Ang iyong Karanasan ng Oras ay maaaring Maging paurong Mula sa Natitirang bahagi ng Uniberso

Ang daloy ng oras sa isang direksyon ay sobrang intuitive, kaya hindi nababago, na tinatanggap natin ito nang lubos. Ang mga bagay ay hindi nahuhulog; ang mga pinagputolputol na piraso ay hindi muling ibabalik; ang mga tao ay mas matanda, kaya napupunta ito. Ngunit ang oras ay nananatiling isang misteryo. Ang mga equation sa physics ay hindi mukhang may anumang kagustuhan para sa oras na itinuturo - tulad ng palindromes, gumagana silang pantay na rin sa alinmang direksyon. Sa katunayan, ang mga pisikal na proseso sa mikroskopikong antas ay naisip na talagang "simetriko ng panahon," at walang hawak na pisikal na batas na ang oras ay hindi maaaring dumaloy sa tapat na direksyon. Kaya - marahil ito ay?

Si Ludwig Boltzmann ang unang taong nakapagtala upang magkaroon ng isang matatag na dahilan para sa oras na may direksyon sa macroscopic level. Sa paggawa nito, nilimitahan ng physicist at pilosopo ng Vienna ang ilan sa mga pinakadakilang isip sa ika-19 na siglo. Itinayo niya ang mga ideya ni Nicolas Léonard Sadi Carnot, ang Pranses na engineer, na ang trabaho sa paglipat ng init ay unang naglalarawan sa pag-uugali ng mga steam engine.

Ang Carnot ay nasa militar ng Pransya sa ilalim ni Napoleon nang sila ay nawala sa British. Pagkatapos nito, nagkaroon ng isang tunggalian sa pagitan ng dalawang bansa, hindi lamang ang oras na ito ang nangyari. Sa partikular, ang Pranses ay nababahala na ang mga British ay nasa unahan ng mga ito sa teknolohiya ng steam engine, salamat sa mga tao tulad ni James Watt noong nakaraang siglo. Kaya tumalon si Carnot sa lahi at inilarawan ang isang teoretikal na makina. Ang makina ng Carnot ay isang ganap na mahusay na engine na, siyempre, ay hindi umiiral, ngunit napakahalaga para sa pag-iisip tungkol sa mga konsepto na ito.

Ano ang natanto ng Carnot na ang isang ganap na mahusay na engine ay nababaligtad. Hangga't hindi ka mawalan ng anumang enerhiya sa init, maaari mong patakbuhin ito pasulong o paatras hangga't gusto mo nang walang anumang pagkawala. Ngunit sa sandaling ang engine ay hindi ganap na mahusay, kung ito kahit na mawalan ng isang maliit na maliit na piraso ng init, pagkatapos ay hindi ka maaaring baligtarin ang prosesong iyon. Nawala mo ang ilan sa enerhiya magpakailanman bilang init. Ito ay uri ng tulad ng sinasabi ng pinakamahusay na maaari mong gawin ay isang haka-haka unicorn engine na may zero sum entropy, ngunit hindi ka maaaring makakuha ng negatibong entropy. At sa karamihan ng mga tunay na buhay na mga kaso, magkakaroon ka lamang ng positibong entropy (kahit na ang salitang ito ay hindi umiiral sa panahong iyon).

Ang mga ideya ni Carnot ay na-codified sa kalaunan at ginawa upang magamit sa likas na katangian ng malaki ni Rudolf Clausius, ang Aleman pisisista na naging ama ng konsepto ng entropy at, sa pamamagitan nito, ang mga batayan ng termodinamika. Wala sa alinman sa mga lalaking ito ang nagpaliwanag ng oras sa konsepto na ito, na sa huli ay naging kilala bilang Ikalawang Batas ng Termodinamika. Ngunit si Boltzmann, na nagtatrabaho mamaya sa siglo, ay nagkaroon ng isang kalamangan sa kanila. Siya ay naniniwala sa mga atom.

Ang teorya ng atomiko ay hindi malawak na naka-subscribe sa araw ni Boltzmann. Mas gusto ng mga chemist ang teorya dahil mas madali ang pagkalkula ng mga ito, subalit hindi ito mukhang may mas maraming suporta sa ibang mga disiplina. Gayunpaman, sa pamamagitan ng paggamit ng teorya ng atomic, ang mga batas ng pisika ay walang kahirap-hirap na naglalarawan sa ating mundo, dahil hindi na kailangang ipa-postulate, maaari lamang nilang makuha. (Halimbawa, ang Heat ay ang paggalaw ng mga atomo.) Bagama't labis na nagpilit siya upang patunayan ang kanyang mga ideya noong panahong iyon, ipinakita ni Boltzmann na ang entropy ay isang sukatan ng bilang ng mga paraan kung saan ang mga atomo na bumubuo ng isang bagay ay maaaring makipag-ugnayan - isang "disorder" ng bagay, habang tinataya natin ito. Higit sa lahat, ipinakita niya na ang entropy ay may direksyon, hindi katulad ng iba pang mga bagay sa uniberso. Isinulat niya:

