http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2014-11-23
马克·麦克科汉：要拯救地球，不可能去虫洞
2009年11月12日，罗塞塔飞越地球时拍下南极洲。
2005年3月4日，“罗塞塔”绕回地球，拍下的月亮从太平洋升起的景象。
2014年1月，“罗塞塔”从深眠中醒来，控制中心发出了一条推特“你好，世界”。
2004年3月，阿丽亚娜5运载火箭准备将“罗塞塔”发射升空。
马克·麦克科汉
欧洲航天局高级科学顾问，2009年加入罗塞塔项目，曾在英国任天体物理课程教授。除了从事航天事业，麦克科汉还是专业摄影师，他曾拍下很多著名的星际景象照片。
《星际穿越》在中国上映当天，11月12日，欧航局一艘于2004年发射的“罗塞塔”无人探测器在距离地球4亿公里外，释放了“菲莱”着陆器，完成人类探测器的首次彗星登陆，有人将这一载入人类历史的巨大进展比喻为现实版的《星际穿越》，而现实中这艘探测器在10年的“太阳系穿越”中，没遇到虫洞也没遇到黑洞。参加“罗塞塔”项目的欧洲航天局高级科学顾问马克·麦克科汉再次接受新京报记者采访时表示，自彗星进入轨道，过去三个月非常紧张忙碌，他们一遍遍筛选彗星着陆地点，甚至设想很多最坏的状况。他还聊到《星际穿越》，他表示目前来说去其他星球寻找拯救人类计划还不现实。
着陆发生问题在几年前就意识到了
新京报：上次交谈中，“罗塞塔”刚进入轨道，这段时间你们如何为登陆彗星做准备?
麦克科汉：这是非常忙碌的90天，这是一个前所未有的项目，我们从来没这么接近彗星，我们也不知道该如何很好地着陆，这个彗星表面凹凸不平，有山崖、洞穴等各种地形。
我们惊叹如何在这样的表面着陆，我开始对这个彗星进行拍照，通过各种方式观察这个彗星的表面。我们还需确定着陆地点可以有足够的阳光，这样才可以为菲莱充电。除了研究着陆地点，我们还需要确保“罗塞塔”能够以正确的轨迹使菲莱着陆，我们还要花费数周时间让罗塞塔进入要施放菲莱的轨道，这也是一个复杂的过程。
在过去三个月中，我们为了选择着陆地点不知道开了多少会，甚至在周末，因为工作日都忙着分析着陆数据了，我们选了10个着陆地点，在10月份时，经过反复筛选，最终选定着陆地点，只留下一个，还有一个备选地点，这个备选地点在彗星的“头部”。
新京报：在挑选着陆地点的过程中，你们是否设想了最坏的情况?
麦克科汉：对，我们设想了很多最坏的情况。一个是菲莱探测器根本没离开“罗塞塔”，发动机出现故障，我们几乎无法施放，要知道无论成功与否，我们必须要使菲莱离开罗塞塔，因为带着菲莱会使罗塞塔负重更多，消耗更多燃料。第二个情况就是，轨道出现错误，我们彻底失去这个彗星的去向。我们还设想了其他的最坏情况，例如，菲莱着陆时不小心掉进洞穴，造成损害，还从此失去联系。为了应对这些最坏的假设，我们精心准备每一步，很幸运菲莱最终安全着陆了。
新京报：虽然菲莱安全着陆，从视频画面看，它在着陆时弹跳了几下，而且没有按照预定计划固定在彗星表面，这是什么原因造成的?
麦克科汉：菲莱弹跳了两次以上，我们仍在研究数据，菲莱究竟弹跳了几次，试图找出原因，这并非像有些报道说的是因为电池用光了，我们给菲莱着陆准备的第一组电池电量是34小时。我们初步认为弹跳是因为菲莱用于固定彗星表面的鱼叉装置出现问题，没能抓住彗星表面冰层，这个装置没启动，可能是因为它在太空时间太久了，导致一些爆炸性物质退化了。其实，这个问题在罗塞塔发射几年后，我们就意识到了，但已经无法做出改变，但这点小问题瑕不掩瑜。
等待菲莱靠近太阳重新充电
新京报：着陆时的弹跳是否对菲莱本身造成伤害，目前菲莱的着陆地点对它以后的探测工作还造成哪些困难?
