想是错的,因为无论在哪个维度,人类都不可能改变历史。虽然墨菲小时候遇到未来的男主,但这本身就是历史的一部分。

在过去这是已经发生的,所以在未来这是必然发生的,那么事情原本就应该这样发生。

对于未来人类来说,他们做的并非改变历史,而是按照历史发生的事情做了他们该做的而已。

之所以未来人能这样做,是因为高维度的人类能够看到低维度人类的过去将来,就像编剧能看到角色的人生轨迹。编剧想要修改一下,所以在某个节点放上关键事件,改变了整个轨迹的方向。

再比如,电影中枯萎病威胁下的人类可以视作当前处于某种绝境中的蚂蚁,如果溪水淹没蚂蚁的窝,蚂蚁只能等死,这时,一个普通人类发现了,直接把溪水改道,从而让蚂蚁能够顺利转移,在蚂蚁看来这个人类就是高维度的生命。

虽然蚂蚁的未来被改变了,但人类并没有改变历史本身。

在五维空间中,不存在时间先后顺序和因果关系,所以蚂蚁是怎样成为人类的这个因果律问题在五维空间里根本没有意义。


影片不存在平行时空的设定

为了搞清楚因果律导致的时空悖论,很多人会从平行时空的角度思考。

平行时空有点类似诺斯替主义。博尔赫斯在《环形废墟》中指出分有说,认为宇宙模型是数轴式的向两端无限的延伸,而原点可以在任何位置上。

用平行时空这个概念确实可以解释时空悖论,然而实际上,星际穿越导演根本没有设定平行时空这个存在,不涉及无限衍生时空。

而且结合影片内容来讲,未来人类完全没必要拯救它的平行时空,就好像指数级分裂的细胞没必要对母细胞念念不忘。

星际穿越的故事只在单一「场」发生,无论五维还是三维都隶属于同一「场」。

除了上面我提到的时空悖论问题,《星际穿越》还有很多小细节值得解读。

Ⅰ- 为什么影片中飞行器在太空里一直旋转?

用旋转产生向心力模拟地球引力。
飞船在旋转过程中,恰恰产生的就是这样一种惯性离心力。根据广义相对论的‘等效原理’,惯性离心力可以代替重力。根据影片叙述,旋转可以让飞船产生与地球表面相仿的重力,这就让宇航员在太空中找到如履平地的感觉。”

“对于星际航行而言,重力不仅是舒适需要,更关乎生命健康。”长期失重不可避免地会带来宇航员肌萎缩、骨疏松等问题,因此制造“人工重力”是必要的。

Ⅱ- 为什么老教授觉得不可能获得黑洞数据,以及为什么男主进入黑洞没死?

根据霍金的理论,别说进入了,就算接近黑洞的人都会被黑洞的超引力给撕碎,但在基普索恩看来,对于黑洞我们都只是通过无穷多的数据来证实,但实际上黑洞到底怎样是无从得知的,所以基普索恩黑洞理论,最后男主和机器人TARS都活下来了。

Ⅲ- 老教授的公式怎么回事,以及为什么临终前说自己撒了弥天大谎?

由于地球上爆发了非常严重的枯萎病,为了避免灭绝,人类需要离开地球,在宇宙中寻找新的宜居星球。对此,老教授制定了两个计划。计划A,把全人类带离地球,并送到其他的宜居星球上生存。计划B,出去寻找宜居星球的宇航员不再回来,他们携带的人类受精卵将会在其他星球上开始新的生活,地球上的人类只能自生自灭。计划A当然是最好的选择,但想要实现需要解决一个巨大的问题,那就是如何把全人类转移到太空中?

多年前出现的引力异常现象,引起老教授的注意,他意识到引力可以被控制。如果引力能够被控制,把全人类以及巨大的空间站送入太空中就不成问题。老教授一直在研究引力方程,经过多年的努力,他终于了解开了这个方程的一半。

由于无法调和量子力学和相对论,这个引力方程还无法使用,需要黑洞的内部数据,需要了解奇点才能完全解开方程。然而,黑洞的事件视界把黑洞内外的时空隔开,禁止外界观测者看到黑洞的内部,位于黑洞中心的奇点不会裸露在时空中。无法获取黑洞的内部数据,这意味着引力方程是不可能完全解开的,所以控制引力也就无法实现。

