【明報訪問】通識導賞：物理講師看《天能》 路蘭的逆行世界存在嗎？

感謝明報星期日副刊訪問🙇🏻‍♂️
成個訪問傾咗三個鐘，傾得好開心😆

／／港大理學院助理講師、港台《五夜講場》「真係好科學」主持余海峯（David）這陣子常被朋友催促去看基斯杜化路蘭新戲《天能》，「叫我睇完解畀佢哋聽」。戲中羅拔柏迪臣飾演的Neil chok晒咁講時間如何逆行，咩逆熵，咩逆電子理論，聽David解畫後，理清一點點路蘭用科學概念施的戲法，看你會不會同意他的觀後感，「難明其實與物理學無關」？嗱，純學術討論，爛片好片不屬本文討論範圍，只能夠講科學有趣不輸電影，super。

熵是什麼？

將桌面一粒子彈吸上手掌，戲中科學家沒解釋太多未來科技如何做到「逆熵」，只說「不必試着明白，感受就可以了」。主角試了試，似懂非懂明白動作怪異倒帶，就是逆熵，即時間可以倒流。故事簡單而言就是未來的人想用逆熵在他們的「過去」毁滅世界，主角亦利用時光倒流阻止這個圖謀，而他回到過去的方法，是進入旋轉門逆轉時間方向，即像影片倒帶般，逐秒倒回某時間點行動，所以看到鳥倒後飛，也要戴口罩以免吸入逆流氧氣，再入旋轉門的話，就可把時間扭成順向，如常行動，從過去又逐秒回到現在。

停一停，在你的回憶按個pause。David說：「路蘭蠱惑地混淆了觀眾。」

定義時間的方法

物理上如何定義時間？熵是其中一個方法。「熵（entropy）是一個概念，即這個宇宙會愈來愈凌亂，熵代表有幾凌亂，就像我們面前的辦公桌，不執拾會愈來愈亂，而不會愈來愈整齊，有條法則是熵在封閉的系統不會減少，只會增加，所以物理學家說這是時間的箭頭。如我每隔一段時間為辦公桌拍一張照，即使沒表明時間，你也能排列到哪張是先哪張是後，愈亂就是愈後。」

才不是，你會說，我的桌子每天都很整齊。對，這個法則有個前提，是在封閉的系統裏才會愈來愈亂，一旦清潔阿姐開門執房，就是逆熵。難道阿姐已逆行時空？﹗宇宙冷笑一聲，當然不。「她收拾時也有消耗能量，呼吸、消化食物，會變熱能散失，熱能散失的熵（增）是多於收拾房間的熵（降），所以整體對於宇宙而言，熵仍是增加中。」

執房只是局部的逆熵，「生命亦是逆熵的最好證據，生命是高度複雜而有秩序的排列。有人會說達爾文是錯的，物種不會演化，因為生命突然存在，便違反熵增這個物理定律，這聽上去已不太合理，就如執房，以整個系統而言，熵的總和仍是增加，不會減少，如人死後化為塵土，熵亦會增多」。

熵值減少 時間可逆行？

如此，「子彈回頭，人倒轉行，物理上冇話唔得，局部的熵降低，整個宇宙熵增加都沒有問題」。局部逆熵，不代表時間逆行。但如果整個宇宙熵值減少呢？時間理論上便會逆行。在上世紀90年代以前，科學家確曾為此很苦惱。「宇宙大爆炸的理論說宇宙是無中生有，本身連時間空間都不存在，是突然出現的。科學家曾以為宇宙膨脹會減慢，最後會倒過來塌縮，像氣球不吹就會變小。膨脹時東西愈來愈分散，熵便愈來愈高；宇宙收縮，東西會聚集，熵愈來愈低，如果以熵定義時間，就是在未來某一刻，時間會倒轉方向走。」不過科學家後來發現，宇宙膨脹是加速的，永遠不會返轉頭。