麦克科汉：弹跳没有对其造成伤害，菲莱目前的降落地点很黑，我们其实也不知道它的确切着陆地点，虽然这个地方距离预定着陆点非常近。
当菲莱的第一组电池耗尽电量后，我们需要给第二组电池通过太阳能板充电，这就需要一个有光亮的地方，但是目前这个地方很黑，而且还在山崖里。
而且还有一个问题，我们需要一些电量保持电池的温度，而现在菲莱没有足够的电量加热电池，暂时陷入睡眠状态，我们需要等待明年这颗彗星靠近太阳时，我们也许可以重新充电。
虽然电量不足，菲莱携带的多个科学仪器功能是正常的。
新京报：虽然目前正在休眠，菲莱自降落后，传回哪些有用数据?
麦克科汉：我们对菲莱的编程设计是降落后的最初34小时采集信息，通过传回的信息显示，菲莱第一次降落的地点有二三十厘米高的尘土。我们还得到其他的信息，例如，最终着陆点有很厚的冰层，甚至没办法固定，我们了解到这个彗星有很厚的冰层，由水的冰层还有固体二氧化碳构成，表面是一层层的尘土，因此看起来很黑，分析尘土下的冰层使菲莱的核心任务之一。
另外，我们已经根据罗塞塔传回的数据撰写了论文，正在接受杂志评估，发表之后，我们会公开讨论这个项目带来的具体成果，有关彗星上的尘土和气体。
太空科研的真谛就是去解决科学上的未知领域
新京报：目前，菲莱正在休眠，你们下一步的计划是什么?
麦克科汉：随着彗星越来越靠近太阳，菲莱也会越来越活跃，太阳能电池板的电量也会不断增加，与此同时彗星也会随着与太阳距离的接近而发生变化，很多科学家都对此很兴奋。明年8月后，彗星将开始远离太阳，之后，我们考虑在这个任务结束前，可能让罗塞塔降落在彗星表面，近距离研究彗星，因为罗塞塔的仪器比菲莱更先进，这样做也会有风险，我们可能失去对菲莱的联系。
新京报：罗塞塔项目10年耗资13亿欧元，最大的意义是什么?
麦克科汉：就像很多国家的天文学家都曾被质问，为什么地球上的问题都解决不完，还去研究太空问题，花这么多值吗?我想太空科研的真谛应该就是去解决科学上的未知领域，我希望罗塞塔计划能帮助解决地球面临的一些难题，例如气候变化。另外，这项研究不但会解释太阳系的起源，还可能发现地球生命的起源。
我们不太可能像电影中那样去虫洞
新京报：罗塞塔项目是人类探测太空的又一次突破，最近有一部很流行的电影《星际穿越》也讲述了人类为拯救地球而探测其他星球的故事，你如何看待真实的太空科研与科幻电影?
