时间之箭大爆炸为什么这么低
‘壹’ 宇宙大爆炸的时间之箭是不是一去不复返了，人不可以回到过去吗
在大爆炸学说前，某些理论认为已知宇宙只不过是脱离先前存在空间所孕育时空的一个“婴儿”泡泡。其他的“婴儿”宇宙也许以同样的方式形成，但是其中一些宇宙的时间流动则是沿着相反的方向，从而维持整个宇宙的时间对称。
某些婴儿宇宙的时间流动可能沿着相反的方向，从而维持整个宇宙的时间对称。
美籍西班牙哲学家乔治·桑塔亚那在其1938年出版的《真理的境界》一书中有一段着名的论述，他将时间比作是沿着导火索燃烧前行的火焰。火焰的位置代表着目前的时刻，它加速向前，但从不回头，只剩燃烧殆尽的灰烬徒留其后。他说：“现在的本质就像是沿着时间导火索前行的火焰。沿着导火索的每一个火花代表着将未来变为过去的‘现在’，这种完美结合形成了亘古不变的历史真理。”
其实，这并非一个完美的比喻。沿着导火索飞跃的火花并没有完全抓住时间的奇异特性，这些特性时刻困扰物理学家对相对论和量子力学的思考。但是，桑塔亚那的火花确实阐明了时间之最持久、最令人费解的特性之一，那就是时间之不可逆转。
时间总是永远地奔向未来。一呼一吸之间，你能进入未来，但过去却只能永远停留在记忆里。时间向着一个方向飞奔，就像是离弦之箭，从来不会掉转头来。覆水难收、破镜难圆、死灰难复燃、人老难还童，说的都是这个理。
美国加州理工学院的理论物理学家肖恩·卡洛尔说：“过去和未来的差异，表现在物理学上，也表现在哲学上，还表现在生物学和心理学等几乎所有科学领域。时间之箭遍布在我们认识宇宙的各条道路上。”
但奇怪的是，统治着宇宙的自然法则不承认时间的这种势在必行。描述改变物体运动状态的力的方程，既适用于时光倒流，也适用于时间的向前。一个弹跳分子的微观视频将需要时间标识来区分向前还是向后，在一个分子尺度上，时间没有方向。在一个弹跳的篮球的大世界里，虽然时针始终在运行，但时针之手却从来无法扭转其旋转方向。
一个多世纪以来，从时间自然定律的空白到“时间之箭”的出现，物理学家和哲学家一样一直倍感困扰。即使今天在iPhone的应用程序中已有很多关于时间奥秘的解决方案，但新的解释依然层出不穷，这就像上紧了发条的时针一样一刻不停歇。关于时间奥秘的最新解释认为，它可能是一部涉及宇宙起源的宏大戏剧中的一个必不可少的插曲。
- 时间前行之乱了乱了
虽然科学家们在时间之箭的确切来源方面并未达成完全一致，但大部分专家认为它与熵有关，也就是热力学第二定律所要求的事物不断增长的失序。随着时间的推移，在与外部影响隔离的任何系统中，失序会增加（或至少停留在原样）。
不幸的是，光引用热力学第二定律来解释时间之箭并不能解开这个谜团。的确，不断增长的熵定义了时间的方向，但条件是只有等到一切都处于平衡状态，以技术的术语讲，就是一切都乱成一团。正如奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼在19世纪所作的解释：“乱成一团”是迄今为止事物最有可能的存在方式。时间之箭应属于一个好得不能再好的运气，就像是在通宵扑克游戏中每手牌都能抓上同花顺一样，但就宇宙的熵来说，其明显不可能达到这样的最好运。无疑，每件事物都应当已处于乱成一团的状况，因而也应当没有时间之箭。
但是，这不是宇宙应有的方式。当事物乱成一团时，它们并没有像应有的那么乱，也因此宇宙时间的导火索可以继续燃烧。换言之，宇宙中的熵在过去曾低到足以拥有更大的空间而变得更高，正是这种向混乱的探索，驱动着时间之箭向单一的方向前进。解释时间之箭不仅需要热力学第二定律，还需要理解某些原因，如熵为什么曾经如此之低，特别是，为什么随着大爆炸中宇宙导火索的那道光，宇宙时针开始滴答作响之时，熵的值就处于低位。
卡洛尔在今年2月于圣地亚哥举行的美国科学促进会年会上说：“试着了解为什么你可以把奶油与咖啡混合，但不能将其分离，就把我们带回到了大爆炸的年代，把我们带回到了这个可观测宇宙的起源问题。”
回到宇宙大爆炸之前
从大约137亿年前宇宙大爆炸的那一刻起，空间在不断地扩张。引用这种扩张论来解释日常生活中的时间流动，已成为解决时间奥秘的标准策略。这种做法要追溯到半个世纪前，将由热力学第二定律定义的时间之箭与大爆炸诱发扩张理论定义的宇宙之箭联系起来，天文学家托马斯·戈尔德无疑是第一人。该方法以各种形式来证明，扩张的空间允许熵的增加，无论其开始时有多低或多高。即使熵在开始时是高的，扩张的空间也允许其增长到更高。因此，熵在持续上涨，宇宙时钟也在滴答不停。
卡洛尔在他的新书《从来世到今生》里指出，这种解决方案只是假设了时间方向的存在，但并没有解释为什么存在。基本上，它只是将大爆炸定义为“过去”的一个点，从此时间就向一个方向流动。这种情景并没有保留宇宙基本方程中发现的两个时间方向之间的对等性。要找到一个完整的解释，将需要回到宇宙大爆炸之前更远的时间。
“你经常听宇宙学家说，宇宙大爆炸是空间和时间的开始之刻，在宇宙大爆炸前，从没有出现过这样的事情，”卡洛尔说，“事实是，宇宙大爆炸只是我们的理解所终止的那一刻。因为，我们不知道大爆炸前发生过什么，但它又绝对可能发生过。”
事实上，今天的许多宇宙学家正在认真研究宇宙大爆炸之前所发生事情的各种可能性，以及它所创造的宇宙是否只是众多不同的时空泡泡中的一个，这些泡泡就像啤酒杯表面的泡沫那样覆盖在来世表面。这种复杂的“多元宇宙”可能含有无数宇宙个体，每一个在自己的大爆炸中诞生的宇宙个体都以“婴儿”泡泡的形式出现，然后才会割断将其连接到原始“虚空”（emptiness）的脐带虫洞。
卡洛尔认为，所谓“虚空”，就是一个高熵环境，技术术语称为德西特空间。可是，一个“空”字，并不能传达出一个十分正确的描述。因为在量子力学，特别是海森堡测不准原理中，一个完全空的空间是不被允许的。能量的波动是不可避免的，在极其罕见的情形下，一个这样的波动将大到足以将一个全新的时空泡泡爆裂成一个现实的“婴儿”宇宙。这个“婴儿”宇宙将能扩张成人类物理学家在一个可从内部加以检视的泡泡中所看到的那一类宇宙。
“每一次波动常常会形成一小块宇宙，它由使其越来越快地进行扩张的能量所控制，”卡洛儿解释说，“这种能量在其变成普通物质和辐射前会徘徊一段时间，整个场景看起来就像我们的宇宙大爆炸。”
如此这般，这个存在于大爆炸前的高熵的虚空时空总是可以更多地增加其熵，系统（德西特空间“母亲”加上“婴儿”）的总熵将更高，从而维护热力学第二定律。远离其“母亲”空间后，低熵的“婴儿”宇宙将扩张，当“婴儿”宇宙的熵增加时，热力学第二定律就将驱动一个时间方向。最终，“婴儿”宇宙的熵达到一个最大值，变成一个像德西特空间“母亲”那样的宇宙。之后，它也将可以生出自己的“婴儿”宇宙。
“随着时间的发展，宇宙爆裂成了现在的模样，一个个“婴儿”宇宙应运而生，它们扩张和冷却，在此刻就有一个时间之箭，”卡洛尔说，“那一刻是几万亿年。”
