□文/艾星雨

由克里斯托弗·诺兰编剧并执导的科幻电影《信条》，再一次让观众领略了科幻电影独有的神奇魅力。然而，电影中涉及一系列科学名词，观众在大呼过瘾的同时，也感觉一头雾水，无数疑惑在脑子里盘旋。本文将对这些问题一一解答。

逆熵究竟是什么

热力学有四大定律。正是在研究热力学第二定律的过程中，德国物理学家克劳修斯于1850年首次提出“熵”的概念。

克劳修斯认为，熵指的是任何一种能量在空间中分布的均匀程度。根据热力学第二定律，“热量会自动从高温物体流向低温物体”，高温物体温度降低，低温物体温度上升，最终所有物体的温度都变成一样，也就是能量分布变得越来越均匀。能量越来越均匀，熵值也就越来越大，这就是熵增。

能量，要流动起来才是能量。能量均匀分布，意味着它不再流动。所以，熵增意味着有效能量转化为无效能量。实际上，现在困扰人类的环境问题都是熵增的结果。

热力学第二定律是宇宙的基本规律，所以，熵增不可避免，宇宙将不可逆转地走向“热寂死亡状态”。这便是大名鼎鼎的“热寂说”。

在电影中，未来的科学家发明了一种转换装置，让熵发生逆转，从“熵增”逆转为“熵减”，这就是逆熵。在逆熵的情况下，物体吸热，熵会减少，并且温度降低；物体放热，熵会增加，并且温度升高。这就是为什么电影里主角被反派放火焚烧，不但没被烧死，反而差点被冻死的原因。

为什么逆熵能使时间逆流

《信条》最核心的设定：逆熵的物体，时间也会发生逆向流动。

时间一天天过去，为什么只能向前，不能后退？对这个问题的一个回答是，熵只能增加，不会减少，而熵的增加方向与时间的流动方向是一致的。因此，时间只能一天天向前，前往未来，却不能后退，不能回到已经消逝的过去。

那么，假如可以逆熵，是不是就可以如电影里所表现的那样，使时间发生逆流，让我们回到多年以前呢？

依照现有的科学研究，答案是否定的。

熵的增减跟时间的来去之间并没有因果关系。“熵的增加方向与时间的流动方向是一致的”只是用来解释我们为何无法返回过去，就像可以用下雨来解释路面为何湿滑，却不能反过来说路面湿滑一定是因为下雨。它们之间有相关性，却没有必然的因果性。

打开空调，房间的温度降低，这个房间处于一个放热状态，按照先前提到的定义，房间里的熵值就减少，但显而易见，房间里的时间并没有逆流。这再次证明了熵的增减跟时间的流动没有因果关系，同时，也能得出另一个结论：只有孤立系统的熵才会不断增加，而非孤立系统的熵是可以增加和减少的。

所谓孤立系统，就是与外界完全不存在物质和能量交换的物理系统。既然持续性熵增是针对孤立系统而言，那么，持续性熵减是否也只是针对孤立系统而言呢？这样的话，即使逆熵能实现时间倒流，穿过时间旋转门的，也必须是孤立系统。

然而，装了空调的房间显然不是孤立系统，不装空调的房间也不是，很明显，房间与外界存在物质和能量的交换。房间之外的地球不是孤立系统，太阳系也不是，银河系也不是，可观测宇宙也不是。孤立系统只是一种理论上的模型，在现实生活中是找不到的。

假设我们能发明一种装置，将人完全隔绝，人造一个孤立系统，是不是就可以传送回过去啊？就算理论上是可以的，但“不能与外界存在物质和能量交换的孤立系统”，回到过去又有什么用呢？在影片里，回到过去的人必须戴上面罩，算是高度简化版的人造孤立系统，电影中的解释是逆向的肺不能呼吸正向的氧。然而，逆熵的子弹，正常人却可以随便摸，逆熵的军队，甚至可以对正常世界发动攻击。这些bug，就被主创给有意无意忽视了。

