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    教你不懂物理學也能看懂《星際穿越》

    2014-11-26

    來源:豆瓣網(wǎng)

    才疏學淺錯誤難免,請不吝賜教。 
    寫的時候隨便寫的,沒注意,后來發(fā)現(xiàn)好像有誤會,我智力低下肯定有錯,但是不怪我智力的地方你就不能硬說我了,所以說幾個事兒: 
    1.
    維度就這么采用科幻修仙路線解釋了,我當然知道玄乎 
    2.
    時間效應那里不是說在那幾個星球上,星球上是因為靠近黑洞所以引力太大導致時間畸變,但是導致不了那么大,我就在黑洞那部分說了一句,公式那點對的是布蘭德的原話你們到達蟲洞后以光速飛行。到達之前靠燃料怎么可能光速飛行。 
    3.
    最后公式找的是反重力不是模擬重力,我對著字幕捉摸了半天覺得還是說反重力比較好,就是要把那么大一飛船發(fā)射了這不是光燃料主推就能推出去的 
    4.
    黑洞長那樣不只因為光線被影響,吸積盤效應也有原因。 
       
    TM怎么還不出來?的聲音中,《星際穿越》終于遲遲上映,諾指導再次稱霸銀幕,放映完后沒有人起立鼓掌,因為全TMD在跪著,一半是跪太好看了,另一半跪著不起來是因為沒看太明白。 
    我的朋友李道士和袁老板首映后紛紛問我:是挺好看的,但是穿來穿去是鬧球呢? 
    提前說一句,別挑這電影的理論錯誤,除非你比Kip Thorne還厲害。 
       

    作為一個科幻電影,維度的概念首先我們要明確,不然看啥啥不懂,才疏學淺,難免有錯。 要是實在看不懂,后面有結論,請翻。 
      

    一維數(shù)軸,二位平面,三維立體,這是我們初中學的常識,而我們是三維生物,活在四維空間里。 
    當然三圍生物是女人,這事兒按下不表。 
    四維是什么?你可以理解為時間的走向,也可以理解為事情發(fā)生的順序。實際上時間這個東西是我們自己定的,完全不符合科學定義,不過你要這么理解也無所謂,反正好理解。 

    坐標系都學過吧?初中時候畫的。二維就是兩條,X,Y;三維就是三條,X,Y,Z。我們是三維的生物,在Z軸上拱來拱去,你現(xiàn)在就只能看到XY軸了,也就是說,你看到的東西,是平面。 

    為什么呢?你在Z軸上過日子,你站在Z軸的任意一個點放眼望去,當然看到的是XY軸了。Z軸上有好多好多個點,每個點你放眼望去,都是平面。 

    要這樣還不理解的話給你再舉一個例子:你是個二維生物,不是說你是個二次元。你的世界現(xiàn)在只有兩條軸了:X,Y。假設你今天站在X軸上一個點,你放眼望去,只能看到沿著這個點和X軸垂直的,和Y軸平行的一條線。 

    這個概念我們清楚了,我們開始說多維——也沒多復雜,說兩三個維度就可以了,足夠你明白這個電影了。 
       
    最簡單的理解方法:假如你覺得四維空間是三維加時間,現(xiàn)在四到六維度里,多出來的維度就是一到三維的時間;四維里時間是一維的;五維里,時間是二維的,六維里,時間是三維的。 

    我們是三維生物,那么四維生物是什么? 
    四維生物說難聽點就是憑特異功能算命的,你可以看到你已經(jīng)決定的的未來,但是是單線的,且無法改變。 

    五維生物看到的是第四維上發(fā)生的所有事情,看到了一個人的所有選擇、以及這些所帶來的所有結果。 

     

    看沒看過《黑衣人3》?這里就不黑賈秀琰了,記不記得里面有個戴帽子的男人?周圍一發(fā)生什么事情,他就會根據(jù)這個事情知道接下來的結果,這就是因為他是個五維生物。 