最妙的是，此种情形也可能发生在两个时间方向上，因为德西特空间可生成许多时空泡泡。任何一个泡泡都拥有只在一个方向上前进的时间之箭，但另一个泡泡的箭头可能指向相反的方向。总体而言，时间对称性将会得到维持。
任何特定泡泡的占有者总是相信，创造了自身泡泡的大爆炸存在于它们的过去。从超脱一切的超级观察者的眼光看，时间向两个方向的移动，就像物理定律总是表明的那样明白无误。
“关键是，整个事情，整个多元宇宙，在整体上是关于时间对称的。”卡洛尔说。
超越热力学第二定律
卡洛尔提醒说，这种想法还只是个设想，有待于宇宙学家大幅提高其计算能力后进行严格验证。它仅是将永恒的物理定律与时间的方向之箭协调一致的许多想法中的一种。麻省理工学院的物理学家洛伦索·麦科恩就指出，第二定律其实不容许两个时间方向。但是发生在相反方向的任何事情将不会留下任何痕迹、记录乃至记忆。如果你正在炒鸡蛋，突然间时间扭转了，这时不仅鸡蛋将恢复原状，你大脑中的神经细胞也会恢复到以前的状态，消除了你原来正在炒鸡蛋的信息。所以，就如麦科恩去年在《物理评论快报》上发表的论文中提出的那样，如果时间真能倒流，也没有人会以任何方式意识到这一点。
不过，麦克恩承认，即便是这种方法也还是不能解释，为什么科学家所预测的过去开始时的熵值要远低于现今的熵值。
更为复杂的是，援引热力学第二定律的时间奥秘解决方案还可能取决于第二定律本身的效力。利用第二定律帮助解释时间时，如果这一定律本身就是错误的，那解释的效力就大打了折扣。
对热力学第二定律的怀疑者曾被认为是不可原谅的异教徒，这部分应归功于英国天体物理学家亚瑟·爱丁顿爵士（他在偶然的机会创造了时间之箭这个词语）关于第二定律绝无错误的一个着名论断。然而，近年来，第二定律却遭受了前所未有的强力挑战。
数学家斯蒂芬·沃尔弗拉姆在其2002年出版的新书《新型科学》中，援引了计算机模拟结果，并声称该证据表明第二定律是完全错误的。其他科学家也在通过各种情景的审查以试图寻找该定律的漏洞，特别是在量子效应发挥作用的地方。
意大利物理学家格尔曼诺·德·阿夫拉莫在最近一期《物理评论：A辑》上指出，在过去10年到15年间，对热力学第二定律地位的挑战达到了空前的规模。在此期间，期刊文献中出现了50多篇这方面的论文。
且不论第二定律的最终命运如何，从表面看来，时间的导火索在一个方向上继续燃烧，在解释时间奥秘的道路上，科学家们依然需要继续付出相当大的努力。考虑到至今的所有解决方案都不能彻底地解释时间奥秘，关于时间方向的部分谜团仍然极有可能得不到破解。而这也并不令人震惊，因为物理学在试图解释一些重要奥秘上尽管已花了几十年时间，但还不是都以失败告终。
在20世纪，相对论和量子力学的伟大科学革命打开了了解自然界复杂的内部运作机制的巨大窗口。但是，许多最深奥的问题仍然没有答案。宇宙主要是由什么组成的？一种身份未明的物质加上一种同样神秘的能量形式，以一种无法解释的密度水平存在于所有空间。大尺度上适用的定律（以重力为基础）最终是否会与微观世界的量子定律相抵触？没有人愿意相信这一点，但将重力和量子物理学结合在一起的努力从来就没有很成功。
这些问题给一些科学家带来的感触是，21世纪必将产生另一场可与爱因斯坦媲美的革命，这只不过是一个时间问题。也有人认为，解决时间之箭的奥秘可能需要或启动这样一场革命。这些人中就有诺贝尔奖得主安东尼·莱格特，这位伊利诺伊大学的物理学家在美国科学促进会年会上发表讲话指出，“我们是否以及什么时候能进行一场真真正正的重大革命？相较于相对论或量子力学来说，在未来几十年的某个时刻，物理学革命带来的大量要素将彻底修正我们关于时间之箭的观点”。
‘贰’ 有人说，时间是有方向的，为什么这么说
地球上的人们感受到了从出生到长大的时间的流逝。我们总是感叹时间过得不快，时间已经没有了，如果能回到过去，那梦想是一件多么美好的事情！于是，好莱坞的编剧们为了满足大众的需求，加入了庞大的穿越时空，让主人公们可以乘时光机，随心所欲地移动时间，回到过去改变历史。但是，在现实世界里，这样的事情是不可能的。
“时间的箭头”与理解时间的经过和宇宙的进化的热力学第二法则相关联，但这个理论的中心是“熵”的概念。要理解熵的概念，需要知道物体不是作为一个个体来看待的，而是由很多部分构成的。熵表示事物的无序和无规则性。熵越高越混乱熵越低越有秩序这个概念说明了随着熵增加时间持续流逝的理由，宇宙的一切都从秩序变为无序。
宇宙中熵增大，自然界中万物从秩序变成无序，是区分过去和未来的理由。过去的宇宙总是比未来的宇宙有秩序，再往上追溯的话，非常有秩序的出发点是宇宙大爆炸。现在的宇宙中存在着几十亿的银河，如果能回到十分遥远的过去，宇宙的所有东西都会被强加在那里不存在的变化上。时间和空间都没有任何“混乱”这里是低熵的来源大爆炸以后，所有的一切都会渐渐混乱，时间的流逝是有方向的。也就是说，大爆炸把时间的箭射出去了。
宇宙法则是，时间的箭头一旦被释放就绝对不会后退，我们只能从过去走向未来。随着宇宙无限大膨胀的那一天的到来，熵接近无限大，宇宙变化的能力可能会下降。那个时候，如果熵不增大，时间就没有意义了，或许，这就是时间的结束。
‘叁’ 宇宙微波背景辐射是如何成为轰动世界的发现的
一年一度的诺贝尔奖是科学界的盛会，每年都会颁发给为人类科学作出最杰出贡献的人们。能获得诺贝尔奖的科学家往往都是数十年如一日地埋头苦干，坚持奋战在科技最前沿，不断为人类社会发展作出卓越贡献的行业翘楚。
毫无疑问，宇宙微波背景辐射的发现，对探究宇宙起源问题有重大意义。但是在这个东西被刚刚发现的时候，两个年轻人却并不知道他们发现所承载的东西。
彭齐亚斯和威尔逊因这个意外的发现获得了诺贝尔奖，而作为宇宙微波背景辐射理论的提出者之一的加莫夫，却与这一殊荣失之交臂。不得不说，科学上的事情有时候就是如此神奇。
‘肆’ 为什么把宇宙比作大鸡蛋
聪明的古代人，根据自己的想象和认识对宇宙的内部做了一些解释：天地在未开辟以前，宇宙是处于一团模糊的状态。
民间的流传可以看出在万物之初先有的是馄饨，然后才有了广阔的宇宙大地。按照说个说法，万物形成之前，宇宙最初的状态就是一个混沌。混沌的宇宙中没有任何东西，包括时间和空间，甚至可以说得上是“无”。
随着时间的不断流逝，混沌的宇宙逐渐吸收周围的能量，让它原本的“无”从内部渐渐发生了变化，在它的内部逐渐形成了混沌的物质，并且按照某种特定的规律在运行。
也正是由于这个，古代的人们想到了鸡蛋，所以他们认为，宇宙就像是一个巨大的鸡蛋。
众所周知，它有着蛋清和蛋黄之分，由此我们可以得知，在古人的眼里，宇宙的主要变化就是产生了“蛋黄”和“蛋清”，这就意味着生命的诞生，随后便逐渐地孕育出了古代神话传说中的盘古大神。
‘伍’ 为什么时间无法回头
时间，是永恒的话题。古往今来，人们从未停止对时间的探索。时间是什么？时间究竟是真实存在的，还是我们的错觉？时间的起点在哪里，又将以怎样的方式结束？…只有科学的发展才能告诉我们真正的答案。
人类探索时间的种种见上一期：http://..com/daily/view?id=7986&preview=1
