□文/艾星雨

由克里斯托弗·諾蘭編劇并執(zhí)導(dǎo)的科幻電影《信條》，再一次讓觀眾領(lǐng)略了科幻電影獨(dú)有的神奇魅力。然而，電影中涉及一系列科學(xué)名詞，觀眾在大呼過癮的同時(shí)，也感覺一頭霧水，無數(shù)疑惑在腦子里盤旋。本文將對這些問題一一解答。

逆熵究竟是什么

熱力學(xué)有四大定律。正是在研究熱力學(xué)第二定律的過程中，德國物理學(xué)家克勞修斯于1850年首次提出“熵”的概念。

克勞修斯認(rèn)為，熵指的是任何一種能量在空間中分布的均勻程度。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，“熱量會(huì)自動(dòng)從高溫物體流向低溫物體”，高溫物體溫度降低，低溫物體溫度上升，最終所有物體的溫度都變成一樣，也就是能量分布變得越來越均勻。能量越來越均勻，熵值也就越來越大，這就是熵增。

能量，要流動(dòng)起來才是能量。能量均勻分布，意味著它不再流動(dòng)。所以，熵增意味著有效能量轉(zhuǎn)化為無效能量。實(shí)際上，現(xiàn)在困擾人類的環(huán)境問題都是熵增的結(jié)果。

熱力學(xué)第二定律是宇宙的基本規(guī)律，所以，熵增不可避免，宇宙將不可逆轉(zhuǎn)地走向“熱寂死亡狀態(tài)”。這便是大名鼎鼎的“熱寂說”。

在電影中，未來的科學(xué)家發(fā)明了一種轉(zhuǎn)換裝置，讓熵發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從“熵增”逆轉(zhuǎn)為“熵減”，這就是逆熵。在逆熵的情況下，物體吸熱，熵會(huì)減少，并且溫度降低；物體放熱，熵會(huì)增加，并且溫度升高。這就是為什么電影里主角被反派放火焚燒，不但沒被燒死，反而差點(diǎn)被凍死的原因。

為什么逆熵能使時(shí)間逆流

《信條》最核心的設(shè)定：逆熵的物體，時(shí)間也會(huì)發(fā)生逆向流動(dòng)。

時(shí)間一天天過去，為什么只能向前，不能后退？對這個(gè)問題的一個(gè)回答是，熵只能增加，不會(huì)減少，而熵的增加方向與時(shí)間的流動(dòng)方向是一致的。因此，時(shí)間只能一天天向前，前往未來，卻不能后退，不能回到已經(jīng)消逝的過去。

那么，假如可以逆熵，是不是就可以如電影里所表現(xiàn)的那樣，使時(shí)間發(fā)生逆流，讓我們回到多年以前呢？

依照現(xiàn)有的科學(xué)研究，答案是否定的。

熵的增減跟時(shí)間的來去之間并沒有因果關(guān)系?！办氐脑黾臃较蚺c時(shí)間的流動(dòng)方向是一致的”只是用來解釋我們?yōu)楹螣o法返回過去，就像可以用下雨來解釋路面為何濕滑，卻不能反過來說路面濕滑一定是因?yàn)橄掠辍Ｋ鼈冎g有相關(guān)性，卻沒有必然的因果性。

打開空調(diào)，房間的溫度降低，這個(gè)房間處于一個(gè)放熱狀態(tài)，按照先前提到的定義，房間里的熵值就減少，但顯而易見，房間里的時(shí)間并沒有逆流。這再次證明了熵的增減跟時(shí)間的流動(dòng)沒有因果關(guān)系，同時(shí)，也能得出另一個(gè)結(jié)論：只有孤立系統(tǒng)的熵才會(huì)不斷增加，而非孤立系統(tǒng)的熵是可以增加和減少的。

所謂孤立系統(tǒng)，就是與外界完全不存在物質(zhì)和能量交換的物理系統(tǒng)。既然持續(xù)性熵增是針對孤立系統(tǒng)而言，那么，持續(xù)性熵減是否也只是針對孤立系統(tǒng)而言呢？這樣的話，即使逆熵能實(shí)現(xiàn)時(shí)間倒流，穿過時(shí)間旋轉(zhuǎn)門的，也必須是孤立系統(tǒng)。

然而，裝了空調(diào)的房間顯然不是孤立系統(tǒng)，不裝空調(diào)的房間也不是，很明顯，房間與外界存在物質(zhì)和能量的交換。房間之外的地球不是孤立系統(tǒng)，太陽系也不是，銀河系也不是，可觀測宇宙也不是。孤立系統(tǒng)只是一種理論上的模型，在現(xiàn)實(shí)生活中是找不到的。

假設(shè)我們能發(fā)明一種裝置，將人完全隔絕，人造一個(gè)孤立系統(tǒng)，是不是就可以傳送回過去??？就算理論上是可以的，但“不能與外界存在物質(zhì)和能量交換的孤立系統(tǒng)”，回到過去又有什么用呢？在影片里，回到過去的人必須戴上面罩，算是高度簡化版的人造孤立系統(tǒng)，電影中的解釋是逆向的肺不能呼吸正向的氧。然而，逆熵的子彈，正常人卻可以隨便摸，逆熵的軍隊(duì)，甚至可以對正常世界發(fā)動(dòng)攻擊。這些bug，就被主創(chuàng)給有意無意忽視了。

