9月4日，諾蘭的新片《信條》終於上映了!這部電影講述了在整個世界危在旦夕之際，主角利用「時間扭轉」，成功粉碎了反派的陰謀，拯救了世界。
沒錯，又是典型的好萊塢大片套路，個人拯救全世界。套路雖老，這部電影讓人稱讚的地方，除了諾蘭「飛機撞大樓」的一貫實拍操作，其故事敘述方式和涉及的概念更讓人著迷。
許多觀眾在觀影之後，紛紛感嘆「太燒腦」、「沒看懂」。其實，影片的設定比較簡單，剪輯手法也沒有大衛·林奇的《穆赫蘭道》一樣故弄玄虛。
諾蘭對觀眾一直都相當照顧，之前的作品如《盜夢空間》、《星際穿越》等，剪輯手法都相當樸實，這次的新片《信條》更是將其中時間逆轉的片段播放了兩次，真正讓人難以理解的其實是其中的概念和設定。
熵，逆轉時間的熱力學概念
影片中主角為了拯救世界，也為了順便拯救女主角(如果有女主角的話)，多次逆轉時間，而時間的逆轉，就是通過熵實現的。
熵，英文寫作Entropy，源自希臘語，由德國物理學家克勞修斯於1865年所提出，最初是用來描述「能量退化」的物質狀態參數之一，是一個同能量轉換相關的熱力學廣延量，在熱力學中有廣泛的應用。
有意思的是，「熵」這個字在《康熙字典》中並未查見，因此可以肯定是近代才出現的。1923年一名叫做魯道夫·普蘭克(Rudolf Plank )的德國熱學教授訪華講學時，胡剛復教授創造性地將「Entropy」譯做「熵」。這一譯法應該是借用了漢字「墒」(有臺階、靶心之意)的字形，又因這一概念屬於熱力學，採用「火」代替了「土」。
上面的定義還是讓人很難理解熵，沒關係，我們從熱力學第二定律切入。
熱力學第二定律認為，在自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉移，而不能由低溫物體自動向高溫物體轉移。這一表述很好理解，將燒熱的鐵塊與冰冷的體塊緊貼放置在一起，那麼熱量就會從熱鐵塊傳向冰鐵塊，最終前者降溫，後者升溫。
物體都是由體積更小的分子構成的，上述熱量的傳遞過程其實就是分子的無規則運動過程。分子由規則到不規則，其實就是變得混亂，而熵就是用來描敘這種混亂程度的。
越有序的東西，熵越小;越無序的東西，熵越大。比如冰塊由於被凍住了，其內部分子結構排列有序，其熵就小;一杯水由於內部分子無須流動，位置並不固定，所以熵就大。
既然熵是用來描述程度的，那麼就有增加和減少的變化，分別稱作熵增和熵減。
假設某間屋子中共有20間物品(相當於分子)：衣櫃、鏡子、電視、相框......我們將每件物品排放到特定位置，達到我們所定義的「整潔」的程度。這時，這間屋子的熵就低，因為每件物品的位置都是有序的。如果我們稍微移動畫框，那麼整個屋子的熵就增加了。
可以看出，所有物品全部擺放整齊，也就是達到「整潔」的程度只有一種情況，相比之下，「無序」的情況則有許多種。
將這件屋子看作整個宇宙，各個星體看作是其中的物品，我們會發現，這種「無序」狀態發生的概率越來越大，「整潔」的概率越來越小，因此自然界的發展方向總是從有序狀態向無序狀態發展。可以說，熵增是事物發展的規律，這一發展過程是正向線性的。
時間也是一種正向線性的變化。線性的變化難以捉摸，因此人類只能製作曆法和鐘錶記錄時間。「歷史上的今天」這種說法是不存在的，因為過去的時間點和現在的時間點並不對稱，只是時間線性上的兩個節點而已。
從上面我們可以看出，熵與時間都是正向且單向的變化，熵隨自然界發展的時間越來越大。那麼熵的增減和時間有什麼關係呢？
