爲什麼熱力學第二定律沒有讓宇宙在百億年間進入平衡狀態?

    這是一個令玻爾茲曼先生想破了腦殼也沒有想明白的問題。不過,這也可以理解,畢竟,在他那個年代,科學家還沒有發現宇宙是一次失控的爆炸造成的存在。還沒有發現這世界上還有黑洞天體的存在,以及支持着宇宙發瘋似的加速膨脹,而且能量分佈處處均衡的暗能量的存在。而那時的科學家們都迷之堅信,宇宙是個穩態結構的存在。這其中也包括這個統計熱力學的奠基人的玻爾茲曼先生。而他迷惑不解的原因也很簡單,就是明明大部分描素自然規律的物理定律,都具有時間反演對稱性以及平移反演對稱性。爲什麼真實的自然演化中,幾乎無一例外的都呈現出時間不對稱的情況,而且時間方向性極強,幾乎可以說是無視定理存在的那種。而實際給到我們的感覺,也是時間從過去流向未來,而事物的演化則是還由簡入繁。我們總是會義無反顧的沿着時間箭頭的方向老去,途中也不見一個還老還童的特例產生。但平衡狀態中就沒有時間箭頭。只有隨機漲落。所以,我們需要對自己住的這個有強時間箭頭的宇宙作出一個合理的解釋。


    那麼是誰把時間從描述我們宇宙的各大定理中趕出去的?我們可能忽略了一個重大的自然現實,那就是時間有可能不是幻覺,而是真實存在的事物。

    因爲,如果不是,那似乎就有很多無法解釋的事情在等着我們。比如,爲什麼控制這個宇宙的物理定理的參數是這樣的合適?諸如,電子的質量,光子的速度,引力的大小,強弱核力的大小,暗能量那點微弱且不爲零的數值?而哪怕對上述自然的參數做稍微一點修改,那都將導致恆星無法在我們宇宙出現,而行星就更無從談起。另外,還有大爆炸的初始條件的給定,在我們對模型建模的計算中,給予宇宙的初始條件有無數多個,那麼,是誰給我們選定的這個恰到好處的宇宙模型呢?難道真是全能的上帝?問題是,上帝不是正爲提出這些問題的人刨坑埋人去了嗎?而當時間爲真時,這些問題似乎就有了一個合理的解答。甚至他能解答讓科學家都謎之頭痛的量子糾纏現象。況且,量子糾纏很有可能幫我們解釋知之最少,卻又極爲重要的暗能量,併成爲解釋它的那種能量雖小卻讓宇宙加速膨脹這一事實的最有效工具。


      雖然,展望很美好,但現實很骨感。如果時間是真實流動着的,那麼它會帶來兩個讓我們很難接受的結果,第一,空間將如同溫度,壓力,頻率那樣會隨時間而不斷演變。從某種程度上說,它將不再真實。不過,事實也是如此,它在微觀層面上表現出來的本質,也是場線之間相互糾纏耦合隨機無序的關係。第二,再沒有我們都很喜歡的同一性與相似性了,這個世界不會有一模一樣的東西,也不會有一模一樣的地點,更不會有一模一樣的實驗。但卻有一個全局性的最佳時間,這是讓愛因斯坦腦瓜蒙圈,讓僵死許久的牛頓爵士欣喜若狂的事情。因爲固定的時空背景,曾是牛頓爵士把亞宇宙的機械力學玩出花來的上好舞臺。

    那麼,這個全局時間是怎麼來的呢?其實說起來也簡單。因爲,我們度過的百無聊奈的時光,都是一瞬間一瞬間度過的,那麼這樣一來,從現在真實的這個瞬間到未來虛幻的那個瞬間,這中間就留有一個不可穿越且不透明的間隔,而這層間隔會在整個宇宙間所有事件發生的細節裏出現,它便是我們所說的全局最佳時間,也可以說是最佳觀察者。從某種意義上說,我們似乎又整出了一個上帝,當然它沒有埋人的權力,只是一個上帝版的觀察員。但在愛因斯坦相對論的相對性原理中,這種騷操作是絕對禁止的,因爲在廣義相對論裏,時間會在其中消失。

    然而我們的這個全局最佳時間的定理卻可以很輕易地推延到整個宇宙。而愛因斯坦時間反演對稱的相對論方程卻去不了初始大爆炸和讓人有去無回的黑洞。


  所以這裏有一個事實我們必須清楚,那就是自然界中不可能存在物理定律的終極對稱性,而現階段對稱性在已知的物理理論中非常普遍,它幾乎成爲物理學家六出祁山的制勝法寶。但稍微有點腦子的科學家都對此有所保留。因爲,它無法解釋爲什麼是這些定律?而不是那些定律主宰着我們的宇宙?這個問題中,時間是關健因素。如果我們要想解釋自然規律的由來,這些定律就不能一成不變。還是有個別腦子比較清醒的哲學家看出了其中的隱憂,比如哲學家查爾斯·皮爾世先生就說,假如自然界的普適規律以人類能夠理解的形式存在,但又不給出爲何人類能夠理解的理由,那麼它很難說是合理的。而僅有可能的答案可以回答自然規律爲何如此,並且爲何存在一致性?這便是它們可能是隨時間演化的結果。

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