終極武器：反物質炸彈

戲中角色Neil隨口提及一堆物理學名詞，睿智說完Richard Feynman的逆電子理論，又說正反電子相撞會導致「湮滅」（annihilation），實際上是兩種概念。先來點科學ABC：物質由各種元素構成，元素的最基本單位是原子，原子由更基本的粒子組成，即中子、質子、電子。中子與質子組成原子核， 電子則圍繞原子核，形成原子。

逆電子理論描述的是「一粒電子順時間向前行，就等於一粒反電子逆時間向後行」。而湮滅就如其名，「一粒正常的粒子，跟反粒子接觸時會湮滅，變成能量」。但要搞清楚，湮滅所形容的與時間逆行無關，「它是講順行的電子與反電子接觸。而我們的世界沒有逆行的反電子，因為這不是路蘭世界」。

電影內常常提及「鈈」與核武，如果要比較毁滅世界的威力，David說，若利用湮滅製造反物質炸彈，「會勁過所有炸彈，包括核彈、氫彈」。正所謂「核爆都唔割」，核彈被視為終極武器，原理是靠核分裂（nuclear fission）產生能量，「將原子分裂後，原子本身一些質量會不見了，碎片加起來會比原本輕，不見了的質量會變成能量，原子彈就靠這些能量造成爆炸」。而另一種威力強勁的氫彈，則相反靠核融合（nuclear fusion）過程中散失的質量取得能量，即前者是分，後者為合。

核分裂要用比鐵更重的元素，核武國常因各自收起幾多鈾起爭端，鈾與鈈都是會被用作製造核武的元素，「二戰掉在日本的兩個核彈，廣島的用鈾，長崎的用鈈」。至於核融合要用比鐵輕的元素，「宇宙有七成以上元素是氫，地球上最多氫是大海」，因此氫就被用來製核融合彈。

製造反物質彈可行嗎？

但核分裂彈，鈾的原子分裂過程只有0.1%質量轉為能量；氫核融合亦有0.7%。如果是湮滅呢？100%。「湮滅可提取的能量是100%，因為兩粒粒子完全消失，即所有質量消失。」

在現實世界，我們與萬物都由正常粒子組成，反粒子並不存在，但有科學家製造過。那豈不是很危險？另一電影《天使與魔鬼》（Angels & Demons）裏湯漢斯救世界，就是制止那一小瓶反物質碰到正常物質，保護梵蒂岡不被炸掉，「反物質不能碰到容器（正常物質）本身，要用磁場定在中間，所以湯漢斯要在容器無電之前找到它，在天空爆炸」。現實中科學家成功製造過反氫原子（由反電子+反質子組成，氫是最輕元素，沒有中子）及在實驗中發現過反氦核，但反粒子碰到空氣（正常粒子組成）都會湮滅，所以要製造殺傷力大的「反物質彈」，在研究如何砌出質量夠大的反物質前，先要解決儲存問題，「人類的科技還不足以抽出所有空氣造成真空」。有沒有國家在研究，就不得而知了。

祖父悖論

假如時光倒流，過去可被改變？

這個悖論好簡單，假設人類真的有時光機，我回去殺了祖父，我便不會存在，那麼又如何會有去殺祖父的我？「科學家爭論已久，如果人類科技夠進步，是否可以發明時光機？」不止祖父悖論，還有費米悖論（Fermi Paradox），「如果真有時光機，為何我們沒見到在時間旅行的人？」David笑言：「至少我一定會回到過去搞搞震，也有陰謀論說是美國政府掩藏這些人，乜都係話美國政府。」

