在科幻片的歷史上，《星際穿越》佔據著重要地位，片中關於蟲洞、黑洞、重力公式等硬科幻的呈現讓人燒腦，而包裹在宏大的敘事中的愛與人性的真誠情感則更讓人動容。一直到現在，這部2014年上線的影片的豆瓣評分依然高達9.3分，在科幻片分類中排名第二位，而第一也是出自同一位導演克里斯托弗·諾蘭之手的《盜夢空間》。

諾蘭曾評價自己“不僅是一個導演，也是一個擁有奇想能力的人”。而奇想並非胡思亂想，正如《星際穿越》看似天馬行空，其實卻是一部能夠在物理學的理論邏輯中自洽的影片。影片的科學顧問基普·S·索恩是研究廣義相對論下的天體物理學領域的領導者之一，2017年獲得諾貝爾物理學獎。愛因斯坦的廣義相對論為影片中關於天體物理、時間旅行等問題提供了想象力的理論基礎。

下週六便是愛因斯坦的誕辰，雙體實驗室今天推送的這篇文章是餘晨先生觀影后的思考，他在文中提出《星際穿越》真正的腳本是相對論，而真正的導演是愛因斯坦。因為真正偉大的藝術，不是漫無邊際的想象，而是在邏輯允許的前提下去最大限度地想象一個自洽的平行宇宙，離真實最遠卻又揭示了某種真理。謹以此文，紀念愛因斯坦。

相對論中的絕對論，變化中的不變性

康德說：這世上唯有兩樣東西使我深深地震撼和敬畏，一是頭頂浩瀚的星空，二是人們內心崇高的道德律。千百年來，仰望星空與審視心靈，便是人類一直的追求，而《星際穿越》將兩者完美地結合在一起。尼采說：上帝死了。在一切都失去終極意義的世俗時代，或許宇宙已然成了新的宗教，太空便是我們新的膜拜。影片的陣容群星燦爛，但其背後真正的明星是黑洞和蟲洞，真正的腳本是相對論，而真正的導演是愛因斯坦。

真正偉大的藝術，不是漫無邊際的想象，而是在邏輯允許的前提下去最大限度地想象一個自洽的平行宇宙，離真實最遠卻又揭示了某種真理。

《星際穿越》的劇情離奇突兀，違反直覺和常識，但卻不違反邏輯。其基礎是嚴謹的科學，這也是影片的科學顧問基普·索恩堅持的原則。當有人提議在故事中加入超光速的情節時，被索恩嚴詞拒絕，因為物理學不允許有超光速。

《星際穿越》中的戲劇性衝突，都來源於愛因斯坦相對論的基本推論：時間和空間是相對的，運動物體的時間會變慢，在運動方向上的空間會縮小（同時質量會變大），這就是所謂相對論的“鐘慢尺縮”效應。在引力場作用下的時空會發生彎曲，時間亦會變慢。這與我們直觀理解的時空相去甚遠，卻是已被驗證的物理事實。

愛因斯坦或許是有史以來最受媒體寵愛的科學家，他自己慣用來解釋相對論的標準公關稿是：

當一個男人坐在一個美女身邊時，一小時就感覺像一分鐘；而當他坐在火爐邊上時，一分鐘就感覺像一小時。

其實，中國古籍中便有“山中方一日，世上已千年”的說法。在文化和價值相對主義盛行的年代，人們似乎為相對性找到了更根本的依據：連時間和空間如此基本的物理實在都是相對的，這個世界上還能有什麼是絕對的呢？

然而，只有把相對論理解為“絕對論”，才能領悟《星際穿越》的真諦。

沃爾特·艾薩克森（也是《喬布斯傳》作者）在《愛因斯坦傳》中寫到：在愛因斯坦所有的理論包括相對論的背後，都是一種對不變性、確定性和絕對性的追求。愛因斯坦的初衷，是把相對論叫做“不變性理論”，相對的變化只是表象，絕對的不變才是本質。

