青木慎一：目前日本大熱的電影《新·奧特曼》中出現了很多陌生的科學術語。比如普朗克膜（Planck's Brane）、平行宇宙、6維等。據悉故事情節是根據被稱為物理學「終極理論」的超弦理論等最前沿的物理學理論創作的。日本經濟新聞（中文版：日經中文網）採訪了擔任該片顧問的京都大學教授橋本幸士。

 

正在發射銫光線的奧特曼（©2022《新·奧特曼》製作委員會©圓谷製作公司）

 

       橋本教授回憶稱，他向擔任策劃及編劇的庵野秀明和導演樋口真嗣等人「進行了包括假説在內的理論解説」。他表示，「製作人員在打造《新·奧特曼》的世界觀時，似乎想參考最前沿的物理學理論」。

 

       演員有岡大貴在影片中飾演虛構防衛組織「禍特對」的成員、物理學家瀧明久，橋本教授也對有岡提供了相關指導。最前沿的物理學理論也是數學的世界。橋本指點了物理學家慣用的措辭以及數學算式的寫法等。據悉有些臺詞根據橋本教授的建議進行了修改。

 

齋藤工飾演的神永新二變身時的場景（©2022《新·奧特曼》製作委員會©圓谷製作公司）

 

       這部電影描繪了奧特曼和外星人在多個宇宙之間來回穿行的奇異世界。構成這一世界觀的是「額外維度」和「膜宇宙」。這些均基於超弦理論。

 

       影片的最後，出現了破壞地球的最終武器「傑頓（Zetton）」。全世界的科學家集思廣益，最終在奧特曼的幫助下打敗傑頓守護了地球。奧特曼託付給瀧明久的論文提供了啟發，實現了與其他空間的往來，關於這方面的依據，橋本教授根據基本粒子物理學的最新動向，使其「呈現得更加令人信服」。

 

       如果把物質劃分為更小的單位，那就是基本粒子。其大小比10的15次方分之一毫米還要小。超弦理論認為，基本粒子由極小的弦構成，尺寸更小。在這樣的世界裏，空間有九個維度。這與空間向前後、左右、上下方向3個維度延伸的傳統常識大為不同。也就是説，還額外存在6個維度，形成了額外維度。影片中使用了「高維」、「6維」等説法。

 

 

       我們身邊到處都有額外維度。但是，它「蜷縮」在比基本粒子更小的世界裏，連光子（作為光基礎的基本粒子）都無法進入。人類意識不到它的存在。人們普遍認為，即使科學技術取得進步，也不可能觀測到額外維度。

 

       為什麼額外維度會很小呢？在宇宙大爆炸（Big Bang）之前，宇宙只有基本粒子大小。一般認為，宇宙大爆炸之後不久，在9維空間中，只有3維空間迅速膨脹，從而形成了現在的世界。

 

 

       超弦理論認為，宇宙是類似於膜（被稱為Brane）一樣的存在。9維空間中出現了好幾個膜。人類和星球等被封閉在3維空間的膜中。如果把電視比作膜的話，螢幕上顯示的人和建築物就存在於2維空間中。我們可以把超弦理論中的宇宙想像成這種形式的擴展延伸。

 

      物理學家們認為，與我們所處的宇宙不同的其他宇宙存在於另外的膜之中。這就是被稱為平行宇宙的假説。在這部影片中，奧特曼和外星人在相當於膜之間的平行宇宙中來回穿行。

 

       超弦理論的主流觀點認為，構成物質的弦不能在額外維度中穿行。原因是弦的一端附著在膜上，無法脫離。某些種類的基本粒子可起到傳遞力的作用。這種可傳遞力的基本粒子的弦也無法擺脫膜。

 

       但是，傳遞重力的弦呈閉環狀，並未附著在膜上，可以在額外空間中來回移動。如果利用重物移動所産生的重力波，就可以與其他宇宙相互聯繫。還有一種假説認為，物質也會洩漏到額外空間。從理論上來説，是可以使用與其他宇宙相連的時空隧道「蟲洞」的。穿行于其他宇宙的構想並非無稽之談。

  

 

       超弦理論所描繪的世界看似荒唐，但很多物理學家以數學方式進行驗證後認為「基本正確」。2014年上映的電影《星際穿越》由2017年諾貝爾物理學獎獲得者基普·索恩（Kip Thorne）擔任顧問，影片中出現了真實的黑洞影像。如果了解一些最前沿的物理學理論，觀看科幻電影時可能會覺得更加有趣。

 

       本文作者為日本經濟新聞（中文版：日經中文網）編輯委員 青木慎一

 

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