【時間簡史】時間的箭頭

照霍金說,時間旅遊對於人類是不可能的,這個結論本身不值得大驚小怪,鮮有科學家會一本正經說這是可能的,但霍金的推理比較奇怪,基於兩點,第一是宇宙無邊界(no boundary)假設,第二是弱人類(weak anthropic) 假設,宇宙無邊指宇宙不管處於怎樣一個狀態和大小,是膨脹還是收縮,抑或一成不變,它並不處於另一個客體之中,宇宙就是全部,除此無他,宇宙若有誕生之刻,也是從無到有,而不是如嬰兒誕於母腹,這自然是否定了神創,這個意義上說宇宙無邊幾如說苦海無邊,擱下這個哲學意義上的討論不表,宇宙無邊意味著宇宙的發展不可能來自外因,而是內部固有趨勢所驅,這個趨勢可以理解為一個時間向量(有指向的變量),稱作宇宙時間箭頭cosmological arrow of time。

除了宇宙時間箭頭,還有另兩個,一個是熱力學時間箭頭thermodynamic arrow of time,再加上一個心理學時間箭頭psychologic arrow of time(有意思了吧)。熱力學箭頭總是從有序指向無序,因為無序的狀態可以有無數個,有序的狀態隻可能是有限個(否則不成之為有序了),所以任何一個時間點上,事物變得更加無序的幾率總是遠高於變得更加有序的幾率,中文成語說破鏡難圓潑水難收就是再好不過的例子,我們人類正是處於無數個這樣例子組成的現實裏,一隻杯子有N多種可能變成一堆碎片,而一堆碎片沒有任何可能還原成一個杯子,這樣的現實造就了我們的心理學箭頭 - 我們認識中的時間流向總是從有序到無序的。

那現實究竟是怎樣的?這要看一下支配現實的物理學定律,我們會發現除了一個定律之外所有的定律,不管是經典力學還是相對論還是量子力學都與時間的流向無關,也就是如果時間倒演並不會違背這些自然定律,而那唯一一個與時間流向有關的定律就是熱力學第二定律(熵增定律)。這裏不存在少數服從多數的事,再多的定律和時間流向無關都沒用,隻要有一個定律和時間有關,就由這個定律說了算,因為現實必須同時服從所有的定律。

事情這樣就完了?不是。人類在宇宙中的存在才多久,滿打滿算從生物形態學上與大猩猩分離出去才最多700萬年,而最早智人的出現才在40萬年前。宇宙呢,承認大爆炸是起源的話,也有138億年的曆史,如果把宇宙曆史凝聚為一年,人類的曆史最多才幾秒。那末我們人類從這瞬間感知的現實以及從這現實裏提煉出來的物理學定律,有多大可能完美描述漫長宇宙曆經的現實呢?可能性幾乎為零。在人類意識誕生之前的漫長宇宙曆史中,完全有可能出現不遵循熱力學第二定律的片段,也就是說前麵提到宇宙時間箭頭完全不必是單向從有序指向無序的,在某些時期,從無序走向有序完全不是沒可能的。

好了,假定確實宇宙曆史上存在這樣一個從無序向有序發展的時期,如果那時恰好有人類存在,我們的意識會獲得怎樣的感知?顯然,我們會記得一堆碎瓷自動合成一個光滑的杯子,成語也會變成破鏡必圓覆水必收。對於今天的人類來說,那就是逆著時間而行了。這樣的現實並不會十分的不可思議,蘋果照樣會掉到牛頓頭上,霍金照樣會寫出時間簡史,不同的隻是他們都將從death bed上蒼老地誕生,然後越活越年輕地最後進入母腹。

這算完了吧?還沒。霍金認為即使宇宙給人類提供了這樣時間旅行的機會,人類也無福領略,皆因我們的碳基生命決定了我們的心理學箭頭必定與熱力學箭頭一致,我們的意識並不是獨立存在的,我們靠神經元觸突或其他腦功能搭建出來的意識是靠肉體供能而保持鮮活的,我們意識裏添加了一樣新的感知,從意識這個局部來說是有序度增加了,但這個有序度的增加是靠人體消耗大量能量來維係的,所謂消耗能量就是將十分有序的食物轉化為完全無序的熱量排出體外,人體能量消耗的無序化程度,要遠遠高於神經元有序化的程度,因而從整個生命體來說,總的變化是從有序變得無序。這是人類生命必須遵循的時間箭頭,在一個遵循與此相反的時間箭頭的宇宙中,我們人類是完全不可能存在的,所以人類永不可能享受時間旅行。

當然這隻是我理解的霍金的觀點,理解正確與否,不得而知,認同與否,我暫時不置可否。

 




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所有跟帖: 

有看,沒有懂!國慶快樂! -lovecat08- 給 lovecat08 發送悄悄話 lovecat08 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 06:36:05

算了,隻要知道你做菜都是逆著宇宙時間箭頭就夠了,從無序到有序神一樣的存在 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 06:38:28

