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為什麼時間只有方向性

發布時間: 2024-10-26 22:59:06

1. 時間流逝為什麼只能是單向的

盡管我們都認為時間正在流逝,並且是只能朝一個方向,但時間的最神秘之處就在於,為什麼它只有這一個方向?

現代科學認為,時間是物質的三維運動對我們大腦影響形成的,只有物質和空間的存在,時間才能演化。時間是永不停頓的大自然節拍器,為每一個事件留下印記。

如果要某個人挑出時間有別於空間的最特別的性質,他首先可能舉出時間會流逝,其次可能會說,時間只能單向流逝而不可逆轉。

雖然許多物理定律對時間的過去和未來的方向未作區分,但從我們日常體驗來說,時間是有方向的、是在向前演化的,畢竟我們看到孩子在一天天成長,樹苗在一天天長高。

這也可以用來解釋熱力學時間箭頭的存在。宇宙在開始的時候呈現能量的高度有序狀態,隨時間變得越來越無序。所以,我們對時間的主觀感受應當是沿著這一方向,宇宙正在不斷膨脹,而不是取相反方向。

終極而言,宇宙的未來將是萬物越來越冷寂,直到時間停止。因為已無足夠的活動可以讓可測量的時間繼續前進。更准確地說,時間將走向終點,但作為一個無限的過程,它永遠不會真正抵達終點。

用數學的語言說,時間將無限趨近於終點,但永遠不會真正終止。宇宙的熵是一條單向道,就是時間箭頭的來源。

四、因果不對稱性

所謂“因果不對稱性”(Causal asymmetry),也是一種時間箭頭,方向從原因到結果的單向性。

因果不對稱性的特徵顯示,時間沿著一個方向前進總是比另一個方向更復雜、更困難,甚至根本不可能。例如,氣象工程師利用今天的天氣信息資料或數據可以較為精確地預測未來一周的降水幾率。但要他根據同樣的數據反推過去一周的降水情況,其難度大到幾乎做不到。

因此就有學者認為,因果不對稱性就是時間單向性的基本特徵。物理學家愛丁頓(Arthur Eddington)就主張,因果不對稱性決定了時間維度只能朝一個方向前進(先有因,後有果),而朝後(先有果,再有因)則無法實現。

五、結束語

我們對時間已有的種種認知可以確認,時間維度只能朝單一方向。如果時間反轉,意味著無序程度隨時間而開始減小,無序逐漸變成有序,就會出現奇幻的場景:破碎的杯子自發地復原,記住了明天的股票價格就可以在今天的股市中大發橫財。顯然,這些都不會發生。

至於有部分學者認為,在特定條件下量子計算中的因果不對稱性會消失,等於說時間可以不存在或者時間箭頭可以反轉。但這種純理論的概念是否正確,在學界存在較大爭議,並不能等同到現實世界。

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