目錄
1. 起源
2. 時(shí)間之箭
3、電源系統(tǒng)
4.波動(dòng)定理
5. 大爆炸
6. 編輯推薦
7、百科項(xiàng)目志愿者招募
洛斯米特悖論，也稱為可逆性悖論、不可逆性悖論，或反對(duì)從時(shí)間對(duì)稱動(dòng)力學(xué)中推導(dǎo)出不可逆過(guò)程是不可能的。 這使得（幾乎）所有已知的低級(jí)基本物理過(guò)程的時(shí)間反轉(zhuǎn)對(duì)稱性與從描述宏觀系統(tǒng)行為的熱力學(xué)第二定律推斷的任何努力相矛盾。 這兩個(gè)原理在物理學(xué)中都很成熟，有堅(jiān)實(shí)的觀測(cè)和理論支持，但它們似乎相互沖突，從而產(chǎn)生了一個(gè)悖論。
起源
約瑟夫的批評(píng)是由玻爾茲曼 H 定理引發(fā)的，該定理使用動(dòng)力學(xué)理論來(lái)解釋當(dāng)氣體分子碰撞時(shí)理想氣體的熵從非平衡狀態(tài)增加。 1876年，有人指出，如果一個(gè)系統(tǒng)從時(shí)間t0到時(shí)間t1再到時(shí)間t2的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致H隨時(shí)間穩(wěn)定減?。卦黾樱敲矗ㄟ^(guò)反轉(zhuǎn)所有速度，發(fā)現(xiàn)在t1時(shí)還有另外一種系統(tǒng)允許的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 在這種狀態(tài)下，H肯定會(huì)增加。 這揭示了玻爾茲曼的關(guān)鍵假設(shè)之一 - 分子混沌，或 ()，其中所有粒子速度完全不相關(guān)，并且不遵循牛頓動(dòng)力學(xué)。 人們可能會(huì)斷言潛在的相關(guān)性沒(méi)有吸引力，因此決定忽略它們； 但這樣做時(shí)熱力學(xué)第二定律的微觀解釋，人們改變了概念方案，通過(guò)這一特定的動(dòng)作注入了時(shí)間不對(duì)稱的元素。
可逆運(yùn)動(dòng)定律無(wú)法解釋為什么我們的世界此刻處于相對(duì)較低的熵狀態(tài)（與宇宙熱寂的平衡熵相比），并且在過(guò)去一直處于更低的熵狀態(tài)。
洛斯米特之前
1874 年，即洛斯米特發(fā)表論文的兩年前，威廉·湯姆森針對(duì)時(shí)間反轉(zhuǎn)反對(duì)意見(jiàn)對(duì)熱力學(xué)第二定律進(jìn)行了辯護(hù)。
時(shí)間之箭
任何在時(shí)間正向方向上定期發(fā)生但很少或從不在相反方向上發(fā)生的過(guò)程（例如孤立系統(tǒng)中熵的增加）定義了物理學(xué)家所謂的自然界時(shí)間。 時(shí)間之箭。 該術(shù)語(yǔ)僅指對(duì)時(shí)間不對(duì)稱性的觀察； 它并不意味著對(duì)這種不對(duì)稱性的解釋。 洛斯米特悖論相當(dāng)于這樣一個(gè)問(wèn)題：在給定時(shí)間對(duì)稱性的基本定律的情況下，如何存在熱力學(xué)時(shí)間箭頭？ 因?yàn)闀r(shí)間對(duì)稱性意味著對(duì)于任何遵循這些基本定律的過(guò)程，看一看似乎是向后播放第一個(gè)過(guò)程的電影的反轉(zhuǎn)版本將符合相同的基本定律，甚至如果選擇系統(tǒng)的初始狀態(tài)是從系統(tǒng)所有可能狀態(tài)的相空間中隨機(jī)選取的（兼容）。
雖然物理學(xué)家描述的大多數(shù)時(shí)間箭頭被認(rèn)為是熱力學(xué)箭頭的特殊情況，但也有一些被認(rèn)為是無(wú)關(guān)的，例如宇宙學(xué)時(shí)間箭頭，它基于宇宙正在膨脹而不是收縮的事實(shí)。 ，粒子物理學(xué)中的一些過(guò)程實(shí)際上違反了時(shí)間對(duì)稱性，而它們遵循稱為 CPT 對(duì)稱性的相關(guān)對(duì)稱性。 就宇宙學(xué)箭頭而言，大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為，即使宇宙開(kāi)始收縮，熵也會(huì)繼續(xù)增加（盡管物理學(xué)家托馬斯·戈?duì)柕略岢鲆粋€(gè)模型，其中熱力學(xué)箭頭將在現(xiàn)階段逆轉(zhuǎn)）。 在粒子物理學(xué)中，時(shí)間對(duì)稱性被破壞的情況很少發(fā)生物理資源網(wǎng)，并且已知只涉及幾種類型的介子粒子。 此外，由于 CPT 對(duì)稱性，時(shí)間方向的反轉(zhuǎn)相當(dāng)于將粒子重命名為反粒子，反之亦然。 因此，這不能解釋洛斯米特悖論。
