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熵增熵减、时空逆转《信条》里的烧脑科学你懂了吗

时间:2020-09-14 15:08  作者:admin  来源:未知   查看:  
内容摘要:你去电影院考试了吗?这是这些天诺兰导演的新作《信条》给上班族制造的社交话题。记者粗略算了一下,电影里出现了熵增熵减、时空逆转、钳形运动、多维宇宙、冰山理论等科学术语,从而引发了理工科VS文科生各种掐架。不过电影中传递出的时间倒流的概念,让不

  “你去电影院考试了吗?”这是这些天诺兰导演的新作《信条》给上班族制造的社交话题。记者粗略算了一下,电影里出现了“熵增熵减、时空逆转、钳形运动、多维宇宙、冰山理论”等科学术语,从而引发了理工科VS文科生各种“掐架”。不过电影中传递出的“时间倒流”的概念,让不少观众觉得妙趣横生:假如生活中的一切真的能像胶片“倒放”一般,世界会变成什么样子?扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子 孔小平

  诺兰的前作中,《盗梦空间》围绕潜意识和多层梦境展开,《星际穿越》讲到了虫洞和黑洞,而《信条》则用到了这个更加冷门的物理学知识——熵(shāng),来建构电影的核心概念“时间逆转”。“熵”代表着一个系统的混乱程度。理论上说,每个物理定律都是对称的,能够沿着时间前行和后退,但熵却是单向的:正常情况下,世界是一个从有序走向无序的单向过程,也就是“熵增”。但在《信条》里,未来的人类通过某种黑科技达成了“熵减”状态,从而实现“时间逆转”。

  片中还出现“时间钳形运动”,钳形是军事术语,本来指一方从两个方向同时进攻,而电影从两个不同的时间方向进行夹击,正向时间和逆向时间同时作战。片尾高潮部分的“时间钳形大战”堪称精彩,红色代表正向,蓝色代表逆向,这部分呈现了大量的逆时间奇观——看着大银幕上,大楼从爆破回归完好,一部分战士是倒着走,一部分车是倒着开的……

  电影中还探讨了著名的“祖父悖论”,这是法国科幻小说家赫内·巴赫札维勒在1943年的作品《不小心的旅游者》中提出的理论:“假如你回到过去,在自己父亲出生前把自己的祖父杀死,但祖父死了就没有父亲,没有父亲也不会有你,那么是谁杀了祖父呢?”从而延伸为人在穿越时不能改变任何已发生的事件,后来也成为科幻影视作品的准则之一。所以电影中,正向时间的你和逆向时间的你是不能接触的,一旦接触就会灰飞烟灭。

  电影呈现:没有时间机器,不要紧,时间只能朝着一个方向?但可以“转身向后”,不要熵增,而是熵减,不违反定律,只是颠倒一下顺序。

  看过《信条》的观众,一定对出膛的子弹飞回枪内的画面印象深刻。这样的“时空逆转”理论上可能实现吗?是否符合科学?南京大学天文与空间科学学院谢懿教授表示,认识这个问题之前,首先要弄懂一个概念,就是人类是如何感知到时间的。

  “实际上,人类是感知不到时间的。所谓的时间感知,是由运动带来的,都会有一个运动现象作为参照。如果眼前你看到的一切是静止的,那你是无法感知到时间的‘流逝’的。”谢懿介绍,还有另一种物理学观点甚至认为,时间是不存在的,是一个“柏拉图的世界”。

  在我们的现实生活中,时间是有方向的,我们只能见到一个杯子从完整到摔碎的过程,无法实现从碎片“拼”回完整的杯子的场景。如果让我们看两张静止照片,一张是桌子上的酒杯,另一张是地板上的玻璃碎块,我们也能毫无困难地指出,在时间上哪一张照片先拍,哪一张后拍。这在物理学上被称作“时间之箭”。

  “虽然现实生活中的“时间之箭”有方向,但在理论上,牛顿力学和爱因斯坦方程已经证明,时间完全存在‘负向演化’的可能。”谢懿说,时间正向演化或是负向演化的改变,科学家设立了一个专属的名词“熵”作为衡量标准。现实生活中的“时间之箭”,是一个“熵增”的过程,它指一个没有能量输入的封闭系统会倾向于从有序变为无序,过程不可逆。而电影中的时间逆转,就是一个“熵减”的变化,电影里把时间逆转的子弹和武器就叫做逆熵武器。

  “熵增与熵减也不是完全独立存在的,举个例子,节假日的高速公路,因为车流量大而堵车,但却有司机淡定地在车里听起了音乐,一点都不着急,呈现出‘风景这边独好’的状态。这里的熵增和熵减就是并存的。”

  电影呈现:时间“不动”,人“动”。而传统科幻电影中的时空穿越,无论是回到过去还是前往未来,就是人不动,而时间动。

  电影里的神奇画面,还包括自由港里主人公推开就能进入平行世界的“任意门”。“理论上的‘任意门’有一个概念叫‘虫洞’,它可以视作是连接两个宇宙的管道。两个平行的空间可利用虫洞来连接,穿过去之后实现真正的‘时空转移’。”谢懿介绍,目前,虫洞依然是一种充满潜力的天文学理论研究,“在科学家的假设和演算里,利用虫洞实现时空转移需要一个前提,那便是利用一种力量或是物质,将虫洞撑开。”

  2017年诺贝尔物理学奖得主、加州理工学院物理学教授基普·索恩曾做过联想,人类到2050年的时候或许能够预测更多的东西,可以看到宇宙大爆炸以及整个宇宙中发生的现象,包括黑洞碰撞以及其他弯曲面的现状。而当人类真的进行时间旅行的时候,可能每个人穿越高速移动的虫洞途径都不一样,或许返回时会变得更老或更年轻,当然直到现在人类对此还是没有答案。

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