不變性是物理學追求的終極目標，怎樣來理解不變性呢？設想有一支筆，這隻筆在三維空間中有固定不變的形狀、粗細和長度，而當光源從不同的角度把筆投影在二維的牆面上時，我們看到的影子的長短粗細和形狀都是在不斷變化的（圖1）。當你只看到二維的影子的時候，一切都是變化和相對的，但當你看到三維的整體時，就會發現背後那隻不變和絕對存在的筆。這如同柏拉圖的洞穴隱喻：

圖1

物理學家布萊恩·格林在《宇宙的琴絃》給出了一個更直觀的比喻：

（如圖2）設想平坦的沙漠中有一條南北走向的起跑線，在起跑線的正東100公里有一條平行的終點線。假設有一輛跑車的時速是恆定的每小時100公里，如果這輛車從起跑線開始沿路線1向正東方向開，用一個小時可以便可以到達終點線；如果這輛車沿路線2向東北方向45度角開，那麼一個小時顯然到不了終點線，因為車速在正東方向的分量不到100公里（只有約70公里左右）；

如果這輛車沿路線3向正北方向開，則永遠也無法達到終點線，因為車速的分量全在正北方向上，而正東方向的速度分量為零。車速雖然一直是不變每小時100公里，但因為方向不同，在南北和東西方向上的速度分量不同，最後的結果也不同。

圖2

愛因斯坦的天才在於他意識到：宇宙中的任何物體都是在以恆定不變的光速穿越時空的，只不過光速投影在時間和空間維度上的分量不同。

當一個物體在空間中完全靜止時，它便只是以光速在時間中流淌（紅線）；當一個物體在空間中以一定速度運動時（綠線），它在時間軸上速度分量就會減少，因此時間的流淌就會變慢；當一個物體在空間中完全以光速運動時（光子），它在時間軸上的速度分量就會完全變成零，也就是說：時間停止了（黃線）。

所以光子永遠不會變老，今天的光子，和宇宙大爆炸創生初期的光子一樣年輕，時間從未流淌。無論靜止還是運動，物體在時空統一體中都是以恆定的光速穿越，我們感知到的物體在空間中的速度，可以被看成是從時間中分走的量。

只不過平時物體運動的速度相對於光速往往都太慢（時間軸上被分走的量太小），所以我們感知不到運動物體的時間會變慢；當物體以接近光速運動時，相對論效應（鐘慢尺縮）就會變得明顯。

圖3

重要的是，當把時間和空間孤立開看時，一切都是在變化不定的；而當把時空看作一個更高維度的整體時，一切都是以恆定光速變化的。光速即是“變化的不變性”。所有物理事件在四維時空的整體中（三維空間加一維時間）都呈現為一條不變的“世界線”，變化的只是在三維空間和一維時間低維度上的投影（有如那隻筆）。

相對論的本質是：所有的參照系（視角）都是等價的（平權的），物理定律在不同的參照系下可以保持一致不變（或按統一規律協變）。也就是說不同的視角下看到的表面現象不同，但其背後的規律卻相同。

上面的圖例只是描述了狹義相對論，適用於勻速運動的慣性參照系，狹義相對論統一了牛頓力學和電磁力學。在廣義相對論中，愛因斯坦進一步把相對論推廣到加速運動的非慣性系，引力現象被化約成了時空在質量作用下發生的彎曲，引力系等價於加速系（如同開車加速時的推背感）。黑洞、蟲洞只是廣義相對論的必然邏輯推論。

相對論中的絕對論，變化中的不變性

在物理學中和不變性幾乎是同義詞的核心概念是“對稱性”，一個鏡像對稱的物體從左邊轉到右邊其結構是不變的，所以對稱性是指在做鏡像、旋轉或平移等種種變換時，物理狀態可以保持不變，即變化中的不變性。

