李笑来 和时间
0 2022-03-25
我们通常所说的「时间」,尤其是时间的方向性,它本身是一种热力学现象。
热力学第二定律告诉我们,孤立系统的熵始终会增加。这个「熵增加的方向」就是时间要去的方向。这一定律带来了一个时间方向上的不对称性,这是在经典力学的框架下前所未有的事情。当一个苹果从树上落到牛顿的头上时,牛顿还可以把这个苹果以砸到他头顶的速度反向往上抛起,这个苹果应该可以恰好碰到它掉下来的地方——这样一个过程就好像是把刚才的录像倒过来播放了,但整个过程非常合理,没有违背牛顿定律的地方,换句话说,经典力学是一个满足时间反演对称性的理论。然而热力学第二定律打破了这种对称性,时间朝着熵增加的方向流逝,「时间箭头」就出现了。还是用苹果的例子,当苹果成熟而下落时,除了一个纯粹的力学问题,还有一个涉及热力学的问题,苹果的果梗与枝条间的连接断开了,这一过程让系统有了更多可能的状态,系统的熵增加了。这样的一个过程是不可逆的,我们没办法把果梗与枝条之间断开的部分连接起来并还原成一开始的状态。
为此,玻尔兹曼提出了考虑分子碰撞的输运方程(玻尔兹曼方程)。但这一方程中的「碰撞」并不是实实在在的原子或者分子的直接碰撞,而是考虑概率分布函数的演化。例如当粒子全部集中在空间某处时,这对应于一个方差很小的概率分布,而如果粒子在空间中分布很均匀,那么就对应一个均匀分布的分布函数。这是在量子力学被提出来以前,人类提出的第一个涉及到「概率」随时间演化的方程。玻尔兹曼希望可以通过这一方程,解决热力学第二定律所带来的「时间箭头」问题,但是玻尔兹曼的尝试最终失败了。近年来,科学家们也开始尝试量子纠缠有关的熵的问题解释时间的方向,在这种解释中,整个宇宙可以看成是始终处在一个量子纯态当中,但任何一个系统由于其与环境的纠缠导致退相干,系统局域的「熵」于是就不断增加,热力学第二定律和「时间箭头」也因此形成了。
时间这个词只是我们人类在历史演化中所演化出来的词,在宇宙中可能更本不存在时间这一说。
如果我们一开始没用时间来描述一个事物的长久,那么我们自然也就不会有时间这一说了,这些都是人类自我创造出来的。
而为什么我们会有时间一说呢,因为我们人类感知了事物每天在变化,所以我们觉得有一个东西在影响,那就是时间,如果宇宙中没有像我们人类这样有意识的生命,那么时间这个东西就没有了意义,因为它本身就不存在。
因为宇宙有它自己的发展法则,所以它变化,而地球上有生物,生物在进化,也是因为地球有符合产生生命的条件,而这个条件可能就是宇宙中无数法则中的一条,地球上生命的进化也是因为地球有地球的规则,但是要符合宇宙中生物进化的法则,所以有了我们人类的到来。
至于这些宇宙中的真理法则,我们可能永远无法证实,因为无从验证。只能靠经验得知。
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