《星际穿越》的读后感10篇
《星际穿越》是一本由基普·索恩 (Kip Thorne)著作，浙江人民出版社出版的平装图书，本书定价：CNY 84.90，页数：358，文章吧小编精心整理的一些读者的读后感，希望对大家能有帮助。
《星际穿越》读后感(一)：谈谈维度——珍珠和麦粒，你选哪个？
前年读了《时间的形状》《量子物理史话》《时间简史》《果壳中的宇宙》四本书后，世界观几乎被翻了个个儿，震惊得就剩一个感觉：天啊，这么重要的知识我居然现在才知道。从这四本书开始，我才真正感觉了解了一点物理学。物理学四块拼图，学校只给了一块：牛顿物理。这算是经济适用型物理了吧，指导地球用的。我真不懂为什么学校要屏蔽掉另外三块，也是最迷人、最性感的三块，可能是怕我们光顾着抬头看星星，忘了脚踏实地。我真懒得再抨击学校教育了。
有一次去见人，聊到量子物理，这位说他不明白研究那些无法求证的、类似于哲学的东西有什么用，薛定谔的猫是死是活到底有什么意义。我当时的感觉，用一位诗人的话精准地描述就是：我悲哀地看着你们这群不懂得悲哀的人。学校和社会是这么教我们的，要做有意义的事情。我一直不知道做有意义的事这件事意义何在。关键是，如何去定义一件事是有意义的。其实这不过是一种实用主义，是以一种榨取而非探索的态度对待世界，去做哪些短期的、试错成本低的、回报率最高的事情，最好像彩票开奖一样，瞬间揭晓。于是，研究薛定谔的猫是死是活成了没有意义的事情。我告诉他，这个远离我们生活的、没什么意义的量子物理，推动了整个20世纪的信息革命。
网上无数次有人质疑为什么花费纳税人的钱去搞远在天边的探月工程，而不去补贴贫困经济。《星际穿越》这个电影一开始也讨论了这个问题，要种地还是要探索宇宙。在电影结局中，答案显而易见了。对我们这样的普通个体，我依然认为找齐剩下的三块拼图是至关重要的，也许无关你的生存，但是有关你的眼界和格局。
在读到此书之前，我以为牛顿物理加上相对论和量子物理，三者已经构成完整的物理学版图了，整个发展过程已经相当迷人。但是，本书开启了一个全新的领域：量子引力物理。书中关于黑洞、虫洞、宇宙膜、奇点等的介绍让人大开眼界，但最令人印象深刻的还要属引力的跨越时空。引力可以把信息送到过去，想想就让人激动啊。当然，前提是得冲出三维空间，在超体中完成。我特别想说说维度这个事。
维度这个词现在很热，当然不是因为大家都读了这些科普书，而更多是因为互联网催生了这么一个热词。《三体3》里有一段对四维空间特别具有想象力和画面感的描写，并创造了一个概念“降维打击”。在《时间的形状》和《量子物理史话》两本书中，都对弦理论做了介绍，但完全是抽象的，在《星际穿越》里，我才真切地读出了具象的感觉。
维度，是一个特别神秘、特别高大上，还特别容易被人拿来摆谱的词儿。只有身处更高的维度，你才有机会实施降维打击，就像库珀进入五维空间，才有机会向四维的地球传递信息。很多人，很多互联网公司，都自称延展出了多个维度，号称要对行业进行“降维打击”。如果读一下《星际穿越》里对维度的真正解读，那么这些人和公司恐怕就会发现自己误会了，因为他们所说的多个维度，其实还是一个维度，因为它们都能折算成一个东西——钱，或者别的什么资源。那么什么才是真正的多维？最近听到一个有趣的解读，屈原那句著名的词赋：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索——意思是说路很远很长，但我不想一直走，我要“上下”求索。这说的是升维，也就是从平面的路的这个维度，进入立体的“上下”的另一个维度。所以，维度之间基本是不挨着的，没有什么共通之处，是完完全全的另一个世界。这一点书中从各个角度反复讲了好多内容，唯有引力能穿越这些维度。
因此，真正升维是很难的，但我们又必须这么做。对库珀来说，这就是拯救全人类。对我们来说，这就回到了开头的问题，什么事情是有意义的。在我理解，两种不相关的知识体系就可以构成两个维度，如果你是一个商人，那么学习天体物理看上去是没有任何意义的，对你原有的经商知识结构没有任何增量，但是却拓展了你的思想维度，让你的格局和认识得到升级。所有人都应该不断地做这种思维升维，因为长期在一个低维的世界里的最大危险，是你意识不到自己处在一个低维的世界，你对自己的根本性缺失是毫无感觉的。就像驴子蒙着眼睛拉磨，农民为它降了空间一维，驴子的世界变成了二维，卯着劲往前走，其实只是原地转圈。
在原有的思想维度上构建出一个新的维度是相当困难的，这意味着你要付出更多的时间和努力，来理解和接纳一个全新的世界。就像我刚接触这些前沿物理知识时，以原有的知识结构根本理解不了，可是当这些知识碎片慢慢拼接起来时，就像是爱丽丝掉进了兔子的洞里，眼前出现了崭新的、明媚的、梦幻般的空间。如果你一直处于最小的维度，或者干脆零维，我敢说，想成功、想幸福几乎不可能。爱因斯坦有句话，如果一直做同样的事，就别期待不同的结果。我们当下这个浮躁的、焦虑的社会，奉行的是一种速成的、简单答案的干货文化，而沉静的、没有戏剧效果的修行功夫很少有人去练。当我们特别渴望干货的时候，是不是就在对自己实施一种降维工程？我们是不是也应该去拥抱无用，拥抱冗余，结交无用的朋友，找一个无用的爱好，去一个成不了景点的地方旅游，没有好处地去帮助他人？一样东西，一种知识，如果跟当下的需求不匹配，但却会跟另一个场景、另一个维度的需求存在潜在的匹配。如果你太关注眼前的意义，而丧失多维度的路径，很有可能在将来把自己逼到死角。《圣经》已经告诉我们了，一切福音都是诅咒。
仰望星空和脚踏实地哪个重要，根本区分不出来，二者必须结合在一起，就像当下和未来，你不能放弃任何一个。我们在崇拜明星、富豪们的时候，有几个人知道基普·索恩这些科学家在为人类向未来开疆拓土做着艰苦的努力，他们在为人类拓展着维度，又有几个人愿意去加入他们，甚至是去一窥这些远在天边的、但却是人类最智慧的知识结晶。伊索寓言里有句话：地上有珍珠和麦粒，公鸡一定选择后者。作为公鸡，你当然不知道珍珠的价值，因为在你的维度世界里，只看得到麦粒。
《星际穿越》读后感(二)：科幻并不是幻想
看星际穿越的电影在看书之前，一边看书，一边回想几年前的电影情节，总有原来是这样的感叹，也被这种以科学严谨的态度拍电影的精神折服，反观国内打算拍三体的某导演，若没有这样的实力，还是放三体一马，到别地儿捞钱可好？
星际穿越的情节并不新颖，无非是世界末日拯救全人类的老套情节，然而这种情节从小看到大，还是看得津津有味，或许埋藏在人心中的总有一种末日英雄的情怀。书中将电影里出现的物理概念一一梳理，从黑洞，虫洞到引力波，多维空间，足以将门外汉引进门，发现我们所处的宇宙是多么神秘璀璨，黑洞就如水中的漩涡，虫洞就是苹果上被虫拱出的洞，这样的比喻一下子就让人在现实中找到可以对比的实物。更惊喜地是，教授在书中预言过不了多久引力波就会被发现，果不其然，16年就有科学家发现了两个黑洞合并发出的引力波信号，这对我们利用引力更近了一步。
多维空间是电影剧情推进的关键，对于三维空间中的人类来说，我们可以上山下海，但唯有时间这个纬度我们无可奈何，无论地球毁灭还是太阳熄灭，时间线都不会受到任何影响，而对于多维生物来说，改变时间就像翻一座山过一条河，过去未来从此如履平地，想想都一颗赛艇。。。而引力很有可能是三维世界和多维世界联系的纽带，也是电影中传递奇点信息，统一万有引力和量子力学的关键。
如今，人类正处于新科技革命的前夜，而可控核聚变有可能就是引爆这场革命的导火线，有了取之不尽的动力和能源，人类才有可能逃脱引力的束缚，去向星辰大海，这时宇宙才慢慢向这些探险者揭开面纱。而科幻并不是幻想，而是在现有科学事实上合理的梦想，梦想还是要有的，万一哪天就实现了呢？
《星际穿越》读后感(三)：星际穿越读感
