尽管利用统计力学,人类对熵与时间之矢的认知已初见端倪。但是我们不得不承认,人类对时间这个概念依然知之甚少。目前人类所能测出的最短时间间隔,是.47×2 10-19秒——这和10-43秒量级普朗克时间仍然相去甚远。因此,尽管人类在第一到三维的空间维度上有了一定的建树,却几乎对第四到六维的三个时间维度一无所知。
不过,人类的想象力,却早已跳入了时间的维度。时空中的旅行、穿越、逆转,在科幻电影中层出不穷。近段时间,《你好,李焕英》、《信条》等有关时间穿越、逆转电影更是获得了巨大的成功。每当看完一部时空旅行类电影的时候,我们可能都会产生一些看起来很烧脑筋的问题:故事的结局能不能被改变?人类到底有没有自由意志?对应于不同的可能性,存在不同的平行世界吗?这些平行世界又能否被互相打通呢?
其实,不同的电影,对这些问题给出的答案都不尽相同——每部电影都设定了自己的时空规则。当你把一部电影的时空规则吃透之后,这部电影所讲述的故事才会水落石出。这篇推送会告诉你如何利用时间的三个维度,来把握每部时空旅行类科幻的时空规则,从而避免二刷三刷还一脸懵逼的尴尬场景,做一个一刷即懂的科幻懂王。
在步入正题之前,我们需要先了解一下第四到六个维度到底是什么。我们在生活中所能够认知和推测出的维度,总共有五个维度——空间上的三个维度、时间维度,以及同一个时间内不同的可能性。前四个维度是大家所熟知的,“可能性”这个维度其实很好理解。例如你饥肠辘辘的时候,有人拿着一根香肠和一颗鸡蛋,并告诉你只能挑一个吃。那接下来这个故事的结局,有可能是你拿了香肠,有可能是你拿了鸡蛋,当然也有可能你强行把香肠和鸡蛋都抢了过来——这就是同一个时间内不同的可能性,即第五个维度。
现在,我们建立一个平面直角坐标系。在这个坐标系中,纵坐标代表时间,即我们所说的第四个维度;横坐标则代表同一时间中不同的可能性,这就是第五个维度。而三个空间的维度则先被我们忽略。这样一来,我们就可以单独对更高的维度进行分析。
现在,我们把这个坐标系画在一张纸上。然后我们把这张纸对折,并对着纸张有对折重叠的地方戳一个洞;接下来,我们再把这张纸摊开,就会发现纸上出现了两个洞,分别标记为A、B——没错,在纸折起时,我的轻轻一戳,就能让A点不经过纸上的其他地方而直接“穿越”到B点。在需要注意的是,当我们折起纸的一霎那,这张纸就不再是二维的了,因为在开始折这张纸之后、纸被折好之前,整张纸并不处在一个平面上,而是拓展到了三维空间;而我们在纸上所画的可能性-时间坐标系,也应该和这张纸的一样,再拓展出一个维度,而这个拓展出的维度就是第六个维度:“时空穿越维度”——它可以帮助我们从五维空间的一点直接穿越到另一点。
尽管大部分电影中,人物和视角在绝大部分的篇幅中都只存在五个维度。但正是通过这个第六维度,科幻片中的角色们借助时光机、虫洞、井口等千奇百怪的“工具”,从现代穿越到过去,从一个平行世界穿越到另一个平行世界。这就是许多时空类科幻电影的“阵眼”,它们通常是情节推动的关键点。为了方便大家理解,本文中可能性-时间坐标图上的穿越事件(即第六维度事件)一律用虚线箭头表示(如右上图)。
正文开启
尽管在时空类科幻的海洋中,《信条》算是比较烧脑的一个;但它在时间维度上的刻画,一定是最简单的一个。在《信条》中,一个时间点上只有一种可能性。所有的人物只在四维空间内往返,根本就不存在第五个、第六个维度。整部电影在可能性-时间坐标中的运行轨迹如右下图所示。
同一个时间点上只有一种可能,那就意味着人们既无法改变过去,也无法改变未来。因此,像“如果你穿越回到过去并开枪打死那时的你自己,那么那个来自未来并开枪的你不早就死了吗?为何还能开枪?”这样的悖论是不可能出现的,因为任何穿越回过去对之进行改变的行为都会被物理法则所阻止。就算某一个人回到过去,他做的所谓“改变”也正是造成相应现状的原因,从而导致因果律的循环——这就是著名的诺维科夫自洽性原则。遵循这一原则的不仅有《信条》,还有《十二猴子》等电影。不过《十二猴子》中的人物返回过去的方式并不是逆转时间,而是直接穿越回过去,其在可能性-时间坐标中的运行轨迹如右下图所示。(虚线的意思是直接穿越,上文有讲过的)
不过,就算同一个时间存在不同的可能,诺维科夫自洽性原则也有可能是成立的。但是在这种情况下,为了实现因果闭环,人物能改变故事的过程,却不能改变故事的结局。举个简单的例子,你的理论力学考得不好,于是你穿越到了考试前,重做了这份试题,那么尽管你填上了不同于上一次考试的答案,最后你都得再考砸一次。
也就是说,如果你从五维空间中的A点穿越回B点,那么A和B之间的路径可以变,但A、B两点是不能改变的,穿越后从B点出发并随着时间推移的你,一定会回到原来的A点——我们称之为“规定死了整个从B到A的故事的边界条件”。1960年的电影《时空大挪移》所遵循的正是这个原则。
