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《星际穿越》“爱”比科幻更动人
&导演带领男女主角来沪为影片造势，称观影只需感受未来世界的时空感觉
| 作者：施晨露
　　克里斯托弗·诺兰（右）和马修·麦康纳（左）、安妮·海瑟薇。　蒋迪雯　摄&&&　　■本报记者　施晨露　　目前好莱坞片酬最高的导演克里斯托弗·诺兰在《蝙蝠侠》三部曲后，编剧并执导太空科幻新片《星际穿越》。日前，诺兰带着影片男女主角、新科奥斯卡影帝马修·麦康纳和当红的安妮·海瑟薇来到上海，为影片在中国的上映造势。　　从《记忆碎片》到《盗梦空间》，诺兰一直是复杂叙事、烧脑剧情、悬念、反转的代名词。然而在中国媒体试映场后，观影者普遍认为，169分钟片长的《星际穿越》没有格外令人意外的段落，洋溢着的爱和家庭主题比“硬科幻”更令人印象深刻。在与中国媒体分享影片起因时，诺兰说，这个故事起初是他的弟弟乔纳森·诺兰写给斯皮尔伯格导演的，因为看到后很感兴趣把它“抢”了过来，并邀请著名天体物理学家霍金的好友基普·索恩教授参与剧本创作。　　当然，物理学家对影片的支持是实实在在的。诺兰告诉中国媒体，《星际穿越》里最重要的场景和道具就是宇宙飞船，“我们做宇宙飞船并不仅仅是做一个静态道具，我们基本上是按照一个真正的宇宙飞船模拟器的标准来做的。”在影片中第一次展现了虫洞和黑洞到底是什么样的，诺兰对此有百分百信心，“我打10分，我们的科学顾问和视觉总监完全按照相对论的公式设置黑洞和虫洞形象，他们还据此发表一篇论文。”　　不懂物理是否影响观众欣赏这部影片？诺兰打了一个巧妙的比方，“当你观看007电影时，并不需要搞清楚炸弹是怎么拆卸的，只要知道不拆它会爆炸就可以了。观看《星际穿越》也一样，你只需感受未来世界的时空感觉就可以。”事实上，在中国媒体试映场后，两类评论颇有代表性。有人赞赏这是近年来最出色的真正意义上的科幻片；也有人认为，这部电影就是告诉人们，别以为自己的事业多伟大，纵然是去拯救世界，《星际穿越》中的男主角费尽努力最终只为“留下来”和家人在一起。正所谓，相对论拯救人类，只有爱，它才让我们成为人类本身。
扫一扫二维码 加“微观上海”微信号诺兰新作《星际穿越》：黑洞是什么样子的?
　　&当然啦，黑洞就应该是这个样子的。&当基普&索恩(Kip Thorne)望着在他的帮助下建立起来的黑洞时，心里便是这样想的。
　　这个黑洞其实是一个有史以来最精准的黑洞模型。它以接近光速旋转着，将宇宙的物质一点点地吸引过去。(这就是引力，相对论超诡异的。)理论上讲，黑洞本是一颗恒星，然而它最终没有熄灭或爆炸，而是像做塌了的蛋奶酥一样，坍塌成一个小小的、不可逃逸的奇点(singularity)。一道光轮环绕着里面的球形大漩涡，看起来似乎既从上面弯过去，也从下面弯过去了。
　　电影中展示的&黑洞&形象。为什么黑洞看起来会是这个样子?
　　但这一切都十分自然，因为黑洞附近常常发生奇怪的事。例如，黑洞引力极大，以至于弯曲了宇宙的结构。爱因斯坦对此进行了解释：质量越大的物体，产生的引力就越大。像恒星和黑洞这样的物体就能产生巨大的引力，导致光线弯曲，时空扭曲。更神奇的是，如果你离黑洞比我近，我们对时间和空间的感觉会不一样。相对来说，我的时间会过得快一点。
　　索恩从这个模型中看到了什么?
