探秘《星际穿越》中的虫洞、黑洞和超立方体（之一）
本文试图从科普的角度去解释星际穿越中的虫洞、黑洞和超立方体，这篇文章共有两个系列，只是系列之一，主要讲了虫洞、黑洞和相对论的内容，系列二会在几天之后推送，重点介绍大家最为关注的超立方体，还请大家持续关注！
注明：本文所写内容基于2015年5月15日梁灿彬教授在中科院数学与系统科学研究院作的‘《星际穿越》的虫洞和黑洞’讲座，以及本人查阅的《星际穿越》后台科学顾问Kip
Thorne所著的《The
Science of Interstellar》一书。所写内容为科普性质，如有不严谨之处，望见谅，欢迎专业人士指出本文不足之处，本人必虚心接受，也欢迎星际爱好者与本人分享交流。另外，如果有需要阅读《The
Science of Interstellar》来深入了解本片的读者，可以给我发微信向我索取（电子版），注意本书目前只有英文版，并且本书只作交流学习之用，切勿用于商业用途！本人微信：iuytygf
在正式开始本文之前，让我们简单回顾下《星际穿越》的剧情。在未来的某一年，地球生态环境越来越不适应人类的生存，因财政困难而转为地下秘密工作的NASA为了寻找地外适宜人类生存的星球而奋斗着。而超生物体（电影中的‘THEY&’）为了给人类提供生存的机会，他们在木星附近放置了虫洞，这大大缩短了地球到遥远星系的距离。NASA利用此机会，一共派出十二勇士担当搜寻者，去茫茫宇宙寻找人类的未来，让人欣慰的是其中有三位向地球发来了希望的讯息，Cooper在此片中的主要任务，第一是去往类地星球确认是否适宜人类居住，并带回担此重任的勇士；第二是进入位于遥远星系附近的黑洞内部的奇点，获取‘THEY’放置在其中的能够帮助人类制造将全部剩余人类带离地球的飞船的量子数据（应该是目前人们没有构建好的量子引力学分支，后边会讲到）。
现在，我们需要明确一个概念：我们生存的宇宙是一个三维空间，四维时空，也就是我们能够感知的长高宽为空间，再加一维我们看不见摸不着的时间维度，就构成了时空。为了展示方便，本文在构建星际穿越所描述的宇宙模型（图1）时，压缩一维变为二维空间：
此图采用了梁教授命名方法，方便大家记忆，并且给出了虫洞，黑洞，咱们这个星系，还有遥远星系的相对位置。由于压缩了一维，所以人类的运动只能按照上图箭头方向，在这个宇宙模型的表面运行，注意人类无法进入宇宙模型意外的白色区域，此区域为超空间，也就是超生命体（电影中“THEY”）生存的区域。
如果没有虫洞，人类要从地球出发到遥远星系的话必须要按红色箭头行驶，而这个尺度是非常巨大的，按电影中的说法是长达“120亿光年”，也就是说，即使人类的科技已经发到到能够造出以光速飞行的飞船，要到达遥远星系也需要120亿年！而虫洞的出现大大减小了这个距离，也许有细心的读者会问了，如果按图1的比例来说的话，虫洞的出现也只不过是将这个距离缩短到了原距离的1/5啊，那也得40亿光年啊！其实这就涉及到了另一个问题，那就是虫洞的时空尺度和外部的时空尺度是不同的，这就要涉及到爱因斯坦的广义相对论了（这个我们后边还会讲到）。虫洞是联系黑洞和白洞（与黑洞性质相反）的隧道，对于图中虫洞的形成，我的理解是，两个超大黑洞，根据广义相对论，这两个黑洞的巨大引力使得银河系和遥远星系之间的时空扭曲，在白洞的作用下，将这两个黑洞联系起来，这样就形成了图1的虫洞，由于引力作用，虫洞内部的时空尺度发生变化，就产生了电影中永恒号穿越虫洞只用了几个小时就抵达了遥远星系。
这里还需要纠正人们对虫洞旅行的一种错误看法：永恒号在穿越虫洞时，并不是由虫洞中心直接传过去，而是沿虫洞边沿旅行，因为虫洞内部是高维时空，人类是无法在其生存的。为了方便读者理解，我在这再将图1的维度压缩一维，在图2中，绿色虚线就是永恒号的运动轨迹。
对于虫洞，我们还需要解决电影中的一个疑问就是为什么虫洞口看起来是球星的，如图3，在图1中，我们压缩一维之后的宇宙模型内的虫洞口是圆形的，那么还原成三维比呢，自然就成为球型了。
好了，讲完了电影中的虫洞，接下来我们该讲讲黑洞了。
