Fysikisten som gjorde det sikkert 'Doctor Strange' var vitenskapelig nøyaktig

Marvels varme forventede film Legen underlig har det samme kjerneproblemet, alle superhero-franchiser forankret i science fiction gjør: Det må gå balansen mellom vitenskapelig gjennomførbarhet og fantasi. Tross alt, hvor bra er sci-fi hvis vi ikke kan ha litt moro med science fiction?

Likevel, filmens produsenter ser ikke ut til bare å bryte lovene om fysikk, vilje, for en spesiell effekt, bonanza; de ønsker også å følge naturlige lover på en måte som kombinerer fantasi med realisme. Derfor bruker mange filmer hjelp av vitenskapelige eksperter som konsulenter under produksjon.

Dette er spesielt passende for Legen underlig: Den titulære hovedpersonen - Stephen Strange (spilt av Benedict Cumberbatch) - er en tidligere nevrokirurg som ble magisk trollmann, opplært i den mystiske kunsten for å beskytte jorden mot overnaturlige trusler. Som sådan er publikum i hovedsak satt i samme posisjon som underlig: De må forlate et liv av total empirisme og gå inn i en hvor alt de vet, ikke lenger gjelder.

Adam Frank, professor i fysikk og astronomi ved University of Rochester, tjente som filmens vitenskapelige konsulent. Fordi Legen underlig er så fiksert på naturen av virkeligheten og bevisstheten, var Franks rolle å gi råd om filmen på å illustrere endringer i den menneskelige erfaringen av rom og tid.

Omvendt snakket med Frank for en kort Q & A. Hans svar er presentert nedenfor (redigert for klarhet og korthet).

Hva slags fysikk og romtidskonsepter har Marvel behov for veiledning på?

La oss snakke generelt om Marvel Universet og vitenskapen. En av de tingene som virkelig er kjempebra om hva de har gjort over Marvel Universe-filmene er at det er - så mye du kan ha i en superheltfilm - en respekt for vitenskapen. Spesielt har de bygget et konsekvent sett med regler, og de har adlyst dem gjennom de fleste av filmene.Sammenlignet med DC-filmene har de forestilt at det er en vitenskap på jobben. Du vet, Tony Stark, og hva han kan gjøre med enhetene han bygger, og ideen om at Thor, Asgard-innbyggerne, faktisk er romvesener, magi … en rekke ganger har de brukt Arthur C. Clarke-sitatet: "Eventuelt forhånd av teknologi ser ut som magi til andre mennesker."

Dilemmaet med Legen underlig, for meg, var å finne en måte å omfavne den visjonen og den respekten for vitenskap for et tegn som i hvert fall i tegneseriene er en tryllekunstner, en okkult mester. Og så hvordan får du det inn i Marvel Universe? Filmens produsenter ønsket å respektere alt som de har vært sakte og forsiktig bygget.

Så spørsmålet er hvordan passer du Legen underlig inn i dette? Det er mange forskjellige måter. Du kunne ha forestilt deg at det handlet om nevrologiske krefter - neurokjemien i hjernen eller noe. Jeg tror det ville vært en interessant måte å gå, men for meg var det største beviset om bevissthet. Og så brukte vi mye tid på å snakke om de vitenskapelige og filosofiske begrepene rundt ideen om bevissthet.

Når det gjelder fysikkloven, har vi ganske mye dem som ble spikret og du kan ta dem helt til grensene for fysikk. I Thor filmer, det er Einstein-Rosen-broen, så regnbuens måte eller hva det heter er faktisk et ormhull. I Ant Man, tok de inn kvantemekanikk. Og den fantastiske tingen om Marvel er at de bruker disse enhetene - de er gode nok til sin vitenskap - som vendinger i historien for å få historien til å bevege seg sammen.

Bevissthet er ikke slik. Vi har egentlig ikke noe håndtak på hva bevissthet er. Vi har ennå ikke en vitenskapelig, materialistisk, reduktivistisk konto for bevissthet. Kanskje vi vil ha en, men det er også helt mulig at vi ikke vil ha en, og vi må legge til andre ting for å få en skikkelig bevissthetskunnskap.

En kjent filosof, David Chalmers, kom opp med ideen om det "harde problemet" på 1990-tallet. Han prøvde å forklare hvordan nevrovitenskap har gjort interessante fremskritt på ting som visjon - hvordan fungerer visjon egentlig, hvordan representerer du noe fra visuell inngang, hvilken del av hjernen er aktiv. For ham var det vanskelige problemet å redegjøre for den personlige levetiden av erfaring. Selv om jeg skrev en ligning ned for det - hvis jeg skrev en ligning ned for at du spiste et eple - det ville være svært forskjellig fra din erfaring med å spise eplet.

Så arbeidet ditt var mer i tråd med å spille rundt med individuell oppfatning og bevissthet, og leke med hva disse effektene har på en persons oppfatning av romtid som de ser det?

