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为什么时间箭头会单向

发布时间: 2022-11-03 12:45:45

Ⅰ 为什么时光不能倒流

人们曾提出过许多种解释,其中大部分围绕着这么一个中心:时间箭头本质上是由熵的增加而产生的。熵,粗略地讲,是系统的无序程度。熵是不对称的。这是热力学第二定律。我们知道任何足够大的系统经过足够长的时间其熵的总和一定是增加的——它会从一个状态变为一个更加无序的状态。

假设你先在瓶子里装一半盐,再把另一半填满胡椒粉。一开始是清晰分明的两层东西。但你只要移动或者晃动瓶子,盐和胡椒就会混合从而变得无序。这就是熵。而且因为它是一个单向过程,许多物理学家认为是它决定了时间箭头的方向。

但是这个理论有两个缺陷:第一是熵有上限——你的盐和胡椒瓶最后会达到一个最无序态,也就是无论你再怎么摇晃,它们都不会更加混合了。第二,为了观察熵的增加,首先你要确定一个初始状态——就是盐和胡椒的初始状态。要是拿我们的宇宙作例子,那就得仔细想想了——一个高度有序的初始状态是几乎不可能的。

Ⅱ “回到过去”是人类的痴心妄想,科学家说“时空”只是一条单行道

1930年,伟大的逻辑学家和数学家 哥德尔 提出:“ 不可能证明所有真的陈述”

这个定理也适用于时空理论,因为在漫无边际的宇宙中,有很多东西真的不能用数学和物理来说清楚。

随后,哥德尔又发现了宇宙中存在着基于广义相对论的新的时空架构, 从而提出一个与时空密切相关的几何概念—— 度规

度规是认识宇宙时空几何构造的经典真言,也是解读狭义相对论中诸多异象的密码,更是通向广义相对论世界的必经之门。

在广义相对论中,描述时空弯曲的曲率就是用 度规 的分量随位置的变化来计算的, 哥德尔由此证明出了时空中的一些路径可以形成闭合的回路。

这就表明了当前的物理学定律允许我们在时空里旅行。

理论上来说,穿越时空去未来或回到过去都是可行的,但现实却是:我们只能去未来,而无法回到过去。

那么,过去和未来都是时间流逝的方向,为什么时间会呈现单向性呢?

首先,时间有个“奇怪”的现象:时间流逝的方向和宇宙膨胀的方向一致,且都为正向。

再者,我们的宇宙受因果规律支配,即一个事件(空间和时间的标度)的发生必须有“前因”才能产生“后果”。这也决定了时间的方向不能为负。

还有,我们要感谢爱因斯坦,因为在一百多年前,他提出了相对论理论,并将时间轴加入三维空间,形成所谓的四维时空,为时空穿越理论提供了可能。

“惯性质量=引力质量”。(这里的等号代表“等效”)

根据爱因斯坦的狭义相对论,当物体的移动速度越接近光速,那么时间的膨胀效应就会越发明显。也就是说 速度越快,时间流逝得越慢 ,即所谓的钟慢效应。

我们可以做个假设,当你乘坐宇宙飞船以接近光速的速度飞行时,相对于在地球上的观察者来说,你的时间流逝接近于停止。

当地球上的观察者度过了几年之后,你只是经过了很短的一段时间。于是当宇宙飞船回到地球的时候,就等同于你穿越到了观察者的未来。

再者,根据爱因斯坦的广义相对论来说,在大质量物体(即强大的引力场)作用之下,时空结构会发生弯曲,时间的流逝也会变慢。也就是说 引力越大,时间流逝得越慢

举例来说,有两只一模一样的钟,一只摆放在引力较强地方,另一只摆放在引力较弱的地方。之后你会发现,在引力较强处的钟,走得要比另一个慢。

若从引力强的地方回到引力弱的地方,也等同于发生了穿越时空的事件。

在数学上,通过计算,当物质的速度超过光速时,是可以使时间倒流的,即负时间流逝。

并且广义相对论也衍生出了“虫洞”的概念,那么通过 连接两个不同时空的狭窄隧道(虫洞),理论上也是可以回到过去的。

但是,这两个可能都被我们宇宙的存在法则给“否决”了。

在宏观尺度里没有任何物体的运动速度会超过光速,因为根据狭义相对论的质能方程E=mc²,速度越高,能量越大。但光速是我们宇宙中的速度极限,一旦超过光速,那么,能量也将趋于无穷大。