老布兰德教授早就知道了这一点,但他对大家隐瞒了。他对外声称自己很快就能完全解开这个方程,只要找到宜居星球,人类很快就能搬过去。他深知让人类联合起来牺牲自我和家人去拯救其他人是不现实的,所以他向大家撒了弥天大谎。

自始至终,A计划都是不可能实现的,只是一个幌子。老教授选择泯灭了自己的人性,试图以B计划来使人类种族能够在宇宙中延续下去。几乎所有人都不知道这一点,只有先前出发去寻找宜居星球的曼恩博士知道。

当然,PlanB也不确定最终能否实现。一开始知道真相的教授真实目的就是执行PlanB,而实际上他本身对这PlanB能否实现也是怀疑态度的(后面教授第一在基地见到墨菲的话中有暗示“自己不确定女儿是死是活,但每次去录想说的话会让自己好过一点,支撑自己相信他们活着的是老头的信念”),光靠传回来的数据是没法判定哪个星球宜居的,但与其等死还不如让女儿去外面冒险一次,这就是老头不断重复那首诗的意思。

不过,由于卡冈图雅黑洞的奇点是一个温和的奇点,库珀得以安全进入黑洞中,并把黑洞的奇点数据传送给他的女儿。最终,获得黑洞内部数据的墨菲在老教授的研究基础上解开了引力方程,从而拯救了全人类。

Ⅳ- 为什么宇宙探险小分队先去了米勒星球?

三个星球距离黑洞的远近顺序是米勒星球、曼恩和埃德蒙斯。而且从数据的传递来看,米勒是很可能宜居的。而他们从虫洞出来后,首先就会先利用黑洞的超强吸引力,登陆米勒星球,节省燃料。而米勒的重力是地球的130%,是距离那个黑洞最近的星球,所以就不难解释在那个星球上为什么会有那么大的巨浪,因为牵引力因素产生大规模潮汐。

Ⅴ- 为什么优先选择曼恩星球而不是埃德蒙斯星球?

首先是因为从信号上来看,埃德蒙斯信号已经断了,而曼恩信号还在继续,其次是因为曼恩履历更牛掰,所以理论上最可靠,最后是因为在经过米勒星球的折腾,原来的燃料已经不可能支持他们在探险完埃德蒙斯星球后再次返回地球,而男主是想全家团聚的,还有就是从男主的心理来看,女主布兰德是有私心的,因为他的男人可能还在休眠。综合考虑,最后选择了曼恩星球。

Ⅵ- 曼恩为什么要杀死男主?

首先曼恩不想死,“对人的思念是人类无法逾越的障碍”。曼恩传递「自己所在的星球是宜居的」这个虚假消息给地球,目的就是让地球派人过来,那么自己就有机会返回地球。曼恩星球的引力是地球的70%,所以有的冰川漂浮在半空中,女主从那么高的地方跳下去也不会崴到脚。

至于为什么曼恩知道男主计划返回地球还要杀男主呢?这是出于英雄主义,如果男主把曼恩为求生而传递虚假消息这件事告诉地球上的人,他哪里还有脸活下去,不得被唾沫星子淹死。所以曼恩打算自己一个人回去,然后去用一个谎言去圆另外一个谎言。

Ⅶ- 罗米利为何会被炸死?

曼恩探索星球带的机器人基普拥有真实数据,为了掩饰自己的谎言,曼恩就让机器人报废了。并且在报废机器人时,曼恩设定了自毁程序(最后男主在修TARS的时候,TARS开的那个玩笑,说明机器人是有自毁程序的),如果罗米利修理机器人并接触真实数据,他就会被炸死。人类指纹能够修复机器人数据,所以罗米利摁下指纹的同时,被炸上天。

Ⅷ- 曼恩飞船在没有锁定对接时,为什么打开舱门爆炸了?

曼恩在驾驶飞船方面经验不如男主,所以没有对接成功。飞船内有恒定气压,强行打开舱门就会有气压差,压强过大。

Ⅸ- 男主利用引力弹弓效应送女主出黑洞时,为什么分离飞行器?不能一起离开吗?

