星际穿越中的因果律并不是我们四维空间的因果律。
星际穿越介绍了一下相对比较新颖的时光观，当然其实是学宇宙的人当中，都被嚼烂的梗，比如说虫洞相当于两张纸弯曲在一起的，具体就不说了。我在这里具体整理下这部电影里的时空观。
第一，我先介绍维度的概念。在数学上，维度指的是空间的一组完备基矢的基矢数量。这样讲，肯定不行，所以我来举个例子。还是用宇宙当中被嚼烂的梗，类比 法。首先，看看零维，零维就是一个点，整个空间集中在一个点上，我们不需要任何坐标就可以表示这个空间。然后看看一维，把零维的点沿固定方向堆积，就堆积 出了一条直线，那么为了区分这些不同的点，我们需要加入一个坐标，通常叫做x，也就是长度，这样才能表示出这个空间的所有元素。我们把一维的直线再沿垂直 方向无限堆积，就形成了一个平面，那么为了区别不同的直线，我们需要在这个垂直方向加入一个坐标，通常叫做y，也就是宽度，这样表示出了这个空间的所有元 素。到了三维，同理，只是宽度换成了高度，坐标叫做z。
下面我要讲到比较关键的地方，就是对于我们生活的时空，四维时空的时空观。这相对是比较费解的。我们想象一下，原来一个三维空间，长宽高三个坐标，如果这 个三维空间没有任何变化，那么用长宽高三个坐标便可以唯一确定空间的一个元素。但是如果，三维空间是有变化的呢？那么变化之前的元素和变化之后的元素就不 是同一个元素了！也就是说我们无法只用三个坐标就可以表示出空间的元素，于是乎我们加入第四个坐标，那就是时间！
我再从哲学角度讲解下刚刚那个过程。想象一下，一个三维空间，如果完全静止，没有任何变化，还会有时间的概念吗？如果整个地球都是静止的，一个小时前的地 球和一个小时后的地球没有任何区别，那么标注时间还有意义吗？所以三维空间发生变化后，为了区分变化前后的三维空间，就需要加入一个维度，就是时间。四维 时空，沿固定时间做剖面，都是三维时空，可以想象四维时空就是三维时空在时间轴上无限堆积形成的。就像是三维空间，沿固定高度剖面，都是一个二维平面，就 是二维平面在高度轴上无限堆积形成的。
好，那么我们下一步呢，要理解电影后面出来的五维时空。库珀在电影中说，他想要回到过去，去拯救人类。而黑人宇宙员罗米利说，时间只可以压缩，可以变长变 短，却永远回不了过去。看样子这个计划是完了。可是到了后来，布兰德说也许在一个更高的维度，在它们的世界里，时间是实体的，只像是一座高山，可以翻越过 去，也可以爬回来。而后来，库伯确实做到了，他到了超立方体中，和过去的女儿建立了联系，从而拯救了人类。
那么，下面我就解释一下这里五维时空的观念。我们还是用宇宙学当中被嚼烂的梗，类比的方法来解释。我们想象一下，我们生活在四维时空当中，当我们看三维空 间时，第三个维度是高。所以对于我们来说，我们完全可以在第三个维度自由行动，我们可以爬上高山，也可以再下来，并没有什么问题，不会出现因果律的悖论。 但是在四维时空中，我们想在时间里穿越时，就要受到因果律的限制，就是说现在的宇宙是过去的宇宙演化的结果。也就是说，因在前，果在后，这是由光速恒定保 证的。但是对于五维时空的人来说，第四维的时间对他们来说，就相当于我们看到的第三维的高度一样，可以爬上去，也可以翻下去。而不用受到因果律的限制。其 实诺兰的电影的新意主要是在这点，就是一个对因果律的更高高度的理解，因果律也是相对空间维度而言的！五维时空的因果律应该是四维时空的因果律不同的。一 样的，五维时空当中在第五维的穿梭应该会受到因果律的限制。
好，时空观和因果律的部分就讲完了。时空观并没有太新颖，因果律有所新意。本人是国内某985大学应用物理专业大四本科生，大二完成了《广义相对论的自 学》的大学生创新计划，在宇宙学的教研室也混了一年，所以幸运地对这方面知识有所理解，希望可以用普通的语言阐释下星际穿越中的时空观。
目前，我的研究领域转向了粒子物理领域，包括暗物质和量子引力。 所以之后，我会对星际穿越中的广义相对论和引力做出解释，期待我下一篇影评把。届时，会有比较多的公式。