統一性同樣是一種不變性：表面看上去變化多樣的事物，背後有著統一不變的結構。比如冰、水、水蒸氣表面上是固態、液態、氣態三種完全不同的東西，但其背後都是H2O。物理學中的終極目標是找到統一場論，把自然界中的四種基本力：引力、電磁力、強力、弱力統一成一種力，用同一個不變的模型來描述。

越深層的不變性，越能把更多樣性的事物統一在一起，也越具有更廣泛的普適性。物理學便是在追求具有最廣泛普適性的終極真理。一個法則或理論越具有普適性，就越能在應用於多變而廣泛的場景中保持其不變性。廣義相對論便比狹義相對論有更強的普適性，不僅適用於慣性系，也同樣適用於加速系。

找到了統一性和普適性，也就找到了簡單性，因為表面的複雜紛呈的世界，背後卻有著簡單而統一的結構。狹義相對論表面複雜，但背後只有兩個基本的假設：（狹義）相對性原理和光速不變。廣義相對論同樣只基於兩個基本假設：（廣義）相對性原理和（引力與加速系的）等效原理。核心是邏輯基礎的簡單性。

所以，對稱性、統一性、普適性、簡單性都來自不變性。愛因斯坦曾講：對上帝而言，一千年和一千維都呈現為一。

其實，《易經》裡表達的也是同樣的思想（英文譯名“The Book of Change”更直白，即《變化之書》），第一個“易”是“變易”，即這個世界的萬物都是在不斷的變化之中；第二個“易”是“簡易”，雖然世界變化萬千，但是背後的規律非常的簡單，大道至簡，萬物歸一；第三個“易”是“不易”，一旦找到了事物變化背後不變的規律，則可“以不變應萬變”。

兩種世界觀

世界觀大體可分為兩種：一種認為變化是根本的，一種認為不變才是根本的。古希臘的兩位哲學家，赫拉克利特和巴門尼德，則分別代言了這兩種迥異的世界觀。

赫拉克利特是辯證法的鼻祖，他認為：一切盡在流變之中－萬物皆流，因此人不可能兩次踏入同一條河，宇宙是一團永恆燃燒的活火。

巴門尼德則認為：只有不變的太一（Being）才是真實的存在。太一是無限的、不可分的。這並不是對立統一，因為根本沒有對立面。對立的矛盾、分割的部分、流動和變化都是表面的幻象而非存在的本質。

毫無疑問，愛因斯坦是一個巴門尼德的信徒，所有的變化都是表象，一切的背後，是一個統一、簡單、不變的存在。

愛因斯坦五歲開始學習小提琴，終生熱愛音樂。愛因斯坦沉醉於莫扎特，而對貝多芬則不感冒。這很好理解：莫扎特是巴門尼德，而貝多芬是赫拉克利特。莫扎特的音樂有著內在的統一與和諧，在流動的音樂中體現出不變而靜止的美（Timeless）；貝多芬的音樂卻充滿了戲劇性的衝突和糾結，像一團炙烈燃燒的火。

愛因斯坦曾說：貝多芬創造音樂，莫扎特的音樂卻“如此純淨完美，好像本來就一直在宇宙裡，只等這位大師來發現”。貝多芬的音樂是被人寫出來的，而莫扎特的音樂是從天上抄下來的。

愛因斯坦相信，物理學便是在聆聽宇宙的音樂並發現其內在的和諧，“有個超越的「天體音樂」，流露出「預設的和諧」，展現令人叫絕的對稱。諸如相對論等自然法則，一直在宇宙裡，等人來擷取。 ”

相對論的結果是顛覆性的，徹底改變了我們對時空的認知；但其初衷卻是最古典主義的。

或許，愛因斯坦“Too Simple， Sometime Naive!” 他的餘生都是在孤獨中度過，單槍匹馬地追求統一場論，而與物理學的主流發展分道揚鑣，最後無果而終。愛因斯坦不能接受量子力學中的不確定性，認為“上帝不會擲骰子”。但是宇宙最終還是辜負了愛因斯坦，這個世界或許沒有他想象得那麼完美而簡單。