黑洞是如何形成的？超大恒星寿命终止之后就形成了黑洞。恒星，如我们的太阳，是一个气体星球，由于引力作用，聚集在一起绕中心自转，并且由于恒星内部在不停的发生热核反应（如烧氢），它会释放出大量的热量，导致周围的气体不断膨胀。但是由于内部发生热核反应的物质是有限的，终有一天这个反应会停止，因此周围的气体会由于引力的作用而向中心塌缩，最终形成一个密度很大的奇点，由于其密度非常大，因此所产生的引力也是巨大的，如此就形成了黑洞。光在进过黑洞时，由于其巨大引力，而无法逃脱黑洞，顾名思义称其为“黑洞”。其实银河系中心就有一个巨大的黑洞，导致整个银河系绕它在自转。但黑洞其实不黑，它会有吸积盘和引力透镜效应而是其周围发亮，如电影中的黑洞图4。
黑洞虽然引力巨大，但毕竟还是有限的，因此光经过黑洞后是否能被黑洞吸收是有一个距离范围的，我们定义光线刚好经过黑洞时距黑洞中心的半径所围成的球面为黑洞的视界，在图4(b)中，黑色区域和亮区域的分界线即为黑洞的视界。黑洞中间那条亮环称为黑洞的吸积盘，在视界之外，虽然光能够逃逸，但引力也是很大的，由于这巨大的吸引力导致周围的分子随黑洞高速旋转，由于气体分子之间在旋转的时候会相互摩擦，导致大量的热量产生，进而发出光，于是就产生了图中的那条吸积盘环带。另外，图中黑洞周围的圆圈其实是由于引力透镜对黑洞后边宇宙传来的光折射到人眼之后看到的情况。，还是由于黑洞视界之外的巨大引力，使得光线进过黑洞视界附近时候发生弯曲（广义相对论中的引力会引起时空弯曲），所以就产生类似透镜的聚光效应，具体原理图如下：
在电影中还出现了这么神奇的一幕，在Cooper和Brand在巨浪星执行任务，让Rom留在永恒号内对以后的任务进行理论计算，而当Cooper等人重新回到永恒号后，却发现Brand已经变得苍老，而且在Brand看来他们已经在巨浪星上停留了二十三年四个月零三天，但Cooper他们自己却觉得只在停留了三个多小时而已，也就是巨浪星上的一个小时相当于永恒号上的三年！
这种神奇的情况就是由于爱因斯坦的广义相对论引起的，我在此给大家简单介绍下爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的相对论分为狭义相对论和广义相对论，它俩都可以引起钟慢效应，也就是时间相对变慢的效应，但是对于狭义相对论来说，钟慢效应是相对的，它是一种”视效应”，比如一列绕地球高速运行的列车，车内的人觉得车外人的手表走快了，而车外人却觉得车内人的手表走慢了，而整个时间尺度没有发生变化，就相当于一个人在电梯内，当电梯加速上升的时候觉得体重变重了，而下降的时候体重又变轻了，这里的体重应该称为“视重”，是相对的，但是广义相对论引起的钟慢效应是绝对的，广义相对论也称为爱因斯坦的引力论，它是处理引力很大的时候的引力论，在引力较小的时候，牛顿的万有引力公式就可以解决了。在引力很大的时候，时空会发生明显的扭曲，这个时候钟慢效应的绝对，就体现在时空的扭曲，此时时空尺度发生了变化。在电影中，由于巨浪星距离黑洞很近，时空扭曲非常严重，这就导致了巨浪星上的一小时等于永恒号的七年的神奇现象。具体这个数值是怎么得出来的，在Kip的《The
Science of Insterllar》一书中介绍，这个值其实是导演诺兰为了电影表达而强制要求的，在Kip这个后台科学家团队的计算下发现，要满足这个数值，巨浪星必须离黑洞的视界非常近才行，这也不难理解为什么巨浪星会因为黑洞的引力潮汐而产生那么高的浪潮了！
再来说说为什么我在开头介绍中将Cooper要进入黑洞奇点取的量子数据认为是量子引力学。因为在十九世纪诞生的两大重要的科学成果（量子理论和相对论），但是这两个理论有些相互排斥，尤其是广义相对论。广义相对论在处理引力较大的时候非常适用，但是应用于更大的引力场的时候，就出现了不适。科学家认为相对论的推导还是基于经典理论的，这是导致广义相对论和量子理论不能相容，并且也是它不能适用于更大引力场的原因，于是，科学家就预测这一困境的解决方案就是将广义相对论和量子理论成功“联姻”，并且还要生一娃出来，取名为“量子引力论”！虽然目前科学家已经在这方面取得了一些可喜的成果，但目前仍没有成功联姻，还需努力啊！
在此电影中的最终目的是制造一个能承载地球上所有人的超大飞船，并且能够脱离地球强大的地心引力而飞离地球。大家想想，要带这么多人离开地球，这需要多大的反作用力啊！反正目前的科学是没办法的，只有依赖于还未但是的量子引力论，因此，电影在处理这一缺陷时，艺术的将此缺陷处理为超生命体放置在奇点内的量子数据。