很想看，却一直没有机会看的科幻大片《星级穿越》拜暴风影音所赐，终于看到清晰版的了。 电影基本的框架就是典型的美国大片模式，英雄人物完成了不可能完成的事情，从而拯救了人类，离开了已经不能居住的地球。在这个主线中，插入了很多科学概念，主要是宇宙中的黑洞，虫洞，巨大的重力和质量引发引力与时空的扭曲、五维空间等。另外还引入了感人的父女之情！爸爸和女儿超时空的多次交流，让不同时空错乱的出现在电影中，以实现故事倒叙插叙的表现效果。 在女儿童年时分离奔向宇宙，短短数月后再次通过显示屏见面，女儿已经30多岁了，而且还对父亲产生了一丝误解以为父亲是有意抛弃了自己。此时父亲的心里真是无比的煎熬啊！ 更有甚者，其后的短短时间（电影没有表述清楚，应该是以小时为单位的时光）里，父亲在接近进入黑洞的过程中，又引发了时间的扭曲，对父亲而言只几小时，对女儿已经几十年过去了！等到“他们”（无详细表述）让父亲回到人类位于土星上空的“太空之家”时，按照地球的时间推算，主人公已经离开了九十多年！其后父女之情被推到顶点，黑发人送白发人！只是这个黑发人竟是父亲，白发人竟为女儿！每一个父亲看到这里，心里的酸痛是何其的多啊……泪奔！【题外话：近期歌颂表达父女之情的信息好像一下子多了很多，为什么？难道不是外界信息的变化，却是我的心在动吗？】 之后，父亲了却了父女之情的牵挂，带着女儿的期望毅然再次出发，为了探索人类新的家园！这时的他已然是个钢铁战士！心再无畏惧再无牵挂，带着人类的未来再次出发！去寻找女猪脚（女科学家，在男猪脚进入黑洞的一刻和男猪脚分开去探寻最后一个可能的人类宜居星球。因此，女猪脚和男猪脚始终是在同一个时空中，所以生理的老化程度也是一样的。）。 电影结尾，女猪脚在最后一个备选星球上埋葬了100年前先到达的前男友（前男友过的是正常时间），摘下头盔深深吸了一口气（意味着这里真的是人类适合居住的星球，竟然有新鲜的氧气）！ 自此，故事完美结束了。其后可想而知，男女主人公必然是新的亚当与夏娃，在新的“地球”上让人类文明得到繁衍 ！ “人性”，是美国灾难、科幻大片的主线。每次当人类已经绝望之际，“人性”的出现往往挽狂澜于既倒，或表现为爱，或表现为善，成为人类战无不胜的法宝！ “人性”也就是《中庸》的“天命之谓性”中的性，佛教的“人人皆具佛性”的佛性。人本身就具有着，然被繁杂的尘世云烟遮盖了，迷惑了。但人性不改，依然静静的存在于人心的深处，等待着发光的时刻。只是，这不是一件容易的事情，没有时间的磨砺，没有境遇的挫折，不会被激发。因此，古今中外，真得道者寥寥无几。圣人说的大同世界其实实现的根基就在这里，如何让“人性”的光辉闪耀！ 另外，电影中的未解之谜是，为什么“他们”单单选中了墨菲？就因为，其父亲是个宇航员？因为笃定他们可以因为“爱”而互不放弃，直到找到 利用通过引力场穿越时空界限 取得联系吗？ 但事实是主人公在黑洞中是自己让之前的自己找到宇航基地坐标的，也就是说在主人公未出发之前，他也已经在其当下的未来时间到达黑洞中了。这是一个悖论，陷入了一个循环。这一循环的开始之际在哪里？如何开始？我想，只有更多维度的空间才能解释这个问题，也就是在五维空间之外的第六维空间的存在。这个第六维平行维度中主人公通过引力不单单穿越了本世界的时空，同时也穿越了平行世界的维度，推动了这个循环的产生。由此继续推下去，太阳系中的虫洞也应该是另外更多维度中的某一个维度的人类世界，由于充分发扬了人性的光芒，使得文明程度大大超前，直至发展到可以随意在不同维度的宇宙中拿捏时空引力场于弹指微笑间。从而在关键的时间给我们这个“不知”（论语中，不知为未能开发出智慧与本性之意）的世界打开了一个虫洞吧。 好吧，就这样吧，再想下去太伤脑筋了。 总而言之，这是一部好电影！ 最后，无法想象爱因斯坦的相对论是如何推断出来的？难道也是其父亲在五维空间的矩阵中通过摩斯代码给他的指点吗？
去掉的一分仅表示我对书籍质量本身而非大师和内容的不满，在当当上买的，首先想说油墨的味道很大，书脊封皮破了，我在阳台上整整放了三天才能看，然后很不幸的，前面大约有三分之一的书页脱胶，快散页了，好在里边的内容实在是太丰盛，不管怎么样，是一本好书。
@我在北京捡垃圾 在评论里说可以退货，退货成功啦，又从亚马逊入了一本，改评分为5分~
精美的配图，大量华纳授权的剧照，卡冈都亚的引力透镜图仍然非常震撼，对于物理定律以及各种运动轨迹有很详细的的示意图，配合剧情的讲述，非常好理解，不过到ADS膜、超立方体以及五维空间那里还没有特别理解。
从Kip教授和诺兰导演的协作情况来看，一般是导演根据自己的构想或者剧情需要展开想象，物理学家在已有定律中推导出可能性，再提供几组参数，让导演进行选择，导演往往会避免让观众陷入太多的概念中，读起来特别佩服导演的功力，首先是他对物理定律的了解，然后是他的想象力实在是非常的丰富。
作者非常严谨地把星际穿越用到的物理知识分成了三类：
T：物理事实
EG（Educated Guess）：有根据的猜测，部分已验证，但无十足的把握。
（Speculation）：猜想，还未得到验证。
这本书里解决了大家一直想问的问题，就是Cooper为什么没有在黑洞里被潮汐力撕碎，Kip教授给出的答案是（我尽力按照我的理解来）：
1、卡冈都亚的奇点是一个外飞奇点，它的潮汐力像一个薄片，很快地增大又变小，所以通过之后虽然机会不大，但有可能只是部分损伤而幸免。
2、在潮汐力增大的临界点，Cooper被弹射到五维生物放置的超立方体中，得到了营救。
不过我很奇怪的是，罗姆尼在Cooper去米勒星球的时候他处于黑洞的event horizon之外，为啥不能传递信号出去呢？
感叹一下爱因斯坦的牛逼之处，现代物理大部分的性质，比如黑洞的具体性质以及奇点，都是爱因斯坦相对论方程中推导出来的，是爱因斯坦方程的其中几个解，Kip也不吝溢美之词说爱因斯坦是个天才，在《时间简史》里，如果我没看错的话，霍金也只明显夸赞过爱因斯坦一个人，其他人他都是xxx的成就相当于xxx在xxx的突破，还吐槽了爱因斯坦方程不好计算。
目前物理学处于有大一统希望的时刻，但目前引力与量子力学还无法调和，黑洞的奇点小到了量子物理学的范围之内，如果能够得到奇点的性状数据，将很有可能让量子引力学有所突破，让量子力学和引力即广义相对论统一，完成爱因斯坦和本世纪的物理学家们未完成的使命。
任何的颠覆都是从边缘开始的，一点点观测上微小的差距就让牛顿经典物理学被颠覆，物理学大厦的基石就这样在边缘一次次的推翻中建立起来，而每一次的科学变革都对哲学以及社会产生了不可估量的影响，比如量子物理学中的不确定性定理，在社会文化中，很多人对不确定性定理展开了自己的想象和演绎，科学大法好。
《星际穿越》读后感(五)：穿越
序
这是对克里斯托弗·诺兰的《星际穿越》这部电影涉及的科学问题的解释，一开始我只是觉得这部电影在故事情节与叙事表达中不是很出彩，但是看完这本书之后，我觉得力求没有科学错误的去拍摄一部涉及前沿物理学的科幻大片，确实是很不容易！
当了解完这部电影后面富含的科学内涵的时候，我默默的提高了自己对这部电影的评分，与此同时，我对诺兰本人所拥有的极高的科学涵养，尤其结尾表现超立方体与时间的那一部分，完全是他自己凭借自己对超立方体与多维世界的理解构造出来的，连这位获得诺贝尔物理学奖的基普·索恩，都为之感叹不已。
穿越
这本花花绿绿的图画书，其实是一本相当严峻的科学书籍，本书大概有一半的篇幅，我是看不懂的，或许是似懂非懂的。在本书的末尾，作者有这么一段话，其实很有意思：
每当我观看电影《星际穿越》或者往回翻阅这本书的时候，我都惊叹于这里所包含的大量科学知识，惊叹于这些科学知识的丰富以及它们的美妙。
更重要的是，我会被《星际穿越》里潜在的乐观信息所感动：我们生活在一个被物理定律支配的世界，我们人类有能力去发现、去探索、去掌握这些规律，并用来掌控我们的命运。
博士
传闻《星际穿越》中对黑洞冈利亚的动画生成，都足够在高质量的期刊发表4-5篇论文了，也就是说，你在看电影的时候，看到的黑洞的景象，看到的光晕，看到的光的折叠，看到的惊涛骇浪，都是符合当下人类已经掌握的物理学的。意味着以人类当前掌握的科学知识，近距离的观看黑洞就是这样了，就为这个场景，也值得我们重新再看一回《星际穿越》！
诺兰的打造的这个超现实的黑洞视觉，是一家叫做Double Negative的图像公司做的，这公司在伦敦，其中