至今，物理學的統一大業仍未完成。但新一代的理論繼承了愛因斯坦的理想，“超弦理論”認為：宇宙中的所有物理現象，都是琴絃在11維時空中震動產生的美妙音樂。這是終極的不變性和統一性，是能夠解釋一切的終極理論（TOE - The Theory of Everything）。

真、善、美

愛因斯坦在《我的信仰》中寫到：“照亮我的道路，並且不斷地給我新的勇氣去愉快地正視生活的理想，是真、善和美。” 對於愛因斯坦來說，真、善、美是三位一體。真和善，其實都是美的不同形式，都是對稱性和不變性的表達。

首先，美即是真，真即是美。愛因斯坦的思考均是出於以下一種假設：如果我是上帝，會怎樣來設計宇宙才是最美？才能展現最和諧的對稱性和不變性？這種至美的設計便是唯一可能的真實。物理學家尼爾斯·玻爾說：低級真理的反面是謬誤，而高級真理的反面還是真理。

真理不需要謊言便可自立，而謊言能夠生效需要相信者把其當作是真理。由此可見，真是一種對稱的邏輯之美。

善亦是美。康德的“絕對命令”（Categorical Imperative），其實是善的對稱律和普適性。終極的道德律，一定有對稱性和普遍性，而不是隻拿來約束別人的律令。孔子言：“己所不欲勿施於人”；而《聖經》則講：“Do to others what you want them to do to you. ” 道德金律（The Golden Rule）幾乎是所有價值體系共同不變的基礎。因而至善是一種對稱的倫理之美：善和善是兼容的，而惡則與善和惡都不相兼容。

愛因斯坦是一個熱誠的和平主義者和堅定的民主主義者，臨終之前還參與簽署了反核的《羅素－愛因斯坦宣言》。他的社會理念也同樣體現了對不變性、對稱性和普世性的追求。作為德國的猶太人，愛因斯坦曾受到納粹的迫害，他對民族主義和種族主義深惡痛絕。

畢生都在追求一種超越個人、種族、階級、宗教和文化的普世主義，憧憬著一種能夠在“國際間”（International）之上建立的超國家、超民族（Supranational）的社會秩序。正如相對性原理意味著：任何的參照系都是平等的，沒有哪個參照系是特殊的，物理定律在所有參照系都保持不變。同樣，普世主義意味著，任何的社會參照系都是平等的，沒有哪個階層或人群應該享有特權，法律和基本價值對於所有人都不變。

藝術中的不變性

回到電影，藝術同樣基於對稱性和不變性。藝術創作的“元過程”，便是將邏輯演繹到極限去想象一個虛擬的世界，用“虛構的謊言去揭示不變的真理”。偉大的故事不是胡思亂想，而是保持自洽和一致性，不管故事如何離奇反常多變，內在的邏輯是不變的。而故事的本身，往往會通過時代的變遷、文化的衝突來揭示深層的不變性。一切藝術，都是尋求“最大變化中的不變性”。

電影《霸王別姬》展現了京劇藝人從民國到到文革半個世紀的悲歡離合，在歷史的滄桑鉅變之中揭示了不變的人性。虞姬自盡了，演虞姬的程蝶衣自盡了，演程蝶衣的張國榮也自盡了（程蝶衣和張國榮還都是同志），戲裡戲外套了三重的同構不變性。藝術作品的張力恰恰體現在能在多大的變化中hold住不變性。

愛情故事的經典公式便是在最大變化的跨度中找到不變的愛情。門當戶對的愛情顯然無法成戲，只有跨越了鴻溝、把原來相反的人統一在一起的愛情才能體現愛的不變性。記得原來有個帖子：“看了《神鵰俠侶》，年齡不是問題；看到了《斷背山》，性別不是問題；看到了《金剛》，物種不是問題；看了《人鬼情未了》，生死都不是問題”。跨越的鴻溝越大，不變性就越強，愛情就越偉大。經典的《羅密歐與朱麗葉》是跨越了世仇家恨的愛情；《香草天空》是跨越了虛擬世界的愛情；而科幻片《她》（Her）是跨越了人和機器的愛情。