"Ang pangkalahatang pakikibaka para sa pagkakaroon ng buhay na buhay na tao ay hindi isang pakikibaka para sa mga hilaw na materyales, ang mga ito para sa mga organismo ay ang air ng tubig at lupa, lahat ay abundantly magagamit, o para sa enerhiya na umiiral sa maraming sa araw at anumang mainit na katawan sa anyo ng init, ngunit sa halip isang pakikibaka para sa entropy, na magagamit sa pamamagitan ng paglipat ng enerhiya mula sa mainit na araw sa malamig na lupa."

Ang directionality na ito ay tulad na entropy nagsimula bilang isang mababang halaga sa simula ng uniberso (para sa mga kadahilanang hindi alam), at patuloy na pagtaas bilang ang edad sa uniberso. Ang dahilan dito, tila, ay dahil mayroong maraming iba pang mga paraan para sa mga atoms upang makipag-ugnayan habang sila ay kumalat. Ito ay totoo na ang anumang pisikal na proseso ay maaaring (at marahil ay) mangyayari sa alinman sa direksyon sa antas ng mikroskopiko, ngunit dahil may mga lamang ng maraming iba pang mga opsyon para sa mga pakikipag-ugnayan ng atomic (lalo na habang sila ay kumalat at maging mas inayos), malayo ito, malayo mas malamang na ang mga bagay ay magiging mas mababa ang iniutos. Karaniwang, habang binabali ng bawat atom ang pakikipag-ugnayan nito, may potensyal na daan-daang iba pang mga pakikipag-ugnayan upang pumili mula sa, at ang mga pagpipiliang iyon ay parami lamang bilang iba pang mga atomo na masira ang kanilang mga pakikipag-ugnayan. Ang mga pagkakataon ng isang atom ng pagpunta pabalik sa kanan kung saan ito ay napaka, napakababa. Ang entropy, samakatuwid, ay gumagalaw mula mababa hanggang mataas katulad ng edad ng sanlibutan.

Hindi tulad ng iba pang mga pisikal na proseso, ito ay nangangahulugan na ang entropy ay may isang tiyak na direksyon dito. At iyon, sabi ni Boltzmann, ay kung saan nanggagaling ang arrow ng oras. Dahil ang mga bagay ay may posibilidad na lumipat sa isang direksyon at hindi ang iba (kahit na sila ay maaaring lumipat sa kapwa), ang aming uniberso ay nakakaranas ng direksyon. Ang tunay na katunayan na ang isang basag na salamin ay may isang maliit lamang na posibilidad na mag-reassemble ay nangangahulugan na, sa antas ng macroscopic, walang simetrya. Ang oras ay ang pagkakaiba sa pagitan ng isang estado at isa pa sa ating uniberso. Kaya ang dahilan kung bakit maaari kang magpasya kung ano ang dapat para sa hapunan ngayong gabi at hindi kahapon ay na binago ng entropy ang estado ng uniberso sa pagitan. Ang mga mapagkukunan na umiiral kahapon ay hindi na umiiral ngayon, at naibigay na ngayon. Ito ay uri ng tulad ng sinasabi na ang bawat sandali ay ang produkto ng pagkabulok ng nakaraang isa. Kaya sa isang kakaibang paraan, ang posibilidad ay nagdudulot ng oras.

Ngunit ngayon isaalang-alang ang buhay. Ang isang mahusay na deal ng kung ano ang tumutukoy sa buhay ay ang ugali nito upang labanan ang entropy. Kaya habang ang lahat ng bagay sa sansinukob ay lumilipat mula sa mas mababa sa mas mataas na entropy, nabubuhay tayo ng mga bagay ay kabaligtaran: Nawalan tayo ng balanse at bumuo ng pagiging kumplikado - na, sa pinakasimpleng pisikal na kahulugan, ay tungkol sa pagpilit ng mga molecule upang makipag-ugnayan sa mas kaunting mga paraan. Tandaan na hindi ito nangangahulugan na lumalabag tayo sa Ikalawang Batas: hangga't ang iba pang mga elemento sa sistema ay nagtatanggal ng mga naisalokal na mga pagbawas, ang buong sistema ay may kaugaliang pa rin sa mas mataas na entropy. Araw-araw na ang aming mga cell at organelles ay nagtatayo at nag-aayos ng kanilang sarili, itinatakwil namin ang pangunahing katangian ng pisikal na bagay na nagbibigay sa amin ng anumang reference point para sa pasulong na martsa ng oras.

