Объяснение теории догматов: энтропия, аннигиляция и обращение времени
догмат, последний триповый научно-фантастический фильм от Зарождение а также Instellar Режиссер Кристофер Нолан предлагает уникальный взгляд на заезженный жанр фильмов о путешествиях во времени - но насколько надежна наука в фильме? Нолан снова нанял физика-теоретика Кипа Торна, который работал консультантом по Межзвездный, чтобы дать совет по сценарию и убедиться, что догмат был привязан к реальным законам физики и времени, но вместе с тем имел с ними некоторую творческую вольность.
Джон Дэвид Вашингтон играет главного героя, агента ЦРУ, завербованного в таинственную организацию под названием Тенет. Он узнает, что война ведется из будущего, где была изобретена технология, позволяющая объектам и людей "инвертировать", обращая поток своей энтропии, чтобы они путешествовали назад во времени, а не нападающие. Тенет также был создан в будущем, и его цель - помешать антагонистам использовать оружие судного дня, которое уничтожит как прошлое, так и настоящее.
Чтобы помочь кинозрителям осмыслить концепции
Что такое энтропия?
Энтропия - это термин в термодинамике, который проще всего определить как меру беспорядка. Чем больше неупорядоченных частиц, тем выше их энтропия. Жидкости имеют более высокую энтропию, чем твердые тела, а газы имеют более высокую энтропию, чем жидкости, и Вселенная со временем становится все более хаотичной. Математик Джеймс Р. Ньюман назвал это "общая тенденция вселенной к смерти и беспорядку,«в то время как физик Артур Эддингтон придумал довольно поэтический термин»стрела времени. "Харланд-Лэнг описывает энтропию как"аргумент вероятности«Энтропия замкнутой системы может со временем только увеличиваться, но никогда не уменьшаться.
Представьте яйцо, упавшее на землю. Пока время идет вперед, яйцо может разбиться (стать более беспорядочным), но оно никогда не превратится в целое яйцо (станет менее беспорядочным). Поток энтропии - единственное, что препятствует этому, поскольку все остальные соответствующие законы физики симметричны: все, что может произойти в прямом направлении, может произойти и в обратном направлении. "Вы не видите, как яйца реформируются на земле и подпрыгивают, но их приводят к логическому выводу, физически говоря, что это было бы разрешено законами физики., - поясняет Харланд-Ланг.
Из-за этой симметрии на самом деле существует ненулевая вероятность того, что яйцо может отремонтировать само себя. Для того, чтобы это произошло, необходимо, чтобы движение всех молекул воздуха и земли, через которые звуковая и тепловая энергия яйца переносятся, когда оно изначально треснуло о землю - происходят в обратном порядке направление. Но для каждой молекулы в яйце и в окружающей его среде существует очень мало способов реформирования яйца, и миллиарды, миллиарды, миллиарды способов, чтобы оно оставалось разбитым. Вероятность так сильно влияет на то, чтобы остаться разбитым и против реформирования, что вы никогда не увидите реформирования разбитого яйца. По той же причине вы никогда не увидите, как пуля вырвется из стены и чисто вернется обратно в ружье, или вы не увидите, как машина идеально отремонтирует себя после столкновения. "Фактически это нулевая вероятность того, что это произойдет.", - говорит Харланд-Ланг. "Но это не ноль. Вот как можно обойти этот парадокс: технически говоря, все вещи, к которым вы не привыкли, могут произойти. Они просто не стали бы."
В примечаниях к производству для догмат, Нолан говорит, что фильм основан на идее "что если бы вы могли инвертировать поток энтропии для объекта, вы могли бы обратить поток времени для этого объекта"Хотя он не утверждает, что фильм является научно точным, он говорит, что он основан на"достоверная физика.«Посмотрев фильм, Харланд-Лэнг более или менее согласен с этой оценкой»:Это не на 100 процентов основано на науке. Это как бы вдохновлено этим или аналогией с ним.... "Если бы вы могли инвертировать поток энтропии для яйца, яйцо не начало бы буквально перемещаться назад во времени. Но энтропия и время настолько тесно связаны, что если люди увидят, как разбитое яйцо собралось заново, подпрыгните. оторваться от земли и вернуться к кухонной стойке, казалось, что время идет назад. яйцо.
