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燒腦中的戰斗機《星際穿越》讓這個冬天掀起一股股物理熱。翻開朋友圈,什麼蟲洞假設,黑洞模型,天體運動,穿越時10個注意事項等等等一大堆普及貼。文科生就算有看沒有懂,看完影評也算明白兩點之間折疊纔是最短的道理。 所有人聚焦《星際穿越》的天體物理學時,不知道大家有沒有注意到,這部電影根本就是九年義務教育的未來版,包含所有學科,算是十萬個冷笑話。。。十萬個為什麼的視頻版。 北方網教育頻道帶你了解《星際穿越》都涉及了哪些學科知識。 最普通:物理 所有掃盲貼解釋的都是物理知識,比如說: 蟲洞(燒腦度☆) 黑洞(燒腦度☆) 時間扭曲(燒腦度☆☆) 這些理論假設其實不難理解,真正讓大家覺得燒腦的其實是影片最後出現的,男主穿越的五維時空。 五維空間(燒腦度☆☆☆☆) 如果說時間(四維)是由三維運動構成的,那麼五維就是由四維運動構成的。第五維空間其實就是一個時間平面。我們可以想象,一個五維空間的物體,應該是跨越不同時間軸線的,但在任意一個時間軸線上我們只能觀察到它的一部分。 根據愛因斯坦的狹義相對論,特別是其中提出的鍾慢尺縮論斷。當一個物體運動速度接近光速時,物體周圍的時間會迅速減慢、空間會迅速縮小。當物體運動速度等於光速時,時間就會停止、空間就會微縮為點,也就是說出現零時空。當物體運動速度超過光速時,時間就會出現倒流即所謂負時間;空間也會相應回到過去空間,也就是所謂的負空間,這時該物體就進入了負時空,即時空倒流或時空倒轉,從而該物體就實現了瞬間移動。 在《星際穿越》裡為了讓觀眾更好理解五維空間,導演特意制作成線性視覺效果。也就是將時間以線性的方式切割。換句話說,五維時空看三維時空就像是神(假設有神)看凡人的一生,把凡人的一輩子分解成若乾幀,他能看到每一幀每一個時段,所以在神(五維空間)眼中,凡人的時空是一節一節的長蟲似的樣子。。。 最未來:生物 枯萎病
男主角要出發太空拯救世界的起因——地球已經不行了,植物得了『枯萎病』,那麼枯萎病到底是什麼?當下有可能發生嗎? 解釋:枯萎病blight亦稱疫病。由真菌或細菌引致的植物病害,發病突然,癥狀包括嚴重的點斑、凋萎或葉、花、果、莖或整株植物的死亡。生長迅速的幼嫩組織常被侵襲。大多數重要經濟作物均受一種或多種疫病感染。疫病可影響花、葉、芽包、幼苗、小枝、莖(藤)及頂梢。 為了保證『植被大量枯萎』這一假設有科學依據,《星際穿越》的科學顧問基普·索恩准備了美食請來加州理工學院的一大波相關教授,其中包括1975年諾貝爾醫學及生理學獎獲得者戴維·巴爾的摩(David Baltimore),組織了一次兩個多小時的討論會。 專家們表示,雖然目前地球上不存在這種可以滅絕整個植物界的枯萎病,但是假如有某種病原體專門欺負葉綠體的話,那還是可能的。總而言之,這種枯萎病造成大量糧食減產和地表荒漠化,也就帶來了片中地球上無處不在的沙塵暴。 休眠理論 宇宙航行路程遙遠,耗時綿綿,宇航員大部分時間都在休眠倉中酣睡,必要時再蘇醒執行任務,在《異形》、《深空失憶》等許多科幻片都有類似的設備。生物學上的休眠理論,指的是將人體急速冷凍到攝氏零下196度,讓細胞停止活動,相當於進入某種形式的『永生』。但目前的科技水平,還不足以完整快速地將人體冷凍到合適的溫度,尤其在0?-60℃這個溫度區域內,細胞很容易就會被冰晶所損傷。因此迄今為止人體冷凍術仍是一項科學設想。不過既然《星際穿越》的故事發生在近未來,不排除那時的人類已經掌握了將冰凍人復活的技術。 最基礎:數學 運動學方程
數學可謂是所有理科的基礎,所有的物理假設幾乎都要通過數學來驗證。影片裡,老布蘭德用盡一生解決一半的方程式可不是隨便寫幾個數在黑板上的哦。 求解運動學方程是非常復雜的一件事情。影片中,布蘭德首先通過一些物理和數學的原理猜測出解的大致形式出來,上圖的黑板上的這些公式描述的正是布蘭德所猜測的一些解。比如,圖中Wyy,Wyw,Www描述的是空間場(bulk場)與物質場發生相互作用的耦合系數。接下來,再對這些解進行運算和檢驗,包括計算機驗證,然後與觀測結果進行對比,如果不吻合觀測結果,再對解進行調整。五十年以來,已經積累了大量重力異常數據了,可以排除掉很多錯誤的猜測解。 