那么：为什么时间一去不回头？
和空间不一样，时间只有一个方向——从过去流向未来，从不回头。那么，时间之箭的起点在哪里？一条重要的线索来自大量粒子的复杂相互作用。对于任何宏观的系统，例如一池水或者一块冰晶，物理学家都可以用熵进行描述。熵反映出可以用多少种方式重组一个系统中的组成粒子，而不改变其整体外观。一池水中的水分子可以有许许多多种排列方式，这使得它成为一个高熵系统。而冰晶必须以非常精确的方式排列，重组的方式较少，因此其熵较低。
单从统计学来看，由于有更多的方式来构成，高熵系统出现的可能性总是较低熵系统更高。由此催生出物理学的强有力支柱：热力学第二定律。根据这一定律，宇宙的熵永远不会下降。你可能会想，这其中蕴藏着时间之箭的关键——从低熵到高熵的持续变化，正是我们所感觉到的从过去到未来的流逝。不幸的是，热力学第二定律并没有真正解决时间之箭的问题。它只是说，高熵态比低熵态更可能出现，并没有说5分钟后世界的熵一定会比5分钟前更高。
因此，解释时间之箭的唯一途径就是假设宇宙恰好始于一个极端小概率的低熵状态。如果不是这样，时间就会变被冻住，任何有意思的事情（例如我们）都不会发生。
事实上，观测证明宇宙确实始于低熵状态。宇宙大爆炸所遗留下的辐射为婴儿期宇宙提供了一张快照。它显示，在时间开始后不久，物质和辐射极其均匀地分布在整个宇宙中。乍一眼看去，这像是一个高熵系统，但是把引力纳入其中，就能发现事实并非如此。引力总是使得物质聚集到一起，因此在一个由引力支配的系统中，黑洞是一个更可能出现的状态，而且相对于均匀分布的状态，高熵态更容易出现。
既然均匀的低熵态是极端不可能出现的，那么我们是如何得到这份幸运的呢？宇宙学家这样解释：在时间开始之后的瞬间，宇宙经历了一个短暂却剧烈的膨胀期，这一被称为“暴胀”的阶段像拉扯橡皮膜一样拉伸空间，抹平了任何的不均匀性。然而，问题又出现了。被称为“暴胀场”的场驱动暴胀以正确的方式处理我们的宇宙，但它自己也是低熵的。这又如何解释呢？
一种可能是暴胀不止发生了一次。例如，暴胀场开始自一个混沌的高熵态——这种情况的可能性很大——以至于它会随着地点的不同而变化。产生我们均匀宇宙以及时间之箭的低熵暴胀，只不过是一个更大的高熵场触发的随机现象。这个场的一些部分具有诞生出类似我们的宇宙的合适条件，其他的则不适宜生命存在或者形成其他的宇宙。
事实上，对暴胀场的物理学研究证实，它会创生出更多的宇宙，并不可避免地导致无限的多重宇宙。至此，多股线索汇集到多重宇宙上，许多宇宙学家开始认真地对待这个想法。在多重宇宙中，一些宇宙具有时间之箭，而更多的则没有。前者是唯一一类可以形成生命的宇宙，而我们就出现在这类宇宙中。
尽管多重宇宙能解释时间之箭，许多谜题依然存在。例如，热力学第二定律如何与宇宙的量子特性相容？为什么人类的大脑只知晓过去而不是未来？将来，物理学家很有希望揭开这些关于时间的谜团——当然，前提是时间确实存在。
——科学画报
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‘陆’ 一般情况下宇宙指我们所存在的一个时间连续系统包括其中所有的什么什么和事件
宇宙和时间有无关系？时间在未来是否会“结束”！
时间的奥秘并非自古就有的，而是随着科学的进步而产生的。根据现代物理学(量子理论和相对论)，它们没有方向，也就是说，没有过去和未来的区别。
那么，人的感知为什么会跟时间或者物理定律不一致呢？已故科学家霍金将其归因于三个原因，或者说三个时间方向：宇宙时间方向，热力学时间方向和心理时间方向。
首先，宇宙是由大爆炸产生的，这导致了宇宙的膨胀。因此，宇宙学的时间方向与膨胀箭头的方向是一致的。
其次，根据热力学第二定律，熵(无序度)随时间增加。例如，有一盒黑白珠子(高度有序)，你不停地摇动，晃动的时间越长，小球的排列就越混乱(无序)。因此，无序随时间增加，即通过事物的过程，给出时间的方向，区分过去和未来。
第三，在人们的心理中，他们感知时间的流逝，所以在时间的方向上，他们可以记住过去，但只能猜测，不能记住未来。
时间的热力学箭头和心理学箭头必须指向同一方向，这是智慧生命(人类)存在所必需的。人类消耗食物(能量的有序状态)，然后将其转化为热量(能量的无序状态)。老人的生命历程决定了两者之间时间箭头的一致性。
那么为什么宇宙膨胀和热力学的时间方向是一致的呢？根据已故科学家霍金的近似，宇宙以一种非常平坦而有序的状态开始，正如我们现在所观察到的，这种状态显示出清晰而一致的时间箭头。如果宇宙一开始是团块状的，并且是完全无序的，那么这种无序就不会随着时间的推移而增加，所以就不会有清晰的概念。
热力学时间箭头；如果宇宙的无序度在减小，那么热力学和宇宙膨胀的时间箭头应该是相反的。但后者与我们的观察不一致。霍金认为三个时间方向的一致性是不可避免的。然而，霍金的理论仍然难以说服公众。一般来说，他只会建立非凡的联系。这个所谓的时间(方向)之谜一直困扰着物理学家和哲学家。最近，一些研究人员说，时间之谜涉及宇宙起源的情节，但大多数研究人员仍然同意它与熵的关系，即任何不受外界影响的系统，其无序程度随时间的增加而增加。
不幸的是，仅仅根据热力学第二定律来解释时间之箭并不能解决这个谜团。事实上，熵的增加决定了时间的方向，直到一切都处于平衡状态，也就是完全混沌状态。宇宙的混沌状态，就像我们实际观察到的那样，并没有达到它可能达到的水平(混沌);换句话说，宇宙的熵曾经很低，它有很大的增加空间。但是在这里，人们不得不问为什么过去的熵如此之低，特别是当大爆炸开启宇宙时钟的时候。
5年前，在圣地亚哥举行的美国先进科学协会(Advanced Scientific American Association)年会上，理论物理学家卡罗尔(Carol)说，“让我们回到大爆炸时代，把这个问题带到可观测宇宙的起点。”
大约137亿年前，大爆炸瞬间发生，宇宙一直在膨胀。根据这种扩展来解释时间在我们日常生活中的流动，这种方法开始于半个世纪前。当时，天文学家T. Goth是第一个将热力学时间之箭与宇宙大爆炸定义的宇宙时间之箭联系起来的人(引入了膨胀)。哥特认为膨胀空间增加了熵的方向，无论是开始时的低熵还是高熵。即使它在开始的时候是高的，膨胀会使它更高，所以宇宙时间正在前进(即将到来)。
卡罗尔说，这个解决方案只是承认时间方向的存在，而没有解释其原因。基本上，它把大爆炸定义为过去的一个点，时间从这个点流向一个方向。但是这种解释使得在宇宙学方程中发现的两个时间方向之间不可能保持等价，所以Carol建议要找到完美的答案，我们必须回到更早的时间，或许是在大爆炸之前！
卡罗尔在大会上说：“你总是听到宇宙学家说大爆炸是时间和空间的开始，在大爆炸之前什么都没有。我们不知道大爆炸之前发生了什么，但绝对有可能发生了什么。
事实上，今天许多宇宙学家都在认真研究大爆炸之前可能发生的事情的可能性。而自然界创造的宇宙只是众多时空特征中的一个气泡，却包裹着永恒的外衣。这个复杂的多宇宙世界包含无数的单一宇宙，每个宇宙都诞生在自己的大爆炸中。婴儿的“泡泡”与肚脐虫洞紧密相连，导致了原始的空洞。