Теоретическая физика в теории
догматцентральная идея инвертированное время людей и объектов основано на теории физиков Ричарда Фейнмана и Джона Уиллера. На самом деле они упоминаются в фильме, когда Нил размышляет о значении инверсии и о том, что делают турникеты, хотя это пустая строчка, которую легко пропустить. В частности, Нил ссылается на идею Фейнмана и Уиллера о том, что позитроны могут быть электронами, движущимися назад во времени.
Электроны - это частицы с отрицательным зарядом, а позитроны - это античастицы, которые имеют ту же массу, что и электроны, с равным, но противоположным положительным зарядом. Существуют и другие типы античастиц, которые отражают другие типы частиц, такие как антинейтроны и антипротоны. В совокупности эти античастицы известны как антивещество. Позитроны можно найти в природных явлениях, таких как космические лучи, или создать в ускорителе частиц, таком как Большой адронный коллайдер. Структурно они являются зеркальным отображением электронов, и теория Фейнмана-Уиллера утверждает, что если вы смогли заставить стрелу времени двигаться назад за электроном, это выглядело бы как позитрон. Двигаясь назад во времени, он может сосуществовать со своим прежним «я» или даже столкнуться с самим собой.
догмат мудро не увязнуть в объяснении всего этого. Вместо этого в качестве аналогии с моделью Фейнмана и Уиллера используется идея войны во времени и машин, которые позволяют людям менять направление во времени. Это особенно заметно в двух версиях сцены боя Осло Фрипорт, где главный герой сражается с загадочным перевернутым человеком, который позже оказывается самим собой. Показывая сцену боя дважды, догмат меняет наше понимание того, что мы видим. В первый раз зрители думают, что главный герой и человек, с которым он сражается, - два разных человека. Во второй раз мы понимаем, что видим одного и того же человека в разных состояниях. Это то, что предложили Фейнман и Уиллер: то, что мы воспринимаем как частицу и античастицу, на самом деле может быть одной и той же движущейся частицей. как вперед, так и назад во времени.
Хотя теория, лежащая в основе этого, является научно обоснованной, Харланд-Ланг предупреждает, что Фейнман и Уиллер не были буквально утверждая, что Вселенная полна обратно движущихся во времени частиц - просто теоретически это могло быть. "По сути, позитрон - это вещь, движущаяся вперед во времени., - уточняет он. "Не то чтобы путешествие во времени происходило каждый раз, когда мы видим позитрон в мире.. "Теория - это устройство для интерпретации того, что мы видим, когда смотрим на электроны и позитроны, и догмат переводит это, заменяя частицы и античастицы людьми и перевернутыми людьми.
Что делают турникеты
Эффект турникетов в догмат состоит не в том, чтобы индивидуально перевернуть каждую частицу тела человека. Если они это сделают, Главный герой превратится в антивещество и взорвется при контакте с внешним миром. В реакции, известной как аннигиляция, столкновение вещества и антивещества приводит к разрушению обеих частиц (например, электрона и позитрона) и высвобождению энергии. Мы когда-либо видели это только на атомном уровне, но увеличение его разрушительного потенциала было бы разрушительным.
Харланд-Ланг относится к сюжету Ангелы и демоны, в котором бомба, содержащая всего одну восьмую грамма антивещества, имеет достаточную огневую мощь, чтобы взорвать Ватикан. "Я не села и не подсчитала", - говорит Харланд-Ланг. "Но я думаю, что количество энергии одного человека, полностью уничтожившее весь остальной мир, уничтожило бы весь мир.«В самом деле, если бы человек весом 200 фунтов, подобный Главному герою, был преобразован в антивещество, полученный взрыв был бы эквивалентен примерно 3800 мегатоннам в тротиловом эквиваленте. Для сравнения: самое мощное ядерное оружие, когда-либо созданное и испытанное - Царь-бомба СССР, от взрыва которого были разбиты окна и пролиты крыши в сотнях миль от зоны взрыва - мощность 50 мегатонны. С догмат не заканчивается взрывом главного героя в тот момент, когда он выходит на улицу после того, как его перевернули, можно с уверенностью сказать, что турникеты не создают антивещество.
Похоже, что на самом деле они создают замкнутую систему, в которой тело человека продолжает испытывают нормальную энтропию, но они могут двигаться назад во времени внутри пузыря своего закрытая система. Думайте об этом как о создании маленькой вселенной размером с главного героя, в которой время течет в направлении, противоположном направлению большей вселенной. Если главный герой прошел через турникет и очень долго оставался перевернутым, из нормального В перспективе он выглядел бы как старик, чудесным образом бросивший вызов второму закону термодинамики, получив моложе. Однако в своей закрытой системе он стареет нормально.
