时间穿越与薛定谔的猫 - 简书
时间穿越与薛定谔的猫
前言：我们聊聊影视、文学作品中对于时间穿越的自洽方式，以及和薛定谔的猫的冥冥中的关联。主要会聊到J·K·罗琳的《哈利波特3》、Jack·throne的《哈利波特8》、诺兰的《星际穿越》、东野圭吾的《解忧杂货店》、《权利的游戏》中的Hodor、以及周杰伦的处女作《不能说的秘密》、还有《闪电侠2》、《源代码》等……大部分带有时间穿越的电影或者文学作品对于时间穿越的解释方法不过是三种——（1）一个时间线，一个世界。（最佳的解释，之后详细说明它和薛定谔的猫的关联）（2）多个时间线，多个世界。（一般的解释，代表：《闪电侠》、《源代码》）（3）一个时间线，多个世界。（最烂的解释，代表：《哈利波特8》）【根据个人喜好排名】一、平行世界理论。首先说一说第二种解释方法，也是我们所熟知的平行世界理论。我个人认为这种解释是最简单，最不不负责任的解释方法。简单来说就是：一个人穿越回过去，一些微小的举动改变了历史，开启了一个新的可能性，于是衍生出了一个新的平行世界。它与旧的世界处在不同的时空，各自拥有不同的时间线，互不干扰。这里就引出了三种平行世界创造的方法：先于我们的存在、在过去的历史中创造、无时无刻不在产生。1. 平行世界先于我们存在：
《闪电侠》无疑描述的就是这样一个世界，尤其是在闪电侠二里面，毫不掩饰地表现出了多个宇宙的世界观念。来自earth2的wills博士，想毁灭其他平行地球的逆闪，更有趣的是，闪电侠的在earth1被杀死的父亲在earth2也是一位speedster。当然我们不是来聊闪电侠剧情走向的，只是借这样一个例子说明一下，平行世界有可能是先于我们任何人存在的。没有人穿越历史改变未来，但是平行世界同样存在，沿着自己的时间线不断发展。2. 平行世界在过去被创造出来：
代表作是《源代码》，为了解除一场恐怖袭击，男主的意识（也可以说就是男主本人）不断地穿越回列车上的同一特定时间段，经历完全相同的时刻。以求找到关于恐怖分子的线索。但每一次都因为男主的不同行为而导致不同的结果。影片的最后，男主以为自己会像往常一样在5分钟的时候死去，但是他并没有，相反的，他并没有回到“现实”世界，他的生命从此在另一个世界上延续下去了。这里我们可以看到典型的创造平行世界的手段，回到历史，做出改变，然后一个新的时间线就被创造出来，另一个世界由此诞生，并继续延续下去。从此和主时间线便没有了关联。由此我们可以看出平行世界被创造出来的主要原因就在于——概率，或者叫做可能性。《源代码》还只是穿越回过去，去创造新的平行世界，如果我们生活中的每一个涉及到可能性的决定都会创造出平行世界呢？3. 平行世界在每时每刻被创造出来：
一部很神奇的美剧《Community》中有一集就是描述我们生活中所创造的平行宇宙。六个人通过掷色子的方法决定谁去取外卖。六种不同的可能性就创造六种不同的宇宙，产生了六种不同的剧情，但如果在六种可能性之外还诞生了新的可能性呢？那样的话，平行宇宙的个数就是指数爆炸式增长。通过平行宇宙理论也可以看到：我们的生活也不过式数万亿个可能性中的一种。我们永远在做决定，永远在分析利弊，但在平行宇宙的观点来看，我们的生命无比的渺小，每个人的生命形态不过式万亿种可能性种的一个。我们所认为的人生中的关键性的决定可能在概率的长河中根本不值一提；我们对未来的担心、紧张很大程度上也不过庸人自扰；我们对过去的耿耿于怀也许只是因为没有看到全部可能所带来的狭隘与偏见。生命是渺小的，并不在于和更伟大的事物的对比，而在于和自身可能性的对比。这平行世界的诞生可能在精子赛跑的时候就开始了，你不过是万亿的可能性中一个。