在《復仇者聯盟:無限戰爭》的結尾裡,宇宙中一半的人口(包括正派英雄和反派壞蛋)都在薩諾斯(Thanos)(滅霸)(喬什·布洛林飾)的指縫間消失了。

那麼正在熱映的《復仇者聯盟4:終局之戰》如何能使他們迴歸?

有經久不衰的電影情節設計:時間旅行。再加上大量令人驚訝的科學術語包括:量子力學,德意志主張,特徵值和倒置的莫比烏斯帶。


看完復仇者聯盟4,是不是覺得又該補物理了?


別以為你在電影中所聽到的一切不過是出自於某個瘋狂編輯之手。《終極遊戲》中的很多關於時間旅行的概念,至少在名義上都跟最近的科學理念,模擬和推測相關。

讓我們走進量子時間旅行科學來看看“特徵值”是否真的能拯救宇宙,前方輕微劇透預警。

時間旅行101

電影的關鍵前提就是要想回轉宇宙中逝去的一半生命,就必須要先找到造成這一後果的第一塊原石:力量原石。

問題是,滅霸已經在前幾天毀滅了這幾塊原石,所以原石只能在過去找到。剩餘的復仇者就必須走過回到不同地點的複雜的時間之旅。

時間旅行是否真的可能?自從一百多年前愛因斯坦發表他的狹義相對論後,我們就知道到去到未來的時空旅行要相對容易點。


看完復仇者聯盟4,是不是覺得又該補物理了?


你所需要做的就是儘可能地接近光速,理論上你就可以在短短的一生中走過上百萬年的時間。

但是你能回到過去嗎?這一遠大理想似乎要更困難些,以下給出一些充滿挑戰性的可能的建議。

祖父悖論

穿越時光回到過去會於現實中引起明顯的邏輯矛盾,譬如眾所周知的祖父悖論。

不尊敬前輩,你不會有好下場的。


看完復仇者聯盟4,是不是覺得又該補物理了?


如果你穿越回去殺掉你年輕時的祖父,那麼你就不會出生,但是如果你沒有出生,又是誰殺掉了你的祖父?

科學家對這類時間循環有多種理論解釋(物理學家們叫它閉環類時間曲線)。一些理論認為這在物理學上根本不可能,所以回到過去是永遠不會發生的。

但是我們知道,也多虧了愛因斯坦,旋轉中的黑洞可以同時扭曲空間和時間,這也就是為什麼在第一張黑洞的照片中,黑洞的一側明顯比另一側亮的原因。


看完復仇者聯盟4,是不是覺得又該補物理了?


終局之戰中的時間旅行

在電影中,電影角色們先是調侃了其它像是《回到未來》和《終結者系列》這類認為時間旅行可行的科幻電影。

不同的是,終局之戰提出了一個現實的可供選擇的想法,改變過去會創造一個全新的宇宙,所以被稱為撕裂或者分出多條時間線。在物理學上,這個想法被稱作多重宇宙理論。


看完復仇者聯盟4,是不是覺得又該補物理了?


種時間旅行理論認為,過去的改變會造成多重未來時間線。

為了避免這個問題,復仇者們準備去過去的時間線中借取原石並在當前時間線中使用,當使用完成後再將其送回去。但是這會行之有效嗎?

進入量子力學的世界

量子力學在電影裡多次提到,實際上現在有很多新興的量子力學理論與量子時間旅行有關,包括一些潛在地解決了祖父悖論的理論。

在量子力學中,微觀粒子更像一道不確切的概率波。舉個例子,你絕對不能同時精確地知道微觀粒子此刻的位置和它運動的方向。你唯一能知道的是它存在於某個確切地方的概率是一定的。


看完復仇者聯盟4,是不是覺得又該補物理了?


電影中提到的一位名叫大衛·多伊奇(David Deutsch)的英國物理學家將這一想法和“多世界理論”相結合,你會發現如果你用概率來表示所有事物,那麼“祖父悖論”將消失。

和微觀粒子一樣,回到過去的人只有一個殺掉他祖父的確切概率來打破因果循環。這已得到了成功的模擬。

這看起來很奇怪,雖然一些電影中的專業術語可能有點誇張,但你要明白,真正的量子科學是比編劇能夠想象到的還要奇異。很明顯,即使是科學家也在努力弄明白量子理論的含義。

為了效果而使用的術語

時間旅行理論的場景(該片中不少見)都充斥著科學術語,有些用得不合時宜,有些恰到好處。

以下是一些我們在時光旅行電影裡能聽到的名詞:

特徵值:在討論他們時間旅行的途徑時,託尼·斯塔克和布魯斯·班納提到了特徵值,這一線性代數中基礎得不能再基礎的概念,讓這段影片成了一個煞費苦心的“看電影侃數學”的典型案例。

簡評:含糊不清“侃”數學。

普朗克尺度:普朗克尺度涵蓋了很多極小的物體。普朗克長度、時間和質量是物理學中的幾倍單位。一個普朗克長度為1.616 × 10−35m。是十分小的。

它是光在一個普朗克時間內走過的長度——普朗克時間也是一段極短的時間。電影裡穿越的基礎是量子機,所以討論普朗克尺度並不偏題。

簡評:普朗克說的對。

反莫比烏斯環


看完復仇者聯盟4,是不是覺得又該補物理了?


莫比烏斯環

時間旅行的術語也討論了翻轉莫比烏斯環,一個正常的莫比烏斯環只有一個面 ,你可以拿一張紙條將它扭曲一次,然後粘在一起,便能很容易地製作出來。

雖然莫比烏斯環有著一系列有趣的數學性質,但除了一些高層面上解釋祖父悖論的嘗試,在技術上它與時間旅行並沒多少相關性。

簡評:稍微歪曲了原理論。

總評


從科學的角度來看,一部有著豐富時間旅行情節基礎的新電影是有意思的,而且這部電影在深入充滿專業術語和不同的時間旅行含義的情節時,沒讓人感到晦澀難懂。

儘管有些數學術語很明顯是為了增強效果,該片情節還是很努力地部分遵循了近期的關於時間旅行的高層次思想。

時間旅行是一個引人入勝卻幾乎令科學家在很遠的將來都無法實現的科學概念,以時間旅行作為一部能飛上天,能遁入原子,能毀滅宇宙和改變現實的超級英雄的電影的核心真是再合理不過了。


看完復仇者聯盟4,是不是覺得又該補物理了?


一想起時間旅行悖論我就淚流滿面...漫威工作室

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權,並注意保持完整性和註明出處

相關推薦

推薦中...