Все перевернутые объекты в догмат разделяют свойства этой закрытой системы, которая позволяет им взаимодействовать. Протагонисту нужно дать перевернутый кислородный баллон с перевернутым воздухом, чтобы он мог дышать. потому что для него было бы невозможно дышать воздухом, который испытывает поток времени, противоположный его. Также важно, чтобы вход и выход из турникета находились в разных местах, потому что если бы они были в одном место, то человек, входящий в турникет, столкнется со своим перевернутым я, выходящим из него, и все станет неряшливый. Но что, если вместо создания замкнутой системы во Вселенной вы перевернете поток времени и энтропии во всей Вселенной? Это где догматприходит оружие судного дня.
Алгоритм и уничтожение
Первый раз, когда Главный герой проходит через турникет в догмат, его предостерегают от взаимодействия со своим движущимся вперед коллегой, потому что, как столкновение электрона и позитрона, их соприкосновение приведет к аннигиляции. Опять же, это скорее аналогия с наукой, чем с научной точки зрения. Если бы тело главного героя было преобразовано в антивещество, то он действительно аннигилировал бы, если бы он коснулся своего необращенного «я», но он также бы аннигилировал, если бы коснулся любого другого вида материи. Как объясняет Харланд-Ланг: "Каждый электрон по существу идентичен, и любой данный электрон, если он встретит любой другой данный позитрон, аннигилирует. »Электроны в теле главного героя ничем не отличаются от электронов в теле Нейла или Сатора, или электронов в воздухе вокруг нас.
Аннигиляция также лежит в основе догматМакгаффин: массивная металлическая фигура из девяти частей, называемая алгоритмом. Объясняется, что тот же ученый, который создал турникеты в будущем, также открыл способ инвертировать весь мировой поток энтропии. Опасаясь того, что ее современники сделают с этой информацией, она разделила алгоритм на девять частей, перевернула их и отправила назад во времени. Эффект срабатывания Алгоритма будет массовым уничтожением. Каждая частица в мире одновременно отразится назад во времени и столкнется со своим прошлым «я», двигаясь в другую сторону. Все эти пары частиц перестанут существовать, и произойдет высвобождение энергии в неизмеримых масштабах - хотя, теоретически этот взрыв будет направлен назад во времени, покинув мир после активации алгоритма. нетронутый.
Является ли принцип точным с научной точки зрения?
Большой вопрос, который может возникнуть у аудитории догмат является ли фильм точным с научной точки зрения. Могли бы вы, инвертируя поток энтропии для объекта или человека, заставить их начать движение назад во времени с точки, в которой они были инвертированы? "Я имею в виду, короткий ответ: я так не думаю, нет", - говорит Харланд-Ланг. Но, представляя мир, в котором вы могли бы это сделать, он объясняет: догмат поднимает несколько интересных вопросов о времени и нашем опыте его использования.
"Определенно остается открытым вопрос о том,... хотя, как я описал, энтропия интуитивно дает нам естественное представление о времени, действительно ли это так напрямую связано с тем, как мы воспринимаем время. Это один вопрос. И даже если это так, даже если эти вещи тесно связаны, тем не менее время есть, и оно идет вперед ".
Это возвращает нас к идее, что энтропия - это стрела времени. Если вы потерялись во времени и не знали, в каком направлении оно течет, вы могли бы посмотреть на энтропию замкнутой системы. Направление, в котором увеличивается энтропия этой системы, будет направлением движения времени. И потому что наши указатели, указывающие на то, как проходит время - старение людей, разбивание яиц, эрозия гор - это результат энтропии, очень трудно отделить наше восприятие времени от нашего опыта энтропия. Нам они кажутся одним и тем же.
Как только Межзвездный направлен на то, чтобы точно изобразить, каково было бы человеку путешествовать через черную дыру, догмат представляет, каково было бы человеку Путешествовать во времени в обратном направлении. Это приводит к некоторым довольно умопомрачительным сценам сражений, но также это захватывающий путь к гораздо более важным идеям.
Бэтмен: Арест Риддлера - часть его плана - теория объяснена
Об авторе