星際穿越 [The Science of Interstellar] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 基普·索恩（Kip Thorne） 著，安燁 編，苟利軍，王嵐，李然 等 譯

圖書標籤:

• 科幻
• 物理學
• 天文學
• 相對論
• 黑洞
• 蟲洞
• 太空探索
• 時間旅行
• 科學普及
• 電影改編

齣版社： 浙江人民齣版社

ISBN：9787213066856

版次：1

商品編碼：11705717

品牌：湛廬文化（Cheers Publishing）

包裝：平裝

叢書名： 財富匯

外文名稱：The Science of Interstellar

開本：16開

齣版時間：2015-06-01

用紙：銅版紙

頁數：404

正

産品特色

編輯推薦

　　

　　北京時間2016年2月11日23:40左右，激光乾涉引力波天文颱（LIGO）負責人、加州理工學院教授DavidReitze宣布，人類首次發現瞭引力波。
　　

　　而LIGO的創立人之一就是《星際穿越》的作者基普?索恩。他是當今引力物理與相對論天體物理學領域的集大成者，在黑洞、蟲洞、引力波等廣義相對論主題的研究上作齣瞭極大的貢獻。尤其是在引力波方麵，他無疑是世界泰鬥之一。不妨聽聽索恩解讀LIGO項目的建立，探索引力波背後的科學原理，以及他樂享宇宙彎麯一麵的夢想。
　　基普·索恩寫給所有人的天文學通識讀本，揭示《星際穿越》電影幕後的科學事實、有根據的推測和猜想，解開黑洞、蟲洞、星際旅行等一切奇景的奧妙。
　　一部媲美《時間簡史》的巨著，同名電影幕後科學顧問、天體物理學巨擎基普·索恩巨獻，《火星救援》科普版。
　　國傢天文颱8位天體物理學科學傢領銜翻譯。國傢天文颱苟利軍、王嵐、李然、爾欣中、王喬、李楠、王傑、謝利智8位博士重磅擔綱翻譯，文字優美，將這本極富科學內涵的圖書演繹得極為通俗易懂和精彩。
　　史上豪華推薦人陣容，好萊塢導演剋裏斯托弗·諾蘭、北京天文館館長硃進專文作序，歐陽自遠等3大院士、李淼、魏坤琳等5大科學傢、《三體》作者劉慈欣聯袂推薦：中國月球探測工程首席科學傢、中國科學院院士歐陽自遠，高能天體物理學傢、中國科學院院士李惕碚，知名天體物理學傢、中國科學院院士武嚮平，中國科學院高能物理研究所和國傢天文颱雙聘研究員、中國科學院粒子天體物理重點實驗室主任張雙南，知名物理學傢、中山大學教授李淼，國傢傑齣青年科學基金獲得者，國傢天文颱研究員及宇宙暗物質與暗能量研究團組首席科學傢陳學雷，加州理工學院物理學教授陳雁北，北京大學心理學係副教授、博士生導師魏坤琳（Dr。魏），中國當代知名的科幻作傢、熱銷書《三體》作傢劉慈欣鼎力推薦，帶你探索宇宙奧秘。
　　14大視頻隨書講解，打造科普閱讀新體驗！苟利軍、王喬和王嵐三位專傢對於書中的黑洞、蟲洞、高維空間和時間旅行等主題特彆錄製瞭講解視頻，隨書同讀，穿越無限。
　　四色精美印刷，炫酷視效，帶你穿越時空、遨遊宇宙！史上驚艷、走心的科普巨製！
　　湛廬文化齣品。
　　
　　

內容簡介

　　

　　在《星際穿越》之後，這一係列問題全世界都在問！本書將會告訴你答案！
　　為什麼黑洞會吞噬一切，甚至連光都不能幸免？
　　為什麼蟲洞不是一個洞，而是一個球？
　　又是什麼神奇的力量，讓米勒星球上的一小時等於地上七年？
　　一本簡明清晰的時間與空間理論入門讀本。基普·索恩教授，電影《星際穿越》的科學顧問，以淺顯易懂的語言一一破解瞭宇宙中讓人瞠目結舌的奇景——大爆炸、黑洞、時空彎麯、潮汐力、蟲洞、引力彈弓、星際旅行等，解釋瞭所有推動劇情的天體物理學理論，還就內容的真實性將書中的科學知識分為三種：科學事實、有根據的推測和猜想，並做瞭明確的標注，以幫助我們解開所有劇情設計與時空旅行之謎！
　　《星際穿越》是繼霍金的《時間簡史》之後天體物理學領域的又一裏程碑式著作。
　　獲得雨果奬《三體》一書作者劉慈欣稱基普.索恩教授不僅是天體物理學領域的巨匠，更是位藝術大師！在他邏輯嚴密的計算和對模擬效果的孜孜追求下，就連擲地有聲的硬科學也變得如此柔情，如此絢麗，讓人著迷。
　　當科學的嚴謹遇上真性情，令人驚嘆的化學反應自然會生生不息。
　　

作者簡介

　　基普.索恩（Kip Thorne）,全球理論物理學傢，當今世界研究廣義相對論下天體物理學領域的領導者之一。

　　LIGO創立人，引力波領域大師；
　　緻力於宇宙時空彎麯的研究，創建瞭全球知名的LIGO項目。
　　畢業於加州理工學院，在普林斯頓大學攻讀博士期間師從於全球物理學傢約翰.惠勒。畢業後迴到加州理工學院任教，30歲時便成為該校曆史上年輕的教授之一。
　　好萊塢燒腦巨製《星際穿越》科學顧問，電影科學性的很強保證。

精彩書評

　　

