LOFTER-网易轻博

    首先申明，这篇是纯搬运工，劳动成果归原作者所有。

    但是这种研（si）究（ke）的精神是非常值得我们学习的，好电影就应该细细品（ya）味（zha）！

    知乎原文链接：http://www.zhihu.com/question/26411850/answer/33311971?utm_campaign=weekly154&utm_source=weekly-digest&utm_medium=email

    那么，走起：

21号更新。。。

《星际穿越》是科幻片不是纪录片，挑刺娱乐一下没关系，以此义愤填膺地喷《星际穿越》无脑那就有点弱了。作为合格的观众，应该知道电影的目的是什么，什么时候应该认真，什么时候应该放松下跟着导演开脑洞。

黑洞吸积盘高温之类的槽就不必多吐了，教科书级的知识，Kip Thorne会不知道？求的不就是个光鲜的视觉效果么？

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其实本座认为，看硬科幻片的乐趣，光挑刺不好玩，挑出刺然后洗地给导演圆场才是王道。以下是诺兰脑残粉洗地时间。

－为什么Miller着陆的第一颗行星的水那么浅？浪那么大？既然浪那么大，明显不适合居住，为什么Miller还要发信号表示适合居住？

Miller的行星应该是一颗没有陆地的海洋行星，一般认为海洋行星的大洋深度达几百公里，更深的地方，水体因为高压而变成固体。所以某个地方只有半米深的水但是固体地壳恰好不露出水面，这个比较奇葩。洗地的说法是，因为接近黑洞的高引力场，所以这颗海洋行星表面异常光滑，陆地没有高低差。而Miller着陆的时候事先探测过，选的就是最浅的地方着陆，而Cooper他们是盯着Miller的坐标去的。

Miller为什么在这个明显不适合居住的海洋星发信号这件事情在影片中有一个非常震撼的解释。海洋星因为黑洞重力场导致超慢的时间流速（海洋星1小时＝地球7年），以海洋星的时间坐标来看，从Miller着陆、发信号到Cooper一伙人追随而来，时间间隔连一小时都不到。换句话说：当Cooper他们降落海洋星的时候，Miller才刚死不久（虽然以地球时间来衡量，Miller已经死了很多年了），Brand甚至猜测Miller就是被前一拨浪冲死的，相隔他们只有短短几分钟。Miller很可能因为时间流速问题，没有时间仔细研究海洋星的特性就发了信号。想想看，一小时＝地球7年，要是做个常规化验什么的花一天，24小时＝168年，地球上的人早就死完了。
有人说 team 1 那12個人明明是recon team 可他們啥都沒看就下去了，像洪水星，你隨便做花幾個小時拍衛星照再下去也就不用死了… 根据海洋星的时间流速，给海洋星拍1小时的影片，就要在轨道上呆7年。。。

－为什么主角和飞船没有被黑洞潮汐力撕裂
片子中已经解释过了，这个黑洞属于“gentle singularity”（专门安排了台词给你解释这个你还想怎么样啊）。质量越大的黑洞，潮汐力越小，黑洞质量足够大，可能飞船经过黑洞视界的时候都不会有什么事。当然了，越接近singularity，潮汐力越大，最后肯定会被撕裂，所以Cooper的飞船最后还是爆了么；另外Cooper在弹射之前之后明显很难受。

－飞船(Ranger)燃料：最初NASA需要用多级火箭才能把飞船送上近地轨道，说明他们并没有超越火箭发动机的推进技术。片中还有几次飞船发动机点火的特写，很像普通的战斗机发动机。这样一艘飞船竟然可以在1.3G和0.8G重力的行星表面多次起降，表示难以理解。

本座倒是觉得片中的发动机技术比目前技术先进很多，绝对不是化学发动机。从发动机开动的时候发出的蓝光来看，很像是无工质离子发动机（Ion Drive）：www.extremetech.com
@郝奕成 也提到了可能是aerospike，从样子上来看确实挺像。
至于为什么从地球发射的时候还是用的化学火箭，洗地的解释可以是，除了ranger飞船本身火箭还装载了其他物资，光靠ranger本身飞不动。还有就是为了最大程度地保留离子发动机的有效工作时间和燃料。

