2017 年 10 月 3 日,，美國(guó)物理學(xué)家基普·索恩（Kip Thorne）與雷納·韋斯,、巴里·巴里什，因構(gòu)思和設(shè)計(jì)激光干涉儀引力波天文臺(tái) LIGO,，對(duì)直接探測(cè)引力波做出杰出貢獻(xiàn),，榮獲2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?；铡に鞫鳛槿怂牧硪粋€(gè)原因,，是他作為科學(xué)顧問(wèn)，參與了科幻電影《星際穿越》的制作,。2015年,，《環(huán)球科學(xué)》記者就以此為契機(jī)，對(duì)索恩進(jìn)行了一場(chǎng)專訪,。

多年前的一個(gè)秋天,，基普·索恩（Kip Thorne）和琳達(dá)·奧布斯特（Lynda Obst）一邊在晚宴上享受美食，一邊談?wù)撟屓撕闷娴奈锢韺W(xué)前沿問(wèn)題,。

此時(shí),，在好萊塢擔(dān)任制片人的奧布斯特興奮地跟索恩談?wù)撝约旱南敕ǎＭ鞫髂軒退龑?shí)現(xiàn)這個(gè)聽(tīng)起來(lái)就十分具有挑戰(zhàn)性的構(gòu)想：她想做一部與物理學(xué)前沿問(wèn)題緊密相聯(lián)的電影,。索恩想了想,，提出了兩個(gè)條件，他覺(jué)得只有滿足這兩條,，自己才能全力以赴地投入其中,。首先，影片中的情節(jié)不能違背已成定論的物理定律,，也不能違背我們對(duì)宇宙的現(xiàn)有認(rèn)識(shí),；其次，對(duì)尚不明確的定律或是對(duì)宇宙的猜想,，要源自真正的科學(xué),，用到的猜想也一定要受到科學(xué)家們的認(rèn)可。

奧布斯特欣然地接受了這個(gè)要求,，并放心地把科學(xué)相關(guān)的部分交給索恩,。索恩對(duì)愛(ài)因斯坦提出的一系列理論駕輕就熟，他知道怎么樣去展現(xiàn)物理學(xué)最能吸引人的一面,。當(dāng)接受這份任務(wù)時(shí),，他發(fā)現(xiàn)，不僅需要找到合適的物理現(xiàn)象和物理模型為劇情服務(wù),，還要想辦法真實(shí)客觀地展現(xiàn)一些科學(xué)家都還沒(méi)見(jiàn)過(guò)實(shí)體的物理推論,。而且,，作為一部大眾娛樂(lè)電影，他還得想辦法讓大家都能看懂這些視覺(jué)刺激在說(shuō)些什么,。

20世紀(jì)初,，愛(ài)因斯坦也面臨過(guò)類似的問(wèn)題。他需要在學(xué)術(shù)圈內(nèi)爭(zhēng)取到重量級(jí)科學(xué)家的認(rèn)同,，但是由于理論太具顛覆性,，大多數(shù)人不太清楚他在講什么；還有一些人甚至認(rèn)為愛(ài)因斯坦是瘋子,，居然想把絕對(duì)的時(shí)間和絕對(duì)的空間聯(lián)合在一起,，用一種會(huì)發(fā)生變化的,、相對(duì)的“時(shí)空”來(lái)解釋我們的物理世界,。

當(dāng)時(shí)，愛(ài)因斯坦唯一缺少的,，是在現(xiàn)實(shí)世界中找到能證明自己理論的觀測(cè)證據(jù),。好在愛(ài)丁頓及時(shí)出現(xiàn),他通過(guò)在日全食時(shí)觀測(cè)太陽(yáng)對(duì)光線產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)作用，證實(shí)了太陽(yáng)的質(zhì)量的確造成時(shí)空彎曲,，使光線發(fā)生了偏轉(zhuǎn),，而且偏轉(zhuǎn)的幅度和愛(ài)因斯坦的理論預(yù)言值幾乎一模一樣。

愛(ài)丁頓在觀察的同時(shí)拍下了一系列照片,，于是,，愛(ài)因斯坦用這些照片直觀地證明了自己的理論。近百年后,，視覺(jué)藝術(shù)之花持續(xù)繁榮和發(fā)展,，當(dāng)初最時(shí)髦的板式攝影法已經(jīng)被電子感光原件取代，曾經(jīng)單獨(dú)成張的照片也加上了音效成了電影,。愛(ài)因斯坦自己或許并不知道,，他那些艱深晦澀的理論正在當(dāng)下以另一種方式在熒幕上釋放出新的生機(jī)。

3年前,，索恩和奧布斯特在2005年時(shí)就開(kāi)始構(gòu)想的電影以《星際穿越》的名稱出現(xiàn)在了銀幕上,，近十年的波折和起伏使他們錘煉出了一部豐碑式的科幻電影。在廣義相對(duì)論問(wèn)世100年周年之時(shí),，我們對(duì)話這位跨界的著名物理學(xué)家,，聊一聊科幻和物理。

