「高山科普」是高山大學的科普專欄,致力於捕捉和分享生活中的科學小知識,和大家一起「知其然,知其所以然」。
翻譯丨王信然
編輯丨朱珍
就像克里斯多福·諾蘭的許多電影一樣,《信條》的主題也是源於對真實科學問題的假設。《星際穿越》主要研究蟲洞和時間旅行,《信條》則在思考是否有可能反轉物體或人類的熵,讓其在時間中來回穿梭做到「時光回溯」。
在寫《信條》劇本時,諾蘭採納了2017年諾貝爾物理獎得主基普·索恩的一些建議(他也曾為《星際穿越》出謀劃策),但最終根據劇情需要,也放棄了一些現實要素。
諾蘭在影片的新聞稿中提到:「我確實讓基普·索恩讀了劇本,他幫我弄清楚了一些科學概念,不過我並不打算在電影情節上詳細精確的體現這些概念,但整體來說,電影還是基於實際科學的。」
那麼,電影《信條》中究竟涉及到多少科學知識呢?電影中的那些時空逆轉的現象可能會在現實中出現嗎?
倫敦帝國理工學院的理論物理學家克勞迪婭·德拉姆教授就電影的一些關鍵情節做了詳細解讀。
警告!!
前方嚴重劇透。如果你還沒看過《信條》,高小山建議先收藏,等你看完影片後再回來看這篇解讀。
你覺得《信條》怎麼樣?
好的科幻電影和好的動作電影,我都很喜歡。但對我而言,說《信條》是科幻電影其實有點過,「科幻」並不能作為過多動作和過分場景布置的藉口。
電影本身並不燒腦,只是表現得有點故作高深。
作為一個科幻電影,我能理解他們「想拍一部電影,而它不需要考慮是否符合現實」的想法,我能接受這一點,但很多情節並不合理,所以對我來說,很難像欣賞其他科幻電影一樣去欣賞這部電影。
《信條》中的「科學」是否經得住推敲?
電影中是有些物理和科學的元素體現,但是與之前的電影例如《星際穿越》相比,差距可能有點大,情節更缺少科學的約束。很多時候影片只是使用了一些科學術語,但也僅限於術語,沒有任何實質的內容。《星際穿越》則相對更深入一些。
我這麼說,並不代表電影中每件事都是完全錯誤的。就比如說,你聽見時鐘在嘀嗒作響,感受到時間在流逝,這跟「熵」的概念有關,如果你能夠逆轉熵,也許就能夠讓時間倒流,這一點在理論上也許不完全是錯誤的,這是你可以認同的結論。
但是電影對時光逆轉的後果的描述和解釋並不符合邏輯。
那麼,到底什麼是熵?
熵是對秩序混亂程度或信息水平的衡量。物理學基本定律告訴我們,熵總是增加的。事情總是朝著雜亂無章的方向發展的。這也是我們衰老的原因——我們的身體機能變得越來越紊亂。這也能說明為什麼破壞東西比建造東西容易得多。
從物理角度來講,如果你在一個盒子裡放入不同的氣體,氣體會慢慢佔據整個空間,在這個過程中,氣體之間的秩序會變的越來越混亂。
也就是說,當熵增加時,事物之間會變得越來越缺乏組織性。
逆轉一個物體的熵,有可能嗎?
冰箱就是一種降低熵來冷卻物體的裝置,因為當物體溫度越低,熵就越小。
就拿冰塊來說,它溫度很低,組織結構良好且處於靜態。而當你加熱它時,溫度升高,它的熵增加了,變成了組織結構不固定的液體或者氣體。但是一個冰箱或一個冰櫃可以逆轉這一過程。
所以單純建造可以逆轉熵的裝置並不難,但這並不意味著冰箱裡的時間會倒流。就如同我把食物放進冰箱之後,它並沒有變得越來越新鮮。
所以逆轉熵可以讓時間倒流,只是一種理論上的推斷,並非一定會成為現實。但這正是電影的情調不是麼?這正是科幻中的「幻」字。
在這部電影的新聞稿中,諾蘭說除了熵之外,所有的物理定律都是對稱的,這是真的嗎?