然而在我们的宇宙中,无穷大便代表不存在。

虽然“虫洞”是超光速旅行和回到过去的热门候选方法,也是科幻小说中长盛不衰的话题。但是“虫洞”仅在微观尺度上的量子真空中才会不断出现并迅速消失。

因此,这样的“虫洞”十分微小,并且在它短暂的“生命”中,可能连基本粒子都无法通过。

目前仅有3个公认的超光速现象存在:

1、宇宙诞生之初,经历过超光速的暴涨;

2、量子遂穿速度,记得有实验测得超过了5倍光速;

3、量子纠缠感应的速度,有实验证实大于10000倍光速,理论上是无穷大的。

虽然这些超光速现象与狭义相对论并不矛盾,但是却无法传递有效信息。因此我们并不能借助这些现象来完成时空穿越。

被称为“老师的老师”的物理学家 费曼 对“负时间流逝”的解释为:

普通物质在正时间流逝方向的空间里存在,而反物质在负时间流逝方向的空间里存在。

费曼的这个理论是说,所有的普通物质(包括人类),终有一天都会变成反物质,然后沿着时间倒流往回走。

举例来说,普通物质携带的电子是负电荷的,而反物质携带的是正电荷的(正电子)。当两者相遇时,会导致湮灭以并释放出高能光子。

“它们并没湮灭对方,其实它们原本就是同一物。”

反物质就像镜子里的你,什么都和你相反,却和你一模一样。

正反物质的湮灭,其实就是普通物质在时间的方向上转了一个弯,向反方向行进(变成了反物质)。

在费曼图里,我们可以看到电子e-在我们所看到的湮灭点后,变成了正电子e+,然后逆流远离湮灭点。

所以我们在正时间方向下看到的正反物质的湮灭,其实就是物质的”生命倒带“。普通物质的”生命结束“就是它变成反物质的”时间开始“。

但是,要创造宏观尺度的“虫洞”并且让它保持稳定,我们需要的是 负能量,而负能量与反物质并不相同

负能量意味着有 负质量物质 的存在。

1957年,“ 稳恒态宇宙论” 的创始人——英国天文学家邦迪提出了:真空中的负物质以一个恒定的不断增加的速度追逐正物质的概念。

其实,早在1948年,荷兰物理学家 亨德里克·卡西米尔在着名的卡西米尔效应中就已经验证了真空中确实存在负能量。

但是,虽然负能量在真空中无处不在,我们却无法在宏观尺度上获取。

看到这里,有些人可能会说:别扯了!人类根本无法回到过去,因为时间根本不存在。

在《费曼物理学讲义》中费曼对时间的解读为:

“时间很可能是我们不能定义的事物之一”。

诚然,费曼对于时间的理解颇有深意,因为 在物理学中,概念必须基于它的测量才有意义。

从科学角度来说,我们所认知的“时间”基于地球的自转速度。但是,让人奇怪的是,地球上的自转时间并不是永恒不变的。

早在4000年前,埃及人和巴比伦人就依据太阳在空中的运动轨迹,将一天划分为24小时。我国古人也 将一昼夜划分成十二个时段,每一个时段叫一个时辰,一个时辰刚好是今天的两个小时。

通常来说,1秒等于地球上一昼夜的1/86400。可是 在月球引力的作用下,地球的自转速度平均每一百年要减慢0.00164秒。

于是,到了20世纪60年代,为了物理学的良性发展且便于计算,科学家将1秒变成了“铯-133”基态的两个超精细能级间跃迁辐射震荡9192631770周。

“在未来的某天,世界的本质将不会用数学的语言来表示”。

可是,这100万年才误差1秒的精准时间——“1秒”,仅仅适用于地球时间。

因为在转速不同的星球上的时长各不相同。这也是爱因斯坦的重要发现之一,他的狭义相对论对此进行过论述。

由此看来,“时间”非常让人捉摸不透,但费曼用一种理论将之简单化:

