星际穿越(1)
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前几天一次偶然的机会碰到这部影片《星际穿越》，到现在又从新看了一遍，体会颇多。 一部烧脑著作，看完后我也开始对空间，时间，黑洞，虫洞，维度等开始有些接触了解。主角库伯在地球已经资源不足，人口巨减，黄沙漫天，快不适应人类生存的情况下，一次偶然的地心引力失常的现象，通过二进制代码破译出坐标来到自己早已退休的NASA营地，布兰德给他详细的介绍这次任务的过程及其重要性，本着对宇航员和拯救人类的责任，踏上一段太空之旅。他的女儿，墨菲，一个从小就非常聪明的孩子，在父亲离去时留下约定，一段父女间穿越时空的爱由此开始。布兰德女主怀着对未知世界和人类未来的忧愁，一同卷入这段艰巨的任务之中。在外太空飞行过程，为营造地球引力效果，通过徘徊者号飞船旋转产生离心力进而产生一个G的重力加速度，飞船发射过程也是，每极都是在燃料耗尽后分离，减少自身重量。首先他们成功登陆到那个水球，在那里度过的一小时相当于地球上的七年，水很浅，在水墙到来时正好把发射器带回了飞船，但也不幸牺牲一名成员。到后来又来到另一个星球，在那儿一天又五十多个小时，非常寒冷，曼恩博士却由于多年的孤独与寂寥造假发来错误信息，并打算除掉库伯，但最终并未得逞，最后也在不听劝阻下打开压力舱后由于压力差原因瞬间被毁灭。在此之前，他们是通过四维空间来到黑洞旁边的，虫洞，一个圆球，四位空间的入口，之后，他们大胆冲向黑洞，看看那隐藏在黑暗中的质点，到后来被后来的生活在五维空间的人类所救，父女最终见了面，然这时女儿墨菲已老，也正是她拯救了自己父亲，自然她也是在布兰德博士死后才知道一切不过都是个谎言，父亲根本不会回来拯救人类，而是彻底把地球抛弃了，布兰德博士也是在早已把方程解出来还一直说没解出来为借口，欺骗墨菲，但最后，墨菲并没有气馁，而是想通过自己来拯救在危难中的人类，正好，库伯通过五维空间回到墨菲卧室，通过引力可以超越时间和空间定理，通过改变重力把信息通过钟表的秒针运动告诉给墨菲，这也为她以后的巨大成就做好铺垫。 好，现在来解释下一些自己的物理理解。一，四维空间怎么理解。首先得理解空间，维度的关系，一个点通过无限朝同一方向叠加形成一条线，就可以把这条线想象成一维空间，一维空间里的点只能在线上运动，而如果线上被放有另一点阻挡，也就过不去了；一条线通过朝另一方向无限叠加形成一个面，这个面就是二维空间，在二维空间里，点只能在这个面里运动，所以在一维中被阻挡时在二维空间就很容易越过去，只需绕过那个阻碍点便顺利通过了，但如果在二维里画一条像一维一样无限延长的线，二维里的点也就被阻碍不能通过了；然无数个面又通过另一方向无限叠加形成一个体（暂时想象成立方体），点也就只能在这个体里面运动，也就是三维空间，在这里，前面被阻碍的现象也就很容易解决了，只需从那条线上或线下跳过去就行了，所以在三维里也就顺理地解决了二维中的问题。所以，最重要的烧脑时刻要来了，那四维呢，自然通过前面的推理，四维就该是无限个三维立体通过另一方向无限叠加形成，然在我们现在生活的三维空间里到底存不存在另一个维度w，我也不知道，假如存在，就会形成一个超立方体。可以这样去理解，一维的时候在纸上画两个点，然后连在一起；一维升二维的时候在前面那条线下再画一条线，然后把这四个顶点连在一起形成一个面，可以画成一正方形，也就形成二维；二维升三维的时候，在刚刚那个正方形下面再画一个正方形，然后把两个正方形的八个顶点连起来形成一个正方体，也就形成三维；那么三维升四维呢，自然是在立方体的斜方向再画一个立方体，然后把这十六个顶点连在一起(假设存在第四维度，方向在正方体的斜方向，可以斜向上，也可以斜向下）（一维形成相当于点挣脱束缚能前后运动，也就多了前后方向；二维相当于线挣脱束缚能左右运动，也就多了左右方向；三维相当于面挣脱束缚能上下运动，也就多了上下方向；依次推理如果有斜着的第四维度，正方体挣脱束缚能斜上斜下运动，多了的两个方向我也不知道叫啥，但现在都用w表示，就如同维度x，y，z一样，这样也就形成超立方体）；再往后也就类似叠加原理。 第二个问题：几亿光年的距离为什么通过四维空间虫洞几小时就能到达。首先你要能知道四维空间是通过三维空间的扭曲形成的，也就是空间扭曲。