当讲到相对论的时候，我们总是对他有两种印象，其一就是难，其二就是没用！这其实是一种过时的看法啦，在爱因斯坦的时代，处理相对论是用三维加时间的语言来讨论的，因此晦涩难懂，但现在人们已经发明了一种思维几何语言来处理相对论了，利用这种语言来处理相对论就相对容易啦。另外，相对论目前已经运用于实际了，就我们日常经常接触的GPS来说，当没有考虑相对论时，由于卫星相对地球高速运动，这样就导致相对地面的汽车而言就会产生钟慢效应，据计算一天能相对于地球的时钟慢38微秒左右，并且这个误差是累计误差，时间长了，就会导致定位误差非常大，这对军事和飞机导航会造成巨大的损失。考虑相对论后，我们就可以将这些误差消除，进而提高定位的精度。
本文试图从科普的角度去解释星际穿越中的虫洞、黑洞和超立方体，这篇文章共有两个系列，只是系列之一，主要讲了虫洞、黑洞和相对论的内容，系列二会在几天之后推送，重点介绍大家最为关注的超立方体，也请大家持续关注！
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25个问题测试：你真的看懂《星际穿越》了吗？(图)
来源： 金羊网作者：
《星际穿越》可能没有预料的那么难懂，也没有到“严重烧脑”的程度，但是诺兰构建的这个科幻世界，宏大壮阔，总有一些迷惑，让我们在看的时候一头雾水。据我所知，艺术加工是：1、真正虫洞存在与否未确定，且目前假说理论认知上，穿越虫洞时虫洞应该会坍塌。
　　《星际穿越》可能没有预料的那么难懂，也没有到“严重烧脑”的程度，但是诺兰构建的这个科幻世界，宏大壮阔，总有一些迷惑，让我们在看的时候一头雾水。来看看豆瓣网友解答的25个关于电影情节的问题，你都看懂了吗?
1. 库珀儿子这一角色在片中是否多余?
　　我的感觉是儿子这角色代表了一种人。库珀和女儿，以及先驱者们，是望向远方的眼睛，而儿子和许多在地球上面努力种田的人，是望着家园的眼睛。最终人类离开了地球，那种对出生地固执的感情，也许会被后世视为一种愚蠢，但当时在他们眼中，脚踏实地接受生老病死和灭亡的命运，也是他们的一种选择。所谓“人类”，不是只有先驱者是人类埃via 两根草小木
2. 最后安妮·海瑟薇的那个场景到底是怎么样?
　　安妮·海瑟薇不知道地球上的人类已经获救(因为她不知道跌入黑洞的男主竟然能存活下来)。她的爱人，即 Edmond 12 的先驱者已经去世，安妮·海瑟薇用石头搭的小丘是他的坟墓。最后亮着灯的小房子是正在培育胚胎的基地，即安妮·海瑟薇开始执行 Plan B 了。所以如果男主没有成功告诉安妮·海瑟薇 “地球上的人类已经解开重力方程可以模拟重力在太空生存”的话，从海瑟薇的视角来看，她一个人肩负了整个人类文明的存亡，还是挺悲壮的。via 鲸酱没肉丝
3. 为什么会出现一小时抵七年的情况?
　　引力场会引起时空扭曲。想象在一根皮筋上用笔画一厘米，然后将皮筋拉长，一厘米就会变很长很长。如果一厘米是人的一生，那么在正常皮筋上很快就可以画完，但是在拉长的皮筋上画一个拉长的一厘米就会画很久，这多出来的墨水，就是多出来的时间，但实际上一厘米还是一厘米，也就是时间并没有多，只是你画的更久了。对照影片中就是这样的：想象两根长度一样并排排列的皮筋，分别有两只笔在两个皮筋上画一厘米直线，两个笔速度完全一样，但是在过程中将其中一根皮筋拉长再放回(影片中他们去找信号再回来，这个过程受到引力场影响)，那么当皮筋恢复到正常时，两个笔画的长度是不一样的。假如拉扯皮筋时两支笔都画到了2毫米处，然后其中一个拉扯并放回，然后停笔，这个过程正常的笔可能已经画到6毫米处了，但是被拉扯的皮筋被放回后笔可能只画到了2.00001处，这个时间差就是1小时抵七年……好像越说越乱了…………via 花纹
　　物体的质量越大它附近的时间就越慢，质量越大的物体越能拖住时间，使时间变慢。银河系中最重的物质就是黑洞，包含4亿个太阳的质量，被自身的引力积压成一个密实的星体。这里的时间比在银河系的任何地方都过得缓慢。不被黑洞吸入的技巧是从黑洞的一边靠近，需要精准计算轨迹并把握速度从而进入一个巨大的环形轨道。大概原理就是这样。via Jesus!
