Ваш досвід часу може бути назад від решти Всесвіту

Потік часу в одному напрямку настільки інтуїтивний, настільки незмінний, що ми вважаємо його цілком само собою зрозумілим. Речі не падають; шматки не збираються; люди старіють, так що йде. Але час залишається загадкою. Фізичні рівняння, здається, не мають жодних переваг для тимчасової спрямованості - як паліндроми, вони працюють однаково добре в будь-якому напрямку. Насправді, фізичні процеси на мікроскопічному рівні вважаються фактично "симетричними часу", і ніякий фізичний закон не вважає, що час не може протікати в протилежному напрямку. Так що - може, це так?

Людвіг Больцман був першою людиною, яка записала досить тверду причину часу, який мав спрямованість на макроскопічному рівні. Таким чином, віденський фізик і філософ закрили деякі з найбільших умів 19-го століття. Він побудував на ідеях Ніколаса Леонара Саді Карно, французького інженера, чия робота з теплообміну спочатку описувала поведінку парових машин.

Карно перебував у французьких військових під Наполеоном, коли вони програли англійцям. Після цього між двома націями було трохи суперництво, а не єдиний раз. Зокрема, французи були засмучені тим, що англійці так далеко випередили їх у технології парових двигунів, завдяки людям, як Джеймс Ватт у попередньому столітті. Так Карно стрибнув в гонку і описав теоретичний двигун. Двигун Карно був ідеально ефективним двигуном, який, звичайно, не існує, але дуже корисний для роздумів над цими поняттями.

Що Carnot здійснив що досконало ефективний двигун є оборотний. Поки ви не втратите жодної енергії для нагрівання, ви можете запустити її вперед або назад так, як хочете, без будь-яких втрат. Але як тільки двигун не ідеально ефективний, якщо він навіть втрачає невелику кількість тепла, то ви більше не можете змінити цей процес. Ви втратили частину енергії назавжди, як тепло. Це на зразок того, що найкраще, що ви можете зробити - це уявний двигун єдинорога, який має нульову суму ентропії, але ви ніколи не зможете отримати негативну ентропію. І в більшості справжніх випадків ви отримаєте лише позитивну ентропію (хоча цього слова не було в той час).

Ідеї ​​Карно пізніше були кодифіковані і були застосовані до природи в цілому Рудольфом Клаузіусом, німецьким фізиком, який породив концепцію ентропії і, з ним, основи термодинаміки. Жоден з цих чоловіків не зміг пояснити час з цією концепцією, яка, нарешті, стала відома як Другий закон термодинаміки. Але Больцман, працюючи пізніше століття, мав перевагу над ними. А саме, він вірив у атоми.

Атомна теорія не була широко підписана в день Больцмана. Хіміки віддали перевагу теорії, тому що це полегшувало розрахунки, але, схоже, не мали такої підтримки в інших дисциплінах. Використовуючи атомну теорію, закони фізики без особливих зусиль описують наш світ, оскільки їх не потрібно постулювати, їх можна просто вивести. (Тепло це просто рух атомів, наприклад.) Хоча він сильно намагався довести свої ідеї в той час, Больцман в кінцевому підсумку показав, що ентропія є мірою кількості способів, в яких атоми, які складають об'єкт, можуть взаємодіяти - “невпорядкованість”, як ми випадково наближаємо її. Що більш важливо, він показав, що ентропія має спрямованість, на відміну від інших речей у всесвіті. Він написав:

«Загальна боротьба за існування живих істот - це не боротьба за сировину, це для організмів повітряна вода і ґрунт, всі вони доступні в достатній кількості, ані для енергії, яка існує у великій кількості на Сонці, і будь-яке гаряче тіло у вигляді тепла, скоріше, це боротьба за ентропію, яка стає доступною через перехід енергії з гарячого сонця на холодну землю.

Ця спрямованість така, що ентропія почалася як низька величина на початку Всесвіту (з невідомих причин) і постійно зростає з віком Всесвіту. Причина цього, мабуть, полягає в тому, що існує так багато інших способів взаємодії атомів, коли вони поширюються. Це правда, що будь-який фізичний процес може (і, ймовірно, відбувається) відбувається в будь-якому напрямку на мікроскопічному рівні, але тому, що є просто так багато інших варіантів для взаємодії атомів (особливо, коли вони поширюються і стають менш впорядкованими), це далеко, далеко більш ймовірно, що речі стануть менш впорядкованими. В основному, коли кожен атом руйнує свою впорядковане взаємодію, він має потенційно сотні інших взаємодій, з яких вибирається, і ці вибори тільки розмножуються, як інші атоми порушують їхні взаємодії. Шанси атома йти прямо туди, де це було, дуже і дуже низькі. Отже, ентропія рухається від низької до високої як віки Всесвіту.