“我们只能说,把时间的定义建立在某种明显是周期性事件的重复性上。”

而对于时空理论的理解,霍金比其它物理学家要全面得多,在他的《时间简史》中满是关于宇宙时空的诸多前沿理论, 如宇宙学、相对论、量子力学、标准模型、 以及现代天文学等。

霍金不仅指出了哥德尔的 旋转的宇宙 是不存在的,还认为更为合理的允许回到过去的方法有两种:

1、是在 旋转黑洞 的内部,

2、包含 两根快速相互穿越的宇宙弦 的时空。

黑洞理论是霍金的成名之作,2017年,科学家探测到了黑洞合并产生的引力波,使我们可以不依赖直接观测就能验证黑洞的真实存在。

那么,黑洞可称得上是目前人类已知的,宇宙中最简单的天体

我们只需要用三个物理参数就可以描述一个黑洞,它们是:

1、质量:决定了黑洞的大小,但一个黑洞的质量一定是大于零的;

2、角动量:任何旋转的物体所具有的一种物理量,黑洞的角动量可以是零,表示该黑洞不旋转;

3、电荷:衡量物体带电多少的一个物理量,黑洞的电荷也可以为零,表示该黑洞不带电。

黑洞有很多种,其中有一种叫做 带电黑洞 ,又称R-N黑洞,这是以两位科学家姓名的首字母命名的。

R-N黑洞有两个视界(能被观察到的时空界面)。穿过最外层的视界后,就会进入一个叫 单向膜区 的空间,这个空间的时间箭头指向黑洞的中心奇点,所以它是单向的。也就是说只要进入黑洞不可能再出去了。

内视界面则属于正常的时空,不是单向膜区。但是如果你想凑近奇点去看看的话,你会发现,一股斥力推着你,死活不让你靠近,你想撞也撞不上去。

过一会儿你就会发现 你进入了一个"闭合类时线"。

这是物理学上的一个术语,表示四维时空沿着时间方向完成了一个闭环。这时奇怪的事情将不可避免地发生,你将永远陷入时间循环中。

也就是说,在闭合类时线里,你将永远在过去、现在、未来之中往复循环。

有些科学家认为,黑洞内的奇环可以把你传送到另一个宇宙之中。那个宇宙可能是以斥力为特征的非常奇怪的一个宇宙。

但霍金却认为: “似乎有一个时序保护机制,防止闭合类时曲线的生成,因而从 历史 学家手上保护了宇宙的安全”。

第二种方法就很“烧脑”了,因为 弦理论 不仅预言了宇宙中存在一种超光速的“快子”,还认为宇宙需要9维空间(6个卷曲)和1维时间,这些都堪称是“毁三观”的东西。

1984年,英国物理学家格林提出,为了调和量子力学和广义相对论,可以假设宇宙的终极基本粒子其实是一根弦,弦不同的振动模式决定了它是什么样的粒子。

之前我们认识的基本粒子:夸克、电子、中微子等等,都只是这根弦不一样的表现形式,这就是 “超弦理论”

“原来,我们的宇宙是上帝在拨动琴弦,奏出的一段无尽的乐曲。”

但是,能穿越时空的宇宙弦是一种假想的能量管,如果真实存在的话,它们的尺度也是极其微小。根据理论学家的预测,两个高速相向而行的弦会以怪异的方式改变时间——例如在时空中创造出闭合曲线。这时就需要拥有无限大的能量去加速宇宙弦。

又是“无限大”,看来这种方法也是一个“梦想”而已。

世界上有两种天才:

普通的天才能完成伟大的工作,但是让其他人觉得,如果自己足够努力的话,那样的工作他们也能完成;