　　★黑洞、蟲洞、彎麯、五維、時間旅行……這是一場科學的饗宴，更是一場關於人類命運的探尋。在基普·索恩搭建的這個物理世界中，人類雖渺小、無奈，但卻不忘初心，執著追夢。最終，超體生物解救瞭庫珀，皆大歡喜。科學的美麗與迷人就在於此，它不僅讓我們洞悉宇宙的奇妙，而且還進一步拓寬瞭我們的思維，點燃好奇的火花，讓思想“穿越”起來，並傳遞給下一代人。不過在現實中，人類的命運自然掌握在自己的手中，而那密碼，恰在宇宙深處。
　　——歐陽自遠 知名天體化學與地球化學傢，中國月球探測工程首任首席科學傢，中國科學院院士，發展中國傢科學院院士，國際宇航科學院院士
　　
　　★黑洞奇點、蟲洞、時間穿越、高維空間等廣義相對論理論直接或間接的産物，既給人以無窮的想象空間，又可能是建立新物理的齣發點。《星際穿越》一書的作者係廣義相對論的知名資深學者，又是電影《星際穿越》的一位編劇和科學顧問；中文版翻譯團組由活躍在天文、引力物理和宇宙學前沿的青年學者組成，譯文流暢準確，編排印製考究。這是在愛因斯坦建立廣義相對論一百周年之際獻給科學愛好者和專業工作者的一份難得的禮物。
　　——李惕碚 高能天體物理學傢，中國科學院院士，清華大學物理係教授，中國科學院高能物理研究所研究員
　　
　　★人類一直對星空充滿著幻想，而《星際穿越》給幻想插上瞭可以飛行的翅膀，讓我們穿過神秘莫測的時空隧道，飛嚮另一個絢麗多姿的世界。黑洞之奇妙，蟲洞之玄機，宇宙之浩瀚，盡顯“星際穿越”。通俗的語言，精美的圖畫，嚴密的邏輯，引導我們一起“星際穿越”，遨遊超級震撼的引力王國。
　　——武嚮平 知名天體物理學傢，國傢天文颱研究員，中國科學院院士
　　
　　★中國人都喜歡揭老底。硬科幻電影《星際穿越》放映之後，更是掀起瞭全民揭電影“科學老底”的運動。為瞭滿足公眾的好奇心，同時也說明這部電影的科學可信，這部電影的科學顧問、國際黑洞研究專傢索恩親自寫瞭這本書自揭老底。譯者也是活躍在黑洞研究領域的傑齣學者，比如苟利軍在測量黑洞自轉方麵的成就便是國際領先的。無論是對從事天體物理研究的專業學者、天文愛好者，還是科幻電影的發燒友，閱讀本書都會獲益匪淺。
　　——張雙南 中國科學院高能物理研究所和國傢天文颱雙聘研究員，中國科學院粒子天體物理重點實驗室主任
　　
　　★我很榮幸在觀賞電影《星際穿越》之後很快能讀到英文原版的關於《星際穿越》中科學原理的書，作者是這部電影的劇作者之一以及科學顧問，這就很快解開瞭我的一些疑惑。現在，這本書的中譯本擺在大傢麵前，非常值得希望瞭解現代物理學特彆是時空科學的人一讀。它比《時間簡史》通俗，並且，它的作者在多次打賭中贏瞭霍金。
　　——李淼 知名物理學傢，中山大學教授
　　
　　★基普.索恩教授不僅是廣義相對論和黑洞物理領域的世界專業，而且也正是由於他的努力，纔使大眾首次在電影《星際穿越》中欣賞到瞭黑洞、蟲洞、高維空間等現代物理學中奇妙概念的逼真展現。可以說，就算是專業研究者，若不讀此書，也無法理解電影中為瞭真實展現這些奇妙概念所做的種種細緻考慮。本書譯者苟利軍研究員等人是我的同事，都是非常活躍的天文學研究者，他們在百忙之中，抽齣時間以很快速度將此書譯為中文，分享給所有希望理解這個奇妙宇宙的讀者們，實為功德無量。如果想知道科學為什麼好玩，來讀此書吧！
　　——陳學雷 國傢傑齣青年科學基金獲得者，國傢天文颱研究員及宇宙暗物質與暗能量研究團組首席科學傢
　　
　　★飛離地球、穿越蟲洞、探索黑洞的奧秘、越過時空的限製、尋找人類新的傢園——電影《星際穿越》描繪瞭一個繽紛、神奇的幻想世界。本書記述瞭理論物理大師索恩教授從最初提齣電影的想法到後來密切參與電影改編和製作的整個過程，再現瞭索恩教授對電影中科學問題所做的周密思考。在教學和科研中，索恩教授總是能從獨特的視點齣發，把復雜的物理問題用簡單的語言解釋給學生和同事——讓大傢覺得仿佛宇宙中的一切謎團都終究可以解開。作為科普工作者，他在本書中用精彩的圖片和通俗的文字，把當代物理學中前沿的問題和大膽的猜想展現在讀者麵前。科學幻想激勵我們更努力地鑽研、更勇敢地探索：也許有一天，地球上的我們會超脫黑洞的潮汐，自由穿越於星際，打開新傢門的日子也許並不是遙遠的未來。
　　——陳雁北 加州理工學院物理學教授
　　
　　★基普.索恩教授不僅是天體物理學領域的巨匠，更是位藝術大師。在他邏輯嚴密的計算和對模擬效果的孜孜追求下，就連擲地有聲的硬科學也變得如此柔情，如此絢麗，讓人著迷。當科學的嚴謹遇上真性情，令人驚嘆的化學反應自然會生生不息。
　　——劉慈欣 中國當代知名的科幻作傢，熱銷書《三體》作者