麦克科汉：要拯救我们的星球，我们首先要在地球上解决问题，我们不太可能像科幻电影中讲得那样去火星去虫洞。或者我们也可以承认，科幻电影中的情景也许会在几百年后实现，但我们首先要使地球能存活到那个时候。另外，我们也为罗塞塔项目拍摄了个小短片叫《雄心》，讲的是未来居住在其他星球的生物如何看待这个项目，我们在这部影片中强调了人类对于太空不懈探索的精神，有失败也有成功。
采写/新京报记者 王晓枫
[新京报]
星际穿越距离我们有多远？
近来，科幻电影《星际穿越》热映，其走红指数堪称现象级，无论理科男还是文艺女，见面或是网络社交言必称“虫洞”、“五维空间”。《星际穿越》名利双收，除了名导名演和炫目特技外，影片借助宇宙航天这些高大上的概念，击中了观众猎奇的欲望。
虽然包括著名天体物理学家斯蒂芬·霍金在内的数位学者都对《星际穿越》点赞，但观众还是从这部“烧脑”大片中找到不少吐槽点。《星际穿越》所描绘的宇宙画面、地球末日危机以及人类探索星空的能力，有多少符合科学与现实？人类要做到星际穿越，还有多遥远？
《星际穿越》槽点频频
17日，媒体人孙莹坐了十几小时飞机回国后，第一件事就是去电影院看《星际穿越》。
孙莹说，“朋友圈已经被《星际穿越》刷屏了。”现在只有两种人：看过《星际穿越》和没有看过《星际穿越》的。“这下终于不怕被剧透了。”
在以“文艺”著称的豆瓣影评主页，“最受欢迎的影评”中，几乎完全被《星际穿越》占据，教文艺青年如何在不懂物理学的前提下看懂这部电影；在主打科技的果壳网上，虫洞、黑洞、时空穿梭……《星际穿越》的每一主题下吸引了大量讨论。
对于《星际穿越》，不同的群体有着不同的关注点和解读：科幻迷们关注《星际穿越》的理论是否站得住脚，电影里面有哪些科学错误？穿过黑洞是如何生存的？文艺青年看完则会会心一笑：原来宇宙的终极答案，是爱啊！
中国科幻作家们也加入了讨论阵营：《三体》作者刘慈欣地处偏僻的山西娘子关，“一路跋涉走进了电影院。”看完之后他觉得，《星际穿越》是部比较好的科幻片，不过也没有人们推崇得那么高。但他也直言，有些地方“没看懂”。另一位科幻作家韩松第一时间发了“观后感”，他从中看到了国外的创造力和建构力，这令他感到“自卑”。
如果你以为这种讨论热潮仅是中国独有，那就大错特错了。事实上，在国外，《星际穿越》所引发的讨论热度，比国内有过之无不及。
在美国，隶属于全世界最大博物馆体系史密森尼学会的《史密森尼》杂志就发问：《星际穿越》里的宇航员，能活着穿过虫洞吗？最前沿的科技网站“连线”也向观众科普：物理学中的黑洞到底是什么样子的？
“无论是在电影圈、还是评论圈，抑或是观众群里，《星际穿越》都吸引了非常多的讨论。”影评人木易在接受新京报记者采访时说，《星际穿越》形成了一种现象。电影放映后，随着各种口碑相传，各类“史上最牛”、“烧脑”、“震撼”、“长跪不起”等标签，吊足了观众的胃口。
沙尘遮天切中当下现实
《星际穿越》中，男主角库珀为了拯救地球而冲进了黑洞“卡冈图雅”。在现实中，它则是成功击中了观众的层层“黑洞”：从科幻到情感，到当下的现实。
木易认为，《星际穿越》能够引发如此多的讨论，和电影的类型有密切的关系。“《星际穿越》是一部偏向于硬科幻的科幻电影，与其他类似于《星际迷航》、《银河护卫队》、《超体》等不同的是，该片是基于一定已有的科学理论进行影像描述和讲故事的电影，影片的科幻理论都站得住脚，是有现成科学理论作为支撑的。”
科幻迷从中看到科幻，普通观众则从中看到情感。“《星际穿越》既有为科幻迷所推崇的奇绝想象，也有打动普通观众的饱满情感。”《科幻世界》主编姚海军对新京报记者表示，即便对于虫洞、黑洞、五维空间等“酷炫”的科学理论不甚了解，电影中的那些情感依然让我们感动。