在猜想階段,幾乎什麽都可能,隻要合乎內在邏輯,這跟詩文創作有點相似。 -renqiulan- 給 renqiulan 發送悄悄話 renqiulan 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:36:17

唉吆喂,七一加拿大日沒人慶祝啊? -花似鹿蔥- 給 花似鹿蔥 發送悄悄話 花似鹿蔥 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 06:46:07

加拿大人。 -renqiulan- 給 renqiulan 發送悄悄話 renqiulan 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:37:27

竊以為 Carl Sagan 的 Cosmos 寫得層次分明,“宜乎眾矣”,文彩也遠勝霍金。不看Cosmos書?有視頻。 -renqiulan- 給 renqiulan 發送悄悄話 renqiulan 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:49:12

Indeed the readbility isn't good but its hanwei s assignment -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 12:00:22

I did recommend this book of Hawking's. It won't hurt to ... -寒葦- 給 寒葦 發送悄悄話 寒葦 的博客首頁 (128 bytes) () 07/04/2023 postreply 13:17:43

Just kidding. Love to browse through all kinds of books -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 14:33:06

寒葦同學,我又交作業了。那誰西東兄馮兄理學大拿和更多的文學大拿都可來批改 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 06:36:20

交了作業才可入眠,各位晚安,國慶快樂 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 06:45:55

先生晚安! -renqiulan- 給 renqiulan 發送悄悄話 renqiulan 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:38:35

我的確是學物理的,很佩服非物理專業的同學讀和談物理! -馮墟- 給 馮墟 發送悄悄話 馮墟 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:36:30

馮君不妨提點意見,給大家科普一下。 -renqiulan- 給 renqiulan 發送悄悄話 renqiulan 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:40:44

物理學中幾乎所有的方程都沒有規定時間箭頭,唯獨熵增加原理是個例外。時間得順著熵增加的方向。世界達到完全均衡,熵達到極值, -馮墟- 給 馮墟 發送悄悄話 馮墟 的博客首頁 (60 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:52:29

一些社會科學家借用熵增加概念。美國五花八門,熵值尚小。東方文化強調統一,熵值肯定高許多。哈哈 -馮墟- 給 馮墟 發送悄悄話 馮墟 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:54:08

然而,萬有引力已經讓宇宙高度不均勻。這個現實如何被熵增加原理所打破?另外,生命就是典型的反熵增加。 -唐宋韻- 給 唐宋韻 發送悄悄話 唐宋韻 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 11:27:17

熵增定律隻適用於封閉係統。生命係統、地球等都不是封閉係統。 -馮墟- 給 馮墟 發送悄悄話 馮墟 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 13:54:24

你可以隨意定義“封閉係統”。但熱力學第二定律的確是有漏洞或悖論的。 -唐宋韻- 給 唐宋韻 發送悄悄話 唐宋韻 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 18:05:20

跟外界有能量交流的,怎麽是封閉係統。我教過大學和中學物理,這個由不得你,直接扣分 哈哈 -馮墟- 給 馮墟 發送悄悄話 馮墟 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 18:13:07

我不怕,又不是寫論文,一生丟人現眼久矣,治大學如編小詩,治大拿如煎小蝦,罪過罪過 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 12:09:00

你的箭頭刺傷了我! -花似鹿蔥- 給 花似鹿蔥 發送悄悄話 花似鹿蔥 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 06:43:25

花姐想必曾經中過了丘比特的箭吧,滋味還不錯的,是嗎? -renqiulan- 給 renqiulan 發送悄悄話 renqiulan 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:43:37

痛得發麻 -花似鹿蔥- 給 花似鹿蔥 發送悄悄話 花似鹿蔥 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:49:11

太多君子好逑了。最後中的那一小愛神之箭,才最爽吧,我猜想。 -renqiulan- 給 renqiulan 發送悄悄話 renqiulan 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:51:58

被時間刺傷很容易治,選一條直路倒著往後走 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 12:11:34

老鍵先生早安!霍金書裏、哲學科學相互交錯。Penrose與他合著的書,則重科學,廣用精用物理及數學模式,較可供實驗論證。 -renqiulan- 給 renqiulan 發送悄悄話 renqiulan 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 07:30:32

對我等吃瓜群眾而言Penrose最抓眼球的是他對量子宇宙是否有意識的思考 -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 12:14:59

"時間箭頭"是同義反復 .. -中間小謝- 給 中間小謝 發送悄悄話 (615 bytes) () 07/04/2023 postreply 12:11:06

歡迎你回歸理性。well, physics says entropy is the emperor -老鍵- 給 老鍵 發送悄悄話 老鍵 的博客首頁 (0 bytes) () 07/04/2023 postreply 12:19:23

無序是常態,無序的盡頭都是重置reset,生命好像是反嫡的存在,死是生命的reset,不懂物理的物理愛好者瞎說幾句LOL -紫若藍- 給 紫若藍 發送悄悄話 紫若藍 的博客首頁 (0 bytes) () 07/06/2023 postreply 05:18:21

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