剧透指数：★★☆☆☆

　　虽然剧透了一个还算重要的点

　　但相信我

　　知道了再去看电影，体验更佳

　　如何才能预知未来？去成为一个理论物理学家吧。

　　不，我丝毫没有在开玩笑。理论物理学家是最接近在严格意义上预知未来的人，甚至可以说，这就是他们的毕生事业。虽然在我们的世界中，这个事业还属于起步阶段；但刚刚上映的电影《降临》里，军方找来的两个专家：一个是语言学家，另一个是理论物理学家。这真不是偶然。

　　不过因为小说改编的原因，电影里艾米·亚当斯饰演的语言学家成了毫无疑问的女主角，而杰瑞米·雷纳饰演的理论物理学家则几乎变成了龙套，虽然也对推动剧情做出了一点微小的贡献，但和物理学已经没什么关系了。

　　作为理论物理学家的男主其实真的不是龙套。图片来源：《降临》剧照

　　随之而来的结果就是，很多观众表示并没有看懂这部电影……

　　此前编剧委屈地说“如果把理论物理的戏份都留着，那就变成了一个TED演讲大集合了”。毕竟拍电影砸了那么多钱，谨慎一点儿可以理解。不过我们写文章不用雇大牌影星，顶多买几杯咖啡，所以电影不敢做的事情我们就来讲讲吧：

　　这个理论物理学家，

　　到底是干什么去的？

　　（以下要开始剧透了哦！）

　　希罗的证明：

　　光能知道未来吗？

　　《降临》描述的是和外星人初次接触的故事，但故事的重点放在了人类学习外星人的语言上。神奇的是，当女主学会了外星语言之后，她也获得了一种看见未来的能力——只是，她没有像很多片子那样去改变未来，而是以自己的行动令所看见的未来成了现实。

　　外星人七肢桶使用的语言。

　　，这件事情我们不在这篇文章里说（想看的戳左边超链接）。我们要说的是，j2直播，按照原著小说设定，看见未来这件事情，其实完全是归理论物理管的。

　　恰恰是在这里，物理学出现了一个一般人并不知道的微妙之处。

　　大部分理论物理学的研究，本质上都是预测未来：已知一个物理系统的初始状态，然后利用理论去推演它未来的发展趋势。例如，已知一束光沿着60度角照在一面镜子上，未来会发生什么呢？很简单，根据几何光学的反射定律，出射角等于入射角，所以光会沿着60度角反射出去。因为中学考试要考，所以每个人都不得不虔诚地接受这个定律的设定，不敢有丝毫质疑。

　　几何光学的反射定律，出射角等于入射角。

　　可是你有没有想过，为什么反射定律必须是这个样子？

　　古希腊数学家希罗对此曾经给出过一个奇怪的证明。（放心，这个证明十分简单，不要被字母吓到了。）希罗相信，“大自然没有废物”。因此，当一束光从A处出发，通过镜面反射到达C处时，它所走过的路一定是所有路径当中路程最短的那一条。而满足“反射角等于入射角”的那条路，恰恰是其中最短的路。

　　希罗用“最短路径”证明反射定律。图中|AB|+|BC|<|AB'|+|B'C|，|AB|+|BC|<|AB''|+|B''C|，|AB|+|BC|是从A到C的最短路径。

　　希罗的证明有三处诡异的地方。

首先，他似乎认为光在从A点出发的时候，就已经预知了自己的目的地是C点。

其次，光好像自带人工智能算法，不用分析大数据就能自动找到通向C点的最短路径。

最后，光好像拥有一种“坚定的信念”，出门时一定要走最短的路，一点儿冤枉路都不愿意走。

　　再细想的话，这看起来简直是一种循环论证。一开始，我们利用光的反射定律预言光将要向哪里去。紧接着，希罗就假设了光已经知道自己要向哪里去，然后通过“选择最短路径”，证明了反射定律。这就等于预先知道了结果，反过来通过结果证明形成结果的原因，这哪里是逻辑，分明是玄学。