另一种天才则像魔术师,你完全无法想象他们所做的事情。

哥德尔、爱因斯坦、费曼和霍金就是魔术师。

#科学有真相#

Ⅲ 时间为什么只能单向流动

有些物理学家认为,时间的单向性是破坏次序的一种趋势,宇宙每天都在稍稍变得更加无序。

上一个世纪末,奥地利物理学家玻尔兹曼用简单的实验研究了无序性演变过程。该实验只需要3只大口瓶子,40张有数字的纸牌和40个标有数码的小球。

实验开始时,所有纸牌都放在第——只瓶子里,所有小球都放在第二只瓶子里,第三只瓶子是空的。随意从第一只瓶子里抽出一张纸牌,并把与它数字相同的小球从第二只瓶子转移到第三只瓶子里,然后把纸牌放回第一只瓶子。重复做下去。每一次,要么是小球从第二只瓶子转移到第三只瓶子里,要么是反过来,小球由第三只瓶子转移到第二只瓶子里。大概经过25次以后,两个瓶子里的小球数就近于相等。玻尔兹曼指出,只要抽出纸牌是随机的,有序必然会让位于无序。他由此认为他解开了时间单向性之谜。

但是我们知道,所谓有序——无序趋势并不是一条严格的定律,它只是一个概率和统计学问题。问题的要害不在于有序无序过程本身,而在于一开始是怎样达到有序状态的。为什么宇宙的趋势是从有序变为无序,而物质和能量却有很高的有序性?

玻尔兹曼对此作了多少有点俏皮地回答。他说,之所以有现在这种有序排列,是因为宇宙中发生过一次罕见的巨大波动,使它摆脱了极有可能的混乱状态——这纯粹是一种运气!

玻尔兹曼把自己的结论归功于“机遇”,这就等于宣布他并没有解开时间单向性之谜。

时间在宏观上的单向流动(亦称不可逆性)是人类已经观察到的事实。如何解释这种现象,到目前为止还没有结论。人们可以而且应该利用扩大了的视界和最新科学成果继续研究它,这是合理的。但近几十年来,有些人又从广义相对论时空弯曲这一特定条件下的物理现象出发,引出时间可以循环的结论来。这无异于说时间能够倒流!他们认为,时空弯曲理论蕴育着一种新的可能性,时间这条线将会闭合成圆或其他某种更为复杂的曲线。这样,时间便能沿这条闭合曲线流动,今天可以流向明天,也可以倒回到昨天。他们说,只要宇宙的形状受到某种约束,譬如说不断地给自己“旋紧发条”,它就有可能回复过去的状态,一切单向过程就能逆转,时间也就可以倒流。

那么宇宙将以什么方式不断给自己“旋紧发条”呢?只有靠上帝和神灵1这样一来,时间循环论者就又回到中世纪神创论哲学观点上去了。

时间与运动的亚里士多德悖论

世界上第一个试图从物理学角度确定时间和运动关系的人,大概是古希腊的思想家亚里士多德。

亚里士多德生活在公元前4世纪,相当于我国的战国时代。他写过一本名叫《形而上学》的书。在这本书中,他宣布:“只有当我们已经把握住运动时,我们才能领悟到时间。”但是他又加了一句:“我们不仅用时间来测量运动,也用运动来测量时间,因为它们是相互定义的。”

如果说,亚里士多德接近正确地描述了时间和运动的部分关系的话,那么在解释运动的性质和成因时,他的看法就成为悖论了。

亚里士多德从自然界中表面“事实”出发,认为任何运动物体都具有趋向静止的自然趋势。一块抛起的石头会很快由滚动而变为静止,马不拉车,车就停下不动。亚里士多德由此引出了自己的理论:运动速度直接正比于产生运动的力。一架由两匹马拉的车,“自然”要比由一匹马拉的车快两倍;一块10千克重的石头落下时的速度,“自然”要比5千克重的石头落下时的速度快两倍。

这就是亚里士多德关于运动性质的描述。

然而,运动是怎样产生的?亚里士多德认为,自然界中没有任何东西能自己运动,一个物体的运动必须有另一物体来推动它。他说:“假使一个运动由于另一个物体所推动,后者的运动势必还由其他一个运动所推动。如果无限地推论下去,是不可能得出结果的。每一个运动的最初运动必须归因于一个在天上运动的神灵之体。”