Kaya kung tama ang Boltzmann, at ang oras ay umiiral dahil sa pagbabagong ito, malamang na ang aming pang-unawa sa paglipas ng panahon ay kabaligtaran ng lahat ng iba pa sa sansinukob. Ang oras kung kailan ka mamamatay ay nasa "hinaharap," ngunit ang iyong mga molecule ay halos hindi mapapansin. Ang mga ito ay mawawalan ng oxygen.

Gayunpaman, ang panahon ay kamag-anak. Sumang-ayon kami na ang aming direksyon ng paggalaw sa pamamagitan nito ay "pasulong," ngunit ito ay, harapin natin ito, nang di-makatwirang. Kaugnay sa anumang bagay sa uniberso, marahil, ito ay maaaring paurong. Kaya't ang "simula ng uniberso" ay maaaring, sa katunayan, ay ang katapusan nito. Ibig sabihin na ang entropy ay nagsimula nang mataas, at nakakakuha ng mas maliit. Ibig sabihin maaari kang mag-cross-eyed sa paglalagay ng lahat ng ito, ngunit ang lahat ng bagay ay gumagana pa rin, lamang eksakto paatras mula sa kung ano sa tingin namin ang nangyayari. Mahirap isipin kung ano ang magiging hitsura nito.

Paano kung, kung gayon, ang lahat ay binaligtad at nababaligtad? Kapag bumuo kami ng isang relo upang masubaybayan ang pagpasa ng oras na binibilang ang mga segundo, ang natitirang bahagi ng uniberso ay maaaring makakita ng countdown. Ang hitsura ng isang pagsikat ng araw sa silangan at ang paglubog ng araw sa kanluran ay isang pagbaliktad ng Earth spin na may paggalang sa pananaw ng iba pang mga celestial bodies. At ang Digmaang Infinity na nakikipaglaban tayo ay nangyari na. Kami ay tulad ng maliit na blips sa patuloy na oras na baligtarin ang lahat ng mga halaga, at lamang malasahan ang oras ng paglipat ng pasulong dahil, eons ago, biology-hack pisika.

Sa huli ang aking mungkahi dito ay maaaring bumaba sa semantika. Kung ang oras talaga ang pagkakaiba mula sa isang estado patungo sa isa pa, pagkatapos ay "oras" na alam natin na ito ay ang aming karanasan lamang sa pagbabago, gayunpaman ang pagbabago ay nangyayari. Ang pagtatalaga ng isang direksyon ay isang kaunting arbitrary. At bukod pa rito, kahit na maaari tayong maging manifestation of reversal sa entropy, walang malinaw na dahilan upang maniwala na ang katotohanang iyon ay makakaimpluwensya sa ating pang-unawa sa direksyon ng ibang mga pagbabago. Dapat itong maging posible na gawin mula sa kabaligtaran ng mga bagay-bagay ng lahat ng iba pa - ibig sabihin, upang maging buhay - at pa rin mapansin ang direksyon ng pasulong sa paraan nagbabago ang mga bagay.

Ang konsepto ng "ilusyon ng oras" ay hindi talagang may kaugnayan sa pisika, dahil maliwanag na ang panahon ay matatag sa mga equation. Ang matematika ay hindi maliwanag tungkol dito. Ang pang-unawa ng oras, gayunpaman, ay higit pa sa domain ng neuroscience (kahit na epektibo ang imposible upang subukan, na ito ay walang anuman kaysa sa isang magarbong pag-iisip na eksperimento para sa oras). Sa halos parehong paraan na ang iyong utak ay binabalewala ang katotohanan na maaari mong palaging makita ang iyong ilong, maaaring may ilang uri ng pagproseso na nagsasala ng aming pang-unawa ng oras.

Sa anumang kaso, ang ideya na ang aming pakiramdam at mga karanasan ng "pagbabago ng mga bagay" ay paurong mula sa kung ano ang maaaring maranasan ng anumang walang buhay na bagay, kung ito ay maaaring makaranas ng anumang bagay, ay isang nakakaintriga, kung ang isang pag-iisip lamang ay eksperimento. Ito ay nagsisimula sa pull sa pinakadulo konsepto ng oras, na maaaring maging isang magarbong salita para sa "mga bagay-bagay na nangyayari." Hangga't anumang bagay sa paligid mo ay nangyayari, hindi bababa sa, maaari kang maging sigurado ikaw ay darating sa hinaharap, sa alinman direksyon mo mahanap ito.