有一種極端看法，把整個(gè)已知宇宙看作是孤立系統(tǒng)，理論上講這種說法是對的。前面提到的“熱寂說”，其實(shí)就是把整個(gè)已知宇宙看作是孤立系統(tǒng)得出的結(jié)果。然而，既然能把整個(gè)已知宇宙都逆熵了，還有什么環(huán)境問題是不能解決的呢？

反物質(zhì)毀滅世界？

《信條》中提到的反物質(zhì)，也是用來解釋時(shí)間為什么能逆流的。

反物質(zhì)概念是英國物理學(xué)家保羅·狄拉克最早提出的。他在20世紀(jì)30年代預(yù)言，每一種粒子都應(yīng)該有一個(gè)與之相對的反粒子，例如正電子，其質(zhì)量與電子完全相同，而攜帶的電荷正好相反。1932年，美國科學(xué)家安德森發(fā)現(xiàn)了正電子，這是第一種被發(fā)現(xiàn)的反粒子。此后，反質(zhì)子、反中子相繼被找到。到20世紀(jì)60年代，基本粒子的反粒子差不多都找到了。由反粒子構(gòu)成的反物質(zhì)引起了科學(xué)家的極大關(guān)注。

研究表明，正物質(zhì)與反物質(zhì)相遇，會(huì)發(fā)生“湮滅”現(xiàn)象，把全部質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量釋放出來。按照愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式，可以計(jì)算出釋放的能量：1毫克反物質(zhì)“湮滅”放出的能量達(dá)到180兆焦耳，是普通炸藥的100億倍。用反物質(zhì)作為武器，那威力是核武器也無法比的。

《信條》中提到未來的奧本海默發(fā)明了一種“算法”，威力大到可以一舉毀滅整個(gè)世界。但電影沒有解釋“算法”到底是什么，看上去也只是9個(gè)手雷一樣的裝置，掛在脖子上就能隨便帶走。根據(jù)劇情，我們可以做出一個(gè)合理的推測：那個(gè)能毀滅世界的“算法”，在啟動(dòng)之后，會(huì)讓部分世界“逆熵化”，而逆熵世界與正常世界相遇，會(huì)像正反物質(zhì)相遇一樣，發(fā)生讓全世界都湮滅的巨大災(zāi)難。

祖父悖論為什么無效

祖父悖論最早由法國作家赫內(nèi)·巴赫札維勒提出，出自他在1943年出版的科幻小說《不小心的旅游者》。如果你通過時(shí)間旅行回到過去，在自己父親出生前把自己的祖父殺死了，結(jié)果會(huì)怎么樣？因?yàn)樽娓敢呀?jīng)死了，你就必定不會(huì)存在，那么，那個(gè)進(jìn)行時(shí)間旅行去殺祖父的人又是從哪里來的呢？

《信條》里說，未來的一部分人類，因?yàn)橥春蕃F(xiàn)代人把地球環(huán)境搞得一團(tuán)糟，害他們也過得不好，決定發(fā)起滅絕現(xiàn)代人的行動(dòng)，把“算法”送給了電影中的大反派。編劇顯然知道祖父悖論，在電影里反復(fù)出現(xiàn)過3次，并試圖解釋，但最終也沒有解釋清楚，為什么未來人覺得滅絕了現(xiàn)代人，他們不會(huì)受到絲毫影響，反而會(huì)過得更好？

解釋祖父悖論的理論有兩種。

第一種觀點(diǎn)認(rèn)為，一旦時(shí)間和空間同時(shí)確定，物理事件也就完全確定了。按照這種觀點(diǎn)，歷史只能有一個(gè)版本，如果你能夠回到過去，唯一的可能是你原本就存在于過去。你回到過去后所做的一切，都只能精確地演繹歷史上已經(jīng)存在過的一個(gè)人。你并不能對歷史做分毫的改變，甚至連歷史的旁觀者都不是，因?yàn)槟阍揪褪菤v史的一部分。

根據(jù)平行宇宙理論，我們的宇宙并非唯一

另一種看待時(shí)間旅行的觀點(diǎn)要開放得多。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，世界是由無數(shù)個(gè)平行宇宙組成的，我們每做一次觀察或者選擇，都會(huì)導(dǎo)致我們所處的世界發(fā)生一次“分裂”。所以，回到過去的你，跳離了原先的時(shí)間線，原先的時(shí)間線會(huì)照著沒有你的方向繼續(xù)前進(jìn)；而殺死祖父后，會(huì)產(chǎn)生新的時(shí)間線，這條時(shí)間線將向著另外的方向，發(fā)展出一個(gè)全新的宇宙。

未來人應(yīng)該是相信第二種觀點(diǎn)，認(rèn)為即使滅絕現(xiàn)代人，于他們的時(shí)間線也沒有什么影響。問題一，平行宇宙假說真的還只是一個(gè)復(fù)雜而玄奧，并且難以證實(shí)的假說；問題二，已經(jīng)能逆熵了，也就能制造出符合熱力學(xué)第二定律的永動(dòng)機(jī)，環(huán)境問題應(yīng)該能迎刃而解了，哪里還需要費(fèi)心費(fèi)力來滅絕現(xiàn)代人呢？

給《信條》提這么多意見，不是要否定它，相反，它是近些年來少有的優(yōu)秀科幻電影。它能引發(fā)足夠多的關(guān)注和討論，這本身就能看出它的優(yōu)秀來。而在關(guān)注和討論《信條》的過程中，我們也能收獲比電影本身多得多的東西。