●賀飛鴻 文 趙天 編
我們一旦做錯任何事,都會后悔,最希望時間能倒回,做出正確的選擇。然而世上沒有“后悔藥”,覆水難收,而“后悔藥”之所以不存在,正是因為時光無法倒流。
幾乎每一天,地球上都有數(shù)不盡的人在追悔莫及著,因此“讓時光倒流”成了世界上需求量最大的“不可能實現(xiàn)的夢想”,科幻電影中的時光機、光速推進器,無不表達著人類對這一夢想的憧憬,然而現(xiàn)實的技術(shù)限制卻讓這一切僅存在于銀幕上或作家的筆下。
從理論上看,時間究竟為何不能倒流呢?
其實,按照物理學(xué)規(guī)律,時間是一個變量,而這個變量其實既可以向前,也可以向后。
我們用熱咖啡和牛奶舉例,將二者倒入同一個杯中混為一體攪拌均勻,算作時間的正向流動;把牛奶咖啡的混合物再分離開來,還原成純凈的牛奶和咖啡,算作時間的逆向流動。根據(jù)物理定律,其實后者是完全可能發(fā)生的,也就是說,時間是可以倒流的。
然而事實是,對于混合在一起的牛奶和咖啡,無論我們?nèi)绾巫鳛?,都無法將他們分離并還原。即在現(xiàn)實中,時間倒流的事件無法觸發(fā)。
為了解釋牛奶咖啡混合物無法分離還原成牛奶和咖啡的現(xiàn)象,科學(xué)家引入了“熵增”的概念。所謂“熵”,可以簡單地理解成事物的混亂程度,熵增就是混亂度增加的意思。還是以咖啡和牛奶為例,在兩者沒有混合前,咖啡和牛奶是涇渭分明、井然有序的,混亂度低;而當兩者混合后,混合液體內(nèi)牛奶分子和咖啡分子混合在了一起,于是混亂度變高了,發(fā)生了熵增的現(xiàn)象。
根據(jù)熱力學(xué)定律,我們的宇宙一直處在熵增的過程中。我們知道,當兩個溫度不同的物體貼在一起時;熱量會從高溫物體流向低溫物體,直到兩個物體的溫度相同為止。伴隨著熱量的流動,宇宙的混亂度也在增加。在自然界中,熱量從來不會自發(fā)地反向流動,因此宇宙永遠處于熵增的狀態(tài)。
因此我們也可以這樣理解,熵增代表時間的正向流動,而熵減則代表時間的逆向流動。有沒有什么辦法,讓熵減事件發(fā)生呢?哪怕讓時間倒流僅僅一秒?
根據(jù)理論,要讓熵減事件發(fā)生,逆轉(zhuǎn)時間的流逝,就得讓一個原本溫度各處相同的系統(tǒng)自發(fā)地出現(xiàn)一個位置溫度高,而另一個位置溫度低的情況。
19世紀,英國物理學(xué)家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋曾經(jīng)設(shè)想過一個實驗:一個封閉的氣體體系被分隔成兩部分,中間有一個可以開關(guān)的閥門。一個強大的、被稱作麥克斯韋妖的系統(tǒng),可以控制閥門的開關(guān),讓空氣中的高能氣體分子進入其中一部分,而低能氣體分子進入另一部分,從而把原本溫度均衡的空氣體系分隔為高溫的部分和低溫的部分。
如果麥克斯韋真的研制出麥克斯韋妖這種系統(tǒng),那么原本均衡的空氣就將經(jīng)歷熵減的過程,時間的倒流就有可能實現(xiàn)了。
然而遺憾的是,科學(xué)家根據(jù)物理定律研究發(fā)現(xiàn),就算真的打造出麥克斯韋妖系統(tǒng),要讓它實現(xiàn)分開高能分子和低能分子,它就必須花費大量能量來做“識別工作”,在此過程中這些能量勢必從高溫流向低溫,即增加了麥克斯韋妖自己的熵,增加的熵大于空氣體系中減少的熵,所以總的熵還是在增加,時間無法被逆轉(zhuǎn)。
徒勞的麥克斯韋妖設(shè)想證明,在我們的世界里,時間看上去永遠是向前流逝的,而我們眼角和額頭逐漸增多的皺紋,記載了時間流淌的信息。雖然根據(jù)愛因斯坦的相對論,物體運行的速度超過光速,該物體經(jīng)歷的時間將出現(xiàn)逆轉(zhuǎn),但以目前人類的技術(shù)水平,遠遠無法制造出能夠讓實體光速飛行的推進器,所以也無法驗證這一理論。
●林冬冬 薦自 中國知網(wǎng)