卡罗尔说，这个空洞可能是一个高熵区域。然而，虚无不能表达一个确切的描述。因为根据量子物理的不确定性原理，不允许有一个完全空的空间。能量的起伏是不可避免的。在极少数情况下，波动的能量大到足以打破一个完整的“气泡”，进入婴儿宇宙的存在。婴儿宇宙可能会膨胀到那种状态，让人类物理学家“看到”人的内部，并检查他们的内部。
卡罗尔说：“由于能量的作用，能量的起伏往往会导致宇宙中的一小滴物质膨胀。”能量在转化为物质和辐射之前可能会存在一段时间，整个场景看起来就像我们的大爆炸。
这样，大爆炸前存在的高熵虚无时空总能将其熵增加到更高的水平，直至宇宙诞生。虽然婴儿宇宙可能是低熵的，但系统的总熵可能更高。离开母空间后，低熵婴儿宇宙将会膨胀。当它膨胀时，热力学第二定律使时间沿单一方向运行。最终，宇宙的熵将达到最大值。
最好的情况是出现两个方向。因为空可以在空间和时间中产生大量的“泡泡”，所以每个泡泡都有一个单向的时间箭头。这个“泡沫”是向前的，而另一个“泡沫”将会反转，最终保持时间的对称性。
任何“泡沫”的拥有者总是相信，过去的大爆炸创造了他们的泡沫。在一个无所不知的超级观察者眼中，时间显然是朝两个方向运动的，就像物理学定律一直指出的那样。
卡罗尔说：“关键是，整个宇宙，相对而言是完全对称的。”他警告说，这种观点是推测性的，在宇宙学家的计算中还没有看到严格的证据。这只是众多观点之一，这些观点调和了永恒的物理法则和时间的方向箭头。麻省理工学院的物理学家l . McCohen指出热力学第二定律实际上允许时间的双向性，但任何发生在扭转(时间)不会留下任何痕迹或记录，甚至内存(如果你炒蛋，和时间向后运行，不仅将鸡蛋炒之前，而且你的大脑的神经细胞将恢复到过去。状态，清除你刚刚炒蛋的经验。所以如果时间朝相反的方向流动，你根本感觉不到。
即使McCohen证实了这一观点，它也无法解释为什么科学家们一开始就接受熵如此之低。
还有一个更复杂的问题：解决时间之谜涉及热力学第二定律，因此必须考虑它的有效性和正确性。
近年来，越来越多的学者对热力学第二定律的有效性提出了质疑。例如，S沃尔特斯在他的《新科学》一书中说，引用计算机模型可以证明热力学第二定律是完全错误的；其他研究人员也通过检验不同的状态，特别是量子效应起作用的状态，发现热力学第二定律中的一些漏洞。意大利物理学家G. Abraham最近指出，“热力学第二定律在过去的15年中受到了前所未有的挑战，相关文献发表了50多篇论文”。
到目前为止还没有令人信服的解释来解释时间(方向)之谜，这并不奇怪。经过几十年的努力，物理学界试图解释几个主要问题，但都失败了。
现在，我们只知道构成宇宙的主要物质是物质，性质未知的暗物质，以及同样神秘的暗能量。
我们还不明白的是，为什么这三种物质的密度比是5:25:70，以及大尺度(主要是引力)的定律最终能否与微观世界的量子定律相匹配。到目前为止，将引力与量子物理相结合的努力还没有取得完全的成功。
这些问题正在平息下来。一些科学家认为，这意味着21世纪将发生另一场爱因斯坦式的革命，而且是关于时间的性质的革命。有些人认为，这样的革命是必要的，以解决神秘的时间方向。其中包括诺贝尔物理学奖得主，伊利诺斯大学的物理学家安东尼·莱格特。“如果我们实现了一场真正的革命，可以与相对论或量子理论相媲美，它将从根本上改变我们对未来几十年物理学时间方向的思考。
‘柒’ 没有宇宙之前是什么
没有宇宙之前世界什么也没有。
正如我们所理解的，在宇宙开始膨胀之前，时间实际上是不存在的。相反，随着宇宙变得越来越小，“时间之箭”无止境地收缩，永远达不到一个清晰的起点。
根据霍金在节目中的解释，在“大爆炸”之前，时间是弯曲的：“它总是接近于什么，但没有变成什么。从本质上说，大爆炸从未产生什么东西。”
霍金在关于无边界理论中写道：“大爆炸之前的事件根本没有定义，因为我们无法衡量在大爆炸之前发生了什么。由于大爆炸之前的事件没有观测结果，我们不妨把它们从理论中剔除，说时间始于大爆炸。”
宇宙正在变成另一种东西：
研究认为，大爆炸之前的宇宙也是存在的，这意味着，大爆炸发生后，宇宙是朝着另一种方向演化，这种方向可能是：它希望自己变成别的东西。
举个例子：如果我们将宇宙大爆炸之前的世界，看作是一个发酵中的面团，那么，大爆炸阶段，就是这个面团发酵好后，被取出排气阶段，之后，这个面团经过处理，撒上一些果干之类的，放到烤箱中它就会变成面包。
也就是说，面团经过一番处理后，它改变了形态，变成了另一种东西，如果我们将这个过程看作是宇宙的演化，那么，宇宙大爆炸的过程也是如此。
‘捌’ 时间之箭的内容介绍
Arrow of time 时间之箭，科学中最不可思议的事物之一就是区分过去和未来。在亚原子层次上，不论是经典力学的传统思想抑或量子力学的现代思想，都不能区别过去和未来。在涉及亚原子粒子的典型相互作用中，两个粒子可以会合到一起，并通过某种方式产生两个不同的粒子，后者随即又分开。物理学定律表明，几乎每种这样的相互作用都能同样有效地反过来运行，即“最后的”的两个粒子会合到一起并相互作用产生“最初的”两个粒子。在这一层次上，仅仅着眼于每对粒子是无法将过去与未来分开的。
但是在人能感知的层次上，过去和未来的区别是显而易见的。事物的变陈旧，人的变老。与粒子的相互作用相对应，我们可以想象一个在桌子边缘的酒杯，它摇摇晃晃坠落地面摔碎了。即使在酒杯摔碎时，酒杯内部原子之间每种相互作用按照已知物理定律是可以反转的，我们也永远看不到摔碎的杯子自己重新组装起来。如果让我们看两张静止照片，一张是桌子上的酒杯，另一张是地板上的玻璃碎块，我们也能毫无困难地指出，在时间上哪一张照片先拍，哪一张后拍。在我们考虑很多粒子的复杂关系时，存在着一个从过去指向未来的固有的时间之箭。
但是，区分指向未来的箭和向未来运动的箭是很重要的。这很像罗盘的指针，它指向北方，但根本不必向北方（或其他任何方向）运动。如果拍一部酒杯从桌子上坠落地面的电影，而不仅仅是在此“之前和之后”的两张照片；如果电影的个别画面割裂开来然后混在一起，我们也仍然能够把它们按正确顺序加以整理。不必真正放映电影，，也能清楚区分过去和未来。
有些科学家（和哲学家）认为，我们关于时间流逝的印象不过是一种幻觉，因为我们的头脑审视我们亲身经历的事件，就像把电影放映在银幕上。潜在的事实，不论过去的还是未来的，可能仍然在那里，就像电影胶片的各个独立画面，即使我们的注意力不得不集中通过一个一个画面追随故事的连续。不管这是否真实（这是极具争议的问题），仍然真实的一点是，过去和未来可以用一个从过去指向未来的箭加以区别。
这种区别可以用数学来表示，热力学的基础是对我们从过去“运动”到未来的过程中事物变化方式的分析。关键是洞察到宇宙中的复杂程度总是在增加——酒杯破碎了，却不会自行聚合。物理学家用叫做熵的量来估量杂乱程度；物理学最基本的定律是，一个封闭系统的熵总是永远增加的（热力学第二定律）。
