【導(dǎo)讀】坦白來(lái)講，《星際穿越》的故事結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，就是地球?qū)⒁獪缤?，一支支小分?duì)派出去尋找新的家園，結(jié)果發(fā)現(xiàn)再?zèng)]有如地球般美好的世界存在，而最終智慧的人類自己創(chuàng)造了新家園的傳統(tǒng)好萊塢大片模式。而他們?nèi)ミ^(guò)的水球、冰球和沙球三個(gè)目的地也毫無(wú)新意，這種星球在茫茫宇宙中到處都是。
            

《星際穿越》太遠(yuǎn)，啟德太空計(jì)劃很近

最近大家的朋友圈是不是分分鐘被《星際穿越》刷屏了？！小編也是……還沒(méi)看呢就被劇透了一大半……既然如此，不管看過(guò)的沒(méi)看過(guò)的都先來(lái)物理達(dá)人深入淺出循序漸進(jìn)的分析吧，特別酸爽！

? 關(guān)于《星際穿越》五維世界的探討

我們來(lái)解決《星際穿越》中的幾個(gè)基本思維方式問(wèn)題，解決了這個(gè)，媽媽就再也不用擔(dān)心我看不懂電影了。

坦白來(lái)講，《星際穿越》的故事結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，就是地球?qū)⒁獪缤?，一支支小分?duì)派出去尋找新的家園，結(jié)果發(fā)現(xiàn)再?zèng)]有如地球般美好的世界存在，而最終智慧的人類自己創(chuàng)造了新家園的傳統(tǒng)好萊塢大片模式。而他們?nèi)ミ^(guò)的水球、冰球和沙球三個(gè)目的地也毫無(wú)新意，這種星球在茫茫宇宙中到處都是。

而《星際穿越》讓大家著迷的是其創(chuàng)造了一個(gè)完全不同的宇宙結(jié)構(gòu)，在劇中，大家叫它五維空間。而正是由于五維空間這種宇宙結(jié)構(gòu)的存在，才發(fā)生了如此多交織在一起的故事。因此，理解《星際穿越》只用明白兩個(gè)概念——時(shí)間和引力。

“核心的問(wèn)題是時(shí)間”

《星際穿越》中最讓人迷惑和難以理解的問(wèn)題是時(shí)間。這個(gè)問(wèn)題的根本原因是我們一直處于一個(gè)時(shí)間速率保持恒定的四維空間里，對(duì)，是四維空間，我們生活的空間就是四維空間，三維解決了方位，時(shí)間是第四維，而我們總要用這四維描述事物的狀態(tài)。比如：我于今天上午十點(diǎn)在天河區(qū)興業(yè)銀行大廈12層。這里天河區(qū)興業(yè)銀行大廈的地理位置決定了我的經(jīng)度緯度這兩維，12層決定了高度這一維，上午十點(diǎn)決定了時(shí)間這一維。這四個(gè)缺一不可，這個(gè)比較好理解，就不多說(shuō)了。

下面是困難的地方，我們能夠想象一下如果你經(jīng)歷的時(shí)間速度和你的女朋友經(jīng)歷的速度不一樣是什么感覺(jué)？是的，悲了個(gè)催的，我都要掛了，她還貌美年輕，不妙不妙?？墒牵@個(gè)想象起來(lái)好像有些難，怎么可能我在一年一年變老，而她卻毫無(wú)變化呢？這里不是她青春永駐，而是她的人生怎么沒(méi)有經(jīng)歷這個(gè)時(shí)間。

這個(gè)就牽扯到相對(duì)論的終極奧義，時(shí)間彎曲。

傳統(tǒng)意義上，我們認(rèn)為的時(shí)間是一條不能回頭的直線，所有的人、所有的事、所有的物都在這條直線上流逝，大家一起長(zhǎng)大一起變老，從圖形上來(lái)看，應(yīng)該是這個(gè)樣子的。

從這張圖可以看到，當(dāng)時(shí)間是平行直線的情況下，無(wú)論是A還是B還是C還是D，其經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)度都一樣，這是我們所了解和認(rèn)知的宇宙世界。

