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時間的線性與熱力學第二定律:熵的變化與時間箭頭

更新時間:2024-07-22 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

在有關(guān)“時間”的所有隱喻中,最恰當?shù)哪^于潺潺的河水。正如黃河之水攜泥沙直奔大海,時間也承載著世間萬物,不斷向著某個終極“節(jié)點”演化,如樹木的枯榮與繁茂,人的誕生與衰落。換言之物理學家卡洛,人們普遍認為時間是線性的,就像一根被雙手撐開的繩子。左端代表“過去”,屬于“大爆炸”和恐龍時代;右端代表“未來”,屬于“人工智能時代”或曠日持久的太空殖民戰(zhàn)爭。今天的人們也正站在這根繩子的某個節(jié)點上,緩緩向右端移動。QjM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

熱力學第二定律指出,任何孤立系統(tǒng)的熵(S)都不會隨時間減少,也就是說熵的變化不可能為負值。因此,科學家們獲得了一個“時間箭頭”,讓他們可以賦予時間一個正方向貝語網(wǎng)校,即“時間向熵增加的方向流動”。從人們的日常生活經(jīng)驗到熱力學第二定律,顯然時間的“線性”是毋庸置疑的。然而,意大利理論物理學家卡洛·拉維利(Carlo)在倫敦皇家學會的一次演講中聲稱,時間并不是線性的而是離散的,時間中發(fā)生的事件并不是線性排列的,而是相互錯綜復雜、相互聯(lián)系的。他的觀點挑戰(zhàn)了人們關(guān)于時間的常識。QjM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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卡洛·羅韋利開門見山地說,宇宙中時間并不是以恒定、均勻的速度流逝的。當時間處于強大的引力場中時,其流逝速度會減慢。比如,一個人把兩個顯示相同時間的時鐘分別放在黑洞附近和地球表面。黑洞附近的時鐘只走了1秒,而地球上的時鐘早已老化報廢。基于此,卡洛·羅韋利認為,“現(xiàn)在”是人們的一種幻覺。人們并不與任何人共享某個“現(xiàn)在”的時刻,即使某人A和某人B坐在對面,因為光從B傳到A需要一點時間物理學家卡洛,所以A只能看到“過去”中的B。QjM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

熱力學第二定律為“時間”確立了一個發(fā)展方向,仿佛時間是沙漏里的沙子,受重力影響,從“過去”落向“未來”。但卡洛·羅韋利認為,熱力學第二定律為“時間”概念提供的基礎(chǔ)并不牢固。人們從無序的混沌狀態(tài)中尋找秩序,而這種秩序往往存在于觀察者的眼中,或者說,“秩序”取決于人們描述系統(tǒng)的方式。QjM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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更讓人吃驚的是,卡洛·羅威利提出了一個假說,即時間不是線性的而是離散的,不是連續(xù)的而是量子的,這個假說可以總結(jié)為三點:第一,存在一個最小的時間量,并且這個時間量的單位不是無窮小的;第二,和其他事物一樣,時間也具備量子屬性,就像在量子世界中經(jīng)常發(fā)生的那樣,可能存在時間流逝的概率分布;第三,基于第二點,事件的細節(jié)并不是線性排列、一個接一個發(fā)生的,而是相互混淆、相互聯(lián)系的。卡洛·羅威利自嘲地表示,這個假說目前還不具備說服力——他的研究工作還沒有完成——如果教科書收錄并解釋他的假說,那就不一樣了。QjM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在思想的時空中,光的蹤跡不是一條直線,而是一個不斷增長的圓錐體。正圓錐體里是“過去”,倒圓錐體里是“未來”。兩個圓錐體的尖端匯聚在“現(xiàn)在”這個點上。換句話說,“過去”和“未來”之間沒有界線,只有更多的時間。QjM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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問答:你認為人類能實現(xiàn)“時間旅行”嗎?歡迎留言討論。QjM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(本賬號主要關(guān)注前沿科技、歷史文物、趣聞軼事、人物評價等內(nèi)容,希望大家關(guān)注并訂閱,謝謝!)QjM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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