2020-09-09 09:50圖文來源:揚子晚報/紫牛新聞
熵增熵減、時空逆轉、鉗形運動……
《信條》裡的燒腦科學你懂了嗎
「你去電影院考試了嗎?」這是這些天諾蘭導演的新作《信條》給上班族製造的社交話題。記者粗略算了一下,電影裡出現了「熵增熵減、時空逆轉、鉗形運動、多維宇宙、冰山理論」等科學術語,從而引發了理工科VS文科生各種「掐架」。不過電影中傳遞出的「時間倒流」的概念,讓不少觀眾覺得妙趣橫生:假如生活中的一切真的能像膠片「倒放」一般,世界會變成什麼樣子?
冷闢理論一上線
智商就著急了
熵增熵減
諾蘭的前作中,《盜夢空間》圍繞潛意識和多層夢境展開,《星際穿越》講到了蟲洞和黑洞,而《信條》則用到了這個更加冷門的物理學知識——熵(shāng),來建構電影的核心概念「時間逆轉」。「熵」代表著一個系統的混亂程度。理論上說,每個物理定律都是對稱的,能夠沿著時間前行和後退,但熵卻是單向的:正常情況下,世界是一個從有序走向無序的單向過程,也就是「熵增」。但在《信條》裡,未來的人類通過某種黑科技達成了「熵減」狀態,從而實現「時間逆轉」。
鉗形運動
片中還出現「時間鉗形運動」,鉗形是軍事術語,本來指一方從兩個方向同時進攻,而電影從兩個不同的時間方向進行夾擊,正向時間和逆向時間同時作戰。片尾高潮部分的「時間鉗形大戰」堪稱精彩,紅色代表正向,藍色代表逆向,這部分呈現了大量的逆時間奇觀——看著大銀幕上,大樓從爆破回歸完好,一部分戰士是倒著走,一部分車是倒著開的……
祖父悖論
電影中還探討了著名的「祖父悖論」,這是法國科幻小說家赫內·巴赫札維勒在1943年的作品《不小心的旅遊者》中提出的理論:「假如你回到過去,在自己父親出生前把自己的祖父殺死,但祖父死了就沒有父親,沒有父親也不會有你,那麼是誰殺了祖父呢?」從而延伸為人在穿越時不能改變任何已發生的事件,後來也成為科幻影視作品的準則之一。所以電影中,正向時間的你和逆向時間的你是不能接觸的,一旦接觸就會灰飛煙滅。
電影呈現:沒有時間機器,不要緊,時間只能朝著一個方向?但可以「轉身向後」,不要熵增,而是熵減,不違反定律,只是顛倒一下順序。
時空逆轉有可能實現嗎?
理論上是真有可能
看過《信條》的觀眾,一定對出膛的子彈飛回槍內的畫面印象深刻。這樣的「時空逆轉」理論上可能實現嗎?是否符合科學?南京大學天文與空間科學學院謝懿教授表示,認識這個問題之前,首先要弄懂一個概念,就是人類是如何感知到時間的。
「實際上,人類是感知不到時間的。所謂的時間感知,是由運動帶來的,都會有一個運動現象作為參照。如果眼前你看到的一切是靜止的,那你是無法感知到時間的『流逝』的。」謝懿介紹,還有另一種物理學觀點甚至認為,時間是不存在的,是一個「柏拉圖的世界」。
在我們的現實生活中,時間是有方向的,我們只能見到一個杯子從完整到摔碎的過程,無法實現從碎片「拼」回完整的杯子的場景。如果讓我們看兩張靜止照片,一張是桌子上的酒杯,另一張是地板上的玻璃碎塊,我們也能毫無困難地指出,在時間上哪一張照片先拍,哪一張後拍。這在物理學上被稱作「時間之箭」。
「雖然現實生活中的「時間之箭」有方向,但在理論上,牛頓力學和愛因斯坦方程已經證明,時間完全存在『負向演化』的可能。」謝懿說,時間正向演化或是負向演化的改變,科學家設立了一個專屬的名詞「熵」作為衡量標準。現實生活中的「時間之箭」,是一個「熵增」的過程,它指一個沒有能量輸入的封閉系統會傾向於從有序變為無序,過程不可逆。而電影中的時間逆轉,就是一個「熵減」的變化,電影裡把時間逆轉的子彈和武器就叫做逆熵武器。
「熵增與熵減也不是完全獨立存在的,舉個例子,節假日的高速公路,因為車流量大而堵車,但卻有司機淡定地在車裡聽起了音樂,一點都不著急,呈現出『風景這邊獨好』的狀態。這裡的熵增和熵減就是並存的。」
電影呈現:時間「不動」,人「動」。而傳統科幻電影中的時空穿越,無論是回到過去還是前往未來,就是人不動,而時間動。
在平行的時間裡可穿來穿去?
先把「蟲洞」撐開再說
電影裡的神奇畫面,還包括自由港裡主人公推開就能進入平行世界的「任意門」。「理論上的『任意門』有一個概念叫『蟲洞』,它可以視作是連接兩個宇宙的管道。兩個平行的空間可利用蟲洞來連接,穿過去之後實現真正的『時空轉移』。」謝懿介紹,目前,蟲洞依然是一種充滿潛力的天文學理論研究,「在科學家的假設和演算裡,利用蟲洞實現時空轉移需要一個前提,那便是利用一種力量或是物質,將蟲洞撐開。」
2017年諾貝爾物理學獎得主、加州理工學院物理學教授基普·索恩曾做過聯想,人類到2050年的時候或許能夠預測更多的東西,可以看到宇宙大爆炸以及整個宇宙中發生的現象,包括黑洞碰撞以及其他彎曲面的現狀。而當人類真的進行時間旅行的時候,可能每個人穿越高速移動的蟲洞途徑都不一樣,或許返回時會變得更老或更年輕,當然直到現在人類對此還是沒有答案。