但是大神愛(ài)因斯坦不一樣，他很牛的提出了相對(duì)論，相對(duì)論的核心觀點(diǎn)是空間是可以扭曲的，時(shí)間也是可以扭曲的。

空間扭曲理解起來(lái)比較簡(jiǎn)單，就是有一個(gè)大力神愛(ài)因斯坦把你公司和你家這兩個(gè)距離十公里的地方就這兩頭，“吧”的一聲貼一起了，于是乎你才出家門，就進(jìn)公司，真正做到“離家近”，至于是不是“事少錢多”還是“事多錢少”，愛(ài)因斯坦不負(fù)責(zé)解決這個(gè)問(wèn)題。

時(shí)間扭曲理解起來(lái)有一點(diǎn)難，但把上面那張圖改變一下形式，大家就完全理解了。

當(dāng)我們的宇宙中，存在著四個(gè)不同的時(shí)空，這四個(gè)時(shí)空都在圍繞著最核心的那個(gè)黑洞轉(zhuǎn)動(dòng)。這里的轉(zhuǎn)動(dòng)并不帶來(lái)位置的改變，因?yàn)槲恢玫母淖兪窍鄬?duì)于位置的坐標(biāo)系和參照系的，時(shí)空的轉(zhuǎn)動(dòng)是發(fā)生改變的是“時(shí)間元”。在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，“時(shí)間元”的變化是相同的，但由于每個(gè)“時(shí)間元”的長(zhǎng)度不同，帶來(lái)的時(shí)間變化也不同。這就相當(dāng)于你再箱子里裝五個(gè)足球、五個(gè)排球和五個(gè)乒乓球，都是五個(gè)，占據(jù)空間不同是一個(gè)道理。

那么，ABCD這是個(gè)單位時(shí)間元長(zhǎng)度不同的空間是怎么存在的呢？對(duì)了，是因?yàn)橐?。引力相同的地方，時(shí)間元的長(zhǎng)度是相通的，引力越大的地方，意味著越靠近黑洞中心，時(shí)間元越短，也就是D；引力越小的地方，時(shí)間元越長(zhǎng)，也就是A；所以存在了他們開(kāi)飛船去了水球，啥也沒(méi)搞，弄死個(gè)人，上面那位黑人兄弟過(guò)了23年的原因。

好了，借著這張圖我們可以解決《星際穿越》里給你帶來(lái)的大部分問(wèn)題：

（1）為什么大家度過(guò)時(shí)間的過(guò)程不同？

假設(shè)在水球上，庫(kù)珀和布蘭德?lián)炱茽€的時(shí)候是D，外太空的黑人小哥是A（為什么這時(shí)候地球上也是A，沒(méi)交代清楚，anyway，就當(dāng)他是A吧），經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間元，撿破爛小組度過(guò)了數(shù)個(gè)小時(shí)，就是D那個(gè)環(huán)的一小段，而小黑哥和地球人經(jīng)歷了23年，就是A那一大段。OK，大家這么一看就完全明白了了吧。對(duì)的，時(shí)間元的長(zhǎng)度不同。

（2）為什么庫(kù)珀可以影響和告知墨菲？

我們還是看那張同心圓的圖，庫(kù)珀進(jìn)入奇點(diǎn)之后，看見(jiàn)了各個(gè)時(shí)期的墨菲的樣子和情況，為什么？（怎么看得到這件事屬于小蘭蘭個(gè)人創(chuàng)作，沒(méi)交代，我也不能解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題）回到那張彎曲時(shí)間餅圖，假設(shè)每個(gè)環(huán)都是透明的玻璃墻，小蘭蘭認(rèn)為是可以打出縫隙的百葉窗。那么在內(nèi)圈的人能夠以一個(gè)扇形的方式看見(jiàn)外圈在相同時(shí)間元內(nèi)發(fā)生的變化。而當(dāng)你處于宇宙奇點(diǎn)O的時(shí)候，你可以看見(jiàn)整個(gè)環(huán)發(fā)生的變化，也就是說(shuō)你可以看見(jiàn)你想看見(jiàn)的任何時(shí)間，所以庫(kù)珀可以在所有時(shí)間告訴墨菲他想傳達(dá)的信息。

