時間逆轉時空交錯真的很cool ，也抵擋不住《信條》存在的物理硬傷
這部電影 "信條" 最近在國內影院上映。無數的觀眾被這部電影 "燒掉大腦"。事實上，影片的情節并不復雜，即惡棍們想要用毀滅武器毀滅世界，從而逆轉時間，但一系列與時間和空間倒退有關的科學觀念和非線性敘事卻直接混淆了觀眾。在電影信條中，時間有兩種表現形式，即正時間和反向時間。有時間的方向嗎？電影中的熵約簡可以逆轉時間和空間，理論上是這樣嗎？那電影中的單電子宇宙和祖父的悖論呢？為了讓大家更好地了解這部電影，"科技日報" 記者采訪了天津大學科學院量子交叉研究中心主任盧洪教授，請他談談這些 "超然" 的物理概念。
也許 100 年后跨入未來并不難。
這一信條在圖像中提出了時間的命題。電影中的角色通過旋轉門創造的反向時間可以讓角色在未來相遇，但通過角色的所有軌跡都是反向的，視覺上是倒轉的，顯示了交織在一起的反向時間和前進時間。
時間是什么？大多數人認為時間是一個很容易理解的概念，因為時間在生活中經常被使用，但是當你想到它時，你似乎什么都不知道，甚至頂級物理學家也不知道時間是什么。從這個意義上說，這是一個非常困難的問題。盧洪認為，他不清楚的原因是，時間的概念不像他手中可以研究的材料，空間也有類似的特點，但至少人們可以在某個地方停留或一次又一次地訪問，這個概念更直觀，但時間甚至不能做到這一點。
盧洪說，哲學中有兩個時間概念：一是現實性理論，即所謂的過去和未來是不存在的，只有現在才是真正存在的。從這個意義上說，時間旅行是不可能實現的，因為沒有辦法穿越根本不存在的東西；另一種是永恒理論，它認為時間像空間一樣永遠存在，我們不能回到過去，但這并不意味著它不存在。這兩種觀點只是哲學上的觀點，很難說哪個是對的，哪個是錯的。然而，目前的時空理論，無論是狹義相對論還是廣義相對論，基本上都更支持永久性理論。
因為它是永恒的，所以有可能跨越時間，因此有必要在理論或哲學上對它進行探索。這涉及時間和方向問題。從基本物理學的理論來看，時間是朝一個方向走向未來的，而過去則是另一個方向。盧洪舉例說，在觀看乒乓球在空中飛行的視頻時，人們通常不可能分辨視頻是否反轉，但當看到玻璃瓶從桌子上掉下來并打破時，沒有人認為這是視頻倒轉時的自然現象。在基本物理理論中，時間可以像視頻一樣倒轉，但在真正復雜的系統中，人們沒有經驗觀察到時間是可以逆轉的。
盧洪說："事實上，在相對論的框架下，穿越未來的時間是可以做到的。" 例如，如果你乘坐足夠快的飛機離開地球，根據相對論中運動物體的時滯效應，我們只在船上呆了一年，我們可能在地球上呆了 100 年。當你回到地球時，它就等于穿越到未來；或者用生物或醫學手段凍結你自己，100 年后解凍，就等于 100 年后直接穿越地球。從技術上講，跨越未來并不困難。技術目前可能無法做到這一點，但我相信 100 年后就有可能做到這一點。
在電影中不可能實現時間的倒轉。
如果把 "信條" 概括成一句話，那么決定人類最終命運的根本不是一場核戰爭，而是一場時間之戰。影片情節中引入的第一條規則是 "熵減少"。當 "熵增加" 變成 "熵減少" 時，就會出現神奇的時間逆轉。