    還有個例子,《蝴蝶效應》。本片男主角清楚在某個時間里他的所有選擇帶來的所有結果,因為你站在五維上,你能看到一切四維上的一切。 

    于是,在第五維上,你可以沿著四維移動,改變四維的選擇,讓它向你想要的結果上行進。但你得等待這個行進的過程,無法直接到達結果。 
    這就是本片最后馬大少和Tars掉進的那個空間——馬大少看到了女兒房間沿著時間發(fā)生的所有事情以及相應的選擇,他選擇去某個時間段改變當時的選擇,讓整個世界朝著他想要的結果發(fā)展。 

    童年的女兒破譯了“STAY”,因為馬大少此時知道一切都是假的,全是謊言,打算讓女兒勸住他不走。但隨后Tars說你個二逼這事兒簡單了我們現(xiàn)在就在這個洞里所以有數(shù)據(jù)了那個JB方程完美解決了世界得救了你趕緊給我傳回去,于是馬大少繼續(xù)沿著時間軸傳達信息,導致最后女兒為帝國立過功,在少婦階段揮舞稿紙大喊尤里卡。 

    在這里,馬大少改變了選擇后,五維空間坍縮,馬大少被拋出去了,實際上在五維上你改變了選擇后,你還得等時間的流逝,但是在這個空間里時間肯定不是按我們這個空間流逝的,所以馬大少剛被拋出去救援的飛船就來了,實際上這短短的一會兒在我們的世界里已經(jīng)是幾十年。 

    后面的維度要了解一下,因為影片有個問題和這個相關。 

    第六維,如果是這個維度的生物,你不用像第五維上等待時間流逝,你可以直接到達結果。和第五維類似,但是第六維可以確保結果,因為如果是第五維上的話,你需要知道一個確切的時間點,在第六維上就不用。 
    第七維,從這里開始就是宇宙級,在第七維度的你可以改變宇宙規(guī)則了。當然,這是程序員的維度。 
    第八維,宇宙就是你的,第七維你只能改變規(guī)則,第八維你能改變宇宙。 
    第九維,宇宙已經(jīng)不僅是你的了,你還可以直接讓宇宙跳過進化期直接進入繁榮期。 
    第十維,沒啥能力,但是你比誰都牛逼,以為前面九維在你看來已經(jīng)成了一個點了,你一擦除,就創(chuàng)造了虛無。 
       
    下面第二個問題,為什么馬大少在天上飛,女兒在地上歲月催? 
    這就牽扯到相對論,說相對論就得說慣性系。 
    光的速度是永恒不變的,記住這個,無論觀測者和光源做什么運動,光的速度永遠不變。具體就不解釋了,懂的肯定懂,不懂得我寫兩千字估計還是不懂——況且懂了也對理解這個片子沒什么用。 
      

    所以先看一個公式,假設馬大少在天上飛,女兒在地上追。根據(jù)時間效應的公式: 
       
      T=T0/(√1-(v^2/c^2)) 
       
      T0是飛船上經(jīng)過的時間,T是我們站著的這個世界經(jīng)過的時間。 

    可以看出來,V越接近C,分母就越小,我們現(xiàn)在站在這個世界上,T是不變的,所以飛船上經(jīng)過的時間比我們慢得多。飛船越接近光速,他們相對于我們的時間越慢。 

    假設一個飛船現(xiàn)在以一半光速的速度行駛,最后T0=0.87T,也就是說地球上過了一天,飛船上只過了0.87天。 

    但電影里有一句話,飛船以非常貼近光速的速度行駛,按99.9%算吧,結果明顯一些。解出來T0=0.01414T,也就是說地球上過一年的話,飛船上只過了五天。 
    當然真正所說的近光速99.9后面還有一串9,你得自己按計算器去。 
    沒錯,這個問題說完了。 
       

    現(xiàn)在要說另一個:黑洞,為什么長這慫樣兒? 

