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這篇文章要寫起來,可以像籤文一般,分成上上、上中、中、下中、下下... 沒完沒了。不過,本人旨在讓人看電影時不至於丈二金剛,所以還是長話短說,點到為止就好。

這部電影中運用到許多時空觀念,其實頭尾的重要銜接點就是時空觀念。

什麼是時空?「時間–空間」也,英文真的有time-space一詞,為何時間和空間要相提並論?這得從空間理論說起。

「空間」有「維度」(dimension,日本人譯為「次元」),亦即可以被用來測量的基準有幾個。

「零度(維、次元)空間」就是「點」。

「一度(維、次元)空間」就是「線」,也就是「點所經過的痕跡」,有一個測量基準叫「長度」。

「二度(維、次元)空間」就是「平面」,也就是「線所經過的痕跡」,有兩個測量基準,長x寬叫「面積」。

「三度(維、次元)空間」就是「立體」,也就是「平面所經過的痕跡」,有三個測量基準,長x寬x高叫「體積」。是啦,就是人們常說的3-D啦。

嘿嘿,四度空間呢?當然是「立體所經過的痕跡」,比如閣下你就是個立體(除非你是紙片人),你走過的路線該用什麼去記錄呢?是的,「時間」,第四維度就是時間,所以是長x寬x高x時間。

等等,四度空間乘上時間是什麼意思?那麼不就「時間是空間的一部分」了嗎?電影中就引用了這句解釋四度空間最經典的話。

 

時間是空間的一部分,所以所有的「時空軌跡」都同時存在,比如說,你可以看見你的一個揮手動作的整個路徑,你的所有動作都被記錄在空間中,所以你媽媽可以輕易知道你剛才在房間做過什麼事!

時間–空間的連續紀錄,稱之「時空連續體」(time-space continuum),一如我們三度空間的人在二維(平面)上的電影膠卷,你可以想高一個維度想像一下... 四度空間的人要有三維膠卷,那誰可以觀察四度空間?

所以電影扯了一個「五度空間人」,隨便帶過去了。別問第五維度是什麼,科學家在理論物理學計算到了十一維度,但都是高於我們即有空間觀念的玩意兒,他們也答不出來,除非你是可以感受高於四度空間的生物吧,那大概只有佛陀了。

再離題一下,前篇提到「黑洞是球體」的觀念,電影中說是科學家為了解說方便(咱們三度空間人只能在二維的紙平面上畫圖),才講成二維觀念的「洞」的。解釋得好!

回到主題,電影最後的高潮就是時空連續體,不過主角看見的是「同一空間的時間連續」,可是這已然是電影史上首度呈現四度空間的樣貌(雖然仍是無法完全呈現)。

那麼,當時主角的時間線(timeline)是怎麼進行的呢?

 

我們三度空間人,只能感受到「當下」(at once)的時間,換句話說,我們能感受到的只有四度空間的「切面」(section)。

我們無法回到過去了的時間,也無法跳躍到未來,但我們的確在時間線上不斷往未來的方向前進,所以有一句名言:「我們每一個人都是時間的旅人。」(We are all time travellar.)這個比較文學,用科幻一點的譯法就是「我們都是時間旅行者」。

 

在我們看來,時間是單一方向的(只朝向未來)且均速的(不會變快變慢的),但在愛因斯坦的「狹義相對論」(Special Theory of Relativity)中,時間的速度是可以改變的!(是的,我們要回到上一篇的黑洞了)

方程式不多說了,總之,「物體速度越接近光速,時間會變得越長」,這叫「時間膨脹」,所以當物體以光速(大約每秒30萬公里)前進時,它的時間就變得無限長了,對於外界的觀察者以言,它根本是靜止的!

有人因此推論:地球的赤道轉得比兩極快,那麼赤道的時間是否進行得比較快?實驗證明:是!不過差別太太微小了,不用在意。

電影利用這一條定理玩了很多招數。

(一)主角向女兒解釋,由於進入黑洞時會被超強重力吸入,太空船速度太快,會令時間變慢,所以他若有機會回來,也可能女兒會跟他同齡了。這回答了我剛才自己提出的問題:主角的時間線變慢了。

(二)蟲洞另一端的宇宙有個中子星,其轉速太快,造成周遭時間有變緩現象,所以他們決定探測的第一顆行星,時間比較慢,一小時等於地球... 多少年哇?忘了。

(二)的延伸→由於時間較慢,一小時前剛罹難太空人所發出的訊號,地球上連續好幾年都收到,令他們誤判該星球沒問題。

當然,導演沒說那訊號應該是被拉長了的(比如30Hz會延長成1Hz),NASA理應會察覺有異樣。

導演也沒說,在狹義相對論下,物體接近光速時,它的質量會變大,長度也會變短。

 

有關中子星,電影還有一個妙用,它的重力很強,一如咱們的月球與地球比起來太大了,月球的重力也影響地球,所以滿月時海水會漲潮,因為被月球重力將海水吸來地球這一面了。同樣的,中子星全鄰近星球產生超級海潚,根本不可能產生生命。

 

好了,你讀完了,可以考慮一下該不該女朋友去看了。我建議你還是帶她去,然後用本文的粗淺知識對她吹牛,她就會佩服得你不得了,到時別忘了謝我。

呃,萬一她責罵你:「幹嘛帶我看這麼悶(=看不懂)的片?我要出去(=想上廁所)!」不要怪我,我警告過了。

 

ps. 嫌 Interstellar 太硬?(硬科幻)還有更硬的!整本書都是物理化學的 《The Martian》(by Andy Weir),根本應該叫「科技小說」,由Ridley Scott (Yeah!)拍成電影,由 Matt Damon 主演(Yeah Yeah!),明年11月25日上映,到時你看著辦吧!

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張草‧突觸漩渦 Zhangcao's Synaptic Eddy

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