　　作为一个天体物理学家，他的数学知识引导着这一迷人视效的诞生&&这是有史以来对黑洞面貌的最准确的模型。同时，这个模型还是30个人、数千台计算机一年的工作成果。除此之外，这个黑洞还和一群星光熠熠的好莱坞明星联系在一起&&马修&麦康纳(Matthew McConaughey)，安妮&海瑟薇(Anne Hathaway)，杰西卡&查斯坦(Jessica Chastain)，比尔&欧文 (Bill Irwin)，卡西&阿弗莱克(Casey Affleck)，约翰&利特高(John Lithgow)秦皇岛新闻资讯网()&&因为这个黑洞模型是电影《星际穿越》的核心&&《星际穿越》是克里斯托弗&诺兰(Christopher Nolan)导演的太空旅行史诗巨作，北美11月7日上映。
　　索恩从这个模型中看到了真实。而技艺非凡的图像制作师诺兰，看到的则是美。黑洞，即使是虚构的，也能让人的感知翘曲。
　　索恩可不是你平时见到的普通的天体物理学家。
　　确实，他是很出名的理论家，但是在他2009年从加州理工学院退休之前，他就已经对面向大众解释伤人脑筋的相对论充满兴趣。快退休时，索恩和制片人琳达&奥布斯特(Lynda Obst)&&索恩和琳达已经相识了30年，当年是卡尔&萨根(Carl Sagan)给他俩安排了一场盲约会&&就在谈论要不要制作一部涉及到黑洞与虫洞神秘性质的电影。不久之后史蒂文&斯皮尔伯格(Steven Spielberg)签约导演这部影片，编剧乔纳森&诺兰(Jonathan Nolan)写了一个剧本。
　　不过最后斯皮尔博格退出，乔纳森的哥哥，以《记忆碎片》、《盗梦空间》这种把人绕晕的片子而闻名的导演克里斯托弗&诺兰(Christopher Nolan)接手。在克里斯托弗&诺兰重写他弟弟的剧本的同时，他想弄明白这个故事核心里的科学内容。于是，克里斯托弗&诺兰开始与索恩见面。
　　2013年头几个月里，索恩和诺兰在探讨被物理学家称为&宇宙的翘曲一侧&的问题，如弯曲的时空，现实世界的缺口，还有引力如何弯曲光线。&可以说这个故事已经彻底成为克里斯托弗和乔纳森的故事了。&索恩说道，&然而故事的精髓、拍摄一部一开头就将科学嵌入的电影这一目标，与这其中了不起的科学都得到了保留。
　　电影制作者们构思到的这个故事设定在一个反乌托邦的近未来：那时粮食将无法生长，人类处于灭绝的边缘。一位退役宇航员(麦康纳饰演)被征募进行最后一次飞行任务，这个孤注一掷的任务是寻找另一个能令人类生存并复兴的星系。
　　那么，问题来了。
　　其他恒星离地球那么远，哪怕到达最近的几个恒星起码也要花几十年，而且连能在几十年内到达目的地的那个速度我们都不知道要怎么达到。不过早在1983年，当卡尔&萨根为他的小说寻找一种可行方案的时候(那部小说后来被拍成了电影《超时空接触》)，索恩建议他使用虫洞，一个假想的宇宙裂口，它利用超越四维时空的更高维度连接两个相距遥远的点。
　　所以对于《星际穿越》来说，虫洞也是不二选择。当索恩和诺兰讨论这部电影的时候，对于虫洞物理性质的探讨不可避免地向电影制作者提出一个问题：要如何将虫洞表现在荧幕上?