目錄

推薦序1 請溫柔地走進科學的良夜
推薦序2 星際穿越，不確定性的美妙
中文版序 科學的力量
譯者序 探秘人類知識的未知疆域
前言 科學，美麗而迷人
引言 一場華夢，九年麯摺：電影《星際穿越》的創生
【琳達.奧布斯特】最傑齣的好萊塢搭檔
【史蒂文.斯皮爾伯格】誰是最初的導演？
【喬納森.諾蘭】一波三摺的編劇遴選
【剋裏斯托弗.諾蘭】意外接棒的好萊塢頂尖導演
【保羅.富蘭剋林、奧利弗.詹姆斯、尤金妮婭.馮.騰澤爾曼】視覺特效的締造者們
【馬修.麥康納、安妮.海瑟薇、邁剋爾.凱恩、傑茜卡.查斯坦】精彩“穿越”背後的好萊塢巨星們
第一部分 宇宙奧秘，穿越之鑰
01 宇宙的終極真相
大爆炸，宇宙誕生
萬億星係與黑洞
太陽係
恒星的死亡：白矮星、中子星和黑洞
宇宙中的電場、磁場與引力場
02 主宰宇宙宿命的法則
揭秘物理世界的四大定律
科學事實、有根據的推測和猜想
03 彎麯時空和潮汐力
愛因斯坦的時間彎麯理論
彎麯的空間：超體和我們的宇宙膜
潮汐力，米勒星球巨浪的來源
04 黑洞，光都無法逃逸的牢籠
蹦床上的螞蟻，黑洞彎麯的空間
視界睏住的信號，黑洞彎麯的時間
無可抵抗的空間“漩渦”
精確刻畫黑洞附近的彎麯時空
從宇宙中觀測到的黑洞外貌
“踩著彼此的肩膀”的黑洞發現史
第二部分 卡岡都亞，黑洞中的巨人
05 黑洞卡岡都亞的構造
1億倍太陽質量，米勒星球被撕碎的臨界點
“天上一時，地上七年”，自鏇速率大揭秘
卡岡都亞的結構奧妙
火殼，被禁錮的光綫
06 引力彈弓
21世紀科技都無法解決的加速睏境
駛往米勒星球的彈弓之旅
星係中心的中等質量黑洞，最佳彈射彈弓
超級文明的航行軌跡
“卡西尼”號，現實中的“巡邏者”號
07 打造黑洞卡岡都亞
黑洞陰影及其火環
無自鏇黑洞的引力透鏡效應
快速自鏇黑洞的引力透鏡效應
製造《星際穿越》中黑洞和蟲洞的視覺特效
引力彈弓旅程中的景象
08瑰麗奇美的吸積盤與噴流
類星體，小天體裏的大能量
能量發動機——黑洞與吸積盤
噴流：從迴鏇空間中提取能量
吸積盤從何處來？潮汐力撕裂恒星
卡岡都亞的吸積盤與丟失的噴流
09 事故是進化途中的第一步
第三部分 地球大災難
10 毀滅人類文明的枯萎病
庫珀的世界——隻比活命好一點兒
何種災變纔是罪魁禍首
泛型枯萎病，所有生物的終極殺手
11 氧氣危機
可呼吸氧氣的生産與破壞
海洋翻動，所有人都將死於二氧化碳中毒
12 星際旅行, 尋求地外生命支持
最近恒星離我們有多遠？
21世紀技術條件下的旅行時間
未來的技術
熱核聚變推進係統的實現時間錶——22世紀晚期？
激光束與光帆技術的實現時間錶——22世紀？
雙黑洞的引力彈弓
第四部分 蟲洞，超太空跳躍的橋梁
13 蟲洞，危險與希望的並存體
蘋果，蟲洞之名的靈感源
福拉姆蟲洞，最早的蟲洞
蟲洞的塌縮
《超時空接觸》，一個可穿越蟲洞的瘋狂構想
可穿行蟲洞應該是什麼樣子？
蟲洞是否可以像天體一樣在宇宙中自然存在？
超級發達文明，可穿行蟲洞的唯一希望？
一個極度未知的領域
14《星際穿越》中蟲洞的可視化
蟲洞的引力和時間彎麯
3大“把手”，蟲洞形態各異的根源
“把手”如何影響蟲洞的外觀？
蟲洞長短，穿越景象各異的決定者
蟲洞的透鏡寬度，引力透鏡效應大不同
《星際穿越》中動人心魄的蟲洞
穿越蟲洞之旅
15 引力波如何發現蟲洞
LIGO發現引力波暴
當一顆中子星圍繞黑洞公轉時?
引力波源，蟲洞的另一端
諾蘭緣何棄用引力波？
引力波以及探測引力波的儀器?
“宇宙彎麯的一麵”
原初引力波，宇宙誕生一瞥
第五部分 探索黑洞卡岡都亞的周邊
16 米勒星球，未被吞噬的幸存者
米勒星球的運行軌道?
時間變慢與潮汐力形變
空間迴鏇，米勒星球速度的製衡要素
米勒星球上的巨浪
米勒星球的“一生”
從米勒星球遙望卡岡都亞
17 黑洞卡岡都亞振動之謎
未被羅米利展示的重要數據
共振頻率，駕馭引力異常的關鍵
18 第二選擇，曼恩星球
曼恩星球，一個缺少太陽的世界
通嚮曼恩星球的旅程
冰雲，到達曼恩星球
是誰打造瞭曼恩博士的地質數據
19 “永恒”號的夾縫求生
潮汐力與“永恒”號的設計
曼恩星球上方軌道處的真實爆炸
第六部分 極端物理
20 第四維度和第五維度
作為第四維度的時間
超體：真實還是虛構？
第五維度
21 預示未來人類的超體生物
二維膜與三維超體的碰撞
當五維世界的超體生物穿過我們的三維膜時
超體生物的特徵和他們的引力
《星際穿越》中的超體生物
22限製引力
五維空間的引力難題
膜外維度是捲麯的嗎？
膜外維度：反德西塔（AdS）彎麯
AdS三明治：超體中的充足空間
危險：三明治是不穩定的
穿越AdS層
23 引力異常，墨菲口中的“幽靈”
火神星，水星軌道異常進動的幻象
“暗物質”，星係之間相互繞轉軌道的異常
宇宙加速膨脹的異常
條形碼式灰塵，《星際穿越》中的引力異常
24 布蘭德教授的方程
墨菲和教授兩人的筆記以及黑闆
第五維度，引力異常的來源
超體場，引力強度的控製因素
蟲洞必須連通！
保護我們的宇宙不被摧毀
教授方程的終極答案
25 奇點和量子引力
量子定律，一切宇宙問題的解
奇點：量子引力的領地
基普vs.霍金，裸奇點的賭局
黑洞內的BKL奇點
黑洞的下落奇點與外飛奇點
第七部分 穿越之門已經開啓
26 臨界軌道，“火山口”的邊緣
潮汐力，使“永恒”號掙脫曼恩星球
臨界軌道和火山類比
火山的含義：引力能和圓周運動能
臨界軌道：離心力和引力的平衡
邊緣處的災難：塔斯和庫珀的彈齣
駛嚮埃德濛茲星球
27 進入黑洞卡岡都亞：落入視界的庫珀與塔斯
為什麼讓庫珀掉入黑洞？
穿過視界——永無對等的信號收發
下落起點VS外飛奇點，擊中“巡邏者”號的最佳選擇
庫珀在卡岡都亞內部看到瞭什麼？
被超立方體營救
28 超立方體
點－綫－平麵－立方體－超立方體
庫珀被運送到超立方體中
停靠：墨菲臥室的景象
諾蘭復雜化的超立方體
29 嚮過去傳遞信息
嚮電影《星際穿越》的觀眾傳遞規則
剋裏斯托弗·諾蘭關於時間旅行的規則
傳遞信息給墨菲
沒有超體的時間旅行
有超體存在的時間旅行
給墨菲傳遞信息——一個物理學傢的解釋
穿過第五維度接觸布蘭德
30 發射太空殖民飛船
科學的指引
在哪裏可以獲得更多信息？
技術劄記
緻 謝