万千个世界中，可能你少年天才，现在已经成就一番事业；可能你先天残疾，到如今不过是终日自怨自艾；也可能你国庆不回家，现在正在冷气很足的图书馆里，画着电路，算着未来。或者你正窝在角落里，写一篇知道没有多少人会看的文章。但这些都不重要。生命的美妙不过是在于你一生下来就带有的崭新的可能性。那些未知的东西才是真正的生命之美。我喜欢这样认识人生的方式，但是还是说一句，这并不是我最喜欢的解释时间穿越的理论。二、刷新未来理论（自己起的名字）
在讨论最好的理论之前，我们先来看看我自认为的最烂的理论。就是一个时间线，多个世界的理论。代表作品就是暑假才出版的《哈利波特8：与被诅咒的孩子》。因为后面谈论最佳理论的时候，我们会谈到罗琳的《哈利波特3：阿兹卡班的囚徒》是一个多么杰出的代表作品，罗琳在用时间穿越的时候是多么的谨慎小心。所以，我一直不理解罗琳为什么会授权让Jack·throne就这样用劣质的时间穿越来糟蹋哈利波特的魔法世界。（吐个槽加剧透：厚厚七本书才扳倒的伏地魔，就这样在一本小书里面因为一个小孩的时间穿越而复活了！）说一下背景。暑假的时候去Stanford上金融数据分析的课程，一听不懂就往Stanford的Bookstore跑。所以我经常去Bookstore。刚好《哈8》放在很显眼的地方，所以就不慎将其读完了。虽然书写的不怎么样，但是不得不说我还是很怀念那样的一段时光~~~~~~回到正题。下面剧透少许：《哈8》里面哈利的儿子进了斯莱特林，和马尔福的儿子成了好盆友，两个人因为一项崇高的理想，搞到了最后一个时间穿梭机器。然后往返穿梭，将未来改变，意识到问题之后，又穿会过去，将未来变回原来的模样。注意，在整个这个过程里面，只有一个未来，一个被反复改变的未来。他们改变过去后，重新回到了未来，而这个未来正是他们自己偶然创造的未来。一个比喻来说：他们两个人站在过去，轻轻地按了一个时间线上的F5键，然后由那个节点开始之后地未来就全部被刷新了。然后他们回到“现在”，也就是刷新后的未来。这个理论扯淡就扯在它没有考虑其他人的存在。除了穿越者之外的人，他们的存在就被直接地抹去了，为新的未来腾出道路，然后又被重新创造出来，带着全新的记忆和生活经历。那么，在穿越者创造新的未来的瞬间，历史被重写的瞬间，那些不知不觉就被抹去的无关者的内心是不是崩溃的？（相关作品还有《蝴蝶效应》……）三、决定论与薛定谔的猫。终于进入正题了，聊聊那些我认为最为精妙的处理时间穿越的方式。这种理论带着一种决定论一样的命运必然性的美感，以及薛定谔的猫一般的不确定性。下面要举的例子相信大部分人都有所接触过：J·K·罗琳的《哈利波特3》、诺兰的《星际穿越》、东野圭吾的《解忧杂货店》、《权利的游戏》中的Hodor、以及周杰伦的处女作《不能说的秘密》。1. 《哈利波特和阿兹卡班的囚徒》：决定论与薛定谔的猫。
之前说过了《哈8》里面对时间穿越的处理简直就是对《哈3》的侮辱。在那个遥远的年代，1999年，当时间穿越还没有称为家常便饭的时候，J·K·罗琳就一段精彩的时间穿越的情节。不知道有多少人还记得《哈利波特与阿兹卡班的囚徒》的最后情节——海格的鹰头马身有翼兽被魔法部的人斩首，化身为狗的小天狼星将哈利他们引入打人柳内部，打晕了斯内普，卢平和小天狼星向他们揭露了真相，大家一起抓住了小矮星。但是不幸的是，当天满月，卢平变狼人，斯内普醒来，摄魂怪抓走了小天狼星。最后的关头是一个黑影子召唤了呼神护卫，赶走了摄魂怪。然后哈利他们醒来就是在医院了。当哈利和赫敏向邓布利多解释，邓布利多相信了他们，给他们了一个时间转换器，说着就走出了门。