　　而这并非唯一让电影特效团队头疼的物理学。诺兰的故事依赖于时间膨胀：不同角色的时间过得不一样。为了让这点在科学上说得过去，索恩告诉诺兰他需要一个极大的黑洞&&电影里这个黑洞叫&巨人&(Gargantua)&&而且这个黑洞要以接近光速的速度旋转着。
　　作为一个电影制作者，诺兰不知道如何将这种东西表现得真实可信。不过他知道谁可以帮他实现这个效果。&克里斯打电话跟我说他要派个人来我家谈谈视觉效果的事情，&索恩说，&我就答道，&当然，请他过来吧。&&不久后保尔&弗兰克林(Paul Franklin)就到了索恩家。
　　弗兰克林知道他的电脑总能完成他的任何要求，这既是一个问题又是一种诱惑。&我们很容易落入陷阱，结果打破现实的规律，&这位赢过奥斯卡最佳特效的视觉特效工作室&双重否定&(Double Negative)的高级主管说，&而这些规律可是相当严格的。&
　　因此，他叫索恩写出一些公式，使他们的特效软件能反映出符合物理规律的真实世界。他们从虫洞入手。如果光在虫洞附近会一改经典规律&&以直线传播&&这会变得怎么样呢?要如何用数学来描述这一点呢?
　　黑洞扭曲光的示意图。图片来源：Kip Thorne
　　索恩递给弗兰克林的答案是一份研究深入的备忘录。这备忘篇幅很长，到处是引用来源，写满了方程，看起来更像是科学期刊里的论文。弗兰克林的团队基于这些公式写了新的渲染软件，然后将虫洞制作了出来。效果令人惊叹。这个虫洞就像是照出这个宇宙的水晶球，是时空里的一个洞。&科幻小说总喜欢把事情弄得神乎其神，似乎普普通通的宇宙总不能让他们得到满足，&弗兰克林说，&而我们从这个软件中直接得到的结果就已经让人难以忘怀了。&
　　虫洞的成功让特效队伍大胆地用同一方法制作黑洞。但是黑洞，看这个名字就知道，是光的杀手。电影制作者常用一种称为光线追踪的技术来渲染图像的光和反射效果。&然而光线追中软件都会使用一个通常来说合情合理假设，就是光沿直线传播，&&双重否定&的CG(计算机图形)监管欧也妮&冯&藤泽尔曼(Eug&nie von Tunzelmann)解释到。因为黑洞遵循的可是一种完全不一样的物理规律，&我们就只能再写一个全新的渲染器了。&
　　有些单帧要花上100个小时来渲染，引力透镜这种爱因斯坦效应导致的小小弯曲让计算变得非常繁重。到了最后，这部电影占据了将近800TB的数据。冯&藤泽尔曼说，&我还担心这次我们可能要突破1 PB数据大关了。&
　　&克里斯托弗希望我们能向观众传达黑洞是球状的这一信息，&弗兰克林说，&我就跟他说，&你知道的，它看起来会像是个圆盘。&你唯一能看到的就是它如何使笔直的光线拐弯。&过后弗兰克林开始阅读吸积盘(accretion disks)的内容。吸积盘是一团凝聚在一起的物质，它围绕着黑洞旋转。弗兰克林发现他可以用这圈环绕的碎石来确定黑洞的外观。
　　冯&藤泽尔曼做了一个巧妙的演示。她建立了一个多色的平面圆环代表吸积盘，然后把它放在旋转的黑洞的外周。一些非常非常奇特的事情发生了。&我们发现黑洞外围扭曲的时空同样弯曲了吸积盘，&弗兰克林说：&因此吸积盘并不像是土星环那样围绕着一个黑色的球，相反，光线弯曲会产生这样一个奇特非凡的光晕。&
　　电影中的吸积盘形象。图片来源：gq-magazine.co.uk
　　这就是为什么当索恩第一次看到黑洞的最终效果时会觉得&就该是这样嘛&。双重否定团队开始认为一定是渲染器里出了bug导致这个效果，但是索恩意识到他们已经正确地建立出与他给出的数学公式一致的现象模型。
