萬眾矚目的克里斯多福諾蘭(Christopher Nolan)科幻大片"星際效應(Interstellar)"今天終於上映了。您已經引頸期盼摩拳擦掌準備要擠進戲院看這部片了嗎?擔心片中談了太多相對論會令人看不懂嗎?看片前(看片後也可以啦),兩個關於相對論的速成知識幫您更能看懂這部片的科學設定(感謝我大學時的相對論老師讓我留下了這兩個最深刻的印象^_^)。以下就先介紹兩張圖片。

一、狹義相對論

 

 

 

愛因斯坦的相對論玄之又玄,我們普通人就不用想搞懂了,電影中用了大量相對論的概念來解釋時空現象,全都有憑有據,(除了五次元時空這個概念是超乎目前相對論所能提供的想像)。我們只要知道,狹義相對論中最重要的一個觀念,就是不同速度下的觀察者所感受到的時間是不一樣長的。也就是下面這個公式:

t' = t / √[1 - (u/c)2]

t'是地球上的人所感受到的時間,t是劇中太空人們所感受到的時間,u是太空船速度,速度不可能大於光速。

平常我們在地球上的活動速度相對於光速(每秒3億公尺,也就是約時速10億公里),實在是太慢了,所以公式中(u/c)這一項幾乎為零,相對論效應不明顯,t'幾乎等於t,所以不會有人每天搭高鐵或是搭飛機就會變得比較不會老。^_^

但是如果太空船的速度很快,幾乎接近光速時,公式中(u/c)這一項就幾乎等於1了,那麼公式中的分母就幾乎是零了,一個分母是零的數就等於無限大,所以雖然在太空船上的人只過了一點點時間(t很小),但是地球上的人所過的時間卻會是非常久的(t'=t/一個接近於0的數)。

這就是片中主角非常擔心在高速執行任務時耽擱太久的原因。

速度快的觀察者,所感覺到的時間會比較短,這是狹義相對論最淺白的觀念。

 

再來看另一張圖片。

二、廣義相對論

電影中不斷提到的蟲洞、黑洞、多次元空間等等,基本概念來源都是廣義相對論,也就是愛因斯坦打破牛頓萬有引力定律(牛頓第三定律,兩個有質量的物體間一定有吸引力存在,地球的吸引力就是重力)的驚人成就。他認為質量可以造成時間與空間的彎曲,重力現象其實是時空彎曲的結果,就像上面的圖形一樣。

簡單來說,牛頓認為蘋果會掉下來、月球會繞著地球轉,都是因為被地球的重力吸引著的關係。而廣義相對論則告訴我們,蘋果會掉下來、行星會有固定軌道,是因為宇宙各個星球的質量造成空間與時間的彎曲。所以月球不是被重力吸引繞著地球轉,而是在這個彎曲的時空座標中,它本來就會被"放"在那個位置。(大家可以想像,就像是一顆大鉛球放在一張軟床上,軟床當然會凹陷下去,床上的小彈珠自然就會往凹陷處滾過去,可不是鉛球與彈珠之間有吸引力。愛因斯坦的彎曲時空就像是這張軟床。)

 

這個觀念比較玄,我們只要記得,在彎曲的時空座標中,兩點間最短的距離不再是直線,三角形的內角和也不是180度,一切都不能以現有的幾何空間概念來看待。

所以影片中有著類似在隱喻造物者的"他們",可以藉由控制"重力"來傳達旨意,"他們"也可以決定出現蟲洞的時間和地點。我們可以想像"他們"就是在調整宇宙空間時間的座標,這裡挖凹一點,那裏弄凸一點。

"蟲洞"是時空的彎曲,"黑洞"則是時空彎曲到連光都無法通過,既然連光都無法通過,可見黑洞附近的物質,還有太空船如果接近黑洞,速度會是多麼快(差不多是光速了),呼應上面的狹義相對論,這就是為何劇中太空船接近黑洞時,才幾分鐘的時間地球上就已經過了五十年了。因為質量可以造成時間與空間的彎曲,形成的重力場也會影響時間。

至於影片中米高肯恩(Michael Caine)飾演的NASA專家想解開的重力之謎,應該就是想知道如何來掌握彎曲的時空,就像人類目前以傳統力學來設計機械與加速裝置一樣,也許人類也能設計出突破目前重力觀念限制的方法,讓片中的計畫A(可以讓全人類脫離地球)成功。