基本上是這樣的。對於大多數物理定律來說,都是時間對稱的。任何可以向前移動的東西,你都可以想像它在向反方向移動的過程。
熵是我們唯一體驗到的只向單一方向演變的東西,所以我們把熵和對時間的感知聯繫在一起。
總體來說,熵總是在增加。那麼就可以想像在另一個世界,熵總是在減少,一切都朝著與我們相反的方向發展。那個世界裡的人們將以另一種與我們以相反的方式生活。這本身挺好的,沒什麼問題。但是當你與這個反世界進行互動和接觸時,從物理的角度來講,是解釋不通的。
如果一個人在時空中穿梭,他們將不能呼吸正常的空氣嗎?
呼吸其實就是肺部和身體中的氧氣之間的平衡。當然,如果在你身上發生時間倒流現象的話,呼吸的逆過程也會發生。
所以我想,也許你確實需要帶上自己的空氣。當然,你也需要帶上所有其他的東西。
就比如,當你看到物體或者其他人時,首先是來自太陽的光照射到這個物體上,然後再反射回你的眼睛裡。
但是如果你沉浸在一個時間能倒流的世界裡,而你又沒有帶上所有的光,那麼你就會體驗到這麼一種現象,那就是第一束光是從你的眼睛裡出來的,然後擊中物體,再照射到太陽。這樣一來,你就看不到物體了,你只會先看到光而已。
如果在你時間倒流的時候發生了爆炸(例如在追車的場景中),那會導致結冰而不是著火嗎?
那絕對不會發生。這就像說,「如果一個東西是白色的,它將會變成黑色。」這並不是說所有的東西都變得對立。
我們感到熱是因為空氣中的分子撞擊了一個表面。這是我們的感受,不斷有粒子撞擊到我們身上。
如果分子和我們一起進行時間倒流的話,它們會朝另一個方向撞擊,依舊是會撞擊。我們也仍然會感覺到熱。
當羅伯特·帕丁森的角色說他有物理學學位時,你覺得可信嗎?
他只是在隨意說著沒有實際含義的術語而已。他所說的「輻射」和「正電子」並沒有真正的內容。他其實只是說了「熵」這個詞,但他並沒有進行解釋。
擁有理論物理碩士學位不能代表什麼,並不意味著你了解世界上的一切。
當他的角色提到「平行世界」理論時,他的意思是什麼?
每當要發生什麼事情或是你要做決定的時候,你都可以想像出有另一個連貫的平行世界。比如你早上醒來,決定你是要喝茶還是喝咖啡的時候,在這個世界中你決定喝咖啡,但在平行世界裡,你將決定喝茶。
每一個單獨的物理過程和相互作用,一切結果皆有可能,每一個可能都分別在不同的平行世界中變為現實。當他談到多個世界的時候,這就是他的想法,也就是我們所處的現實裡發生了一些事情,但在另一個現實中,可能發生了其他的事情。
如果時光倒流,也許兩者之間會建立聯繫。如果你改變了你(在過去)所做的決定,也許你會轉向另一個平行的現實。
在電影的某個時刻,他們想探索這種可能性,但最後他們的結論是「發生的事情已經發生了」,只有一個現實,沒有辦法改變它:「這就是我們所處的現實,它是固定的。」
時間旅行在科學有可能嗎?
雖然我們知道這是不可能的,但我們還是需要去探索。在《信條》中他們把這個叫時空旅行,但其實表現出來的只是熵減而已,並以此為手段顛倒你對時間的概念。
關於時間旅行,一些人的說法是,在一個更封閉的時間曲線裡面,你可以重複地去到過去或未來的任何一個時間點。
能否真的實現這一理論,取決於大自然的本質。然而我們目前對所有事情的理解都與這一切背道而馳。
若時光真的可以倒流,世界的結構、我們理解時間的方式、一切事物的組成和相互的關聯就會變得十分荒唐。
原文連結:https://www.latimes.com/entertainment-arts/movies/story/2020-09-04/science-christopher-nolan-tenet-physicist-interview