“當然啦，黑洞就應當是這個樣子的。”當基普·索恩（Kip）望著在他的幫助下完善上去的黑洞時，心中便是這樣想的。
這個黑洞似乎是一個有史以來最精準的黑洞模型。在《星際穿越》的影片里，它以接近光速旋轉著，將宇宙的物質一點點地吸引過去。（這就是引力，相對論超奇特的。）理論上講，黑洞本是一顆星體，但是它最終沒有熄滅或爆燃，而是像做塌了的蛋奶酥一樣，崩塌成一個小小的、不可逃逸的奇點（）。一道光輪環繞著上面的球狀大旋渦，看上去好像既從里面彎過去，也從下邊彎過去了。
影片中展示的“黑洞”形象。為何黑洞看上去會是這個樣子？圖片來源：
但這一切都非常自然，由于黑洞附近經常發生奇怪的事。諸如，黑洞引力極大，以至于彎曲了宇宙的結構。愛因斯坦對此進行了解釋：質量越大的物體，形成的引力就越大。像星體和黑洞這樣的物體才能形成巨大的引力，致使光線彎曲，時空扭曲。更神奇的是，假如你離黑洞比我近，我們對時間和空間的覺得會不一樣。相對來說，我的時間會過得快一點。
索恩從這個模型中見到了哪些？
作為一個天體化學學家，他的物理知識引導著這一誘人視效的誕生——這是有史以來對黑洞面貌的最確切的模型。同時，這個模型還是30個人、數千臺計算機一年的工作成果。除此之外，這個黑洞還和一群星光熠熠的好萊塢名星聯系在一起。由于這個黑洞模型是影片《星際穿越》的核心。
索恩從這個模型中見到了真實。而手藝非凡的圖象制做師克里斯托弗·諾蘭（Nolan）編劇，見到的則是美。黑洞，雖然是虛構的，也能讓人的感知撓曲。
1972年的索恩。A.T./
索恩可不是那個普通常見的天體化學學家。確實，他是很出名的理論家————但是在他退職前，他就十分樂于向大眾解釋傷人腦筋的相對論。快離休時，索恩和制片人琳達·奧布斯特（LyndaObst）——索恩和琳達早已相戀了30年，當初還是卡爾·薩根（CarlSagan）給他倆安排了一場盲約會——就在談論要不要制做一部涉及到黑洞與蟲洞神秘性質的連續劇。
不久以后史蒂文·斯皮爾伯格（）簽約編劇這部電影，導演喬納森·諾蘭（Nolan）寫了一個劇本。不過最后斯皮爾博格退出，喬納森的弟弟，以《記憶碎片》、《盜夢空間》這種把人繞暈的片子而享譽的編劇克里斯托弗·諾蘭（Nolan）接手。
在克里斯托弗·諾蘭重畫他父親的劇本的同時，他想弄明白這個故事核心里的科學內容。于是，克里斯托弗·諾蘭開始與索恩碰面。
《星際穿越》的科學顧問兼制片人、理論化學學家基普·索恩。圖片來源：《科學》
2013年頭幾個月里，索恩和諾蘭在闡述被化學學家稱為“宇宙的撓曲兩側”的問題，如彎曲的時空，現實世界的缺口，還有引力怎么彎曲光線。“可以說這個故事早已徹底成為克里斯托弗和喬納森的故事了。”索恩說道，“然而故事的真諦、拍攝一部一開頭就將科學嵌入的影片這一目標，與這其中了不起的科學都得到了保留。”
影片制做者們構思到的這個故事設定在一個反烏托邦的近未來：那時糧食將難以生長，人類處于滅絕的邊沿。一位退役宇航員（麥康納扮演）被征募進行最后一次飛行任務天體物理學公式圖片，這個孤注一擲的任務是找尋另一個能令人類生存并復興的星體。
圖片：and
這么，問題來了。
其他星體離月球這么遠，哪怕抵達近來的幾個星體至少也要花幾六年，但是連能在幾六年內抵達目的地的那種速率我們都不曉得要如何達到。不過早在1983年，當卡爾·薩根為他的小說找尋一種可行方案的時侯（那部小說后來被拍成了影片《超時空接觸》），索恩建議他使用蟲洞，一個假想的宇宙裂開，它借助趕超四維時空的更高維度聯接兩個相距遙遠的點。所以對于《星際穿越》來說，蟲洞也是不二選擇。當索恩和諾蘭討論這部影片的時候，對于蟲洞化學性質的闡述不可防止地向影片制做者提出一個問題：要怎樣將蟲洞表現在銀幕上？
而這并非惟一讓影片特效團隊頭痛的數學學。諾蘭的故事依賴于時間膨脹：不同角色的時間過得不一樣。為了讓這點在科學上說得過去，索恩告訴諾蘭他須要一個極大的黑洞——電影里這個黑洞叫“巨人”（）——而且這個黑洞要以接近光速的速率旋轉著。作為一個影片制做者，諾蘭不知道怎樣將這些東西表現得真實可信。不過他曉得誰可以幫他實現這個療效。
“克里斯打電話跟我說他要派個人來我家說說視覺療效的事情，”索恩說，“我就答道，‘當然，請他過來吧。’”
不久后保爾·弗蘭克林（Paul）就到了索恩家。
電影中，花朵狀的永恒號太空船正在接近蟲洞。圖片：and
弗蘭克林曉得他的筆記本總能完成他的任何要求，這既是一個問題又是一種誘惑。“我們很容易落入圈套，結果打破現實的規律，”這位贏過奧斯卡最佳特效的視覺特效工作室“雙重否定”（）的中級主管說，“而這種規律而且相當嚴格的。”
為此，他叫索恩寫出一些公式，使她們的特效軟件能反映出符合數學規律的真實世界。她們從蟲洞入手。假如光在蟲洞附近會一改精典規律——以直線傳播——這會顯得如何樣呢？要怎樣用物理來描述這一點呢？
黑洞扭曲光的示意圖。圖片來源：Kip
索恩遞給弗蘭克林的答案是一份研究深入的備忘錄。這備忘篇幅很長，四處是引用來源，寫滿了多項式，看上去更像是科學刊物里的論文。弗蘭克林的團隊基于這種公式寫了新的渲染軟件天體物理學公式圖片，之后將蟲洞制做了下來。療效令人吃驚。這個蟲洞如同是照出這個宇宙的水晶球，是時空里的一個洞。
“科幻小說總喜歡把事情弄得神乎其神，雖然普普通通的宇宙總不能讓她們得到滿足，”弗蘭克林說，“而我們從這個軟件中直接得到的結果就早已讓人無法忘懷了。”
基普·索恩的新書《〈星際穿越〉的科學》，詳盡介紹了這部電影的科學設定。圖片來源：
蟲洞的成功讓特效隊伍大膽地用同一方法制做黑洞。并且黑洞，看這個名子就曉得，是光的殺手。影片制做者常用一種稱為光線追蹤的技術來渲染圖象的光和反射療效。“然而光線追蹤軟件就會使用一個一般來說合情合理的假定，那就是光沿直線傳播，”“雙重否定”的CG（計算機圖形）監管歐也妮·馮·藤澤爾曼（Eugénievon）解釋到。由于黑洞遵守的但是一種完全不一樣的化學規律，“我們就只能再寫一個全新的渲染器了。”
有些單幀要花上100個小時來渲染，引力透鏡這些愛因斯坦效應造成的小小彎曲讓估算顯得十分艱巨。到了最后，這部影片搶占了將近800TB的數據。馮·藤澤爾曼說，“我還擔憂此次我們可能要突破1PB數據大關了。”