精彩書摘

　　一場華夢，九年麯摺：電影《星際穿越》的創生
　　琳達.奧布斯特（LYNDA OBST）
　　在一次晚餐中，琳達跟我說瞭她的一個想法。她構思瞭一部科幻電影，想讓我幫她付諸實踐。這將是她二度涉足科幻電影 ：之前，她曾與卡爾·薩根閤作拍攝電影《超時空接觸》。
　　我最傑齣的好萊塢搭檔
　　一段失敗的羅曼史最後發展成瞭開創性的友誼和閤作關係，這段經曆便是《星際穿越》這部電影的種子。
　　1980 年 9 月， 我 的 朋 友 卡 爾.薩 根（CarlSagan）給我打瞭個電話。他知道我是一個單身父親，獨自撫養著十幾歲的女兒，在南加州過著單身漢生活，並且在從事理論物理專業的工作。
　　卡爾打電話給我，建議我參加一次相親——與琳達 .奧布斯特一起參加一場首映活動。那是為卡爾即將上映的一部係列劇《宇宙》舉辦的。
　　琳達是一位睿智漂亮的編輯，在《紐約時報雜誌》（New York Times Magazine）工作，主要負責“反主流文化和自然科學”版塊，當時剛剛搬到洛杉磯——她其實極不情願到這兒來，但無奈拗不過她丈夫，不過這也加速瞭他們的離婚。這一切糟糕事情中的唯一亮點是 ：琳達開始嘗試步入電影圈，參與構思一部名為《閃舞》（Flashdance）的電影。
　　《宇宙》的首映禮在格裏菲斯天文颱（Griffith Observatory）舉辦，是一次正裝
　　活動，但我愚蠢地穿瞭一件淺藍色燕尾服。洛杉磯所有有頭有臉的人那天都在場！我雖然顯得格格不入，但是卻度過瞭非常愉快的時光。
　　在此後的兩年中，我和琳達時斷時續地約會，但關係卻沒有更進一步的發展。雖然，她的激情迷住瞭我，但也使我身心俱疲。當時，我已經在猶豫這種疲憊是否值得，但無奈決定權不在我這一邊。也許是因為我的絲絨襯衫和雙麵針織的肥大休閑褲，琳達很快就對我失去瞭興趣，但是有一些更好的事情卻正在發生 ：來自不同世界的兩個完全不同類型的人建立起瞭一段持久的、富有創造性的友誼和閤作關係。
　　時間快進到 2005 年 10 月，在我與琳達時不時進行的一次晚餐聚會中，我們從近期的宇宙學發現聊到瞭左翼政治，又從美味的食物一直聊到瞭電影製作的變化無常。彼時，琳達已經是好萊塢頗有纔藝和成就的製作人（作品有《閃舞》 漁王》《超時空接觸》十日拍拖手冊》），而我也已經結婚。我的太太卡羅爾.溫斯坦（CaroleeWinstein）已經成瞭琳達的好友。我在物理學界做得也還算不錯。
　　在一次晚餐中，琳達跟我說瞭她的一個想法。她構思瞭一部科幻電影，想讓我幫她付諸實踐。這將是她二度涉足科幻電影 ：之前，她曾與卡爾 .薩根閤作拍攝電影《超時空接觸》。
　　我從未想象過自己會參與一部電影的製作，在好萊塢與琳達一起冒險更是我做夢也沒想過的。但是與琳達的閤作很吸引我，特彆是她提到瞭蟲洞—— 一個由我開創研究的天體物理學概念，所以她輕而易舉就拉我入夥瞭，並進行瞭一場頭腦風暴。
　　在接下來的 4 個月裏，通過吃飯討論、電子郵件和電話聯係，我們粗略製定瞭電影的雛形——它包含瞭蟲洞、黑洞、引力波、一個五維的宇宙，以及人類和更高維度空間裏生物的緣分。
　　但最重要的是，在我們的想象中，這部大片將根植於實實在在的科學，而且是人類認知的最前沿，甚至超過人類認知的科學。這部電影的導演、編劇和製片人都應對科學持有敬意，並且能從中尋求靈感，徹底地、令人信服地將科學融入電影素材中。這部電影應給觀眾呈現齣宇宙中物理定律能夠或可能創造的神奇事物，以及在掌握這些物理定律之後，人類可以成就的偉大事業。這部電影可以激發很多觀眾去瞭解科學，甚至可能讓他們從此走嚮科學事業。
　　9 年後，《星際穿越》這部電影實現瞭我們的所有想象。但是這一過程有如電影《寶林曆險記》一般頗為麯摺，曾有數次我們的夢想幾近坍塌。我們一度找到瞭電影界的傳奇人物史蒂文 ·斯皮爾伯格，但後來又錯失瞭與他閤作的機會。我們還找到瞭一位非常優秀的年輕編劇喬納森.諾蘭，然而在非常關鍵的階段，我們卻又兩次錯失瞭機會——每次都導緻瞭長達數月的進度停滯。在兩年半的時間裏，這部影片無人問津，也沒有導演。最後，奇跡般地，它在喬納森的哥哥、最傑齣的新生代導演剋裏斯托弗.諾蘭的手中復活並煥發齣瞭新的生機。
　　史蒂文.斯皮爾伯格（STEVEN SPIELBERG）
　　我 當 然 願 意！ 但 是 就 在 一 個 星 期 之後、具體見麵時間都還未來得及安排時，琳達就打來瞭電話 ： 斯皮爾伯格要簽下我們的電影！”她欣喜若狂，我也一樣。“這種事情從來沒有在好萊塢發生過，”琳達告訴我，“從來沒有！”但是，它的確發生瞭。
　　誰是最初的導演？
　　2006 年 2 月，在我們已經為這部電影琢磨瞭 4 個月的時候，琳達和托德 .費爾德曼（Todd Feldman）共進瞭一次午餐。托德是斯皮爾伯格在創新藝人經紀公司（Creative Artists Agency）的經紀人。當費爾德曼問起她當時正在籌備的電影時，琳達談到瞭與我的閤作，談到瞭我們對於一部從頭到尾包含真正科學元素的科幻電影的憧憬——我們關於《星際穿越》的夢。費爾德曼聽後也非常興奮，他認為斯皮爾伯格可能會感興趣，並且敦促琳達當天就把一份劇本大綱給他（他要的劇本大綱應是一個大約 20 頁或更長篇幅的有關故事和人物的介紹）。
　　當時，我們寫下的所有東西也隻有幾封電子郵件，以及幾次晚餐討論時所做的筆記而已。所以我們以鏇風般的速度工作瞭幾天，精心製作齣瞭一份長達 8 頁的劇本大綱。我們對這份劇本大綱非常自豪，並把它寄瞭齣去。幾天之後，琳達發郵件給我 ：
　　斯皮爾伯格已經讀瞭，並且非常感興趣。我們可能需要和他見一麵。好戲開始瞭，願意來嗎？
　　琳達
　　我當然願意！但是就在一個星期之後、具體見麵時間都還未來得及安排時，琳達就打來瞭電話：斯皮爾伯格要簽下我們的電影！”她欣喜若狂，我也一樣。“這種事情從來沒有在好萊塢發生過，”琳達告訴我，從來沒有！”但是，它的確發生瞭。
　　之後我嚮琳達坦白，我隻看過斯皮爾伯格導演的一部電影——當然是《E.T.》，之所以這樣是因為作為一個成年人，我一直對電影不是特彆感興趣。所以她給瞭我一份“傢庭作業”，名為“基普必看的斯皮爾伯格導演的電影”。
　　一個月之後的2006年3月27 日，我們和斯皮爾伯格進行瞭第一次會麵 ——或者說史 蒂文，我已經開始這麼稱呼他瞭。我們在他位於伯班剋的電影製作公司安培林娛樂（Amblin） 的核心地帶見麵， 那是一個舒適的會議室。
　　在會議中，我嚮史蒂文和琳達提齣瞭兩條準則 ：
　　1. 影片中的情節不能違背已成定論的物理定律，也不能違背已牢固確立的我們對宇宙的認知。
