意识能用量子物理学来解释吗（信条中的3个物理学概念）

信条构建了一种和以往截然不同的时间旅行方式，我们可以把时间现象成为一条滚滚向前的大河，它总是朝着一个方向不停地流淌，如果要进行时间旅行，在以前作品里面都是把一个人从河里捞起来然后空投到到另一个点。但是信条这部电影不一样，它构建了回到过去的方式是让这个旅行者像逆流而上的游泳者一样，自己对抗时间洪流直接游到上游。那么问题来了，在信条里，怎么进行时间旅行。

为了解决这个问题，先科普一个关键物理学概念，也就是所谓的熵。我们先来说说熵这个字，熵是由一个火字旁和一个商人的商组合而成的。这个火代表它和热量有关，这个商代表它是一个除法算式。那么熵是什么呢，其实是一个和热量有关的除法算式。那到底是哪个除法算式呢？其实很简单，就是热量除以温度。

知道熵的定义后，我们就可以在脑海里做一个思想实验。想象我们有两个密封的正方形盒子，然后这两个盒子里各装了一份有温度的气体。其中一份盒子里它的气体温度比较高，另外一份盒子里，它的气体温度比较低。现在我们把两个盒子拼在一起，然后在中间打开一个小孔，让气体之间可以发生对流。现在问题来了，这个小孔一打开之后热量该在这两个盒子间如何传递呢？我们在日常生活中的经验能够告诉我们热量肯定会从温度高的盒子往温度低的盒子流动。

但问题是为什么会这样呢？熵就可以很好地解释其中的道理。我们刚才已经说过了，熵等于热量除以温度对不对，而热量的传递遵循的是能量守恒定律。也就是说，一份热量，只能从一个盒子原封不动地传递到另一个盒子。所以一个盒子的热量增多了，另一个盒子的热量就会减小。所以热量是固定不变的，我们就不去管它了。那有改变的是什么呢？答案是温度。

我们刚才已经说过了，两个盒子里一个盒子温度高，另一个盒子温度低。所以不管热量是怎么转移，当热量转移的量是固定不变的时候，温度高的那个盒子，因为它温度比较高，所以你用热量去除温度，熵的改变量就比较小。而反过来，温度比较低的那个盒子，用热量去除以温度以后，熵的改变就比较大。所以一份热量发生转移以后，总是会往温度低的那边转移，原因就在于，转移完之后，我们把两个盒子看成一个整体的话，会发现它整体熵在增加。换句话说，这个物理过程，只能是朝着使熵增加的方向进行。这个就是所谓的热力学第二定律。

知道了热力学第二定律，以后啊，我们就可以来聊一聊信条中独特的时间旅行方式了。我们刚才已经说过，热力学第二定律，其实揭示了一个时间箭头的方向，在我们的这个世界里，我们只能从过去不断地走向未来。同样的道理，我们这个时间啊，熵只能从比较少走向比较多。换句话说熵增加的方向和时间箭头的方向其实是吻合的。所以信条就是构想未来的人，他们创造了一种自身的熵能够不断减少的特殊物资，也就是所谓的逆熵物质。然后他们构想，这个逆熵物质的时间箭头，也和我们正常世界的时间箭头正好反过来。换句话说，如果你制造出了逆熵物质，那么你就可以让它的时间箭头发生翻转。然后呢，作为逆熵物质，时间旅行者，就可以沿着时间的河流逆流而上，并走到过去的时刻。

那么信条里的构想的这种特殊的时间旅行方式在科学上时候站得住脚呢？答案其实不太站得住脚，因为我们刚才讲热力学第二定律的时候其实少说了一个很关键的前提，也就是说熵增加的现象只适用于所谓的孤立系统。什么叫孤立系统呢？就是一个完完全全与外界隔绝，不会发生任何物质或者能量交换的系统，这才叫孤立系统。如果不是孤立系统，那么熵增加的这个现象就不会满足了。

我举个例子，著名的物理学家，虐猫狂人薛定谔就提出过这样一个理论，所有的生命，本质上都是依赖于负熵而生。什么意思呢，所有的生物都必须吃掉一些熵很小的食物，然后排出一些熵很大的新陈代谢的废物。这样一来，它才可以保证自身的熵一直维持在一个非常非常低的水平。换句话说，你看到的所有生物，当然也包括你和我在内，本质上我们都是自身的熵，不断减小的物理系统。那么我们的熵自发减小，是否违背了热力学第二定律呢？答案是没有违背，因为如果我们把我们和外部环境整个视为一个大的孤立系统的话，那么这个大的孤立系统的熵，依然处在一个熵不断增加的状态。换句话说我们自身上的减小，是以周围环境熵的增加为代价的，这才是热力学第二定律的一个最为关键的一个特征。那么问题来了，你觉得像你和我，我们这些熵本身就处于自发减少状态的物理系统，我们可以逆转时间箭头的方向然后逆流而上游到过去的某个时刻吗？答案显然是不可能的。

