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第六百二十三章 時間

“按照這個論點,那些有利于物質轉化為許多黑洞的物理學定律,將在選擇過程中受到偏愛。

我記得斯莫林說過,我們的宇宙是這一演化過程非常可能的最終產物,我們覺得極其精美地適合我們生存的物理學定律,實際上為制造黑洞和更多嬰兒宇宙而做了微調。

那些定律碰巧允許作為我們生命基礎的碳和其他元素存在,從這個事實來看,我們的存在只是一種寄生的結果。”

五號淡定地說道。

“你們都好厲害,我還有一個概念不明白。”

四號看著他們說道。

“是什么?”

楚云問道。

“時間之箭。”

四號說道。

“如果我記得沒有錯的話,這也是天文方面的知識。”

虛妄說道。

“算吧。”

四號說道。

“那我告訴你吧,其實科學中最不可思議的事物之一就是區分過去和未來。”

五號說道。

“怎么說?”

四號問道。

“在亞原子層次上,不論是經典力學的傳統思想抑或量子力學的現代思想,都不能區別過去和未來。”

五號說道。

“為什么?”

楚云問道。

“因為,在涉及亞原子粒子的典型相互作用中,兩個粒子可以會合到一起,并通過某種方式的相互作用產生兩個不同的粒子,后者隨即又分開。

物理學定律表明,幾乎每種這樣的相互作用都能同樣有效地反過來運行,即最后的兩個粒子會合到一起并相互作用而產生最初的兩個粒子。

在這一層次上,僅僅著眼于每對粒子是無法將過去與未來區分開的。

但是在人能感知的層次上,過去和未來的區別是顯而易見的。”

五號說道。

“為什么是顯而易見的?”

李思特問道。

“比如事物的變陳舊,人的變老,與粒子相互作用相對應,我們可以想像一個在桌子邊緣的酒杯,它搖搖晃晃然后墜落地面摔碎了。

即使在酒杯摔碎時,酒杯內部原子之間每種相互作用按照已知物理定律是可以反轉的,我們也永遠看不到摔碎的杯子自己重新組裝起來。

如果讓我們看兩張靜止照片,一張是桌子上的酒杯,另一張是地板上的玻璃碎塊,我們也能毫無困難地指出,在時間上哪一張照片先拍,哪一張后拍。

在我們考察含有很多粒子的復雜系統時,存在著一個從過去指向未來的固有的時間之箭。

但是,區分指向未來的箭和向未來運動的箭是很重要的。”

五號說道。

“為什么很重要?”

楚云問道。

“這很像羅盤的指針,它指向北方,但根本不必向北方運動。

如果拍一部酒杯從桌上墜落地面的電影,而不僅僅是在此之前和之后的兩張照片。

如果電影的個別畫面割裂開來然后混在一起,我們也仍然能夠把它們按正確順序加以整理。

不必真正放映電影,也能清楚區分過去和未來。”

五號說道。

“不過有些科學家和哲學家認為,我們關于時間流逝的印象不過是一種幻覺。”

虛妄說道。

“為什么會是幻覺?”

李思特問道。

“因為我們的頭腦審視我們親身經歷的事件,就像把電影放映在銀幕上。

潛在的事實,不論過去的還是未來的,可能仍然在那里,就像電影膠片的各個獨立畫面,即使我們的注意力不得不集中通過一個一個畫面追隨故事的連續。

不管這是否真實,仍然真實的一點是,過去和未來可以用一個從過去指向未來的箭加以區別。

這種區別可以用數學來表示,熱力學的基礎是對我們從過去運動到未來的過程中事物變化方式的分析。

關鍵是洞察到宇宙中的雜亂程度總是在增加酒杯破碎了,卻不會自行聚合。”

五號說道。

“這樣得出什么結論?”

李思特問道。

“你們要知道,物理學家用叫做熵的量來估量雜亂程度;物理學最基本的定律是,一個封閉系統的熵總是永遠增加的,這是熱力學第二定律。

在一個有外部能量來源的開放系統中可以避開這條定律。

第二定律似乎在地球上受到了破壞,因為生物在生長,人能夠把一堆磚變成一種有秩序得多的結構,如房屋。

但所有這一切都依賴于能量的輸入,其來源就是太陽。”

虛妄淡定地說道。

“怎么說?”

楚云問道。

“你們要知道,地球上的熵減少遠小于與太陽內部核聚變反應和太陽向空間輻射熱量相聯系的熵增加。

整個宇宙的熵隨時間的流逝而增加。

也就是,同較低熵的宇宙狀態相比,擁有較高熵的狀態對應著未來方向。

同一個時間之箭以另一種方式表現在宇宙結構之中。

宇宙在膨脹,所以星系彼此分開越來越遠。

同星系靠得比較近的宇宙狀態相比,星系分開比較遠的狀態就處在未來的方向。

首要的時間之箭系大爆炸本身所規定。”

虛妄說道。

“怎么解釋?”

李思特問道。

“很簡單,不管你在宇宙的何時何地,大爆炸總是在時間的過去方向。

不知什么緣故,宇宙從大爆炸中浮現時,它的熵足夠低,使得恒星、行星和人類得以形成,從那以后它就逐漸衰竭。

熱量不能從較冷的物體流向較熱的物體,所以明亮恒星的能量是單向流進冷的宇宙。

當宇宙中所有恒星及其他能量來源停止提供熱量,整個宇宙就將進入任何東西都不變化的溫度均勻狀態。

宇宙將遭受熱寂。

這突出了另一個考察時間之箭和熵概念的方法。”

虛妄說道。

“這不是一個封閉系統或整個宇宙中的能量是不會改變的,也就是熱力學第一定律嗎?”

楚云問道。

“那是因為,即使質量按照愛因斯坦公式E=mc^2轉化為能量,但質量被認為是能量的一種儲存形式,所以并沒有創造新能量。”

虛妄說道。

“為什么?”

四號問道。

“因為第二定律告訴我們的就是,封閉系統內的任一相互作用中的有用能量是減少的。

有用能量就是能夠作功的能量。”

虛妄說道。

“怎么說?”

四號問道。

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