В реальном мире кажется, что путешествие назад во времени невозможно, но есть ли у нас в физике теорема, которая подразумевала бы этот факт?
Некоторые люди (включая Фейнмана) описывают античастицы как движущиеся в противоположном направлении оси координат времени. Например, поле Дирака включает интеграл члена
Если мы применим обращение времени к произвольному полю , эффект только набирает к , и умножив его на матрицу , где
Можно утверждать, что из-за второго закона термодинамики энтропия никогда не уменьшается со временем, так что должно быть положительное направление. Однако что, если системы, движущиеся назад в нашем мире, примут другой процент и заявят, что они движутся вперед, а мы идем назад? Кроме того, хотя у нас есть квантовая статистика, я не полностью убежден такой статистической теорией в том, что энтропия хорошо определена в микроскопическом масштабе.
Вроде бы ничто не может запретить существование системы с обращенным временем, но и обнаружить ее мы не в состоянии (или могли, но не знали об этом). Я ищу кого-то, у кого есть объяснение этому.
В этом есть два аспекта. Сначала мы можем немного пояснить квантовую теорию поля. Во-вторых, нужно отличать использование понятия «время» в дискуссиях о квантовой унитарной эволюции (уравнение Шредингера) от понятия «время» в сложной эволюции, ведущей к термодинамической необратимости. Эти понятия связаны (поэтому у них одно и то же название), но связь довольно тонкая.
В методе интеграла по траекториям Фейнмана дело не в том, что позитрон движется назад во времени; это не позитрон, движущийся вперед во времени, вносит вклад в уравнения точно так же, как электрон, движущийся назад во времени. Таким образом, мы можем думать о позитроне, движущемся вперед во времени, как если бы это был электрон, движущийся назад во времени, по крайней мере, для целей записи пропагатора Фейнмана и, таким образом, решения уравнения Шрёдингера.
Но в этих расчетах «время» является параметром, а эволюция унитарна. Это означает, что на самом деле поведение устанавливает связи между тем, что происходит в областях пространства-времени, подобных времени, не заботясь о том, идет ли эволюция в ту или иную сторону. Только прибегая к более широкому значению слова «время» (в широком смысле, к термодинамическому значению), мы получаем ощущение направления. Для этого вам нужно взглянуть на большее количество мировых линий, переплетающихся вместе в сложные узоры, и вы обнаружите, что в пределе большого количества процессов энтропия возрастает в одном направлении, и это направление мы называем будущим.
Если я правильно понял, я думаю, что вопрос заключается в том, могут ли вещи развиваться в обратном направлении во времени с уменьшением энтропии по мере продвижения. Мне кажется, что если выразить эту мысль более подробно, то может получиться сценарий, идентичный тому, который мы наблюдаем, и все, что нам удалось сделать, это придать ему другие слова. Это было бы подобно тому, как если бы кто-то сказал, что «круг треугольный», а затем мы сказали бы: «Нет, это не так», а затем они сказали бы: «Да, это так, потому что я определил «треугольный» по-новому, что делает его наблюдательно неотличимым от «треугольного». круговой'». Очевидно, что такая игра слов не способствует пониманию, поэтому в ней нет смысла. Если, с другой стороны,
Но теперь вопрос касается того, как второй закон термодинамики соотносится со статистической механикой и, в конечном счете, с квантовой теорией поля. Я думаю, это остается чем-то вроде загадки. Существуют такие теоремы, как H-теорема Больцмана, которые позволяют установить связь, но, насколько мне известно, она не решена полностью.
"Кажется, ничто не может запретить существование системы с обращенным временем, но и обнаружить ее мы не в состоянии (или могли, но не знали об этом). Я ищу того, у кого есть объяснение для этого."
Во-первых, давайте определим, что мы подразумеваем под «временем». Возьмите все частицы во Вселенной. Если хотя бы одно состояние меняется на новое, мы утверждаем, что время движется вперед. Если все частицы вернутся в свое прежнее коллективное состояние, мы утверждаем, что время движется назад. Вероятность того, что хотя бы одна частица перейдет в новое состояние, близка к 1. Вероятность того, что все частицы вернутся в предыдущее состояние (как перемотка видеокассеты), близка к нулю. Таким образом, у нас создается впечатление, что время всегда движется вперед в макромасштабе. Теперь рассмотрим только одну частицу. Вероятность того, что он вернется в предыдущее состояние, т. е. вернется во времени, намного выше. Это аналог подбрасывания монеты. Если вы начинаете с орла и получаете решку, вернитесь к орлу. Вы можете утверждать, что монета вернулась в прошлое, когда она снова выпала орлом. Вероятность 0,5. Но скажем, у вас есть несколько монет. Вероятность вернуться в свое предыдущее коллективное состояние равна (0,5)^n. Чем больше монет (частиц) у вас есть в вашей вселенной, тем меньше вероятность того, что вы испытаете обратное время.
Стив