从《地心引力》到《星际穿越》(下)
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09 七月 2016
作者  方玄昌

科幻影片中的种种“不科学”成分,除了为方便讲故事服务,往往还是“科学”让位于“人性”或“情怀”的结果;但他们本来还可以做得更好。两部片子的物理学考试均不及格。

卡隆说,《地心引力》并非真正意义上的“科幻”,“因为它的故事和风格都是如此现实,是基于现实的虚构,而非对未来的幻想”。

诚然,《地心引力》中所涉及到的技术均来自当下,且在视觉范围内还只涉及到牛顿力学;相比之下,《星际穿越》则是从头到尾都在解读和延伸相对论,在我看来这部片子简直是对爱因斯坦的献礼:在他去世半个多世纪之后,人类在理论物理领域不仅没有显著超出他设定的思想范围,甚至连“幻想”也必须在相对论框架内进行。难怪当年爱因斯坦去世时,《华盛顿邮报》曾以一副漫画暗示其为宇宙运行规律的终极解释者——至少是终极解释的奠基人:“许多年之后,当外星智慧生命透过浩瀚的星空俯视地球这颗宇宙尘埃之时,他们在此只看到一句话:阿尔伯特·爱因斯坦曾经在这里生活和工作过。”

 

然而,两部片子在科学问题上都留下了太多槽点。这并不奇怪,因为我们不能以科研或高考的标准来衡量一部影片,且科幻影片中的种种“不科学”成分,除了为方便讲故事服务,往往还是“科学”让位于“人性”或“情怀”的结果;令人奇怪的是,影片上映后,科学界、科普界的一些人出来指错及解释(央视还专门请了几个专家来做过一期节目),结果他们也犯下极端低级且显而易见的错误。

《地心引力》败在经典物理学领域,如果把它看成是一次中学物理知识测试,则卡隆给出的答卷就不是及格或不及格的问题,而是要不要给他打零分的问题。我在这里只解释几个大家议论中未涉及到或议论者也犯错的槽点。

首先是男女主角(马特和瑞恩)从哈勃太空望远镜“鱼跃”到国际空间站。先不说单凭太空背包的喷气调整能否让他们准确找到下降至空间站的轨道,就算他们真的完成了这一调整,他们能抓住空间站一条机械臂上挂着的那根绳子吗?国际空间站与哈勃太空望远镜的轨道高度相差两百多公里,通过中学物理学知识可计算得到,他们抵达时与空间站的交叉运动相对速度将达到每秒两千米以上——这相当于普通手枪出膛子弹的十倍。也就是说,瑞恩要抓住那条绳子,武功至少要比周星驰电影《功夫》中那个能抓住手枪子弹的火云邪神高出十倍。

其次是男主角马特会不会死的问题。几乎所有议论者都看到了这个槽点,大家的结论都是马特不应该死:零重力的太空中,一根绳子上拴一个人和两个人毫无差别,瑞恩和马特均不该松手。实际上就算是在地面重力环境中,绳子既然抵挡住了两人最初的高速冲击,当然更能承受瑞恩把马特拉回来的力量。

但其实问题没那么简单,大家忽略了一个至关重要的因素:旋转。瑞恩抓住绳子时,她和马特有一个巨大的切向速度,在零重力环境下,他们将围绕那个机械臂不断旋转,随着绳子一圈圈缠绕机械臂,其旋转半径将越来越小,中学物理告诉我们,线速度不变(事实上由角动量守恒定律可推算出线速度还会增大)、角速度增大,离心力将越来越大。如果让我做卡隆的顾问,我会如此设计这组镜头:随着绳子一圈圈旋转变短,受力逐渐增大,马特被迫痛苦地做出牺牲。这样既不违背科学,又照顾到了故事中的“人性”和“情怀”。