说到这里，我们其实就可以来审视一下信条中的时间观念了。信条中认为，未来人发明了逆熵的技术可以把一个人都变成一个逆熵物质。但问题在于，并没有让这个人和周遭的环境发生彻底的隔绝。举个例子，信条里的一个作战方式，也就是时间钳形攻势，是要让处于逆熵状态的人，也就是时间逆行的人和时间正向的人发生接触。这样的话，才能够获取足够的情报和信息。但是根据我们刚才说的知识，只要他们一发生接触，那些逆熵的人，就不再是一个孤立系统，那么热力学第二定律的时间箭头的方向和熵增加的方向，这种一一对应的关系就被打破了。一旦这个关联被打破，那么指望靠着逆熵回到过去这样一个设想自然也就行不通了。

那我们顺便再说一下，信条里提到的一个非常有意思的概念。在这个电影里，构想了未来的人发明了一种机器，这种机器的提点是可以使整个世界都逆熵化。也就是说把整个世界都变成一个熵不断减小的系统，逆熵的系统，和这个正熵的系统发生接触后，会发生所谓的大湮灭，然后让整个世界彻底毁灭。这也是信条中，反派所构想的毁灭整个世界的方式。这样的你一个构想啊，其实借鉴了物理学的另外一个概念，也就是所谓的正反物质湮灭。

我们比较熟悉的物质，都是由原子构成的，对吧。那原子又是什么构成的呢？答案是带正电的原子核以及带负电的电子所构成。在物理学上，其实有另外的一种物质，叫做反物质。反物质其实主体上啊，也是由反原子构成。而反原子是由带负电的电子核以及带正电的电子所构成。换句话说，它和我们说熟悉的物质正好是反过来的，当正反物质发生接触以后啊，会发生所谓的湮灭现象。也就是说，正反物质一旦发生碰撞，他们所有的物质都会统统转化为能量。这样一来无论正物质还是反物质，都将不复存在。

所以啊，信条这部电影里，就借鉴了正反物质湮灭的这样一个概念，然后构想，如果正熵系统和逆熵系统，或者说正熵物质和逆熵物质发生接触，那肯定会发生湮灭。这个在我们的现实生活中也是不会出现的，因为我们刚才说过，我们现实生活中的逆熵系统其实是有的，就是我们人类，我们人类本身，就是熵不断减小的系统。那人类和普通的正熵世界发生接触，肯定不会湮灭，对不对。与此同时呢，这也带来了电影中的一个逻辑上无法自洽的bug。因为在电影里啊，经常出现逆熵的人和正熵的人发生战斗或者打斗的场面。换句话说，他们本来就已经发生接触了，那在接触的状态下，他们为什么没有像电影里设定的一样，发生湮灭呢？这其实是电影里无法自圆其说的这样一个问题。

除此之外，这部电影还涉及一个科学上的悖论，也就是所谓的祖父悖论。在这个电影里，真正想毁灭世界的元凶是未来的人。因为他们觉得现在的这些地球人，都很讨厌，把地球折腾得一塌糊涂，害的未来的人无法生活下去。所以他们就构想通过逆熵的这样一个方式让现在的世界发生毁灭，然后能够给未来的人腾出生存的空间。这其实涉及到逻辑上的一个悖论，也就是所谓的祖父悖论，什么意思呢？就是你构想，如果由于某种原因你可以回到过去，然后不小心害死你的祖父，你的祖父和祖母呢当时根本就没有结婚生子，也就不会有你父亲，没有你父亲自然就没有你，而没有你，你又怎么回到过去，去无意间害死你的祖父呢？所以这就形成了一个典型的逻辑上的悖论。

好了，我们已经介绍了电影信条中提到的三个最关键的科学概念。也就是熵，正反物质湮灭以及祖父悖论。通过这样一个介绍，我们其实可以注意到，在诺兰拍过的所有科幻电影里可能就属这个信条是一部最软的科幻电影。换句话说，它在科学本身的层面上面临很多的问题。

来源：微博 王爽_宇宙奥德赛