（3）為什么庫(kù)珀會(huì)得救？

庫(kù)珀出發(fā)前從他是兩個(gè)孩子的父親這點(diǎn)來(lái)看，年齡應(yīng)該設(shè)定在40左右，在宇宙航行的過(guò)程中，錯(cuò)過(guò)了多少呢？差不多就算25年吧，可是他被救的時(shí)候，地球人告訴他你已經(jīng)一百多歲了。也就是說(shuō)，當(dāng)庫(kù)珀進(jìn)入到宇宙黑洞的核心的時(shí)候，在那個(gè)核心里告訴墨菲密碼之后，墨菲花了差不多60年的時(shí)間建造了墨菲環(huán)，發(fā)展了太空科技，救了庫(kù)珀。而這個(gè)過(guò)程中處于宇宙奇點(diǎn)的庫(kù)珀所經(jīng)歷的時(shí)間幾乎可以不計(jì)。（不明白的同學(xué)，繼續(xù)回去看同心圓的圖。）所以，那個(gè)醫(yī)生小哥，對(duì)世界的理解還是不夠，處于宇宙奇點(diǎn)的庫(kù)珀就算是人類再晚幾十年去救他，那幾分鐘的宇航服里的氧氣都撐得住，因?yàn)樗跁r(shí)間餅的中心，他在那“度分如年”。

（4）庫(kù)珀反復(fù)提到的“不是他們是我們”是神馬意思？

這里牽涉到本劇的核心思想，時(shí)間跳躍。人類怎么拯救自己？用未來(lái)的科技解決現(xiàn)在的問(wèn)題，問(wèn)題是怎么解決，你不能改變現(xiàn)實(shí)世界，只能在有限可能下傳遞信息。機(jī)器人在奇點(diǎn)告訴庫(kù)珀無(wú)法以任何形式傳遞數(shù)據(jù)的原因是什么？是因?yàn)槠纥c(diǎn)沒(méi)有時(shí)間維度，而你傳送的信息必須是在時(shí)間維度上對(duì)應(yīng)的其他空間，所以無(wú)法傳遞信息。那么未來(lái)的高智慧人類是怎么傳遞愛(ài)的呢？看一下下面的時(shí)間跳躍的圖：

對(duì)了，是某一只香火得以延續(xù)的未來(lái)高智慧人類決定救祖先，就利用時(shí)間餅的原理投放了一個(gè)蟲(chóng)洞或者是奇點(diǎn)，快滅亡的人類發(fā)現(xiàn)了這個(gè)奇點(diǎn)，于是決定去尋找未來(lái)。找來(lái)找去沒(méi)找到，還浪費(fèi)了幾十年，最后在誤打誤撞中，庫(kù)珀進(jìn)入了奇點(diǎn)（后代們會(huì)欣慰吧，終于有蠢蠢笨笨的祖先知道奇點(diǎn)的終極奧義了。）傳遞了密碼，而后代們看到祖先完成了任務(wù)，就關(guān)閉了這個(gè)奇點(diǎn)，而庫(kù)珀就等著被救，再去救妹子。所以，所謂的愛(ài)可以穿越時(shí)間，就是人類后代對(duì)祖先們的愛(ài)讓他們?cè)O(shè)置了奇點(diǎn)，這也是庫(kù)珀一直說(shuō)不是他們是我們，是人類投放了這個(gè)奇點(diǎn)而不是外星生物的原因。

（5）庫(kù)珀到底能不能救得了小美妞布蘭德？

這個(gè)取決于布蘭德去的那個(gè)星球是在A還是在D，如果在A（從結(jié)尾來(lái)看好像是這樣），那恭喜庫(kù)珀，第二春即將到來(lái)；如果是D那只能是去送上一束花了，畢竟，她男友已經(jīng)掛了，指著自己給自己做人工授精手術(shù)，是不是難了點(diǎn)？不過(guò)這也不是完全不可能哦。好吧，指不定哪里比A還要靠外，就是這個(gè)人工授精的優(yōu)秀基因在后面的若干年里開(kāi)發(fā)出牛逼科技，幫N年前的人類放了個(gè)蟲(chóng)洞和五維空間。

“解決生存困難的瓶頸是引力”