有一种极端看法，把整个已知宇宙看作是孤立系统，理论上讲这种说法是对的。前面提到的“热寂说”，其实就是把整个已知宇宙看作是孤立系统得出的结果。然而，既然能把整个已知宇宙都逆熵了，还有什么环境问题是不能解决的呢？

反物质毁灭世界？

《信条》中提到的反物质，也是用来解释时间为什么能逆流的。

反物质概念是英国物理学家保罗·狄拉克最早提出的。他在20世纪30年代预言，每一种粒子都应该有一个与之相对的反粒子，例如正电子，其质量与电子完全相同，而携带的电荷正好相反。1932年，美国科学家安德森发现了正电子，这是第一种被发现的反粒子。此后，反质子、反中子相继被找到。到20世纪60年代，基本粒子的反粒子差不多都找到了。由反粒子构成的反物质引起了科学家的极大关注。

研究表明，正物质与反物质相遇，会发生“湮灭”现象，把全部质量转变成能量释放出来。按照爱因斯坦质能关系式，可以计算出释放的能量：1毫克反物质“湮灭”放出的能量达到180兆焦耳，是普通炸药的100亿倍。用反物质作为武器，那威力是核武器也无法比的。

《信条》中提到未来的奥本海默发明了一种“算法”，威力大到可以一举毁灭整个世界。但电影没有解释“算法”到底是什么，看上去也只是9个手雷一样的装置，挂在脖子上就能随便带走。根据剧情，我们可以做出一个合理的推测：那个能毁灭世界的“算法”，在启动之后，会让部分世界“逆熵化”，而逆熵世界与正常世界相遇，会像正反物质相遇一样，发生让全世界都湮灭的巨大灾难。

祖父悖论为什么无效

祖父悖论最早由法国作家赫内·巴赫札维勒提出，出自他在1943年出版的科幻小说《不小心的旅游者》。如果你通过时间旅行回到过去，在自己父亲出生前把自己的祖父杀死了，结果会怎么样？因为祖父已经死了，你就必定不会存在，那么，那个进行时间旅行去杀祖父的人又是从哪里来的呢？

《信条》里说，未来的一部分人类，因为痛恨现代人把地球环境搞得一团糟，害他们也过得不好，决定发起灭绝现代人的行动，把“算法”送给了电影中的大反派。编剧显然知道祖父悖论，在电影里反复出现过3次，并试图解释，但最终也没有解释清楚，为什么未来人觉得灭绝了现代人，他们不会受到丝毫影响，反而会过得更好？

解释祖父悖论的理论有两种。

第一种观点认为，一旦时间和空间同时确定，物理事件也就完全确定了。按照这种观点，历史只能有一个版本，如果你能够回到过去，唯一的可能是你原本就存在于过去。你回到过去后所做的一切，都只能精确地演绎历史上已经存在过的一个人。你并不能对历史做分毫的改变，甚至连历史的旁观者都不是，因为你原本就是历史的一部分。

根据平行宇宙理论，我们的宇宙并非唯一

另一种看待时间旅行的观点要开放得多。这种观点认为，世界是由无数个平行宇宙组成的，我们每做一次观察或者选择，都会导致我们所处的世界发生一次“分裂”。所以，回到过去的你，跳离了原先的时间线，原先的时间线会照着没有你的方向继续前进；而杀死祖父后，会产生新的时间线，这条时间线将向着另外的方向，发展出一个全新的宇宙。

未来人应该是相信第二种观点，认为即使灭绝现代人，于他们的时间线也没有什么影响。问题一，平行宇宙假说真的还只是一个复杂而玄奥，并且难以证实的假说；问题二，已经能逆熵了，也就能制造出符合热力学第二定律的永动机，环境问题应该能迎刃而解了，哪里还需要费心费力来灭绝现代人呢？

给《信条》提这么多意见，不是要否定它，相反，它是近些年来少有的优秀科幻电影。它能引发足够多的关注和讨论，这本身就能看出它的优秀来。而在关注和讨论《信条》的过程中，我们也能收获比电影本身多得多的东西。