貫穿《星際穿越》的是父女之愛。電影中的母親從未出現，兒子基本上是打醬油的擺設。雨果說：母親愛孩子的時候就像一頭母獸，母愛來自獸性，出於本能。而父愛才來自人性，既不像母愛那樣牢固到一成不變，又不像男女之愛那樣不靠譜而善變。女孩們都有著伊拉克特拉／戀父情結（Electra Complex），朦朧之中隱含著男女之愛，所以父女之愛無所不包，統一了人類所有的情感，體現了變中之不變性。

影片中最感人的場景，或許是當庫珀穿越了時空回到墨菲臨終的病榻前，因為相對論效應，父親依然年輕像是兒子，而女兒則已然衰老像是母親，父女關係發生了倒換轉置，但無論角色錯位的變換有多麼巨大，那份穿越時空橫跨宇宙的愛卻依舊不變。

《星際穿越》中的CASE和TARS或許是有史以來科幻片中最不像人的機器人。無論是經典的《星球大戰》中的R2D2和C3PO，還是動畫片《機器人總動員》中的瓦力（WALL·E）或《汽車總動員》中的汽車，基本都是擬人化的設計，多少都能看出機器的人形來，例如車燈變成了眼睛。

而《星際穿越》中的機器人卻是最簡約的長方體。曲線會使人聯想起人情、感性、溫暖；而直線會讓人聯想起機械、理性、冰冷。但機器人的“幽默度”可以調節，哪怕變成了冰冷的長方體，還是可以看到不變而閃光的人性。人性中最深層的本質是超越人形的，不因外形而變化。

後現代主義與不變性

如果赫拉克利特能夠輪迴轉世來到今天，他一定會為自己戰勝了巴門尼德感到欣慰。我們生活在一個如此流變動盪的年代，一個人一生中見證的歷史變遷，或許比中世紀時500年的變遷還要巨大。巴門尼德“一切都是不變的”理論聽上去簡直是個笑話。

沒有人再相信統一的終極真理和宏大敘述。任何追求世界背後統一不變本質的企圖都被看作是不時髦、迂腐甚至是壓制自由的。因為這個世界沒有背後，所有人都應該活在流變的當下。

後現代意識中強調的是個體性、主觀性、非理性、不確定性和多元價值，相對主義和虛無主義盛行。在如此支離破碎的世界中，是否還有某種不變的紐帶把我們連結在一起？是否有某種超越種族、文化、宗教統一的公約數？

美國當代哲學家理查德·羅蒂（Richard Rorty）成長於分析哲學的傳統中，受其薰陶但最終與之分道揚鑣，成為了分析哲學的掘墓人。在新實用主義者羅蒂看來，沒有什麼一成不變的終極真理，一切都可以被拿來批判、反諷、解構。

當羅蒂去世時，他的摯友尤爾根·哈貝馬斯在悼詞中寫道：對於反諷主義者羅蒂來說，沒有什麼是神聖的。當在生命的最後被問及什麼是“神聖”時，這個堅定無神論者的回答令人想起了年輕的黑格爾：“我認為的神聖是一種希望：在遙遠的未來，我們的子孫會生活在一種全球化的文明中，在那裡，愛是唯一的法則。”

很多人在臨終時選擇了相信神，而什麼都不信的羅蒂臨終時相信的只有愛。或許客觀理性不能在虛無中告訴我們生命的意義是什麼，只有愛是這無盡黑暗而冰冷的宇宙中唯一搖曳的閃光和溫存。

愛是唯一的法則，愛是僅存的宗教，愛是最終的救贖，愛是不變的永恆…

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