比来刚好重看一遍片子《星际穿越》，以及《星际穿越》的独一科学参谋、也是当今天体物理界巨擘——基普·索恩的科普读物The Science of Interstellar，试着解释一下。
起首能够必定地说，引力异常既不是所谓的超体生物造造的，更不是库珀穿越黑洞形成的，那么到底是若何构成的？让我们一路看看支持影片科学性的自治逻辑。
从诺兰执导科幻片子的角度来讲，围绕「引力异常」那一特殊的引力现象开展故事，绝对叫人脑洞大开。无论是科学界，仍是不雅影群众都很买账。为什么我会如许说呢？先从群众角度看，引力异常，看起来明显倾覆常识的别致特现象，放在科幻片里不只不奇异，并且更能勾起人们的猎奇心。于是，我们在影片看到连续串的奇异现象：墨菲看到尘埃异常快速地落到地板上，聚集成像条形码一样的粗线条；库珀扔下一枚硬币飞速射向地板；印度无人机丢失了标的目的；库珀的收割机主动聚集到农舍；叫人无比窒息的沙尘暴，以及莫明其妙的农做物枯萎病……
透过影片徐徐展开，诺兰告诉不雅寡，那一切都是由引力异常形成的——尘埃、硬币遭到引力异常感化而产生的奇异现象，比力容易理解，是由引力颠簸形成的（当然那也会对人体间接形成心理上的影响，不外诺兰有意忽略了）；无人机、收割机都拆有GPS，而GPS系统依赖于准确的引力批改，成果遭到引力异动的影响，失效了；形成农做物和动物大面积枯死的枯萎病，也是由引力异常形成的（虽然目前尚属科学梦想，还不是科学结论，但实在世界的科学家确其实专门研究了）；狂野残虐的沙尘暴，同样是连锁反响形成的，因为枯萎病招致动物大量灭亡，地表植被锐减，招致严峻的戈壁化。引力异常，不只让片子院里的不雅寡大开眼界，更让现实世界的科学家无比沉迷。因为任何实在的引力异常事务，都可能引发科学革命。事实上，从1850年以来，已经掀起三次科学认知革命。（当然，那里说的三次引力异常事务，其实是人类对引力认知上的一次次晋级，而不是片子中的引力异常现象。）
第一次，法国天文学家勒维耶发现了水星轨道异常进动的现象，申明牛顿的万有引力定律并不是完美无缺。
第二次，爱因斯坦精准预测出水星进动的丈量值，广义相对论从此确立了现代物理学的基石地位。第三次，瑞士天文学家兹威基发现星系团引力与量量之间关系异常，从而推论出暗物量的存在，占全宇宙1/4强的奥秘存在才被人类发现。如今，科学界对引力异常的探究，已经充实用到卫星。NASA发射了一颗GRACE卫星，专门用来逃踪整个地球外表潮汐力的散布、意向；欧空局也专门发射了GOCE卫星，绘造整个地球引力地图。
以上说了一大堆引力异常现象，那么问题来了：它是若何构成的？根据片子《星际穿越》里的布兰德传授阐发，引力异常是来自第五维度的引力。为什么？若何理解呢？起首，在四维宇宙中，也就是三维空间+一维时间的实在世界里，布兰德传授确信，没有任何一种力量可以形成引力异常，当然，他也不相信什么超天然力量。
在那个前提下，做为人类理性代表、理论物理巨匠的布兰德，唯有向额外维度物理学求解，也就是第五维度宇宙对人类四维宇宙的影响。（在此多说一下：诺兰、基普·索恩都很伶俐，没有引入更多高维宇宙概念，免得不雅寡彻底晕菜。）
第五维度宇宙？那也是科幻出来的吗？当然不是。
现代前沿物理学界有一个学科，专门研究「额外维度物理」，丽莎·兰道尔就是那一范畴的最权势巨子，她历经9年尝试探究，向世人首度展示了看不见的第五维空间，震惊全球物理界。感兴趣的伴侣，无妨翻看她的科普高文《弯曲的游览》。从第五维度宇宙寻求谜底，《星际穿越》科学参谋吉普·索恩解释称，布兰德传授列出3种可能的成因：①五维宇宙里的某种物体或者高级聪慧体系体例造的引力异常；②五维宇宙里的某种超等物体，在靠近人类宇宙挪动时引起的引力异动；③正在穿过人类宇宙的超体场，引发的引力变革。
什么是超体场？基普·索恩给出的解释是，就像描述磁场、电场、引力场一样，物理学家用「场」来描述那些在空间延伸、而且施加感化力的物理量。超体场，也就是五维宇宙中各个力场的集合。当那种超体场穿过人类所在宇宙的时候，就会产生引力强度的变革，从而形成《星际穿越》里的各类引力异常现象。布兰德传授确信，恰是第③种原因才是引发引力异常的关键！找到问题关键，间隔破解也不远了。接下来，片子情节走向破题。布兰德传授相信，超体场并不是仅仅解释地球上的引力异常，还有两个重要感化：①连结虫洞连通，②庇护人类所在的宇宙不被摧毁。
先说「连结虫洞连通」，根据广义相对论物理定律得出结论，若是黑洞与虫洞天然演化，很快就会断开，所以连结虫洞连通，只能依靠超体场连结连通。那就是片子中库珀为什么会说：「虫洞不是一个能够天然发作的物理现象。」恰是，五维宇宙的超等文明有意在土星附近——超等黑洞卡冈都亚的附近，造造了一个连通的虫洞，好让人类穿越。穿越的成果，是库珀进入超立方体，操纵引利巴量子数据传递给已经成年的女儿，如许墨菲就能够解出布兰德传授的方程组，从而找到操纵引力异常的办法，逃离地球。再说说「庇护人类所在的宇宙不被摧毁」，若是五维宇宙碰到人类宇宙，那么人类所在的四维宇宙将被摧毁。那能够从广义相对论物理定律推导出来。片子中布兰德传授察看到人类的宇宙明显没有被摧毁，必然有工具在阻遏，独一的解释仍是超体场，施加了一个力，制止人类宇宙变形，被摧毁。所以，传授穷尽半生求解那个超体场——拯救人类的末极谜底。最末在库珀、墨菲父女俩的超时空合力下，破解了方程组，解开若何控造引力异常的秘药，使得人类飞离地球，移民太空，物种得以延续，文明进而晋级。从另一个角度看，引力异常是由超体场引发的，而超体场中生活着五维超等文明，却在庇护着人类，那个看似矛盾的情节，实则是诺兰有意为之。
不管五维宇宙跟人类宇宙碰击，五维超等文明有没有才能控造得了，成果却是，引力异常倒逼人类自救，当然是在五维文明「他们」的庇护、引导之下，人类彻底从地球人蜕酿成太空人。
做为导演诺兰要传达的是，人类最末可以超越四维世界，超越自我。就像片子中库珀对机器人塔斯说的：「他们不是什么超体生物，他们就是我们人类，他们在试图帮忙我们，就像我在勤奋帮忙墨菲一样……我相信是那些已经进化到超越如今已知范畴的四维的人类。」做为《星际穿越》影片的独一科学参谋，基普·索恩希望传递的价值在于：「科学在处置严峻挑战时蕴含着庞大的力量。」做为一位科普做者，我想表达的是：在宇宙的狂野风暴中，唯有科技才气拯救人类遭遇的保存危机。
那才是科学的力量。