索恩（左）正在和諾蘭（右）在片場(chǎng)討論劇本,。

《環(huán)球科學(xué)》： 《星際穿越》公映時(shí),，引發(fā)了全球范圍的討論熱潮，此后的一年中,，又有許多優(yōu)秀的科幻電影上映,，和這些電影相比,，你對(duì)《星際穿越》是否依舊滿意？

索恩：我認(rèn)為《星際穿越》是科幻電影史上最偉大的作品之一,，也是為數(shù)不多的真正講科學(xué)的電影,。在執(zhí)導(dǎo)時(shí)，克里斯托弗·諾蘭（Christopher Nolan）就表達(dá)了他對(duì)這部電影的喜愛(ài),，現(xiàn)在他也以這部電影為驕傲,，嗯，是非常驕傲,。在這部電影漫長(zhǎng)的籌備過(guò)程中,，我也付出了自己的心血，對(duì)此,，我感到非常驕傲,。

《環(huán)球科學(xué)》：電影中呈現(xiàn)了大量超乎人們想象的物理現(xiàn)象，在這其中,，有沒(méi)有你最喜歡的場(chǎng)景,？

索恩：當(dāng)庫(kù)珀（男主角）穿過(guò)卡岡都亞的視界面進(jìn)入黑洞時(shí)，他背對(duì)著黑洞向上看,，有那么一個(gè)短暫的瞬間,，他看見(jiàn)整個(gè)宇宙的星光都被壓縮變小，束縛在一個(gè)圓形的圈里,，圈的周圍是卡岡都亞的吸積盤,，吸積盤以外只剩下無(wú)限的漆黑。你能想象嗎,，這就是當(dāng)你進(jìn)入一個(gè)黑洞,，嘗試向外看時(shí)，真正能看到的場(chǎng)景,。這讓我自己都屏住了呼吸,。

《環(huán)球科學(xué)》：是因?yàn)閹?kù)珀能夠活著看到這一切？

索恩：兩方面的原因吧,。當(dāng)初薩根想在《超時(shí)空接觸》中讓主角穿過(guò)黑洞抵達(dá)織女星,，我對(duì)他說(shuō)這可不行，黑洞中的奇點(diǎn)會(huì)撕碎她的,，還不如讓她從蟲洞過(guò)去,。那時(shí)，物理學(xué)家認(rèn)為所有黑洞中都寄宿著混亂且?guī)в衅茐男缘钠纥c(diǎn),，所有進(jìn)入黑洞的東西都會(huì)被它拉伸擠壓直至摧毀,。但現(xiàn)在看來(lái)，我們錯(cuò)了,，幾十年后,，科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，除了之前提到的那種殘暴的奇點(diǎn)，還有兩種新的奇點(diǎn)也能存在于黑洞中,，其中一種就是溫和奇點(diǎn),。顯然庫(kù)珀掉進(jìn)了這種寄宿著溫和奇點(diǎn)的黑洞。還有,，當(dāng)時(shí)庫(kù)珀還能收到外界傳到黑洞中的信息,，但他已經(jīng)無(wú)法發(fā)送任何信息給布蘭德（女主角）。因?yàn)楦鶕?jù)目前的理論,，除了霍金輻射以外,，黑洞中其他任何東西都逃不出去。庫(kù)珀在黑洞中所看到的,，所經(jīng)歷的,，都是根據(jù)最前沿的理論計(jì)算得出，他當(dāng)時(shí)能看到的場(chǎng)景也是在嚴(yán)格建模之后,，由特效公司精細(xì)加工而成的,。

《環(huán)球科學(xué)》：在很多科幻電影中，蟲洞都是推進(jìn)劇情的重要工具,。我記得“蟲洞”這個(gè)名字是你的導(dǎo)師約翰·惠勒 （John Wheeler）提出的。你在電影中構(gòu)建的蟲洞,，和當(dāng)初科學(xué)家研究的蟲洞有什么異同,？

索恩：在愛(ài)因斯坦剛剛發(fā)表廣義相對(duì)論一年后，路德維?！じ＠罚↙udwig Flamm）就發(fā)現(xiàn)廣義相對(duì)論的一個(gè)解可以描述蟲洞,，不過(guò)當(dāng)時(shí)蟲洞還不叫蟲洞。1935年時(shí),，納森·羅森（Nathan Rosen）和愛(ài)因斯坦也對(duì)這種特殊的時(shí)空結(jié)構(gòu)發(fā)表了自己的見(jiàn)解,。后來(lái)，惠勒教授在研究這種現(xiàn)象的時(shí)候給了它“蟲洞”這個(gè)朗朗上口的名字,。直到1962年,，惠勒教授和他的學(xué)生羅伯特·富勒（Robert Fuller）共同發(fā)現(xiàn)，在試圖穿越它之前,，蟲洞就會(huì)坍塌掉,。不過(guò)現(xiàn)在我們知道，在理論上通過(guò)負(fù)能量可以讓蟲洞保持打開(kāi)狀態(tài),。但是,，我們?nèi)匀徊恢溃谧匀画h(huán)境下蟲洞是否真的可以一直打開(kāi),。

