解開諾蘭的邏輯：當科幻背離科學

這部以科幻為名的電影中的兩個問題：時間倒流（宣傳片中稱之為“時空逆轉(zhuǎn)”）與因果律。其實這兩個問題可以合二為一。如休謨所言，時間次序是因果律的必要條件，時間倒流必然導致（現(xiàn)有的）因果律破缺。

在電影中，諾蘭有意無意地避開了相對論對于“時間”實質(zhì)的框定，他以熵增和熵減作為“時間箭頭”的標志，并且將時間與空間剝離一一在相對論的框架內(nèi)，時間與空間是不可分割的。

讀者自然會提出疑問：既然是科幻，憑什么必須遵從相對論的設定？

在此筆者給出一句結(jié)論性的解釋（免去復雜的推演過程，這一招是跟諾蘭學的）：相對論是在現(xiàn)有邏輯體系下做數(shù)理推演的必然結(jié)果。

深刻理解相對論的科學家們，如果以事后諸葛的眼光回看，會發(fā)現(xiàn)給出電磁波本質(zhì)的麥克斯韋和給出洛倫茨坐標變換的洛倫茨，距離發(fā)現(xiàn)相對論都只差一步。至于在愛因斯坦發(fā)表相對論論文前夕才做出來的邁克爾遜一莫雷實驗，只不過是相對論的一個注腳、一個必然結(jié)果。

一方面，愛因斯坦是根據(jù)既有的數(shù)理邏輯體系推出相對論、推翻牛頓的絕對時空觀;反過來看，只要既有的邏輯體系還正確，相對論的時空觀就牢不可破。在這個認識基礎上，我們可以進一步分析時間方向與因果律問題。

相對論的一個推演結(jié)果或者換句話說，是現(xiàn)有數(shù)理邏輯的一個推演結(jié)果是：如果信息的傳遞速度超過了真空中的光速，時間將被逆轉(zhuǎn)，因果律將告破缺，相對論也就隨著既有的邏輯體系一起坍塌。

不知道你有沒有注意到，這里實際上出現(xiàn)了一個悖論：邏輯的推演結(jié)果怎么可能讓邏輯自身崩塌？

2000年7月20日，美籍華裔科學家王力軍（音譯）在《自然》雜志上發(fā)表其團隊的一項研究：他們利用銫原子氣體的反常色散現(xiàn)象，成功制造出310倍于真空光速的激光脈沖群速度。實驗中，一束合成脈沖波穿越一個銫原子氣室，脈沖波峰在進入氣室之前62納秒就已離開氣室。

一時間，“狹義相對論受到挑戰(zhàn)”“因果律轟然倒塌”等聲音充斥于大眾媒體。但作為論文第一作者的王力軍給出了解釋：由于脈沖波中攜帶信息的“波頭”并未快于光速，實驗結(jié)果并不違背、更沒有挑戰(zhàn)相對論，也沒有讓因果律破缺;波峰在進入氣室之前就穿出氣室，其實可以看成是一種假象：先穿出氣室的波峰，是銫原子氣根據(jù)“波頭”中的信息，在氣室另一端“復制”出來的結(jié)果。

相對論誕生之后這一個多世紀，許多嚴肅的科學家試圖以各種實驗尋找相對論（主要是狹義相對論）的破綻，制造“超光速”現(xiàn)象的實驗是其中比較直接、比較容易被理解的一類;但迄今為止，所有這些科學實驗的最終結(jié)果都無一例外成了對相對論的有力驗證。

結(jié)合前述悖論，我們會發(fā)現(xiàn)，在我們的邏輯體系中，依靠制造超光速來讓時間倒流，是不成立的。有沒有可能用其他方式實現(xiàn)時間倒流？數(shù)理邏輯推演會告訴我們：只要實現(xiàn)時間倒流，就必然出現(xiàn)類似超光速的各種效應，至少（既有的）因果律必定破缺。