视觉团队的负责人及首席科学家奥利弗·詹姆斯是光学与原子物理专业学位
艺术团队的负责人是尤金丽娜，毕业于牛津大学，攻读的是数据工程与计算机专业
建模与仿真时，基普用的是Mathematica，视觉公司把这些数学公式变成了计算机代码，渲染成了IMAX画幅的图像。读到这里的时候，让我不得不想起一件让我遗憾的事情，当年硕士毕业没有选择出国读博，这是我最遗憾的事情了。
一直觉得，博士就业艰难，博士毕业能干什么呢？而今发现，我能接触到的博士，似乎没有谁混得比较糟糕的，也应验了导师重复了一遍又一遍的老话：
外面那么多人想读我的博士，你们有机会却不珍惜，你们终究会后悔的。
我承认，我真的后悔了。博士只是一种做科学研究的方法，而且必须要有限的时间内，达到一定的学术高度，这个过程才是最难能可贵的。如果有机会，在某一个领域推动某些工作到达一个新的高度，继续的在科研路上走下去，也是一件快乐的事情。
鼠目寸光
然而在这个时代，还是急需大量理科博士的，尤其是计算机方面的。人在面对每一个选择的时候，选择当下最优的，至少自己觉得是当下最优的，但是从长时间来看，会偏离真正比较好的未来很远。这就是我们计算机算法中贪心算法的弊端，因为有些选择，当下看起来不咋的，但在未来却可能带来很好的回报。
人生也是这样，虽然我们都知道要目光长远，而在自己做选择的时候，往往就做不到目光长远。
洞见与观察力，是一种极需要智慧的技能。
结语
这部戏上演的时候，基普发起的LIGO计划还没有探测到引力波，但基普已经假设引力波已经存在，并在爱因斯坦的基础上提出了自己对宇宙与黑洞的看法，甚至与霍金打赌，霍金还输给他一年的成人杂志。
看看电影，看看科普书，对我来说，无疑是一件相当享受的事情，有些东西不一定能看懂，先存疑，以后再看看别的书，说不定就能看懂了。
看这样一本书，或许就是一件在短时间内，没有什么回报的书，但从长远来说呢？这可未必！
《星际穿越》读后感(六)：维度
oiler Alert
在我们进入对“Interstellar”的具体讨论之前，也许需要对诺兰导演进行一个小小的总结和分析——他也许是我们这个时代最能兼具票房号召力和影迷人气的导演。如果我们抛开影视工业的层面，仅仅从个人才华上分析诺兰的成功，那么他最大的优点和长处在哪？或者说，诺兰的电影到底好在哪？
我认为是对叙事结构的精巧设计。很多导演都会采用非线性叙事， 但毫无疑问诺兰是其中的佼佼者。以我个人最喜欢的诺兰作品“Memento”为例，同一主角的两条故事线，故事被分割为碎片，一条顺序发生，一条则是真正的逆时进行。就好像一根由两端分别点燃的线绳，逐渐在填满火药的中点交汇，爆发出了最后的火花。这样的设计需要主创具有极其清醒的头脑，故事的细节必须被小心的设计，才能在最后的交汇处给予观者以智识的快感。不同于普通非线性叙事的形式美感，诺兰的作品具有某种数学式的精妙美学。
而精巧结构中蕴藏着更加奇妙的现象：结构本身所存在的张力自然地渗透进入了叙事之中，故事的展开显得水到渠成。当然，这与类型上的悬疑片特点有关，观者在终于捋顺结构的同时，也就同时释放了悬念，得到双重的满足。
一些广受好评的诺兰电影都具有结构复杂精巧的特点，例如“Inception”的五重梦境。当然黑暗骑士三部曲不符合这个范式，在这三部电影里，诺兰体现的是对既有题材的主题改造深化能力。但如果我们从另一个角度来看他的作品，会发现，在结构之外，诺兰其实是相当好莱坞叙事的（或者称之为“通俗”）。“Inception”的每层梦境中的故事都是一个完整的、cliché的好莱坞故事。而黑暗骑士系列则也是对好莱坞既有主题的化用（善恶模糊、社会运动），创新之处只在排列组合。从这个角度来看，依然是把握结构的能力。
终于，让我们用这样的角度审视“interstellar”，在这部电影里，诺兰的创新体现在哪里？当然，在故事的主题上，不出意料的传统：父女之间的感情是贯穿始终的着力点和落脚点，虽然诺兰在访谈中表现了对“2001 Space Odyssey”的推崇，但他显然没有拍摄元叙事电影的勇气，还是选择了最安全的亲情作为情感主线。诺兰甚至不惜用将近一个小时的篇幅来铺垫二人的关系，这在一部以星际旅行为卖点的科幻影片中是多么的大胆。
那么创新在哪里？我认为是罕见的“硬”科幻元素。有基普·索恩做科学顾问，interstellar里涉及的科学细节都存在严肃的理论基础，电影中的人物用大量的科学术语告诉现实中的观众，我们所做的一切都是可能的，只是还没有实现而已。而如果观众们回去查“虫洞”、“奇点”的维基百科，则又会印证影片里的情节。
但问题出现了，科学基础的严谨性在某种程度上只能代表影片的严肃性追求，甚至可以当做宣传卖点，但不能起到如精巧结构或主题创新的作用，即成为影片的真正驱动力。事实上在Interstellar主题方面是有新的发掘空间的，即人类对待地球的态度——是矿洞还是家园（恰好可以跟去年的“gravity”形成互文）？但诺兰在这个角度的探索浅尝辄止，又在最后以一种偷懒的方式解决了这个矛盾(我们将在后面提到)，而把情感重心完全放在了父女情上。这个主题是如此的主流，也就不得不考验诺兰在一个通俗框架里驾驭电影的能力了。
可正如许多影评家批评的那样，诺兰在技术环节（叙事技巧、调度剪辑）上从来不是一流的。前三分之一的地球生活戏，只是略显拖沓，但你也可以说是扎实细致。但星际旅行之后，情节在技术细节和情感线索之间就显得有些顾此失彼。这样的缺点在影片的结尾体现得尤为明显：Cooper进入五维空间，与Tars进行了大量的、原理性的讨论，可以说是揭开科学性谜底的关键情节。但此时叙事重心突然转到了父女二人通过奇点的沟通上，而此时我满脑子还在试图用Cooper刚才的台词串联起电影的科学逻辑，几乎错过了这个情感高潮。
另一个问题存在于情感线索本身，Cooper的挣扎在于是信守与女儿的承诺，还是为了任务牺牲自己？更进一步的则如Dr Mann所说，是选择对亲人的小爱还是对人类的大爱？但所有的这些矛盾，诺兰都用巧合而不是人物的内在动力解决了：恰巧燃料不足要求Cooper必须牺牲自己（两难抉择被虚置）、恰巧刚好进入奇点与女儿沟通解开她的心结（情感冲突被解决）、而最后的巧合更是夸张到了又能从黑洞中出来再次见到女儿。情感线当然圆满，重逢的场景当然煽情，可这样也就失去了借人物挣扎让我们借机审视自身的机会。
作为星际旅行电影，另外一个吸引人的关键是利用视觉呈现，带我们进入浩瀚的太空。在这点上，Interstellar显然无法与去年的gravity相提并论。但伴随着Hans Zimmer的配乐，以及对黑洞外观的高科学性模拟，还是让人非常愉悦震撼的。但诺兰再次在自己不擅长的动作戏调度剪辑上表现出了粗糙。以Miller行星的戏为例，当他们发现远方的并不是山而是巨浪时（顺便说我觉得是全片最具表现力的镜头），电影缺乏镜头来交待飞船、两名宇航员、记录仪和巨浪之间的位置和距离关系，观众也就因而不知道Brand去取记录仪的危险性。在之后的整个过程中，镜头在呆板的中景近景间切换，每个景别都是一个人物的单独画面，信息量极其不足，使得观众丧失了感同身受的紧迫感。当然这个场景里更让人匪夷所思的是，为什么不一开始就让机器人去取？以及为什么另一名宇航员干等着不跑向飞船导致自己最终牺牲？同样无法让人满意的还有Cooper和Dr Mann的打斗戏。
大卫·波德维尔所总结出的诺兰所擅长的一点是交叉剪辑。而影片的最后部分出现了一段堪称大型的交叉剪辑：一边是Cooper从追Endurance到进入黑洞，一边是女儿烧掉哥哥玉米田，折返回老屋要接走哥哥妻儿。这段体现了诺兰的水准，在画面风格上，地球上的昏黄紧张喧嚣感，和星际空间的孤寂黑暗感，形成了强烈对比，但内在都充满了紧张感和悲壮感，映衬了“不坐等黑夜”的拼搏主动精神。
但当Cooper进入五维空间之后，交叉剪辑还在延续，也是电影所设想的高潮，但因为种种原因，相较于物理的丰富维度，这段的情感就显得非常扁平。其一是上述的理论消化时间造成的观众难以进入情境，而且在影片的理论空间下，既然gravity可以超越时间，也就并没有女儿解密的紧迫性，交叉剪辑事实上并不是时间上的并置，那此时的情感张力也就显得做作了。当然，依靠巧合而非人物内在动力解决矛盾的偷懒，也是造成这种扁平的重要原因。结尾处的煽情场景，则更加套路化，显得异常平庸。且让观众难以接受的是，在结尾部分，除了父女相见的煽情，也只有轨道站上的奇观展示（而且相当敷衍了事）。