然后哈利和赫敏穿越回去，救走了鹰头马身有翼兽，在黑暗中看着过去的自己和小天狼星一行人走出打人柳，事情照常发展，摄魂怪出现，然后穿越回来的哈利自己发射了呼神护卫的魔咒，最后他们骑鹰头马身有翼兽飞到塔楼，救走了小天狼星。然后自己潜入医院，时间刚刚耗完，他们碰上了正要关门的邓布利多。基本上情节就是这样。一个时间线，一个世界。唯一不同的是，哈利和赫敏他们把一段时间经历了两遍。从某种意义上说，历史从来没有被改变，但是也可以说被改变的历史和旧的历史融在了一起。（1）决定论：如果我们将穿越前的哈利叫做哈利1，穿越后的哈利叫做哈利2。在哈利1他们被摄魂怪围攻的时候，哈利2发射了呼神护卫咒。那么站在哈利1的角度来看，之后发生的事情就已经是必然了。也就是说他们必然会穿越时间，把一切都补救。（2）薛定谔的猫：如果我们站在邓布利多的角度来看，就十分有趣。他在医院里给了哈利时间转换器，然后转身走出门，看见哈利和赫敏向他跑来。历史就在那一刹那改变。而在邓布利多回头的那一瞬间，他还不知道是否会有哈利和赫敏出现的时候。那时候，被锁在塔楼上的小天狼星就是好像薛定谔的猫。有可能哈利他们并没有决定回到过去，那么小天狼星当然是静静地待在塔楼上；但如果他们决定回到过去，小天狼星就应该正在鹰头马身有翼兽地背上，缓缓地向天空飞去。而邓布利多并不知道哈利最后的决定，所以在他看来，小天狼星有1/2的几率是死的（锁住），1/2的几率是活的（逃出）。最终的结局只能由他回头后的结果得知。而这种理论没有造成任何的冲突，不需要平行世界的介入就可以自圆其说。有可能整个过程系只有哈1，那样的话，小天狼星就没有被救走；但是那个召唤呼神护卫的黑影确定了时间穿越的发生，所以在某种层面上，哈2一定会和哈1同时出现。并且，过去的时间线也就是已经被未来介入的时间线。所以从一开始就不存在改变之说，自然也就没有矛盾需要解释。我发现这种宿命论一般的时间穿越十分具有吸引力，带着一种有趣的因果关系。是确定性和不确定性的综合。2. 《解忧杂货店》：精妙的逻辑自洽。
和《哈3》相类似的作品有《解忧杂货店》。相信不少人都看过东野圭吾的《解忧杂货店》，是他少有的温情的作品。这部作品中的时间穿越是通过信件的传递来完成的。狼矢的杂货店通过信件给他人解答问题。而在浪矢雄治生病住院期间，也就是1979年至日，这段时间投递的信，会来到日的零时零分到黎明这段时间。而日的零时零分到黎明这段时间投递的信，则会回到1979年某个时间点。而三个偷车贼在日正好躲在杂货店里。于是1979年的信件寄到了2012年的三个笨贼的手里，而三个贼写回信，将信件转交到了1979年的求助者手里。他们救助了一位歌手、一位女青年。他们知道那位歌手后来拯救了一位火灾中的孩子，于是他们鼓励他坚持到生命的最后一刻；他们知道日本后期的经济走向，于是他们告诉了那个苦于赚钱的女青年。后来他们才意识到自己前几天抢劫的豪宅正是属于那个他们正在帮助的女青年。这里面带有一种承载使命的神秘感。当他们抢劫那个女青年，并看见她手中信封的时候，会不会意识到，这正是将来要传递到他们手中的一封信？在那个时候，他们会不会意识到正是他们三个的建议才让这个女孩打下了自己的一番天地？对那个女孩来说，给她的回信已经注定了未来的某个时间有人会写回信过来。但是，当她看着那三个笨贼的时候，会不会意识到那正是他们三个将要完成的使命？三个在将来的人谱写了过去的一部分，以确保将来成为现在这个样子。于是这里面不可避免地也涉及到了宿命论。以确保过去的正常发展，他们三个必然会在那个时间来到那样一个破败的小店，给求助的人们写回信。信件如约回到了过去，就和已经发生的一样。他们补全了过去，才保证了现在。拿那个歌手为例——正是因为他们三个知道那位歌手会在火灾中丧生，他的一首歌会流传下来，于是他们才要求他坚持到最后一刻；正是因为那个歌手收到了这样一封信，于是才决定坚持音乐这条道路，坚持为孩子们演出，直到失火的那一晚；（当然也意味着在未来必然有人寄信来）这样的必然性里面带有一种巧妙的逻辑自洽。相互为因果关系的逻辑自洽。前者是后者的因，后者也是前者的因。3. 诺兰的《星际穿越》：更精妙的因果循环。
