Comments 13
Люди придумали время, придумали законы, правила. Теперь они все эти выдумки пытаются сравнить, сопоставить, найти в них какой-то смысл, какую-то логику. В итоге люди ищут черную кошку в темной комнате, не зная, что комната пуста...
"пленку времени" легко можно отмотать назад, все события откатятся как было. Просто и наше сознание откатится, и мы не будем помнить, что "было" в будущем и что мы перематывали время. А вперед еще проще, просто для сознания все-равно придется прожить перемотанное, и поэтому процесс для мозга не будет отличаться от обычного хода времени.
Есть мнение, что времени вобще не существует (как чего-то текущего в общем понимании), есть просто последовательность событий, связанных причинно-следственными связями. В пользу этого говорит и то, что у нас так и нет прибора для прямого измерения времени - мы просто считаем сколько раз случилось какое-то событие (качение маятника/переход электрона в другое состяние итп) между двумя другими событиями.
Представьте чашку горячего кофе. Когда вы добавляете в неё холодное молоко, тепло от кофе передаётся молоку, и температура выравнивается. Этот процесс необратим: вы никогда не увидите, как кофе самопроизвольно нагревается, а молоко охлаждается.
Представьте руку, которая тянется за чашкой кофе. Потом чашку которая перемещается к вашим губам. И так пока чашка с кофе не окажется пустой. Ну или вы просто будете 100 раз поднимать чашку из стола и ставить ее обратно.
Или просто поднимите руку вверх, а потом опустите вниз.
Что же мы получаем? Ну собственно обратимые процессы во времени. Поднять и поставить чашку, поднять и опустить руку. Относительно определенных и конкретных систем отсчёта мы можем без проблем возвращать время вспять. Просто даже пролистайте эту статью вверх. Опа, вы вернули время вспять, первый рядок статьи опять на верху вашего экранчике.
Разумеется, кто-то возразит, что на все это тратиться энергия, которая потом рассеивается с помощью разных процессов ее преобразования и это необратимо, но это если копнуть глубже, прям в фундамент. Хотя, если копать под фундамент (квантовый мир), то все же увидим симметричность процессов, где все может течь вспять. Так что... Все это условности. Время выступает как мера трансформации энергии.
Конечно, мы не можем изолировать себя от Вселенной, потому что мы часть Вселенной. Поэтому, любое действие будет требовать затрат энергии которая бесконечно будет трансформироваться из одного вида в другой. Время выступает в качестве счётчика этих трансформаций (итераций). С каждой трансформацией энергия переходит в менее упорядоченные формы (например, из химической в тепло), увеличивая энтропию. Грубо говоря, мы идём всегда от более сложного (от того в чем скрыто больше связей энергии) к более простому (разложение). Энергия не любит быть в связях образуя сгустки, она пытается заполнить пространство полностью, растекаясь по нему.
Лучше вместо чашки кофе взять пудовую гирю. Тогда станет понятнее, что процессы все же необратимы. Потому что для совершения работы мускулам нужна глюкоза. Глюкоза в процессе превращается в углекислый газ и воду. А вы попробуйте наоборот их - в глюкозу, на выдохе.
И все эти реакции - это же квантово-механические процессы.
В теории, если у тебя есть полная информация о квантовых состояниях всех частиц в системе (например, атомов в глюкозе, гире), ты можешь "развернуть" их движение назад, так как уравнения квантовой механики (например, уравнение Шрёдингера) симметричны во времени. Это называется унитарной эволюцией, где информация сохраняется.
Не совсем понятно, что такое "полная информация о квантовых состояниях". Там вроде бы действует принцип неопределенности Гейзенберга, ну ладно.
Можно провести мысленный эксперимент с изолированной системой, состоящей из молекулы глюкозы и нужного для расщепления числа вспомогательных молекул - их там не очень много, т.е. систему можно считать вполне квантово-механической. И в этой системе, а их можно взять, как игральных костей, много, с вероятностью почти 1 будут получаться вода и углекислый газ. Потому что образование последних увеличивает энтропию системы.