这样,亚里士多德就第一个把神灵作为不由他物所推动的第一推动者而引进了物理学,从而也把神灵的作用赋予了时间,因为时间和运动“是相互定义的”。

在中世纪宗教神学崩溃以后,亚里士多德关于运动、时间以及其他许多问题的错误观点,仍然统治科学界达几百年之久。

大约到13世纪以后,科学家才比较准确地定义了什么是速度。他们说,一个物体的运动指它在空间中位置的简单变化,速度就是在给定的时间里,物体位置变化了多少。直到今天,我们仍然沿用这种方式来表示速度,即每秒多少米或每小时多少千米。

但是,真正打破亚里士多德悖论的还是伽利略。

我们在本书中不止一次地提到伽利略。他是一位伟大的天文学家,第二个发明了望远镜,扩大了人们的视界,同时他也是一位着名的物理学家。有关他的坎坷一生的记载已被拍成电影搬上银幕,同千百万观众见面。

伽利略尖锐地指出:“物体愈重,下落愈快”这一论断在逻辑上是矛盾的。如果一个重物和一个轻物同时下落,时间分别为t1和t2,而把这两个物体捆在一起,它们下落的时间该是多少?按照亚里士多德的看法,将会有两种答案:(1)重物带动轻物落得快,轻物影响重物落得慢,因而t1<t<t2;

(2)两物体捆在一起,必重于单个物体,其下落时间必然是t<t1<t2。

这两个结果相互矛盾。因此,伽利略认为亚里士多德的论断不能成立。

据传,伽利略当时还在比萨斜塔上作过落体实验,以证明亚里士多德理论的错误。不管这个故事是否真实(科学史家们对此一直持有异议),重要的是,这个天才的意大利人真正测定了运动物体的时间。他在不同长度的斜面上滚下金属小球,同时把漏刻滴下的水收集在杯子里,称出这些水的重量,从而测定了小球从不同斜面滚下时所经历的时间。

伽利略根据这些实验进一步指出,单有速度——位置随时间的变化——不足以定义运动,还必须考虑速度随时间的变化,这就是加速度。

在这里,伽利略只是提出了问题,但没有做出理论上的发现。加速度概念的建立是后来由牛顿完成的。

牛顿的“绝对时间”观念

牛顿比伽利略又前进了一步。牛顿认为,同亚里士多德的“理论”恰恰相反,如果没有什么别的东西阻止,运动着的物体决不会静止。下落的石头所以会落到地面不动,是因为受到地球的阻止;马车所以停下不走,是由于车轮同路面之间有摩擦力。在一条光滑水平的路面上,具有无摩擦轴承的马车,将会一直滚动下去。因此,牛顿指出,力对于物体的作用,只是使它的运动速度随时间发生变化。这个变化的量称为加速度,它正比于作用力的大小。这就是牛顿运动学第二定律。用熟知的公式表示就是:F=ma这里F为作用力,m和a分别为受力物体的质量和加速度。

牛顿的运动定律,连同他在1684年导出的万有引力定律,奠定了经典物理学的基础,对当时和后来的自然科学的发展都有很大影响,直到今天仍被广泛应用,继续发挥着巨大作用。

但是,应该看到,牛顿定律是以这样的概念为基础的:用以测量运动的时间是一种均匀流逝的“绝对时间”。

Ⅳ 时间为什么只能单向流动

有些物理学家认为,时间的单向性是破坏次序的一种趋势,宇宙每天都在稍稍变得更加无序。

上一个世纪末,奥地利物理学家玻尔兹曼用简单的实验研究了无序性演变过程。该实验只需要3只大口瓶子,40张有数字的纸牌和40个标有数码的小球。

实验开始时,所有纸牌都放在第——只瓶子里,所有小球都放在第二只瓶子里,第三只瓶子是空的。随意从第一只瓶子里抽出一张纸牌,并把与它数字相同的小球从第二只瓶子转移到第三只瓶子里,然后把纸牌放回第一只瓶子。重复做下去。每一次,要么是小球从第二只瓶子转移到第三只瓶子里,要么是反过来,小球由第三只瓶子转移到第二只瓶子里。大概经过25次以后,两个瓶子里的小球数就近于相等。玻尔兹曼指出,只要抽出纸牌是随机的,有序必然会让位于无序。他由此认为他解开了时间单向性之谜。