－关于 Endurance号作的是定轴转动而非定点转动（？）；又怎么那么巧它的旋转轴就恰好穿过对接口的圆心且与它垂直？只要这里面任何参数稍差那么一点，库柏的飞艇无论怎么转也无法对接上接

随机爆炸导致Endurance的旋转正好是在中轴线上，而在其他轴线上没有翻转，这个概率很低，如果在其他轴线上有旋转Cooper就不能对接。如果真那样当然片子也拍不下去了。这跟所有其他好莱坞的片子里谁都会死就是主角死不了是一个道理。洗地的解释是：因为Endurance本身就设计为沿中轴线旋转以产生人工重力，那么应该有相应的自动运动补偿装置保证Endurance的旋转保持在中轴线上，平时宇航员走动或者移动货物都会导致Endurance的质量分布变化影响旋转，肯定是需要补偿的。爆炸以后补偿装置启动，抵消了其他方向上的旋转。
对接这一段堪称史诗，管风琴演奏，飞船固定视角，明暗光影交替变换，绝对的太空哥特风。


＝＝＝＝＝＝ 15号更新

－为什么火箭发射台就在会议室旁边

在NASA一段，Brand按了个按钮然后会议室的墙壁升起，墙的另一边赫然就是火箭巨大的尾喷管，我当时的感觉是“Nolan你TM逗我？” 说归说，洗地还是要洗的。首先不能断定那个就是发射台，也许只是组装车间，发射还要挪到其他地方去。其次，就算这是发射台，那么这个办公室只是搭在尾焰导流通道里的临时办公室。发射的时候把办公室的墙打开，桌子椅子什么的搬走。

－强重力场下的通讯问题。为什么从黑洞轨道或者地球到登陆星球的通讯几乎只能是单向的

Doyle在NASA的会议上提到了登陆12颗行星的第一梯队只能向地球发射一个简单的信号：适合或者不适合居住。Cooper一帮人穿越虫洞之后，显然与地球的通讯也只能是单向的，只能收不能发。Cooper登陆Miller的行星之后，和轨道上的Endurance也失去了联系（黑叔叔23年后与Cooper他们重逢的时候提到了他觉得他们可能已经死掉了，说明23年中没有通讯）。Cooper、TARS跌入黑洞的时候与Endurance也失去了联系。
如果他们还是依靠电磁波通讯的话，那么信号电磁波会在强引力场的作用下红移或者蓝移。地球从黑洞星系接收到信号会红移（频率变慢，波长拉长），Endurance在轨道上收取Miller星球上信号也是如此。在强重力场下频率畸变会变得非常严重，以目前的技术类比的话，也许相当于801.11AC／5GB的无线WIFI信号畸变成了AM radio，这使得双向信息传输不可能。但是单向的、模拟式的无线电传输一个布尔值（true or false）还是可以的，第一梯队可以向地球发射一个简单的电平值：高电平就是可以居住，低电平就是不适合——或者更简单：发射了就是适合居住，不发射就是不适合，因为这样简单的通讯协议不受载波频率影响。电影在通讯上的表现很好地遵循了一个规则：如果通讯双方一个处在强重力场下，另一个没有，那么他们就无法通讯（除非只通讯一个布尔值）。现在唯一的问题就是Endurance通过虫洞之后，地球和Endurance为什么只能单向通讯，照理Endurance并未进入强重力场，应该可以双向通讯才对？洗地解释来了：跨星际的通讯需要极强的发射功率，可能需要几万平米的发射天线阵列，这种功率只有地球上才做得到，所以Endurance只能收不能发啦。