好了，講清楚時(shí)間的問(wèn)題，講講人類生存的問(wèn)題。

當(dāng)?shù)厍颦h(huán)境惡化的時(shí)候，老布蘭德希望的是能夠?qū)⑷祟惏l(fā)射出去，窮其一生，發(fā)現(xiàn)既找不到合適的地方給人類安居，也找不到把那么多人和東西送到那么遠(yuǎn)去的辦法，抱憾終身。關(guān)鍵在于，老布蘭德的思維一直在沿著一個(gè)方向走，即引力是由巨大球體產(chǎn)生的，如果讓人能夠安定在其他地方生活，就需要找到或制造質(zhì)量、體積差不多的球，這才能夠解決萬(wàn)有引力的問(wèn)題。

親們，復(fù)習(xí)一下萬(wàn)有引力的公式吧：F=GmM/r2

是的，老布蘭德終生都在研究怎么獲得一個(gè)M的星球以保證外有引力，可惜未能實(shí)現(xiàn)。而獲得密碼的墨菲則得到了完全不同的靈感啟發(fā)，這個(gè)靈感是庫(kù)珀離開(kāi)小美妞的時(shí)候想到的，是的，牛頓第三定律，作用力與反作用力定律。

因此，所謂墨菲環(huán)的工作方式是這樣的：

即在一個(gè)利用周邊星球可以形成穩(wěn)定引力平衡的一個(gè)中間點(diǎn)，制造一個(gè)堅(jiān)固的環(huán)，把世界建造在這個(gè)環(huán)里，由于平衡的萬(wàn)有引力的原因，人們就都可以在這個(gè)環(huán)里垂直向上的生活。這里就可以看出逆向思維和思維創(chuàng)新是多么的重要。

所以，劇里有一個(gè)很多人可能沒(méi)有注意到的小細(xì)節(jié)，就是從醫(yī)院的窗外看見(jiàn)一群孩子在打棒球，其中一個(gè)孩子打出的球?qū)h(huán)的另一邊的玻璃打破，大家一陣歡呼。其實(shí)孩子們并不是因?yàn)榇蚱屏舜皯魫鹤鲃〉臍g呼，這一球需要突破自己所在的半環(huán)的所有阻力，到達(dá)臨界點(diǎn)然后在另外半環(huán)的重力加速度吸引下下落打破窗戶，大家歡呼的是這一球打出去的力道。

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? 關(guān)于太空城市設(shè)計(jì)大賽的舉辦

如果你看完《星際穿越》也腦洞大開(kāi)，贊同人類建造太空城市是未來(lái)趨勢(shì)；

如果你也對(duì)片尾的墨菲建造的太空站感到興奮，或者你有自己對(duì)未來(lái)空間具象化的見(jiàn)解；

那現(xiàn)在你可以試一試這個(gè)比賽，現(xiàn)在正在進(jìn)行中國(guó)賽區(qū)的報(bào)名。上一屆的得獎(jiǎng)作品與電影中墨菲的城市幾乎一致。

國(guó)際太空城市設(shè)計(jì)大賽面向所有高中學(xué)生開(kāi)放，每年都有在全球總決賽中脫穎而出的優(yōu)秀學(xué)生被普林斯頓大學(xué)、斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院等知名院校錄?。?/p>

如果你擁有以下的任何一項(xiàng)能力，請(qǐng)不要猶豫，召集你的小伙伴們組隊(duì)報(bào)名注冊(cè)吧！

?? 擁有杰出的領(lǐng)導(dǎo)力

?? 具有藝術(shù)才能或是善于寫(xiě)作表達(dá)

?? 喜愛(ài)物理學(xué)或數(shù)學(xué)

?? 對(duì)建筑學(xué)有興趣

?? 希望探索生命科學(xué)的奧秘

?? 計(jì)算機(jī)大牛

?? 技術(shù)狂人，熱衷鉆研任何的工程領(lǐng)域

?? 或者只是單純地為建造太空城市而著迷

參賽學(xué)生：高中生（15-19）

組隊(duì)形式：12名學(xué)生組成一隊(duì)參賽

比賽費(fèi)用：200美元報(bào)名費(fèi)/隊(duì)（賽季國(guó)際統(tǒng)一注冊(cè)費(fèi)用）

12名高中學(xué)生組成的團(tuán)隊(duì)需要根據(jù)每年RFP(Request For Proposal)的要求完成一份40頁(yè)的太空城市設(shè)計(jì)方案（英文書(shū)寫(xiě)），由科學(xué)