諾蘭在電影中用了一扇門來解決時間倒流這個難題，并且并未顯著改變因果律一一影片中處在時間倒流中的主角和配角，思維方式和行為模式與處在正向時間箭頭中的他們并無明顯差別。這在我們的邏輯體系中是不可思議的：時間倒流必然導致因果倒置。當然，如果真的嚴格施行因果倒置，影片恐怕難以拍攝，“諾蘭邏輯”在這里還是更實用、更容易讓觀眾明白和接受。

在時間倒流的效應展示中，這部片子中出現(xiàn)了最顯著、最有悖于基本邏輯的一個槽點：同一空間中出現(xiàn)了兩到三個處于不同時間狀態(tài)中的自己（女主角看到了未來自己的跳海瞬間，男主角還與未來的自己相互救援）。這不僅將時間和空間剝離、陷入“祖孫悖論”困境，而且諾蘭還在無意間踏入了一個由時間倒流制造的邏輯黑洞。

所謂的“祖孫悖論”，是說如果時間能夠倒流，你就能夠回到過去殺掉你未成年的爺爺，這樣你就不會出現(xiàn)，也就不存在你“回到過去”的場景。這是時間倒流導致因果律破缺而造成的無法調(diào)和的矛盾。

許多讀者都聽過這樣一個笑話：某考古學家斷言他剛發(fā)掘出的一具骸骨是曹操遺留的，結(jié)果核驗骨齡發(fā)現(xiàn)骸骨屬于未成年人，該“專家”說，這是幼年曹操的骸骨。顯然，如果諾蘭邏輯成立，“幼年曹操”的骸骨還真可以有。

所謂諾蘭“無意間踏入由時間倒流制造的邏輯黑洞”，說的是假如一個人真的從未來穿越回了過去，那么接下來他會陷入一個永遠的死循環(huán)，會在“過去一未來”這一時間區(qū)段無數(shù)次穿梭;這里的時空是剝離的，在同一空間會有無數(shù)個他、無數(shù)個一樣的場景“同時”（相信你能理解這個引號的含義）出現(xiàn)，而不是只有兩三個。這就如同你站在兩面對立的鏡子中間，兩面鏡子中都會出現(xiàn)無數(shù)個你。

關(guān)于這個邏輯黑洞的推演過程，筆者再“諾蘭”一回：你接受就好，想不通就回家想去。

毫無疑問，以上所有的推演，用的都是我們所在的正向時間中的邏輯一一當然要用這套邏輯，因為《信條》影片主體用的還是這套邏輯。

另一個需要提及的問題是，量子力學領域有一些現(xiàn)象貌似并不遵循嚴格的因果律，但主流科學界將其解讀為，它是在更復雜的層面上遵從因果律。

至于邏輯的本質(zhì)，這屬于更深層次的哲學問題，本文不打算展開討論。

星際旅行、時間倒流之類的科幻元素常常給我們帶來美好的遐想;與之相比，嚴肅的科學則總是讓我們沮喪。另一些科幻題材，諸如邪惡科學家或者具有侵略性的外星生命之類、以及類似劉慈欣折騰出來的莫名其妙的“黑暗森林法則”，則會帶給觀眾無謂的擔憂甚至恐懼;與之相比，科學卻常常會告訴人們，對人類文明的威脅常常是來自我們自身，甚至來自我們一些不負責任的日常行為。落在地上的科學與飄在空中的科幻，許多時候確實不易相容。

筆者相信，作為電影科學顧問的基普·索恩一定很清楚《信條》中涉及的系列邏輯悖論、陷阱、黑洞，但對于一部科幻題材的影片，究竟要“科”多于“幻”，還是“幻”多于“科”，恐怕導演和科學顧問都會很費思量。畢竟，我們很難期望每一部科幻電影都能如同《地心引力》一樣，讓真實世界中已有的科學元素從頭貫穿到尾。

“時光一去永不回，往事只能回味?！爆F(xiàn)實世界、乃至于嚴肅的科學世界中，劉家昌這首經(jīng)典老歌的開頭一句依然是至理名言。