《星际穿越》观后感

《星际穿越》2014年11月上映，世界末日即将来临，为找到另一个宜居的星球，人类开启了星际旅行。

该电影画面的确壮观，展示了虫洞、银河系、其他星球、五维空间等诸多壮美画面，值得去3D电影院好好享受。

从剧情上看，深挖了人性的丑恶，身为探险家、宇航员、博士，为了自己求生，不惜陷害队友；也探索了假如时光可以倒流，如果存在五维空间，又会怎样。

同时亦是科普的好材料。为什么存在五维空间？时光倒流是怎么回事？

首先：什么情况下时间和空间会有所变化？根据爱因斯坦的狭义相对论，特别是其中提出的钟慢尺缩论断。当一个物体运动速度接近光速时，物体周围的时间会迅速减慢、空间会迅速缩小。当物体运动速度等于光速时，时间就会停止、空间就会微缩为点，也就是说出现零时空。当物体运动速度超过光速时，时间就会出现倒流即所谓负时间；空间也会相应回到过去空间，也就是所谓的负空间，这时该物体就进入了负时空，即时空倒流或时空倒转，从而该物体就实现了瞬间移动。

何为四维空间、五维空间？

四维空间的轴上加上了时间这个概念，也就是说四维空间的生物可以跨越时间如同我们走路，飞行一样。既可以回到过去也可以走到未来。

四维，就是加入了时间的三维。如果你也处在四维空间，你看到的人，应该是这样的）。

事实上应该比这个轨迹更长，这个人的一生，都体现在这个长长的轨迹里，让我们把图中的这种形状叫做“四维轨迹图”好了。而我们在三维世界看到的这个人，就是这个长长的四维轨迹图的一个瞬间的投影而已。所以，三维就是四维中的某一个时刻，反过来，四维则是三维的集合。

五维，就是概率（也可以理解为不同的可能性），即加入了平行宇宙的四维。那么投影在四维中，也是一个四维轨迹图。那么在五维世界里，应该是什么样子的呢？

在五维中，你会看到，同一个人，有无数个四维轨迹图（每一个轨迹图，都是他的一生，可能是成为医生，他也可能成为了总统等等。所以五维中，有无数种可能的此人的一生）叠加在一起，投影到任何一个四维空间，概率波就坍缩成为某一种特定状态，也就是他的某一种一生。

在《星际穿越》中，男主在最终进入黑洞后，进入了五维空间，里面有他女儿房间的所有时段，电影为了方便演示，没有用四维轨迹图的方式，而是用了无数个房间。有人会问，这样不是应该是四维吗，为何是五维？因为在当时的情形下，他女儿的命运也可能有可能性，可能没有解出方程，可能没有接收到他的信息等等。所以电影解读为五维是比较合适的。

补充一点，四维扭曲三维的两个点，在上文我们已经讨论过，就是随意门。那么，五维连接四维的两个点，是怎样的呢？我们把“某人的一生”这个四维轨迹图中的任何两点（两个时刻，比如3岁和30岁）扭曲在一起，看上去，就是这个人突然从3岁变成了30岁。也就是说，五维空间里的人，可以随意改变自己所处的时间（年纪）。

几个概念：

【平行宇宙】：如果你理解了猫的或生或死的可能性，那么你就可以理解，在这里创造出了两个平行宇宙。如果再加上其他参数，比如，猫如果活着，是站着还是坐着；如果死了，是趴着还是躺着。加入这四种可能性后，就产生了4个平行宇宙（活着站，活着坐，死着趴，死着躺），以此类推其他的因素，则是无穷多个平行宇宙。

关于概率波的坍塌，【薛定谔的猫】薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。相信大家已经听过很多次关于这个故事的描述了，我就简化一下“一只活蹦乱跳的猫被封在一个密室里，密室里有一盘毒药，不知道猫是否会去舔毒药，那么在你打开密室之前，猫是活还是死？”

根据我们在日常生活中的经验，可以认定，猫或者死，或者活。但是，如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道猫是死是活。此时，猫的波函数由叠加态立即收缩（或者说坍塌）到某一个特定状态。量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道猫是死是活，它将永远处于半死不活的叠加态。

很难理解吗？你只要这样去想象即可：在你打开盖子的瞬间，时空裂变成了两个，一个是猫死了，一个是猫活着，这两个时空，从此以后互不相干继续存在下去，两个世界里有两个你，可能会去做不同的事情，而这两个时空（宇宙），也不会互相影响。那么在空间裂变之前（就是你打开密室的瞬间之前），两个时空是叠加的，猫的死活，就是一种概率。这个概率，或者说概率波，在你打开的瞬间，由波，变成了一个确定的点（概率波的坍塌）。

【在N+1维中，可以通过扭曲N维，来连接N维中的任何两点】在一维里，两点之间只有一条直线距离是最近的，成为一条线段。在二维的纸面上，我们还可以把这条线段扭曲变成一个圆形，那么这两点之间的距离就变为了0。在三维中，我们可以干脆扭曲纸面，让两个点碰在一起。就像电影中演的那样。用笔戳破投影的两个洞，就是虫洞，而三维投影在二维纸面的是一个圆形，那么在三维中自然就是一个球形。相信这里很容易看懂。在四维中的扭曲，你可以这样理解：你能够瞬间从任何一个地方，去任何一个地方。我们只是把空间扭曲而已。更形象的说，就是多啦A梦的随意门。

什么是虫洞？

虫洞又称爱因斯坦－罗森桥，指的是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道，这个隧道就叫虫洞。

参考材料：https://movie.douban.com/review/7191170/