既然物理公式沒有表現出時間的方向性,那時間是可逆的嗎?
科技
01-18
確實,在物理學公式中,無論是描述引力的廣義相對論,還是描述微觀粒子的量子力學,或者是描述電磁現象的麥克斯韋方程組,都沒有直接表明時間具有單方向性。無論時間是正向流逝還是逆向流逝,這些公式都完全可以適用,它們似乎是時間對稱的。既然時間可以正向流逝,那麼,這是否就意味著時間是可逆的呢?
從目前的實踐和理論來看,時間的流逝方向是單向的,決定時間箭頭方向的是熱力學第二定律。也正是這一定律,徹底否定了第二類永動機。
在熱力學中,一個系統的混亂程度可以由熵來表徵。系統的混亂度越高,即有序度越低,系統的熵越高。或者說系統中能用於做功的有用能越少,系統的熵越高。
顯然,對於一個封閉的系統,總的有序度會自發地降低,即總的混亂度會自發地升高,熵會變得越來越大,此即為熵增原理。打碎的鏡子不能自發地復原,混合起來的水和乙醇不會自發地分開,這些事件可以明確告訴我們時間只在一個方向上流逝,時間是不可逆轉的。
同樣地,熵增原理也適用於整個宇宙。在138億年前,宇宙起源於熾熱緻密的奇點。隨著宇宙的膨脹,宇宙總的有序度逐漸降低(某些局部會升高,例如,作為低熵體的生命,他們需要消耗有用能來維持低熵的狀態),有用能會越來越少,這表明時間一直在向前不可逆轉地流逝。
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