《天能》裏的金句，What's happened, happened，妄圖改變過去是不可能的，這也有科學家猜想過，如物理學家諾維科夫提出的自洽性原則（Novikov self-consistency principle）：「發明時光機之後，如何避免祖父悖論？其中一個想法跟路蘭說的一致，設想這個宇宙有安全機制，令已發生的事無論如何都會發生，你拿刀想插阿爺也會突然跣倒。」。但這樣想，除了殺阿爺，你甚至不能回到過去踩碎一塊落葉，每一件已發生的事都不能改變的話，即時光機亦是不可能出現的東西。「如果時空旅行可以存在，而宇宙有機制保護阿爺，這機制亦會同時否定時空旅行的存在。」另外又有另一套講法，「如果允許時光機出現，是像隨意門可以行入去的話，科學家計算出可以開到這個洞，但開的時間非常短，沒可能穿過」。再來一個比較不犯駁的科幻電影路數，便是《復仇者聯盟4：終局之戰》的平行時空了，每改變一個決定，都分裂出另一個時空，回過去殺阿爺會分裂出一個沒有「我」的時空，但與本身那個「我」身處的已非同一時空。

相對論、量子力學 界線在哪裏？

話說回頭，逆電子理論不是說同一粒電子順時向前行，同時就會有反電子逆時向後行？電影彷彿將這個情况放大，放在人身上，拍成主角逆時會見到人倒後行的畫面。不過這種「粒子如何，人也必如何」的聯想，科學上其實未解決。這又回到物理學的千古難題，宏觀描述宇宙運行的相對論與微觀粒子特性的量子力學，至今未有人想到兩者如何能夠相容結合。東西有多細才夠微觀，可用量子力學解釋？多大就會跌入相對論的範疇？沒人知道界線劃在哪，如果說有條明確界線也很奇怪，合理設想應是量子力學的效應會逐漸過度至相對論的世界，反之亦然，但說到底，兩者如何相接還是未解得通的問題。

科學未解的難題，正給予路蘭想像空間創作逆行世界，不過David說，「在我們這樣的大尺度，量子效應不存在，因為每粒粒子有量子效應，加在一起會平均了，數學上計得到平均後便沒有量子效應」。科學家仍在繼續研究多「小」才進入量子力學的世界，「有研究量子論的科學家做實驗，將粒子愈砌愈大粒，看什麼時候才沒有量子效應，發現以60個碳原子砌出來的『足球』（Fullerene）都有量子效應」。

電影有無破綻？

David走出戲院，花了些時間想把情節想通，「複雜是因為戲拍得緊湊，剪接多，沒時間讓人細想。車戰那場很複雜很多人，會去想誰向前誰向後，但物理真係唔關事。好多觀眾看科幻電影覺得自己看不明白，以為是不明白科學，其實明物理都不明齣戲」。例如「未來」的主角倒帶退到過去，駛另一架車至車戰現場，反車、起火，主角被救回後，可入旋轉門再把自己的時間扭回順行，但車的殘骸沒人處理，是否一直留到原地，留到馬路都未起好的過去？「這是不是一個bug呢？」但他好像無意為此「燒腦」，反而滿懷興致與記者研究Inception結局那個陀螺，「有篇文話陀螺其實唔係男主角個圖騰，是他老婆的，他的圖騰是戒指﹗」「吓真係？」「你記唔記得老婆在夢中……」／／