叙事维度的缺乏同样体现在人物的扁平，儿子的角色有存在的必要吗？他在观众心中和父亲心中一样没有存在感，而Dr Mann则又是一个本可挖掘，但语焉不详的人物。当然所有的重心都集中在了父女二人身上，可如此宏大的故事架构，视角太过狭窄实在是让人感到遗憾。
所以诺兰真的这么糟吗？当然不是，即使在这部电影里，他所体现出的严肃的态度依然是现在大多数导演缺乏的。在星际旅行这个题材上，他没有陷入一些我并不喜欢的科幻片的幼稚性窠臼中，而是以惯有的认真态度，打造了一个没有印第安人式外星人的、具备现实性的故事。而这个故事本身如果能讲得精炼点，也算是大制作中的佳篇。但严肃性从来不能取代艺术性，电影让我们审视外部世界的同时，更吸引人的功能是让我们审视自己的内心，而这是interstellar所缺乏的。造成这种缺乏的原因在于电影本身维度的匮乏，诺兰在缺乏一个基础性构建的情况下，是难以真正以电影的方式扩展电影自身内涵的。这一点在“The Dark Knight Rises”中已有体现，Interstellar则是他作为导演的缺点的更加集中的体现而已。正如一个后现代主义建筑师，如果脱离了结构上的花巧，设计方正的国际主义建筑时，那些以往被掩盖了的采光、舒适性上的缺点就会显得刺眼。
所以我反对对诺兰的造神运动，神的特点是无所不能，而优秀的电影导演应该时刻清醒地认识到，什么是自己擅长的，什么是自己不擅长的，如何扬长避短。
《星际穿越》读后感(七)：给影迷看的天体物理学科普书
我特别喜欢《星际穿越》这部电影，它是一部非典型的好莱坞电影，有着严密的科学理论支撑的科幻片。空间时间上的格局很大，但情感的内核却很小。拜这部电影所赐，人类首次在IMAX电影屏幕上看到有史以来最符合科学理论的宇宙图像、虫洞的内外和黑洞的诡异美丽。影片上映后，知乎上立即有这么个问题“电影《星际穿越》中有哪些科学上的错误？”。这个问题下有172个回答。但是，大部分人都不懂得什么样才是一个合格的观影人，什么样的人才有资格去喷科学错误。你懂相对论吗？量子力学呢？黑洞的质量、引力、透镜效应呢？这些都不懂，你质疑什么劲？
所以所有怀疑这部电影的科学性的朋友，要了解到一点：这部电影是先由一群加州理工大学的科学家构想完善，然后才经过好莱坞的电影工业体系加工的电影。有意思的在于，导演自己说，他对物理没有兴趣，他只是想讲述一个宏大背景下的亲情故事，导演要保证的电影里的科学性保证。那么他有哪些保证？KIP THORNE 基普·索恩，本片的科学顾问，也是本书的作者。引力物理与天体物理学领域的集大成者，当今世界研究广义相对论下天体物理学领域的领导者之一。其他做出贡献的有太空生物 学家、行星科学家、理论物理学家、宇宙学家、心理学家和空间政策专家、植物学家、植物降解微生物专家…………
索普在于电影开始前，就定下了两条准则：1、影片中的情节不能违背已经牢固确立的科学准则；2、猜想也要源于实际的科学。更有意思的是，在很多细节上，导演有自己的想法，而科学家就回去衡量可能性，并计算前提条件，然后用严密的数学方程式和计算机程序，为我们打造出无与伦比的视觉奇观。
阅读这本书之前，建议再看一遍电影，然后看一下探索频道的同名纪录片《The Science of Interstellar》。最后我们可以开始痛苦的阅读之旅了……
书的开始，是序言。导言序言、北京天文馆长序言、作者为中文版特别撰写的序言。然后是译者序言，一些中国国家天文台的物理研究者。然后是引言。索普讲述了这部电影的起源、与导演的沟通、与主演的沟通、与视觉特效团队的沟通过程。
前菜结束。接下来就进入主题，天体物理学巨擘用尽量简单的语言为我们带来七个部分的科普……
1、宇宙奥秘（宇宙基本知识）；2、卡刚都亚（黑洞的基本知识）；3、地球大灾难（枯萎病的科学解释）；4、虫洞和太空跳跃；5、黑洞周边（米勒星球的设定）；6、极端物理（高维宇宙）；7、掉进黑洞后的科学解释和猜想
刘慈欣在采访中说他读罢克拉克的科幻小说《2001：太空漫游》，“突然感到周围的一切都消失了”，“孤独地面对着这人类头脑无法把握的巨大的神秘”。“真正的科幻应该是人们感受到宇宙的宏大，应该让他们终于有一天在下夜班的路上停下来，长久地仰望星空。” 这也就是我们为什么不能仅仅执著于脚下的土地，也要把目光放在遥远的宇宙。
《星际穿越》读后感(八)：请温和地走进科学的凉夜
尽管如此，人类仍然还是以地球和地球附近的空间作为基地，通过天文观测的手段去了解地球之外的宇宙。到目前为止，人类离开地球最远的距离以光速计量的话还不到两秒钟，而人类发出的走得最远的探测器，经过了将近40年的时间也才走了不到1天，那只是我们所处的太阳系的大约500分之一的距离，而我们的太阳系，只是银河系里上千亿个恒星系统中的一个。银河系又只是宇宙中（可能也有）上千亿个星系中的一员。
“他们，”她说，“是五维的生命。对他们来说，时间也许只是另一个物理存在的维度。对他们来说，过去也许只是一个他们能够跋涉进入的峡谷，而未来是一座他们可以攀登上的山峰。然而，对我们来说，并不是这样，明白吗？”在电影最后段，我们看到男主角库珀（正乘坐超立方体[tesseract]进入五维空间）沿着超立方体的对角线向上移动，相对于地球时间前往未来。我们稍微想一下就会明白，如果他在超立方体中向下运动，就会回到地球时间的过去。在五维世界里，库珀做到了阿梅莉亚所说的“他们”（五维世界的居民）能做到的事情。
我们不知道是什么引发了大爆炸，也不知道在那之前世界是什么样子。但宇宙就从那一刻诞生，变成了充满高温气体的浩瀚海洋，并且向所有方向飞速膨胀，就像核弹爆炸或者煤气管道爆炸引发的火球一般。但是这场爆炸没有破坏任何东西（就目前所知），而是创造了我们宇宙中的一切，或者说为宇宙中的万物播下了种子。
我们可见的宇宙里大约有上万亿个星系。最大型的星系中包含上万亿颗恒星，并且有大约100万光年那么大。而那些体积较小的星系也有1 000万颗恒星和1 000光年那么大。几乎在每一个大型星系的中心都有一个超大质量的黑洞。它们比太阳的质量大100万倍，甚至更多。
除了磁场外，宇宙中还存在着一些其他类型的场（即其他类型力线的总和）。其中的一个例子是电场（电力线的组合，导线里的电流就是被电场驱动的）；另外一个例子是引力场（引力线的组合，我们总是被引力拉回地球表面）。
事件视界（event horizon）：相对论中的一种时空界线。视界中的任何事物都无法对视界外的观察者产生影响。在黑洞的最外边界便是事件视界。事件视界是造成黑洞之所以被称为黑洞的根本原因。
主宰宇宙宿命的法则。
从17世纪开始，物理学家们就在努力探索物理定律是如何构造并控制宇宙的。
揭秘物理世界的四大定律
类似的情况也发生在物理世界中（见图2-2）。到1690年，牛顿定律（Newtonian Laws of Physics）已经广为人知。通过力、质量和加速度这些物理概念，以及联系这些物理概念的方程，例如F = ma，牛顿定律可以精确地描述月球环绕地球的运动、地球环绕太阳的运动、飞机的飞行轨迹、大桥的建造原理以及小孩子所玩的弹珠的碰撞原理。在第1章，我们简要地描述过牛顿定律的一个例子：平方反比引力定律。
到1915年的时候，爱因斯坦和另一些物理学家已经发现了有力的证据，证明牛顿定律在某些情况下会失效，包括研究涉及超高速运动时（物体以接近光速运动）、涉及超大尺度（例如研究宇宙时）以及非常强的引力场时（例如黑洞）。为了弥补这些漏洞，爱因斯坦提出了革命性的相对论物理定律（relativistic laws of physics）。通过引入弯曲的时间和弯曲的空间的概念，相对论预言并描述了宇宙膨胀、黑洞、中子星以及虫洞。