一是燃料不够;二是牛顿第三定律,飞船需要通过分离飞行器反向推进获得足够动能。而分离飞行器只能手动操作(自动操作系统在曼恩不完全对接后开舱门毁掉了);三是黑洞是温和黑洞,因此存在获取奇点数据传回地球拯救人类的可能性。男主抱着一线生机和机器人塔斯一起进入黑洞。

Ⅹ- 分析男主给女儿留下stay、航天局坐标和奇点数据的情节

传递stay信息的时候,男主以为plan A注定失败,地球人必死无疑,因此后悔离开女儿来冒险了。

后来男主跟机器人联系上,TARS告诉男主收集到黑洞数据,有了这数据就能实现plan A。另外,TARS说“他们”并不是让男主来改变历史,所以男主必须让自己到NASA去,毕竟如果当年没有去NASA就没法实现plan A。所以男主在超立方体内向女儿传递航天局坐标和黑洞奇点参数,就像之前发生的那样。

Ⅺ- 男主是如何破译沙子坐标的?

墨菲一直坚信在她的房间里有个看不见的人(幽灵)向她传递信息,对于书柜的异常,她尝试用摩斯码去破译,而男主则认为“书柜可不会来跟你交流什么信息”。到了棒球赛那天沙尘暴,父女俩同时目睹了房间里沙尘掉落的异象,之后男主发现异象是由重力异常造成,在墨菲摩斯码的提示下想到二进制,进而得到NASA的地理坐标。

用薄厚不一的沙子来表示坐标,也就是二进制码,粗线=1,细线=0。(不适用于现实,只是电影的表现手法。库珀还对墨菲说“是你引导我(找到了这个答案)”,这使墨菲认为父亲的离开是她一手造成的。既然地理坐标是有用的,那她破译的“stay”信息应该也是有明确目的,所以她试图用这个信息阻止男主离开。

Ⅻ- 地球上的重力异常现象咋回事?

男主在超立方体中努力对应地球时间线时合理的前后误差。因为时间线是平铺的,所以他对表针操作的影响很有可能溢出到其他的时间点,导致近期时间线内经常发生重力异常事件。

解读无人机的寓意及其它

影片一开始无人机出现的作用:
1.解释背景,航天局已经解散10年时间;
2.悬念男主身份(此时并没有亮明),高端科技男;
3.暗示男主家附近有重力异常现象出现

男主和两个孩子开车去学校,发现了一架印度的无人机。男主抓住了它,拆了它的电池,这时墨菲一脸不高兴地说了这句台词——

其实无人机代表男主自己。当时,地面控制中心早已关闭,无人机默默飞行了10年,没有人知道。如果不是男主,它可能会永远飞下去。

无人机是孤独的、无助的,它在寻找什么(looking for something),浪漫而凄凉。墨菲对对一架无生命的机器有些许同情之心,然而现实是冷酷的、无奈的。

男主等人的太空探险也是一样。他们同样在寻找,同样是孤独的。他们穿过虫洞之后便杳无音讯。按照地球时间,仅仅在米勒星球,他们就度过了23年。

人们只知道他们在宇宙深处飞行,却不知道发生了什么。随着时间推移,男主库珀成了一种记忆。

儿子Tom在视频留言里,同样也说了:

这是重要暗示,和墨菲之前的话相呼应。

面对现实(他们可能早已遇难,永远回不来),地球的人们只好让他们远去。在这个结构里,男主库珀和无人机的命运重合,无人机隐喻男主自己。

男主一行人的太空探险活动被老教授称之为拉撒路计划(Lazarus)。拉撒路是圣经中记载的死而复生的人物,他已经死了,但耶稣断言他会复活。而四天后他竟然真的从山洞里走出来,证明了耶稣的神迹。

死而复生,隐喻了进入黑洞的男主将会生还,以及末日的人类终将存活。

米勒星球:这个星球上引力大于地球,大气稀薄,整个星球表面布满了水。这是暗示在生命诞生前古老的地球

曼恩星球:大气氨含量高,地表冰封,这是暗示毁灭后重回冰河世纪的地球

艾德蒙斯星球:人类历经千辛万苦寻找的最适合生存的尚未被破坏的完美星球,也就是说纵使人类能够穿越星际,在千亿个星系中寻找适合人类生存的星球,还要那个最适合的阶段才行,这是多么苛刻的条件才能匹配到。

隐喻/暗语:当我们居住在这颗行星时,我们的任何破坏都会让这个家园在逐渐消逝,想要找到一个替代品的可能性很低,所以要珍惜我们的这颗星球。

当人们迷恋科幻片时,人们迷恋的到底是什么?

