Ваш опыт времени может быть обратным от остальной части вселенной

Поток времени в одном направлении настолько интуитивен, настолько неизменен, что мы воспринимаем его как должное. Вещи не падают; сломанные кусочки не собирать заново; люди становятся старше, так что идет. И все же время остается загадкой. Физические уравнения, похоже, не имеют никакого предпочтения в отношении направленности времени - подобно палиндромам, они одинаково хорошо работают в любом направлении. Действительно, физические процессы на микроскопическом уровне считаются «симметричными по времени», и ни один физический закон не утверждает, что время не может течь в противоположном направлении. Так что - может быть и так?

Людвиг Больцман был первым зарегистрированным человеком, который придумал достаточно вескую причину для времени, имеющего направленность на макроскопическом уровне. При этом венский физик и философ ограничил некоторые из величайших умов 19-го века. Он основывался на идеях Николя Леонара Сади Карно, французского инженера, чья работа по теплообмену первоначально описывала поведение паровых двигателей.

Карно был во французских военных при Наполеоне, когда они проиграли англичанам. После этого между двумя народами возникла некоторая конкуренция, и не единственный раз, когда это произошло. В частности, французы были расстроены тем, что британцы настолько опередили их в технологии паровых двигателей, благодаря таким людям, как Джеймс Уатт в прошлом веке. Поэтому Карно запрыгнул в гонку и описал теоретический двигатель. Двигатель Карно был совершенно эффективным двигателем, который, конечно, не существует, но очень полезен для размышлений об этих концепциях.

Карно понял, что идеально эффективный двигатель обратим. Пока вы не теряете энергию для нагрева, вы можете запускать ее вперед или назад столько, сколько хотите, без каких-либо потерь. Но как только двигатель не совсем эффективен, даже если он теряет чуть-чуть тепла, вы больше не можете повернуть этот процесс вспять. Вы потеряли часть энергии навсегда в виде тепла. Это все равно, что сказать, что лучшее, что вы можете сделать, - это воображаемый движок единорога с энтропией с нулевой суммой, но вы никогда не сможете получить отрицательную энтропию. И в большинстве случаев из реальной жизни вы только когда-либо получите положительную энтропию (хотя это слово не существовало в то время).

Позднее идеи Карно были систематизированы и применены к природе в целом Рудольфом Клаузиусом, немецким физиком, который породил концепцию энтропии и вместе с ней основы термодинамики. Ни один из этих людей не смог объяснить время с помощью этой концепции, которая в конечном итоге стала известна как Второй закон термодинамики. Но Больцман, работая позже в этом столетии, имел преимущество перед ними. А именно он верил в атомы.

Атомная теория не была широко распространена во времена Больцмана. Химики предпочли теорию, потому что она облегчала вычисления, но, похоже, не пользовалась такой большой поддержкой в ​​других дисциплинах. Однако, используя атомную теорию, законы физики легко описывают наш мир, потому что их не нужно постулировать, их можно просто получить. (Тепло - это просто движение атомов, например.) Хотя он в то время изо всех сил пытался доказать свои идеи, Больцман в конечном итоге показал, что энтропия - это мера количества способов взаимодействия атомов, составляющих объект. вещь «беспорядок», как мы ее случайно приближаем. Что еще более важно, он показал, что энтропия имеет направленность, в отличие от других вещей во вселенной. Он написал:

«Общая борьба за существование одушевленных существ - это не борьба за сырье, это за организмы - воздух, вода и почва, все в изобилии доступны, или за энергию, которая существует в изобилии на солнце и в любом горячем теле в виде тепла, скорее это борьба за энтропию, которая становится доступной благодаря переходу энергии от горячего солнца к холодной земле ».

Эта направленность такова, что энтропия начиналась как низкое значение в начале вселенной (по неизвестным причинам) и постоянно увеличивается с возрастом вселенной. Причина этого, по-видимому, в том, что атомы могут взаимодействовать по мере их расширения. Это правда, что любой физический процесс может (и, вероятно, происходит) происходить в любом направлении на микроскопическом уровне, но, поскольку существует гораздо больше вариантов взаимодействия атомов (особенно по мере того, как они распространяются и становятся менее упорядоченными), далеко, далеко более вероятно, что вещи станут менее упорядоченными. По сути, поскольку каждый атом нарушает свое упорядоченное взаимодействие, он может выбирать из сотен других взаимодействий, и эти выборы только умножаются по мере того, как другие атомы нарушают свои взаимодействия. Вероятность того, что атом вернется туда, где он был, очень и очень мала. Следовательно, энтропия с возрастом перемещается от низкой к высокой.

