“时间的箭头”的表观存在是现代物理学中最伟大的未解之谜之一,所以这个问题的简短答案是“我们不知道”。但有时,过程比结果更有趣。
我们能回忆起过去,但我们对未来一无所知。原因总是导致结果,而不是反过来。有些事情你可以轻易做到,比如打碎一个鸡蛋或烧毁一本书,但你无法反向进行。
时间的箭头
这种现象被称为“时间的箭头”,它的存在一直困扰着科学家和哲学家。最令人沮丧的部分是,表面上看,我们的物理学定律在时间上是可逆的——方程本身并没有什么坚持认为时间只能朝一个方向流动。
例如,如果我录下自己把球扔向空中然后接住,然后把录像放给你看,你可能无法分辨我是正常播放还是倒放。我们的引力理论,以及引力本身,似乎并不在意时间。然而,我们都感觉时间总是在向前流动。
时间的幻觉
一种可能的解释是时间是一种幻觉。它可以从过去流向未来,或从未来流向过去(或完全静止)。我们感知到的时间实际上是意识的产物。我们的大脑需要一种方式来组织不断轰击我们的混乱感官信息,并为每一种感觉加上时间戳,这样我们才能生存和运作。
然而,整个宇宙似乎都有一个在人类产生意识并开始观察它之前很久就存在的具体过去,如果时间仅仅是为了方便而存在,那么宇宙就没有必要以这种方式组织自己。
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走向未来
另一种解释是时间确实存在,而我们以及其他一切都被迫朝一个方向前进——走向未来。这样因果关系就能得以保持。如果我们允许时间旅行,那么结果可能会出现在原因之前,而构成物质宇宙基础的逻辑联系就会瓦解。
如果时间可以朝任何方向移动,那么就会出现无数的悖论。物体可能会在被击中之前移动。人们可能会复活。你可能会杀死你自己的祖父母(这意味着你将不复存在,因此也无法回到过去采取行动)。然而,这种“时序保护猜想”超出了物理学的范畴,我们(除了通过直接经验)没有办法检验它。
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宏观系统
所以,或许时间的箭头有一个解释。一个有趣的可能解释是,虽然物理学在微观或力学层面上不关心时间,但在复杂的宏观系统中,它确实关心时间。想象一下,你把一杯咖啡打翻在地,咖啡杯碎成百万片,咖啡洒得到处都是。世界上没有任何东西能阻止你一丝不苟地找回每一片咖啡杯碎片和每一滴咖啡,然后将它们重新组合起来。
这仅仅是需要巨大的工作量。所以,虽然物理定律并没有禁止你找回你的咖啡,但这只是因为太困难和复杂,不值得付出努力。烧毁的书籍或其他任何宏观系统也是如此。
热力学中的熵
这与“熵”的热力学概念有关,这个概念与日常理解的“混乱”非常松散地相关。我们从热力学中知道,在封闭系统中,熵总是会增加。一本烧焦的书比一本未烧的书有更高的熵,而放在桌子上的一只咖啡杯比一只碎成百万片的咖啡杯的混乱程度要低。
由于熵总是增加,而时间总是在向前流动,两者之间可能存在联系。毕竟,这是物理学中唯一一个出现具体“时间的箭头”的严肃领域。但尽管有这种联系,物理学家们仍然未能弄清更多细节或解释这种联系是如何工作的。时间的流逝是否真的取决于这种统计热力学过程,如果是的话,这种联系如何扩展到我们对时间的箭头的整个理解中?
这些都是悬而未决的问题。也许有一天,在未来,我们会找到答案。
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