在一个有外部能量来源的开放系统中可以避开这条定律。第二定律似乎在地球上受到了破坏，因为生物在生长，人能够把一堆砖变成一种秩序得多的结构，如房屋。但所有者一切都依赖于能量的输入，去来源就是太阳。地球上的熵减少远小于与太阳内部的核聚变反应和太阳向空间辐射热量相联系的熵增加。整个宇宙的熵随时间的流逝而增加——也就是，同较低熵的宇宙状态相比，拥有较高熵的状态对应着未来方向。
同一个时间之箭以另一种方式表现在宇宙结构中。宇宙在膨胀（即红移），所以星系彼此分开越来越远。同星系靠得比较近的宇宙状态相比，星系分开比较远的状态就处在未来的方向。首要的时间之箭系大爆炸本身所规定——不管你在宇宙的何时何地，大爆炸总是在时间的过去方向。不知什么缘故，宇宙从大爆炸中浮现时，她的熵足够低，使得恒星、行星和人类得以形成；从那以后它就逐渐衰竭。热量不能从较冷的物体流向较热的物体（第二定律的另一种表述），所以明亮恒星的能量是单向流进冷的宇宙。当宇宙中所有恒星及其他能量来源停止提供热量，这个宇宙就将进入任何东西都不变化的温度均匀状态。宇宙将遭受“热寂”。
这突出了另一个考察时间之箭和熵概念的方法。一个封闭系统（或这个宇宙）中的能量是不会改变的——这是热力学第一定律。即使质量按照爱因斯坦公式E=mc^2转化为能量，但质量被认为是能量的一种储存形式，所以并没有创造“新”能量。于是，第二定律告诉我们的就是，封闭系统内的任一相互作用中的“有用”能量是减少的。
有用能量就是能够做功的能量。例如，当酒杯从桌子上跌落时，原则上可以将它与一个能够带动发电机的皮带轮系统连接，把下落酒杯的引力能转化为电能。但是，当杯子是自由下落是，这一潜在的有用引力能就转变为运动的能量（动能）。当杯子撞击地面而破碎时，杯子和地面的原子和分子将被激发而更快的振动，于是这一动能转化成热而浪费掉。最后，这一热能化为红外辐射，在空间耗散，永远不可能用来做有用的功。我们永远看不到从太空来的辐射能够使地面和杯子碎片的原子和分子恰如其分地摆动，把玻璃碎块结合成酒杯，并让它跳回到桌子上。就算我们能让下落的杯子带动发电机去做有用的功，一部分能量也将因摩擦生热而损失掉。任何能量转化过程都不是完全的，这就是为什么我们永远做不出永动机（比如用下落杯子发的电驱动一个马达将杯子重新提升到桌面上）。
但是我们仍然面对一个难题，就是当杯子掉下摔碎时，涉及一对原子或分子的每种相互作用原则上都是可以反转的。可实践中为什么从来不发生这样的情形呢？一种可能是，过程并非绝对不可能“反演”，只是必然反演的可能性微乎其微罢了。
将下落的酒杯放在一边，来考虑一个比较简单的系统——用隔板分成两半的箱子，隔板的一边有气体，另一边是真空。如果把隔板拿走，气体将扩散到充满整个箱子（随便说一下，气体扩散时将稍稍变冷——这是冰箱的工作原理）。不管你坐下来观察箱子多长时间，你永远别想看到气体的所有分子和原子返回到箱子的一半，而让另一半空着。然而箱子中任意两个粒子之间的每次碰撞原则上都是可以反转的。如果我们能挥动魔术棒将每个粒子的运动反转，气体就必定返回到它原来的地方。
19世纪时，法国物理学家亨利·潘加勒（Henri Poincare,1854-1912）证明，关闭在箱子中的这样一种“理想”气体最终必然通过热力学定律允许的所有可能的粒子排列。只要原子和分子来回蹦跳，它们迟早会采取任何允许的排列，包括全部气体仅仅占据一半箱子的排列。如果我们等待足够久，系统就将回到它的起始点，时间也就好像是反向流动了。
这里的关键是“足够久”，所有来自通过所有可能排列需要的时间叫做潘加勒周期，它与箱子中的粒子数量有关。即使小小一箱子气体也可能有1*10的二十二次方个个原子。如此多的原子要通过所有可能的排列，需要的时间将比宇宙年龄长得多。表示潘加勒周期典型值得数含有的零比全部已知星系的恒星加起来还要多，这就说明，你看到箱子中的气体按照某个特定方式排列或等到杯子跳回到桌面上的机会是多么的小。
所以，对世界为什么在微观尺度上可以反转而宏观上不能反转（为什么时间之箭只指着一个方向）这个难题的标准“答案”是，熵增加定律是一个统计定律；熵的减少并非完全被禁止，而是可能性极低。
这导致奥地利物理学家路德维格·波耳兹曼（Ludwig Boltzmann,1844-1906）——也是在19世纪——认为宇宙可能是一个巨大的统计怪物。设想一种热寂已经发生、一切事物都是均匀的场景，那么根据波耳兹曼对潘加勒工作的解释，宇宙一个部分中的所有粒子有时会偶然地正好走上能够产生恒星或大爆炸的正确道路。总之，在宇宙的这样一个区域中，时间暂时反向流动，从混乱中创造秩序。然后，这个低熵泡将在返回更可能的状态时“放松”。
这个思想没有得到当今宇宙学家的认真对待。虽然它与恒稳态假说中各种形式的模型有相似之处，却被大爆炸模型取代了；阿得雷德大学的保罗·戴维斯（Paul Davies）指出的，它仍然包含了洞察时间本质的极富魅力的见解。
如果时间之箭永远指向熵增加方向，在波耳兹曼泡增长时说时间“倒流”就没有意义。在令人感兴趣的宇宙区域中，一位智能观察者仍然能感受到指向高熵热寂状态的时间之箭。换言之，即使宇宙过去“真正”是坍缩而不是膨胀，是向奇点运动而不是离开它，像我们这样的智能观察者仍然能够领悟，“未来”是星系分开更远时的时间。
这并非单纯哲学上的吹毛求疵，因为大爆炸模型的若干变种认为，我们宇宙的膨胀将在某天停止，然后转为收缩。如果发生这种情况，时间本身会倒流吗？如果时间倒流，智能观察者能注意到吗？或者，在宇宙收缩时，他们仍将觉得是居住在膨胀宇宙中吗？也许，我们真是居住在一个收缩的宇宙中而一直没有察觉！
‘玖’ 急！！！！！！！！！！！！！
没有所谓的"不守恒定律" 楼主要说的应该是宇称不守恒定律
概述
宇称不守恒定律是指在弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称.由吴健雄用钴60验证。
科学界在1956年前一直认为宇称守恒,也就是说一个粒子的镜像与其本身性质完全相同.1956年,科学家发现θ和γ两种介子的自旋,质量,寿命,电荷等完全相同,多数人认为它们是同一种粒子,但θ衰变时产生两个π介子,γ衰变时产生3个,这又说明它们是不同种粒子.
1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后，大胆地断言：τ和θ是完全相同的同一种粒子(后来被称为K介子)，但在弱相互作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同，通俗地说，这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样！用科学语言来说，“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的.