Det er mer enn det. Jeg tror du kan gå mye lenger og si, hvor gjør bevissthet egentlig bo? Det er ikke bare mekanikken i oppfatningen, det er det som er bevissthetens tapping inn? Hva er bevissthet en del av? Den typiske materialistiske bevisstheten er at du bare er nevronene dine. Det er det, slutten på historien. Du er bare ekvivalent med en gjeng med små fjærer og baller i hjernen som beveger seg frem og tilbake, eller gir. I mange år fant folk at du kunne tenke på bevissthet som bare å være effekten av urverk i hodet ditt. Men folk har alltid pekt på problemene med den ideen.

En måte å leke med Legen underlig er denne ideen at det skjer mye mer enn bare dine neuroner. Nevronene er bare en måte å beskrive hva som skjer med bevissthet, men det er ikke alt dette: Det er andre, som å si, universer som kan åpnes gjennom det vi ikke forstår om bevissthet.

Kan du fortelle meg litt mer om hvordan filmen navigerer gjennom alternative universer og multiverse teori?

Multiversen er en så god idé. Jeg tror ikke det er sant, men det spiller ingen rolle. Det er bestemt diskutert av fysikere, det har fått mye oppmerksomhet fra fysikere, og det er en virkelig kraftig og rik ting å bringe til ditt fiktive univers.

Den vitenskapelige kontoen til multiverse er at etter Big Bang, fikk du ikke ett univers, du har mange forskjellige universer. Og hvert univers var skilt fra de andre og hadde forskjellige fysiske lover.

Det er ideen som kommer fra kosmologi, men fysikere har spilt rundt med mange forskjellige ideer om multiverser. For eksempel, i kvantemekanikk (og prøver å forstå quantummekanikkens rareheter), har folk foreslått at hver gang en kvantitetshendelse oppstår, splittes universet i en haug med parallelle dimensjoner, hver med et annet kvantresultat, og deretter hver av de enkelte universene fortsetter og utvikler seg selv. Og så, selvfølgelig, vil det være flere kvantehendelser, og så blir det mer splittelse til du har et uendelig antall parallelle universer. Så hva du kan gjøre i en film, er at du får tilgang mellom alle disse universene, slik at universet vi lever i er ett univers ut av et uendelig antall universer i multiverset. Så multiverse er alle mulige universer, og alle disse forskjellige universene har helt forskjellige typer lover, forskjellig oppførsel, slik at du kan bruke den ideen i en historie for å tillate dine tegn - spesielt når de bruker bevissthet, ved hjelp av denne åpenheten av bevissthet i historien - for å kunne få tilgang og bevege seg mellom disse forskjellige universene.

I Legen underlig tegneserier, han kommer alltid til disse forskjellige dimensjonene. Og det var veldig 1960-tallet, helt groove-orific, trippy. Så en måte å bringe det inn i moderne fysikkparlanse er tenker på hvordan de forskjellige dimensjonene blir de forskjellige universene i multiversenet.

Mange ganger vil forskjellige typer science fiction-verk bruke dimensjoner og universer som et synonym, som åpenbart ikke er slik fysikere snakker om disse tingene. Gjør Legen underlig gjør det skillet mellom forskjellige dimensjoner og universer, eller bruker de disse betingelsene utveksling?

I multiverse (avhengig av hvilken versjon av multiverse du har å gjøre med) kan de være det samme. I den kvantemekaniske versjonen av multiverse har du et uendelig dimensjonalt rom med hver dimensjon som representerer et annet univers. Antallet av romlige dimensjoner i universet vil være forskjellige - de kan alle være tredimensjonale universer - men de eksisterer alle i dette høyere, i dette mer abstrakte, uendelige dimensjonale rom hvor hver dimensjon representerer et annet univers. Fysikere vil tenke på dimensjoner i mer enn bare de fysiske, romlige dimensjonene. Så du trenger ikke å gjøre det skillet.

Er det et eksempel på at du kanskje kan gi om hvordan filmen kjører med et vitenskapelig konsept og hvilken rolle du spilte for å sørge for at den var basert på et faktum?

Uten å komme inn i detaljer, hadde vi en lang diskusjon om hva den dialogen ville se ut som den gamle og fremmede. Hvordan ser det ut som en materialistisk, rasjonalistisk, reduktivistisk; og noen som hadde dette utvidede perspektivet. Fordi jeg er fysiker, vet jeg nøyaktig hva de materialistiske argumentene ser ut som; Jeg har også skrevet om vitenskap og menneskelig åndelighet. Jeg er ikke en reduksjonist. Jeg er en ateist, men jeg er ikke en reduksjonist. Så det var en av de tingene vi gikk sammen med.

Og det var morsomt, bare å snakke om, "Hva ville noen som bare tror at det ikke var noe å bevissthet, bortsett fra dine neuroner? Hvordan ville han argumentere med noen som sa," Nei, det er faktisk mer "? Hva ville det se ut? "Det var gøy for meg, den delen var super fantastisk for meg. Jeg gleder meg til å se det endelige prosjektet, men det jeg har sett så langt, har jeg vært veldig spent på.