Den fysiker som gjorde det säkert "Doctor Strange" var vetenskapligt noggrann

Marvels varmt efterlängtade film Läkare konstigt har samma kärnproblem gör alla superhero-franchiser som är rotade i science fiction: Det måste gå i balans mellan vetenskaplig genomförbarhet och fantasi. Trots allt, vad bra är sci-fi om vi inte kan ha lite kul med science fiction?

Ändå ser inte filmens tillverkare att bara bryta fysikens lagar för att ha en speciell effekt bonanza; de vill också följa naturliga lagar på ett sätt som kombinerar fantasi med realism. Därför använder många filmer hjälp av vetenskapliga experter som konsulter under produktionen.

Detta är särskilt lämpligt för Läkare konstigt: den titulära huvudpersonen - Stephen Strange (spelad av Benedict Cumberbatch) - är en tidigare neurokirurg som blev magisk trollkarl, utbildad i den mystiska konsten att skydda jorden mot övernaturliga hot. Som sådan ligger publiken i stort sett i samma position som Märklig: De måste lämna ett liv av total empiricism och gå in i en där allt de vet inte längre gäller.

Adam Frank, en professor i fysik och astronomi vid University of Rochester, fungerade som filmens vetenskapliga konsult. Därför att Läkare konstigt är så fixerad på verklighetens och medvetenhetens natur, var Franks roll att ge filmen en film som illustrerar förändringar i den mänskliga erfarenheten av rymden och tiden.

Omvänd talade med Frank för en kort Q & A. Hans svar presenteras nedan (redigerad för tydlighet och korthet).

Vilken typ av fysik och rymdtidskoncept behövde Marvel vägledning?

Låt oss prata i allmänhet om Marvel Universe och vetenskap. En av de saker som är jättebra om vad de har gjort över Marvel Universe-filmerna är att det är så mycket som du kan ha i en superhjältefilm, en respekt för vetenskapen. I synnerhet har de byggt en konsekvent uppsättning regler, och de har lydat dem under de flesta filmerna.Jämfört med DC-filmerna har de föreställt sig att det finns en vetenskap på jobbet. Du vet, Tony Stark och vad han kan göra med de apparater han bygger och tanken att Thor, Asgards invånare faktiskt är utomjordingar, magi … ett antal gånger har de använt det Arthur C. Clarke-citatet: "Eventuella förskott av teknik ser ut som magi till andra människor."

Dilemma med Läkare konstigt, för mig, var att hitta ett sätt att omfamna den synen och den respekten för vetenskapen för en karaktär som åtminstone i komiska böckerna är en trollkarl, en ockult mästare. Och så hur får du det in i Marvel Universe? Filmens producenter ville respektera allt som de långsamt och noggrant har byggt upp.

Så frågan är hur passar du Läkare konstigt in i detta? Det finns många olika sätt. Du kunde ha föreställt dig att det handlade om neurologiska krafter - neurokemi i hjärnan eller något. Jag tror att det skulle ha varit ett intressant sätt att gå, men för mig var det största medvetandet. Och så spenderade vi mycket tid på att prata om de vetenskapliga och filosofiska kränkningarna kring tanken om medvetande.

När det gäller fysikens lagar, har vi ganska mycket de naglade ner och du kan ta dem hela vägen till fysikens gränser. I Thor filmer, det finns Einstein-Rosenbron, så regnbågens sätt eller vad det kallas är egentligen ett maskhål. I Myr mannen, tog de in kvantmekanik. Och det fantastiska med Marvel är att de använder de här enheterna - de är tillräckligt bra för sin vetenskap - som vridningar i berättelsen för att göra historien rörlig.

Medvetandet är inte så. Vi har inte riktigt ett handtag på vad medvetandet är. Vi har inte ett vetenskapligt, materialistiskt, reduktivistiskt konto för medvetandet än. Kanske kommer vi att ha en, men det är också helt möjligt att vi inte kommer att få en och vi måste lägga till andra saker för att få en ordentlig vetenskap om medvetandet.

En noterad filosof, David Chalmers, kom med tanken på det "hårda problemet" på 1990-talet. Han försökte förklara hur neurovetenskap har gjort intressanta framsteg på saker som vision - hur fungerar visionen egentligen, hur representerar du något från visuell inmatning, vilken del av hjärnan är aktiv. För honom var det svåra problemet hur man redogjorde för den personliga livligheten i upplevelsen. Även om jag skrev en ekvation för det - om jag skrev en ekvation ner för att du äter ett äpple - det skulle vara väldigt annorlunda än din erfarenhet av att äta äpplet.

Så ditt arbete var mer i linje med att leka med individuell uppfattning och medvetenhet, och leka med vad dessa effekter har på någons uppfattning om rymdtid som de ser det?

