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爱因斯坦在一封信中写到：“对于我们物理学家来说，过去、现在、未来的区分只是一种幻觉，尽管看起来很真实。” 首先说一下时间，时间是人们日常生产和生活中形成的概念，起源就是一种纯粹的“观念”，后来这个生活概念被抽象化为数学概念，我之前的文章《数学是怎样在科学中起作用的？》说到，数学概念原本就是人们头脑中的一种“观念”，科学家通过建立科学概念，转变为数学概念，将已知经验用概念之间的关系符号化进行描述以及通过逻辑进行经验放大化的再描述。时间概念就是这样建立起来的。 时间反演对称性描述的是在时间反演操作下物理系统的对称性，大部分物理理论都是时间反演对称性的，但是有一个重要的物理定律是时间不可逆的：热力学第二定律。该定律表明，随着时间的流逝，一个封闭系统的无序度必须增加，永远不会减小。通常，我们将该无序度称之为“熵”，当某些事情发生后无序度总是增加的，这就要求时间只能朝一个方向流逝。熵在宏观上看是系统无序度，在微观上看是大量随机事件自发演化的不可逆性，因为从统计上讲，其回到初始态的概率太低。宇宙是动态演化而非静止，而在演化过程中必然会有一个箭头。 时间的不可逆性在过去超过一个世纪的时间里一直困扰着科学家们，那就是大爆炸发生后，物质逐渐形成结构，行星，恒星和星系逐渐出现，时间的箭头永远指向前方。 有一个理论认为，当大爆炸发生时产生了一个与我们的宇宙相同的“镜像宇宙”并在大爆炸的瞬间朝相反的方向膨胀——而分别生活在这两个世界中的智慧生物在感知上会认为对方都在朝着时间轴的反方向前行。这一理论是由英国的朱利安·巴伯(JulianBarbour)博士，加拿大新布伦瑞克大学的蒂姆·科斯洛夫斯基(TimKoslowski)博士以及加拿大圆周理论物理研究所的弗拉维奥·莫卡提(FlavioMercati)博士共同提出的。 美国物理学家Allahverdyan和Gurzadyan，试图将“暗能量”和热力学定律联系起来。他们推导发现，暗能量的引进意味着空间会被推开，就像暗能量把宇宙不断的推开一样。在这种情况下，暗能量自然而然的就导致了时间的流向。 现在，物理学家正在揭开时间之箭的一个更为基本的起源：量子纠缠。大多数物理系统都能通过纠缠迅速到达热平衡状态，具体时间与系统的尺度成正比。 麻省理工学院教授的塞思·劳埃德（Seth Lloyd），发现当粒子相互纠缠程度增加时，原本用来描述它们的信息（比如“1”代表自旋向上，“0”代表自旋向下）会逐渐转变成对所有纠缠粒子的整体描述。最终，关联会包含所有信息，单个粒子的信息则归于消灭。一旦到达这一步，粒子便进入一种平衡状态，它们的状态不会再经历任何变化，就像热茶冷却到室温一样。 越来越多的物理学家开始相信，时空本身就是量子纠缠的结果。目前为止，已经有人成功推导出了爱因斯坦方程即等效原理，这为时空动力学以及时空几何可以从纠缠量子比特中生成提供了证据。如下图：独立粒子(点状)与其他粒子相互纠缠。这些纠缠对又与其他纠缠对相互之间纠缠。随着更多粒子之间纠缠，时空的三维结构也就生成了。 时间作为一种观念，用于描述（或者说建立）人类认识世界的“经验”。物理学理论中存在各种对称性，包括时间和空间的对成性，而我们现实中发现时间仅仅是单向流动，都是热力学第二定律在起作用。虚无真空中不存在时间和空间，一旦物质粒子产生，新生的粒子就会自动与同源的粒子进行纠缠，以求达到整体性平衡状态，这个过程就是时空诞生的过程。时空的诞生是不断消耗着虚无真空的能量，这是一个由能量变质量的过程。 对于质量粒子，我的理解是这些粒子与真空同源同属性，它们的各种随机性等怪异表现都是因为真空与之作用产生的造成的，如果做个类比，虚无的真空类比为“空气”，微观粒子类比为“上下封闭的龙卷风（龙卷球）”，微观粒子并不是粒子，而是由和真空同样属性组成的自旋态，微观粒子的所有特征（如测不准原理、波粒二象性等等）都是真空造成的。微观粒子的内部和虚无真空并不是完全不同，而是本质相同。 正是因为这种随机性，概率上看发生运动可逆性极小，也就是说他们的运动是不可逆的，即对于微观粒子来说，时间之箭也是有方向性的。这一点上讲真空中的暗能量也对时间之箭的方向性起了作用。 |
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