和物理学家一起看电影 作者:郑载承-第2章
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《西部影片》影片中为什么主人公总是最后的赢家？
凡是好莱坞制作的科幻影片、动作影片、西部影片，都有一个共同点，那就是不管发生什么事情，主人公都不会死。这一条千年不变的不成文的规定，是〃欢喜大结局的世界〃好莱坞通行的法则。在影片中，主人公总是可以活到最后，收拾掉所有的坏蛋。这到底是为什么呢？是因为既然给主角那么多片酬，就决不能让他在中间就死掉吗？还是制作人对喜爱主人公的观众们的特殊照顾呢？理由虽然可能会有很多种，但是关于这一问题，这里有一个有趣的说法。20世纪初期，正是量子力学冲破古典力学的束缚，开始崭露头角的时期。那是一座位于丹麦哥本哈根的物理实验室，在那里，以玻尔为首的，包括海森堡、伽莫夫等一大批后来成为伟大的物理学家的青年学者，他们为了确立〃记录微观世界的范例〃的量子力学，正日夜不停地进行研究工作。
哥本哈根的青年们和玻尔经常在周末或是傍晚一起去看电影。有一天他们看了一部美国好莱坞制作的西部影片。看完电影之后，他们很自然地讨论起了一点问题，那就是〃为什么主人公总是可以击败所有的敌人，取得最后的胜利〃。而且，即使坏蛋们在主人公的背后进行偷袭，也从来不会得手。为了解开这一荒唐的问题，他们开玩笑地提出了一个〃假说〃：有意识的袭击不如无意识的反应速度快。
为了验证这一条有趣的假说，他们还郑重其事地进行了一个简单的实验。由玻尔扮演叼着雪茄烟，双眼闪烁着锐利光芒的帅气的主人公，由伽莫夫扮演一直想要除掉主人公而对他进行袭击的坏蛋。战斗发生的地点是在位于北欧的吹着凉爽海风的玻尔实验室！每人拿一把水枪来代替手枪！
实验内容是伽莫夫在实验室中对玻尔实施突然袭击，看到底谁能杀掉谁。结果是：主人公胜利！在现实生活中也是主人公会赢。通过这个实验，他们得出了〃自然意志无法快过神经反射〃的伟大结论。他们也可能因此懂得了想要杀人的人往往要比对方先死的至理。
这个故事同时也可以使我们领悟到其他东西。伟大的科学家们看了电影之后，认真地讨论，甚至为了论证自己的假说而郑重其事地做实验的画面，栩栩如生地浮现在我们的脑海之中。正是因为有了这一群作风塌实、充满活力和想像力的青年，才诞生了20世纪最伟大的学说量子力学。
《与物理学家一起看电影》连载（4）
朱迪·福斯特 不可能在18个小时内和外星人接触
电影《接触》（Contant）；同查理·卓别林的《摩登时代》一样，都是我最喜爱的影片。之所以喜爱《接触》是因为我认为影片很好地表现出了〃与宇宙相比，人类的渺小〃。科幻电影给我们的最大感动是什么？那就是可以使我们懂得人类的渺小和无力。我们周围广阔的宇宙是世间万物和各种生命的母亲，只有懂得了这一点，生活在宇宙中的人类才可以意识到人类与宇宙一样，也是一种〃伟大的存在〃。
当我做研究累了的时候，或者是对科学的热情消失得一干二净的时候，我就会拿出《接触》看上一遍。《接触》虽然对〃对科学不怎么感兴趣地人〃来说也会很有意思，但是在这里我要特别将它推荐给学物理的人，或是想要学物理的人。
这部电影是根据著名的天体物理学家卡尔·萨根的同名小说改编的。卡尔·萨根还写过科普书籍《大波斯菊》，他为寻找外星人的事业奉献了自己的一生。1979年，一家名为〃卡萨布兰卡〃的电影制作公司找到了他，提出想拍摄一部关于SETI（Search For Extra－Terrestrial Intelligence；外星文明探索）的影片。他很爽快地答应了这一要求，并写出了60页第一期故事总线。这和《接触》的草稿一起，融进了他对于〃真的有外星人存在吗〃〃如果真的有外星人存在的话，他们会像我们传递什么样地信息〃〃地球人跟他们相遇的时候会有什么反应〃等等问题的真诚的想像。之后，又对剧本进行了补充，并于1985年正式以小说形式出版。1996年，在经历了17年时间的风雨轮回之后，影片的制作终于完成。
小时候常常看着星空，憧憬遥远宇宙的女孩艾琳娜·阿洛维（朱迪·福斯特饰），在每个夜晚都会守候在无线电收发报机旁，等待某个无法知道的人的应答。那个女孩长大之后成了天文学者，从那之后就不再是守着无线电收发报机，而是守着无线电望远镜等待外界生命体发来的信号。虽然周围的人们都用很奇怪的眼光看她，她还是一如既往地寻找着外界生命。突然有一天，艾琳娜收到了一条奇怪的信息。那时候正值1936年柏林奥运会举行开幕式，希特勒为了向全世界宣传自己，第一次采用无线电广播。外星高等生物在收到了广播信号之后向地球发出了那条信息。经过解读，发现这是一张可以与外星人进行通信的宇宙飞船的设计图。历经周折，宇宙飞船终于完成了，艾琳娜被选为搭乘宇宙飞船的宇航员。艾琳娜真的可以见到外星人吗？外星人为什么选择了她，究竟想要向她传递什么信息呢？