科技因建立在不可辩驳、抽象的科学原理之上,所以大多数人只能隔着壁垒,远远张望,终生都难以踏入。

科幻电影却打破这个壁垒,在大众与艰涩难懂、生人勿近的科学奥义之间搭建起桥梁。

芦苇般的人类,却试图用弱小的命运挑战庞大的未知,想要在此岸眺望彼岸。当远方的存在横亘于前,人们不免产生一种莫名无措的抽离感,就如同在时空荒芜中被紧攫住呼吸,陷入久久的怅然若失。

当人们迷恋科幻片时,人们迷恋的到底是什么?

我认为,除了直观的美学感受,比如历史化为乌有的幻灭感、命运的渺小,岁月的逝去,还有更深层次的东西,就像冰冷的钢甲和无情的科技怪物内里,那些柔软温情的人性,以及生死绝境里的希望之光

优秀的科幻使人们感受到宇宙、生命等命题之宏大,让人们暂时抽身于冗杂的生活,仰望星空(怀疑并思考人生)

————————————更新线

评论区有一个问题蛮有意思的,我对此提出了自己的看法。问题是:为什么到黑洞附近找宜居星球?黑洞附近星球怎么可能宜居。

黑洞的特性导致其附近很难宜居星球是我们的普遍认知,基于这样的认知,所以我们会对影片中“到黑洞附近找宜居星球”感到疑惑,为何知识开始无法解释现实。

事实上,我们对黑洞的认识,更准确的说,我们对宇宙的认识还是很浅薄的。黑洞或许并不是只有一种,也可能存在奇点温和的黑洞,也可能存在其附近有宜居星球的黑洞。

这是其一,其二是影片它就是这么设定的,把问题抛给了“未来的他们”身上,“为什么这样?”,那你去问未来的他们呀,是他们把虫洞放在那儿的,是他们让虫洞通往那里的。

而最可贵的就是思索本身,即:你自己的理解。即便理解没有结果,也没关系。人的认知,虽有优劣之分,却无高低之别。如果你尝试思索,如果你尝试理解,这就够了。

这个过程,如宇宙般浩瀚、神秘、美妙,无穷尽。

}

据传,晚年的牛顿尽倾全力于用科学的方法试图证明上帝的存在。当然,他没有成功。

三百多年后,年轻的爱因斯坦没费太多力气就证明了上帝的存在,用的是如今举世文明的相对论。

当然,他自己并未意识到这点。并且应该也不会做如此想。将相对论推上这个人类思想最高地位的是它后来的信奉者。相对论者认为相对论超越了牛顿经典力学,成为了宇宙第一原理,并广泛宣扬传播,使之成为了真理之同时也解决了千古人类思想一个根本难题。

那就是相对论的成立,等同于证明了神的存在。

一、相对论证明了上帝吗?

似乎没有一个相对论者意识及此,那就先帮他们提点出来,并帮他们推导。

古往今来,不知道有多少人想证明神的存在,同样也有众多的人想证明神的不存在。迄今为止没有任何人可以找到什么证据可以直接证明神的存在,或者是有逻辑推理得出神不可能不存在以令人信服。相反证明神不存在这一派,却有所建树。首先,他们不必去拿出物证来证明神不存在,毕竟不是天朝政府各部门的奇葩证明,所以只需逻辑推理。悖论就是推理某事某物不可能存在的最有效方式,其中最出名的就是“万能的上帝能否造出他举不起的石头”,至今没有一个令人信服的推理可以推翻这个悖论,于是它进而可以推导出“上帝不存在”的结论。

但反过来,如果能推翻此悖论,即证明上帝能造出它不能之物,也就能够证明上帝的存在。相对论便做到了这点。

众所周知,相对论的一个前提就是光速不变,在任何参照系下,恒定为c,由此推导出多个公式,其中最为人熟知的当属时间公式 t`=t×√(1-v2/c2)。V即物体的运行速度,t`即它运动时相对的时间,现在泛滥于市的各类时光穿越,就是源自于此式。众人将不同的物体速度套入此式,却漏掉了一个最重要的物体,那就是光子。如果把v等于c放进公式,立马可得出t`等于0,即光子所在的时空为静止,也就是说光速运动的光子实际处于静止时空。你莫说光子不适用于此公式,除非它是神,神才不属于它所创的世!