　　尽管如此，没有人会知道黑洞到底是什么样子的&&除非他们真的造一个出来。黑洞周围那些被吸过去但是逃脱一劫的光，在黑洞的阴影附近展示了出人意料的复杂特征图谱。而发光的吸积盘则在黑洞的上下方以及前方出现。&我从没预料到结果会是这样的，&索恩说，&欧也妮就做了这个模型然后说，&嘿，我得到了这个。&这真是太棒了。&
　　最后，诺兰拿到了使故事升华的优美图像，而索恩得到了一部能使大量的观众都能学到一些真实准确的科学知识的电影。不过索恩还获得了一些意外的收获：一个科学发现。&这就是我们的观察数据。&他这样形容着电影的效果
　　&自然就是这样子的。&索恩说他能从中发表至少两篇文章。
　　根据索恩提供的公式，特效人员构建出了黑洞模型，黑洞周围的光呈现出奇特的景象
　　当索恩谈到他最喜欢的天体物理学内容时&&黑洞的碰撞，旋转的星球引起的运动的时空，时间的弯曲&&他会运用大量的类比，例如比作两个龙卷风相遇，或者将光线的弯曲比作风中的稻草。然而类比亦会蒙骗人们的双眼，让人们以为自己明白了某种事物的原理而实际上只是明白这个这种事物的表象。不过索恩带着光环的旋转黑洞，和涉及扩张星系的虫洞，不只是类比。
　　绝大多数《星际穿越》的观众看到这些画面后&&虫洞、黑洞、奇怪的光线&&会心想&哇哦，那真是漂亮啊。&而索恩看到这些画面则会想，&哇哦，那真是真实啊。&而且在某种程度上，他也觉得它们很漂亮呢。
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科学圈怎么吐槽《星际穿越》
安妮?海瑟薇左和马修?麦康纳右　　诺兰新作《星际穿越》给出了有史以来最为真实的黑洞模拟，创作这个模拟的人是著名物理学家基普?索恩。虽然黑洞本身的模拟有索恩坐镇，电影其他部分的科学就无懈可击了吗？显然，科学圈子并不这么认为。　　罗伯托?特罗塔（Roberto Trotta）　　天体物理学家，伦敦帝国学院高级讲师　　“主要太空船永恒号的设定相当不错。绕轴旋转为漫长旅途提供重力，这很好。窗子的位置和光影旋转的关系，干得漂亮。但我要批评一点：看不见燃料箱。要进行星际太空旅行，你需要大量的燃料，飞船一大部分质量都应该被燃料占据才对，难以想象永恒号要用什么样的方式推进。这个问题在他们抵达土星时就非常明显了：怎么减速？你得在飞船前面装一个大火箭，和你开始用来加速的火箭一样大才行。就这么简单，不然你就会错过行星直接擦身而过。电影里那点儿反推火箭实在是太小了。　　“此外，两年时间抵达土星在我看来似乎短了点。如果使用燃料效率最高的办法，会花大约4.7年，还得是在行星排列在最佳位置的时候。"新地平线"探测器的确只花了2年4个月就飞到了土星，但那是因为目的地是冥王星，飞过土星不必减速。如果你想在土星停一下，花的时间就要多很多，因为你得踩刹车才能入轨。　　“黑洞的视觉效果呈现―一团发光物质围绕着它，并逐渐被引力吞掉―是相当合理的。但如果你进入这个区域，那你要么会被灼热的伽马辐射杀死，要么会被引力撕开。离黑洞非常近的时候，你脚底的引力会比头顶的大很多，所以你会变成面条―被撕扯成细细的一条物质。　　“电影的数学外衣相当不错。比如，黑板上的公式真的是教科书上的广义相对论公式。后来剧本说这些公式会失效，因为科学家还不理解引力和量子机制如何共同作用，这也很公允。但是电影解决这个问题的办法不过是派一个机器人下到黑洞那边去送回"量子数据"。就这么简单？这讲不通啊。听起来只是他们编出来用以推进剧情发展的，背后没有真的物理学。”　　菲尔?普莱特（Phil Plait）　　天文学家，天文“糟糕天文学”博主　　“电影里NASA已经几十年没有拿到像样的资金了，怎么就能发射几十艘载人飞船呢？每艘恐怕得花费上千亿美元吧。不可思议的是，这些飞船都是从紧贴办公楼的一个地下竖井发射出来的。