4. 为什么在水星球上可以水上行走?
　　那个是Miller星，本来跟地球一样有海洋覆盖，因为接近黑洞，受引力影响形成巨大潮汐。地球上的潮汐是月亮引力造成的，Miller星巨大潮汐是黑洞引力造成的，想象下黑洞引力是月亮的多少万倍?正因为大部分海水都被吸起来，只剩下薄薄一层两尺深(2feet)的浅水。Miller星不但不适宜人类居住，一切东西都会被潮汐摧毁。Miller的飞船就被打成碎片，但是为什么Miller的飞船还是发出了信号呢?因为星球收到黑洞引力影响，时间过得特别慢，星球上的一小时，等于外面的7年。Miller在那里坠毁或者被潮汐打烂，可能只是几十分钟前的事，但是在外面的世界却过去了几年。Miller的故事其实很悲催，想象下他降落了，发现这里天很蓝水很清，很高兴的给地球那边发了个信号说“喂!这里环境很好”。话音刚落，轰的一声，他就拜拜了。via ?
　　5. 如果男主一行人在后面选择两个星球的时候，选择了安妮·海瑟薇的建议，岂不是很容易就能找到解决人类生存的办法?
　　不可能，如果他选择的是海瑟薇的建议，那一切都会相悖。如果当初库珀选择的是Edmond的星球，那他就不会掉到黑洞里面，就不会进入五维空间传递信息给自己女儿，那就不会得到坐标提示前往隐蔽的航空基地，那也就没有后来的事，库珀也就还是农民，不会进入到太空。所以如果他选择Edmond的星球，那前面的一切与后面所发生的事情就是相悖的。via 欺负小熊猫
　　6. 电影中涉及哪些自然科学原理?又有哪些大胆的艺术加工(不完全符合科学原理)?
　　据我所知，艺术加工是：1、真正虫洞存在与否未确定，且目前假说理论认知上，穿越虫洞时虫洞应该会坍塌。2、真正黑洞存在与否未确定，且目前假说理论认知上，物体过于接近黑洞表面时应该是会被撕裂(主角不可能进入内部)。3、黑洞里是否有奇点未确定，且大爆炸理论未确定，即奇点本身的存在未确定。4、额外维度存在与否未确定，且目前假说理论认知上，第五维应该是空间维。5、目前所知的任何时空穿越理论都存在逻辑矛盾，且可能涉及平行宇宙理论，而平行宇宙理论也未确定。(以上所说的未确定的意思是有科学家提出了一些假说，用来解释某些现象，可能很多人支持这种假说，但假说本身未被证实)。说白了影片就是在大开脑洞，科幻片嘛，别在意太多。via Fantastic
　　7. 请问男主角库珀的老婆呢?
　　诺兰的电影一向是男主死老婆：《记忆碎片》《致命魔术》《盗梦空间》《黑暗骑士三部曲》(青梅竹马死了)，没有一个例外。这一部中，由于核磁共振没有了导致了库珀的妻子大脑中的肿瘤没有被及时发现而死亡。via 舌在足矣
　　8. Plan A具体是什么?
　　Plan A 就是拯救地球人，解开重力等式。其实已经被女主爸爸解开了，但是要达到这个等式条件就需要黑洞里面的data，想要得到黑洞data就需要正好从什么背面看到什么奇点(singular point)which is impossible for now. 所以布兰德教授一开始就打算放弃地球人，去别的星球用受精卵建殖民地的。但库珀最后不是掉到黑洞里去了嘛，然后正好撞到了她女儿书架后面的四维空间，本来他不想再让自己重蹈覆辙，于是留下STAY信息给女儿希望她把自己留祝但是后来为了人类还是给过去的自己传递NASA坐标信息，把过去的自己指引上了相同的路，机器人不也说嘛，我们来到这里不是为了改变过去。所以他在黑洞的四维空间，就是书架后面，利用手表把黑洞data传给女儿，女儿才得以建立太空站拯救人类。via 猫罐头
9. 飞船真的可以穿越虫洞和黑洞而毫发无损吗?