现在还是一级一级描述。在一维空间，也就是一条线上如果存在两个有距离的点A和B，那么A到B是需要时间的；在二维空间，如果运用空间扭曲现象（这种现象只发生在四维空间，但这里为了更容易理解，假设一维二维三维空间都能够扭曲），前面一维的那条线上的两点A和B也就可以通过在二维平面上弯曲连在一起，也就变成同一个点，没有了距离；同样，如果在二维面里有这样一个有距离的点A和B，在三维空间里同样可以通过弯曲平面使两个点最终合在一起；所以，如果存在四维，自然不同三维立方体里的两点，也就可以通过三维立方体通过在四维空间中扭曲最后合在一起。所以如果真的存在这样一个维度，那么上海和纽约就可以通过四维空间瞬间到达，也就相当于在四维空间里，上海和北京之间没有距离。这时就要说到虫洞了，这一打开四维空间的入口和出口。 什么是虫洞，虫洞是什么形状的。首先，在三维空间里虫洞是以三维形态存在的四维空间入口或出口，是构建三维和四维空间的桥梁。好，现在来解释下虫洞在三维里看上去应该是什么形状呢，这又得和上面一样推理，从低纬度来一级一级例比，如果二维面要穿过一维线，那么在二维面上将画出一条线；如果三维体要穿过二维面，那么在三维体中将画出一个面；那么如果四维超立方体想通过三维体，那么就该画出一个三维体（正常下三维是一个无边无际的，这里可以想象成一个球），也就是一个球。也可以这样理解，一个三维体球通过二维面时是先在二维面上画出一个点，然后点逐渐圆形变大到最大时开始缩小最后又变成一个点，直到通过时消失。那么四维通过三维时就该在三维空间里先形成一个球，然后球慢慢变大到最大时开始缩小直到通过时消失。所以在我们能看得到的三维空间中，看到的虫洞应该是一个球。 在水球的一个小时相当于地球上的七年又怎么理解呢。首先得清楚时间这个概念，观念里是因为看到万事万物在成长，细胞在分裂在长大，所以时间在往前走，自然这是永恒不变的定理，也就是，如果把时间当成一辆永远只会往前开得火车，那么宇宙中的所以一切物体便都跟着他在往前走。也就是影片中所说的时间只能压缩和拉伸，而绝对不能回到过去，总之，过去了的终将永远变成过去，这是永恒的真理。好，现在来解释一小时七年。首先在前面所说的基础上，时间一直在向前，一直在继续，还有一点，也是最重要的一点就是引力可以改变世界万物的生长周期（假设一切以地球为标准，这也就是相对论原理），但不改变规律，也就是引力可以影响物体的运动速度，其实也可以影响运动方向。举例说明：如果人的一个细胞在地球上正常生长分裂可以存活一个小时，也就是在地球的重力加速度为G的引力下。但在水球上，由于水球接近黑洞，然而黑洞又是质量是地球N亿倍的物体，可想而知水球所受到的引力有多大（这里为什么水球没有被黑洞吸掉，影片中的解释是水球自身质量也是超级大），所以这么大的一个引力通过牛顿定理求出来的重力加速度也将是G的N倍，在这样一个环境中生存的同一个细胞，由于引力太大的缘故（可以想象成宇航员举步维艰的样子，相当于想象成在地球上走时整个身体变得非常重，引力特别大）分裂生长的特别慢（相对于地球分裂来说），可能要七年，其实也可以想象成看电影的慢放，相当于一切动作和物体都变得慢起来(相对地球物体)。所以当他们在水球上度过几个小时后回到飞船和那个黑人相见时，那个黑人说已经过了23年多，头发都白了。总之，时间不存在倒回，一切都在往前生长往前走，只不过一个走得快些，一个走得慢些，但在人内心深处真正度过的时间其实是一模一样的，都是把身体里的这些细胞更新换代到一定程度便可以和世界说拜拜了。他们回去看到地球上的女儿索菲已经老了，自己作为一个父亲却还年轻，但世界是公平的，时间更是公平的，墨菲虽然已经度过了数年，但她在这数年里做的事很多很多，是真正数年才能完成的。但库伯，他完成的工作其实转换成地球上也就几个小时，所以他并没赚到什么，反而在如此一个，他思想观念中自认为很短的时间落差中失去太多，亏欠女儿和家人的太多，没有尽到一个做父亲的责任。 好了，最后感谢这部电影让我学到了很多，虽说这些东西都不一定存在，但至少现在 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/64b87743b9f67c1cfad6195f312b3169a451eaae.html