在最初，“θ-τ”粒子只是被作为一个特殊例外，人们还是不愿意放弃整体微观粒子世界的宇称守恒。此后不久，同为华裔的实验物理学家吴健雄用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”，从此，“宇称不守恒”才真正被承认为一条具有普遍意义的基础科学原理。
吴健雄用两套实验装置观测钴60的衰变，她在极低温(0.01K)下用强磁场把一套装置中的钴60原子核自旋方向转向左旋，把另一套装置中的钴60原子核自旋方向转向右旋，这两套装置中的钴60互为镜像。实验结果表明，这两套装置中的钴60放射出来的电子数有很大差异，而且电子放射的方向也不能互相对称。实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。
我们可以用一个类似的例子来说明问题。假设有两辆互为镜像的汽车，汽车A的司机坐在左前方座位上，油门踏板在他的右脚附近；而汽车B的司机则坐在右前方座位上，油门踏板在他的左脚附近。现在，汽车A的司机顺时针方向开动点火钥匙，把汽车发动起来，并用右脚踩油门踏板，使得汽车以一定的速度向前驶去；汽车B的司机也做完全一样的动作，只是左右交换一下——他反时针方向开动点火钥匙，用左脚踩油门踏板，并且使踏板的倾斜程度与A保持一致。现在，汽车B将会如何运动呢？
也许大多数人会认为，两辆汽车应该以完全一样的速度向前行驶。遗憾的是，他们犯了想当然的毛病。吴健雄的实验证明了，在粒子世界里，汽车B将以完全不同的速度行驶，方向也未必一致！——粒子世界就是这样不可思议地展现了宇称不守恒。
宇宙源于不守恒
宇称不守恒的发现并不是孤立的。
在微观世界里，基本粒子有三个基本的对称方式：一个是粒子和反粒子互相对称，即对于粒子和反粒子，定律是相同的，这被称为电荷(C)对称；一个是空间反射对称，即同一种粒子之间互为镜像，它们的运动规律是相同的，这叫宇称(P)；一个是时间反演对称，即如果我们颠倒粒子的运动方向，粒子的运动是相同的，这被称为时间(T)对称。
这就是说，如果用反粒子代替粒子、把左换成右，以及颠倒时间的流向，那么变换后的物理过程仍遵循同样的物理定律。
但是，自从宇称守恒定律被李政道和杨振宁打破后，科学家很快又发现，粒子和反粒子的行为并不是完全一样的！一些科学家进而提出，可能正是由于物理定律存在轻微的不对称，使粒子的电荷(C)不对称，导致宇宙大爆炸之初生成的物质比反物质略多了一点点，大部分物质与反物质湮灭了，剩余的物质才形成了我们今天所认识的世界。如果物理定律严格对称，宇宙连同我们自身就都不会存在了——宇宙大爆炸之后应当诞生了数量相同的物质和反物质，但正反物质相遇后就会立即湮灭，那么，星系、地球乃至人类就都没有机会形成了。
接下来，科学家发现连时间本身也不再具有对称性了！
可能大多数人原本就认为时光是不可倒流的。日常生活中，时间之箭永远只有一个朝向，“逝者如斯”，老人不能变年轻，打碎的花瓶无法复原，过去与未来的界限泾渭分明。不过，在物理学家眼中，时间却一直被视为是可逆转的。比如说一对光子碰撞产生一个电子和一个正电子，而正负电子相遇则同样产生一对光子，这两个过程都符合基本物理学定律，在时间上是对称的。如果用摄像机拍下其中一个过程然后播放，观看者将不能判断录像带是在正向还是逆向播放——从这个意义上说，时间没有了方向。
然而，1998年年末，物理学家们却首次在微观世界中发现了违背时间对称性的事件。欧洲原子能研究中心的科研人员发现，正负K介子在转换过程中存在时间上的不对称性：反K介子转换为K介子的速率要比其逆转过程——即K介子转变为反K介子来得要快。
至此，粒子世界的物理规律的对称性全部破碎了，世界从本质上被证明了是不完美的、有缺陷的。
发现过程
杨振宁、李政道和吴健雄是中国老百姓耳熟能详的名字，他们的事业巅峰和“宇称”紧紧联系在一起。
用科学家的话说，宇称是内禀宇称的简称。它是表征粒子或粒子组成的系统在空间反射下变换性质的物理量。在空间反射变换下，粒子的场量只改变一个相因子，这相因子就称为该粒子的宇称。我们也可以简单地理解为，宇称就是粒子照镜子时，镜子里的影像。以前人们根据物理界公认的对称性认为，宇称一定是守恒的。这就像有正电子，就一定有负电子一样。杨振宁教授1951年与李政道教授合作，并于1956年共同提出“弱相互作用中宇称不守恒”定律。
这个道理其实很简单。对称性反映不同物质形态在运动中的共性，而对称性的破坏才使得它们显示出各自的特性。如同建筑和图案一样，只有对称而没有它的破坏，看上去虽然很规则，但同时显得单调和呆板。只有基本上对称而又不完全对称才构成美的建筑和图案。大自然正是这样的建筑师。当大自然构造像DNA这样的大分子时，总是遵循复制的原则，将分子按照对称的螺旋结构联接在一起，而构成螺旋形结构的空间排列是全同的。但是在复制过程中，对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性，从而使得那些更便于复制的样式更快地发展，形成了发育的过程。因此，对称性的破坏是事物不断发展进化，变得丰富多彩的原因。
杨振宁和李政道的亲密合作是他们取得巨大成就的基础。杨振宁对此回忆说：我1948年6月获得芝加哥大学哲学博士学位后，在密执安大学度过了那一年的夏天。秋后，我返回芝加哥大学，被聘为物理系的讲师。我一边教课，一边继续做核物理和场论方面的研究。1948年尾，李政道和我合作研究衰变及俘获，发现这些相互作用与衰变具有非常相似的强度。
李政道1946年秋到芝加哥大学当研究生。我俩早些时候在中国或许见过面，然而，只是到了芝加哥才真正彼此相识。我发现他才华出众，刻苦用功。我们相处得颇投机，很快就成了好朋友。我长他几岁，又先他几年当研究生，便尽力帮助他。后来，费米做了他的学位论文导师，但他总是转而向我寻求指导。因此，在芝加哥的岁月里，事实上我倒成了他的物理老师。
1953年，李政道到了哥伦比亚大学。为了继续合作，我们订立了相互访问的制度。我每周抽一天时间去哥伦比亚，他则每周抽一天到普林斯顿或布鲁克海文来。这种例行互访保持了6年。而这段时间我们的兴趣有时在基本粒子理论方面，有时则在统计力学方面。这是一种非常富有成果的合作，比我同其他人的合作更深入广泛。这些年里，我们彼此相互了解得如此之深，以致看来甚至能知道对方在想些什么。但是在气质、感受和趣味等诸方面，我们又很不相同，这些差异对我们的合作有所裨益。我们的交往始于1946年，这种交往是亲密的，它基于相互尊重、相互信任和相互关心。接着，迎来了1957年，以及我们的成功（双双获得诺贝尔奖）。在我同李政道做朋友的16年间，我对他就像一位兄长。这种合作对物理学的贡献良多，人们对此感到艳羡。李政道自己也断言，这种合作对他的事业和成长具有决定性的影响。
谈到杨振宁、李政道和宇称不守恒时，有一位杰出的中国女性是绝对不能忘记的，她就是吴健雄。吴健雄博士在这场美国发生的、被物理学界称之为“‘宇称不守恒'的革命”中，有着重大贡献。
