最近电影圈最著名的事件,莫过于著名导演克里斯托弗·诺兰的电影《信条》的热映了。在大家“难道读书少就看不懂电影?”这种自我感叹的同时,小编拿着自己手中二刷的电影票,没有一丝丝的胆怯的情况下准备先给自己充充电。抱着要深入理解电影,体会导演的思想情感的出发点。经过了小小的文献调研与学者咨询。今天来给大家讲讲《信条》之中我们需要了解的科学知识。
电影中有一个贯彻始终的设定与理论基础。导演将“熵”这一概念与时间相结合,设定了“熵增的方向与时间流逝的方向相同”这一指导思想。提到熵增定律,我们首先要了解一下热力学的三大定律。
热力学第一定律:能量守恒定律:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转移和转化的过程中,能量的总量不变。
热力学第二定律有几种不同的表述形式:克劳修斯表述:热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。开尔文-普朗克表述:不可能从单一热源吸取热量,并将这热量完全变为功,而不产生其他影响。熵表述:随时间进行,一个孤立体系中的熵不会减小。
热力学第三定律也被称为绝对零度定律。绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。或者绝对零度(T=0K即-273.15℃)不可达到。
在《信条》中,“逆向子弹”被看成了时间倒流的独立个体,而周围的所有景物的时间指向熵增的顺流方向。这里引用科学家的一个猜想:引用相对论中,在平坦的时间和空间内,每一个时空点都有上下两个光锥,上方的光锥,时间指向未来;下方的光锥,时间指向过去。而在引力的作用下,时空不再平坦,光锥发生倒转,时间线闭合形成一个圈圈。这时候,我们就可以回到过去了。
要想克服熵增,实现熵减,就一定要支出能量,付出非常大的代价。我们每个人都是一个制造“熵减”的“机器”,为这个世界的熵增提供微不足道但是却充满意义的一点阻力。
生命以负熵为生。而我们如何做才能让熵减实现呢?我们回到熵增定律的定义中:当有外力对封闭系统做功时,熵可能会减小;当封闭系统增大时,熵值也可能减小。那么我们努力熵减的基本方法就是:努力开放系统,努力做对抗熵增的功。
这里,我们引用物理界的四大神兽之一——麦克斯韦妖。物理学中,假想的能探测并控制单个分子运动的“类人妖”或功能相同的机制,是1871年由英国物理学家麦克斯韦为了说明违反热力学第二定律的可能性而设想的。