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明天、今天、昨天

來源:網絡資源 2009-09-02 13:37:48

[標簽:物理 物理教材]

  明天、今天、昨天

  時間向哪個方向走?這個提問把問題搞復雜了。例如我們問,為什么時間總好像從過去向未來流逝。人們不知道這種進程是物理現實的客觀情況還是一種頭腦中的構思。這是一些2000多年前就提出過的問題,但在上世紀對不可逆轉現象(即不可能發生相反的現象)的研究,才科學地說明了這些問題。

  熱能就是一個例子,溫度高的物體上的能量自然地傳遞到溫度低的物體上,但不能倒過來。如果我們在裝烈酒的杯子里放些冰塊,較熱的烈酒把它的熱能傳遞給冰塊,冰塊融化直到杯子里的東西達到相同的溫度。相反,冰塊不可能把熱能傳遞給烈酒,使冰塊更冷而烈酒更熱。

  由于熱是能量,在這類現象中能量是遞降的,利用價值會變得越來越小。例如,當我們剎車時車的動能轉換成熱(制動器變熱),但不能發生相反的情況:即使加熱制動器,也不可能風到汽車會自行開起來。這些定律證實某些自然現象的不可逆轉性,并用一個叫“時間之箭”的示意詞指明時間的精確方向。而另一些物理現象是可以逆轉的,例如液體可以變成固體,如果改變溫度又可以回到液體。如何解釋既存在著可逆轉現象(其中時間似乎可前進和后退)又存在著不可逆轉現象(其中時間只能從過去走向未來)的這種共處局面呢?奧地利物理學家路德維格·波爾茲曼(LudwigBoltzmann,1844——1906)假設,在無限小世界中發生的過程(這些過程與單個分子運動有關)全部可以逆轉;相反,含有大量分子的宏觀世界的過程都是不可逆轉的。那么,為什么只有后者的這些過程存在時間之箭呢?據大多數科學的看法,決定性的原因是宇宙的膨脹,這一點我們在前面已經談到了。

  然而人們不知道這種膨脹會一直繼續下去,還是會倒轉來發生宇宙回縮,從而將時間拉向后退。

 

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