为什么时间只向一个方向移动？

“时间只朝一个方向流淌，我们看到过去，但黑暗而未来根本看不到，这是一种怜悯。奥利维亚·莱恩

为什么时间只在一个方向上运行？为什么我们不记得未来？如果时间倒流，事件会先于其原因吗？破碎的鸡蛋的碎片会悬浮并缝合在一起，在我手中形成一个无可挑剔的鸡蛋吗？

时间坚定不移的前进性使我们遭受了最可怕的情绪 – 后悔。虽然自从他的长矛第一次错过猎物以来，人类就一直在思考它的无情本质，但物理学家直到最近才发现为什么会这样。

时间的开始

爱因斯坦认为宇宙没有开始，他相信一个静止的、不变的宇宙，它只存在。我们的宇宙不仅有一个开端，而且它也不是静态的——事实上，它正在以指数级的速度膨胀。爱因斯坦称这是他”最大的错误”。宇宙现在被认为始于一场灾难性的爆炸，我们称之为大爆炸。另一方面，如果不是宇宙的膨胀，夜空就不会是黑暗的，而是被它所暴露的可感知的无限恒星照亮的。

然而，爱因斯坦的正确之处在于时间的灵活性。他关于时间如何拉伸和缩小，因为不同的物体以不同的速度加速是正确的。他发现，物体加速得更快的时间，无论物体是在宇宙飞船中旅行还是在大质量行星的引力下，与物体加速较慢的时间相比，时间都变慢了。他发现，时间不是绝对的，而是相对的。

现在，因为以光速旅行的人的时间非常慢，你可以在太空中快速旅行并返回地球，却发现自己被运送到未来。然而，时间无法摆脱其教条的本质。你的时间可能会以蜗牛的速度移动，但它仍然会向前跑。为了停止时间，然后进入过去，我们必须以光速旅行，然后以更快的速度旅行，但这是不允许的，因为它违反了宇宙的基本定律。那么，是什么解释了它的固执呢？

热力学第二定律

根据热力学第二定律，在一个孤立的系统中，熵只能增加。熵被定义为系统中无序的度量。时间运行的方向，我们称之为”前进”的方向，是无序或熵增加的方向。

在热力学中，孤立的系统是指不受任何外力或能量辅助的密闭空间。除非你不洗水槽里散落的脏盘子，在壁橱里辛辛苦地整理它们，否则它们会继续堆积起来，积累污垢和混乱。在无人值守的水槽中 – 一个孤立的系统 – 混乱只会增加。

从无序中提取秩序只能以能量为代价，包括你洗碗和整理碗碟。然而，根据热力学第一定律，没有机器可以100%的效率做功或消耗能量;一小部分能量注定要被身体吸收并作为热量消散。汽车不会以100%的效率燃烧燃料，转换后的能量的一小部分被发动机吸收，从而导致其加热。因此，在一个孤立或封闭的系统中，秩序是以周围环境日益混乱为代价的。现在，因为最终的周围是宇宙，因此它是一个孤立的系统，因为它不能从外部得到帮助，但是为什么我们的时间测量必须随着熵的增加而增加呢？

我们对时间的测量意味着时间是一种心理发明，一个很可能的概念，但用无序来测量时间不仅解释了它的客观，而且解释了主观的起源。为了理解为什么，让我们做出一个严肃的概括，即人类的记忆就像计算机记忆一样。虽然这种观念并非完全谬误，但如果计算机记住的不是过去，而是未来，人们可以在股市上发财。

新生儿神经元的网格是完全未使用的。计算机在晶体管配置中注册信息;同样，新生儿在神经元的某种配置中记录其第一个事件。然而，为了存储信息，大脑确实在神经元上工作，比如说通过启动一系列生化反应，但我们知道交易效率不高 – 一点热量分散到周围环境中。宇宙中的无序已经加剧。

随着越来越多的事件被记录，越来越多的热量逐渐散发。新生儿记得这些事件，他的过去，与无序的增量线性地。这并不是说熵随时间增加，而是我们以熵增加的方向测量时间！这就解释了为什么时间的热力学和心理箭头朝着同一个方向移动。

但是，还有另一支我们没有讨论的时间箭头。为什么随着宇宙的膨胀，时间应该向前移动？

扩张决定的时间之箭

由宇宙膨胀决定的时间之箭向前移动，原因与时间的心理和热力学箭头相同 – 无序随着宇宙的膨胀而增加。宇宙倾向于培养无序，原因很简单，无序比秩序更有利。与无序相关的原子的配置在数量上比与秩序相关的配置要大得多。

然而，它随着膨胀而增加的事实是基于这样的假设，即宇宙从有序和均匀性开始，逐渐滑入无序和非均匀性。这就是我们目前认为的事实。大爆炸模型验证了这一点。那么，如果它开始收缩会发生什么呢？

如果引力最终压倒了膨胀的力量，宇宙开始自行坍塌，宇宙就会收缩。这在数千万年内不会发生，但它对时间的影响值得讨论。一旦宇宙开始收缩，无序是否会减少，导致时间倒退？经历过这种跨接的一代人类会突然开始记住未来吗？它们会突然开始目睹破裂的壳在形成无可挑剔的蛋之前聚集起来吗？

斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）是这么想的，直到他的学生指出，他和爱因斯坦一样，犯了一个严重的错误。他是一个谦逊的人，他承认自己的错误，人们认识到，即使宇宙收缩，混乱仍在继续增加。然而，这个阶段的混乱将是如此之高，以至于生命将会消亡。想想看，我们”创造”或提取有序的能量，代价是破坏或减少周围环境的秩序。当我们周围环境的秩序耗尽时会发生什么？将没有什么可提取的。

因此，我们可以说，我们的种族是神圣的幸运。我们似乎非常幸运，在宇宙仍在膨胀的时候，我们被带入了存在。甚至大爆炸也暗示着上帝的干预。然而，这将行使我们的确认偏见 – 将新证据解释为对一个人现有信念的确认。如果我们能承认运气在使花朵或果实栩栩如生中的作用，为什么当我们谈论自己时，我们不能做同样的事情呢？

如果那天风很大，或者土壤更不屈不挠，那么花就不可能诞生。同样，如果宇宙的条件有任何不同，那么能够问”为什么时间流向一个方向？”的智能生命就不会萌芽。我们以它的方式看待宇宙，因为如果它有任何不同，我们就不会在这里观察它！这被称为人择原理。我知道这似乎是愤世嫉俗的，难以理解的，但似乎肯定是真的，除非我们找到相反的证据。

我们以日益混乱的方向来衡量时间，因为我们生活在扩张阶段，这个阶段有利于智能生命。这在收缩阶段是不可能的，因为在收缩阶段，能够测量时间的生命是不可能的。

最后，物理学家已经认识到时间有一个开端，大约在137亿年前大爆炸发生的时候。然而，一些哲学家对此表示怀疑。当任何难以理解的过程密谋导致大爆炸时，时间难道不应该存在吗？时间真的是永恒的吗？然后，我们看到宇宙就像一个俄罗斯娃娃，层层叠叠，从某物中浮现出来。替代方案是深不可测的。我们的心理能力没有能力想象。

但它肯定有能力理解祖父悖论—— 这是倒退时间旅行的根本障碍。

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