但是我们知道,所谓有序——无序趋势并不是一条严格的定律,它只是一个概率和统计学问题。问题的要害不在于有序无序过程本身,而在于一开始是怎样达到有序状态的。为什么宇宙的趋势是从有序变为无序,而物质和能量却有很高的有序性?

玻尔兹曼对此作了多少有点俏皮地回答。他说,之所以有现在这种有序排列,是因为宇宙中发生过一次罕见的巨大波动,使它摆脱了极有可能的混乱状态——这纯粹是一种运气!

玻尔兹曼把自己的结论归功于“机遇”,这就等于宣布他并没有解开时间单向性之谜。

时间在宏观上的单向流动(亦称不可逆性)是人类已经观察到的事实。如何解释这种现象,到目前为止还没有结论。人们可以而且应该利用扩大了的视界和最新科学成果继续研究它,这是合理的。但近几十年来,有些人又从广义相对论时空弯曲这一特定条件下的物理现象出发,引出时间可以循环的结论来。这无异于说时间能够倒流!他们认为,时空弯曲理论蕴育着一种新的可能性,时间这条线将会闭合成圆或其他某种更为复杂的曲线。这样,时间便能沿这条闭合曲线流动,今天可以流向明天,也可以倒回到昨天。他们说,只要宇宙的形状受到某种约束,譬如说不断地给自己“旋紧发条”,它就有可能回复过去的状态,一切单向过程就能逆转,时间也就可以倒流。

那么宇宙将以什么方式不断给自己“旋紧发条”呢?只有靠上帝和神灵1这样一来,时间循环论者就又回到中世纪神创论哲学观点上去了。

Ⅳ 时间不会倒流有什么证明

运动和行进要求有某种固定的时间框架来测量它们的进程。对于通过空间的运动来说,我们以时间作框架,但是,说到通过时间的运动,我们该用什么作框架呢?

我们仅知道,自然界中宏观运动过程(大尺度范围内的运动过程)都是单向的,人们不可能在电视台未发播节目之前收看到它的图像。

在日常生活中,我们看到的大多数过程也是单向的,人由少及老,房屋从新到旧。山岳被分化侵蚀,恒星慢慢耗散能源,宇宙不断膨胀……我们从未见过相反的过程,譬如说,房屋自动聚拢,河水倒上山。

这些事实表明,不论在地球上还是在空间规模上,宇宙中都存在着一个时间方向:它单向向前,永不倒流。

但是在古代,人们曾经幻想过时间倒流。他们祈望有一种灵丹妙药,人吃了以后可以长生不老,甚至返老还童。这在我国古代神话传说中是屡见不鲜的。外国文学作品中也有类似描述。

然而常识告诉我们,时间不会倒转!要时间倒转如同让时间停滞不动一样,都是幻想。

水壶里的水沸腾了,这只能是在我们把它放到火炉上加热之后,决不会是在此之前。苹果成熟只能在果树开花之后。人都将随时间推移而变老,越活越年轻的事是没有的。这些都是老幼皆知的常识。

但是,常识往往并非全是真理。你怎样证明这种常识是可靠的呢?