啊对!当我提到“边界条件”这个概念时,你肯定还会想起一个非常重要的概念:驻波。很多时候,当你固定住了某个物体或者某个场的两端,它中间的部分就会产生驻波。例如固定住两端的吉他弦,会产生驻波,传出美妙的音乐;被波导限制的电磁波,也会产生驻波,形成不同的TE,TM模次;电子在原子中的运动,其实也是驻波的体现。驻波的特点,就是不仅在两端固定不动,而且在中间也有一些固定不动的点(最低模次的除外),我们把它们称之为驻点。
上面所讨论的驻波,是空间维度中的驻波;但是电影《你好,李焕英》却将驻波的概念推广到了时间的维度。这意味着什么呢?不仅故事的开头和结局无法改变,故事中途的关键节点(即驻波中的驻点)也是无法改变的!举个简单的例子吧:如果你和那个TA产生了爱情的结晶(合法的),然后穿越回到过去,那么你一定得先和TA相遇、牵手并领取结婚证——这都是必不可少的节点(驻点)。少了这其中的任何一个节点(驻点),故事就无法推进,因果就无法闭环,诺维科夫自洽性原则也就不能成立了。
当然,还有一种极端的情况可以实现因果闭合,那就是把时间拉得足够长。设想一下,如果你穿越回到了先秦或三国时代,或者穿越到古老的希腊城邦,并大干了一番事业,那么今日世界一超多强的世界格局、中华崛起的近代历史,以及经济全球化的时代趋势,会因为你在远古干下的事业而改变吗?这恐怕很难。因为人类历史的发展是有客观规律的,就算你能雄霸天下、光复汉室,也只会在历史的海洋中掀起一朵浪花,挡不住浩浩汤汤的历史洪流。因此,穿越回过去的你很可能还是改变不了当今出现的结局,边界条件依然成立。
总而言之,以上的情况都具有一个共同点,那就是故事情节的推进在五维空间内能够形成闭环。但是,这只是一部分时空穿越作品所表达的观点。
另一部分的作品则认为,因果可以不形成闭环,事件发展有多种不同的可能性,而所有的可能性都有着它们自己的世界和宇宙。这就是平行宇宙论。这个理论背景下,如果你做某个实验时弄坏了一台珍贵的仪器,不想赔钱的你穿越到了做实验之前的那一刻,那么你是有机会重新将这个实验做好的。但是做好这个实验的你所处的宇宙,和弄坏实验仪器的你所处的宇宙,就是两个不同的宇宙了。因此,如果穿越回去的你又做好了实验,那么你就已经在仪器被弄坏的那个世界中彻底消失了,并进入了另一个世界。
《时空恋旅人》就是一部典型的支持平行宇宙论的电影。故事中的人物一次次穿越到过去,并创造着不同的可能。尽管影片中没有提到“平行宇宙”这个概念,但是它反映了平行宇宙论中最典型的一个特征——我们可以通过改变过去来改变现状和未来。
既然改变过去之后,未来也会随之改变,那么我们就不得不重视混沌这个现象了。所谓混沌,就是“对初始条件的极端敏感性”,即对事件最初的因素进行微小的改变,会导致接下来的结果发生翻天覆地的变化。这其中最典型的就是洛伦兹所提出的蝴蝶效应:一只蝴蝶扇一下翅膀,会在很远的另一个地方造成非常大的影响,例如引起一个巨大的台风。同名电影《蝴蝶效应》,讲的就是一个有关混沌的故事——人物在过去改变一件小事,就会使他的未来发生翻天覆地的变化。
一般来说,不同的平行宇宙之间是相互独立、互不干涉的。但是,也有一些作品敢于打破平行宇宙之间的壁垒,让不同平行宇宙的人物交织在一起,共同谱写一个个奇妙的故事。詹姆斯·沃德·布柯特自编自导的《彗星来的那一夜》就是一部这样的电影。这部影片的英文名也特别引人深思——COHERENCE,它的意思是“干涉”,一个物理学上的名词。既然平行宇宙之间可以互相干涉,那么它们是不是高维空间的波呢?如果是,它们的波长又是如何定义的?它们是否和三维空间内的波一样,存在衍射现象呢?尽管这些问题还不是当今科学家们所能回答的,但是在科幻作品里,我们可能很快就能看到编剧们和导演们对这些问题的解答了。
总结一下上面的内容,时空类科幻的分类结构大致如下图所示:
当然,不是所有的时空类科幻片都属于上面的几种类型。而且,随着人类时空脑洞的发展,有关的科幻作品一定会体现出越来越多样的时空规则。未来的穿越故事,势必会变得越来越奇妙、越来越精彩哦~
不过,相信你在掌握了如何画出可能性-时间坐标之后,你会比“荧幕前吃瓜者”们更快地领悟电影的时空逻辑,从而在观影之后的交流中,收获盆友们“哦~”“哦~”的惊叹声,并让他们对你的答疑解惑充满感激与敬佩。当然,你也可以利用本文的知识,创造一个属于你自己的穿越故事——谁知道下一个科幻大咖会不会是你呢?
当然,如果你真的有了风光无限的这一天,记得来感谢我哦~
参考文献
[1]许利军. 科幻电影中的时空观念[J]. 电影文学, 2007(12):20-20.
[2]杨鹏鑫《论环形循环叙事电影的建构原则和形态惯例》,《当代电影》 2018 年第 10 期,第 50 页
[3]江晓原、刘兵主编《我们的科学文 化 :科学败给迷信》,上海 :华东师范大学出版社 2007 年版
[4]冷凇, 张丽平. 影视'穿越'现象的理性思考——议当代电影电视剧中的时空交错[J]. 现代视听, 2011(10):66-68.
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