　　2. 對尚不明確的物理定律和對宇宙的猜想（通常十分瘋狂）要源自於真正的科學。猜想的依據至少要被一些“備受尊敬”的科學傢認可。
　　史蒂文對此很認同，並且接受琳達的建議，召集瞭一組科學傢和我們集思廣益，組織起一個《星際穿越》研討會。這個研討會於 6 月 2 日在加州理工學院舉行。會議室就在我辦公室外走廊的另一端。
　　那是一次長達 8 個小時的會議，14 位科學傢興奮地暢所欲言（包括太空生物學傢、行星科學傢、理論物理學傢、宇宙學傢、心理學傢和一位空間政策專傢），與會的還有琳達、史蒂文、史蒂文的父親阿諾德（Arnold）和我。我們聚到一起，雖筋疲力盡，卻收獲瞭大量的新思路，並否定瞭一些不成熟的舊想法。這幫助琳達和我修改並豐富瞭我們最初的劇本大綱。
　　由於還有其他事情要做，所以我們花瞭 6 個月時間纔完成電影的劇本大綱。到 2007 年 1 月，我們的劇本大綱已經長達 37 頁，此外還有 16 頁關於電影所涉及科學的介紹。
　　一波三摺的編劇遴選
　　與此同時，琳達和史蒂文開始物色編劇。這是一個漫長的過程，最終，他們把目光聚集在瞭喬納森.諾蘭這個年僅 31 歲的年輕導演身上。他剛和哥哥剋裏斯托弗閤作過兩部影片——《緻命魔術》和《蝙蝠俠前傳 3 ：黑暗騎士崛起》，而且都是大熱影片。
　　喬納森（他的朋友叫他喬納）雖然對科學知識的瞭解非常少，但他聰明，富有好奇心，又很好學。他花瞭幾個月時間啃書本，以便瞭解關於《星際穿越》的所有科學知識。同時，他還提齣瞭很多尖銳的問題。他為我們的電影提齣瞭許多重大、新奇的想法，我們欣然接受。
　　與喬納一起工作是一件讓人愉快的事情。很多個中午，他和我在加州理工學院的教工俱樂部中一起開動腦筋討論關於影片的科學問題，通常會長達兩三個小時。喬納總是帶著很多新主意和問題來與我共進午餐。有些問題我可能當場就能迴答 ：“這在科學上是可能的，但那個不行……”但我的迴答有時也是否定的。此時，喬納就會敦促我多想想 ： 為什麼？如果那樣將會如何？”但是我反應比較慢，有時就算到瞭該睡覺時也沒有理齣個頭緒來。但在半夜，當人的本能反應被抑製時，我通常能找到一些方法使他想要的東西成立，或者找到一種替代方法達到他的最終目的。慢慢地，我開始變得善於在半睡半醒的時候進行創造性
　　思考。
　　第二天一早，我通常會整理半夜寫下的那些不太清楚的筆記，“破譯”它們，並將之寫到發給喬納的郵件裏。他可能會給我打電話、發電子郵件或者再約一次午餐，這樣我們便能整閤思路。通過這種方式，當我們探討到引力異常（gravitational anomalies）以及如何利用它使人類飛離地球的時候，我恰好在當前知識領域的認知範圍內發現瞭一些方法，讓這些異常現象在科學上成為可能。
　　在關鍵時刻，我們常常把琳達拉進來。她非常善於批判我們的想法，然後引領我們轉嚮新的方嚮。在與我們一起為電影開動腦筋的同時，她還運用自己的神奇魔力阻止派拉濛電影公司的乾涉，好讓我們保有創新自主權。此外，她也在計劃下一步，即把《星際穿越》變成一部真正的電影。
　　到 2007 年 11 月，喬納、琳達、史蒂文和我基本就故事結構達成瞭共識。整個故事經過瞭大麵積修改，融閤瞭琳達和我的最初劇本大綱、喬納的偉大創意以及從我們的討論中産生的許多新想法。然後，喬納就開始全力投入劇本寫作的工作。但是，2007 年 11 月 5 日，美國作傢協會號召罷工。喬納被禁止繼續寫作，隨後就消失瞭。
　　我一下就慌瞭。我們所有的辛苦工作、我們的夢想難道就這樣付之東流瞭？我詢問琳達，她勸我要有耐心，但她自己顯然也非常沮喪。她把這一切都生動地寫進瞭她的書《好萊塢不眠夜》（Sleepless in Hollywood）中的第 6 章，題目是“大災難”。
　　罷工持續瞭 3 個月，於 2008 年 2 月 12 日結束。此時，喬納迴來瞭，接著寫他的劇本，並且與琳達和我進行瞭密集的討論。在隨後的 16 個月中，他創作齣瞭一份詳細的劇本大綱，並先後修改瞭 3 遍。每一次完成的時候，我們都邀請史蒂文加入討論。史蒂文總會提齣些尖銳的問題，這通常會持續一個小時或更久。然後，他會給齣很多建議、要求以及修改的指令。他並不怎麼親自動手，但他卻很周到、犀利、有創意，有時還很嚴格。
　　2009 年 6 月，喬納把劇本草稿的第 3 版給瞭史蒂文，然後就又“消失”瞭——在很久以前，他就接下瞭電影《蝙蝠俠前傳 3 ：黑暗騎士崛起》的劇本寫作工作，卻拖延瞭一月又一月，把時間都花在瞭《星際穿越》上。這時他不能再拖延，於是我們就沒有編劇瞭。雪上加霜的是，喬納的父親此時也身患重病。喬納在他父親最後的幾個月時間裏，一直陪伴在倫敦，直到當年的 12 月份。經過這個漫長的沉寂，我越發擔心史蒂文會因此失去興趣。
　　但史蒂文和我們一樣在等待——等待喬納的迴歸。雖然他和琳達完全可以請其他人完成劇本，但他們十分看重喬納的纔華，所以他們一直在等待。
　　2010 年 2 月，喬納終於迴來瞭。3 月 3 日，史蒂文、琳達、喬納和我進行瞭一次頗有成效的會麵，主要討論 9 個月前的第 3 版劇本。我感到一絲欣喜。終於，我們又迴到瞭正軌。
　　時間不知不覺就到瞭 6 月 9 日，喬納已經在全力修改第 4 版劇本。而此時，我卻收到琳達的一封郵件 ：史蒂文的協議現在齣瞭點兒問題。我在想辦法。
　　……
　　黑洞，光都無法逃逸的牢籠
　　黑洞卡岡都亞在《星際穿越》這部電影中扮演著重要角色。我們將在本章介紹黑洞的一些基本知識，並在下一章著重研究卡岡都亞。
　　首先，請記住一個看似古怪的事實 ：黑洞就是由彎麯的空間和彎麯的時間構成的，除此無他。
　　蹦床上的螞蟻，黑洞彎麯的空間
　　假設你是一隻螞蟻，生活在一張兒童蹦床上——就是那種由高高立柱支撐起來的橡皮膜。此時，一塊很重的石頭落在其上，把橡皮膜拉嚮下方（見圖 4-1）。不過，你是一隻失明瞭的螞蟻，看不見立柱、石塊或者彎麯的橡皮膜。但你是一隻聰明的螞蟻，你懷疑自己生活與其中的整個宇宙（橡皮膜）是彎麯的。為瞭驗證橡皮膜的形態，你先在橡皮膜上方靠外圍的區域繞瞭一圈，並測量瞭圓圈的周長，然後你從這個圓圈的一頭穿過中心點徑直爬到另一頭，並測量瞭圓圈的直徑。如果你所在的世界是平直的，那麼圓圈的周長和直徑的比值應該正好等於圓周率，即 π（3.14159...）。可是在蹦床上，你發現圓圈的周長比直徑還要小得多。這讓你肯定，你的宇宙是高度彎麯的！
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前言/序言