我不清楚为啥飞船一定要载人而不能全自动操控，也不清楚为什么传回的数据只能是低带宽、没多少信息的，在我看来这只是厚着脸皮拿出来的粗糙剧情道具，以便让库帕和他的船员不得不亲自去看一眼。　　“库帕成功驾驶飞船穿越了虫洞，在另一边他们发现了三个行星―不知怎么的它们围绕着一个黑洞。看到这里我长叹一口气。这些行星从哪里得到热量和光线啊？好像没有恒星不行吧。热量肯定不是来自黑洞本身的，因为接下来库帕（无可避免地）要下到黑洞里面去，他也没被烤熟。这些行星明明附近没有热源，不知怎么却适宜居住。　　“其中一颗行星距离黑洞很近，以至于出现了强烈的时间扭曲，表面一小时等于地球上七年。我认识的好几个天体物理学家都认为在这个距离上，黑洞的潮汐力应该足以摧毁行星。他们还在计算这个问题。　　“船员在这颗行星表面发现了周期性的滔天巨浪，大浪并没有得到解释，想来是黑洞引发的潮汐力吧―但是距离黑洞这么近，这颗行星恐怕早该被潮汐锁定了，一面永远面向黑洞。这意味着会有巨大的海水鼓包出现在正对黑洞和背向黑洞的两个方向，但是这俩鼓包相对行星表面是不会移动的，所以也不该有浪。”　　罗伯特?奈耶（Robert Naeye）　　天文学家，《天空和望远镜》杂志总编　　“科学方面我最大的意见是当船员抵达其他星系的时候。明明没有足够的燃料拜访所有行星，却要亲自前往。这引发了船员之间的有趣讨论，因为他们要决定拜访哪颗行星、按照什么顺序。但现实中，未来的宇航员会先架起望远镜，从远处研究行星大气。使用光谱学，他们能快速而高效地决定哪些星球的环境更适合居住。事实上，如果国会肯掏钱，NASA在接下来十年里就能在地球上建起这样一台望远镜―"类地行星发现者"。如果库帕的船员在太空船上架设一台类似望远镜，他们就不必浪费时间在头两个星球上了。当然，省去了登陆也就意味着失去了剧情最富戏剧性的几个瞬间。　　“电影制作者花了很大工夫渲染出科学上准确的黑洞，包括光的弯曲。但他们好像忽略了多普勒效应和相对论性射束效应。吸积盘快速环绕着黑洞旋转，其中总会有些面向观察者飞来、另一些远离观察者而去，飞来的那些物质看起来应该更蓝更亮。而且虽然电影展现了明亮的吸积盘，但这些被吸过来的物质却没有显而易见的来源（如附近的恒星）。”　　（本文转载自果壳网，部分措辞有调整）
（责任编辑：HN666）
10/24 00:46
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有一个问题想要请教下各路大神。为什么他们通过虫洞之前要绕着虫洞飞行，然后慢慢接近？直接对准了冲过去不是更好。影片没有表明虫洞有质量，所以他们应该不是借助虫洞的引力吧？
15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？＝＝＝＝＝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）： 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。－Morphy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，Morphy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年和发现后，费米马上意识到次级中子和的可能性。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。在二战期间第一枚的建造过程中（），他是主要领导者之一。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。