　　虫洞这种曲翘点其实可以这么理解：宇宙空间是海浪一样浮动的，突然浪打浪，你是一只鱼但是很小到你都感觉不到你在浪尖，这时候你和另一个浪尖对撞了，形成了一个交汇，你正好钻过去然后海水平息你随着另一个浪头远远的离开了你刚才的位置，虽然你几乎没动，但是却相对移动了很远。所以如果有真有虫洞，穿越应该可以实现，但是制造一个虫洞需要的能量，把整个太阳聚变了都不可能实现……至于黑洞，那要怎么看了。如果是一部分人猜想的黑域的话，那就是一个光速被压缩到很低区域，在里面可以轻易的到达光速。但相对黑域外，光速被降低了，所以看到的是一片相对黑暗。而如果是宇宙大爆炸说的话，黑洞是宏观宇宙中微观宇宙的入口，进去后别说毫发无伤了，你的身体会无限塌缩然后吸入中心最终通向微观中的另一个宏观宇宙了。via TOnight
　　不可以。所以影片里男主并不是进入黑洞而是未来的人类引导他进入高纬度空间了。via 花纹
　　10. 未来的人类(they)为什么拯救自己?
　　要想不陷在三维因果悖论里跳不出来，就必须否定高维they是未来人类的假设。高维的they就是人类，但这个“人类”是指在高维中的人类，根据高维物理假说，事物在不同维度可能同时存在，形态不同而已。其实故事设定是在维度间发生的，完全不用去扯时间，在片中时间只是时空效应的附属物。高维包含低维，高维的搅动会影响低维的活动，通过在高维对低维进行干扰，最终完成对墨菲的影响，实现对地球的救赎……换个角度，回到地球，被高维影响的墨菲(男主库珀女儿)才是地球的救世主。墨菲在教授死后的突然一天，解出了公式，突破了重力难题，帮助人类逃离了地球，在土星建立了殖民中转站，太空城以她之名命名。此时此际，父亲库珀已经被人类当作了一次探险的炮灰。在殖民地，库珀并没有被作为英雄，他的影响是隐秘而无解的，像魔术和超自然，只有墨菲明白，她告诉别人成功是来自父亲的摩尔斯数据，但没有人相信，因为就连她自己也无法科学精确地解释这一切。高维对低维的影响，地球人中类除了库珀之外无人亲见。至于高维为什么要帮助低维，我只能说，假设你看到一个二维生命在二维平面上因为三维世界投下的灯光足以把它们烧死了(高维对低维的投射)，你好心挪开那盏灯(高维对低维的搅动创造了低维的“奇迹”)，于是二维世界可能就被拯救了。嗯，举手之劳，何足挂齿。via heroine
　　11. 手表指针摆动的原因?五维空间可以穿越不是只有重力么?
　　他控制的是万有引力，不单单是地球的重力，单单控制重力其实连书也掉不下去。via 川川
　　指针的抖动并不代表时间也在忽进乎退，只是指针本身在颤动，看起来好像失灵了一样。这和书掉落是一样的。库珀控制的是gravity，gravity引起了手表指针的抖动。也正是因为gravity，所以印度造的飞机会失控，联合收割机也会失控。via tender rain
　　库珀拨动手表那段，他意识到时间在黑洞的五维空间是呈一个维度展开的，于是他没有直接拨动手表的秒针，而是把手挪到一个地方，拨动了秒针整个在时间轴上展开的平面!有没有注意到镜头里他拨动的像是一张书页子一样的东西，那个就是无数个秒针在时间轴上叠加的面埃这也就解释了为什么女儿打开收藏盒时秒针就已经开始抖动了，还有在她发现以后她可以一直拿着手表慢慢记录下信号，因为在前后延伸的一定时间里，秒针都被同时拨动了。但是要想想解释为什么当初送手表给女儿的时候的秒针为什么没有被同时拨动?我觉得是只能影响到当前时间点前后有限的时间里吧。via Holy~Roy
　　12. 库珀到底怎么回到地球的?
　　这段确实是电影偷懒。但他没有回到地球，如果你还记得，他从五维空间被放出来的镜头，他看到了布兰德博士，其实这是他们进入虫洞时候布兰德说的那次握手。所以推测他是被五维空间释放出来后，是通过虫洞释放到离人类很近的地方。而收到来自更高维度空间讯息的墨菲则在地球上计算出了克服引力的公式，建造了空间站，后来又找到了库珀。当然中间这段电影都没有交代。库珀醒来的地方并非是地球，是一个环状或球状的空间，也就是墨菲建立的空间站。via 六块钱
13. 电影开头的印度无人机着笔不少，究竟起到什么作用?