而馬修麥康納(Matthew Mcconaughey)所飾演的男主角片中一度被困在五次元的時空中,這一點則是相對論也還無法解釋的(相對論只能到四次元)、導演自己的想像。也就是時間軸還可以再多一個向度,這也是主角可以回到過去的不同空間中的原因。

以上是關於"星際效應"中科學概念的簡單介紹,希望能對您看片前的預習或看片後的複習有一點點幫助。^_^

我想應該很多觀眾會將這部片的太空景象視覺效果與前一陣子由珊卓布拉克(Sandra Bullock)主演的"地心引力(Gravity)"做比較。我個人覺得這部片場面比較多比較大,能將觀眾的注意力由庸庸碌碌的生活中轉向浩瀚的宇宙(尤其台灣的觀眾可以暫時脫離目前選戰的烏煙瘴氣),是很值得觀賞的。但是"地心引力"雖然場面較小,但就戲劇張力來看卻一點也不遜色。

接下來就簡短地分享一下對這部片的心得。

基本上諾蘭這部片的劇情並沒有他的"全面啟動"及"蝙蝠俠系列"嚴謹,劇中的壞人壞得太突兀、好人結局太完美,是讓這部片整體成果打了折扣的主因。

還有,仔細想想,劇中的衝突點並不多,就是幾段登陸過程的驚險、以及主角女兒心中"是否被父親遺棄"的傷痛,另外就是前面提到的壞人突襲。其實都沒有很強的說服力。

但是影片中還是有幾段能讓人感動落淚,這些都是牽涉到"人的情感"的段落:馬修麥康諾看著兒子傳來的視訊、太空人知其不可而為之的堅持與勇氣、還有最後主角犧牲自己的情操。據說這部片算是諾蘭拍給女兒的情書,這讓我想起普立茲獎得主作家Cormac McCarthy戈馬克麥卡錫也是為了自己的兒子寫了一本小說"長路(The Road)",作品中都可以感受到濃厚的父愛。

這部片的配樂也是讓影片劇力萬鈞的一大功臣,原來是配樂大師漢斯季默(Hans Zimmer)的作品。從資料中得知當初漢斯季默只根據諾蘭透露給他的少許資訊,心中有個"父親"的形象,先做出一段幾分鐘的音樂,諾蘭聽了之後深有感覺,才開始大動作準備開拍。可見"父親"這個主題,在這部片中的確重要。

以下有小雷-----

也由於"父親"這個正向的守護角色太重要,加上諾蘭的影片好像一向是光明結局,所以導演不忍心將這部片拍成悲劇,導致片尾主角引人同情敬佩落淚的犧牲(讓安海瑟薇Anne Hathaway飾演的布蘭德博士活下去)失去了悲劇性,也很可惜地讓影片的雋永力道少了一點(這一點"地心引力"就運用得比較成功)。

尤其可惜的是,影片最後還要讓兩人終成眷屬,實在是太過快樂的結局了。

Happy Ending 是要付出代價的 

其實,這部片已經是在講宇宙浩瀚了,也許劇情可以不用拘泥於傳統的善惡對立及完美結局的編劇模式。例如同樣是太空科技創新類型片的"地心引力",劇中沒有壞人,只有精煉而讓人深受感動的人類摯情、堅韌勇氣與偉大犧牲情操,整體來說是更雋永耐看的。 

不過,諾蘭還是寫下了影史上新的一頁。這部片肯定可以像"全面啟動(Inception)"讓大家對潛意識這個議題津津樂道一樣,再一次掀起大家關心太空天文物理甚至是相對論的熱潮。

不可思議的導演、不可錯過的影片。

 

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IMDb:9.2

MyScore:9.0 (適合所有觀眾)

(1-10分,7分以上可以一看,8分以上值得進戲院觀賞,8.5分以上不看可惜,9分以上不容錯過)

 本文圖片資料來源:http://boson4.phys.tku.edu.tw/high-school_math/relativity.html

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泰瑞莎的文字寓

Terrisa泰瑞莎 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(7) 人氣()


留言列表 (7)

發表留言
  • TEACHERWU723
  • CFS 您好….