　　 科學的力量
　　電影《星際穿越》在中國引發瞭令人興奮的熱潮——熱度超過世界上任何國傢（或許除瞭韓國）。雖然，這部影片在美國也非常受歡迎，但還遠不及在中國的熱度。
　　我想這種熱情很大程度上源於《星際穿越》中包含的大量真實的科學信息。我猜相比於美國文化來說，推崇學習的中國文化更樂於接受科學知識。所以，《星際穿越》在中國能夠誘惑更多對科學感興趣的人。我希望這本書的中文版能夠像鐵鈎一樣鈎住這些感興趣的人。
　　我希望我的書可以緊緊鈎住年輕人，促使他們考慮投身科學事業。我也希望我的書可以緊緊鈎住年長的人，讓他們可以在餘生中保持對科學的好奇心，並在日常生活中嘗試應用科學原理。我衷心地希望這本書能夠在中國加深人們對科學的認識。
　　每一次重溫與吹毛求疵都是一個維度打開的機會
　　現在，距離《星際穿越》在世界範圍內上映已經過去瞭 5 個月。這也給瞭我一個迴復過去 5 個月來人們對電影的種種觀點的機會。
　　通過與數百位觀影者的對話和通信，我十分清醒地認識到，《星際穿越》不是通過一次觀影就可以完全理解的。很多關鍵的科學概念在電影對話中僅僅齣現瞭一次，而直到電影後半段，這些對話的意義纔顯現齣來。 看幾次電影並認真思考。因此在第一次觀看時，人們很容易就忘掉瞭這些關鍵的對話，或者忽略瞭它們的重要性。很多科學信息隻有看過電影兩三次後纔會變得清晰，而有些關鍵信息則需要更多的思考。
　　一個典型的例子是阿梅莉亞 · 布蘭德（Amelia Brand）在米勒星球上的一段簡短講話（在大浪捲過“巡邏者”號緻使道爾 [Doyle] 喪生後）。“他們，”她說，“是五維的生命。對他們來說，時間也許隻是另一個物理存在的維度。對他們來說，過去也許隻是一個他們能夠跋涉進入的峽榖，而未來是一座他們可以攀登上的山峰。然而，對我們來說，並不是這樣，明白嗎？”在電影最後段，我們看到男主角庫珀（正乘坐超立方體[tesseract] 進入五維空間）沿著超立方體的對角綫嚮上移動，相對於地球時間前往未來。我們稍微想一下就會明白，如果他在超立方體中嚮下運動，就會迴到地球時間的過去。在五維世界裏，庫珀做到瞭阿梅莉亞所說的“他們”（五維世界的居民）能做到的事情。但若想完全理解這一切，大多數觀眾需要反復看幾次電影並認真思考。
　　有時，在某些情節結束後，關鍵的解釋纔會齣現在電影中，為觀眾（部分）厘清思緒。一個典型的例子是“超立方體”。在電影中，這個名詞隻在超立方體關閉的時候齣現過一次。如果觀眾知道超立方體是指一個四維的立方體，並且知道當一個人處在超立方體的一個三維錶麵中時，他會被六個相對的錶麵環繞，那麼也許就會開始理解之前半個小時的電影情節 ：庫珀在環繞的三維錶麵上看到瞭他女兒墨菲的多個影像。
　　因此，我也希望這本書能夠扮演電影指南的角色，幫助讀者抓住電影中的科學概念，理解這些概念和現代科學的聯係。有些影迷會希望享受反復觀影帶來的樂趣和智力挑戰，隻是在最後纔閱讀本書，以拓展視野。另一些觀眾也許會在觀影前，或者是第一次觀影後閱讀本書，從而在接下來的重溫中更加充分地享受電影。
　　在美國，一些權威人士總喜歡在每一部科幻電影剛剛上映時就對其吹毛求疵，傲慢地嚮人們指齣電影存在這樣或者那樣的科學問題。《星際穿越》也未能幸免。人們從電影上映的第一周就開始挑刺，大多數人甚至不知道這本書的存在。華納兄弟娛樂公司禁止我們在電影上映前為書做廣告，這可能是因為擔心書的廣告會帶給人們“電影太科學，對普通人來說難懂無趣”的印象。但是華納兄弟允許我們在電影全球上映的同時打齣廣告。很多傲慢的評論者在寫下批評數天後發現瞭這本書，在讀過本書後，他們發現瞭自己的錯誤。我很驚訝他們中隻有極少數承認瞭自己的錯誤，但我很高興還是有人這麼做瞭。
　　一個很常見的錯誤是評論者宣稱米勒星球（靠近黑洞卡岡都亞[Gargantue]）上的一個小時不可能等於地球上的七年。這些傲慢的評論傢們之所以會犯錯，是因為他們對時間變慢的理解隻是基於廣義相對論對無自鏇黑洞的預言。但是正如書中所解釋的，黑洞的自鏇，會創造一個颶風型的空間漩渦，從而保護行星不落入黑洞中。因此，行星可以非常靠近黑洞，而不被撕裂。在那裏，時間流動大幅地變緩。如果黑洞卡岡都亞轉得非常快，米勒星球上的一個小時確實可能等於地球上的七年。
　　權威人士的其他批評倒是可以原諒，因為在電影中有些關於科學背景的暗示十分簡短，不夠充分，即使看過電影 20 次也未必能夠領悟。在這些情況下，隻有閱讀本書纔能完全理解，比如在電影高潮處扮演瞭重要角色的、諾蘭設計的復雜超立方體。
　　每一個華麗特效都是一場嚴謹的科學追求
　　我科學生涯的一個重大樂趣是與保羅.富蘭剋林（Pual Franklin）的視覺特效團隊一起打造瞭《星際穿越》中的蟲洞、黑洞卡岡都亞以及卡岡都亞的吸積盤。這一閤作的最高成就是 , 保羅因為《星際穿越》的視覺特效獲得瞭奧斯卡最佳視覺特效奬以及英國電影與電視奬。幾天前，我在倫敦訪問瞭保羅和他的雙重否定團隊，並享受瞭和他們一起手持奬杯拍照的樂趣 。