　　主角后来干扰引力波，引发了收割机和无人机的异常。via Uncle Red
　　无人机的经历不就像这些先驱者的缩影吗?启动者可能已经不知道它的存在，它只能按照最初的设定一直飞一直飞，没有终点更无法确定的未来，其实很悲壮的!另一方面，父亲追无人机也表现出父亲骨子里对这些的热爱和一家人之间的态度和关系，因为那种热爱，才有了那种深深的使命感，才会义无反顾的地去探索。父亲控制了无人机也能与“ghost”“指引”人类拯救自己相呼应。via 海约
　　这是一石数鸟的叙事，即把库珀的专业技能、性格特点显示了出来，又介绍了当时地球上对于除了食物以外事物早已放弃钻研的事实——航天航空机构什么的早就解散了，这家独自飞了十年的无人机早就无主。人们已经不懂得也没力量仰望星际空间，他们被困在基本生存的战斗里。这也是使得后来老师质疑阿波罗行动、NASA复出要秘密进行的剧情更为合理。via 80年代的阳光
　　14. 影片开头家长会的情节说明了什么问题?
　　说明地球当时的社会背景，不但面临自然灾害，而且反智主义盛行，人类已经在物质和精神两个方面都穷途末路了。via 白马狗熊
　　说明：1.当时的背景：人类已经不需要工程师了，因为面临着粮食短缺环境恶化的问题，平时需要做的只是想方法吃饭和活着。而且对之前进行过的太空探索全部予以否认，比如扣上什么跟战斗民族掐架的帽子以此来掩盖事实;2.主角的女儿墨菲跟她父亲一样具有科学精神，还因为同学对此质疑而跟同学打架。via Deepwhite
　　15. 我国神话中有天上一天地下一年的说法，会不会就是未来的我们像库珀那样传递给我们的信号?
　　楼主问得相当好。这证明神话并不是胡编乱造和迷信，而是当时的确是以某种信息的载体(如同重力)传给了创造这个说法的人，然后再渗透、传播开来。五维空间里时间都成那样了，又怎么会在乎所谓古代到现代这区区几百年几千年呢?已经说了在五维里，线性是没有意义的，何况虫洞都能折叠时空缩短距离。我们无法想象五维到底如何运作，因为我们到死都是在我们自己的维度，是无法跨越的，但我们能够通过推理和计算去感知。所有宗教，神、佛、鬼、妖术，都可以迎刃而解了，这些东西全部存在，只是有人选择以低维度的方式去看待，有人选择靠近和感知高维度的视角去看待罢了。恭喜楼主属于后者。via 一块钱的流水账
　　16. 曼恩博士(马特·达蒙)为什么要杀库珀一个人逃走?
　　曼恩博士发了假数据回地球，就是想让地球人来救他，但是最后事情败露，他就杀男主灭口。我觉得不管他的目的是回地球还是去另一个星球执行B计划，都只是为了自己生存下去。为了自己而已。有一段他对安妮·海瑟薇说“我们马上就可以执行B计划了”...我觉得并不是说他真的去执行B，而是稳住安妮·海瑟薇，因为那时候男主已经被救上来了，他知道自己的事情快瞒不住了....via ゆめ
　　曼恩博士根本不想回地球因为他知道PlanA不可能，但是自己的星球又不能适宜人类生存施行PlanB，所以他只能发出假信号，然后男主一行到了之后听说男主他们要回地球，就起了杀心。另外我还觉得是他生存的问题，曼恩博士的星球上他的补给最多能支撑10年，早晚会用光，控制母舰起码可以有更多的补给和燃料。其实我不明白的是罗米利(那个黑人)怎么就死的，是曼恩博士设计的肯定没错，但是影片好像没有任何的铺垫。via meccarmca
　　17. 那个黑人科学家在基地里怎么被炸死了，感觉有点突然啊?
　　因为黑人罗米利想要破解机器人，而那个机器人里面其实记录了这个星球真正的讯息，就是不适合人类居祝而且曼恩博士一开始就没打算让这三个人活下来，他很早就设定了如果想要激活机器人的话机器人就会自动爆炸……via C T T
　　18. 他们为什么第一个先去米勒(拖时间的)星球呢??
　　因为一直能收到米勒的信号，所以误认为这里环境适宜居祝via x与xy的神隐
　　因为引力的关系，这个星球的一个小时相当于地球的七年，然在人类在地球上接受到来自这个星球的积极信号长达十年(其实就相当于这个星球的一个多小时，后来布兰德也说其实米勒只是刚刚到这个星球而已)，所以主观认为这个星球是三个里面最有可能适合人类居住的。via 让自己忘我
19. 后面墨菲为什么突然烧了她哥哥家的田啊?
　　相对逼她哥哥走，我更倾向于是带她嫂子和孩子走，因为她哥一直不走，她先烧了田，她哥去救火，然后这个间隙把剩下两个人接走，外面把风的人也一直在提醒墨菲她哥要回来了。via 常穆
　　嫂子和侄子都得了肺结核，哥哥又不让带走，所以调虎离山。via 藍道則
　　20. 库珀在书架后面的空间是如何碰到书架所在的空间的?
