科幻中的科學:重力波與《星際效應》中的鬼魂

作者BIOS monthly
日期28.12.2017

與其他類型電影相比,科幻片特殊之處也許在於,情節設定總是要穿插進現今科學研究的發現,但同時要透過有限的知識,設計出超越目前科學技術的情節。在史上第一部科幻片《月球旅行記》(Le Voyage dans La Lune, 1902)出現之前,美俄的太空競賽根本還沒開始,登陸月球的許多細節由想像填補。有時引人入勝的不是絕對正確的科學知識,而是知識與幻想的融合。

紅極一時的《星際效應》(Interstellar, 2014)中就可見到科學性極高卻又帶有幻想成分的情節設計。其劇本是由強納森・諾蘭(Jonathan Nolan)創作,由其兄長克里斯多福・諾蘭(Christopher Nolan)執導。寫作過程中強納森也獲得許多各領域專家的幫助來帶入各種真實科學預設,尤其主要故事概念發想人索恩(Kip S. Thorne)也同時擔任電影的科學顧問,他研究的主要領域是天文物理學,今年的諾貝爾物理學獎他也以重力波(Gravitational Wave)相關研究與另兩位研究者一同獲獎,而重力波在電影中也是一個重要角色。

記得電影最後使人驚奇且謎底揭曉的場景,即男主角庫柏(Cooper)進入黑洞,並到達超越時空的第五次元後,回到地球老家的書房,以摩斯電碼透過手錶指針向女兒墨菲(Murph)傳送可以拯救人類的一組數據。這一幕讓即使最挑剔的物理學家都為之動容,也強調了人類在世上的存在所依循的愛,不過編劇強納森則在觀眾席默默為自己原本寫的結局可惜。

在原本的故事裡,在庫柏試圖將資料傳遞給女兒時,蟲洞因此發生坍塌,雖然任務完滿執行,但悲劇英雄庫柏將隨著蟲洞一起消失。但諾蘭選擇讓他奇蹟似生還,拯救了大多數觀眾的好心情。而墨菲與庫柏當時一同觀察到的、書架後的「鬼魂」,事實上是愛因斯坦曾以公式預言的宇宙重力波。重力波就是在宇宙大爆炸(Big Bang)之時所產生的「時空漣漪」,由於其能量之高,直到一百三十七億年左右之後的今天都依然在餘波盪漾。但即使依然帶著能量,重力波是無法透過人類的視聽覺被感知的,所以嚴格來說,電影中角色們所感知的應該是真正的「鬼魂」!

現已有一種儀器與技術能夠測量到重力波,被稱作「雷射干涉引力波天文台」(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,簡稱 LIGO),而今年的諾貝爾物理學獎得主們正是終於在 LIGO 計畫下捕捉到重力波的研究者們。歷經大約五十年的理論與實務發展、十年的等待與技術修正,實驗室在 2015 年觀測到重力波,這微小而無法被人類知覺到的波,卻對引力、太空的研究十分重要,並證實了愛因斯坦當年的假設。

對於劇本中的科學真實被刪減並由較為浪漫的解釋取代,強納森表示覺得很可惜,而在導演位置上的克里斯多福則在科學正確與情節的情感面向上選擇了後者,也許兩者之間的拿捏沒有一定的標準,但在諾貝爾物理學獎與《星際效應》中,我們都看見了科學與物理世界的浪漫。

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BIOS 通訊,佛系電子報

撰稿于念平

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