　　（這是雙重否定公司的研發團隊，他們是打造電影《星際穿越》中驚人、奇美特效的“神之手”。站在正中間的是我，我手上捧的是奧斯卡最佳視覺特效奬的奬杯。我的左麵是團隊的首席科學傢奧利弗·詹姆斯，其手上捧的是英國電影與電視奬的奬杯。）
　　正如我在本書中寫到的那樣，我和團隊的首席科學傢奧利弗?詹姆斯以及藝術團隊的負責人尤金妮婭?馮?騰澤爾曼（Eugénie Von Tunzelmann）的閤作尤其緊密。在2013年7月的一天，奧利弗建議我們改變生成電影中圖像的辦法。我們過去用的是科學傢和電影製作者的標準算法，計算光綫從光源（比如遙遠的恒星）齣發，到達虛擬攝像機（在黑洞卡岡都亞附近）的傳播路綫。這些光綫構成瞭我們所看到的圖像。但是這個方法有個問題：在IMAX巨幕上，即使用2300萬條光綫産生一個圖像，當恒星在銀幕上移動時，這個圖像仍然會齣現閃爍。奧利弗建議我們改進方法，不再計算一條條單獨的光綫路徑，而是計算光束（由光綫組成）的截麵形狀和傳播路徑。我給瞭奧利弗必要的方程，並一同工作瞭數周以完善這個新的方法。新的方法棒極瞭！圖像的閃爍消失瞭，我們可以在前所未有的精度和平滑度上創作電影圖像。我們總結瞭這一新的方法，並發錶瞭一篇技術論文。很有可能，科學傢和電影製作者接下來都會在某些視覺化項目中嘗試我們的新方法。
　　奧利弗、尤金妮亞、保羅.富蘭剋林和我利用新的計算機程序（我們將之命名為“雙重否定引力渲染器”）探索瞭在快速鏇轉的黑洞附近，虛擬攝像機拍攝到的景象——攝像機的位置比電影中與黑洞的距離近得多。我們發現，從遙遠恒星發齣的光綫傳播進入攝像機，分裂齣瞭大量的像。這些像都聚集在黑洞陰影的一個邊緣。在這個邊緣處，黑洞周圍的空間漩渦朝嚮虛擬攝像機。這個發現的意義不算重大，但是卻十分有趣。我們將相關的討論也寫在瞭上麵提到的技術論文中。在另一篇麵嚮物理學學生的技術論文中，我們描述瞭如何在個人電腦中製作《星際穿越》中蟲洞的圖像。
　　在宇宙的狂野風暴中，樂享那宇宙彎麯的一麵
　　人們常常問我，在參與電影《星際穿越》的工作時，我在進行什麼樣的物理學研究。答案並不齣奇，是關於在遙遠宇宙中的彎麯時空——我自己喜歡稱之為“宇宙彎麯的一麵”。也就是研究彎麯的時空，比如黑洞、蟲洞以及奇點造成的種種現象。我感興趣的課題是關於由彎麯的時空引發的“宇宙風暴”——海洋風暴的宇宙版本。電影《星際穿越》中展現的時空彎麯是平靜的，就好像海上平靜的日子。但是，如果兩個鏇轉的黑洞齣現碰撞，它們就會讓時空漩渦變得狂暴起來。時間的流逝急劇變慢，又突然地加速，並持續瘋狂地震蕩。這也會讓空間的幾何發生瘋狂的變化。
　　與我閤作的是一群來自加州理工學院、康奈爾大學和其他地方的年輕科學傢，他們通過計算機數值模擬來研究這些“風暴”。這是被我們稱作“極限時空”（eXtreme Spacetimes，SXS）的研究計劃的一部分。我和SXS團隊的另一個成員馬剋.謝爾（Mark Scheel）一起總結瞭我們的一些奇妙發現，並發錶在瞭技術論文中。
　　我們的研究並不僅局限於理論方麵。風暴化的彎麯時空會産生引力波（時空中的漣漪），而引力波又會將風暴的信息帶來地球。激光乾涉引力波天文颱（LIGO計劃，1983年啓動，我是奠基人之一）會從2015年起采用一套更先進的引力波探測器來做搜尋工作。
　　在很多年前，我已經將LIGO的領導權移交給瞭年輕一代的科學傢，但我仍以極大的興趣關注著他們的齣色工作。我很有信心，在接下來的數年間，他們會真的探測到碰撞的黑洞發齣的引力波信號，而我們則可以從觀測分析的角度利用這些引力波來研究彎麯時空的狂野風暴。
　　當挑戰演變成人類大危機時，請追隨科學的巨大力量
　　在《星際穿越》中，人類生活的地球正遭遇著生物危機。大多數人為瞭生存而放棄瞭科學，隻有少數人在利用科學的力量與危機作鬥爭，並試圖拯救人類。在五維空間的居民——超體生物（bulk beings）的幫助下，這些人最終取得瞭勝利。
　　讓我們感到幸運的是，我們今時今日的現實世界並未處於危機中。但是，我們也麵臨著一係列挑戰。如果不能妥善處理，它們都可能演化為巨大的危機，比如，加速變化的氣候、進化瞭的生物病原體（就好像埃博拉病毒）以及核武器的擴散。在麵對這些挑戰時，科學是一個非常有力的工具。但是，正如在《星際穿越》中展現的那樣，很多人，甚至是掌握力量的政治領導人，都背離科學而去。他們或者拒絕相信這些危機的嚴重性，又或者希冀找到與科學無關的解決方法。
　　我希望《星際穿越》，這部被上億人觀賞瞭的影片，能夠傳遞重要的信息：科學在處理嚴峻挑戰時蘊含著巨大的力量；在挑戰演化成重大危機前，用科學應對是非常重要的。這也正是剋裏斯托弗?諾蘭和喬納森?諾蘭所希望的。
　　基普.索恩
　　於加州理工學院
　　帕薩迪納市，加利福尼亞州
　　2015年4月7日

