看罷這套接近三小時的戲，走出戲院之際，還是有點不能擺脫對劇情後半段安排的失望，或者正如其他人所說，這並不是一套科幻電影。可是，回家細想後，發現原來劇情推演中間也插入了不少值得深思的問題，可以大書特書。今天就先以我有限的物理知識簡介一下最基本的一些科學概念說起，讓一眾男朋友散場時可以在女朋友面前扮演一下科學專家（笑）。
相對論
著名德國化學家能斯特曾說過：世上只有十數人能真正明白相對論，而當中有八個在柏林1。的而且確，作為當今世界最有名的科學理論，相對論卻同時是世上最少人所能完全明白的。相對論的形成之前出現了一個實驗：一般來說，觀察者本身的動態會影響測量的結果，例如，當你站在車站時，你會得出列車正在高速駛過的結論，但如果你站在車廂內，你的觀察結果會是列車並沒有移動，因為兩者的移動軌跡一致。同樣道理，想像我們要去測量光由一個遙遠星系來到地球的速度，理論上當地球公轉而向著不同方向移動時，得出來的結果應該稍有不同。令人驚訝的是，這並不是事實，光在所有情況下都被測量出相同的速度。
愛因斯坦就是在這個情況下提出了十分突破卻又非常合理的可能性，既然測量距離不同而光線有相同的速度，那自然就是由於測量時所流逝的時間也是不同。這個理論完全打破了一直以來對於絕對空間和絕對時間的假設，而相信時間對於處於不同狀況下的物體並不是等同的。其中一個狹義相對論的結論就是，對於速度越快的物體來說，時間的流逝就越慢2，理論上以光速移動的物體甚至會失去時間的概念，呈靜止的狀態。愛因斯坦在11年後提出更全面的廣義相對論，發展了time-space這概念，認為兩者是互相影響的，而每個質量的存在本身就會扭曲附近的time-space，這也是為什麼在Miller時主角們會提到他們所消耗的時間與地球並不一致，因為該星球就在一個強大的引力附近而造成時間被扭曲。
五維空間和蟲洞
我們生活的世界是一個三維的立體空間，有長闊高三個維度。愛因斯坦的相對論告訴我們時間其實和空間是交錯而會互相影響的，所以一般來說我們會將時間視為第四維空間。但是，這個世界是否有比這更多的維度？星際啟示錄裏有五維的空間，其他科幻電影和小說也很多時有更多維度存在。事實上，現實世界也有科學理論指向多維度的可能性，那就是弦理論。香港中學的物理課程有教導光的波粒二重性，所說的就是光既有波浪的特性（如兩個光源的互相干涉），也同時有粒子的特性（眼球就是接收光子以形成影像）。弦理論提出的是所有組成物理世界的粒子其實也有波浪的特性，就好像是會振動的弦線一樣。但弦理論在數學上可能的解（solution）是整個世界會有十個維度，又或是二十六維3。可惜的是弦理論暫時還是未能被證實（正確來說應該是還沒有可行的實驗有機會推翻這理論），所以世上的維度還是一個未知之數。
而蟲洞是什麼，Romilly 在電影內描述得頗為清晰。幻想我們是活在二維空間（即是那張紙）上的人，如果可以扭曲三維空間以連接二維空間上的兩點，那就可以縮短所需經過的距離而作出空間跳躍。當然，作為三維空間的生物，要扭曲另一個維度好像有點痴人說夢，但多維度的存在的確很有可能成為捷徑。試想想，我們現在生活的地球表面就好像一個球形的平面，如果我們可以脫離這個平面的限制，由南極到北極就可以直接穿越地心，路程足足縮短了超過三分一！不過電影裏以平面的圓形去論證蟲洞應該是球體就有點牽強，雖然球體的確是一個十分合理的假設，但如果Romilly用了我們的中華牌鉛筆，那蟲洞不就會變成六角體嗎？（笑）
黑洞和可視界限
黑洞是另一個在星際啓示錄裏擔當重要角色的物理現象，正如戲中的說明，這是一個引力強大得連光也不能逃脫的範圍。相對論既然預測了光速是速度上的極限，而如果光也不能脫離，其他東西，包括所有的資訊也不能傳達到黑洞以外，故此黑洞裏發生的事件並不能對外部世界有任何的影響，這亦造成了視線及事件的界限，是真真正正的Point of No Return。這也是Professor Brand放棄繼續計算的原因，因為物理上是沒有任何辦法探測黑洞並傳回有用的訊息。
可是，黑洞是怎樣形成的呢？那就要先由恒星的生命週期說起，每個恒星的光和熱是靠著內部的氫原子的碰撞並合成氦而產生的，這些化學反應同時提供了對抗引力的能量，支撐了恒星的表面。可是作為燃料的氫原子總有用完的一天4，到那時引力便會勝出，剩下繼續支撐的就是電子與電子之間的排斥力（也是同樣的排斥力讓我們能夠站在地上5），而這耗盡能量的恒星就會變為白矮星。可是我們知道，引力和質量是成正比的，如果恒星本來的質量更大，引力自然較大，那就需要依靠力量更強的中子和質子之間的排斥力來支撐。但化學課本有教導，中子和質子都是在原子核裏，而這原子核在體積上只是原子的一個極微小部分，所以這種被喚作中子星的恒星結局，體積也只有很小。如果那個恒星的質量更大呢？那所有的質量會被擠到同一點，形成黑洞，這一點也是一般物理法則失效的奇點，同時也是為什麼黑洞內的資訊如此重要的理由。
上述如有錯誤歡迎指教，畢竟都是看書自學，班門弄斧而已。
Note:
1. …only a dozen men in the world really understand relativity, Nernst once replied: “Eight of them lived in Berlin.” – p.214, Einstein – The Life and Times, Ronald W.Clark, Harper
2. 1971年就有一個實驗，嘗試比較順著地球自轉方向飛行和反方向飛行之間，機上時間流逝的速度差別- p.126, The Grand Design, Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, Bantam Books
3. String theories, however, have a bigger problem: they seem to be consistent only if space-time has either ten or twenty-six dimensions, instead of the usual four! – p.173, A Brief History of Time, Stephen Hawking, Bantam Books
4. 據估計，太陽大概有足夠用一百億年的燃料，現在離它誕生大概經過了四十六億年。
5. Brian Cox 和Jeff Forshaw 所著的The Quantum Universe: Everything That Can Happen Does Happen 的Chapter 7用量子力學說明了為什麼電子會互相排斥，但需要一些數學基礎才容易看懂。