而《星际穿越》的成功不仅仅如此。作为科幻作品，它建立了和现实的紧密联系，其关于地球末日场景的呈现，成功击中了我们对于环境恶化的焦虑。科幻作品中总不乏对地球末日的想象，但是相比外星人入侵等理由，生态灾难导致地球末日，似乎更加令人心有戚戚。
尽管《星际穿越》并没有将地球毁灭归因于气候问题或者全球变暖，但是日益严峻的地球生态环境，让人们不自觉地将之与电影联系起来。影片中那漫天沙尘的景象，也会令不少观众感到“熟悉”。
就在本月，联合国发布了全球变暖报告，警告各国政府已经没有多少时间可以浪费。“联合国上周末发布的全球变暖报告，简直就是为《星际穿越》打的广告。”《华尔街日报》评论说。《纽约时报》则称，“诺兰将人们对气候变化的焦虑，转变成了一场外太空的冒险。”
“科幻作品虽然可以讲述无数光年之外的事情，但它绝不是无根浮萍。”姚海军说，“好的科幻作品，都和现实有紧密的联系，是对现实的关照。比如在《星际穿越》里面，我们看到地球的毁灭起于生态灾难、环境的恶化等，对于观众而言就有了一定的投射根基，更加容易建立起联系。”
数千计算机“造”黑洞
电影中，库珀通过黑洞“卡冈图雅”进入五维空间，最终拯救了地球。
《星际穿越》中那么多酷炫的事物之中，只有黑洞是已经被科学家证实为存在的。自从黑洞理论提出之后，它就成为了科幻作品中最受青睐的素材之一。不过，在《星际穿越》之前，任何好莱坞影片都未准确呈现过黑洞。
“卡冈图雅”在地球100亿光年外，四周充斥着耀眼夺目的光晕，周围的光线和物质因为巨大的引力发生扭曲。在静默黑暗的太空之中，这样的景色十分炫目。电影中这一转瞬即逝的黑洞场景，却是30个人、数千台计算机一年的工作成果，它也被誉为有史以来最精准的黑洞模型。
黑洞到底什么样子，却没有人见过。利用黑洞吸引眼球的电影不计其数，但少有人像诺兰一样较真，他请了和霍金齐名的理论物理学家基普·索恩坐镇，保证电影中呈现出来的特效尽可能贴近事实。索恩写了满满的方程，特效人员根据这些公式去构建黑洞模型，并模拟黑洞附近时空被扭曲的样子。
在此之前，电影从业者常常会使用一种叫做光线追踪技术的手段来渲染光和反射效果。在制作黑洞的过程中，这一工具已经无法使用，因为黑洞遵循的完全是另一套物理定律。按照索恩的方程，影片的特效团队重新编写了一套渲染效果器，一点点地渲染出来了黑洞。
这个黑洞，包括它边上的吸积盘，都非常复杂，有些单帧的渲染就需要100个小时。据《星际穿越》特效团队透露，因为计算复杂，影片的数据量变得非常惊人。最终，《星际穿越》的特效制作产生了800TB数据。
当特效人员给索恩看他们模拟出来的黑洞时，索恩意识到：“黑洞就应该是这个样子的。”由此，《星际穿越》成为影史迄今在物理上最准确描述黑洞的影片。
打开认知宇宙窗口
现代物理学中的黑洞，是建立在广义相对论的基础上的。黑洞并非一个洞，而是球状的，由质量足够大的恒星发生引力坍缩后形成。目前，天文学家已经鉴别了很多很可能是黑洞的天体。
不过，尽管影片呈现了有史以来最准确的黑洞面貌，但是它仍是一部科幻片。中科院量子学专家周正威教授告诉新京报记者，“通过黑洞进入五维空间纯属幻想，虫洞也只是从来没有证实过的科学假说。”
“片中黑洞的呈现相当合理，”伦敦帝国学院的特罗塔说，只是，人不大可能活着出来，“如果你进入了那个区域只有两种结果，要么被灼热的伽马辐射杀死，要么被引力撕碎：离黑洞非常近的时候，你脚底的引力会比头顶的大很多，所以你会变成意大利面条——被撕扯成细细的一条物质。”
