时间只有一个方向?
Feynman
首先声明一点,这里不涉及爱因斯坦的相对论,而且即便考虑相对论,主流观点也同样认为时光不会倒流。现在我们就老老实实待在地球上观察大自然。你把一个玻璃杯扔出去,杯子摔碎了,之后你观察很长一段时间,杯子碎片也不会复原成完整的杯子。如果我们把记录大自然各种现象的影片倒放给人们看,绝大多数情况下,人们一眼就能识破这是在倒放。好像时间只有一个方向这个事实是理所当然和不证自明的。
物理规律都是可逆的
Feynman
但是费曼先生认为问题并非这么简单。假如自然界是由原子所组成,而我们也是由原子组成,且都遵循同一套物理定律。那么有关过去和未来之间的明显差别,以及所有现象都不可倒流的最明显解释,就是某些描述原子运动的定律是只有一个方向的。但是事实上,我们尚未发现这样的原理。也就是说,在我们至今为止已经找到的物理定律中,过去和未来之间似乎没有任何分别。换句话说,对于记录物理定律的电影,正着放映和倒着放映看上去都是合理的。举个例子,假如我们把一个行星绕太阳运动的过程拍成电影,正着放映和倒着放映这部电影,差别只不过是行星转动方向相反,二者都是严格符合物理定律的。电磁定律同样具有时间可以倒流的特性。
可是我们都知道,假如我们在一个水箱中设有一块隔板,一边是含蓝色墨水的水,另一边是含红色墨水的水。当我们抽去隔板后,过一段时间,整个水箱里的水就变成颜色均匀的水了。这一过程显然也不会倒着发生。但是如果我们跟踪观察水中的任何一个分子,它的整个运动过程又是完全可逆的。
宇宙的过去比现在更有序
Feynman
问题出在哪里呢?费曼先生认为,自然界明显的不可逆特性不是来自基本物理定律的不可逆特性,而是来自另外一种特性:从一个有序的状态转变为相对无序的状态。现在比较流行的说法叫熵增原理。
我们不得不承认这样一个事实:宇宙的过去比现在更为有序。至于最初那个高度有序的宇宙从何而来,尚无法用物理定律来解释,目前只能归入宇宙史的范畴,也许有一天它也会成为物理定律的一部分。