影片真实地描写了艾琳娜与外星人开始通信之后，她周围的人的反应，以及政治家之间的利害纷争。在电影的前半部分，还生动地向人们介绍了美国宇航局的搜索外星生命计划，以及全世界正在执行此计划的天文台。1959年，天体物理学家菲利浦·莫里森和朱斯裴·科库尼两人提出了外星人是具有一定智能的外星生物，可以通过星际间的电磁波与整个银河系通信的假说。因为发射电磁波不必投入大量的费用，而且通过比较初级的技术就可以实现，所以外星人在向其他星球的生物显示自己存在的时候，可能会采用这一手段。该假说可能是基于此推测而提出的。
在那之后，美国天文学家弗兰克·德雷克用直径26米的电磁望远镜，对从两颗与太阳类似的星体发出的电磁波信号进行了长达150小时的监听。从1960年开始的这项观察工作，其实就是现在正在进行的搜索外星生命计划的前身〃澳兹玛计划〃。在〃澳兹玛计划〃进行的过程中，并没有捕捉到什么有用的信号，但是在科学家们的推动下一直在持续进行。到1991年为止，一共进行了大约50次电磁波探查。在影片《异种》（Species）、《独立日》（Independence Day）以及《火星人玩转地球》（Mars Attacks）中地球人确定有外星人存在的体系，其实就是模仿这一计划。
在这部影片中，引起科学争论的部分是电影中艾琳娜与外星人会面的那一段高潮部分。艾琳娜乘坐外星人设计的宇宙飞船，经过暖洞（Wormhole），并经过超光速飞行之后，与外星人进行了接触。穿过黑洞之后，原来充塞着硫酸雨与毒气的宇宙，变得像仙境一样美丽。展现在她面前的是笼罩着星云的宇宙的核心。外星人为了不让艾琳娜吃惊，复制（反映）了她的记忆（意识），以她父亲的面貌出现在她的面前。他告诉艾琳娜宇宙中存在的生命体绝不仅仅是人类，然后就消失了。
虽然与外星生命体接触的这18个小时对于艾琳娜来说是一段美好的经历，但是可惜的是，对于地球上的人们来说，他们看见的只是飞船离开了地面几秒钟罢了。之后，虽然艾琳娜坚持有外星人存在，但是却没有人相信她。她除了自己之外，没有什么可以证明她所说的话。即使是这样，她还是向全世界高呼外星人是存在的。但是，现实中真的会有这样的事情发生吗？
根据爱因斯坦的相对论，时间的测定根据观测者运动的速度而不同。举个例子来说，在接近光速行驶的宇宙飞船中，时间会比地球上走得慢。这就意味着乘坐宇宙飞船的人会比在地球上的人经历的时间要短。地球上过了10个小时的话，飞船中可能才过了1个小时。
换句话来说，可以解释成〃宇宙飞船上的时间有可能比地球上的静止时间走得还要慢，但是绝对不可能走得比地球上的快〃。这即是说，宇宙旅行经历的时间绝对不会走得比停止不动的地球上的时间快。因此，地球上10个小时的时间，在宇宙飞船上可能就只有短短的几秒；但是别的世界的18个小时的时间绝不可能只相当于地球上的几秒钟。抛开技术性的问题不讲，光是在原理上这就是不可能的。
根据一般的相对性理论，由于重力的缘故，时间会走得更慢。在经过黑洞附近的时候，或是穿过暖洞的时候，时间会走得更慢。因此，像影片中艾琳娜那样穿过暖洞进行宇宙旅行的话，对于她来说，时间会过得相对缓慢，地球上的时间会过得比较快。
但是，如果是那样，影片中的情况就根本不可能发生了吗？因为重力越大时间过得越慢，所以去比地球重力小的地方旅行的话，时间就有可能过地比地球上快。要是艾琳娜在跟外星人会面的时候在做自由落体运动的话，时间就会过得比地球上快。但是地球上的几秒钟相当于18个小时的可能性是微乎其微的。
另外一种可能就是〃时间旅行〃。艾琳娜在同外星人会面18小时之后，又通过暖洞回到地球上过了几秒钟后的那一时间。我们无法排除这种可能，这光凭电影中的场景很难进行推测。
这部电影虽然有物理学专家的咨询，但是还是发现了几处错误。艾琳娜在阿雷希伯天文台使用无线电望远镜的时候，为了听清宇宙中传来的信号曾经使用了手机。但是我们耳朵可以听到的频率不超过20千赫，而无线电望远镜只能收到20千赫以上的电波，因此望远镜收到的信号是绝对无法用手机听到的。据说卡尔·萨根曾经向导演提出过这一点。但是导演因为觉得这个场景有科学家聆听外星人的声音的象征性意义，最终还是留在了影片中。
还有另一个错误。艾琳娜捕捉到外星人的信号之后，立即用无线电告诉了同事。但是，在使用无线电波望远镜的天文台，〃使用无线电的〃无线电通话机是绝对禁止的。这是在天文台从事研究工作的学者们都可以发现的错误。
最后，影片刚开始的时候，有一个过去的历史以很快的速度离我们远去的场景。仔细观察之后，我们会发现，当经过木星的时候，听到的是几年前的广播节目。但是如果我们可以捕捉到木星附近的光线，可以听到的应该是十几个小时前的广播，因为光到达木星只需要十几个小时的时间。
不管是从科学上、从哲学上，还是从历史上，我们都在不停地问，我们是谁。在这里我们会反问自己，我们为什么而存在。得不到答案的人生，将注定一生孤独空虚。在《接触》中，外星人向我们传递了这样的信息：我们决不是宇宙中惟一的生命体，我们在几亿年之后都不会灭亡，我们还可以进步。这可能是已经作古的卡尔·萨根想要传达给我们的信息，也是他对我们的