－Murphy最后成功找到公式以后把计算纸从阳台上扔出去是什么意思？

这个没人问，属于本座自问自答。这是一个彩蛋，Murphy这么做绝不仅仅是为了爽。这是由美国物理学家费米创立的传统：

在1939年奥托·哈恩和F.斯特拉斯曼发现核裂变后，费米马上意识到次级中子和链式反应的可能性。1942年12月2日他在芝加哥大学体育场的壁球馆试验成功了首座受控核反应堆。在二战期间第一枚原子弹的建造过程中（曼哈顿计划），他是主要领导者之一。1945年7月16日5点30分，原子彈在內華達州的沙漠引爆成功時，費米在原子彈試爆現場附近，在气浪来临之前、之中、之后各洒了一把碎紙片，並根據紙片飛出的距離将该次核爆炸的TNT当量估算为一万吨。後來證明这与测量结果（两万吨TNT当量）相差不远，在同一个数量级上。
（聚沙成塔告诉你，这个桥段在《三体》中也有哦：））

维基百科，自由的百科全书恩里科·费米


－片尾TARS和Cooper为什么要脱离母船坠入黑洞？丢掉子船就能保证Endurance到达目的地吗？

Brand和Cooper决定利用黑洞的引力飞往Edmund的星球，计划是在黑洞附近抛弃一艘船以使得母船可以到达。但是后来Cooper自我牺牲也跳进黑洞了。Brand，Cooper和TARS对这个决定有几句台词，记忆中好像是根据牛顿第三定律，人类要前进必须抛掉点什么（leave something behind）。这几句话当时令我比较困惑。首先牛顿第三定律讲的根本不是那回事。其次，就算套用牛顿第三定律作用力和反作用力的描述，一个自由落体如果只是简单地在轨道上分离成两半，是不会获得额外能量的，如果母船把子船向下“蹬开”倒是可以获得一点冲量，但是这么点能量要逃脱黑洞肯定说不过去。

查了一下Wikipedia，发现这个坎还是有科学依据的。我们已经知道Gargantua是一个高速旋转的黑洞。关键在于，在旋转黑洞的“动圈” （ergosphere）附近，使用“彭罗斯过程”（Penrose process）可以从黑洞中提取能量。简单解释就是，一个物体如果进入“动圈”然后分离成两半，如果分离得当，一部分会坠入黑洞视界，但另一部分可以获得额外的能量并逃逸，这额外的能量来自于黑洞的角动量（Penrose process）。所以Cooper后来的自我牺牲是值得的，多扔一艘飞船，母船就多一份希望逃逸。

Kepp作为大牛，当然知道彭罗斯过程，这个地不用洗！Yeah！回到前面几句关于牛顿第三定律的台词，只能解释为Cooper和TARS在开玩笑，如果真要在片子里认真解释彭罗斯过程好像有点困难。。。

－用摩尔斯电码传递黑洞信息靠谱吗？

最后一个问题就是Cooper在5D空间用摩尔斯电码给女儿传信息，摩尔斯电码传信息得有多久啊。如果有1G的数据那得传到死，更何况电码记错一位后面就全乱了。这个好像有点离谱。但也不一定离谱。你也不知道Murphy成年的时候，地球上的量子引力论发展到哪一步了。可能公式已经出来了，就差一个系数需要黑洞的数据，那么Cooper就传一个数而已。或者公式类似E＝mc^2之类，其实很简单，但没有黑洞数据是推导不出来的。再或者，Cooper就一句话就能让女儿在研究的道路上少走很多弯路，比如只要说一句“M弦论是对的，好好研究，其他都狗屁”，Murphy就再也不用看其他弦论的论文了，省多少时间。

 
＝＝＝＝＝＝结论 
 
《Interstellar》是本座看过的最严谨的科幻片，没有之一。片中对于几个科学问题都花费镜头专门解释，令我这种geek很high，换了其他导演估计就一笔带过了。以下： 
 