Получается, если рассматривать реальные квантово-механические системы, а не абстрактные, в них время все же необратимо.
Под полной информацией я имел ввиду, что мы знаем точную волновую функцию системы, включая все её квантовые параметры. В теории, если у нас есть полное описание волновой функции, мы можем предсказать эволюцию системы во времени, используя уравнение Шрёдингера. Более того, поскольку это уравнение симметрично во времени, мы можем "развернуть" эволюцию назад, чтобы восстановить начальное состояние.
Что касается неопределённости Гейзенберга, в теоретическом смысле "полная информация" относится к знанию волновой функции, которая описывает все вероятности, а не конкретные значения.
Конечно, что такой эксперимент нельзя поставить, но в теории, в квантовых системах с полной информацией процессы обратимы, но в реальных системах энтропия и декогеренция задают стрелу времени. Собственно я об этом и писал в самом первом посте. О том, что изолировать себя от Вселенной мы не можем, а энергия всегда будет стремиться растекаться (увеличивать энтропию).
Так себе объяснение. Ведь энтропия может локально уменьшатся: если мы поставим молоко в холодильник, а кофе — на радиатор того же холодильника, то кофе нагреется, а молоко остынет. Значит ли это, что возможно устройство, которое локально поворачивает время вспять? И как будет выглядеть эта локальная временная аномалия?
Дополню пост своим рассказом. Вероятно, Вселенная началась с низкой энтропии по той причине, что тогда была максимальной плотность энергии физического вакуума. В нём фотонам, первичной материи было "энергетически выгодно" иметь высокую энергию. Вакуум расширился, плотность его упала, и материя в нём стала остывать. Фотоны сами снижали свою энергию (частоту), а частицы с массой покоя остывали во взаимодействиях друг с другом, излучали в вакуум избыточные фотоны и объединялись в системы - атомы, молекулы. С началом снижения плотности вакуума и остывания в нём материи начался рост энтропии.
Влияние плотности энергии вакуума на энергию находящихся в нём частиц давно известно. Лэмбовский сдвиг кверху орбит электронов - это влияние на них энергетически плотной среды. Без неё, двигаясь в абсолютной пустоте, они имели бы низкие расчётные орбиты и низкую энергию. Низкая плотность вакуума в гравитационном поле "замедляет ход времени", а на самом деле снижает энергию частиц и замедляет скорость протекания всех физических процессов с их участием. Например, частота фотонов, излучаемых цезием в атомных часах на орбите GPS, равна 9192631775 Гц (число волн в земную секунду), а на Земле их частота равна 9192631770 Гц.
Получается, что ход времени - это следствие свободного, ускоренного расширения Вселенной. Плотность вакуума при таком расширении в среднем остаётся постоянной (подобно космологической постоянной), быстро меняясь из-за локальных уплотнений и разрежений. Это не мешает остыванию в нём ранее нагретой материи и росту энтропии. И не мешает эволюции материи - образованию из молекул клеток, появлению многоклеточных организмов, цивилизаций.
В эволюции материи растёт объём представителей каждой новой формы материи - объём упорядоченного в них пространства. И это не случайность. По крайней мере, появление глобальных цивилизаций является результатом целенаправленной деятельности образующих их гуманоидов. И образование вселенской системы цивилизаций - очередной шаг эволюции - тоже результат целенаправленной деятельности. Целью создания такой разумной вселенной, видимо, является достижение контроля главного параметра её внутренней среды - плотности вакуума. А что ему угрожает?
Согласно принципу Коперника и опыту познания мира, изучаемый объект - планета, солнечная система, Галактика, Вселенная - является представителем вероятного множества ему подобных объектов. Поэтому, скорей всего, есть не одна, а множество вселенных, которые расширяются навстречу друг другу. Их расширение при постоянной плотности вакуума логичнее объяснить тем, что они вложены в некое вечное пространство, из которого к ним поступают новые кванты вакуума. Тогда наступит момент, когда вселенные перейдут во взаимно сжатое состояние, а кванты вакуума продолжат в них поступать. Это приведёт к росту плотности их вакуума, к росту энергии находящейся в нём материи, к повороту вектора энтропии в обратную сторону. С ней развернётся и вектор эволюции материи, начнётся распад цивилизаций, вырождение разумных и живых форм, распад молекул, ионизация атомов - "геена огненная".
