《信條》：時間逆流指南

□文/艾星雨

由克里斯托弗·諾蘭編劇并執(zhí)導的科幻電影《信條》，再一次讓觀眾領略了科幻電影獨有的神奇魅力。然而，電影中涉及一系列科學名詞，觀眾在大呼過癮的同時，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

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

克勞修斯認為，熵指的是任何一種能量在空間中分布的均勻程度。根據(jù)熱力學第二定律，“熱量會自動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，要流動起來才是能量。能量均勻分布，意味著它不再流動。所以，熵增意味著有效能量轉化為無效能量。實際上，現(xiàn)在困擾人類的環(huán)境問題都是熵增的結果。

熱力學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，未來的科學家發(fā)明了一種轉換裝置，讓熵發(fā)生逆轉，從“熵增”逆轉為“熵減”，這就是逆熵。在逆熵的情況下，物體吸熱，熵會減少，并且溫度降低；物體放熱，熵會增加，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，反而差點被凍死的原因。

為什么逆熵能使時間逆流

《信條》最核心的設定：逆熵的物體，時間也會發(fā)生逆向流動。

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

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，使時間發(fā)生逆流，讓我們回到多年以前呢？

依照現(xiàn)有的科學研究，答案是否定的。

熵的增減跟時間的來去之間并沒有因果關系?！办氐脑黾臃较蚺c時間的流動方向是一致的”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為下雨。它們之間有相關性，卻沒有必然的因果性。

打開空調，房間的溫度降低，這個房間處于一個放熱狀態(tài)，按照先前提到的定義，房間里的熵值就減少，但顯而易見，房間里的時間并沒有逆流。這再次證明了熵的增減跟時間的流動沒有因果關系，同時，也能得出另一個結論：只有孤立系統(tǒng)的熵才會不斷增加，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，即使逆熵能實現(xiàn)時間倒流，穿過時間旋轉門的，也必須是孤立系統(tǒng)。

然而，裝了空調的房間顯然不是孤立系統(tǒng)，不裝空調的房間也不是，很明顯，房間與外界存在物質和能量的交換。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)實生活中是找不到的。

假設我們能發(fā)明一種裝置，將人完全隔絕，人造一個孤立系統(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，甚至可以對正常世界發(fā)動攻擊。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”，其實就是把整個已知宇宙看作是孤立系統(tǒng)得出的結果。然而，既然能把整個已知宇宙都逆熵了，還有什么環(huán)境問題是不能解決的呢？

反物質毀滅世界？

《信條》中提到的反物質，也是用來解釋時間為什么能逆流的。

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

研究表明，正物質與反物質相遇，會發(fā)生“湮滅”現(xiàn)象，把全部質量轉變成能量釋放出來。按照愛因斯坦質能關系式，可以計算出釋放的能量：1毫克反物質“湮滅”放出的能量達到180兆焦耳，是普通炸藥的100億倍。用反物質作為武器，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世界。但電影沒有解釋“算法”到底是什么，看上去也只是9個手雷一樣的裝置，掛在脖子上就能隨便帶走。根據(jù)劇情，我們可以做出一個合理的推測：那個能毀滅世界的“算法”，在啟動之后，會讓部分世界“逆熵化”，而逆熵世界與正常世界相遇，會像正反物質相遇一樣，發(fā)生讓全世界都湮滅的巨大災難。

祖父悖論為什么無效

祖父悖論最早由法國作家赫內·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，結果會怎么樣？因為祖父已經死了，你就必定不會存在，那么，那個進行時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，因為痛恨現(xiàn)代人把地球環(huán)境搞得一團糟，害他們也過得不好，決定發(fā)起滅絕現(xiàn)代人的行動，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，他們不會受到絲毫影響，反而會過得更好？

解釋祖父悖論的理論有兩種。

第一種觀點認為，一旦時間和空間同時確定，物理事件也就完全確定了。按照這種觀點，歷史只能有一個版本，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存在過的一個人。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，因為你原本就是歷史的一部分。

根據(jù)平行宇宙理論，我們的宇宙并非唯一

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

未來人應該是相信第二種觀點，認為即使滅絕現(xiàn)代人，于他們的時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復雜而玄奧，并且難以證實的假說；問題二，已經能逆熵了，也就能制造出符合熱力學第二定律的永動機，環(huán)境問題應該能迎刃而解了，哪里還需要費心費力來滅絕現(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)足夠多的關注和討論，這本身就能看出它的優(yōu)秀來。而在關注和討論《信條》的過程中，我們也能收獲比電影本身多得多的東西。