委員會(huì)專家評(píng)審決定入圍現(xiàn)場(chǎng)比賽環(huán)節(jié)的團(tuán)隊(duì)名單。

現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)賽環(huán)節(jié)：

1. 參賽團(tuán)隊(duì)將被組委會(huì)隨機(jī)分配組合成4個(gè)參賽團(tuán)隊(duì)為單位的虛擬公司，他們將投票選出各自的公司總裁、副總裁，而賽事組織方則會(huì)指派一名航天領(lǐng)域內(nèi)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師作為“首席執(zhí)行官”；

2. 學(xué)生團(tuán)隊(duì)則需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)RFP的要求完成紙質(zhì)版和幻燈片版的方案，其內(nèi)容包括插圖、圖表、計(jì)算和引用；

3. 決賽和半決賽的現(xiàn)場(chǎng)比賽部分一般持續(xù)21小時(shí)，全球總決賽的現(xiàn)場(chǎng)比賽將持續(xù)43小時(shí)。參賽團(tuán)隊(duì)最終需要將其方案提交給專業(yè)評(píng)委小組，并進(jìn)行專業(yè)答辯，由答辯的結(jié)果決定最終大獎(jiǎng)的歸屬；

參賽方式：

報(bào)名日期：截止至2014年11月30日（啟德教育報(bào)名綠色通道）

微信報(bào)名：回復(fù)【姓名+電話+太空城市】到“啟德廣州”官方微信

主辦單位：中國(guó)青少年國(guó)際競(jìng)賽與交流中心

唯一合作機(jī)構(gòu)：?jiǎn)⒌陆逃瘓F(tuán)

國(guó)際賽事合作方：美國(guó)太空總署NASA、美國(guó)波音公司；

中國(guó)區(qū)參賽人群：15-19歲中國(guó)高中生

報(bào)名方式：回復(fù)【姓名+電話+太空城市】或直接撥打4001010123進(jìn)行報(bào)名

最后附　Dylan Thomas詩(shī)一首，致敬電影，致敬人類，致敬無(wú)垠太空：

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Do not go gentle into that good night,

Old age should burn and 1)rave at close of day;

Rage, rage against the dying of the light.

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不要溫和地走進(jìn)那個(gè)良夜,

白晝將盡,暮年仍應(yīng)燃燒咆哮;

怒斥吧,怒斥光的消逝。

?

Though wise men at their end know dark is right,

Because their words had 2)forked no lightning they

Do not go gentle into that good night.

?

雖然在白晝盡頭,智者自知該踏上夜途,

因?yàn)檠哉Z(yǔ)未曾迸發(fā)出電光,他們

不要溫和地走進(jìn)那個(gè)良夜。

?

Good men, the last wave by, crying how bright

Their frail deeds might have danced in a green bay,

Rage, rage against the dying of the light.

?

好人,當(dāng)最后一浪過(guò)去,高呼著他們脆弱的善行

本來(lái)也許可以在綠灣上快意地舞蹈,

所以,他們怒斥,怒斥光的消逝。

?

Wild men who caught and sang the sun in flight,

And learn, too late, they grieved it on its way,

Do not go gentle into that good night.

?

狂人抓住稍縱即逝的陽(yáng)光,為之歌唱,

并意識(shí)到,太遲了,他們過(guò)去總為時(shí)光傷逝,

不要溫和地走進(jìn)那個(gè)良夜。

?

3)Grave men, near death, who see with blinding sight

Blind eyes could blaze like 4)meteors and be gay,

Rage, rage against the dying of the light.

?

嚴(yán)肅的人,在生命盡頭,用模糊的雙眼看到

失明的眼可以像流星般閃耀,歡欣雀躍,

所以,他們怒斥,怒斥光的消逝。

?

And you, my father, there on the sad height,

Curse, bless, me now with your fierce tears, I pray.

Do not go gentle into that good night.

Rage, rage against the dying of the light.

?

而您,我的父親,在生命那悲哀之極,

我求您現(xiàn)在用您的熱淚詛咒我,祝福我吧

不要溫和地走進(jìn)那個(gè)良夜。

怒斥吧,怒斥光的消逝。

國(guó)際太空城市設(shè)計(jì)大賽

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