　　这个解释起来比较复杂，我也只能说个大概。首先男主是在五维时空(几何学上的四维空间加上一维时间)，女儿在四维时空(几何学上的三维空间加一维时间，就是我们正常生活的这个时空)，四维和三维间的关系可以通过三维和二维间的关系来推测，在三维上能看见二维，但反过来不行，比如在纸上画一个人(别画太复杂，就画成火柴棍那样的)，他是二维的，只能沿纸面向前后上下移动，显然不能凸出来或凹进去，如果想要困住这个二维人，只需在他周围画个圈就行了，想要出去就必须打破这个圈，但是让一个三维人来解决这个问题，三维人就能把他提出来(理解成撕下来吧)然后放到圈外，这样圈没有破但这个二维人却出来了，其他的二维人会觉得这个人突然消失在圈内然后又突然出现在圈外，就像魔法一样无法理解。现在你该明白了吧，三维人比二维人更加自由，二维人无论如何也做不到的事在三维人看来简直就不是个事。由此推广到三维与四维，你就算无法想象但也应该能明白道理了吧。曾经在物理学界争论过自然界的四种基本力(引力强力 弱力电磁力)的统一问题，这个问题在三维下始终无法解决，一旦扩展到四维就迎刃而解了，所以控制我们三维空间的四种基本力其实是四维空间上的振动，好比三维人把纸抖一抖，纸上的二维人就觉得像地震了(仅仅是比喻)而且二维人不知道怎么回事，当然二维人里如果有诸如黎曼这样的变态数学家(数学物理不分家)也应该能理解的。基本上三维人对二维人来说就是神，以此类推吧。男主在五维时空能够控制那四种基本力从而影响到女儿的四维时空，就能传递消息了。最后建议去读加来道雄的《超越时空》，科普的很好，简单易懂，应该不难看懂。via cadspec
21. 谁放的那个虫洞?
　　来自未来的库珀给存在于历史中的女儿传递了信息，即在未来的五维世界的立方体中，仍然可以对历史上已经发生过的、存在的事物施加影响。这样看来，虫洞很有可能是来自更遥远的未来的人类，也就是当前这是时间人们不能理解的“they”，为了挽救人类而进行设置的虫洞。这么理解的话，就透露了这个另外一层意思，时间的历史发展是平坦的、连续的，并且，时间的历史是预先已经设置好的放在那里的。如同一段长长的绳子，我们就像沿着这段绳子爬的蚂蚁，不知道绳子延伸向何处，但是通过某种技术方式，我们却可以返回到以前爬过的绳子的某一段。但是这根绳子本身，却是已经扎扎实实存在的，并且是预先存在的，蚂蚁们未来要爬过的绳子的某一段，已经在那里存在了。这么说是不是有点宿命论的感觉，又引申出另一个问题：在我们不存在之前，这根绳子是谁设置的?噢买高的...怪不得牛顿大人30岁以后基本不搞科学了，开始研究神学。via 我望
　　22. 关于库珀发现宇航局坐标，是不是存在祖母悖论?
　　最先库珀给女儿的信息是stay，是人的本性，希望他就从来不要离开女儿。但是塔斯已经有了黑洞奇点的数据信息，发过去了就能拯救人类。但如果不发坐标的话，库珀就不会去基地，不会去外太空，塔斯也不会有数据，所以必须把坐标传递出去。via 阴晴的晴
　　本片没有试图解释外祖母悖论，而是避开了这个话题，甚至对救起男主到五维空间的未来人类都没有明确的指出，而是用模糊性的暗示。因为导演想在这里关注的点是男主对女儿对家庭的爱，而不想在这个高维空间里让未来人类或者什么外星人出现，那样影片不仅丢掉了爱的主题线索，随之而来的也会出现外祖母悖论和诸多疑问和硬伤。via 花纹
23. 未来五纬度人为什么设计了一个那么困难又曲折的解呢?
　　楼主问得好。我们觉得困难的原因是因为维度完全不同，不可以用三维和线性的方式去解决和看待，就好比我们看蚂蚁爬一座蛋糕很辛苦，我们可以把蛋糕的坡面削得平一些，让它走得顺一些，但我们绝对不可以去干扰它的考验，如果我们动手把蚂蚁捏起来，放在蛋糕的顶上，那这一切就没有意义了，就不是它自己的旅程了。“蚂蚁爬过蛋糕”这一过程就不存在。而我们跟高维度的沟通只能通过桥梁，也就是男主去实现，而男主不是五维的一部分。我们怎样和五维无关。对更高维度的人类来说，所以这一切苦难和惊险只不过吹一口气而已。而比吹一口气更简单的事情呢?恐怕没有了。他们只能帮到这。我们爬过一座蛋糕是不是很简单?一脚踩扁便是了。我们还有更简单的方式吗?恐怕没有了，这是我们唯一的方式，因为我们对于蚂蚁来说就是上帝视角(象征高维度)，而对于蚂蚁来说，就是楼主所提到的困难，对于我们自己来说，不过是放个屁那么简单罢了。via 一块钱的流水账
　　24. 为什么将拯救人类的秘密工程命名为拉撒路?