上面的例子无疑体现了一点：未来的自己影响过去，以导致未来的发生。诺兰的《星际穿越》其实也是一样，只不过，这一次改变过去变成了有意识的。三个笨贼在写回信的时候并不一定意识到了他们对未来做出的改变，或者说，并不一定是在追求一种特定的改变。但是《星际穿越》就不一样了。Cooper在五维空间里跨越时间和空间给三维的自己传递信息（相信大家都看过星际穿越，就不解释剧情了）。薄厚不一的尘土，书架上的莫尔斯暗码……都是五维空间的自己给三维空间的自己传递的信息。于是，这些暗码成为了他们找到NASA的原因，而他们找到NASA参加计划又成为了Cooper最终流落到一个五维空间的原因，而这个五维空间又正是他们最开始信息的来源。于是这样的因果构成了一个完美的圆圈，一环扣着一环，一环确保着另一环。但是又受着决定论的影响，所以在一开始的起点，就是他们收到暗码的时候，就已经意味着终点的到达。也就是说，在一切的起点，一个完美的圆圈就已经被绘制完整了。接下来发生的事情就已经成为必然。于是，未来的自己影响过去，以确保未来的发生。实际上，电影里面还有第二圈，就是更加未来的人类，足以在五维空间里面建造三维世界的人类，通过给过去的自己传递信息，于是过去的人类才开始这个太空项目。于是，我们可以设想，他们通过给过去的自己传递信息以确保自己的现实成为他们的未来。这样看来，整个电影里面包含着两个时间穿越，一个跨度极长，一个跨度较短。一个是展现给观众的完美的圆圈，另一个是隐藏在背后的模糊的虚线绘制而成的优弧。我想，这就是诺兰厉害的地方。丰富的想象力，强大的逻辑，加上“爱可以穿越时间和空间”这样的人间温情，加上人性的背叛和坚持，再加上你永远猜不到的结局……4. 《权利的游戏》：Hodor之死。
《权利的游戏》每一集都在死人，但是没有那个人的死亡像Hodor那样让我震惊。不仅因为他的忠诚，还因为他的死亡在他变残疾的那一刻就已经注定了。他不断地大喊着：“Hold the door!”——正是他最终的结局。就和我们前面讨论的一样，未来发生的事情是过去发生的事情的原因，于是，从决定论的意义上说，未来已经是被写好了。未来的Hodor必然会死命地抵住那个门，而儿时的Hodor也必然会在某一个时刻发了疯，大声喊叫着Hold the Door!5. 周杰伦的《不能说地秘密》。
这一部理解起来比较简单，也比较特殊，和前面的几个例子不一样的地方是，过去的小雨穿越到了未来。并且又反复穿越回过去，别人都认为她有心理疾病。于是她和训导主任谈过这件事情。但是训导主任一定不知道她是和自己的儿子在未来谈恋爱。于是当叶湘伦拼死命回那个旧的钢琴房去弹钢琴时，他的父亲才意识到几年前发生在那个女孩身上的事情是真的。大概就是这样。这部电影就不过多解释了，看过电影自然就明白了。周杰伦导演还给里面添加了很多神秘的元素，比如说只有小雨穿越后看见的第一个人才可以看见她等等，影片里还有很多不经意但是又意味深长的小细节，背景音乐也是没得说。是一部很好的青春片。相比起近几年上映的过于青春片，《不能说的秘密》简直就是神作，很难想象这是从没有当过导演的周杰伦在不到30岁的时候拍出来的作品。