舉一個例子，假設一棵1米高的樹的熵值為1，經過1年，長到了2米高，成長過程中，分子增多，無序狀態增加，熵值也就增加，我們假設此時熵為2。可以看出，熵值由1增加到2耗費了1年的時間，如果我們此時想要熵值恢復到1，那麼必須讓這棵樹回到1年前的狀態，也就是高度回到1米，此時，只有使間倒流才能做到這點。
注意，人為砍掉1米是不能讓熵減少到1的，因為砍伐過程需要做工，而做工會使熵值增加。
從上面的例子我們可以總結出：熵增加，時間必然向前；熵減少，時間必然後退。
諾蘭在影片的製作說明中也曾說：「每條物理定律都是對稱的，他們在時間向前和向後流逝的情況下是完全相同的，但熵除外。」
根據時間和熵的這種關係，雖然時間難以捉摸，但是熵值卻是實實在在可以度衡的，那麼只要實現熵減，時間就可以倒流，回到過去!這就是諾蘭在《信條》中逆轉時間的原理。
因此，諾蘭才會說：「如果你能逆轉一個物體的熵流，你就能逆轉這個物體的時間流，所以這個故事是基於可靠的物理學原理的。」
不過，在電影中導演並沒有詳細說明未來的科學家是如何實現了熵減從而使時光倒流，一是不用說，因為這部影片的定位並不是科幻片，只是借用物理概念講述了一個個人英雄拯救世界的老套故事;二是不敢說，這個問題連科學家都還沒搞明白，一說就露餡。
外祖母悖論 難以解決又無法避免的邏輯問題
外祖母悖論，也稱祖父悖論，最早在1929年就見諸書面。1931年，美國科幻雜誌《神奇故事》(Amazing Stories)將其描述為「通過殺死祖父母來防止生育的古老論點。」
悖論情形如下：假如你回到過去，在自己父親出生前把自己的祖父母殺死，但此舉動會產生一矛盾的情況：殺了祖父母，那麼父親就不會出生，沒有父親也不會有你，那麼是誰殺了祖父母呢? 或者又說，既然你能存在並去刺殺，那麼祖父母沒有因你而死，那你何以殺死祖父母?
為了解決這一悖論，物理學家提出了平行宇宙的概念。即世界是由無數個平行宇宙組成的，當本宇宙的某人回到過去殺祖父母時，此人殺死的其實是平行宇宙的祖父母(這個平行宇宙可以是預先存在的或者因為穿越而創造的)，受此影響消失不存在的其實是平行宇宙的人，而本宇宙的此人則平安無事。
平行宇宙的理論來自量子力學中的「多世界理論」，該理論認為，對於每一個似乎隨機的事件來說，只要它的可能性不是零，它所有可能的情形都會在不同的平行世界中發生，造成歷史的分支。
我們可以用美國詩人羅伯特·弗羅斯特的詩《未選擇的路》來理解這個理論。當詩人選擇了岔路中的任意一條時，平行宇宙隨即產生，在此平行宇宙中詩人選擇了另一條路。
但是，祖母悖論是時間旅行中的問題，而平行宇宙則與此沒有關係。即便回到了平行宇宙中的過去實施刺殺並返回現在，但本宇宙中的時間線並沒有被更改，祖母悖論也就沒有發生，因此，用平行宇宙理論解釋祖母悖論難以接受。
有學者認為，由於時間是線性向前的，其前進的方向只有向前。因此過去發生的已經發生了，無法更改。如果某人決意要回到過去妄圖改變歷史，就會發生各種看似偶然實則必然的事件阻止這個人的改變行為，這一觀點被稱作「香蕉皮機制」。
這一機制在《終結者》系列電影中表現的淋漓盡致。反派機器人採取各種手段刺殺女主角，但後者每次都能在正派機器人的保護下化險為夷。這種結果既是偶然也是必然，因為未來的人類領袖已經存在，所以作為女主角的母親必然不會死亡，保護行動也就必然會成功。
在《信條》中，為了防止這一悖論造成邏輯漏洞，導演創造了一個時間閉環，在這個閉環上，任何兩點都可以視對方為未來。為了形成這個閉環，導演安排了尼爾(羅伯特·帕丁森飾)這個角色。