    我100%同意您的看法,
    但這部電影我還是十分推薦,
    它在技術層面的成就,
    影音的新革命…

    今天在白宮影城,
    我的一位朋友一直跟我惡補一些理論,
    無論我太愚蠢, 實在有聽沒懂??
    就像您上面的說明,
    對我來講根本是無字天書, 好難!!
    還好這不影響我觀影的樂趣,
    我的第2次 準備留給BD!!

    謝謝這麼棒的分享….
  • Hi, Movie Fan,
    謝謝啊!也是您的提醒,讓我想到要從我自己理工背景比較擅長的部分下筆寫這篇心得。
    不過如果上面的說明您覺得是無字天書,表示我還是說得不夠讓人容易懂。^_^
    但是的確不懂這些也沒關係啦!電影還是很好看。
    我今天看IMAX版聲光效果的確很好。尤其是聲音。
    其實我是覺得地心引力我比較會想多看幾遍。馬修麥康納總是演得太用力。^_^

    Terrisa泰瑞莎 於 2014/11/07 23:48 回覆

  • Tony Pao
  • 上周看完
    今日小朋友看完
    念國中的比我還看懂
    我只有在影音裡爽快就好囉
  • Hi, Pao兄,
    您也建了痞客邦帳號了嗎?看到您的大頭貼留言很驚喜啊!^_^
    國中物理應該會提到愛因斯坦吧?表示您家小孩科普知識不錯噢!
    今天不是週一嗎?他們有時間去看電影噢?
    歡迎常來啊!您會想分享一下這部片的影音技術突破特點嗎?

    Terrisa泰瑞莎 於 2014/11/11 09:57 回覆

  • 艾力克斯
  • 我已經好久沒有上物理課了~看到妳寫的這些讓真讓我懷念呀!謝謝老師 XD
  • Hi,艾力克斯,
    謝謝留言。^_^
    我也好久沒上物理課了。哈!
    打這篇文章時寫得很痛快,一路用文字敘述講解下來自己覺得好像夠清楚了,後來我看網路上其他介紹這部片科學理論的影評都用了好多精美的圖片,真是自嘆弗如。不過也還是要抱持著一點對文字的信心。^_^
    謝謝,歡迎常來交流。

    Terrisa泰瑞莎 於 2014/11/11 10:05 回覆

  • 訪客
  • Thank you so much for the article. This definitely will help me capture more from the movie before I go watch it tomorrow. Hope it will even save me a 2nd trip to this movie as Nolan's movie normally need to watch more than once to fully understand it. I do hear this movie is bore at 1st half so that may limit out people's desire to watch it twice.
  • Hi,訪客,
    謝謝留言。
    Thank you for leaving a message here. It's a pity I don't know who you are.^_^
    I hope you enjoy this movie.
    You are right, this movie is a little bore at 1st half, actually, its plot is not so outstanding as its idea and techniques.
    Welcome to share your opinion here after you watching it. Thank you.
    歡迎常來交流。

    Terrisa泰瑞莎 於 2014/11/11 10:46 回覆

  • 豪仔
  • 我想星際中之所以會有惡人橋段,主要是要凸顯人性自私的一面,即便大局當前還是免不了有自身考量,男主角一開始如此,教授隱瞞女兒也是,自詡為優秀份子的博士失望後造假求生更是如此,男主角兒子絕望後的轉變亦同....

    原本以為男主角選擇犧牲自己之後大概就結束,畢竟很少電影會探討黑洞裡到底有什麼,沒想到諾蘭導演這次大膽的呈現出他的想法,雖然觀眾剛看到時會覺得很扯,但是經由之後的交代與解釋後卻也算合情合理,除了"他們"還特地將男主角排出回太陽系...

    相對論在物理學上是很重要的理論,但是好像量子力學理論更符合宇宙實際的觀察現象,劇中太空船能夠脫逃黑洞捕捉是何等的科學發展能力,讓我覺得更不合邏輯的是,先鋒者的科學家怎麼會選擇幾顆靠近黑洞的星球作為繁衍人類後代的希望呢,畢竟黑洞引力遲早會影響且吞噬星球,離越近越危險還不是又要搬家,更何況劇中對黑洞還是未知狀態,就像我們的太陽遲早會膨脹爆炸毀滅太陽系,我們所處的銀河系中心也有黑洞存在而且遲早也將與隔壁星系相撞而融合,劇中沒提到到底西元幾年也沒講人口剩多少,但人類的確是遲早得離開太陽系甚至銀河系發展求生的~