《地心引力》中还有一个因导演(或编剧)自作聪明导致的槽点:瑞恩拿灭火器灭火,结果因灭火器的喷射产生的后座力而重重撞在空间站内壁。这又是一个要遭到中学物理老师严厉批评的错误。确实,太空失重状态下,一点点力量都会推动一个人,但并不会一下子就让人获得那么大的速度,瑞恩应该是被缓慢推动、缓慢加速。灭火器的后座力如果那么大(片中瑞恩如同被汽车撞击一样瞬间后退摔倒),那么它在地面重力+摩擦力环境中也一样会让人跌倒。

《地心引力》中最后一个不可思议的槽点是:神舟飞船内部的航电系统已经被太空垃圾破坏,其外层脆弱的隔热瓦居然安然无恙。实际上,瑞恩的命运原本应该如同“挑战者”号上的麦考利夫一样才对。

再说说《星际穿越》。尽管有一个了不起的科学顾问,但影片上映后NASA及国内一些科普作者还是指出了这部片子的几十条破绽,这些指责大部分正确,但也有一些不在点子上或值得商榷。本文不打算重复叙述及评价这些内容,只说几个他们未曾涉及的重要问题。

这部片子最让我捉急的一个槽点,是影片男主角的女儿在获悉(其实也是误会)自己父亲是舍弃地球和亲人而一去不返之时的表现,她居然对父亲产生了强烈的不满,并将父亲的行为理解为自私。如果她是一个普通人也就罢了,但她却是一个在理论物理及航天领域双方面的专家,对父亲这样的误解就不可饶恕。

如本文上篇所述,太空旅行带给航天员的最大感受有两个:无边的孤寂和不可控。这就意味着,载人探索太空中的未知区域,其结果在很大概率上是有去无回;这些先驱者不仅是探路者,更是牺牲者。即便他们侥幸不死,且找到另一颗宜居星球,他们的后半辈子也只能与无尽的孤寂相伴。作为一个出身于理论物理专业、又从事航天研究几十年的博士,怎么会不懂如此粗浅的道理?无论父亲是带着怎样的任务走的,她对父亲都只能有同情、崇敬和骄傲。

另一个超级槽点,是片中将一张普通白纸折叠捅破来解释虫洞原理。如果我做科学顾问,这里完全可以做得更精彩更准确:我会先将这张白纸做成莫比乌斯环,告诉大家宇宙空间“有限无界”的道理,然后将这个纸环捅破来说明虫洞原理——对于绝大多数公众而言,这样的解释既新奇,还更准确、更好理解。

在此还不得不说说更深奥一点的问题。影片中,男主角最终进入黑洞内部寻找量子信息,这恐怕是纯粹为娱乐及视觉效果服务了。很多人应该还记得,2004年7月份,史蒂芬·霍金曾就自己早先参与的关于“黑洞究竟有没有破坏被其吞噬的信息”这一问题的一个赌局宣布认输。当时他说,他的最新计算显示视界(即黑洞的视觉表面,光子不能逃逸的界面)充满了“量子扰动”。而这恰恰和量子力学的核心理论之一、著名的海森堡测不准原理所阐述的内容相容——这些量子扰动能够使得被黑洞吸收的信息逐渐释放出来,这样,原先“黑洞悖论”(即“信息守恒”在黑洞中失效)的死结就很自然地解决了。霍金这是告诉大家,要寻找丢失了的量子信息,应该是在黑洞吸积盘与黑洞视界之间,而非黑洞内部。无论霍金那些纯粹的数学推导是否正确,略懂理论物理的人都应该清楚,想进入以引力撕裂一切、压碎一切、除了“霍金辐射”外还封闭一切的黑洞内部寻找量子信息,不仅办不到(找死),还是缘木求鱼。

最后发点牢骚:影片末尾,男主角在不同维度之间以拨弄手表的秒针来传递信息,简直是将科幻片变成了鬼片。或许,导演的这一做法是为了暗示相对论的“对表问题”实质(我估计只有极少数对理论物理感兴趣的观众能看懂这一深长的“意味”),然而,既然不同维度之间的物质能相互作用,何不用更直接的声音做工具?为何这种作用独独只能对秒针发生作用?而借助不同维度能回到过去,则彻底推翻了当前一切科学理论赖以成立的基础——因果律。

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