最迷惑:歷史 NASA阿波羅登月 影片中因墨菲的拿著老舊的教材在課堂中傳閱而被請家長,老師說美國課本早已將NASA阿波羅登月計劃從一個『虛假的游戲』改成了現在『破產的蘇聯政府』。而美國的月球登陸之說,一直存在著爭議。 1969年7月16日,巨大的『土星5號』火箭載著『阿波羅11號』飛船從美國肯尼迪角發射場點火昇空,開始了人類首次登月的太空征程。美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗、埃德溫·奧爾德林、邁克爾·科林斯駕駛著阿波羅11號宇宙飛船跨過38萬公裡的征程,承載著全人類的夢想踏上了月球表面。這確實是一個人的小小一步,但是整個人類邁出的偉大一步。他們見證了從地球到月球夢想的實現,這一步跨過了5000年的時光。 最爭議:地理 潮汐現象 在電影中,3位探索者登上該行星後發現其表面被大量的水覆蓋,並定期產生巨大、橫掃整個星球表面的潮汐。片中完全沒有針對這一點做出解釋,所以普萊特假設這種現象是由於黑洞產生的,但他本人發現這種假設也是解釋不通的。如此接近黑洞而未被汽化的行星應該是被潮汐力鎖定的,永遠有一面朝著黑洞。應該會有巨大的指向或避開黑洞方向的潮汐隆起,但不應該是在行星表面來回進行相對運動,也就是說,不應該有浪出現。 潮汐現象是指海水在天體(主要是月球和太陽)引潮力作用下所產生的周期性運動,習慣上把海面垂直方向漲落稱為潮汐,而海水在水平方向的流動稱為潮流。是沿海地區的一種自然現象,古代稱白天的河海湧水為『潮』,晚上的稱為『汐』,合稱為『潮汐』。 最詩意:文學 不要溫和地走進那個良夜 當你以為這是理科生的硬科學片時,老布蘭德嘴裡一直念叨的那句詩在3個小時累積的尿意下,不禁讓人泛了雞皮疙瘩。這句貌似含義深刻的詩為影片增加了一種直達內心的力量以及電影需要的藝術感。 不要溫和地走進那個良夜 Do not go gentle into that good night 狄蘭·托馬斯,人稱『瘋狂的狄蘭』,英國作家、詩人,代表作《死亡與出場》、《當我天生的五官都能看見》等。托馬斯很早就表現出對於文學的特殊興趣,中學的時候曾擔任學校刊物的主編,並發表了一些詩作。1946年發表人生中最重要的一部詩集《死亡和出場》,評論界普遍認為他是繼奧登以後英國的又一位重要詩人。1953年11月9日因連喝了18杯威士忌而暴斃,年僅三十九歲。 最燒腦:邏輯學 外祖父悖論——穿越可以改變歷史嗎? (燒腦度☆☆☆☆☆☆☆☆) 影片最後,男主在五維空間看到了三維空間的過去,他利用引力傳遞給女兒墨菲訊息,最後在墨菲的努力下拯救了人類。 那麼問題來了,一個未來人穿越到過去,造成了事件的發生。那麼若未來人沒有按照原來的動作執行,那麼會改變歷史嗎? 這就是外祖父悖論:不管你怎麼努力,你都殺不了你的外祖父。不僅你殺不了外祖父,你回到過去的行為正是促成你的父母相遇結婚的『起因』。 過去和未來都發生在一個宇宙中,但時間旅行者不管怎麼做無法影響過去。不僅無法影響過去,時間旅行還是歷史的一部分,一切都是必然。在這種設定下,因果是循環的。隱含觀點就是過去現在未來都是定死的。《Interstellar》的時空觀就屬於這種。 許多人在這種因果循環的世界觀下會追問雞生蛋蛋生雞的問題,到底哪個是因哪個是果呢?其實答案很簡單,在這種世界觀下,『因果關系』只不過是一種幻覺而已,並不存在。因為一切都是定死的,就像電影一樣,情節A接下來是情節B,如果電影拍得好,你會覺得情節A造就了情節B很合理,拍的不好你就給差評,但不管你爽不爽,A和B是無法改變的,實質上也沒有必然聯系,因為導演就是這麼安排的。 大家如果沒有倒明白。。。也是正常的。。。 最匪夷所思:人性學 (燒腦度☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆) 令編輯一直耿耿於懷的,從看電影過程中到回家路上到睡覺之前到現在依然想不明白的,就是曼恩博士(想弄死男主的『反派』)為什麼非要弄死大家一個人開宇宙飛船走呢? 其實關於這個問題,導演諾蘭已經有了解釋。這裡篇幅有限實在塞不下了,想要了解的同學可以關注北方網教育頻道,並回復『曼恩』即可看到這篇解謎哦~
結論:世道越來越難混了,看了知乎上的懷疑貼和揭秘帖真心覺得,我等凡人的智商,連電影都快看不懂了,還要啥自行車。。。 |
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