不过科幻作品，“重要的不是多么准确，”姚海军说，“其重要的价值，是让我们对这个宇宙或者我们所处的世界那神秘的一部分，产生好奇心，让我们去关注一下宇宙星空，关注人类作为一个物种的未来，让我们进入一个更高的维度来俯瞰人类。”
释疑1【冷冻休眠】
理论可行还无法唤醒
在电影《星际穿越》中，漫长的太空旅程途中，宇航员可以进入休眠水床休眠，并自行设定唤醒时间。
利用低温休眠打发时间并不是《星际穿越》的独创，在《异形》《深空失忆》《三体》等作品中，都出现了这一技术。《三体》中，休眠后来成为未来人类最普遍的一项技术。
技术上的人类低温休眠，是指在极短的时间内，将人类冷冻到零下196摄氏度，让细胞停止活动，无限延长人类的生命周期。从理论上来讲，低温休眠可以做到。但是目前从技术上来看，人类还不能做到冷冻休眠并将其唤醒。主要问题是当人体温度降到零下5摄氏度时，细胞内的水分就会冻结并形成冰晶。这些冰晶会穿透细胞膜，导致严重的组织损伤。
不过未来这项技术可能会成为现实。现在世界上已经有数家机构提供人体冷冻技术，主要是为身患绝症之人提供服务，以待未来攻克难题之后再将其解冻。
释疑2 【时间膨胀】
接近光速才能实现
中国古代神话中经常出现“天上一日、地上一年”的情节。《星际穿越》中，宇航员库珀和女科学家布兰德降落在米勒的星球上，星球上的1小时相当于地球上的7年。
从理论上来讲，时间变慢并非不可能。根据相对论，当人以接近光速的速度移动时，时间便会变慢。“这种现象已经得到验证。”英国皇家天文学学会主席马丁·巴斯托说，“例如，登上月球的宇航员移动速度超过地球上的人，他们的衰老速度略慢于地球上的人，但还没有达到显而易见的程度。”
中山大学天文与空间科学研究院院长李淼认为，《星际穿越》里时间变慢是靠谱的。巨大的质量密度能够导致空间弯曲，也能导致时间弯曲。在黑洞附近，时间弯曲的表现就是时间流动变慢。
如果移动的速度接近光速，时间变慢便成为可能。只不过，在目前的技术下，让速度接近光速仍然很难实现。
释疑3【虫洞穿越】
科学假说尚未被证实
遥远的星球距离我们可能有数亿、甚至数百亿光年，怎样才能实现超距离的星际旅行呢？
“虫洞”是科学家们提出的设想，又名爱因斯坦-罗森桥，从名字上可以看出它最关键的一点就是连接的作用。
许多人喜欢用虫蛀苹果的例子来解释虫洞，即如果一只虫子要从苹果的一边爬到另一边去，如果在苹果中间咬出一条通道，那肯定要比绕过半个苹果距离更短。不过虫洞在设想中，并不是一条地洞，而是一个球体，《星际穿越》中也是这样呈现虫洞的。
虫洞在科幻作品中已经屡见不鲜。在《变形金刚3》中，威震天就试图利用虫洞把赛博坦星球的霸天虎机器人运送到曼哈顿；在《环太平洋》中，外星巨兽也是通过太平洋底的虫洞来到地球；《来自星星的你》中，都教授也是通过虫洞，最后维系了“异地恋”。
在现实中，物理学家在20世纪早期就提出了虫洞理论。不过虫洞至今没有被观测到，也没有证据证明其存在，虫洞只是没有被证实过的科学假说。
采写/新京报记者 高美
[新京报]
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《星际穿越》破纪录首周吸金2.6亿
2014年第46周，内地影市冠军宝座由好莱坞科幻片《星际穿越》占据，上映首周斩获2.6亿元；杜琪峰执导的爱情片《单身男女2》在11月11日光棍节上映，吸金1.39亿，居于亚军；动画片《马达加斯加的企鹅》以首周6910万成为季军；第四名是进入第三周的《忍者神龟：变种时代》5000万，累计3.69亿；《露水红颜》和《移动迷宫》则分别以2270万和1300万成为第五、六名，累计票房分别为5680万与1.47亿。