    不過如果如同劇中最後找出重力場的秘密之後,移民星球似乎也不是必要的,只要確保龐大太空站運作即可,而最後男主角帶著機器夥伴一去不知道又花多久,畢竟跟他沒代溝的也只剩教授女兒了~
  • Hi,豪仔,
    謝謝您的留言。^_^
    的確啊!選靠近黑洞的星球是很不合理的,應該只是影片為了要呈現出時間對比的效果吧!
    您說的沒錯啊!惡人橋段是要突顯人性的自私,只是這樣感覺有點LOW就是了。不過麥特戴蒙那句台詞倒是不錯:“不要評斷我,因為你沒有經歷過我所遭遇的試煉。”
    題外話,這讓我想到倚天屠龍記裡的周芷若,她雖然是被她師父逼去做壞事的,可是滅絕師太可沒教她要“怎麼”做壞事。她能想出栽贓流放趙敏、畫花蛛兒臉蛋這種很招,要說她不是天性中有異于常人的惡、只是出於環境所迫,我是不太相信啦!^_^這跟麥特戴蒙的角色是一樣的。
    對啊!太空站的能源糧食問題可以解決的話,好像也不用跑到太遠的星球去移民了。
    歡迎常來交流。^_^

    Terrisa泰瑞莎 於 2014/11/24 09:43 回覆

  • Steven
  • Hi CFS,
    我剛換了我家影院的音响〈舊的壞了〉,也發現用window8或以上版本收看netflix的電影,很多片皆有杜比D0lby音效,今天重看這片試聽效果。看後再讀妳這篇文章,對我很有幫助,很多看不裡懂的地方有了解釋。
    我還想再看一遍"地心引力",可是Netflix巳沒有這片了〈以前好像有的,可能版權到期〉。
    謝謝妳這篇有關相對論的文章。
  • Hi, Steven,
    真羨慕你們有家庭劇院,可以在家享受影音震撼。:)
    我有個朋友在中研院工作,也負責科學月刊編輯,他們還幫這部片辦了一個研討會之類的活動,請了一些物理專家來演講。:)
    我還是只用我的40吋電視接手機看My Video提供的影片,還好我不是很重視影音效果。:)
    端午節看了一部『少年歌德的煩惱』,還蠻不錯的,算是德國的古裝片,講哥德創作『少年維特的煩惱』的背景,我都不知道歌德年輕時代是這樣的呢!^_^

    Terrisa泰瑞莎 於 2016/06/15 21:52 回覆

  • Steven
  • Hi CFS,
    原來My Vdieo可以用手機接電視觀看,那真是很方便啊!
    很難得導演/編導在片中引用相對論的立論有憑有據,我在看片時大部份時間在試圖理解相關因果,沒有太在意劇情中的小缺點了。
    若找得到我會看『少年歌德的煩惱』的,謝謝推薦。
    端午節也看了一些電影,比較特別和喜歡的是這兩片:1. 夢遊亞馬遜 Embrace of the Serpent,不單可到亞馬遜雨林走一趟,也令我思考是否對原住民殘殺,減族,大量破壞雨林種植橡膠的白人比較文明,有智慧,或是與世無争,堅特保護雨林,與大自然共存的原住民更文明,有智慧呢。2. 鴿子在樹枝上沈思 A Pigeon Sat on a Branch Reflecting on Existence -這是瑞典導演Roy Andersson 人生三步曲〈trilogy of being a human being〉的最後一部〈我沒有看過前兩部呢〉,這片是風格特別的黑色荒誕喜劇,幽默中帶有傷感和警世的意味。這片在那網可看啊!
    暑假快開始了,妳又要忙碌喇!
  • Hi, Steven,
    我也很想看『夢遊雅馬遜』,可惜目前找不到片源。原來『鴿子在樹上沈思』是黑色荒誕劇啊!我還一直以為會很悶呢!這部My Video好像有,會找機會來看。:)
    是啊!暑假將至,我的旅遊行程排得不太順利,腦袋好像變得不太靈光,很不容易下決定,常常一個小時過去了,還在考慮底該訂哪一家旅館。:)
    今天看了『梭哈人生』,跟預期的差不多,就平平的還好。
    祝週末愉快!^_^

    Terrisa泰瑞莎 於 2016/06/17 19:35 回覆