Но если среди взаимно сжатых вселенных окажутся разумные вселенные, то они могут спастись, снижая давление на себя плотной внешней среды. Они будут вызывать ускоренный коллапс давящих на них обречённых вселенных с неполной эволюцией, перемещаясь на их место давлением среды сзади себя. Тем самым они будут похожи на фотоны, летящие в плотной среде. А среда из взаимно сжатых вселенных будет похожа на квантованный вакуум вселенной следующего масштаба пространства и времени. Пока эта среда растёт за счёт слияния с ней очередных вселенных нашего масштаба, плотность их вакуума продолжит расти, и плотность всей этой среды - вакуума рождающейся вселенной следующего масштаба - тоже будет расти до максимума. Поэтому разумные вселенные в ней, встречая других разумных вселенных, будут объединяться с ними в фотоны высоких энергий - вместе легче выживать, чем в одиночку. Так получится вселенная, с которой начат был рассказ - с высокой плотностью вакуума, высокой энергией частиц и низкой энтропией.
Этот процесс необратим: вы никогда не увидите, как кофе самопроизвольно нагревается, а молоко охлаждается
Ну отчего же. Есть такое понятие, как флуктуации. Точно такое же следствие нормального поведения ансамбля частиц. В том числе бывают и так называемые суперфлуктуации - когда энтропия уменьшается, и вы наблюдаете как раз это самое самопроизвольное нагревание кофе. Другое дело, что это очень редкое явление, но возможное. Энтропия - понятие сугубо статистическое, возникло в недрах статистической физики, и не является истинно фундаментальным законом природы. Никаких иных непреодолимых физических причин в пользу неизбежного фатального нарастания энтропии не обнаружено и никогда не будет обнаружено. Потому что второе начало термодинамики - закон не абсолютный, а статистический. А возводить его в ранг фатальной неизбежности - это, извините, из разряда мистики, теплорода и прочей антинаучной чепухи.
Например, в небольших системах, таких как несколько молекул, энтропия может временно уменьшаться из‑за флуктуаций
Снова искажение фактов, казалось бы, безобидное, но может завести в дебри ложных умопостроений. Истина такова - не только в небольших системах, в любых ситемах флуктуации как возможны, так и неизбежны. Размером системы определяется лишь вероятность флуктуаций и суперфлуктуаций - чем больше система, тем меньше такая вероятность. НО ОНА НИКОГДА НЕ РАВНА НУЛЮ! Последствий этого - очень много. Например, одно из них - поскольку на горизонте неопределенно долгих промежутков времени суперфлуктуации неизбежно происходят, то даже огромные системы, такие, как вся известная нам часть Вселенной, неизбежно возвращаются к состоянию с минимально возможной и даже нулевой энтропией. Поэтому абсолютная тепловая смерть Вселенной - статистически достоверный абсурд.
Энтропия ничего не объясняет, это всего лишь эмпирика, название для наблюдаемого.
Тем не менее, объяснить, что такое время, можно - и вполне физично, хотя и иллюстративно. Банальная пространственная координата, направленная к центру ЧД, внутри ЧД становится однонаправленной, то есть временем. Voila, всё объяснено. Заодно, кстати, с возможностью вычислить скорость света и прочими ништяками вроде показа разницы между макро- и квантовой физикой.
Подчёркиваю, это всего лишь иллюстративная (потому что рекурсивная) модель, показывающая, что в однонаправленности времени нет ничего невероятного. Наше время может иметь иную, но вполне физичную причину для однонаправленности. Просто пока её не увидели.
Энтропия и стрела времени: почему время движется только вперёд?