到1924年的时候，人们已经非常清楚地知道牛顿定律在微观尺度上也不适用了（例如当研究分子、原子和基本粒子时）。为了解决这个问题，尼尔斯·波尔（Niels Bohr）、维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）、埃尔温·薛定谔（Erwin Schrödinger）等物理学家们为我们引入了量子定律（Quantum Laws）。这种理论认为万物都会有点儿随机的涨落。随机涨落能从真空中产生新粒子和辐射。量子定律给我们带来了激光、核能、发光二极管以及对化学更深刻的理解。
量子引力理论，超弦理论。
电影《星际穿越》中的科学依据涉及以上所有4个理论领域：牛顿定律、相对论物理定律、量子理论和量子引力理论。这其中，一些内容是科学事实，另一些是有根据的推测，还有一些是猜想。
生物学建立在化学理论的基础上，而后者基于量子定律。科学家们现在还不知道如何从量子定律推导出所有相关的化学理论（但是他们已经可以推导出很多了），他们也不完全知道化学和相关生物学之间的关系 。
“爱因斯坦的时间弯曲理论”。以定性的方式描述，这个定律可以表述为：任何事物都倾向于去往时间流逝最慢的地方——引力会将其拉向那个地方。
时间流逝得越慢，引力就越强。在地球上，时间每天只会变慢几微秒，所以引力的强度适中。在一颗中子星的表面，时间流逝的速度每天会减慢几个小时，所以那里的引力是非常强的；而在一个黑洞的表面，时间流逝已经停止，所以那里的引力非常大，以至于没有任何东西可以逃离，包括光。
爱因斯坦是一位天才，他或许是历史上最伟大的科学家。他对物理定律的很多认识都是在他那个年代无法用实验检验的。以上讨论的仅仅是众多例子中的一个。人们花了半个世纪改进技术，才达到足够的精度来检验他的理论，然后又花了半个世纪才把他的理论应用到日常生活中。其他这样的例子还包括：激光、核能、量子密码学（quantumcryptography）。
1912年，爱因斯坦意识到如果时间可以被大质量物体弯曲，那么空间也可以。在很长一段时间里，尽管他绞尽脑汁地思考，还是想不明白空间弯曲的具体细节。从1912年到1915年年底，他都在刻苦地钻研。1915年11月，在一个伟大的“尤里卡时刻”[2],爱因斯坦写出了他的“广义相对论场方程”（field equation of general relativity），这个方程式总结了他提出的完整的相对论物理定律，包括空间弯曲。
爱因斯坦的相对论物理定律预言，在黑洞附近，行星、恒星和无动力的空间飞行器会沿着黑洞弯曲时空中所允许的最直路径运动。
潮汐力：当引力源对 物体产生力的作用时，由于物体上各点到引力源的距离不等，所以受到的引力大小不同，从而产生引力差，对物体产生拉伸效果，这种引力差就是潮汐力。
首先，请记住一个看似古怪的事实：黑洞就是由弯曲的空间和弯曲的时间构成的，除此无他。
如果我带着一个微波发射器（microwave transmitter）落入黑洞，当我穿过视界后，将不可避免地被拉向下方的黑洞奇点。不管我怎样尝试，我发出的所有信号也会和我一样被拉向下方。任何处在视界上方的人都无法看到我穿过视界后发出的信号。我和信号都被困在了黑洞中。
困住我的实际上是黑洞的时间弯曲。假设我带着火箭喷射引擎在黑洞上方盘旋，我越靠近视界，我的时间流逝将变得越慢。在视界处，时间流逝将停滞。根据爱因斯坦的时间弯曲理论，我感受到的引力拉伸将趋于无穷大。
在视界内发生了什么？时间在那里将被极度弯曲，以至于你会认为时间的流逝方向与某个空间方向重合了：时间将向下流逝，指向奇点。事实上，时间之所以向下流逝，正是因为没有东西能离开黑洞。所有东西都被无可避免地拉向未来。在黑洞内部，未来指向奇点，远离视界，因此，一切都被无可避免地拉向下方，无法离开。
时空弯曲的3个方面——弯曲的空间、变慢并弯曲的时间和回旋的空间，都可以通过数学公式表达。这些公式可以由爱因斯坦的相对论物理定律推导出。
在研究时空弯曲的细节时，物理学家们可以用数学推导黑洞的一切，除了奇点的性质。对于奇点，物理学家们需要量子引力理论，而他们对此却知之甚少。
爱因斯坦的广义相对论已经在很高精度上被证实了。除了它和量子物理学冲突的那些地方，我确信它的正确性。对于像电影中卡冈都亚那样的大黑洞来说，量子物理学只在黑洞中心、靠近奇点处适用。所以，如果黑洞确实在宇宙中存在，那么它们的性质一定会服从爱因斯坦的相对论物理定律的刻画，正如我在前面所描述的那样。
黑洞肯定存在。当大质量恒星耗尽核能、无法保持温度时，其星体必然会内爆塌缩，这是爱因斯坦的相对论物理定律所规定的。
如果我们知道黑洞的质量和它的自旋速度，那么通过爱因斯坦的相对论物理定律，我们便可以推算出黑洞的其他性质：大小、引力强度、视界在赤道附近因离心力而向外延伸的程度，以及黑洞对其背后天体所产生的引力透镜效应的细节。事实上，我们可以推断出黑洞的所有性质。
这很神奇，与我们的日常经验相当不符。这就好像你一旦知道了我的体重和奔跑速度，就能推断出关于我的一切事情，包括我眼睛的颜色、鼻子的长度和智商这些一样……
约翰 ·惠勒为此发明了一个短语“黑洞无毛”，意为黑洞没有任何性质能独立于它的质量和自旋。事实上，他当时应该说的是“黑洞只有两根毛，你可以由此推断出黑洞的所有事情”，但这听起来不如“无毛”顺口，所以后者很快进入了黑洞小百科和科学家们的词典。
黑洞有一个所能达到的最大自旋速率。如果超过这个转速，那么它的视界就会消失，对全宇宙敞开它的奇点。也就是说，它会有一个裸露的奇点，而这很有可能是被物理定律所禁止的。
如果可以逆时间旅行，那你也只可能回到黑洞外边，你出发前的地方。你不能在一个固定地点向过去穿越，同时还看着在那里的其他人向未来前进。
化学能是分子合成新的分子时释放出的能量。汽油的燃烧就是一个例子，这一原理是：空气中的氧分子和汽油分子结合形成了水和二氧化碳，同时产生了大量的热，但这种能量比类星体需要的小得多得多。
核能来自原子核合并生成新原子核的过程，比如原子弹、氢弹以及恒星核心的核燃烧。这种能量虽然比化学能强大得多（想象一下原子弹和汽油起火的差别），但是天体物理学家们找不到任何可能的方式让核能驱动类星体。可见，核能还是不够强。
在电影《星际穿越》中，罗米利（Romilly）用一张纸和一支笔演示了我刚才陈述的创造虫洞的方法。从旁观者的角度来看，这个过程非常简单，就是玩玩纸和笔，但是如果这张纸就是我们的宇宙膜，创造者是生活在我们宇宙膜上的文明，所有操作只能在我们的宇宙膜内完成，那么这个过程将无比艰难。实际上，除了第一步——在空间中向高维度的方向推出一个锥体（我们只需要一个非常致密的天体，例如中子星），我根本不知道其他步骤如何实现。如果想接着在我们的宇宙中打孔的话，唯一的途径就是借助量子引力理论。爱因斯坦的广义相对论是禁止我们在宇宙中打孔的，所以如果想在宇宙中打孔，唯一的方法就是寻找广义相对论失效但量子引力统治的区域。对于我们来说，这一认知几乎为零。
引力波：在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果，因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。相比之下，引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中，因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。
在爱因斯坦的广义相对论中，引力被认为是时空弯曲的一种效应。这种弯曲是因为质量的存在而导致。通常而言，在一个给定的体积内，包含的质量越大，那么在这个体积边界处所导致的时空曲率越大。当一个有质量的物体在时空当中运动的时候，曲率变化反应了这些物体的位置变化。在某些特定环境之下，加速物体能够对这个曲率产生变化，并且能够以波的形式向外以光速传播。这种传播现象被称之为引力波。