    不要以為《星際穿越》里的黑洞長那樣是給你胡來,實際上,這個黑洞估計是有史以來最棒的模型。為什么?因為理論支持者是Kip Thorne,這人是誰你自己搜,反正基本就是最偉大的黑洞大師之一,這個黑洞的樣子可是三十個人加上好幾千臺電腦一年的工作結果。 

    這是電影里的黑洞: 
      http://img1.mydrivers.com/img/20141106/s_dcf138ce37e64da989990c60fcabdfab.jpg 
      這是計算機模擬時候的黑洞: 
      http://img1.mydrivers.com/img/20141112/s_f2916062b7fe4461a0ff2ab0950506d2.jpg 
    黑洞為什么長這個樣子?因為黑洞的引力非??犰?,什么都能給你吸進去,某老不正經(jīng)物理學家曾經(jīng)提出了一個名字,叫做白虎黑洞,還遭到其徒弟費曼的批評,這事兒我就不細說了…… 

    黑洞引力非常大,導致靠近它的光線都會扭曲,甚至是時空。KIP給了幾個公式,談了談,最后這幫人重新寫了個渲染器,弄了800TB的數(shù)據(jù),弄出來了個這玩意…… 

    大家的反應:漂亮。 
    KIP
    的反應:真實。 
    反正科學家都這么酷炫…… 
       

    下面說幾個和電影劇情相關的地方: 
    1.
    怎么才能拯救人類? 
    答案很簡單:解開那個方程,然后模擬重力環(huán)境。派出去的幾個人是因為老頭子知道方程解出來其實跟屁都沒有一樣,因為缺少黑洞里的數(shù)據(jù),”which is impossible for now”,所以派出去了十幾個人。 

    一共有數(shù)據(jù)回來且看起來能住人的只有三個人: 
    Miller
    ,被浪拍碎了,有人問那么淺得水怎么那么大浪,我覺得是潮汐力,當然本星球不適合忍住,Wes還給死了; 
    Mann
    ,也撒謊了,星球不宜居; 
    最后是Anne的戀人Edmund,在片尾發(fā)現(xiàn)其實還能住。 
    馬大少掉進黑洞后傳回數(shù)據(jù),方程完美被女兒解開,重力模擬成功,人類得救。 
      

    2.片尾安妮海瑟薇是在干嗎? 
    答:執(zhí)行Plan B,試圖成為未來全人類的奶媽。 
    Anne
    不知道掉到黑洞里的馬大少竟然活著而且還傳回去了數(shù)據(jù),以為人類已經(jīng)滅亡,同時影片最后有一個石頭堆著的小墳墓,寫Edmund,也就是她的愛人。愛人死了,備胎掉進黑洞了,自己爹撒了四十年謊,這個星球湊合能住,是我我也Plan B。最賤的是,在美國,一種墮胎藥就叫Plan B…… 
      

    3.馬大少老婆呢? 
    你問我干啥,諾指導哪部電影男主角沒死老婆? 

    4.他們一直說的”They”到底是誰? 
    馬大少透底說They就是他們自己。按照本片少女心的不得了處處向2001太空漫游致敬的德行來看,人類的科技一直在發(fā)展,甚至可以發(fā)展到更高維度,只要你科技水平到了就行,就像月亮上的黑石碑,一直在那,就等著發(fā)現(xiàn)。于是更高維度的人類、也就是他們自己,就這么來幫助馬大少他們少受罪了。更高維度上存在平行宇宙,此時你可以理解為是比平行宇宙也就是第六維度更高維上的他們自己來幫助這個平行宇宙上生活在低維度的自己少受罪。 
       
    最后給大家詳細捋一遍劇情。 

    全世界現(xiàn)在經(jīng)歷危機,全部北京化,沙塵暴,糧食減產(chǎn),人類瀕臨滅絕。 
    Pilot馬大少現(xiàn)在是一個本該歡快的農(nóng)民,卻死了老婆,女兒聲稱自己房間有鬼,總有書啊什么的掉下來,馬大少說別逼逼,相信社會主義。 
    有天刮大風,女兒窗戶沒關,馬大少上樓一看,好嘛,地上一層灰,凹凸有致,最后醒悟這是二進制編碼,破譯出來是一個坐標,這一定是上天的旨意。 

    于是馬大少獨自驅車前往,半路發(fā)現(xiàn)女兒藏在車里,到了地方一看臥槽竟然是個軍事重地,遂被抓。抓完發(fā)現(xiàn)我日竟然是NASA的秘密基地,竟然還有奶大臀翹的安妮海瑟薇。 
    基地老大聲稱人類即將滅絕,我們要去太空尋找適宜星球拯救人類云云,一共有倆辦法:1是找到數(shù)據(jù)把我這方程解了,2是帶這些受精卵去個合適的星球孵化了人類,最后說我看你骨骼清奇你就是駕駛員了。 