評分☆☆☆☆☆

很好(?▽?)????˙³˙??(?•? ? •??)??˙³˙?

評分☆☆☆☆☆

電影挺好看，大格局！書還沒看，習慣性好評

評分☆☆☆☆☆

書是正版質感非常好，非常精緻，不錯的一次購物體驗。

評分☆☆☆☆☆

很不錯的書，值得推薦

評分☆☆☆☆☆

宇宙很大 人類很小 喚醒對宇宙的全新認識

評分☆☆☆☆☆

這是一本物理科普讀物，電影版看瞭，看看書也不錯

評分☆☆☆☆☆

不多說，棒棒噠，正版圖書。

評分☆☆☆☆☆

好書，這個一定要的，確實精品

評分☆☆☆☆☆

平行宇宙（Multiverse、Parallel universes），或者叫多重宇宙論，指的是一種在物理學裏尚未被證實的理論，根據這種理論，在人類的宇宙之外，很可能還存在著其他的宇宙，而這些宇宙是宇宙的可能狀態的一種反應，這些宇宙可能其基本物理常數和人類所認知的宇宙相同，也可能不同。平行宇宙經常被用以說明：一個事件不同的過程或一個不同的決定的後續發展是存在於不同的平行宇宙中的；這個理論也常被用於解釋其他的一些詭論，像關於時間旅行的一些詭論，像“一顆球落入時光隧道，迴到過去撞上瞭自己因而使得自己無法進入時光隧道”，解決此詭論除瞭假設時間旅行是不可能的以外，另外也可以以平行宇宙做解釋，根據平行宇宙理論的解釋：這顆球撞上自己和沒有撞上自己是兩個不同的平行宇宙。