引力系统中的时间之矢

Arrow of time emerges in a gravitational system

摘要: 我们相信，物理学的基本规律与时间的方向无关。然而，为什么未来与过去是如此之不同呢？“时间之矢”或“时间的方向”问题已困扰了物理学家和哲学家一个多世纪，而且仍然是近代物理的基本概念问题之一。大多数物理学家接受时间的方向与熵增加的方向相同的观点。但是不能解释为什么在过去存在一个低熵的罕见条件。一个多世纪前，Boltzmann 提出，我们可见的宇宙可能只是一个暂时的低熵的统计涨落，这种涨落影响着大得多的平衡系统的一小部分。在这种情况下，时间的方向就是将我们带回到平衡状态的方向。但是大多数当代的物理学家发现，这种解释不能令人满意：包含“我们”在内的随机涨落更容易产生一个单个的星系、一颗行星，或只是一个“大脑”，而不是整个宇宙。此外，根据“Loschmidt 不可逆佯谬”，如果设想存在这样一个低熵的时刻，那么熵将向着未来与过去两个方向增加，给出两个分开的时间之矢。

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