揭秘宇宙：玻璃杯打碎後不能復原，到底為什麼？

路威玻爾茲曼是19世紀奧地利著名的物理學家，為了紀念這位偉大的物理學家所做的貢獻，在玻爾茲曼去世後後人特地為他建立一個墓碑，墓碑頂部刻著一道精確的方程式「S=K LOG W」，這是一個極具影響力概念的數學公式，叫做熵。

熵是某種我們熟悉事物的度量，無序或無規則性，這個概念很重要，因為宇宙中的一切，都傾向於從有序變成無序。有個方法可說明這個觀念，拿一本書來說，這本書共有569頁，十分井然有序，第一頁之後是第二頁，然後是第三頁等等，但如果我們把書頁撕下來，然後交給熵來處置，書頁就會變得雜亂無序。原因很簡單，要讓書頁有序地落地，方法只有一個，但讓書頁凌亂落地的方法有很多，因此書頁凌亂落地的可能性較高，這符合我們的日產經驗，事物是從有序變成無序。

我們放眼望去，處處可見熵或無序，隨著時間的流逝增加的例子：雞蛋破了之後四處飛濺，冰塊在融化成水後失去整齊的形狀，滾滾濃煙變得越來越無序。有序狀態變成無序狀態，時間之箭似乎是朝這樣的方向前進。我們看到雜亂的程度，無序的範圍往往會隨著單一事件流動方向擴大。玻爾茲曼認為那促使時間之箭形成，這或許就是答案，或許時間之箭源於大自然有朝更混亂無序發展的傾向。

事物的變化確實看似如此，但這項理論有個小問題，由於物理定律無法辨別未來和過去，熵應該不只會朝未來增強，朝過去時也該回增強，但這有點不合理，比如說熵會朝過去和未來兩個方向增強，我們回顧過去時，熵應該增強，我們若朝未來看，熵也應增強，那意味著剛才那本書的書頁在過去式處於雜亂無序的，之後才會聚集在一起，形成那本井然有序的書！

日常生活經驗和物理定律為何會有如此大的差異？我們肯定有哪一點沒相同。我們若確定過去肯定比較有序，且一切往往是朝無序發展，熵的方程式是這麼說的，是不是除了物理定律還有什麼可解釋這現象？

請想像打棒球的情景，物理定律可幫你預測球落地的位置，但你需要的不僅是那些定律，你還需要初始條件，例如擊球的力道。同樣地，物理定律若無法解釋時間之箭，我們或許必須進一步去了解宇宙的初始條件，因而我們要回過頭來討論宇宙大爆炸。

假設宇宙史宛如一部電影，當你倒影片，你會看到時間越往前倒轉，事物越井然有序，現金有數十億星系遍布各處的宇宙，將來會慢慢變回氣體雲和塵雲，因為所有一切皆會收縮，那些氣體雲和塵雲會越來越接近彼此，因此當你回到夠久遠的過去，那些雲的體積會越來越小，然後我們就來到一起皆停止變化的地方：奇點，如果這代表在每一瞬間的所有空間，那麼我們會看到在這一瞬間之前是沒有任何空間和時間，因此秩序和低熵的最源頭肯定是剛形成的宇宙：大爆炸。

大爆炸是一種極有序的狀態，有可能是最有序的物理事件，因此在大爆炸發生之後，一切變得越來越無序。大爆炸告訴我們，當我們回顧過去或展望未來，宇宙為什麼會不一樣。而且如果當我們回到古時候，宇宙不僅理所應當與現在不同，並且還十分井然有序。

熵為什麼那麼低？我們還不知道，但我們至少知道，熵在宇宙剛開始形成時十分低。所以我們最多只能知道是大爆炸發射出時間之箭，你也可以把這看成是一個發條鍾，就如發條拉緊的鐘在發條放鬆後釋放之前儲藏的能量，宇宙自大爆炸後就不斷放鬆，變得越來越無序。

我們仍然不知道為何宇宙在剛成形時是處於高度有序狀態，但由於這是事實，因此每次有玻璃杯碎裂，其實都是在推進一項於數十億年前啟動的程序，玻璃杯碎裂，但卻無法復原，因為玻璃杯是遵循始於大爆炸從有序變成無序的自然驅向，我們只會不斷從過去往未來移動，我們所見周圍的一切，所有變化，從恆星的形成到我們的生命，只是小小的副現象，是乘著宇宙中越來越混亂波浪的衝浪客，那些波浪區隔了過去與未來！

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