    馬大少為了實現(xiàn)夢想當了美國好駕駛,回家和女兒鬧翻,女兒說那個幽靈還給我留信息了,讓你STAY。馬大少給女兒留下一塊手表,走了。 
    到了太空這幾個慫貨發(fā)現(xiàn)前面去的一隊人馬只發(fā)回來三個星球的數(shù)據(jù),到第一個星球去一看,好嘛,那大哥飛船都碎了,正取數(shù)據(jù)一個滔天巨浪拍來拍死了隊伍里最帥的男人。 

    然后現(xiàn)在剩倆星球了,數(shù)據(jù)來自兩個人——一個是Anne的愛人,一個是最聰明的人,但燃料不夠,只能去一個。Anne說要去愛人那里,馬大少說去聰明的人那里。 
    到了聰明的Dr.Mann的星球將其喚醒,博士大哭說你們來晚啦,我等你們好久啦,這個地方可牛逼啦云云,實際一直在撒謊。 

    同時地球上女兒已經(jīng)長大,和基地老大展開合作,發(fā)現(xiàn)老大演算40年的公式一直在嘗試自我證明,也就是有個大BUG,老大不言不語滾草。臨終前告訴馬大少女兒這不是真的這都是夢,這四十年來我一直在我的謊言上摩擦摩擦,解開重力方程需要黑洞里的數(shù)據(jù),但是which is impossible for now 

    女兒把信息傳給馬大少,因為時間不同步,馬大少才剛說了兩句話就接到了這幾年后的信息,于是只能找地方孵化了。曼博士剛好說這地方不錯,倆人就一起去開發(fā)。 

    結果曼博士只是在騙人來救自己,這星球就是個JB,于是嘗試將馬大少弄死后獨自走人。不料馬大少被掛上點燃后絲血求生成功,同時留在基地里的黑禿子因為手賤被炸死。 
    二人嘗試阻止曼博士閃現(xiàn)逃走的行為,結果曼博士不聽隊友勸傷害輸出瞬間爆炸作死自己,馬大少強行對接成功救走自己和Anne。 

    現(xiàn)在問題來了:燃料快沒了,這咋辦???馬大少決定把Tars機器人扔出去,根據(jù)牛頓第三定律加上黑洞的引力完成最后的助推,結果Tars扔完了以后Anne發(fā)現(xiàn)馬大少把自己也給扔了,不禁熱淚盈眶。 

    馬大少穿過黑洞后發(fā)現(xiàn)來到了五維空間,看到了曾經(jīng)的一系列事件和對應的結果,悔不當初,于是給女兒留信號STAY,試圖讓自己留下來不要干這坑逼事情。 
    此時Tars聲音響起說你個二逼我們現(xiàn)在就在里面這不是有數(shù)據(jù)嗎,人類有救了,馬大少一拍腦袋說頂樓主,樓主說的對啊,于是將數(shù)據(jù)轉化為摩斯碼,通過秒針的顫動傳送給成人以后的女兒,女兒拿到數(shù)據(jù)解開方程,拯救人類。 

    隨后黑洞坍縮,馬大少和Tars被甩到外面,閉眼,此時其實地球上已經(jīng)過了好多年,馬大少閉眼前,后面有飛船燈光閃爍,救起了馬大帥。 
    馬大帥蘇醒得知自己已經(jīng)一百二十四歲高齡,不僅豎起大拇指感嘆666666,望向窗外發(fā)現(xiàn)這是一個已自己女兒命名的巨大的空間站,具有和地球一樣的引力,看來自己女兒是成功了。此時女兒已經(jīng)垂垂老矣即將跪地,臨終前給自己爹說你去找Anne吧。 

    馬大少發(fā)現(xiàn)自己真愛原來是Anne,偷了個飛機去找。最后鏡頭一轉,Anne以為人類滅亡,在最宜居的最后一個行星、也就是被她愛人發(fā)現(xiàn)的那個上面一個人在愛人墳墓邊默默執(zhí)行Plan B,試圖讓人類的火種傳承下去。 

    影片完,馬大少的征途是星辰大海。 

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