（看着近年来不断屎一样的国产青春片，我们更应该记起曾经有这样一位青涩的导演拍出了这样一部高水准的作品。）嗯，这就是我所总结的三种影视、文学作品对时间穿越情节的处理方式。像我之前提到的，这里有平行时空理论，刷新未来理论，还有我个人认为最为精妙的既含有决定论思想又含有不确定性的理论。因为我对这里面精妙的时间自洽、逻辑循环、因果关系而深深地着迷，于是乎就有了这样一篇文章。文中尽量提到较为典型而且脍炙人口的例子。如果读者没有读过或看过其中的例子，强烈建议阅读或观影。如果对这些作品有所了解并感兴趣，也欢迎交流。感谢阅读。
95后少年，行走于荒唐世间的流浪之人。
文章首发于微信公众号：定格动画SMA，ID：The--Alchemist。
时不时推荐一些书单和影单，主要写的还是哲学和随笔，也常开脑洞写故事。写过10万字的中篇小说，还在进行修改，希望有朝一日有自己的小说。
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从哈利波特到全球变暖以及戴森球&《巫师外星人和星际战舰》序
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魔法符合物理学定律吗？霍格沃茨魔法学校校长邓布利多真的能够在挥舞魔杖之间将乱七八糟的房间收拾好吗？他的魔杖真的能将撕碎的书籍复原吗？显然，这违背了热力学第二定律，稍稍学过物理的人会告诉你。同样，一个人能变成白天鹅或者黑天鹅吗？当然不能，因为这违反了质量守恒定律。
你会对这样的物理极客产生反感，如果魔法遵守物理学定律，那还叫什么魔法？可是物理极客不管这一套，他们就喜欢寻根究底，因此，变形魔法包括孙悟空七十二变大有问题，甚至霍格沃茨大厅被成千上万根蜡烛照的光明灿烂也成问题，因为一根蜡烛的亮度比一个灯泡小差不多一百倍。
一个巨人能够在地球上跑动吗？这是一个物理学问题。同样，《阿凡达》里身高三米的纳威人真的能在重力只有地球的百分之八十的潘多拉星上健步如飞吗？要知道答案，我们必须懂一点简单的物理学，而物理学告诉我们，《阿凡达》的设定是有一点点问题的。
除了奇幻小说中的物理学问题，我们更关心科幻小说里各种设定是否与物理学、数学乃至化学相容的问题。比方说，科幻黄金时代预言的大航天为什么迟迟没有到来？是什么样的基本物理学定律限制了航天事业的发展？其实答案并不那么深奥：能量，能量！能量来源限制了航天发展，能量消耗的极大降低却激发了网络时代的大发展，这一点除了克拉克预知了一些，其他科幻作家做梦也没有想到。
还有，可供长期移民的空间站是可行的吗？我们是否可以在未来的二十年之内造出高达数万公里的太空梯？富豪们真的会在不远的将来去火星度假吗？（穷人就别妄想了你出不起那个钱）。物质反物质湮灭推进器是否可行？如果这个太难，那核聚变推进器呢？如果这些在本世纪都不行，我们放开来畅想，假如技术原则上可以无限发展，人在寿命所限下能飞出银河系吗，甚至旅行到宇宙尽头？嗯，这倒不违反相对论。
接下来就是，超光速旅行可行吗？时间旅行可行吗？你会说《星际穿越》貌似是这么设定的，可是你知道这需要改变物理学中的什么常识吗？
这些问题的答案都可以在这本奇书中找到。这本书就是《巫师，外星人和星际战舰：科幻奇幻作品这的物理学与数学》，作者用最基本的物理学和数学知识就推出了这些答案。我相信你和我一样，每读一页这本书，就会学到关于科幻小说的知识，同时学到了物理学知识。