《星际穿越》
带来科幻新气象
由《盗梦空间》、《蝙蝠侠黑暗骑士》三部曲导演克里斯托弗·诺兰执导，奥斯卡影帝马修·麦康纳、安妮·海瑟薇、杰西卡·查斯坦、迈克尔·凯恩等主演的2014科幻巨制《星际穿越》于11月12日以2D／IMAX2D／中国巨幕格式登陆国内各大院线。顶着169分超长片长的排片压力和非3D的票价劣势，影片零点场全国放映1140场，票房216万，并取得4300万的首日票房。在全国排片率始终保持27%以上的情况下，首周五天内吸金2.6亿人民币，打破2D进口片首周票房纪录，居于年度首周票房榜第七，引进片榜的第三，虽然和双料冠军位置6.3亿的《变形金刚4》尚有距离，但以微小的差距仅次于2.87亿的进口片亚军《猩球崛起2》。同时，还打破了导演克里斯托弗·诺兰在内地的首周票房纪录，即2010年《盗梦空间》首周9300万元及2012年《蝙蝠侠：黑暗骑士崛起》首周的2.1亿元。目前，影片全球票房累计3.22亿美元，而中国电影市场的开局猛攻也助其登上北美海外票房冠军宝座。
“看完《星际穿越》最强烈的感觉，回到非扭曲的时空真好，平庸的生活突然有了几分美感。”观众张白羊认为诺兰此次的发挥较为稳定，“虽然没有高端科幻的反思，但他永远比好莱坞平均水平高。”对于本土科幻片落后的原因，北京大学艺术学院教授李道新认为，国内不仅仅是缺乏科幻片的土壤，更重要的是科幻文化的观念还没有真正形成，“在大多数知识分子眼中，科幻片是大投资带来高票房的影像奇观，而不是有思想深度和未来文化的特殊想象，并没有完全认可它对电影史在思想技术艺术等方面的革命性贡献。”同时，他也对未来发展持乐观态度，“等与国外搭建起良好沟通平台，有了新一代的科幻人，小说、漫画、游戏等科幻文本大量生产，带来好的科学感和科幻感，就会有我们自己的科幻电影。”
“企鹅”与“男女”
票房平分秋色
今年11月11日的光棍节档期，内地票房报收8600万，比去年的4550万同比增长了近89.01%，仅《单身男女2》一片就收获4670万，超越去年当日总和，也是当天同时在映的十部影片中成绩最为突出的。在之后的5天里，影片全国排片率从未低于20%，和本周的2D冠军《星际穿越》交相呼应。加上11月8日的点映成绩1820万，累计票房1.39亿，打破《单身男女》9000万票房纪录，成为杜琪峰所有公映电影的最好成绩。
而11月14日上映的梦工场动画《马达加斯加的企鹅》以3D格式上映，延续经典动画品牌《马达加斯加》三部曲式的疯狂热闹，四只蠢萌企鹅独立成为主角，《007》、《谍影重重》、《少年派的奇幻漂流》等好莱坞影片被一一调侃。在科幻片《星际穿越》和爱情片《单身男女2》的夹击中，填补了当下的电影市场空缺，以17.4%、19.7%、20.8%排片率稳步递增，在内地首周斩获票房7000万。
谈及光棍节当天票房的迅猛增长，保利国际影城苹果园店市场经理冯贺楠认为，现在很多节日都只是商家的手段，虽然票房数据有所提高，但影片质量并不比去年好，“今年只有《单身男女2》一家独大，与影片强大的演员阵容及充分的前期宣传、落地活动不无关系，再加上11日当天是周二，很多影院实行半价日优惠，票房高也是自然。”而同时在映的《星际穿越》、《单身男女2》、《马达加斯加的企鹅》三部影片科幻、爱情、动画的类型均匀分布，他认为是意料之中，“马上就要进入贺岁档，需要优质的进口影片提前播放，所以无论是科幻片还是动画片，都会集中月底的相对淡季时上映。”
采写／新京报记者 田颖
[新京报]