從尼爾與男主的多次交談中我們可以看出，尼爾對整個事件相當清楚，也是他在一步步引導男主完成拯救世界的任務(這個任務只有男主能完成)。男主在經歷了整個事件以後，明白了自己的使命就是拯救世界，於是，他在未來找到尼爾，讓尼爾引導過去的自己完成拯救，閉環就此形成。
那麼，為什麼主角不親自回到過去告訴自己真相呢?這就牽涉到本片涉及的第三個概念——反物質。
反物質，能量超越核能的存在
影片中諾蘭借配角之口，闡述了本片的第三個設定，即正向時間的人不能與逆向時間的自己接觸，否則就會湮滅。
這個設定其實是借用了正物質和反物質的概念。反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時，雙方就會相互湮滅抵消，發生爆炸並產生巨大能量。據估計，五千萬分之一克反物質與正物質湮滅能夠釋放360萬焦耳的能量，可使重達100公斤的物體移動3.6公裡!
正反物質一遇即滅的概念不難理解，在實現生活中，如果我們直接用導線連接電池的正負極，使得正負電荷直接相遇，那麼就會使電池短路，產生大電流和很大的熱量。
反物質概念是英國物理學家保羅·狄拉克最早提出的。他在1928年預言，每一種粒子都應該有一個與之相對的反粒子，例如反電子，其質量與電子完全相同，而攜帶的電荷正好相反。
到目前為止，已經發現了300多種基本粒子，這些基本粒子都是正反成對存在的。
反粒子與所對應的正粒子在質量、自旋、平均壽命和磁矩大小都相同;如果帶電。兩者所帶電量相等而符號相反。磁矩和自旋的取向關係也相反。反粒子與所對應的粒子相遇就發生湮滅而轉變為別的粒子。
反物質在現實中很難被探測到。人類目前已經成功地在實驗室中製造出了反物質，但是付出的成本非常高，大型強子對撞機要對撞1千年才能夠對撞出一微克反物質。不僅難以製造，反物質還很難保存，基本上立即就會湮滅，1995年人類第一次製造出來的反氫原子只存在了幾微妙。即便到了2010年，科學家也只能使反物質存在約0.17秒。
現在普遍認為，宇宙爆炸之初的正反物質是一樣多的，理論上現在二者應該也是均等的。但是，人類現在在宇宙中卻難以發現反物質的存在。
2011年，科學家終於取得了進展，首次在地球周圍空間探測到一種反物質帶。這一發現也表明，使用磁場確實可以俘獲反物質，這對於實驗室保存反物質的意義重大。
反物質的運用對人類的意義也十分重大。目前其典型應用就是正電子發射計算機斷層成像(Positron Emission Tomography，PET)，臨床上廣泛應用於腫瘤早期診斷及全身微小病灶發現。PET的成像原理是利用放射性同位素(如F-18)衰變產生正電子，檢測正負電子碰撞湮滅時產生的光子。
由於單純的PET成像只有光點，不方便判斷病情，實際使用中通常與CT結合，對結果進行圖像融合，也就是PET-CT。這一監測手段具有發現早、安全和準確等優點。不過，它的缺點也很明顯——貴。
除了用於醫學，反物質也能用作燃料。美國宇航局先進理念研究所目前正資助一個研究小組，用於發展使用防範物質作為燃料的太空船。據估計，使飛船飛到火星只需要幾十毫克的反物質。
本文來源前瞻網，轉載請註明來源。本文內容僅代表作者個人觀點，本站只提供參考並不構成任何投資及應用建議。（若存在內容、版權或其它問題，請聯繫：service@qianzhan.com） 品牌合作與廣告投放請聯繫：0755-33015062 或 hezuo@qianzhan.com