杨振宁和李政道从理论上怀疑宇称律作用于基本粒子弱相互作的正确性后提出，如果在弱交换作用下，奇偶性不守恒，那么一群有向原子核的贝塔射线应呈轴向的不对称分布。两位科学家为了证明他们预言的正确性，找到了吴健雄博士。吴健雄有许多新巧的物理实验技术广泛为其他物理学家所采用，许多物理学家在实验上遭遇到困难，也会寻求她的协助。在杨李提出请求后不久，吴健雄博士就与华盛顿的美国国家标准局的阿贝尔博士商讨合作这一实验的可能性，实际工作在3个月后开始。她在极低温度（绝对零度以上0.01摄氏度）的磁场中，观测钴60衰变为镍60，及电子和反微子的弱交换作用，果然电子及反微子均不遵守宇称守恒原理。
实验成功了，吴博士证明了杨振宁和李政道的理论，推翻了物理学上屹立不移三十年之久的宇称守恒定律。这一发现，使瑞典皇家科学院立即将1957年的诺贝尔物理奖，颁发给杨振宁和李政道两位博士，因为他们指正了过去科学家所犯的严重错误，更开启基本粒子“弱交换作用”一些规则的研究，使人类对物质结构内层的认识迈进了一大步。美国作家李·伊得逊说：吴健雄博士经过了不知多少次艰辛而复杂的实验，方使杨、李二位在理论上的突破，获得了实验上的证明。吴健雄在实验中发现了电子倾向于左手旋的现象，不仅改变了物理科学中“宇称守恒”的基本信念，同时也影响到化学、生物、天文和心理学的发展。虽然吴健雄博士没有得到诺贝尔奖，但她所从事工作的重要性并不因此而降低，反而因其他荣推崇和荣誉和纷至沓来，而更显得成就辉煌。普林斯顿大学授予她荣誉哲学博士学学位时，校长郑重地宣布：吴健雄博士已充分获得被称誉为世界上最伟大物理实验学家的权利。宇称不守恒原理彻底改变了人类对对称性的认识，促成了此后几十年物理学界对对称性的关注。
发现人物
三名科学家获得如此大的成绩，有一个共同点，就是热爱自己的祖国，努力从中国的文化精髓中吸取营养。
中国科学院院长、物理学家周光召教授用“使中华民族感到骄傲和自豪的伟大科学家”来概括杨振宁教授业已取得的学术成就。他说，杨振宁教授身上有着非常深厚的中国文化传统，同时他又兼融了西方文化传统中的优秀部分，将二者融会贯通，从而形成了他治学严谨、为人朴实的独特风格，令人钦佩、堪称楷模。
1996年6月，杨振宁在接受记者采访时被问道：“您是一位享誉世界的科学家，现在又荣任中国科学院外籍院士，您怎样看待这个荣誉？”杨振宁先生沉吟片刻，动情地说：“我还是一个中国人，我非常珍视中国科学院外籍院士这个荣誉，我为此而骄傲。”一番肺腑之言，道出了这位饮誉海内外的美籍华裔物理学家深厚的中国情结――杨振宁1922年出生在安徽合肥，家学渊源，使他从小就受到很好的教育。抗战时期，他在昆明的西南联大获得理科学士学位，1944年在清华大学获得科学硕士学位。1945年冬赴美留学，1948年，获芝加哥大学物理学博士学位，后长期在美国普林斯顿高级学术研究所工作，此后又在纽约州立大学石溪分校主持理论物理研究所的工作。
近代理论物理学许多领域的发展，都与杨振宁的名字分不开。1949年，杨振宁与世界着名的物理学家费米一起，提出了基本粒子的结构模式，即费米－杨模型；与米尔斯合作，提出的规范场理论，确立了杨振宁20世纪后半叶物理学奠基人的地位；1956年，杨振宁与李政道合作，提出了弱相互作用中宇称不守恒的理论，这一重大成果冲破了当时物理学界的传统观念，促进了基本粒子理论的发展，被科学家们称之为“科学史上的转折点”，从而与李政道于1957年一同获得诺贝尔物理奖。杨振宁自始至终认为，青少年时期在国内受到中国传统文化教育的影响，对自己事业取得成就至关重要。因此，在获得诺贝尔物理奖颁奖典礼上，杨振宁讲到：“我虽然献身于现代科学，我对于我所承受的中国传统和背景引以为自豪。”
作为一个炎黄后裔，杨振宁身居美国，却情系故国。他一生追求科学真理，对科学的浓厚兴趣和饱满的热情，与他对中国的科学技术发展所倾注的关切之情是分不开的。从1971年的首次回国，到改革开放的今天，他深感祖国的日新月异的变化。如今他每年都回国讲学、访问，为加强中国与世界的科技交流、促进中国的科技发展不遗余力。对此，他说“因为同时扎根于中美两大民族的文化，因此，对增进两国间的友好和了解肩负着特别的责任”。
1994年杨振宁回国时在中国科技大学为几千名学子讲述“中国科技500年发展史”，曾感染和鼓舞了无数的学子。当记者此刻和杨振宁谈起他的一篇非常有影响力的演讲报告《现代科学进入中国的历史回顾及其前瞻》，并请他就中国的科技发展如何面对激烈的竞争、迎接21世纪的挑战这一问题谈谈看法时，杨振宁感慨而自信地说：“中国过去故步自封，落后于西方，现在却发展得很快。只有依靠科学教育，才能振兴中华。中国有数不清的优秀人才，有几千年优秀的传统，加上现在的改革开放和经济的发展，中国一定会迎头赶上。”
12年前，杨振宁访问中国时欣然写下的诗中有“尘寰动荡二百代，云水风雷变幻急；若问那山未来事，物竞天存争朝夕”。出自这位物理学家口中的诗句，分明也是他对中国腾飞之日的殷殷期待。杨振宁坚信在当今的世纪之交，伴随着中国“科教兴国”战略的实施，中国一定会迎头赶上；随着中华民族的腾飞，中国很快也会骄傲地屹立于世界科技强国之林，成为东方科学的巨子。
1997年5月25日，中国科学院和江苏省人民政府在南京举办“杨振宁星”命名大会。“杨振宁星”为国际编号3421号小行星。它是中科院紫金山天文台1975年11月26日发现的。
已经七十多岁的李政道从事物理科学研究已经五十年了，在半个世纪的科学生涯中，他以天才和勤奋在高能物理、天体物理、流体力学、统计物理，凝聚态物理和广义相对论等领域都卓有建树。从1972年起，他又以深厚的爱国情怀致力于支持祖国科学教育事业发展，积极推进中外科学交流合作，建议设立博士后制度，帮助建立完善自然科学基金制度。他倾注大量心血促成了北京正负电子对撞机的建成和运行。十年前，他倡议我国建立中国高等科学技术中心和北京现代物理研究中心。十年来，这两个中心在李政道教授的主持下，开展了大量中外学术研究交流，取得了许多重要研究成果，不断培养着高级科技人才。李政道教授这五十年，是他用自己聪明才智探求科学奥秘、为祖国和人类科学发展勤奋奉献的五十年。但是，这位功成名就年逾古稀的杰出学者始终不满足，他仍以蓬勃朝气瞩目未来，希望在即将到来的21世纪再作新的贡献。中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为3443号小行星已荣获国际有关机构批准，正式命名为“李政道星”。中国科学院1997年5月30日在北京隆重举行了“李政道星”命名典礼。从此，李政道的名字镶上了太空星辰，伴随着3443号小行星遨游并闪耀在宇宙星河。“李政道星”（国际编号为3443号小行星）是中国科学院紫金山天文台1979年9月26日发现的。“李政道星”沿着一个偏心率为0.3的椭圆轨道绕日运行，到太阳的平均距离为3亿5千9百万公里，绕太阳一周需3.70年。
吴健雄1934年毕业于中央大学物理系，后赴美国留学，先后获得加利福尼亚大学、普林斯顿大学、耶鲁大学、哈佛大学等院校的理学博士学位。1954年加入美国籍。1973年，她当选为美国物理学会会长，并为英国爱丁堡皇家学会荣誉会员，美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士。1994年，她获得全美华人杰出成就奖。
