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《星际穿越》虫洞大揭秘:中国电影学学吧

来源:未知 时间:2019-03-05 10:30

  《星际穿越》是迄今唯一一部运用物理学法则创造极端宇宙环境的好莱坞电影。几个月前,该片的科学顾问基普索恩披露,为了追求视觉效果,电影中有部分特效违背了物理学原理,进行了一定程度的“自由创作”。

  虫洞是连接时空区域的隧道结构,能够成为在宇宙的不同区域之间往返的捷径。理论物理学家对虫洞进行了几十年的研究,但是仍然不知道它在宇宙中是否真的存在,也不知道物质是否能够穿越。

  什么都无法阻止科幻作家把穿越虫洞当作一种超越距离的、来去自由的旅行方式。不甘落后的好莱坞也是如此,虫洞已经成为电影明星,无论《星际迷航》还是《星际之门》,甚至《阿比阿弟的冒险》这样的影片,都以描绘虫洞为卖点。

  随着加州理工学院理论物理学家基普索恩和电影导演诺兰的合作,电影中这种“不真实”的虫洞已经成为历史。

  诺兰希望《星际穿越》中的视觉效果能够尽可能地接近真实,因此邀请了索恩这位黑洞和虫洞专家来共同完成。索恩对虫洞的视觉化十分感兴趣,他认为如果成功,那么就可以在广义相对论教学中加以运用。

  索恩和伦敦的“双重否定”特效小组进行了合作,来共同创作逼真的视觉效果。几个月前他们发表的一篇论文,讲述了事情的经过。

  《星际穿越》是一部叙事电影。电影讲述了人们在土星附近发现了一个虫洞,并决定派遣宇航员进行穿越,以寻找宜居行星因为地球正在逐渐变得无法生存。

  故事中的一个主要视觉元素,是要能够通过虫洞看到另一侧的星系,以及从另一侧看到土星。这样的视觉效果该如何呈现呢?

  我们可以用计算机追踪场景中光线的轨迹,确定哪些光线可以到达摄影机镜头所在的位置,从而生成影像,但是这种方式是无效的,因为大部分光线根本无法到达摄影机所在的位置。

  另一种更为有效的方式是倒转时间线,让光线离开摄影机,回到它们原来的位置。以这种方式,计算机只需专注于处理那些最终能够成像的光线。

  因此索恩用广义相对论推导出了多个方程式,来确定通过虫洞的光线轨迹。随后“双重否定”小组用这些方程式生成了一个能够反向运行的计算机模型进行模拟。

  诺兰选择了一种较短的虫洞,它能够奇妙地呈现出遥远星系的扭曲影像。但是,穿越这样的虫洞所需的时间太短。

  特别是当飞船在虫洞中穿行时,虫洞尽头的天体会从中心开始放大,直至充满整个画面,要将其视觉化是非常困难的。“因为在参考系中,没有平行或其他类型的相对运动,对观众来说,看起来就会像镜头拉近了虫洞中心似的。”索恩说。

  但是简单地把镜头拉近并不是电影人追求的视觉效果,他们想要的是从宇宙一端,通过捷径到达宇宙另一端的感觉。“为了强调这一点,诺兰召集了视觉团队,并传达了他的要求。他想表达的是一种对异域环境的穿越,它主要和虫洞外的景象有关,但是同时又结合了穿越的基本要素,以及急速接近目的地的感官体验。”

  因此他们最终请视觉特效师加入了一些动画,来体现这种运动感。“最终我们得到的这一系列展现虫洞内部的镜头,能够被普通观众所理解。”

  但无论如何,对细节的极度重视还是体现了导演及其团队对电影科学性的承诺。索恩也坚信,电影的整个制作过程能够为学习电影制作和广义相对论的学生提供灵感火花。

  当然,谁也不知道虫洞真正长什么样。根据当前的认识,要制造一个《星际穿越》里那样的虫洞,可能是物理学法则所不允许的。

  但是仍然有不少观点认为虫洞可能是存在的。第一种观点认为虫洞可能存在于量子尺度上,因此如果有相当发达的技术能力,就能以某种方式把它放大。

  第二种观点认为我们的宇宙可能内嵌在一个更大的宇宙中,这个宇宙名为“膜宇宙”。我们可以穿越到其他维度,然后再回来。

  虫洞以其他方式存在的可能性反映的其实是,不管有多少重要的见解,我们在物理学上仍然处于蒙昧和无知的状态。当然,小小的猜想并没有坏处。

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