　　是源自新约圣经约翰福音第十一章记述的故事，耶稣借着让死了四天的拉撒路复活叫人们相信他是神“差了我来”。影片暗喻NASY秘密组织承担了将频临灭绝的人类“死马当活马医”的使命，“神”也是来自高维空间并且已掌握了更高科技的未来人类，选了库珀和她女儿来展开拯救行动。via 沙田柚
25. 布兰德教授重复几次的诗句，代表什么?
　　“不要温和地走进那个良夜，白昼将尽，暮年仍应燃烧咆哮，怒斥吧，怒斥光的消逝”
　　这首诗是诗人狄兰·托马斯最受欢迎的诗之一，创作于1951年。当时，他的父亲已步入耄耋之年，诗人以这首诗鼓励父亲与每况愈下的视力以及健康状况斗争。他希望自己的父亲与死亡勇敢斗争，而非逆来顺受。全诗共六个小节，《星际穿越》中，布兰德教授以第一节“不要温和地走进那个良夜”作为饯别，恰好勾勒出了宇宙中未知的黑暗。壮丽而静谧的宇宙恰似那良夜，看起来风平浪静，却随时可能将人吞没。即将步入太空的库珀等人，面对的就是随时能把他们吞没的死亡。但是，在不知道Plan A其实并不存在的情况下，布兰德教授的这首饯别诗却充满了温情和希望，与情绪配合恰到好处。
　　“虽然在白昼尽头，智者自知该踏上夜途。他们的言语不再迸发出电光，尽管如此，不要温和地走进那个良夜”
　　在第二节诗中，狄兰·托马斯笔下的智者令人唏嘘。对于黑暗或者死亡的不可逃避他们了然于胸，他们甚至知道自己无法再将有令人惊艳的、有革命性意义的意见公布于众，但是他们仍旧未放弃斗争。在电影中，究竟库珀是智者还是布兰德教授是智者?前者虽然是工程师，却因为人类缺乏粮食需要生存而成为农民。在这个岌岌可危的环境下，他依靠自己的技术为农场带来福利，同时希望自己的子女接受更好的教育。而布兰德教授，对于拯救地球上现有的人们，他是绝望的。他怀揣着一个巨大的秘密，甚至欺骗自己最亲近的女儿。最终，他在临死前向墨菲吐露真相，可是独自背负这样秘密的痛苦恐怕只能他一个体会。布兰德教授选择Plan B，不论是否有让自己女儿活下去的私心，他终究是希望人类这个种族有机会存活下去。虽然选择了不同的道路，但是他们都是在并不顺利的环境中坚持自己的人，哪怕“总有些事将会不可避免的发生”
　　“而您，我的父亲，在生命那悲哀之极，我求您现在用您的热泪诅咒我，祝福我吧!不要温和地走进那个良夜，怒斥吧，怒斥光的消逝”
　　巧合地，这首《不要温和地走进那个良夜》也围绕着对于父亲的感情展开。在最后一小节，狄兰·托马斯回归了第二人称，直接抒发了对于父亲的情感。结尾段落和电影的大团圆结局一样让人精神为之鼓舞，也算是圆了最初飞船升空时满怀希望的观众们的梦想。最终，墨菲虽然成为英雄，但她不可避免地老去并即将面对死亡。库珀开始了寻找艾米莉亚的旅程，在埃德蒙多的星球上，新的人类正在迎来曙光。刚读完这首诗时，突然觉得狄兰·托马斯在50年代便已经剧透了这部电影。不过，平心而论，说诺兰是因为有些通感而选择这首诗也好，因为诺兰希望向自己最爱的诗人致敬也罢，抑或说人性本就有共性，我之前说的这些无非是一个文科生的附会之言。若要深究，必然牵强，只望博君一笑而已。不同于诗歌结尾对父亲的鼓励，也不同于电影Happy Ending的结局。这首诗背后的故事，远没有激动人心的情怀。1953年，仅在这首诗正式出版一年后，狄兰·托马斯因为酗酒而离开人世，他再没有机会为光明的消逝而咆哮。via Laurel
编辑： 贾茹
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