Det är mer än så. Jag tror att du kan gå mycket längre och säga, vart gör medvetandet verkligen leva? Det är inte bara upplevelsens mekanik, det är vad medvetandet slår in? Vad är medvetenhet del av? Det typiska materialistiska berättelsen om medvetandet är att du bara är dina neuroner. Det är det, slutet på historien. Du motsvarar bara en massa små fjädrar och bollar i din hjärna som rör sig fram och tillbaka, eller växlar. I många år trodde människor att du kunde tänka på medvetandet som bara att vara verkningen av klockarbetet i ditt huvud. Men människor har alltid pekat ut problemen med den tanken.

Ett sätt att leka med Läkare konstigt är den här tanken att det finns mycket mer pågår än bara dina neuroner. Neuronerna är bara ett sätt att beskriva vad som händer med medvetandet, men det är inte allting: Det finns andra, så att säga, universum som kan öppnas genom det vi inte förstår om medvetandet.

Kan du berätta lite mer om hur filmen navigerar genom alternativa universer och multiverse teori?

Multiversen är en så rik idé. Jag tycker inte att det är sant, men det spelar ingen roll. Det diskuteras verkligen av fysiker, det har fått mycket uppmärksamhet av fysiker, och det är en riktigt potent och rik sak att ta med till ditt fiktiva universum.

Det multifärgliga vetenskapliga kontot är att efter Big Bang fick du inte ett univers, du har massor av olika universum. Och varje universum var skilt från de andra och hade olika fysiska lagar.

Det är den ideen som kommer ifrån kosmologi, men fysiker har spelat med många olika idéer av multiverser. Exempelvis har i kvantmekanik (och försöker förstå quantummekanikernas konstigdom) föreslagit att varje gång en kvanthändelse inträffar splittras universum i en massa parallella dimensioner, var och en med ett annat kvantresultat, och sedan var och en av de enskilda universum fortsätter och utvecklas på egen hand. Och så kommer det självklart att finnas fler kvanthändelser och då blir det mer splittring tills du har ett oändligt antal parallella universum. Så vad du kan göra i en film är att du får tillgång mellan alla dessa universum, som att universum vi lever i är ett univers från ett oändligt antal universum i multiversen. Så multiversen är alla möjliga universer, och alla dessa olika universer har helt olika typer av lagar, olika beteenden, så du kan använda den ideen i en historia för att tillåta dina karaktärer - särskilt när de använder medvetandet, med hjälp av denna öppenhet i medvetenhet i historien - för att kunna få tillgång och flytta mellan dessa olika universum.

I Läkare konstigt serier, han kommer alltid till dessa olika dimensioner. Och det var väldigt 1960-talet, helt spår-orific, trippy. Så ett sätt att föra det in i modern fysikparlance är tänker på hur olika dimensioner blir de olika universum i multiversen.

Många gånger kommer olika typer av science fiction-verk att använda dimensioner och universer som en synonym, vilket naturligtvis inte är hur fysiker talar om dessa saker. gör Läkare konstigt gör skillnaden mellan olika dimensioner och universum, eller använder de dessa termer utbytbart?

I multiversen (beroende på vilken version av multiversen du har att göra med) kan de vara samma sak. I den kvantmekaniska versionen av multiversen har du ett oändligt dimensionellt utrymme, med varje dimension som representerar ett annat universum. Antalet rumsliga dimensioner i universum kommer att vara olika - de kan alla vara tredimensionella universum - men de finns alla i detta högre, i detta mer abstrakta, oändliga dimensionella utrymme där varje dimension representerar ett annat universum. Fysiker kommer att tänka på dimensioner i mer än bara de fysiska, rumsliga dimensionerna. Så du behöver inte göra skillnaden.

Finns det ett exempel på att du kanske kan ge om hur filmen körs med ett vetenskapligt begrepp och vilken roll du spelade för att se till att den grundades på ett faktiskt sätt?

Utan att komma in i detaljer hade vi en lång diskussion om hur den dialogen skulle likna den Ancient One (Strange's teacher) och Strange. Vad skulle det se ut som en materialistisk, rationalistisk, reduktionshänvisande; och någon som hade detta utvidgade perspektiv. Eftersom jag är fysiker vet jag exakt vad dessa materialistiska argument ser ut; Jag har också skrivit på vetenskap och mänsklig andlighet. Jag är inte en reduktionsman. Jag är en ateist, men jag är inte en reduktionist. Så det var en av de saker som vi sorts gick fram och tillbaka med.

Och det var roligt att bara prata om "Vad skulle någon som bara tror att det inte fanns något medvetande utom dina neuroner? Hur skulle han argumentera med någon som sa," Nej, det finns faktiskt mer "? Vad skulle det se ut? "Det var kul för mig, den delen var super fantastisk för mig. Jag ser fram emot att se det slutliga projektet, men det jag har sett hittills har jag varit mycket glad över.