吴健雄教授一直关心中国科技事业的发展，从1973年起多次到中国探亲、访问讲学。她是北京大学、南京大学名誉教授，并在东南大学建有吴健雄实验室。1990年，南京紫金山天文台将其发现的一颗小行星命名为“吴健雄星”。1994年6月，她当选为中国科学院首批外籍院士。1997年2月16日，吴健雄教授因再次中风逝世，享年85岁。在她的丈夫、物理学家袁家骝教授等亲属的护送下，她的骨灰被安葬在她接受启蒙教育的母校——江苏苏州太仓市浏河镇明德学校新落成的“吴健雄墓园”内，实现了她魂归故里的夙愿。
在吴教授80寿诞时，袁家骝在祝寿仪式上简要介绍了吴健雄博士的简历后说，求学时期的吴健雄，对史地深感兴趣，文学造诣也不凡，其后她在物理学上有所成就，使一般人反而忽略了她在文学上的才干。当时已经退休的吴健雄博士在祝寿仪式上致词说，从事科学研究没有捷径，“基本修养就是由兴趣、观察、实验、毅力等辛苦做起”。
西方科学家称吴博士是中国的居里夫人，也曾是诺贝尔奖得主的艾米里·肖格莱博士誉她为“垂帘听政的核子物理学女王”。
影响
“宇称不守恒原理”的影响是深远的。许多人说：“很难想象，假若没有杨和李等的工作，今天的理论物理会是什么样子？！”1998年年末，物理学家发现首例违背时间对称性事件。欧洲原子能研究中心的科研人员发现，正负K介子在转换过程中存在时间上的不对称性。这一发现虽然有助于完善宇宙大爆炸理论，但却动摇了“基本物理定律应在时间上对称”的观点。
正如人们经常感叹那样，时光不可倒流。日常生活中，时间之箭永远只有一个朝向。老人不能变年轻，打碎的花瓶无法复原，过去与未来的界限泾渭分明。但在物理学家眼中，时间却一直被视为是可逆转的。比如说一对光子碰撞产生一个电子和一个正电子，而正负电子相遇则同样产生一对光子，这个过程都符合基本物理学定律，在时间上是对称的。如果用摄像机拍下两个过程之一然后播放，观看者将不能判断录像带是在正向还是逆向播放。从这个意义上说，时间没有了方向。
物理学上这种不辨过去与未来的特性被称为时间对称性。经典物理学定律都假定时间无方向，而且也确实在宏观世界中通过了检验。但近几十年来，物理学家一直在研究时间对称性在微观世界中是否同样适用。欧洲原子能研究中心的一个小组经过长达三年的研究最近终于获得了突破。他们的实验观测首次证明，至少在中性K介子衰变过程中，时间违背了对称性。
由来自九个国家近百名研究人员组成的这一小组在实验中研究了K介子反K介子相互转换的过程。介子是一种质量比电子大，但比质子与中子小，自旋为整数，参与强相互作用的粒子，按内部量子数可分为π介子、ρ介子和K介子等。研究人员在实验中发现，反K介子转换为K介子的速率要比其时间逆转过程、即K介子转变为反K介子来得要快。这是物理学史上首次直接观测到时间不对称现象。
现代宇宙理论曾认为，宇宙大爆炸之初应该产生等量物质和反物质，但当今的宇宙却主要为物质世界所主宰，这一现象一直让人困惑。欧洲核子中心新实验证明，反物质转化为物质的速度要快于其相反过程，因此它为宇宙中物质量为何远远超过反物质量提供了部分答案。另外，新成果对物理学基本对称定律研究也有重要意义。物理学家们一直认为，除了基本物理定律不受时间方向性影响外，物体在空间物理反射的过程以及粒子与反粒子的变换过程也应遵循对称性。时间、宇称和电荷守恒定律被认为是支撑现代物理学的基础之一。
本世纪50年代来，物理学家先后发现一些守恒定律有时并不完全满足对称性。美籍华人物理学家杨振宁和李政道曾提出弱相互作用中宇称不守恒理论并经实验证实，之后美国人詹姆斯·克罗宁和瓦尔·菲奇又发现K介子衰变过程违背宇称和电荷联合对称法则，他们都因此而获诺贝尔物理学奖。由于时间、宇称和电荷作为一个整体被认为应该守恒，物理学家们曾猜想说，时间在特定情况下会违背对称性。欧洲核子中心的成果首次证实了这一猜想。
1999年3月，科学家称直接观测证明电荷宇称定律有误。美国费米实验室宣布说，该实验室以前所未有的精度，基本“确切无疑”地证明中性K介子在衰变过程中直接违背了电荷宇称联合对称法则。这一结果被认为是物质和反物质研究领域的一项重要进展。
目前普遍接受的物理学理论认为，每一种基本粒子都有其对应的反粒子。譬如说与带负电的电子相对应，就存在质量相同、携带电荷正好相反的正电子。在反物质理论提出后，科学家们一直认为，粒子和反粒子之间在特性上存在对称，就象人们通过镜子看自己一样。这些对称特性主要包括基本物理定律不受时间方向性影响，以及空间反射下的物理过程以及粒子与反粒子的变换过程遵循对称，它们分别被称为时间、宇称和电荷守恒定律。
1964年，美国物理学家克洛宁和菲奇发现，K介子与其反物质反K介子之间违背宇称和电荷联合守恒定律。但两位物理学家主要通过K介子与反K介子的量子力学波动效应而观测到其违背电荷宇称守恒现象，因此被认为是一种间接观测。自60年代以来，世界各国物理学家也先后得出一些类似结果，但基本也都属于间接观测范畴。而要想直接证明K介子违背宇称和电荷联合守恒定律，其主要途径是研究K介子衰变为其它粒子的过程。K介子可衰变为两个介子。物理学家们曾从理论上指出，通过实验测量出一定数量K介子中有多少衰变为介子，这一比值如果不接近零，那么即可被视为直接证明了宇称和电荷联合定律不守恒。
据报道，各国科学家们近年来一直在从事K介子衰变为介子比值的测算，但所获得结果都无法被认为是确切的证明。而费米实验室所获得的最新数值结果（0.00280误差0.00041），由于其精确度比此前实验都有所提高，从而直接证明了宇称和电荷守恒定律确实有局限性。
宇称和电荷联合定律不守恒最早发现者之一、曾获1980年诺贝尔物理奖的克洛宁教授在评价费米实验室新成果时称，这是自发现违背宇称和电荷守恒定律的现象35年来，人们首次获得的有关该问题真正新的认识。普林斯顿大学教授瓦尔·菲奇说：“这个结果让人极其诧异，这是完全没有预料到的，它非常、非常有意思。”
科学家计划继续在费米实验室进行实验和计算，以验证这些最新观察结果是否确实。与此同时，如果你想知道世界为什么会是现在这个样子，答案完全就在于左右之间的差异―――你只要看看镜子就行了。
参考资料：http://ke..com/view/265713.html
‘拾’ 宇宙中存在20万亿亿颗恒星，为什么夜空还是黑的
你有没有想过为何夜空是黑色的？因为我们都知道，即使是很小的一片星空，里面也包含了成百上千颗恒星，它们发出的光聚集起来，应该会和太阳一样明亮。然而事实显然不是这样，我们知道恒星的数量是有限的。也就是说宇宙的大小和年龄也是有限的，其实这就是奥伯斯佯谬的内容，它最先指出宇宙是有限的，为现代宇宙学的大爆炸模型铺平了道路。因为如果宇宙是无限大的，在各个方向上都无限延伸，那么在所有可能的观察方向上，我们都可以观察到一颗恒星，而且在离地球越远的空间里，恒星的数量就会变得越多。
不过有的科学家认为远处恒星的光可能在传递的过程中被遮挡了，比如一些不发光的天体或者星云都会吸收光线。但是被吸收的光还是会以热的形式释放出来，之后表现在光谱上其它的位置。现在的天文学家已经检查了星光的所有波长范围，并没有发现星光被遮挡的证据，所以我们看见的是没有遮挡的星空，是宇宙的全部历史。在了解到宇宙存在边界之后，现代宇宙学开始兴起。宇宙大爆炸模型也自然而然地被提了出来，这一切都来自于一个我们司空见惯的现象。为什么晚上的天空是黑的，因为你看见的是宇宙的历史，所以不要认为了解宇宙是一件难事。其实它早就把答案摆在了我们眼前，只要我们对星空还抱有好奇心，宇宙就不会让我们失望。