当一个引力波通过一个观测者的时候，因为应变(strain)效应，观测者就会发现时候时空被扭曲。当引力波通过的时候，物体之间的距离就会发生有节奏的增加和减少，这个频率对于这了引力波的频率。这种效应的强度与产生引力波源之间距离成反比。绕转的双中子星系统被预测，在当它们合并的时候，是一个非常强的引力波源，由于它们彼此靠近绕转时所产生的巨大加速度。由于通常距离这些源非常远，所以在地球上观测时的效应非常小，形变效应小于1.0E-21。科学家们已经利用更为灵敏的探测器证实了引力波的存在。目前最为灵敏的探测是aLIGO，它的探测精度可以达到1.0E-22。更多的空间天文台(欧洲航天局的eLISA计划，中国的中国科学院太极计划，和中山大学的天琴计划)目前正在筹划当中。
引力波应该能够穿透那些电磁波不能穿透的地方。所以猜测引力波能够提供给地球上的观测者有关遥远宇宙中有关黑洞和其它奇异天体的信息。而这些天体不能够为传统的方式，比如光学望远镜和射电望远镜，所观测到，所以引力波天文学将给我们有关宇宙运转的新认识。尤其，引力波更为有趣的是，它能够提供一种观测极早期宇宙的方式，而这在传统的天文学中是不可能做到的，因为在宇宙再合并之前，宇宙对于电磁辐射是不透明的。所以，对于引力波的精确测量能够让科学家们更为全面的验证广义相对论。
电影《星际穿越》讲述了一场人类经历黑洞、虫洞、奇点、引力异常和高维空间的冒险旅程。所有这些物理现象都源自于空间与时间的弯曲或与弯曲密切相关。
这类似于我们今天对时空弯曲的理解和认识。我们几乎不知道任何有关“风暴”之中的弯曲空间和弯曲时间的性质（这里的风暴是指剧烈的时空变化，比如空间位形和时间流逝速率的剧烈震荡）。
在我们的宇宙中，空间有三个维度：上下、东西和南北。但是，当你约一位朋友去吃午餐的时候，不仅要告诉她在哪里吃饭，还得约定一个时间。从这个意义上来说，时间就是第四维度。
然而，时间是一种不同于空间的维度。我们可以随意向东或向西，只要作出选择然后行动就可以了。但是，在到达我们的午餐地点之后，在那个时刻、那个地点，我们无法穿越时间回到过去。无论我们如何努力，也只能顺着时间向前。相对论物理定律保证了这一点，而且要求必须如此（但是相对论的确提供了一种沿着迂回路线回到过去的可能性：先从我们的宇宙膜里飞出，然后通过迂回，在出发时间以前回到原地）。
无论如何，时间是第四维度，是我们宇宙的第四个维度。我们生活的领域就是这样的四维时空：三维空间外加一维时间。
从更深的层面说，当你相对于我做高速运动时，我们对于事件发生的同时性就无法达成一致。两个爆炸，一个在太阳上，一个在地球上，你可能认为是同时发生的，而我却认为地球上的爆炸比太阳上的早5分钟。在这种意义上，你所认为的纯空间（爆炸之间的距离）的问题，在我看来却是空间与时间混合的复杂问题。
但让人感到奇怪的是，只有假设我们的宇宙是一个嵌在超体中的膜时，他们突破性的结果才能够成立。这个超体有一个时间维度和九个空间维度——比我们的宇宙膜多了六个空间维度。格林和施瓦茨所从事的数学理论叫作“超弦理论”。这个理论指出，超体的额外维度会以较为显著的方式影响我们的宇宙膜。当我们掌握了足够先进的科技时，就能够在物理实验中检测到这些方式。这些方式或许会使量子物理和相对论的统一成为可能。
弦理论：弦理论是理论物理的一个分支学科，弦论的一个基本观点是，自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子，而是很小很小的线状的“弦”（包括有端点的“开弦”和圈状的“闭弦”或闭合弦）。弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子能量与物质是可以转化的，故弦理论并非证明物质不存在。弦论中的弦尺度非常小，操控它们性质的基本原理预言，存在着几种尺度较大的薄膜状物体，后者被简称为“膜”。直观的说，我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3膜。弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。
现在，本着艾勃特小说的精神，请想象你是一个二维宇宙的生物，像书中正方形一样生活在类似“平面国”的二维宇宙中。你的世界可能是一个桌面、一张又平直又薄的纸或者一个橡胶薄膜——用近代的物理语言说，它是一个“二维膜”（two-dimensional [2D] brane）。 你受过良好的教育，尽管你推测存在一个三维的超体世界，而且你的二维膜嵌于其中，但是你对此并不确定。有一天，一个来自三维世界的球来拜访你，想象一下你该有多么激动。“超体生物”，你或许会这么称呼他。 最初，你并没有意识到他是一个超体生物，但是经过多方观察和思考，你排除了其他所有解释。你所观察到的是：突然地、毫无征兆地、也没有来源地，一个蓝色的点出现在你的二维膜上（如图21-2左上图所示）。它逐渐扩张成了一个蓝色的圆，在达到最大半径后，又逐步缩小成一个点，直至完全消失。 你相信物质守恒定律——没有东西能够被凭空创造出来，然而这个东西凭空出现了！一个三维超体生物——一个圆球——穿过了你的世界膜。当它穿过时，你见识到了在你的世界膜里它的二维横截面的变化。截面从球的南极点开始，从一个点扩张成最大的截面，即它的赤道平面，然后再缩小成点，即球的北极，最后消失。
假设我们的宇宙（具有三个空间维度和一个时间维度）真的存在于一个五维的超体世界（四个空间维度和一个时间维度）中。同时还假设有“超球体生物”（hyperspherical beings）存在于这个五维超体中，这样的生物会有一个中心和一个表面。它的表面包含的所有点，在四维空间中看来，到中心的距离都是一样的，比如30厘米。这个超体生物的表面有三个维度，而内部有四个维度。 想象这样一个超球体高维生物，在超体膜外维度的向上和向下方向运动，在穿过我们的三维膜世界时，我们会看到什么？你能想到的那个答案是正确的，我们会看到超球体的圆球截面。 一个点会凭空出现；它逐渐扩张成三维的球面；这个球面会变大到最大直径；然后收缩；又缩小为一个点；最后消失。 那么，当一个住在超体中的四维的人经过我们的三维宇宙膜时，你能猜到是怎样一个情景吗？为了推测这一点，首先你需要想象一下四维的人类——他们的两条腿、一个躯干、两只胳膊和一个头在超体世界中会长成什么样子。他们需要具有超体世界四个空间维度的特征。然后，再想想他们的横截面是什么样子的。
如果存在超体生物，他们是由什么构成的？当然不可能像我们一样由原子构成的物质组成。因为原子有三个空间维度，只能存在于三维世界中，在四维世界中不存在。亚原子粒子也是如此。此外，电场、磁场以及束缚原子核的力都只存在于三维世界中。
如果我们的宇宙真是高维超体世界中的一张膜，那么物质、场和力是如何表现的？世界上某些最聪明的物理学家们一直在非常努力地理解这一点。他们的研究结果相当确定地指出，人类所知的所有粒子、所有的力和所有的场都被限制在我们的宇宙膜内。但有一个特例，那就是引力和伴随着引力的时空弯曲。
超体世界中也许存在着其他类型的物质、场和力，它们具有四个空间维度的特征。但是即使存在，我们对它们的特性也一无所知。不过我们却可以猜测。物理学家们善于猜测。但是因为我们无法获得观测数据或者实验证据，所以也就无法验证我们的猜想。在电影《星际穿越》中，我们能在布兰德教授的黑板上看到他的猜测过程。
一个合理的、有根据的推测是，如果超体世界中的力和场以及粒子的确存在，那么我们永远也不会感觉到或者看到它们。当超体生物穿过我们的宇宙膜时，我们将看不到构成这个超体生物的任何东西，因为他的截面是透明的。
但另一方面，我们将可以感受到和看到这个超体生物的引力以及由它引发的时空弯曲。举例来说，如果一个超球体高维生物出现在我的胃里，并且拥有足够强的引力，那么我的胃可能会为了避免被吸到超体生物的球形截面中心上去而肌肉紧绷，开始绞痛。
如果超体生物的横截面出现又消失在色板方格前，那么它导致的空间弯曲会对色板产生透镜效应，使我们看到的图像发生扭曲。
如果超体真的存在，那么它的空间必定是弯曲的。如果它不是弯曲的，那么引力将与距离成立方反比关系而不是平方反比关系。并且，太阳将无法束缚周围的行星，整个太阳系会分崩离析。
