| 什么是时间？时间是主观的吗？ A1A2a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12 A3A4a13a14a15a16a17a18a19a20a21 A5A6a22a23a24a25a26a27a28a29a30 在上图所示的一个孤立封闭容器内，有六个动能很大的热分子A，其他很多是动能很小的冷分子。 所有分子可以自由排列。彭加勒从数学上证明了“遍历性原理”，就是不受外界约束的各个分子将穷尽所有的排列组合方式，实际上，这是热力学第一定律或说能量守恒定律决定的。我拿一个“醉汉的脚步”的假象实验说明：一个醉汉脚底又黑又脏，在一个空房间随机走动，那么，总有一个时刻，房间地板的所有角落都将留下他的足迹，他的脏脚总有一个时刻会把地板全部染黑。 如果象上图那样排列，A聚到了容器的一头，在A与a之间若有一个自由隔板，隔板就很容易做功，从A向a的方向移动。 但是，对于所有分子的排列组合来看，6个A聚集到一头的排列组合的图案，比之6个A不聚集在一头的状态（即各种各样散居的状态），排列组合的样式，前者要少得多，占所有排列组合的可能性的概率，非常非常小。而各种各样散居的状态，不能做功，但各种各样散居的状态的总数，占所有排列组合的可能性的概率，却非常非常大。 所以，从可能性非常非常小的少数有序状态，自发地变化到可能性非常非常大的各种各样的散居状态，可能性也就极大极大。而反之，若从可能性非常非常大的各种各样的散居状态，自发变化到少数有序的可做功状态，可能性几乎没有。 这就是热力学第二定律的原由。这实际上是通常我们见到的“时间方向”的原由。 一台新电视机，只会越用越旧，不可能买一台旧电视回家，越看越新。 一个封闭隔绝的房间只会越来越乱：吊灯的灯绳会老化，灯总有一天会掉到地板上摔碎，各种分子原子会自发做无规则的扩散。那么，有人收拾不就会变得干净整齐了吗？----错！人一旦进入房间，房间就违反了封闭隔绝性。现在假设人一直就在房间里，整个系统与外界封闭隔绝，那么，把人考虑进去，情况仍然如此：人收拾房间的时候，把肚子里的有序的有机高分子转化成了大便，我们会知道，人不久就会排泄大便，由于封闭隔绝的房间没有下水道，这样，整个房间只会更脏更臭更乱。 热力学第一定律或说能量守恒定律，决定了各种可能性之间可以互相转化，这样时间是没有方向的，一切都是可逆的。但是，由于热力学第二定律的存在，情况就不同了，宏观上，只会从有序状态，自发地转化为无序状态。这时，时间的方向就被我们认识了。热力学时间本质上是宏观的数学概率现象。 有能量守恒定律，就必然意味着“在封闭孤立”系统中的“能量守恒”，因为“能量守恒定律”就是在这种情况下总结出来的，也只有在这种情况下才适用。不封闭不孤立的系统，能量不可能守恒。-----而一旦一个系统能量守恒，也即孤立封闭，此时，热力学第二定律，就是*数学*的必然性，而不是*物理*的必然性。热力学第二定律是可以从第一定律即能量守恒定律中推导出来，这样的论文已经很多。能量守恒定律已经数学地包含了熵增定律。-----有些哲学流派承认宇宙物质的质能守恒和不灭定律，却想否认热寂说和时间的无情箭头，那纯粹是自相矛盾。----实际上只有承认宇宙物质或能量可以凭空创生，才能打倒热寂说。 宇宙大爆炸理论认为，宇宙的初始状态是体积极端小、而有序度极端高的状态。随后，大爆炸后，宇宙的体积开始膨胀，总体秩序开始降低。而人的发育所需的秩序，来自于外界：太阳。太阳保存了一些宇宙稍稍早期的秩序，通过光合作用，传递给植物、进而给动物和人类。在宇宙无序混沌的状态下，偶尔局部的自发秩序是可能的，也是概率允许的，尽管概率非常非常小。 所以，宇宙大爆炸，使宇宙的体积增大，这也是另一种“时间方向”的可认识原由。 另外，一些基本粒子的衰变或反应，是不可逆的，这也决定了一种“时间的方向”。 最后，由于人类不同于微观粒子，人是一种宏观生物，人的寿命是有限的，这也使我们认识到心理“时间方向”的存在。 以上所说的几种“时间方向”，由不同的操作定义而来，他们之间有何必然联系，是粒子量子宇宙物理学等的研究课题。 |