異兇間 28 - 海水從何而來(鍾馗) [廣東話]
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喺我地生活嘅地球上，陸地面積只佔地球表面積嘅31%左右，其餘地表全被海洋覆蓋。對於呢片約3.6億平方千米嘅海域，你又了解幾多呢？
海水究竟從何而來？海水為咩系鹹嘅?海底風暴，海底瀑布，海嘯系咩一回事？
從宇宙空間望過去，地球系一個美麗嘅星球,約71%嘅地表都被海水包圍着。面對一望無際嘅海洋，人類不禁會產生一個嘅疑問：咁多嘅海水到底系響邊度黎嘅呢？
對於呢個問題,科學家們歷來爭論唔休。近些年，美國艾奧瓦大學嘅科學家更系提出了一項驚人嘅理論：地球上嘅海水系彗星撞入地球帶來嘅。他們喺對1981-1986年間嘅數千張地球大氣紫外線輻射圖進行仔細研究後發現：喺圓盤形嘅地球圖像上總有一些小黑斑，每個小黑斑大約存喺兩分鐘。經檢測，呢D小黑斑系由一些冰塊組成嘅小彗星闖入大氣層造成嘅。於系他們認為：人類旧时未曾察覺到嘅呢D小冰彗星以每分鐘20顆嘅數量撞入地球大氣層，並且每顆可融化約100噸水。經過幾十億年嘅演變，地球上就形成了海洋。
然而，對於上述理論，一些科學家唔敢苟同。他們堅持認為海水系地球與生俱來嘅，地球從原始星雲中凝聚出來以後，就攜帶者水。這種「初生水」以結構水，結晶水等形式存喺於礦物和岩石中。由於重力嘅作用，岩石間彼此擠壓，水汽被擠出岩石，唔斷累積匯合，最終隨着地震或火山爆發噴出地殼，喺經過降水過程，形成海洋。
但系近嚟科學家發現，火山或地震釋放嘅水並唔系「初生水」而系與雨水性質相同嘅水。這一發現向初生水提出了挑戰。
還有嘅科學家認為，海咸水形成與太陽風有關。太陽風系一種由太陽「刮」起嘅帶點質子流，當它近住地球時，會有少量嘅高能粒子被地磁場捕獲。1861年，一位名叫托韋利嘅科學家經計算得出，地球自形成之處到現喺，已從太陽風中吸收了約1.7×1024克水，如果呢D氫和地球上嘅氧結合，可產生約1.53×1024克嘅水。呢個數字啱乔與地球現金嘅水體總量相近。所以他認為，系太陽風為地球送來了水。但事實系否如此，還有待證實。
至今，人類仍唔能確定海水嘅起源。要揭開呢個謎底，也許還需要很長一段時間

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在我們生活的地球上，陸地面積只佔地球表面積的31%左右，其餘地表全被海洋所覆蓋。那麼，對於這片約3.6億平方千米的廣袤海域，你又了解多少呢？
海水究竟從何而來？海水為什麼是鹹的?海底風暴，海底瀑布，海嘯是怎麼回事？
從宇宙空間看去，地球是一顆美麗的星球,約71%的地表都被海水包圍着。面對一望無際的海洋，人們不禁會產生這樣的疑問：這麼多的海水到底是從哪裏來的呢？
對於這個問題,科學家們歷來爭論不休。近些年，美國艾奧瓦大學的科學家更是提出了一項驚人的理論：地球上的海水是彗星撞入地球帶來的。他們在對1981-1986年間的數千張地球大氣紫外線輻射圖進行仔細研究後發現：在圓盤形的地球圖像上總有一些小黑斑，每個小黑斑大約存在兩分鐘。經檢測，這些小黑斑是由一些冰塊組成的小彗星闖入大氣層造成的。於是他們認為：人類以前未曾察覺到的這些小冰彗星以每分鐘20顆的數量撞入地球大氣層，並且每顆可融化約100噸水。經過幾十億年的演變，地球上就形成了海洋。
然而，對於上述理論，一些科學家不敢苟同。他們堅持認為海水是地球與生俱來的，地球從原始星雲中凝聚出來以後，就攜帶者水。這種「初生水」以結構水，結晶水等形式存在於礦物和岩石中。由於重力的作用，岩石間彼此擠壓，水汽被擠出岩石，不斷累積匯合，最終隨着地震或火山爆發噴出地殼，在經過降水過程，形成海洋。
但是最近科學家發現，火山或地震釋放的水並不是「初生水」而是與雨水性質相同的水。這一發現向初生水提出了挑戰。
還有的科學家認為，海洋的形成與太陽風有關。太陽風是一種由太陽「刮」起的帶點質子流，當它靠近地球時，會有少量的高能粒子被地磁場捕獲。1861年，一位名叫托韋利的科學家經計算得出，地球自形成之處到現在，已從太陽風中吸收了約1.7×1024克水，如果這些氫和地球上的氧結合，可產生約1.53×1024克的水。這個數字恰好與地球現金的水體總量相近。所以他認為，是太陽風為地球送來了水。但事實是否如此，還有待證實。
至今，人類仍不能確定海水的起源。要揭開這個謎底，也許還需要很長一段時間

