據說,能看懂《信條》裡熵減時空逆轉的,都是頭腦王者

2020-12-05 玩學世界

《信條》到底講了啥?一句話概括就是現代人類阻止未來人類逆轉時空滅絕現代人類的故事。未來人類生活環境劇變,瀕臨滅絕,科學家通過改變「熵」的方向性,製造出逆轉機器——逆轉門,穿越回現代。很多觀眾不懂利用熵增熵減進行時空逆轉的硬核物理學知識,自然也就「。影電懂不看」。

那麼「熵」是啥?熵減是如何引起時空逆轉的?不要急,聽我細細道來。

一、熵是什麼

前排提醒,如果你看不懂以下的一堆「廢話」,那就只需要記住,熵用來形容體系的混亂程度。越有序的東西熵越小,越無序的東西熵越大。比如冰是有序,水是無序,冰的熵比水的熵小;氧氣罐裡的氧氣是有序,氧氣罐洩漏,跑到空氣中的氧氣是無序,因此氧氣罐裡氧氣的熵小於空氣中氧氣的熵由於無序的東西比有序的東西多,因此熵是越來越大的。熵從小到大,就代表能量從聚集到擴散。

簡單粗暴地解釋完,我們來詳細說一說熵是什麼。

想要理解熵是什麼,我們需要先理解物理學上宏觀態和微觀態的概念。舉例來說,一個箱子裡有紅換藍綠四色小球各五個,我們一次從中抽取兩個小球,共有380次結果,那麼這380次結果,每一次都是一個微觀態。而從中抽出同色的小球的結果有80次那麼我們可以將抽中同色小球的所有結果看作一個宏觀態,抽中不同色小球的結果看作一個宏觀態。抽中同色小球的概率是4/19,抽中不同色小球的概率是15/19,可以見得抽中不同色小球比抽中同色小球概率大,即抽中不同色小球的微觀態個數多,我們將微觀態個數少的抽中同色小球稱作有序狀態,微觀態個數多的抽中不同色小球叫做無序狀態,如果把抽小球擴展到數以億計的空氣分子,那麼這種有序狀態發生的概率會越來越小,因此自然界的發展方向總是從有序狀態(微觀態個數少)向無序狀態(微觀態個數多)發展。

為了將無序狀態和有序狀態進行定量描述,科學家引入了熵的概念。波爾茲曼從微觀角度提出熵概念,公式為:S=klnΩ,S是熵的量,Ω是微觀態個數,k是玻爾茲曼常數,這個公式是一個對數函數,當Ω增大時,熵也會增大,而自然界的發展方向是從微觀態個數少向微觀態個數多發展,因此Ω會越來越大,所以熵也會越來越大。

這就體現了熵增理論:在孤立系統中,體系與環境沒有能量交換,體系總是自發地向混亂度增大的方向變化,總使整個系統的熵值增大。摩擦使一部分機械能不可逆地轉變為熱,使熵增加,所以說整個宇宙可以看作一個孤立系統,是朝著熵增加的方向演變的。熵增原理反映了非熱能與熱能之間的轉換具有方向性,即非熱能轉變為熱能效率可以為100%,而熱能轉變成非熱能時效率則小於100%。

二、熵與時間的關係

前面我們說自然界總是朝著無序的方向發展,即熵會越來越大,這是一種正向的發展,而時間也是一種正向的變化,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,那就可以理解成熵增的方向就是時間的方向。

那麼當通過某種手段,使得熵減,這就會影響時間的變化方向,達到時間逆轉的效果。《信條》中,未來科學家利用科學手段,使得熵減,正常時空中的人和事物被逆化,在逆向時空中,時間是流向是反向的,所有的物理規律都是相反的。

《信條》中通過逆轉門進入逆向時空的人,與過去的人處在同一條時間線上,只是自身的時間流逝方向改變。

看過電影的都會注意到電影中的一個細節,逆轉時空的人要帶上氧氣罩,這時我們就可以用前面的熵理論來解釋,輪胎會漏氣,但是空氣不會自動跑進輪胎裡,玻璃杯可以被摔碎,但是碎掉的玻璃杯不可能自動復原。同理,在逆轉時空的人,由於是反向的,因此氧氣不會進入他們的肺裡。他們只能通過吸氧的方式維持呼吸。

熵是熱力學的一個重要概念。能想到利用熵原理其中的熵增熵減與時間結合,創造逆轉時空的概念,來為難觀眾和影迷,我只能說,「!蘭諾,你是愧不」

不知道上面的解釋對你理解《信條》劇情有沒有一些幫助呢?如果你對電影或者對熵概念有什麼想法,歡迎在評論區留言!

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