火箭科学与时间机器——《星际穿越》的背面（上）

火箭科学与时间机器——《星际穿越》的背面（上）

作者：猫狞科普

1985年，学年已经临近尾声，加州理工学院的基普·索恩教授讲完了学年最后一节课，正想着如何放松一下，老朋友卡尔·萨根的电话就打到了办公室。他有一些问题必须问问索恩，这些问题是关于索恩熟悉的领域的：相对论与理论物理。

现代科学的发展进入了所谓“深水区”，一个学者需要经历多年的训练才能在某一领域工作，一旦出现需要横跨多个学科的问题，科学家往往需要组成研究团队才能处理。当年，爱因斯坦在研究广义相对论时就与专业数学家合作；后来天体物理学家和理论物理学家也常一起工作。萨根和索恩就是这两类科学家中数一数二的人物，只不过，这一次他并不是为哪个数学模型求助，而是为一本他刚刚写就科幻小说《接触》（Contact）。

《接触》涉及了星际穿越的内容，萨根需要索恩帮助审阅的也正是这些内容，他的故事在科学上是否能够成立？须知，一部科幻小说的成功固然需要奇伟的想象力，但那些科学硬伤却可能撕裂作者搭建起的精妙故事。索恩读过书稿后，发现书中科学家是靠进入黑洞与遥远宇宙中的外星生命相会的，而根据我们的研究，没有什么能够穿过黑洞。于是，他将黑洞改为了“虫洞”，解决了这个问题。

#"经典"

先来看两个定义——

经典：具有典范性的作品。

经典物理：自十七世纪建立，包含力、热、声、光、电在内的理论体系，到了二十世纪初相对论和量子力学诞生后，物理学进入了现代物理学阶段。

《接触》出版后大获成功，被认为是科学写作的经典之作。尽管在源流上，这部小说似乎无法归于传统科幻的类型，我们还是会去比较经典之作《2001太空漫游》。

1968年以后，科幻作品都必须生活在《2001太空漫游》的阴影下。1964年，库布里克找到亚瑟·克拉克，邀请他为一部太空电影撰写故事。他们的工作方式有点反电影工业，从见面大谈特谈科学话题开始，直到电影制作快完成，克拉克都没有写完这个故事。试映会上，影评人反应极为冷淡，很多人觉得这部电影尽管太空效果惊人，但是晦涩，甚至无聊。但是电影公映仿佛是触动了某种时代精神，人们为之疯狂，很多人一次又一次的跑去观看这部电影。半个世纪过去了，太空题材的科幻电影还要被拿出来和它比较。“经典就是那些可以反复观看还能发现意义的作品”，那么这部电影当然是一部经典。

电影晦涩的叙事并非故弄玄虚，1968年底，克拉克的同时创作的同名小说出版了。电影和小说的故事互相忠实于自己的“原著”。然而小说能够表现更丰富的技术细节：克拉克是字面意义的“火箭科学家”，他笔下的飞船会利用行星引力增减速，也会详细考虑飞往一地加速与减速对燃料的消耗，宇航员的舱内生活和太空行走都充满细节。聪明的读者在读书时，脑中可以想象那些经典力学的实验。而克拉克素来以预言科学进展知名，早年他就曾经撰写过同步地球轨道卫星的论文，小说中娴熟利用引力弹弓效应（重力助推）等航天技术铺陈情节。当他预言的技术与解决方案真的出现时，航空航天局的主管都曾写信：“亚瑟，所言不虚”。对照电影，《2001太空漫游》的小说充满细节，情节发展也环环相扣，著名的黑色石碑固然神秘，然而小说的美感却不来自于神秘主义，而是那些细密的描写：人如何飞出地球。

在电影和小说发布后的第二年，1969年，美国宇航员乘坐阿波罗11号飞船登上了月球。1972年，阿波罗17号最后一次将宇航员送上了月球，此后计划终止。五十年过去了，人类没有再次登上月球，但这一天，或许近了。

在下篇中，我还会继续带来《星际穿越》背后的科学。敬请期待。

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