回想太阳的引力线（见第1章），就像地球和其他球形物体一样，径向地指向它的中心，并将周围的天体沿着引力线的方向拉向太阳（见图22-1）。太阳的引力强度与引力线的密度（穿过固定区域的引力线的数目）成正比。因为在横截面处（球面），穿过的引力线有两个维度方向，所以引力线的密度会随r的增加呈1/r2衰减，引力强度也是如此。这就是牛顿的平方反比引力定律。
theory）认为，引力在高维空间中也是用引力线描述的。如果高维空间不是弯曲的，那么太阳的引力线就会沿径向发散于高维空间中（见图22-2）。因为高维世界中有额外的维度（电影《星际穿越》中只有一个额外维度），所以引力线在横截面上不再有两个维度，而是三个维度。因此，如果高维世界存在并且不是弯曲的，那么当我们远离太阳的时候，引力线的密度以及相应的引力强度会以1/r3衰减，而不是1/r2。这样一来，地球受到的来自太阳的引力会比现在小200倍，土星受到的引力会小2 000倍。引力衰减得如此迅速，以至于太阳无法束缚它的行星，这些行星会飞向星际空间。
但是，太阳系中的行星依然在绕着太阳旋转，而且它们的运动模式也明确地表明太阳的引力是随着半径增加成平方反比衰减的。所以毫无疑问，如果高维世界的确存在，那它必然是以某种方式弯曲的，只有这样才能阻止引力线延伸至第五维空间，即膜外维度。
如果高维空间中的膜外维度是紧密地卷成圆筒状的，那么引力就不会向高维空间延展得太远，这样的话平方反比引力定律依然适用。
引力异常是一种特殊的引力现象。之所以这样说，主要是因为这些现象不符合我们目前对宇宙的理解，或者不符合我们对控制宇宙运行的物理定律的理解。比如，在电影《星际穿越》中，墨菲认为书的掉落是因为幽灵在作怪。
自1850年起，物理学家们付出了很多努力去寻找引力异常，并且花费了很多精力去理解已经发生的少数事件。为什么要这么做呢？因为任何真实的引力异常事件都可能引发科学革命，并将彻底颠覆我们所认为的科学事实。事实上，这种情况从1850年到现在已经发生了3次。
在电影《星际穿越》中，布兰德教授一直在努力地研究引力异常，很大程度上是因为受到了这些革命事件的激励。下面我将简单介绍一下这些已经发生过的革命事件。
牛顿的平方反比引力定律（见第1章和第22章）使得行星沿椭圆轨道绕太阳旋转。每颗行星会受到其他行星的一些小的引力拉力。这些拉力使行星的椭圆轨道逐渐改变方向，也就是说，轨道在逐渐进动。 1859年，巴黎天文台的天文学家奥本·勒维耶（Urbain Le Verrier）宣布他发现了水星的轨道异常。当他计算由其他所有行星的影响所导致的水星轨道的总进动时，得到的答案和测量值不符。每次变换轨道时，测量到的水星轨道进动值比计算得到的总进动值要大0.1角秒（见图23-1）。 0.1角秒是一个非常小的角度，仅仅占整个圆周角的千万分之一。但是，牛顿的平方反比引力定律要求绝对不能有任何异常出现。 勒维耶说服自己这一异常是由另外一颗尚未被发现的行星的引力所致，它距离太阳比水星更近。他称这颗行星为“火神星”（Vulcan）。
天文学家们一直在搜寻“火神星”，但都徒劳无功。他们既找不到它，也找不出任何其他原因来解释这一异常。到1890年的时候，答案似乎明朗了：牛顿的平方反比定律肯定不是完全正确的。 是什么地方出错了呢？结果，这个异常引发了一场革命性的发现。25年后，爱因斯坦发现弯曲的时间和空间让太阳释放出了引力。这个引力遵循了牛顿的平方反比定律，但只是近似地，并不是完全精确地遵循。 在意识到自已新发现的相对论可以解释观测到的异常时，爱因斯坦相当兴奋，以至于患上了心悸，并且感觉有点儿失控。他说：“有那么几天，我抑制不住地异常兴奋。”
目前，我们观测到的轨道异常进动和爱因斯坦的理论预测值之间的误差不超过千分之一（异常进动的千分之一），这是目前的观测所能够达到的最高精度。这是爱因斯坦的一个巨大的成功！
1933年，加州理工学院的天体物理学家弗里茨·兹威基（Fritz Zwicky）宣称，他发现了星系之间相互绕转轨道的巨大异常。他所研究的这些星系位于后发星系团（Coma Cluster）中（见图23-2）。这个星系团共包含大约1 000个星系，距离地球3亿光年，位于后发座（Coma Berenices）中。 根据星系光谱的多普勒频移效应，兹威基可以估算出星系间的相对运动速度，然后根据每一个星系的亮度估计出它的质量，进而得到它对于其他星系的引力。这些星系的运动速度都很快，以至于引力无法将它们束缚在同一个星系团中。以我们当时对宇宙和引力的理解，这个星系团必定会四处飞散，很快就被彻底摧毁。如果是这样，那么星系团必定是由所有成员星系的随机运动形成的。相对于其他稳定的天文现象来说，它会在眨眼间就土崩瓦解。
这个结论对兹威基来说是完全不合理的。我们的传统认知出错了！兹威基之后作出了一个有根据的推测：后发星系团中一定充满了某种“暗物质”，它们的引力足够强，可以把星系团束缚在一起。 如今，随着观测技术的进步，许多当初被天文学家和物理学家们认为是异常的发现都不复存在了。但是，这个没有。相反，这种异常却扩展到了更多的观测中。到20世纪70年代的时候，我们已经很清楚地知道所谓暗物质几乎弥漫于所有星系团甚至单个星系中。到21世纪初的时候，我们已经知道暗物质会对遥远星系的光线产生引力透镜效应，就像是卡冈都亚对恒星的光线产生引力透镜效应那样（。现在，这些透镜效应被用来探测宇宙中暗物质的分布。
现如今，物理学家们已经非常确定暗物质是一个真正的革命性发现。它由我们之前从未见过的某种基本粒子构成，但是这种基本粒子又被我们目前对量子定律的最佳理解所预言。物理学家们已经开始了一项圣杯般的使命：在这些暗物质粒子几乎能量无损地穿过地球时，探测它们，并测量它们的性质。
1998年，两个研究小组分别独立发现了震惊世人的宇宙膨胀异常。因为这个发现，两个团队的负责人（加州伯克利大学的索尔·珀尔马特[Saul Perlmutter]和亚当·里斯[Adam Reiss]，澳大利亚国立大学的布莱恩·施密特[Brian Schmidt]）获得了2011年的诺贝尔物理学奖。
这两个小组都对某一类超新星的爆发进行了观测。这类超新星是由气体掉落到白矮星的表面，经历了突然的、巨大的热核反应而产生的。他们发现，遥远的这种超新星的亮度比预期的更暗弱。这说明这些超新星比预期的更遥远。距离如此遥远，宇宙的膨胀速度在过去一定比现在慢。这也就说明，宇宙正在加速膨胀。 但是，我们对引力和宇宙最精深的理解非常清楚地指出：宇宙中的所有物质（恒星、星系、星系团、暗物质等）之间都通过引力相互吸引。因为引力的存在，宇宙应该会减慢其膨胀速度。所以，宇宙的膨胀应该是随时间减速的，而不是加速的。
正是基于这个原因，我个人当时并不相信那些所谓的加速，我的许多天文学家和物理学家同事们也不相信。直到其他人用完全不同的方法得到的观测结果确认了这一事实，我们才开始相信。那时，我们才被说服。 那么，宇宙为什么会加速膨胀呢？有两个可能：一方面，爱因斯坦的相对论引力定律有误；另一方面，宇宙中除了普通物质和暗物质之外，还有另一种物质存在，这种物质对引力有排斥作用。
许多物理学家坚决支持爱因斯坦的相对论物理定律，完全不想放弃它，所以他们倾向于排斥力。这种假想的具有排斥力的事物被命名为“暗能量”（dark energy）。 这个问题目前还没有定论，但是如果这一异常真的是由暗能量（不管它具体是什么）引起的，那么通过引力观测我们知道，在宇宙目前的总质量中，暗能量占68%，暗物质占27%，而构成你、我、行星、恒星和星系的普通物质则仅占5%。
第五维度，引力异常的来源。
这种突变一定是有源头的。如果这种根源不在我们的宇宙中，或者说我们的宇宙膜中，那么它一定存在于另一种空间中。
（美）基普·索恩. 星际穿越 (媲美霍金《时间简史》，同名电影幕后科学顾问天体物理学巨擎基普·索恩巨献，国家天文台黑洞科学家权威翻译，好莱坞导演克里斯托弗？诺兰、欧阳自远、李淼、魏坤琳、《三体》作者刘慈欣联袂推荐！) (Kindle 位置 3560-3561). Kindle 版本.