著名的“星光实验”证明了光线的弯曲,所得数据与爱因斯坦通过相对论公式计算的结果高度吻合。而这正是此实验才开始带给爱因斯坦如天王巨星般的名声,但是人们在欢呼的同时,却忽视了一个简单的道理,光线的弯曲说明它的速度发生了变化,任何物体运动轨迹变化必使物体速度变化,这应该约等于一个公理吧。莫说光子不适于此理,除非它是神,神才不受它所制的约。

后来当然有人指出这点,但不知为何不见有什么人以此来质问相对论的合理性,而只是在一些书上悄悄地带上一句:光线速度发生了那么一小点的变化。也就是说默认了在光速永不变的前提下,可以推导出光速可能也会变。等于证明了那条“万能的神能创出他不能之事物”的悖论。同时,光又是不容置疑的存在,即等同于证明了上帝确实存在。

是用简单的逻辑推演如下:

前提:神能造出它不能之事物,证明此即证明万能。

恒速的光造出了相对论。

相对论推算出光速变化。

恒速的光造出了变速的光。

神是万能的,证明此即证明神的存在。

以上论述有戏说之嫌,但是明确地指出:相对论在绝对真理化后只是一套悖论。

下面从几方面简要而系统地进一步说明。

爱因斯坦思考相对论的出发点是光线在一个运动物体(速度为v)上的运动的情况。所以他一系列的演算依据必然是速度叠加原理v`=v1±v2。即光的相对速度为(c±v)。以(c±v)与t的关系经过系列变化,演算推导出狭义相对论的各个结论。

我们当知速度叠加是设定某种理想状况下的简化公式,此非精确计算的结果。如果要精确,必须考虑到物体之间相互作用力运动特性、空气阻力、角度、外力等个方面的因素进行计算。当然,这样一来就太复杂,所以就以v`=v1±v2来简化之。但是必须提醒的是光子不是普通的玻璃珠,它与光源的相互作用力、它的运动特性,还很不明确,就以(c±v)来简化,未免太过粗糙,要知道这是在推导一个新的原理。

另外相对论的多个结论,号称推翻了牛顿经典力学,但是它本身的推导依据又是经典的速度叠加原理,岂非又是一个悖论。

除了两大假设为前提外,相对论的推导还必须有一个前提条件,即宇宙中不存在“以太”。

以太的概念应该古已有之,而作为科学定义是由牛顿提出并经300年演进后大致地定义如下:“(1)充满宇宙,透明而密度很小;(2)具有高弹性,能在平横位置作振动,以太应是一种固体;(3)以太只在牛顿绝对时空中静止不动,即在特殊参照系中静止。”

以太不仅是假设的一种宇宙最细微的基本粒子还是假设一种宇宙中绝对静止的参考系。如果以太存在,相对论是无法推导的,因为他的两大假设也就不成立了。例如a光子对于以太来说速度为c,反方向的光子b对以太来说,速度也为c,光子a对光子b的速度,就应为c+c等于2c。但相对论,前提假设说一直为c,哪怕是逆向光之间的相对速度也为c,也就是说相对论的前提假设是以假设以太这一假设不存在为前提的。

爱因斯坦自己设计了一个实验,以图证明以太不存在,但是没有另一个之前的实验出名,那就是获得过诺贝尔物理奖的迈克尔孙-莫雷实验,简称MM实验。

MM实验以其设计巧妙及结果出人意料(因其本意是想证明以太存在,却得出了也太不存在的结果)而在物理学史上声名显赫,备受推崇。但是深究一层就很容易发现其盛名难负,甚至令人沮丧。因为这个实验,从根本上就无法证明以太存在,也就更无法证明以太不存在。以下来简要说明:MM实验的细节设计确实一流,但是他的的立意就错了。MM想通过测得“以太风”来证明以太,所谓以太风就是指地球运转时高速穿过宇宙空间中的以太,就像皮球飞过空气中必定有风一样,会受到以太风。然后地球上的光遇到这风时,速度必会有影响。MM通过巧妙设计测出光速无任何影响,于是得出根本没有以太风,即以太不存在的结论。

但是这个实验,错在了根本之上,因为根据以太的定义怎么可能会产生风?何况也太作为最微小的微粒可以无阻力的穿过任何物质,包括地球,同样地也包括光子。无阻力也就无风。而后来被发现的中微子即是被证明的可以无阻地穿过地球、穿过人体、穿过细胞,据称每秒穿过人体的中微子数量达1千万个。

近期被大型探测装置LIGO发现的引力波似乎对以太的存在,提供了一个证明,然而这个引力波又是爱因斯坦依据相对论预言的,这是不是又构成了一个悖论呢?

