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时间的线性与热力学第二定律:熵的变化与时间箭头

更新时间:2024-07-22 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

在有关“时间”的所有隐喻中,最恰当的莫过于潺潺的河水。正如黄河之水携泥沙直奔大海,时间也承载着世间万物,不断向着某个终极“节点”演化,如树木的枯荣与繁茂,人的诞生与衰落。换言之物理学家卡洛,人们普遍认为时间是线性的,就像一根被双手撑开的绳子。左端代表“过去”,属于“大爆炸”和恐龙时代;右端代表“未来”,属于“人工智能时代”或旷日持久的太空殖民战争。今天的人们也正站在这根绳子的某个节点上,缓缓向右端移动。Iuj物理好资源网(原物理ok网)

热力学第二定律指出,任何孤立系统的熵(S)都不会随时间减少,也就是说熵的变化不可能为负值。因此,科学家们获得了一个“时间箭头”,让他们可以赋予时间一个正方向贝语网校,即“时间向熵增加的方向流动”。从人们的日常生活经验到热力学第二定律,显然时间的“线性”是毋庸置疑的。然而,意大利理论物理学家卡洛·拉维利(Carlo)在伦敦皇家学会的一次演讲中声称,时间并不是线性的而是离散的,时间中发生的事件并不是线性排列的,而是相互错综复杂、相互联系的。他的观点挑战了人们关于时间的常识。Iuj物理好资源网(原物理ok网)

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卡洛·罗韦利开门见山地说,宇宙中时间并不是以恒定、均匀的速度流逝的。当时间处于强大的引力场中时,其流逝速度会减慢。比如,一个人把两个显示相同时间的时钟分别放在黑洞附近和地球表面。黑洞附近的时钟只走了1秒,而地球上的时钟早已老化报废。基于此,卡洛·罗韦利认为,“现在”是人们的一种幻觉。人们并不与任何人共享某个“现在”的时刻,即使某人A和某人B坐在对面,因为光从B传到A需要一点时间物理学家卡洛,所以A只能看到“过去”中的B。Iuj物理好资源网(原物理ok网)

热力学第二定律为“时间”确立了一个发展方向,仿佛时间是沙漏里的沙子,受重力影响,从“过去”落向“未来”。但卡洛·罗韦利认为,热力学第二定律为“时间”概念提供的基础并不牢固。人们从无序的混沌状态中寻找秩序,而这种秩序往往存在于观察者的眼中,或者说,“秩序”取决于人们描述系统的方式。Iuj物理好资源网(原物理ok网)

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更让人吃惊的是,卡洛·罗威利提出了一个假说,即时间不是线性的而是离散的,不是连续的而是量子的,这个假说可以总结为三点:第一,存在一个最小的时间量,并且这个时间量的单位不是无穷小的;第二,和其他事物一样,时间也具备量子属性,就像在量子世界中经常发生的那样,可能存在时间流逝的概率分布;第三,基于第二点,事件的细节并不是线性排列、一个接一个发生的,而是相互混淆、相互联系的。卡洛·罗威利自嘲地表示,这个假说目前还不具备说服力——他的研究工作还没有完成——如果教科书收录并解释他的假说,那就不一样了。Iuj物理好资源网(原物理ok网)

在思想的时空中,光的踪迹不是一条直线,而是一个不断增长的圆锥体。正圆锥体里是“过去”,倒圆锥体里是“未来”。两个圆锥体的尖端汇聚在“现在”这个点上。换句话说,“过去”和“未来”之间没有界线,只有更多的时间。Iuj物理好资源网(原物理ok网)

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问答:你认为人类能实现“时间旅行”吗?欢迎留言讨论。Iuj物理好资源网(原物理ok网)

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