這部電影中,，我們利用愛(ài)因斯坦的方程,，計(jì)算了來(lái)自恒星和星云的光穿過(guò)或繞過(guò)蟲洞時(shí)的傳播路徑，得到了電影中展示的蟲洞形象,。為了讓它在IMAX的屏幕上顯示出更多細(xì)節(jié),，我們首先在計(jì)算機(jī)軟件上以低分辨率測(cè)試方程式，等到一切都符合我們的要求后,，再把方程式和相關(guān)結(jié)果發(fā)給特效團(tuán)隊(duì),，讓他們用高性能的計(jì)算機(jī)輸出IMAX所需的超高品質(zhì)圖像。這可是好萊塢電影有史以來(lái)的第一次嘗試,，我們?cè)噲D展示出蟲洞和黑洞最真實(shí)的面貌,。

在我討論《星際穿越》背后的科學(xué)的那本書中也詳細(xì)說(shuō)到過(guò)這個(gè)問(wèn)題。今年這本書的中文版也發(fā)行了（與電影同名）,。

《環(huán)球科學(xué)》：你一直在強(qiáng)調(diào)電影中的很多場(chǎng)景和畫面都是經(jīng)過(guò)科學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算得出的,。這其中大部分模型都植根于愛(ài)因斯坦當(dāng)初提出的理論，可以說(shuō)愛(ài)因斯坦和他的理論在現(xiàn)代科幻電影中扮演了相當(dāng)重要的角色,？

索恩：不得不說(shuō),，這是個(gè)有趣的問(wèn)題。但是在我看來(lái),，可以從另一角度理解這個(gè)問(wèn)題,。對(duì)《星際穿越》來(lái)說(shuō)，它最重要的價(jià)值之一,，就是讓數(shù)以千萬(wàn)的觀眾領(lǐng)略到愛(ài)因斯坦的物理定律的神奇之處,，讓更多的人對(duì)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論感興趣。

《環(huán)球科學(xué)》：那之后你還會(huì)再拍類似的科幻電影嗎,？

索恩：我們正在籌備一部新的科幻電影,，這部電影會(huì)和斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）合作，也會(huì)和我的老朋友,，好萊塢的制片人奧布斯特再次合作,。暫時(shí)就這么多吧，因?yàn)檫€在早期階段,，除了能告訴你這部電影會(huì)像《星際穿越》一樣重視真正的科學(xué)以外,，不能透露更多了。

《環(huán)球科學(xué)》：對(duì)你來(lái)說(shuō),，愛(ài)因斯坦和他的理論意味著什么,？

索恩：在愛(ài)因斯坦的相對(duì)論建立起來(lái)的頭100年中，我們逐漸認(rèn)識(shí)到彎曲的時(shí)間和空間會(huì)表現(xiàn)出哪些特質(zhì),。在接下來(lái)的一段時(shí)間中,，我們希望通過(guò)觀測(cè)引力波來(lái)檢驗(yàn)這段時(shí)間中科學(xué)家取得的認(rèn)識(shí)。

一般情況下,，兩個(gè)黑洞發(fā)生碰撞時(shí),，會(huì)在由時(shí)間和空間交織而成的時(shí)空結(jié)構(gòu)中制造出波動(dòng),，這種波動(dòng)就像海洋中的風(fēng)暴一樣。研究引力波會(huì)讓我們進(jìn)一步了解這種波動(dòng)潛藏的信息,。我們可以用觀測(cè)結(jié)果和計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果做對(duì)比,，從而檢測(cè)之前取得的認(rèn)識(shí)是否符合觀測(cè)。這將開(kāi)啟人類研究彎曲時(shí)空全新的一頁(yè),。

還有,，在接下來(lái)的幾十年中，科學(xué)家依然需要糾結(jié)于如何將相對(duì)論和量子理論統(tǒng)一起來(lái),，構(gòu)建出量子引力理論,。一旦掌握這樣的物理定律，我們就能揭示宇宙是如何起源的,、黑洞中的奇點(diǎn)有什么樣的物理性質(zhì),、我們是否能穿越時(shí)間回到過(guò)去。

在我看來(lái),，隨著理論不斷發(fā)展,，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論會(huì)煥發(fā)出更讓人興奮的光彩，在未來(lái),，它能帶給世人的,，將比《星際穿越》中的精彩畫面更具沖擊力。