相对论发表后,并非即时引起众人注意,而是在星光实验证明后才获得世界级美誉,并得到众多科学家设计实验来证明,最终赢得20世纪最伟大发现之殊荣。

众多实验中最著名的无疑是星光实验,但其推导证明的却是悖论。第一节已述,不再重复。此处要提的是另一个应该算是第二有名的实验,即钟慢实验。1970年,Hafele设计了一个检验时间膨胀效应的环球航行实验,即两只在地球上同步的原子钟,一只留在地球上,另一只放到飞机上绕地球航行,飞机飞行一周后降落到地面,然后将这两只原子钟的读数进行比较。以此证明,高速运动物体的时间变慢了。

但是这只是证明了该原子钟并非是恒定无误的,而是会随着运动的速度而变快变慢。三岁孩童都知道钟的快慢不代表时间本身的变化。没有谁会指着一个不走的钟说糟糕,时间停止了。

一个运动的钟或是不同高度的钟其读数发生变化,不难推测出来,因为它本身内在的运动受到了外在速度变化及引力变化而变化。以钟的读数变化来证明时间变化的想法是直白的,但也是幼稚的。

相对论的结论公式有十来条,在此无意辨识这些结论的对错,而是想指出其失之于绝对化。特举其中四条对大众来说最有趣的来做简要探讨。

t`=t×√(1-v2/c2) t为物体原始时间,v为物体运动速度,√为平方根号。

简而言之就是速度越快的物体所在的时间越慢。进一步探讨前,给一个著名的思维实验,即“双生子佯缪”。有双胞胎a、b。a乘近光速飞船进行太空旅行,b则留在地球上。四年后,飞船归来,年华已老的b迎接兄弟a。当a走出舱门,发现先a几乎还是50年前的模样。即是说a在50年后比孪生兄弟比年轻的40多岁。因为近光速飞船上的时间过得极慢,地球上的50年只相当于飞船上的几年。

这个思维实验有两个很明显的漏洞:一是以地球的标准,飞船的旅行是50的时间年。任何人过了多少年,就是长了多少岁,并不存在a比b年轻40多岁,哪怕他看上去年轻。二是在近光速飞船上的原子钟可能确实变慢了,但是人体机能将发生什么变化,目前无理论和实验推测,却臆想a仍能保持年轻,实有失于科学的严肃性。

时间对人类而言也许是一个最难琢磨的概念,聪明如牛顿者也无法给时间下一个定义,而只能用一段近乎诗意的话来说明:“绝对的、真实的数学时间,就其自身及其本质而言,是永远均匀流动的,它不依赖于任何外界事物。”。列举一个例子就能说明时间的不可定义性。金星的自转周期是243.01个地球日,而公转周期是224.65个地球日。即是说金星的一天比一年还长,这想想都脑瓜疼。定义都无法明白的时间想套上一个时间公式,不仅失之于绝对,而且近乎是儿戏了。

时间在不同惯性系里的量度是无法统一的,但可以肯定的是,在惯性系A的物体跃迁到另一个惯性系B运动后。它停留在惯性系B的时间量度取决于它是否回到A之上,如果回来,就以A的惯性时间来量度:如果不回来,A对其就是无法量度的。

L = L0×√((1-(v/c)2))。L0为物体原有长度,v为物体运动速度,√为平方根号。

长度相对于时间是清晰得很的概念。但是我们首先应清楚,它也是个相对概念,而非绝对概念。它取决于两个要素,加一个条件。要素一,观察者;要素二,刻度;条件则是被测的物体相对静止。

在公式中有速度v,表明物体是运动着的,即不符合上述条件。所计算出的长度,不可能是绝对值,而只是相对值。此时的观察者不在物体上,而是与其相对速度为v。如果要测出其绝对值,观测者必须在物体之上,以其相对静止。就算物体依公式发生了长度缩小,但是也不能测得出来,为什么呢?因为观测者他拿的刻度也同样会缩小,测量值必与以前相同。

