美國加州理工學院物理教授 Kip Thorne，月前發表一篇「蟲洞」(Wormhole) 的學術論文。蟲洞是從愛因斯坦廣義相對論演繹出來的理論，是連接另一端宇宙的捷徑通道。廣義相對論是說，兩個質量之間的重力效應，來自時空的彎曲度，這太艱深難懂，但可以簡單的用平面代表時空 (Space+time)，像是一張飄動的紙。紙的兩端距離很遠，但如果把紙的兩端對摺，然後用一枝筆穿成兩個筆洞，就可以透過筆洞從紙的一端到紙的另一端，距離就大為縮短。蟲洞正如這個筆洞，讓我們在浩大的宇宙中，穿越蟲洞，到很遠很遠宇宙的另一端，如下示意圖。

（「蟲洞」示意圖、取自 Space.com>

   撇開愛因斯坦，也撇開時空。這位發表蟲洞論文的教授是什麼人？他正是去年底科幻影片「星際穿越」(Interstellar) 製作群裡的科學顧問。星際穿越的故事是說地球不適居住，要向外尋找可遷移的星球，正好在土星附近發現一個蟲洞，太空總署就派遣太空人飛到土星穿越蟲洞，到宇宙的另一端，尋找適合人類居住的地方。太空旅行的電影屢見不鮮，為了不流於通俗，導演 Christopher Nolan 特別邀請蟲洞專家 Kip Thorne 教授協助製作太空船飛越蟲洞的那一幕，展現蟲洞的科學面。

   蟲洞只在數學上存在，沒有人見過，更沒有人進去過觀賞洞內景觀，以電影來說，本可以用一些花俏的動畫就可以過關，但導演與教授卻要認真展現蟲洞的科學景觀。這位教授於是回到廣義相對論，從中發展出一系列的運算公式，供電腦模擬蟲洞裡的光線，來學術性展現星系與土星的背面。但戲劇性也很重要，蟲洞太短，遠處的星系變得模糊，太長了又好像經過一個山洞，最後經過幾次修正，導演與教授都滿意。（如下圖）

（穿越蟲洞。圖片：華納兄弟、派拉蒙影片）>

   星際穿越是一部很熱鬧的影片，同時也滿足了科學影迷，雖然不知道蟲洞是不是真的像這樣，至少有理論根據，Kip Thorne 教授也藉這次機會，與影片的模擬團隊做了多次學術性的實驗，讓他的學生進一步了解相對論，並於月前撰寫一篇論文「看見『星際穿越』的蟲洞」，探討電影製作過程的學理與技術，發表在美國物理期刊。

   許多科幻小說的作者本身就是科學家，拍攝的科幻電影也越來越有科學家加入團隊，有人問好萊塢的製片人為什麼要這樣？回答說應觀眾需要，可見科學影迷越來越多，也越來越挑剔，科學性不高的科幻影片，越來越經不起考驗。

   老少咸宜的「冰雪奇緣」(Frozen)，與許多動畫影片最大的不同，在用了很多雪，以雪景取勝。雪景除了一遍雪白，還有許多動作，雪花從天而降，雪球越滾越大最後撞破，人走在雪地滑倒，挖雪、剷雪，每一動作的雪都產生不同的動態。雪景不像蟲洞，大家都見過，要畫的逼真成為必要的條件，怎麼做？迪士尼就請了加州大學洛杉磯分校的 Joseph Teran 教授幫忙。

（冰雪奇緣。圖片：迪士尼）>

   這位教授是數學家，以製造數學模型來模擬自然現象出名，也與迪士尼多次合作，但這次的雪讓他花腦筋，因為雪的變化太多，花了幾個月的時間，用了許多數學公式與軟體，讓電腦模擬出可以亂真的雪景，成為大銀幕的首創，也同時讓科學家加入影片製作逐漸成為常規，以精實的內容增添影片的籌碼。

   物質點 (Material Point) 是主要的數學方法，用作模擬雪的動作，先用小顆粒代表小雪塊，把小顆粒集合在一起就成為雪球，遇到撞擊雪球撞碎再分解成小顆粒。下面一段迪士尼影片，示範的很清楚，所製造出來的雪景還以為是真的呢。

   Teran 教授回憶十年前的動畫片「史瑞克」(Shrek)，當時認為製作得非常好，現在再看一次，就覺得連電玩都不如，電玩的動畫技術已經超過影視。他說好萊塢正需要數學與科學背景的畢業生，創造前所未有、更為成熟的特效。

   科學與娛樂界的結合，美國國家科學院也出了力量，成立「科學與娛樂交換」(Science & Entertainment Exchange) 非營利機構，給娛樂界與科學家配對，凡影視需要科學議題的建議，對內容的科學性檢驗，甚至聘為製作科學顧問，都可以透過這個機構找到適當的科學家援助，這個機構的目的也就是藉娛樂，傳播高品質的科學觀念。相對的，科學家也可以從影視找到啟發，進而創新。這個機構現在正慶祝科學與娛樂媒合成功第一千次。

   好萊塢的科學水平越進步，拍攝的科學影片越精彩，觀眾的科學素養也越提升，除了看熱鬧，會有越多的觀眾開始看門道。