证据是有的,热量转换就是一例。

如果我们把一块冰放到一杯水里,冰块将吸收水和杯子的热量而溶解,水和杯子由于给出了它们的一部分热量而变冷。假如我们把这一过程拍成电影,并按相反方向重新放出,我们将会看到,当一部分水变热时,另二部分水就结成冰。这意味着,热量只能从较热的物体向较冷物体流动,不会倒转过来。

大约在1个多世纪以前,物理学家克劳修斯就把这类现象总结成为热力学第二定律。它说明能量特别是热能的流动总是沿着一个方向进行的。能量可以被储存起来,但它有耗散趋势。热力学第二定律处理的是物理学中最基本的概念之一熵。虽然克劳修斯本人没有把熵的原理应用于时间,但后来的许多物理学家这样做了。他们发现,热能流动和时间流动是同时发生的,从而证明了时间箭头的单向性。

Ⅵ 为什么时间箭头是单向的,即为什么时间的流动是单向的呢

1、使用快捷命令“le"即可快速画出单向箭头直线了2、在标注中画箭头的话先直接电标注按钮选中,打散然后直接留下你要的箭头

Ⅶ 时间流逝为什么只能是单向的

尽管我们都认为时间正在流逝,并且是只能朝一个方向,但时间的最神秘之处就在于,为什么它只有这一个方向?

现代科学认为,时间是物质的三维运动对我们大脑影响形成的,只有物质和空间的存在,时间才能演化。时间是永不停顿的大自然节拍器,为每一个事件留下印记。

如果要某个人挑出时间有别于空间的最特别的性质,他首先可能举出时间会流逝,其次可能会说,时间只能单向流逝而不可逆转。

虽然许多物理定律对时间的过去和未来的方向未作区分,但从我们日常体验来说,时间是有方向的、是在向前演化的,毕竟我们看到孩子在一天天成长,树苗在一天天长高。

这也可以用来解释热力学时间箭头的存在。宇宙在开始的时候呈现能量的高度有序状态,随时间变得越来越无序。所以,我们对时间的主观感受应当是沿着这一方向,宇宙正在不断膨胀,而不是取相反方向。

终极而言,宇宙的未来将是万物越来越冷寂,直到时间停止。因为已无足够的活动可以让可测量的时间继续前进。更准确地说,时间将走向终点,但作为一个无限的过程,它永远不会真正抵达终点。

用数学的语言说,时间将无限趋近于终点,但永远不会真正终止。宇宙的熵是一条单向道,就是时间箭头的来源。

四、因果不对称性

所谓“因果不对称性”(Causal asymmetry),也是一种时间箭头,方向从原因到结果的单向性。

因果不对称性的特征显示,时间沿着一个方向前进总是比另一个方向更复杂、更困难,甚至根本不可能。例如,气象工程师利用今天的天气信息资料或数据可以较为精确地预测未来一周的降水几率。但要他根据同样的数据反推过去一周的降水情况,其难度大到几乎做不到。

因此就有学者认为,因果不对称性就是时间单向性的基本特征。物理学家爱丁顿(Arthur Eddington)就主张,因果不对称性决定了时间维度只能朝一个方向前进(先有因,后有果),而朝后(先有果,再有因)则无法实现。

五、结束语

我们对时间已有的种种认知可以确认,时间维度只能朝单一方向。如果时间反转,意味着无序程度随时间而开始减小,无序逐渐变成有序,就会出现奇幻的场景:破碎的杯子自发地复原,记住了明天的股票价格就可以在今天的股市中大发横财。显然,这些都不会发生。

至于有部分学者认为,在特定条件下量子计算中的因果不对称性会消失,等于说时间可以不存在或者时间箭头可以反转。但这种纯理论的概念是否正确,在学界存在较大争议,并不能等同到现实世界。

Ⅷ 时间为什么只能单向流动

有些物理学家认为,时间的单向性是破坏次序的一种趋势,宇宙每天都在稍稍变得更加无序。

上一个世纪末,奥地利物理学家玻尔兹曼用简单的实验研究了无序性演变过程。该实验只需要3只大口瓶子,40张有数字的纸牌和40个标有数码的小球。

实验开始时,所有纸牌都放在第——只瓶子里,所有小球都放在第二只瓶子里,第三只瓶子是空的。随意从第一只瓶子里抽出一张纸牌,并把与它数字相同的小球从第二只瓶子转移到第三只瓶子里,然后把纸牌放回第一只瓶子。重复做下去。每一次,要么是小球从第二只瓶子转移到第三只瓶子里,要么是反过来,小球由第三只瓶子转移到第二只瓶子里。大概经过25次以后,两个瓶子里的小球数就近于相等。玻尔兹曼指出,只要抽出纸牌是随机的,有序必然会让位于无序。他由此认为他解开了时间单向性之谜。

