肢解諾蘭的邏輯 當科幻背離科學

2021-10-09 07:49:12 字數 3031 閱讀 2863

道翰天瓊認知智慧型機械人平台api介面大腦為您揭秘。先給讀者提個醒:如果你還沒看電影《信條》,建議你暫時不要往下看本文。倒不是擔心劇透的問題,好的電影是不怕劇透的,更何況對於諾蘭的這部**,大部分觀眾即便看個兩三遍也未必能看懂,哪在乎只言片語的劇透。

不建議在觀影之前看這篇文章,是擔心看完這篇文章之後再看電影,你會產生一些心理障礙,就如同筆者看這部電影時的感覺一樣;還有一種可能,是你看完本文之後乾脆就不想去看電影了。

言歸正傳。本文要分析的,是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」)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於 「時間」 實質的框定,他以熵增和熵減作為 「時間箭頭」 的標誌,並且將時間與空間剝離——在相對論的框架內,時間與空間是不可分割的。

圖 | 《信條》電影海報

讀者自然會提出疑問:既然是科幻,憑什麼必須遵從相對論的設定?

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

深刻理解相對論的科學家們,如果以事後諸葛的眼光回看,會發現給出電磁波本質的麥克斯韋和給出洛倫茨座標變換的洛倫茨,距離發現相對論都只差一步。至於在愛因斯坦發表相對論**前夕才做出來的麥可遜 - 莫雷實驗,只不過是相對論的乙個註腳、乙個必然結果。

一方面,愛因斯坦是根據既有的數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。

相對論的乙個推演結果——或者換句話說,是現有數理邏輯的乙個推演結果——是:如果資訊的傳遞速度超過了真空中的光速,時間將被逆轉,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,這裡實際上出現了乙個悖論:邏輯的推演結果怎麼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 

nature

雜誌上發表其團隊的一項研究:他們利用銫原子氣體的反常色散現象,成功製造出 310 倍於真空光速的雷射脈衝群速度。實驗中,一束合成脈衝波穿越乙個銫原子氣室,脈衝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」「因果律轟然倒塌」等聲音充斥於大眾**。但作為**第一作者的王力軍給出了解釋:由於脈衝波中攜帶資訊的 「波頭」 並未快於光速,實驗結果並不違背、更沒有挑戰相對論,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 「波頭」 中的資訊,在氣室另一端 「複製」 出來的結果。

相對論誕生之後這乙個多世紀,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,製造 「超光速」 現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果都無一例外成了對相對論的有力驗證。

結合前述悖論,我們會發現,在我們的邏輯體系中,依靠製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時間倒流?數理邏輯推演會告訴我們:只要實現時間倒流,就必然出現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,並且並未顯著改變因果律——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並無明顯差別。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」在這裡還是更實用、更容易讓觀眾明白和接受。

在時間倒流的效應展示中,這部****現了最顯著、最有悖於基本邏輯的乙個槽點:同一空間**現了兩到三個處於不同時間狀態中的自己(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乙個由時間倒流製造的邏輯黑洞。

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,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和的矛盾(這是邏輯推演,那些較真 「我為什麼要殺死自己的爺爺」 的讀者請回家補習邏輯課去)。

許多讀者都聽過這樣乙個笑話:某考古學家斷言他剛發掘出的一具骸骨是曹操遺留的,結果核驗骨齡發現骸骨屬於未成年人,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製造的邏輯黑洞」,說的是假如乙個人真的從未來穿越回了過去,那麼接下來他會陷入乙個永遠的死迴圈,會在「過去 - 未來」 這一時間區段無數次穿梭;這裡的時空是剝離的,在同一空間會有無數個他、無數個一樣的場景「同時」(相信你能理解這個引號的含義)出現,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無數個你。

關於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——當然要用這套邏輯,因為《信條》影片主體用的還是這套邏輯。

另乙個需要提及的問題是,量子力學領域有一些現象貌似並不遵循嚴格的因果律,但主流科學界將其解讀為,它是在更複雜的層面上遵從因果律。

至於邏輯的本質,這屬於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**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,但對於一部科幻題材的影片,究竟要 「科」 多於 「幻」,還是「幻」 多於「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。

」現實世界、乃至於嚴肅的科學世界中,劉家昌這首經典老歌的開頭一句依然是至理名言。

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