V=(v+w)/(1+vw/c2),v为物体A原有运动速度,w为物体A所在物体B的运动速度。

先看这样一段表述:假设光从一个速度为光速c的星球上发出,即v=c,w=c,代入上述公式中,光的相对速度V=(c+c)/(1+c×c/ c2)=2c/2=c。也就是说光子从光速的物体上发出,它的相对速度依然为c。

是不是觉得很神奇?这个公式证明了光速永远是光速,哪怕它是从光速的物体上发出。

但稍冷静就能发现一个问题,这个公式的前提假设就是光速恒定为c,用其推导出光速恒定为c,那不就是一个同义反复吗?不就是以“因为A是A,所以A是A”这类语句当作伟大定理证明,岂不令人可笑?

这个结论已属广义相对论,公式复杂,没有足够的物理学数学知识无法看得懂。转为通俗语言就是当一个物体质量足够大时,它周边的时空(此处爱因斯坦将时间空间当做一个整体)就会发生弯曲,任何运动到此的物体都会受到影响。比如上述星光实验中,光线发生弯曲不是真的弯曲,而是因为时空弯曲塌陷进去了一点,看起来才像发生了弯曲。

听起来很悬,但比喻起来并不难理解,一个钢珠从a滚向b,走的本来是直线,但是突然偏了方向走了曲线。原来中间有一块磁铁,是磁铁吸引让其发生了运动轨迹的变化。对,只是运动轨迹发生了变化。相对论却解释为时空发生了弯曲。这似乎不符合奥康姆剃刀原理。根据此原理,当事物有多种不同解释,取其最简单而又行得通的。运动轨迹变化即是最简单的,为何又要用复杂的时空弯曲来解释呢?

相对论从20世纪初开始对物理学甚至全世界产生重大而深远的影响。百年来这影响丝毫未减,仍在不断扩大。然而是不是该对这影响有所反思呢?对其衍生的一堆堆似是而非的高论,说一声够了呢?

1、相对论,只是打开了一扇窗而非门。

当然,在现阶段来讨论是窗还是门,是一个比较主观的话题。关于门窗的定义,各有各的看法,所以在此不做过多讨论,而是想举一个似乎不太契合的例子来说明。

在地球的千百万种动物中,大多数是有眼睛可以看见光的,但还有少数是无视力或无眼睛不能看见光的,最为人熟知的当属蝙蝠。它们是通过超声波来“看”世界的。也就是说在它们所“看到”的(也是它所处的)世界中最大的速度就是音速(340米/秒)。如果蝙蝠中也出了个爱因斯坦,那在它们的相对论中,340米/秒即是不可超越的速度。这对于我们人类来说是多么可笑,人类的火箭,飞船早已超过了音速。如果将一只蝙蝠,放在飞船上进行太空旅行,它是否会穿越呢?

也许有那么一天,有种外星人坐着他们超光速的飞船到来,是否会将我们人类看作是一种蝙蝠呢?

2、不应将相对论当做空想的借口。

相对论的横空出世,除了间接引爆原子弹,此外也直接引爆了人类思维与想象的原子弹。当然是一件对人类有极大促进的贡献的事。但是过份了一点,将为数不少的聪明的大脑引入到空想的歧途。

其中很大一部分是围绕着时空旅行即穿越进行的。除了幻想小说与影视之外,还有不少正规的科学研究也是以此为方向。原来骗经费不仅只是天朝所独有。

所谓时空穿越依据的就是相对论中的时间公式:当速度大于光速c时,时间为负数。这个用来骗骗科盲娱乐一下,本来无所谓,但如果把其作为真有的可能性引发大量讨论并倾入金钱精力来研究,就是实在大不应该。为什么?因为根本不成立。相对论的前置条件,就是没任何速度可以超过光速c。不超过c就得不出时间为负的结果,何来时空穿越?如果超过了c,这个时间公式就不成立。没人知道该用什么公式计算,又何来时间为负的穿越?