但是我们知道,所谓有序——无序趋势并不是一条严格的定律,它只是一个概率和统计学问题。问题的要害不在于有序无序过程本身,而在于一开始是怎样达到有序状态的。为什么宇宙的趋势是从有序变为无序,而物质和能量却有很高的有序性

玻尔兹曼对此作了多少有点俏皮地回答。他说,之所以有现在这种有序排列,是因为宇宙中发生过一次罕见的巨大波动,使它摆脱了极有可能的混乱状态——这纯粹是一种运气!

玻尔兹曼把自己的结论归功于“机遇”,这就等于宣布他并没有解开时间单向性之谜。

时间在宏观上的单向流动(亦称不可逆性)是人类已经观察到的事实。如何解释这种现象,到目前为止还没有结论。人们可以而且应该利用扩大了的视界和最新科学成果继续研究它,这是合理的。但近几十年来,有些人又从广义相对论时空弯曲这一特定条件下的物理现象出发,引出时间可以循环的结论来。这无异于说时间能够倒流!他们认为,时空弯曲理论蕴育着一种新的可能性,时间这条线将会闭合成圆或其他某种更为复杂的曲线。这样,时间便能沿这条闭合曲线流动,今天可以流向明天,也可以倒回到昨天。他们说,只要宇宙的形状受到某种约束,譬如说不断地给自己“旋紧发条”,它就有可能回复过去的状态,一切单向过程就能逆转,时间也就可以倒流。

那么宇宙将以什么方式不断给自己“旋紧发条”呢?只有靠上帝和神灵这样一来,时间循环论者就又回到中世纪神创论哲学观点上去了。

Ⅸ 为什么时间似乎只朝一个方向流动

为什么时间似乎只朝一个方向流动? 在经典物理的图像里,可以把时间看做一支射出的箭,射出就不会再折回。在日常生活中,时间的前后还是容易区分的,常见的例子就是杯子跌下桌子,摔得粉碎,你很难看到一堆碎片,跳上桌子形成一个杯子。在时间箭头的前进上,首先是我们心理的感受,孔夫子也会在河边吟唱:逝者如斯夫。

以上是属于我个人的一些建议和想法 ,仅供参考, 希望可以帮助到大家。如果你们有其他的想法,可以评论在文章的下方 。

Ⅹ 为什么时间只朝一个方向前进

为什么时间只能沿单向推移?为什么人们不能回忆未来?如果时间能够倒流,一个事件的结果会先于起因出现吗?打碎的鸡蛋碎片还能黏到一起回到我手中成为完整的鸡蛋吗?

时间只能向前流逝的特性使得人们不得不经历一种令人痛苦的情绪:遗憾。人类从他们的长矛第一次错过猎物是就开始思考这个问题,但直到最近,物理学家们才逐渐明白为什么时间不能倒流。

时间的起源

爱因斯坦过去曾认为宇宙没有开始;他认为宇宙是一种静止的,一成不变的存在。但事实上,我们的宇宙不仅有开端,并且也不是静止的,而是以指数级膨胀的。爱因斯坦称这是他所犯的“最大的错误”。现代科学认为宇宙始于“大爆炸”。另一方面,正是因为宇宙持续膨胀,我们才能看见黑暗的夜空,而不是到处都填充着星光的天幕。

我们以混乱增长的方向测量时间是因为我们生活在宇宙膨胀阶段,这一阶段适应于智慧生命。但在坍缩阶段这一切都不会发生,因为在坍缩阶段生命将无法测量时间。

最后,物理学家已经计算出13.7亿年前大爆炸发生时为时间的起点。当无论是何种神秘的力量引起大爆炸是时间就已经存在了吗?时间真的是永恒的吗?我们看到宇宙就像俄罗斯套娃,一层包含着一层,从其他事物中产生新事物。供选择的条件是深不可测的,不是我们的智力能够想象的。

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