恩里科·费米＝＝＝＝＝＝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 sigularity”，这来源于宇宙审查假说：。 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。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（但不是最正确的视觉效果），在此页面有详细讨论：。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。
再来修改这个答案的时候，系里的泰国小哥带来了Kip Thorne的新书The Science of Interstellar，于是我毫不犹豫的霸占了一下午的时间，基本通读了所有关键部分，现在可以更好地回答这个问题了。11.14：补充了潮汐锁定的影响；Thorne关于旋转黑洞的估算（Kerr黑洞）自己偷懒来晚了，非常同意目前排名第一的答主关于“看科幻的正确方式就是为其洗地”的观点，他的回答也涵盖了本片的大多数争议部分，不过我还是想把其中几条进行扩充，方便想深入了解的读者们。（介绍部分比较啰嗦，可以直接看黑体部分，结论直接看黑体+下划线）1，第一个星球的巨浪我听到的第一个关于这个巨浪的吐槽来自一位师妹“水那么浅，哪来的那么高的巨浪啊？”。这个问题很好回答，因为来自黑洞的潮汐力早就把这个星球表面的“水壳”拉长成一个椭球了：这是地球潮汐成因的夸张图示，图中椭圆的尖端没有朝向月球是为了说明潮汐加速效应，这里按下不表。这个椭球的原因很简单，点质量/球状质量的引力按照平方反比率衰减，靠近黑洞的水受到的引力更大，为了平衡会被“拉”到离黑洞更近的位置。。。且慢！这么一说，水被拉起之后里黑洞更近，受到的黑洞引力更大，同时离星球更远，受到星球的引力更小，岂不是会被黑洞吸走？这让我想起，因为大家忽略了星球绕黑洞运动时产生的离心力，这才是和黑洞引力平衡的力（从星球参考系看），wiki上有个很好的图：上半部分表示黑洞对星球的总引力，越到右侧（离黑洞近的一侧）越大，下半部分表示减去离心力后的潮汐力，最后潮汐力的分布是：那么想简单估算一下潮汐的高度，只要知道地心和地表处的黑洞引力差就行了：这里实际是最大值，也就是星球表面位于离黑洞最近点和最远点两处的值，其他位置则随着到地心连线到地心与黑洞连线的投影长度变化，这个力的力场和地球的引力场叠加，使得地球表面（近似球面）不再是等势面。假如我们定义水面最低处（其实就是到地心连线同地心到黑洞连线垂直的那个大圆）为势能0点，“潮汐力场”在潮汐最高处的地表位置的势是：如果潮汐高度为h，也就是上升h达到势能0点，单位质量引力要消耗gh的功去抵消U_f，于是潮汐高度h是：假如地球需要1km的潮汐，那么地球到太阳的距离需要差不多缩短到现在的1/20.这其实已经差不多在太阳表面了。切换到影片里的黑洞，这个链接提到视界大小和地球轨道半径差不多，假设是史瓦西黑洞的话（没有自转），这个黑洞质量应该是太阳的5000万倍,“只”产生1km高的潮汐的话，地球到它中心的距离应该是20倍目前地球到太阳的距离,而这个距离还是比地球和黑洞之间的洛希极限（潮汐力=重力时地球到黑洞的距离，这个时候地球要是不够结实就散架了，这里是1.35AU左右，比视界半径大一点而已）。所以，结论是：产生1km的潮汐没问题，星球也不会散架，但浪不会来的那么突然，除非有特殊的地形制约（参见钱塘江入海口）。补充：评论中有人提到了潮汐锁定，其实这一点反而可以更好地解释这个巨浪。Kip Thorne在新书里也提到了。