这本是一个简单不过的悖论点。但却被很多人故意忽视。这些人要不是被对相对论的崇拜蒙住了眼,要不就是别有用心。

在相对论者眼里,经典物理学被相对论超越颠覆替代。很多鼓吹者著书立说演讲之时总不忘加上一句,牛顿的经典力学大厦轰然倒塌。似乎不如是说,不足以证明他们因为跟对了新主子的英明。

牛顿力学倒没倒,根本不用去争辩。放眼相对论提出百年后的当今世界,从汽车飞机到高楼大桥,目之所及的哪一样不是牛顿力学为基础的科技成果。

至于超不超越,也不想花太多篇幅去分析。只想指出的是牛顿力学对于人类科学的贡献,相当于指出地球是圆的,与其它天体一样是运动的。相对论至多相当于发现并计算了地球是绕太阳转动的。而部分相对论崇拜者,却以此将牛顿力学当作“地心说”来嘲笑,实际上也就是将相对论放在了“日心说”的尴尬位置。

实际上爱因斯坦本人从未认为他超越了牛顿。他提出相对论,只是为了给物理学增添一份新的内容,而不是要推翻什么打倒什么。

七、约定都有其约定的界限。

以上论述不是为了指摘爱因斯坦的思想,更不是妄图推翻相对论,而只是想试图指出相对论有其适用的范围。那就是物体运动速度比较大,比如大于百万分之一光速,并且不超过一个近光速度,比如万分之一光速,才有效地符合相对论,否则不适用。

大数学家彭加莱曾指出,科学猜想就是基于某种约定之上。因有了约定而设立的各种条件,科学假设就有了一定之规,而不会盲目涣散,不成体系。如果科学假设被证实和推演成功,便成了一个新的学说。而此前的约定,便是此学说的基石。如果假设被证伪,或是永不得到证实,那么此前的约定也只是一种概念,并无实质意义,就要被抛弃。还有如果新的发现,用现有的学说解证不通,就说明发现了此学说的边界。亦即发现了此约定的界限。便应果断放下此约定而重新订约,重新开创一个新的学说。必须留意的是,此处用的是放下,而不是放弃。原有的约定,在其界限内依然有效,比如“地心说”,只要将其界限的约定在普通人眼中的日出日落月升月降的概念内,依然是成立的。当然只要稍稍放大一点概念,突破了约定的界限就会发现“地心说”是多么可笑。

再看看前文所提出相对论适用的范围。当物体速度比较小时,套用相对论计算出的数值与经典力学计算的数值相差极其微小完全可忽略不计。根本体现不出来的相对论的功用。而当速度近光速呢?因为以目前的科学水平来说,这种速度根本是无法达到,所以适不适用相对论是无法证实的,既然无法证实,那就等效于它的界限。

本文第一节就指出相对论是一个悖论,那么此节又称其并非错误,是不是很矛盾呢?答案是否定的。这又要引出另外一个观点,所谓悖论的矛与盾,只是分别存在于其约定界限的内与外

在星光实验中,光线弯曲表明光速发生了变化,与相对论前提之光速不变,确实是矛盾。但是光线弯曲是由于受到太阳的巨大引力造成的,而这个巨大引力在相对论初构时是没有考虑。亦即在它约定的界限之外,不应放在一起。也就是说,光速会因巨大引力而改变,并不影响相对论在一定范围内的试用。

关于上帝万能的悖论中,矛与盾也可以看作是错开的。在上帝的定义中,万能就是一个最重要的约定,即“万能”界定了上帝这个概念的范围。而“不能”已经超出了“万能”的界限,也就是说“万能的上帝能造出他不能之物”这个句子中,虽然表面只有一个主语上帝,实际上有两个主语上帝,一个是万能的,一个是也会不能的,根本不是一个概念,如何成矛盾呢?所以世界上有神论者与无神论者本就是共生共存,这也本就是应有之义。

相对论之所以令无数人着迷,而又有很多漏洞令人疑惑,原因在于它讨论的是时间。时间的存在似乎毋庸置疑,但时间真的存在吗?却又令人怀疑。数年前我拟了一个题目《宙非时》试图论述时间并不存在,宇宙中只有空间与运动而没有时间。但功力尚浅,迟迟未能动笔,也许不久后就可以开写了吧。本来以爱因斯坦的头脑,完全可以认识到时间并不存在并作出科学的论述,也许“宙非时”在他脑中一闪而过,便被相对时间所替代,否则当代的物理乃至世界都会是另一番模样。

}

我要回帖

更多关于 宇航员出舱时飞船在飞吗 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信