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话题

望远镜和太空任务

望远镜和太空任务

达到无限,超越并再次返回

取自2015年1月号 物理世界

星际
先生克里斯托弗·诺兰
2014华纳兄弟影业,派拉蒙影业,传奇影业,Syncopy / Lynda Obst Productions

The Science of 星际
基普·索恩
2014西诺顿£14.99/$24.95pb 336pp

银河系

“我们曾经仰望天空,想知道我们在星空中的位置。现在我们只是往下看,担心我们在泥土中的位置。”来自主角的感叹 星际这位半退休的NASA飞行员有着明显的反乌托邦氛围,实际上,影片一开始对人类的前景是可怕的。在不久的将来设定(导演克里斯托弗·诺兰(Christopher Nolan)从未透露确切的日期), 星际 描绘了一个饱受饥荒困扰,技术资源匮乏的地球。人性’看起来,唯一的希望在于科学家和宇航员杂乱无章的工作人员,他们必须为人类的剩余生活找到新家。

从本质上讲 星际 是经典的太空旅行科幻小说,而诺兰–一位著名的电影制片人,其先前的热门影片包括 纪念和the 黑暗骑士 三部曲–将他的帽子戴在各种流派中,从 都会2001年:太空漫游, 银翼杀手和even 头像。但这不是镀铬的未来世界。取而代之的是,人类文明回到了一个农业社会,在紧密模仿人类生存的条件下,人们难以自给自足。“Dust Bowl” of America’是1930年代的心脏地带。

在经历了一段漫长的开始之后,当一位神秘的NASA物理学家(迈克尔·凯恩饰演)揭示了通过跳船拯救人类的计划时,这部电影加快了脚步。但在他弄清楚如何获得地球之前’通过一个便利放置的虫洞并进入另一个星系中的外星行星,整个人口进入了太空,他必须找出虫洞另一侧的12行星中最适合人类居住的行星。考虑到这一点,美国国家航空航天局派遣宇航员评估行星’潜力。当从其中三个接收到积极信号时,组织后续行动,其中前述的飞行员转为不愿农民的库珀必须通过虫洞操纵航天器及其研究人员,以找出最适合的行星账单。

凭借轻松的德克萨斯魅力,演员Matthew McConaughey完美地扮演了Cooper,“space cowboy”也是一个渴望返回自己的孩子的父亲–特别是他的女儿,与他有着特殊的纽带。在整部电影中,诺兰巧妙地将星际旅行的冷酷现实与混乱的人类情感融为一体,因为库珀不仅为任务的成功而苦恼,还为他离开地球多久而苦恼。

这是电影的物理元素开始闪耀的地方。即使有一个方便的虫洞可供我们使用,星际旅行也是一项漫长的工作。这部电影绝对充满了物理性–毫不奇怪,考虑到这个主意是由物理学家基普·索恩(Kip Thorne)和电影制片人琳达·奥布斯特(Lynda Obst)决定,将电影改编成索恩是很有趣的’复杂的天体物理学研究。两人之前曾合作 联系,1997年电影,改编自卡尔·萨根(Carl Sagan)’的小说,并在好莱坞各地购物了数年之后,最终落入了诺兰(Nolan)和他的编剧兄弟乔纳森(Jonathan)的手里。索恩仍在电影中投入大量精力’的发展(他是执行制作人),并且还出版了一本书, The Science of 星际,以解释其中涉及的物理学。

这本书及时赶紧印制了这部电影’s版本,根据我的口味进行了一些草率的编辑。但是,从普通电影观众的角度来看,一个更严重的缺陷是它读起来像一本宇宙学教科书。而受过科学训练的粉丝 星际 会从中受益匪浅,其他人会因细节问题而推迟。就我个人而言,起初我被它的hi不休的命令所吸引(这本书不跟随电影’的时间轴),但我确实找到了索恩’书的标签系统’s chapters with “T” for “truth”, “EG” for “educated guess” and “S” for “speculation”之所以有用,是因为它有助于将已有的科学与遥不可及的猜测区分开来。

The best part of the book, though, is the way that it shows how keen both Thorne and Nolan were 至 get the science right, and how the demands of the plot were matched 至 the rigours of reality. For example, at one point Nolan asked whether it was possible for one of the planets in the film 至 experience time dilation so extreme that one hour on its surface would translate into seven years on Earth. Thorne, for his part, did some serious research on what the astrophysical phenomena in the film would actually look like 至 nearby observers. He and a British visual-effects company, Double Negative, developed code 至 solve the equations that describe how light approaching a camera (or an eye) would misbehave in the vicinity of a spinning supermassive 黑色 hole.

总体而言,对于 星际。我确实对它在如此便利的位置上如何准确地放置虫洞的解释有些畏惧,但是(前面的扰流板)我发现了四维的想法。“hypercube” lying deep within a 黑色 hole intriguing, and I could even suspend my disbelief about Cooper encoding complex data into the ticking of a wristwatch. As an avid science-fiction fan, I am reasonably happy 至 overlook a few stretched 真相s for the sake of a really good plot twist. But what distracted and annoyed me from very early on was the way 星际 处理“habitable”行星。来自NASA的数据’s Kepler telescope indicates that there could be as many as 40 billion Earth-sized planets in the Milky Way, including 11 billion that may be orbiting Sun-like stars. Of these 11 billion possibilities, astronomers have already identified 47 Earth-like exoplanets that lie within the 可居住的 zones of their stellar systems. None of them, however, are anywhere near a 黑色 hole. So why is it, then, that the five-dimensional time-travelling benevolent overlords in 星际 –毕竟谁能操纵空间定律–是时候制造虫洞了,谁有充分的理由关心人类的生存– choose new home planets for us in such an unappealing galactic neighbourhood? While I realize that the wormhole and 黑色 hole in 星际 让这部电影激动人心,可以肯定的是,它们的融合方式不会使这些像上帝一样的生物显得愚蠢,卑鄙或两者兼而有之。

诺兰(Nolan)想要拍一部科幻电影,既要科学正确,又要探索星际旅行中复杂的人类问题。总的来说,他成功了。考虑到大多数观众将无法分辨(如果不阅读索恩,那么)可能会问,在电影中如此精确地描绘如此复杂的科学是否有意义?’的书)什么是什么,什么不是’小说。但是,在几十年来主流科幻电影几乎无所不知地嘲笑每一个已知的物理定律之后,对于其中的科学而言,主要是真实的改变,这只是一件好事。知道某些导演为实现科学正确所做的认真努力本身就足以激发一些观众–甚至可能促使他们找出原因“black”孔可以如此明亮地发光。

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