再有，外星人存在吗？最近我对这个问题特别感兴趣，并且还有自己的理论，我认为外星人并不存在。本来，我以为我是极少数派，读了这本书之后我才得知原来从上世纪八十年代起，人类是宇宙之中唯一的智慧生物的观点已经变得比较流行，当然这局限在西方科幻作家中。中国科幻迷乃至一般公众还认为外星人当然存在。眼下，科幻作家甚至科学家还是分为三派。第一派认为智慧生命在宇宙中十分普遍，第二派认为智慧生命罕见但并不唯一，第三派就是人类中心主义了，我们是宇宙中唯一的文明。嗯，我就是一名人类中心主义者。
撇开这些争议不论，我们到底该如何寻找地外生命和地外文明？这也是本书试图分析的问题之一。粒子物理学戴森曾经在《科学》杂志发表一篇论文，研究是否可以围绕一颗恒星例如太阳造一个巨大的球以收集太阳发出来的全部能量。这可不得了，因为我们知道太阳照射到地球上的能量是太阳辐射的总能量的极小极小一部分，这个大球球做出来人类就一劳永逸地解决了能源问题。这个宏大装置叫戴森球，当然戴森并不想发明一个专利为人类谋取福利，你想，要造出这样的巨无霸我们需要的材料将来自整个木星，这实在不太现实，戴森也很难以此成为太阳系首富。他真正的目的是寻找外星人，如果外星人造出了这样的装置，我们就有可能通过这个巨大装置的红外辐射找到他们。
回到地球本身。我们的能源什么时候耗尽，比如石油？地球变暖是真的吗？美俄的核贮备真的可以毁灭地球？数亿年后，我们能够逃离太阳系吗？生物的终极形态是什么？你还是能够从这本书中找到一些答案。
在中国，科学幻想小说爱好者是一个比较小众的圈子，尽管刘慈欣《三体》的影响已经开始溢出科幻圈，开始影响IT界，继而影响其他人。《三体》为何能够在
IT圈发生这么大的影响？答案看上去显而易见，因为该圈的人士现在张嘴闭嘴就是“降维攻击”，可见《三体》里的二向箔才是亮点。另外，刘慈欣的黑暗森林的说法影响也不小，也许仅次于降维攻击。
多媒体时代，阅读的人越来越少，读小说的人本来就是小众了，更不用说科幻小说了。当然，如果我们将小说的范围扩大到奇幻，圈子就大大地放大了。我知道，中国作家富豪榜排名第一的是唐家三少，他的小说《斗罗大陆》点击量近亿次。另一个有人气的奇幻作家是江南，小说《龙族》每一卷都比任何亚马逊排名第一的书还要畅销。
中国的电影市场还是好莱坞大片主导，好莱坞大片中不少是科幻电影，因此科幻电影在中国受众中影响远远大于科幻小说。说起小说《造星主》大概没有几个人知道，但谁不知道《阿凡达》、《黑客帝国》？谁不知道《星际穿越》？
遗憾的是，《巫师、外星人和星际战舰》这本书以科幻小说为主，偶尔谈及科幻电影。幸运的是，这本书还包括了一些著名的奇幻小说，例如我们开始提到的《哈利波特》，因此，这本书的读者对象应该涵盖了比科幻小说读者多得多的人。
对我本人来说，这本书的出版实在太及时了。我的《三体中的物理学》很快就要出版了，我的那本书与这本书有相似之处也有重要的不同点，我们的出发点都是科幻，但这本书更适合对公式感兴趣的人。恰好，过去两年我在中山大学逸仙学院上过《人与宇宙的物理学》这门课，这门课的精神与《巫师》这本书很接近。我打算将来在中山大学再开一门课，这门课的教材就是《巫师》，这门课的课名也许就是《科幻和奇幻中的物理学与数学》。
最后，我表达一下对本书作者的敬意。查尔斯·阿德勒是一位职业物理学家，专业是光学，在马里兰的圣玛丽学院任教。他毕业于布朗大学，比我小三岁，因此我猜我在布朗大学的时候，他还没有从哪里毕业。写这本书并不容易，有人说我的《三体中的物理学》写起来也很难，这不错，可是我的书一年半载是可以写完的，而《巫师》中的内容大概需要好几年的积累。
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