因为潮汐锁定并不是完美的锁定，即使是月球，也会在锁定位置附近晃动，这种晃动贡献了天平动（天平動）的一部分。根据Thorne的估算，晃动的周期差不多是一小时，如果幅度足够大的话，这意味着潮汐的频率也会高很多，来势完全可以更凶猛。另外，即使是月球微弱的引潮力，都可以导致地球的固体部分发生形变，也就是固体潮（），幅度可以达到几十厘米。对于片中的星球Miller，黑洞的潮汐力带来的很可能是大规模的地壳形变，强烈的海地地震会引起更具破坏力的海啸。在地球上都能达到10m级高度的海啸，在Miller上有更强烈的地震作动力，再加上黑洞潮汐力的加成，形成滔天巨浪也就不难理解了。2.想产生1h=7年的效果，星球必须到离黑洞非常近的位置，而那么近已经没有稳定轨道了吗？引力产生的时间膨胀可以简化为（无自转黑洞）：r_sch代表黑洞的史瓦西半径，所以要产生1h=7年的效果，时间需要膨胀6万倍，所以上面的r~1.r_sch，基本就在视界表面了不过因为星球本身也在相对黑叔叔所在空间站运动，所以还会有个狭义相对论的时间膨胀，假如空间站飞的很慢，这两个效应叠加的时间膨胀是：这个式子来自wiki：，由于本人也没认真学过广相，所以还望各位大牛验证。这样一来，这个星球只需要呆在差不多1.5倍史瓦西半径处就可以产生1h=7年的效果，依然在洛希极限之外，也不会被撕碎。那么这么近会不会有稳定轨道呢？Innermost Stable Circular Orbit，是只有广义相对论才会出现的名词，简而言之就是距离视界比较近的时候引力已经和牛顿理论出现不少偏差，最终导致距离太近的轨道不稳定，但这个值和黑洞自转有关，自转越快（和公转天体的公转方向相同的话），这个稳定轨道的最小值就越小，差不多是这么个关系：这里用了自然单位制，M=GM/c^2，所以r=6M代表r=3r_sch，而黑洞自转达到最大可能值（可以理解为黑洞表面速度达到光速）的80%，稳定轨道的最小值就可以在1.5个视界半径以内，所以依然可能有稳定轨道。补充：上面的计算有很多不严谨的地方，譬如用史瓦西黑洞（无自转）去推断片中的Kerr黑洞（自转黑洞）的情形。Thorne在他书中给出的结果比我要极端，譬如为了达到1h=7年同时保证稳定轨道，黑洞自转速率只能比理论上限慢一千亿分之一！只是这样一来黑洞从视觉上会有很大的不对称性，为了不让观众犯糊涂，影片中的黑洞图像是基于60%最大自转绘制的。3.影片中的黑洞图像非常好的表现了广义相对论效应，但是对狭义相对论效应缺乏表现。在另一篇回答 里也提到过，当时我觉得这可以由吸积盘足够亮，能谱足够宽解释影片中没有体现吸积盘视觉上的（左右）不对称。不过读到Thorne的书，顿时觉得自己被打脸：特效组刻意没有表现这个效应让大多数观众不被迷惑。好吧，看来这个错误是板上钉钉了。那么狭义相对论的效应具体是怎样的呢？大家可以想象一个朝向你移动的球形光源，由于相对论性多普勒效应，向你飞来的光子频率升高，也就是变蓝。同时，你单位时间接收到得光子也会增多（类似普通的多普勒效应，你可以把每个光子等效成一个波峰），所以这个光源还会变得更亮。相反，背向光源一侧看到的情形就是这个光源变暗变红。如果光源的速度相当接近光速，大部分的能量就会集中辐射到光源的前方，如同一束很窄的光束，所以叫做相对论聚束效应（relativistic beaming）。这个效应作用在吸积盘上，得到的情形差不多是这样的：假设这个盘是逆时针旋转，我们又是从下往上看盘的侧面的话，盘的能量/光谱分布对我们来说差不多就是这个样子的。具体到电影中的情形，除了弯曲，我们应该能看到右侧的的盘更蓝更亮，左侧更红更暗一些。关于飞船的动力之类，明天（又是明天）继续补充
开发钢铁侠，1.2 % complete