На відміну від інших фізичних процесів, це означає, що ентропія має певний напрямок до неї. І це, - каже Болцман, - звідки йде стріла часу. Оскільки речі мають тенденцію рухатися в одному напрямку, а не в іншому (навіть якщо вони здатні рухатися в обох), наш Всесвіт відчуває спрямованість. Сам факт того, що зруйноване скло має лише нескінченно малу ймовірність повторної збірки, означає, що на макроскопічному рівні не існує симетрії. Час - це різниця між однією державою та іншою в нашому Всесвіті. Тому причина, з якої ви можете вирішити, що мати на вечерю сьогодні, а не вчора, полягає в тому, що ентропія змінила стан всесвіту між ними. Ресурси, які існували вчора, вже не існують, і вони виникли сьогодні. Це на зразок того, що кожен момент є продуктом розпаду попереднього. Таким чином, у дивовижний спосіб, ймовірність дає початок часу.

Але тепер розглянемо життя. Багато чого, що визначає життя, є його схильністю протистояти ентропії. Таким чином, хоча все у Всесвіті рухається від нижчої до вищої ентропії, ми, що живемо, робимо протилежне: ми протистояємо рівновазі і будуємо складність, яка у найпростішому фізичному сенсі полягає в тому, щоб змусити молекули взаємодіяти меншою кількістю способів. Зауважимо, що це не означає, що ми порушуємо Другий Закон: якщо інші елементи системи компенсують локалізовані скорочення, то вся система все ще прагне до вищої ентропії. Кожен день, коли наші клітини і органели будують і ремонтують себе, ми кидаємо виклик основній особливості фізичної матерії, яка дає нам будь-який орієнтир для переходу часу вперед.

Отже, якщо Больцман був правий, а час існує через цю ентропійну зміну, то, можливо, наше сприйняття часу є протилежним усьому іншому у Всесвіті. Час, коли ви помрете, - це "майбутнє", але ваші молекули навряд чи помітять. Вони будуть вимикатися з киснем.

Тим не менш, час є відносним. Ми погодилися, що наш напрямок руху через неї є «вперед», але це, допустити, довільне. Щодо всього іншого у Всесвіті, можливо, це може бути назад. Отже, «початок Всесвіту» може, по суті, бути кінцем цього. Це означає, що ентропія почалася високо, і вона стає меншою. Мається на увазі, що ви можете йти перехресними очима, поклавши все це разом, але що все ще працює, точно точно від того, що ми думаємо, що відбувається. Важко уявити, як це може виглядати.

Що, якщо, тоді, все було перевернуто і скасовано? Коли ми будуємо годинник для моніторингу часу, який підраховує секунди, решта всесвіту може побачити зворотний відлік. Що схоже на схід сонця на сході і захід сонця на заході - це розворот обертання Землі відносно перспективи інших небесних тіл. Війна нескінченності, до якої ми йдемо, вже відбулася. Ми, як маленькі перемички в тимчасовому континуумі, які змінюють всі цінності, і тільки сприймають час, що рухається вперед, тому що, еони тому біологія зламала фізику.

Зрештою, моя пропозиція тут могла зводитися до семантики. Якщо час насправді є відмінністю від одного стану до іншого, тоді «час», як ми знаємо, є лише нашим досвідом зміни, проте зміна відбувається. Призначення його спрямованості трохи довільне. І, крім того, незважаючи на те, що ми можемо бути проявом розвороту ентропії, немає ніяких очевидних підстав вважати, що цей факт вплине на наше сприйняття спрямованості інших змін. Має бути можливо зробити з протилежної речі все інше - тобто бути живим - і все-таки помітити напрямок вперед у тому, як змінюються речі.

Поняття «ілюзії часу» не є дійсно актуальним для фізики, оскільки зрозуміло, що час у рівняннях цілком існує. Математика не є двозначною. Сприйняття часу, однак, більше в області нейронауки (хоча фактично неможливо перевірити, що робить це не більше ніж фантастичний експеримент на той час). Так само, як ваш мозок ігнорує той факт, що ви завжди можете бачити свій ніс, може також існувати якась обробка, яка фільтрує наше сприйняття часу.

У будь-якому випадку, ідея про те, що наше відчуття і переживання «змінюються речей» відстають від того, що може відчути будь-який неживий об'єкт, якщо він може відчувати що-небудь, - це інтригуючий, якщо тільки мислячий експеримент. Вона починає тягнути за саму концепцію часу, яка може бути просто фантастичним словом, що "відбувається речі". Поки щось навколо вас відбувається, принаймні, ви можете бути впевнені, що ви приїдете в майбутньому, в будь-якому випадку напрямок, який ви знайдете.