9月4日诺兰的最新烧脑片子《信条》正式上映了,该片讲述的是一个奸细和他招募的助手们拯救宿世界的故事。若是只是纯真的打废弛人拯救宿世界那这部片子不免难免过于无聊,有趣的是这部片子中的反派有着一种壮大的兵器——时候逆标的目的兵器。这种兵器在时候上是逆标的目的的,可以算作对于正常过程的一种倒放,好比通俗的枪弹是从手枪里被射出去,而时候逆标的目的的枪弹则是在您开枪的时辰从外面飞回击枪中。这种时候上逆标的目的的设法确实让人感受脑洞大开,可是真的有什么工具可以实此刻时候上逆标的目的吗?也许还真的有哦。
在会商时候上逆行之前先来思虑一个简单的问题,电子的质量是几多,稍微百度一下就会获得谜底, 9.1×10^(-31)千克。下一个问题是电子的电量是几多,谜底也很简单,1.6×10^(-19)库仑。您是否思虑过,为什么所有电子的质量和电荷都是相等的,为什么电子的电荷不是在一个区间内的分布,质量为什么不像人一样有胖的有瘦的。有没有可能是因为,其实宿世界上所有的电子都其实是统一个电子呢?
确实有的人曾经提到过这样的理论,这小我就是约翰?惠勒。
在量子力学中,粒子在未被不雅测到之前是不具有确定的位置的,粒子的状况是所有可能状况的叠加。
惠勒认为宿世界上独一的一个电子在不断的穿梭于曩昔与将来,在每一个时候点,您都可以在分歧的位置不雅测到这个电子,这个电子存在两种分歧的状况,从曩昔标的目的将来 (时候正标的目的)与从将来到曩昔 (时候逆标的目的) ,当您不雅测到这个电子的时辰电子是时候正标的目的的,那您不雅测到的就是带有负电的电子,若是您不雅测到这个电子的时辰电子是时候逆标的目的的,那您不雅测到的就是电子的反粒子正电子了。就像下图暗示的,若是您在A点不雅测到这个电子,您看到就是电子,但若是您在B点不雅测到这个电子,那您看到的就是正电子了。
宿世界上独一的电子的活动轨迹。来历:https://card.weibo.com/article/m/show/id/2309404545392519020652?_wb_client_=1
当然这个听起来很是疯狂的设法今朝为止也仅仅是一个假说,可是此中的一个设法十分具有借鉴意义,那就是正电子可以看作是电子的逆时候活动。诺贝尔奖得本家儿费曼就将这个设法应用到了今朝人类最当作功的物理理论之一——量子电动力学中。
这张图描述的就是一个电子与正电子发生彼此感化发生虚光子,虚光子又发生正负电子的过程,沿着时候线活动的就是带负电的电子,逆着时候线活动的就是电子的反粒子。所以在片子中,您可以把逆标的目的的人看成是正常宿世界的人的“反粒子”,这也就是为什么片子中说万万不要和逆标的目的宿世界的本身有任何接触,因为正负粒子一旦相遇,就会发生湮灭,酿成光子释放能量。
关于反粒子还有一些小常识,反粒子最初来自于狄拉克方程,狄拉克方程的解具有4个自由度,费米子的两种自旋状况占有了两个自由度,那别的两个自由度是什么呢?这两个自由度就被诠释为这个费米子的反粒子,粒子与反粒子仅仅电荷相反,质量自旋等物理量都连结一致。还有一个极具误导性的问题就是反粒子的能量,反粒子具有负能量吗?狄拉克方程确实会解出负能量解的问题,可是这个问题可以放在量子场论中获得很是好的解决。在量子场论中,非论是粒子仍是反粒子,都具有正的能量,所以反粒子可不等于负能量或者负质量哦。
汽车爆炸却差点被冻死?
在片子中还有一个很是有趣的工作,男本家儿在逆标的目的宿世界中汽车爆炸了,可是他却差点被冻死,这又是怎么回事呢?
这现实上是一个叫做熵的物理量在搞鬼。
熵是暗示系统紊乱水平的物理量,若是我将一杯开水放在桌子上,过一段时候开水会逐渐变凉,可是若是不施加外界帮忙好比加热这杯水,那这杯水永远不成能再变热。那为什么这杯水不克不及从四周空气中继续罗致热量,让本身继续变热,四周空气变冷呢?这是因为开水标的目的空气传递热量的过程是熵增 (有序态标的目的->无序态)的过程,可是四周空气标的目的开水传递热量的过程是熵减 (无序态->有序态)的过程。热力学第二定律暗示,对于一个孤立系统,这个别系的熵永远不成能自觉减小,也就是永远不成能自觉从紊乱变为有序。
好比一栋建好的大楼处于十分有序的状况,也就是熵低的状况,可是若是没有任何人去调养这栋大楼,跟着时候的推移,这栋大楼终有一天会倾圮,而倾圮的大楼则是处于更为紊乱的状况,也就是熵高的状况,一个更切近糊口的例子就是若是您不本家儿动收拾您的床,您的床会越来越乱,也是一个熵增的过程。所以从某种水平上来说,熵增的偏向就是时候流逝的偏向。
可是当您将时候线逆转,熵增偏向也逆转当作了熵减偏向。若是对于熵增宿世界来说,热量是不会自觉从低温物体传递到高温物体的,那到了熵减宿世界就是热量不会自觉从高温物体传递标的目的低温物体,越是高温的物体,反而越会接收热量,就像片子说的,接近火焰,您反而会结冰,因为热量是从您传递给了火焰而不是像熵增宿世界里的从火焰传递给您。
不妨来设想一下在一个熵减的宿世界会是什么样子的,首先一个益处就是您再也不需要担忧衰老了,人体的衰老其实素质就是一个熵增的过程,在熵减的宿世界您的身体味跟着时候的流逝逐渐变得年青(这可能就是神药APTX-4869的物理机制?)。
在一个熵减的宿世界您可能还需要注重,好比您将一杯比室温要高的水放在您的桌子上,因为这是个熵减的宿世界,这杯水会从四周的空气中接收热量,是以您将不需要任何的额外操作就能获得一杯开水,价格可能就是您会感受四周的空气很是冷。但若是我想要一杯凉水怎么办呢,因为在熵减的宿世界里热量只会自觉从低温物体标的目的高温物体传递,所以您只需要用更高的温度去加热这杯水,这杯水就会被降温,只要这杯水的温度低于了室温,那么把它放到空气中天然就会逐渐变凉,而四周的空气则会越来越热。
所以一个熵减的宿世界是十分神奇的,您可以用热水来降温也可以用冷水来暖手,可是在片子中,您只会发现一些特定的物理过程被逆转了,在物理上并不是那么的严谨,究竟结果这只是一部片子,我们也不需要对它那么的严酷。