電源系統(tǒng)
當(dāng)前對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的研究提供了從可逆系統(tǒng)獲得不可逆性的可能機(jī)制。 其核心論點(diǎn)基于這樣的主張：研究宏觀系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的正確方法是研究與微觀運(yùn)動(dòng)方程相對(duì)應(yīng)的傳遞算子。 因此，有人認(rèn)為傳遞算子不是一元的（即不可逆的），而是特征值嚴(yán)格小于1； 這些特征值對(duì)應(yīng)于衰減的物理狀態(tài)。 這種方法充滿了各種困難； 它只適用于少數(shù)完全可解的模型。
研究耗散系統(tǒng)的抽象數(shù)學(xué)工具通常包括混合物的定義、行走集和經(jīng)驗(yàn)理論。
波動(dòng)定理
處理洛斯米特悖論的一種方法是波動(dòng)定理，由 Denis Evans 和 Debra 啟發(fā)式導(dǎo)出，該定理給出了遠(yuǎn)離平衡的系統(tǒng)的耗散函數(shù)（通常表示類似熵的性質(zhì)）采用 a 的概率的數(shù)值估計(jì)。一定時(shí)期內(nèi)的特定值。 [4] 這一結(jié)果是在精確的時(shí)間可逆動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)方程和普遍因果命題下獲得的。 根據(jù)動(dòng)力學(xué)是時(shí)間可逆的這一事實(shí)，可以推導(dǎo)出波動(dòng)定理。 該定理的定量預(yù)測(cè)已在 Edith M. 等人使用光鑷儀器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。 在澳大利亞國(guó)立大學(xué)。 該定理適用于瞬態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)最初可能處于平衡狀態(tài)，然后離開(kāi)平衡狀態(tài)（如等人的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)）或處于某些其他任意初始狀態(tài)，包括向平衡松弛。 對(duì)于始終處于非平衡穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng)熱力學(xué)第二定律的微觀解釋，也會(huì)產(chǎn)生漸近結(jié)果。
在波動(dòng)定理中，有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)與悖論的構(gòu)建方式不同。 考慮的是觀察單個(gè)軌跡的概率，這類似于研究觀察相空間中單個(gè)點(diǎn)的概率。 在這兩種情況下，概率始終為零。 為了能夠有效地解決這個(gè)問(wèn)題，必須考慮相空間小區(qū)域內(nèi)一組點(diǎn)或一組軌跡的概率密度。 波動(dòng)定理考慮了最初位于相空間無(wú)窮小區(qū)域的所有軌跡的概率密度。 這直接導(dǎo)致在正向或反向軌跡集中找到軌跡的概率，這取決于初始概率分布和系統(tǒng)演化過(guò)程中所做的耗散。 正是這種方法上的關(guān)鍵差異使得波動(dòng)定理能夠正確地解決這個(gè)悖論。
大爆炸
處理洛斯米特悖論的另一種方法是將第二定律視為一組邊界條件的表達(dá)，其中我們的宇宙時(shí)間坐標(biāo)的起點(diǎn)是低熵的：大爆炸。 從這個(gè)角度來(lái)看，時(shí)間之箭完全由遠(yuǎn)離大爆炸的方向決定，假設(shè)具有最大熵大爆炸的宇宙將沒(méi)有時(shí)間箭頭。 宇宙膨脹理論試圖解釋為什么早期宇宙的熵如此低。
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