#平行世界 #量子力學 #多重宇宙
各位大家好，歡迎來到HenHenTV的奇異世界，我是Tommy.
在做了上次的宇宙的起源後，我們來說一下平行世界，因為這都有著密切的關係。在很多的小說，漫畫或是電影裡面都有講到這個平行宇宙的故事，究竟什麼是平行宇宙，而為何會有這個理論呢？如果你是第一次看我的影片，我的頻道主要的題材是稀奇古怪，靈異，外星人，或是一些科學無法解釋的事件，如果你也喜歡這些題材，歡迎你訂閱HenHenTV.
好！我們開始吧。
首先先說平行宇宙的理論是怎樣開始的，這是因為量子力學的其中一個研究而開始，所謂的多重宇宙論Multiverse這個字眼是由哲學家和心理學家威廉詹姆斯，在1895年開始的。但是為什麼一個心理學家會想出這個理論呢？威廉詹姆斯，也被稱之為心理學之父，他本身並不覺得研究心理可以知道人類的心理，所以他終其一生在研究超心理和心理現象，他認為人的精神世界不能用生物學的概念來解釋，可以透過某種現象來領會超越性價值，並強調人還有強大未開發的潛能，他也證明靜坐可以改善自身活力和精神力，和做了靈媒的實證研究，題外話：塞斯書的作者Jane Roberts也曾經收到死後的威廉詹姆斯的信息，透過Jane出版了一本叫『一個美國作家的死後生存：威廉。詹姆斯的世界觀』大家可以找這本書看看。
那一個心理學家想出來的理論，在過後的量子力學得到證實，在科學家每一次研究量子時，它都有不一樣的狀態，而宇宙的全部物質都是量子形成的。因此科學家大膽推測，既然每個量子都有不同的狀態，那麼宇宙就有可能並不只是一個而已，而是由多個類似的宇宙組成。目前很多科學家認為，在我們的世界裡，存在著更高維度的空間，雖然無法進入，但是確確實實的存在，他們做了一個粒子碰撞的實驗，在粒子的加速器裡面，使質子和反質子加速到光速，然後讓它們撞擊著一起，就會產生非常大的能量，粒子憑空消失了，而物質就完全湮滅了。
科學家猜測，透過撞擊而產生非常大的能量，能使粒子進入另外一個維度空間裡，根據愛因斯坦的E=MC2，得知微小的物質乘以光速就會產生巨大的能量。那為何量子力學可以證明平行世界呢？
我們簡單的講一下量子的特性，量子的多態性，一個光子它可以同時存在在多個地方，難道量子是可以分身在不同的地方，量子計算機的一個存儲比特位，同時可以是1又是0，使它的存儲和計算加倍，為何又有1又有0呢？因為在量子力學裡面，輸出態和輸入態都是某一力學量的本征態。如果我們都是量子組成的，那麼是否意味著我們可能存在在不同的維度裡面，只是我們能感知的只有現在的身體呢？
所謂的平行線是這兩條線永遠不會交叉在一起的時候，在另外一個宇宙可能存在著另外一個你在做著不同的東西。雖然無法交叉，但是其實有可能兩條平行線是非常靠近的呢？也有可能其實是圓形的呢？圓形的線也是永遠無法交叉的，於是就有了多重宇宙的理論出來。
我們先來講一個很出名的祖母悖論，假設你回到過去，在你父親還沒出生之前，殺了你的祖母，但是這裡就有個矛盾了。你回到過去殺了你的祖母，祖母死了就沒有你父親，沒有你父親你就不會存在，那怎樣可能有你回到過去殺死祖母呢？這就是祖母悖論的矛盾，那這個矛盾可以用平行世界來解釋，如果你真的可以回到過去殺死你的祖母，你這個世界和祖母死了的世界是不同的，就會產生兩個不同世界在進行著，那祖母悖論就可以解釋得到。
在量子力學的多宇宙論裡面可以這樣理解，如果一件事情的發生率不是等於零，那所有可能的情況都會在不同的平行世界裡面進行。造成歷史的分支，當你回到過去殺死你的祖母，其實你是進入了另外一個平行世界，而那個世界和你的世界不同的地方，就是一個有祖母，另外一個沒有而已。
那平行世界之間會可能有鏈接的機會嗎？有！答案是蟲洞，或叫愛因斯坦-羅森橋，他們倆人在研究引力場的時候，假設黑洞和白洞透過蟲洞鏈接，透過蟲洞可以去到另外一個空間，或是時空旅行，再次先說明在量子學裡面的蟲洞，和通俗講的蟲洞是不同的，量子學裡面的蟲洞是微型蟲洞，而通俗講的蟲洞又名時空洞。
在最新的超炫理論裡面，如果將兩個黑洞糾纏在一起，然後再把它們分離，就可以產生蟲洞，而蟲洞就可以將兩個平行世界的時空信息，用微小粒子互相傳送。
美國麻省理工的宇宙學家馬克思。泰馬克說道：對於我來說最有興趣知道的並不是平行宇宙究竟存不存在，而是究竟有多少種不同的平行宇宙呢？他在2003年寫了關於四種不同的平行宇宙，那就是