從物理上講，‘熵’是用來代表一個系統的自由度和無序度的。" 盧洪舉例說，操場上有 100 人排隊，這意味著系統的自由度很低，每個人只能站在一個特定的位置，但如果這些人能隨意走動，系統的自由度就會越來越大，團隊肯定會變得越來越混亂，這就是熵從低自由度發展到高自由度，變得越來越混亂的過程。
封閉系統中的熵必須隨時間而增加，這是物理學的基本定律。如果在一個開放的局部系統之外有一個更大的系統，熵就可以降低。這就是人們生存的原因。生活就是維持身體的秩序、心臟的跳動、大腦的思維。之所以能維持這種秩序，是因為我們處在一個開放的環境中，通過補充負熵，使我們的身體變得更有秩序。
在封閉系統中，熵越來越大，時間的方向是熵增加的方向，它把時間與熵增加或熵降低的概念聯系起來。" 例如盧洪說，一個瓶子掉下來，碎了，變成了一塊玻璃。這顯然是一個增加熵的過程，但如果它被逆轉，它就變成了熵約簡。物理學告訴我們，封閉系統中的熵是不能減少的。實現它的唯一途徑只能是時間反轉。因此，任何封閉系統中的逆熵都可以等效于系統的時間回流。
但這部電影的情節在現實中是不可能的，因為宏觀世界不能形成一個不與外界交流的封閉系統。在電影中，主人公是在積極的時間方向上，通過旋轉的門來逆轉時間熵減少的空間。所以車向后開，子彈向后飛，所有的動作都相反。盧洪質疑道："如果一個人處于這種情況下，人體的新陳代謝是按照積極的時間進行的，但人的外部世界卻處于相反的時間。" 人們還在變老，但衣服外面的世界卻越來越年輕。這樣，兩種空間就會有一個接口分裂，但整個人是一個多向子系統，如何分割呢？這種地塊設計不能建立在宏觀系統中。
然而，這部電影 "信條" 也是創新的，不像普通的穿越戲劇。普通的穿越要么穿越回到過去，要么穿越未來。"電影的通過是進步的，過去和未來是同時結合在一起的，這是一個有趣的游戲觀點，但實際上不太可能發生。" 盧洪說。
單電子宇宙與祖父悖論
單電子宇宙的概念最早是由物理學家約翰惠勒提出的。惠勒認為宇宙中可能只有一個電子，電子可以在時間和空間上隨意地來回移動，電子向正時間方向移動，即普通電子，而沿時間相反方向運動的電子是正電子，也稱為反電子。
盧洪介紹說，惠勒提出的單電子宇宙理論可以解釋量子力學中一個奇怪的現象，即宇宙中的所有電子，除了其不同的外部性質，如位置和速度，都具有相同的質量和電荷數。它們的本質是一樣的，所有的電子都是一樣的。但單電子宇宙理論存在缺陷，無法解釋電子和正電子數量的巨大差異。很明顯，在一個單電子宇宙中，電子和正電子的數目應該是相同的，但事實上，正電子的數目是很小的。
祖父悖論是一種著名的時空旅行理論。如果你能穿越時空，回到過去，遇見你的童年祖父，你會因為各種原因而殺死你的祖父嗎？如果你能殺死你的祖父，你怎么能在未來出生？如果你不能在未來出生，你如何回到過去，殺死你的祖父？
廣義相對論中，由于時間和空間的彎曲，理論上可以存在一些封閉時間曲線，但在封閉時間曲線中，不存在違反因果關系的現象。"即使有時間和太空梭，它也必須滿足因果關系的對稱自洽。" 盧洪說。
祖父悖論的另一個解釋是：穿梭時空到另一個平行宇宙，在平行宇宙中殺死祖父，這與他原來的宇宙毫無關系，因此祖父可以被殺死。作為回應，盧洪說，如果時空旅行是從一個宇宙到另一個（平行的）宇宙。從這個意義上說，時間線并不是封閉的，理論上是可能的。
盧洪說，第一個理論是基于廣義相對論的推論，而平行宇宙理論只是一個純粹的猜測，直到它被實驗或想象的實驗所證實。