什么是超体场呢？物理学家们用“场”来描述那些在空间里延伸并对它碰到的事物施加一个力的物理量。我们已经见识过我们的宇宙膜中很多关于场的例子：在第1章，有磁场（磁力线的集合）、电场（电力线的集合）和引力场（引力线的集合）；在第3章，有潮汐力场（具有拉伸和挤压效应的拉伸线的集合）。
场：物理学术语，指某种空间区域，其中具有一定性质的物体能对与之不接触的类似物体施加一种力。例如，一个有质量的物体由于引力场的作用能对所有其他有质量的物体产生引力。同样，一个带电物体对其他带电物体施加一种力（吸引力或排除力，取决于极性）。此题周围有磁场。场通常用力线来表示，说明力作用于某一点的方向。力线密集的程度代表力的强度，从而表示该区域场的大小。
人，也会释放一种场。
在爱因斯坦更精确的、相对论版本的引力定律中，引力强度以及所有因物质产生的时空弯曲强度都正比于G。
如果不存在超体——如果我们的四维宇宙是唯一的存在，那么爱因斯坦的相对论物理定律告诉我们的是：G是绝对常量。它在空间的任何一个地方都相等，也永远不会随着时间变化。
但是，如果超体确实存在，那么相对论允许G改变。教授推断，它也许会被超体场控制。而且，他认为它很可能被超体场控制。以我对电影故事的推断，这是对观测到的引力异常的最好解释。
地球上的引力强度在不同地方会因为岩石、石油、海洋和大气密度的变化而各不相同。地球的卫星曾绘制过这种变化的强度。
布兰德教授试图用超体场产生的潮汐力变化解释这种异常，但是有些困难。他能想到的最好解释是：在南非的地域之下，地球内部的引力常数G变大了，而在北美的地域之下，这个引力常数G变小了。南非地域之下石头引发的引力突然变强，而北美地域之下的引力突然变弱！这种改变肯定是因为某种超体场穿过了我们的宇宙膜，影响了G。
量子定律，一切宇宙问题的解
从根本上说，我们的宇宙建立在量子理论基础之上。关于这一点，我的意思是，所有东西都在随机涨落，至少有一点儿。所有东西！
当我们使用高精度的仪器去观测微小的东西时，便可以看见很大的涨落。一个原子中电子的位置总是在随机而且快速的涨落中，以至于在任何一个给定时刻，我们都不可能知道电子的具体位置。这种位置涨落的尺度与原子的大小相当。这也就是为什么量子定律讨论的是电子在某处的概率，而不是实际的位置。
当我们用仪器来观测大的东西时，也能看到涨落，前提是我们的仪器足够灵敏。大物体的涨落幅度是极其微小的。（位置x速度x质量=普朗克常量）
如果我们从一般的量子定律入手，通过忽略引力和涨落，便可以得到牛顿定律——过去几个世纪里用来描述行星、恒星、桥梁和弹珠的物理法则。
如果我们从尚未完全理解的量子引力理论入手，然后忽略涨落，那么我们必须能回到已经有了很深理解的爱因斯坦的相对论物理定律上去。我们忽略的涨落包括浮动的泡沫和精致微小的虫洞。在不考虑这些涨落的时候，爱因斯坦的理论便精确地描述了黑洞周围的时空弯曲与地球上时间变慢的现象。
一个奇点开始于时空弯曲无限增长的地方，在那里，时空弯曲会变得无限强。
奇点位于黑洞的中心。爱因斯坦的相对论物理定律明确地预言了它们，虽然他的理论不能告诉我们奇点里面发生了什么。若想要理解后者，那么我们就需要量子引力理论。
“这些奇点，”他断言，“是爱因斯坦的相对论物理定律和量子定律激情结合的地方。”他同时也断言这一结合的花朵——量子引力理论，将在奇点处完全绽放。如果我们能够理解奇点，那么我们将会明白量子引力理论。奇点是破解量子引力理论的罗塞塔石碑。
如果你落入一个像卡冈都亚那样自旋的黑洞，不可避免地，在你之后还会有许多东西掉进去，比如气体、尘埃、光、引力波，等等。从黑洞外面看，这些东西需要几百万年甚至几十亿年才能掉进去。但是从黑洞里面看来，那只是几秒钟或更短的时间，因为相对我来说，你的时间将极端变慢。结果是，你看到这些东西全部堆积在一个薄片上，将以光速或接近光速朝黑洞里面向着你的方向落下。这个薄片能产生很强的潮汐力，并扭曲周围的空间。而且，如果它碰到了你，你也将被扭曲。
当布兰德看着“巡逻者”号趋近视界的时候，按照爱因斯坦的相对论物理定律，相对于她的时间，她所看到的“巡逻者”号的时间必定会逐渐变慢，直至凝固。这会导致几个结果：她看到“巡逻者”号向下的运动会逐渐变慢，正好在视界之上停止。同时，她所看到的来自“巡逻者”号的光子波长会变得越来越长（对应的频率会越来越低，也就是变得越来越红），直到“巡逻者”号完全变黑以至于看不到。此外，库珀在他的时标下每隔一秒钟所传递给布兰德的信息片段，在布兰德看来，到达的时间间隔会变得越来越长。几个小时之后，布兰德收到了她能接收到的来自库珀的最后一段信息。这段信息是库珀在进入视界之前发出的。
另一方面，库珀能够持续地接收到布兰德的信号，即使在穿过视界之后。布兰德发出的信号进入卡冈都亚并到达库珀是毫无困难的。相反，库珀发出的信号却无法送达布兰德。爱因斯坦的相对论物理定律对此阐释得很明确，事情必须如此。
另外，这些定律告诉我们：库珀在穿过视界的时候不会看到任何特殊的事情。他不会知道，至少不会很容易地知道，他所发出的哪个信息片段是布兰德最后收到的。通过观察四周，他无法很准确地知道视界到底在哪里。视界对于他而言，就像当你在一艘船上经过地球赤道的时候，赤道对你的南北半球定位无法分辨的情况一样。
当库珀在复杂的超立方体中沿着对角线上下移动的时候，他真的是在穿梭于时间的过去和未来吗？是像阿梅莉亚·布兰德所推测超体生物向前和倒退穿梭的方式吗？她说道：“对他们来说，时间也许只是另一个物理存在的维度。对他们来说，过去也许只是一个他们能够跋涉进入的峡谷，而未来是一座他们能够攀登上的山峰。然而，对我们来说，并不是这样。明白吗？”
克里斯针对时间旅行里哪些是允许的以及哪些是禁止的内容，拟定了两条具体的规则。他的规则如下：
规则1：所有具有三个空间维度的物理实体或者场，比如人或者光线，在我们的宇宙膜里，是不能从一个地方逆时间旅行到另一个地方去的。他们携带的信息也不能这样传播。物理定律或者事实上的时空弯曲是禁止这样的。所以下面的表述都是对的：物体要么永久地待在我们所在的宇宙膜中，要么通过超体的一个三维表面里的体，从我们的宇宙膜的一个点到达另一个点。所以，具体来说，库珀是永远都无法回到他自己的过去的。
规则2：引力可以把信息传送到我们的宇宙膜的过去。
在电影里，规则1会产生不断增加的紧张感。当库珀在卡冈都亚附近逗留的时候，墨菲却变得越来越老。由于库珀不能逆时间旅行，所以他将永远不能再回到墨菲身边的危机正逐渐增加。 但是，规则2给了库珀希望。他可以利用引力将量子数据传递给时间轴上过去的、年轻的墨菲。这样墨菲就可以解出教授的方程组，从而找到将人类送离地球的方法。
1987年，受卡尔·萨根（见第13章）的启发，我意识到一些关于虫洞的令人惊异的事情。如果虫洞是被物理定律所允许的，那么爱因斯坦的相对论物理定律将允许它们被改造成时间机器。最好的例子在一年之后就被我的好朋友、来自俄罗斯莫斯科的伊戈尔·诺维科夫（Igor Novikov）发现。伊戈尔的例子（见图29-3）显示，虫洞到时间机器的转变可能会自然发生，并不需要任何智慧生物的帮助。
在图29-3中，虫洞的下开口在围绕黑洞的轨道上，而上开口则远离黑洞。因为黑洞强大的引力拉力，爱因斯坦的时间弯曲定律决定：在虫洞下开口处的时间流逝比上开口处的流逝要慢很多。这里说的慢很多是指，当沿着强大的引力线的路线进行比较的时候，比较对象为：图中穿过外部世界的紫色虚线路径。具体来说，假设这导致了一个小时的延迟，那么从外部世界中比较，图中下面的时钟比上面的时钟就慢了一个小时。这个时间延迟随着时间流逝还将不断增大。
因为在虫洞内部只有微小的引力，所以根据爱因斯坦的时间弯曲定律可以推断，当穿过虫洞进行观察时，上开口和下开口这两个地方的时间流逝将保持相同的速率。所以，在虫洞里比较时钟的时候是没有时间延迟的——它们将被同步。
如果进一步假定，具体来说，如果外部世界中两个开口的距离足够短——你可以在时钟所测量的5分钟内到达，而且可以在1分钟内穿过虫洞，那么这个虫洞就已然变成了一台时间机器。如果你在2:00的时候离开上开口（以当地时钟测量），穿过外部世界，在2:05到达下开口（以上开口的时钟计时），或者是1:05（以下开口的时钟计时）。然后从下开口到上开口，你用1分钟向上穿过虫洞。因为时钟在穿过虫洞时将被同步，所以你到达上开口的时间是1:06（从两个时钟来看都如此）。这样你就回到了自己出发时间2:00的54分钟以前的起点——遇到了一个更年轻的自己。
然而，霍金非常确信，最终的答案将会是时间机器根本不存在。他把这一点列入了他所提出的“时序保护假说”（chronology protection conjecture）——这个物理定律将总是阻止回到过去的时间旅行，从而 “避免历史被改写”。
但是，有一件事很清楚，墨菲肯定已经找到了减小地球内部牛顿引力常数G的方法。读者应该还记得（见第24章）地球的引力可以用牛顿的平方反比定律确定，它就是：g=Gm/r2，这里的r2是到地球中心距离的平方，m是地球的质量，而G就是牛顿引力常数。如果把引力常数G减少到一半，那么地球的引力也将减半。类似地，如果G减小1 000倍，那么地球的引力也就会减小1 000倍。
在我的理解中，当牛顿引力常数G在地球内减少到它正常值的千分之一，哪怕是一个小时的时间，火箭引擎便能将巨大的殖民飞船送入太空。
在我看来，引力减小将带来一个副效应——地球的核心将不再受到上方地球巨大质量的挤压，会迅速地向外弹开，将地球的表面向上推。超大型地震以及海啸必定会接踵而至，在移民飞入太空的同时，在地球上造成巨大的灾难。这将是地球在枯萎病导致的大灾难后必须付出的另一个糟糕的代价。而且，当牛顿引力常数G恢复到原来的值之后，地球又会收缩，变回原来的尺寸，这将导致更多地震和海啸。
最重要的是，我会被《星际穿越》里潜在的乐观信息所感动：我们生活在一个被物理定律所支配的世界。我们人类有能力去发现、去探索、去掌握这些定律，并用来掌控我们自己的命运。即使没有超体生物的帮助，我们人类依然有能力去应对宇宙中可能发生的绝大多数大灾难，还有那些我们自己造成的灾难——从气候变化到生态灾害，再到核灾难。