第一種：視覺之外
第二種：后暴漲泡沫
第三種：量子力學的多世界解釋
第四種：終極集合
大家如果有興趣，可以去看看這四種不同的平行宇宙論有什麼分別，和怎樣證明它是存在的理論。
假設我們的意識可以經過微小粒子互相傳送，那就用可能因為你的意識而產生了另外一個平行世界，打個比方，如果我非常想去出國讀書，但是到最後我沒有出到國去讀書，但是在另外一個平行世界裡面，我已經在外國讀書並且畢業了。我們也有可能透過夢境，感受得到另外一個平行世界發生的東西，夢其實是人類潛意識的慾望，這種慾望也可能透過微小粒子傳送到另外一個世界，我們要做的事情有限，但是我們想做的事情是無限的，而夢就是一片鏡子，讓我們透過這面鏡子，穿梭去看在不同世界的自己，這個想法看起來很玄，但是這也不是無可能的。
我們來想想看，以後的世界一定會有人發明時空機器，對嗎？經過幾千幾萬年，總有人會發明到吧！那如果真的發明到時光機，那就是說他回到的過去和我們現在是在不同的時間，或是不同的維度。這樣解釋平行宇宙你可以接受吧？
人生中都充滿了不同的選擇和交叉的抉擇，需要我們深思然後做出不同的選擇，但是無論怎樣選擇，你都會得到一些東西，也失去一些東西，就是因為這樣的不確定，才能讓人生處處存有驚喜，就是因為錯過，才會學會珍惜，平行世界是否存在其實還沒有人能夠證明，就算證明了又如何，你只是可以窺望那個做出不同選擇的自己經歷不同的事情而已，不如好好的選擇現在的自己，珍惜自己擁有的一切和愛護身邊的人。
好啦！今天的影片就到這裡，雖然這次的影片我花了將近兩個星期來準備，不過寫出來的東西我也蠻滿意的，希望透過這個影片，讓你們可以了解平行世界。如果你喜歡這個影片，記得分享給你的朋友看，也記得訂閱HenHenTV的時間，打開旁邊的小鈴鐺，和關注我的Fb，B站和Instagram. 接下來要做的影片，給大家投投票：
1， 金字塔的實驗
2， 魔法書和魔法陣
3， UFO和五十一區（羅斯威爾事件，暗網的機密文件）
最高票的我就會先拍那個主題。好啦！我們下個奇異世界見！Bye Bye