В отличие от других физических процессов, это означает, что энтропия имеет определенное направление. И именно это, говорит Больцман, и является источником стрелы времени. Поскольку вещи имеют тенденцию двигаться в одном направлении, а не в другом (даже если они способны двигаться в обоих направлениях), наша вселенная испытывает направленность. Сам факт того, что разбитое стекло имеет очень малую вероятность повторной сборки, означает, что на макроскопическом уровне нет симметрии. Время - это разница между одним состоянием и другим в нашей вселенной. Таким образом, причина, по которой вы можете решить, что есть на ужин сегодня вечером, а не вчера, состоит в том, что энтропия изменила состояние вселенной между ними. Ресурсы, которые существовали вчера, больше не существуют, и породили сегодня. Это все равно, что сказать, что каждый момент - это продукт распада предыдущего. Так странным образом, вероятность порождает время.

Но теперь рассмотрим жизнь. Многое из того, что определяет жизнь, это ее склонность противостоять энтропии. Итак, пока все во вселенной движется от низшей энтропии к высшей, мы, живые существа, делаем противоположное: мы сопротивляемся равновесию и создаем сложность, которая в простейшем физическом смысле заставляет молекулы взаимодействовать меньшим образом. Обратите внимание, что это не означает, что мы нарушаем Второй закон: до тех пор, пока другие элементы в системе компенсируют локализованные сокращения, вся система все еще стремится к более высокой энтропии. Каждый день, когда наши клетки и органеллы строят и восстанавливают себя, мы игнорируем основную особенность физической материи, которая дает нам любую точку отсчета для продвижения вперед во времени.

Так что, если Больцман был прав, и время существует из-за этого энтропийного изменения, то, возможно, наше восприятие хода времени противоположно всему остальному во вселенной. Время, когда вы умрете, находится в «будущем», но ваши молекулы вряд ли заметят. Они не будут связываться с кислородом.

Тем не менее, время относительно. Мы согласились с тем, что наше направление движения по нему - «вперед», но это, скажем прямо, произвольное. Относительно всего остального во вселенной, возможно, это может быть назад. Таким образом, «начало вселенной» может быть фактически концом этого. Это означает, что энтропия началась высоко и становится меньше. Это означает, что вы могли бы пойти, положив все это в глаза, но все по-прежнему работает, точно в обратном направлении от того, что, по нашему мнению, происходит. Трудно представить, как это может выглядеть.

Что если тогда все будет перевернуто и перевернуто? Когда мы создаем часы для наблюдения за течением времени, которое отсчитывает секунды, остальная часть вселенной может увидеть обратный отсчет. То, что выглядит как восход солнца на востоке и закат на западе, будет поворотом вращения Земли относительно перспективы других небесных тел. И Война Бесконечности, к которой мы бежим, уже произошла. Мы похожи на маленькие всплески во временном континууме, которые обращают вспять все значения и воспринимают только время, движущееся вперед, потому что много лет назад биология взломала физику.

В конечном счете мое предложение здесь может сводиться к семантике. Если время действительно является разницей между состояниями, то «время», поскольку мы знаем, что это просто наш опыт изменения, как бы оно ни происходило. Назначение его направленности немного произвольно. Более того, даже если мы можем быть проявлением изменения энтропии, нет никаких очевидных причин полагать, что этот факт повлияет на наше восприятие направленности других изменений. Должна быть возможность быть сделанным из противоположного материала всего остального - то есть быть живым - и все же замечать прямое направление в том, как все меняется.

Концепция «иллюзии времени» на самом деле не имеет отношения к физике, так как ясно, что время твердо существует в уравнениях. Математика не является двусмысленным об этом. Восприятие времени, однако, больше относится к области нейробиологии (хотя на самом деле это невозможно проверить, из-за чего это пока что представляет собой не более чем модный мысленный эксперимент). Почти так же, как ваш мозг игнорирует тот факт, что вы всегда можете видеть свой нос, также может быть какая-то обработка, которая фильтрует наше восприятие времени.

В любом случае, идея о том, что наши ощущения и переживания «изменения вещей» отстают от того, что может испытать любой неодушевленный объект, если он может испытывать что-либо, является интригующим, хотя бы мысленным экспериментом. Он начинает тянуть к самому понятию времени, которое может быть просто причудливым словом «что-то происходит». Пока все вокруг происходит, по крайней мере, вы можете быть уверены, что прибудете в будущее, в зависимости от того, что произойдет. Направление вы найдете это.