为什么我们会体验时间的流逝?

2016.09.17 来源: 互联网大字

之前，我们谈论了物理学中的时间对称性。例如，台球碰撞的视频无论向前或向后播看起来都是一样的。这似乎与我们的日常经验相悖，我们都知道时间永远只朝前流逝。我们可以记住昨天而不是明天，如果把杯子打碎，无法使它回到完好无损的状态。这种单向性质的事件被称为时间之箭，而这多少还是个谜。

在**牛顿物理学中，简单粒子之间的相互作用是**时间对称的。时间的方向就是通过热力学表现出来的。例如，如果有一屋子的空气，空气分子在其中弹跳，那么所有的分子在某一时刻聚集在房间的一个角落里是非常不可能的。在理论上有可能所有的空气分子沿着正确的轨迹在大约在同一时间到达角落，但这是极度不可能的。另一方面，如果在角落里有个空气压力容器，然后释放出空气分子，果断事件后，分子将会在房间中均匀分布。如果把上述这两个例子作为时间反演对，可以看到两者都是可能的，但一个比另一个更有可能。

热力学中的熵表示混乱度

我们可以利用热力学中的“熵”(总的混乱度)以概率来表达这种差异。在房间中的气体压力、温度和体积被称为它的状态。因为这些是由所有气体分子的位置和速度所决定的，这被统称为气体的微观状态(所有微观粒子的状态)。

对于一种给定的气体状态，原子的移动和弹跳方式有很多种。只要所有原子的平均运动是相同的，那么气体的压力、温度和体积将会是相同的。这意味着对于一种给定的气体状态，有很多等价的微观状态。对于一种给定的气体状态有着越多的微观状态，那气体的熵就越大，该气体就越有可能出现这种状态。所以，时间之箭可以表示为熵增的方向。这通常被表述为热力学第二定律，即一个系统的熵永远不会自发减少。

在量子理论中，时间之箭可以用其他方式来表述。在简单的量子理论哥本哈根解释中，量子对象是由一个波函数所定义的一种概率状态，然后在观察时坍缩成一种确切的状态。这种波函数的坍缩是不可逆的，因此时间只有单一方向。

在很多方面，哥本哈根解释太过于简单化，但这个想法也适用于其他解释。例如，量子系统随着时间的推移会使自己变得更加纠缠。因此，时间之矢又可以表述为纠缠增加的方向。

当然，所有的这一切都没有告知我们对时间之箭的*直接经验，似乎在我们对时间的单向流逝有一种意识经验。它是如此根深蒂固于我们的个人经验之中，我们从直观上就觉得事件发生在一个特定的“现在”，纵然相对论明确否定了一个宇宙当下时刻。为什么我们对时间之箭会有这样一种强大的经验目前还不得而知。

但给予时间，我们也许会弄明白。

投稿作者：孤芳不自赏46

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