虫洞形状问题：在进入虫洞之前黑人宇航员专门解释了虫洞为什么在三维空间是球形。其实他不说估计也不会有人专门问。 
 
Cooper, Brand和Mann在基地里的讨论：这段讨论不长，但却是全片技术含量最高的一段。Mann提到了目前物理学的根本难题，就是广义相对论和量子力学在重力问题上的不一致性，不解决这个问题，Dr Brand在地球上无法达成PlanA的目标（操纵重力以造出廉价的殖民飞船）。要突破这个问题就必须在黑洞视界内取得数据。Cooper问为什么不能这么做，黑人回答这是不可能的，因为“nature prevents a naked singularity”，这来源于宇宙审查假说： Cosmic censorship hypothesis。 说通俗点就是黑洞奇点毁坏物理定律，属于宇宙的家丑，所以被藏在黑洞视界背后，而通过了黑洞视界的事物一律是有去无回的，所以也不会有人可以暴露“家丑”（但其实还是可以的，看下一条）。 
 
Cooper和TARS坠入黑洞取得数据：进了黑洞有去无回这件事其实也是矛盾的，因为信息不能被凭空消灭掉，霍金的解释是被黑洞吞噬的信息最终会随着霍金辐射重新释放出来。影片的解决方案是让Cooper在高维时空向过去传递信息，这涉及到了时间旅行一系列的议题，时间旅行这个问题很大，涉及到了外祖父悖论三大主流解决方案。。。在这里就不谈了。 
 
值得一提的是Cooper坠入黑洞那一段有一个不到一秒的镜头：在下坠过程中黑洞“地平线”的圆弧急剧向上弯曲，包围了宇宙的星空。这个是有根据的，在此页面有详细讨论： Journey into a Schwarzschild black hole。要注意的是，电影版本的坠入黑洞视觉效果虽有根据，但并不是最正确的视觉效果；更正确的效果是整个宇宙在宇航员的腰部位置向上卷成一个桶形，但视觉上看起来难以理解。个人觉得还是电影版的效果更容易理解一点，坠入黑洞就像坠入一个深井，所有的星空缩成一个井口大小的光圈。。。光是这一个不到一秒的镜头就令本座心服口服，我相信一般观众都未必会注意到这段。 
 
洗地完毕～～ 最后，对Cooper到达singularity以后的剧情的槽不要吐，现有的科学无法解释在黑洞核心会发生什么。脑洞怎么开都是可以的，就算Cooper在核心遇到海绵宝宝都是合理的。 
 
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以上那句是玩笑。 
 
上映已经快两个礼拜，《Interstellar》被喷得也够多。剧情复杂的科幻片都是这样，《Inception》也是如此。其中不乏一帮文科生看不懂恼羞成怒。 
 
这就涉及到一个根本性的问题： 你会不会看电影？ 
 
 
去电影院看电影，如果你不是为了在黑暗中摸妹子醉翁之意不在酒，那你大致也就是为了去娱乐一下。作为合格的观众，看电影之前要做好一件事，这件事叫：suspend belief。 这是一个你和导演之间的交易。导演说，你姑且 无条件地相信我作的一些假设，不管这些假设有多么荒诞多么假；基于这些假设，我给你讲个好故事，让你在这两个小时里爽。 
 
 
看《Star Trek》，你就得相信不同的外星人恰巧样子就长得和人差不多。看《Star Wars》，你就得相信有原力这回事。看《The Matrix》，你就得相信电脑喜欢把人做电池而不是直接飞到大气层外用太阳能电池板。看《Inception》，你就得相信手提箱造梦机挂上点滴就能给你洗脑。看《Interstellar》，你就得相信人类能造星系级飞船但是种不好田。看《Avenger》。。。漫威说啥你就得信。 
 
去看魔术表演，你知道魔术师明目张胆地骗你但你还是心甘情愿地掏钱。你可以吼一句：“你做的都是假的，你根本就不能把那美女锯成两半再拼起来”。猜猜这场子里谁是傻＝逼？ 
 
魔术师强不强，取决于观众明知他在玩障眼法的情况下，能否把不可能的情况玩得天衣无缝。 
 
故事讲得好不好，取决于在假设的前提下，情节能不能自圆其说，而不是假设是否荒诞。 
分清哪些是“假设”，哪些是“假设所引出的情节”，是一个合格观影者的基本素质。