Обратимость стрелы времени

Я часто читал в книгах по вульгаризации физики о том, как это парадоксально, что время, кажется, идет только в одном направлении, так как энтропия со временем растет, и никто никогда не видел, чтобы разбитая чашка восстанавливалась и прыгала со стола, она только что упала, но я найти это довольно запутанным. Несомненно, если бы время бежало вспять, то и наш мозг тоже, и для нас не было бы никакой разницы, бежит ли время вперед или назад, время могло бы идти назад и вперед, и мы не стали бы мудрее. Что мне не хватает? Извините, если мой вопрос покажется слишком расплывчатым.

Вы совершенно правы, мы не смогли. То, что мы представляем себе как направление времени, является как раз противоположным направлением нашей памяти.
Если бы чашка и ваш мозг были перевернуты, вы бы не заметили никакой разницы, но вопрос в том, почему у нас никогда не бывает необратимого во времени неразрушающегося объекта и необратимого мозга, наблюдающего за ним в одной и той же вселенной в момент времени. в то же время. (В фильме «Тенет» есть несколько замечательных экшн-сцен, основанных на этой идее.)
@Pingou Тогда почему вокруг нет людей, чей мозг движется в направлении, противоположном моему?

Ответы (5)

По соглашению мы принимаем направление увеличения времени за направление увеличения энтропии. Мы могли бы отменить соглашение. Но в любом случае термодинамическая стрела времени должна совпадать с перцептивной стрелой времени, потому что невозможно использовать наблюдаемое состояние в настоящем (память или другие записи) для вывода деталей состояния с более высокой энтропией. Таким образом, наше перцептивное прошлое всегда должно быть направлено в сторону более низкой энтропии.

Это общепринятый аргумент? Потому что локально, особенно в живых организмах, энтропия растет вовсе не во все времена. Наоборот, мы способны уменьшать энтропию — конечно, только локально, но это то, что имеет значение для нашей памяти, не так ли? -- И делать это постоянно. Время в моем холодильнике идет вспять? Я так не думаю ;-).
Я понимаю, но мне интересно, что же такого парадоксального и несколько загадочного в уравнениях, показывающих, что время может идти в обе стороны, но мы никогда не сталкиваемся с чем-то подобным. Мне это не кажется очень загадочным, я чувствую, что упускаю что-то, что они пытаются передать.

В общем, я думаю, что эти популярные методы лечения пытаются дойти до парадокса Лошмидта . Грубо говоря, возникает следующий вопрос: почему, если основные законы физики симметричны, вообще существует какое-то предпочтительное направление времени? Почему одно направление времени (то, которое мы называем прошлым) отличается от другого (того, которое мы называем будущим)?

Для этого было предложено множество решений. Об этом спорят со времен Больцмана и спорят до сих пор — на самом деле это совсем не тривиально. Но я думаю, что, вероятно, наиболее широко принятое решение состоит в том, что время асимметрично, потому что граничные условия Вселенной асимметричны — энтропия ниже в прошлом, потому что Большой взрыв произошел в прошлом. Это похоже на то, как в комнате становится теплее рядом с огнем, хотя законы физики одинаковы во всех частях комнаты — огонь нарушает симметрию.

Если это так, то то, что вы говорите, имеет смысл. Если бы Большой взрыв был в будущем, а не в прошлом, мы бы его не заметили. Мы бы просто назвали это направление прошлым, а другое — будущим. Наши стрелы времени были бы перевернуты, но мы переживали бы все так, как переживаем сейчас.

Но если бы не было Большого взрыва или если бы были большие взрывы на обоих концах времени, а мы находились примерно посередине, тогда не было бы никаких причин для того, чтобы прошлое и будущее вообще отличались друг от друга. Если бы мы жили в такой вселенной, то вполне могли бы наблюдать объекты, спонтанно собирающие себя заново, потому что нет оснований ожидать, что объект и мозг человека, наблюдающего за ним, будут иметь одну и ту же стрелу времени. (Хотя более реалистично, такая вселенная, вероятно, была бы просто газом в равновесии без каких-либо людей или объектов вообще.)

В конце концов, тот факт, что все части нашей вселенной, кажется, имеют одну и ту же стрелу времени, является действительно нетривиальным наблюдением, требующим очень неочевидного объяснения, и это делает вопрос «почему разбитая чашка не восстанавливается». сам и отпрыгнуть от стола, он только что упал" на самом деле довольно хороший.

Вы ничего не упускаете, все правильно сказали.

Физические теории симметричны во времени, например уравнения Максвелла.

Есть одно исключение, и это космология, однако это больше проблема для наших космологических моделей и не показывает, что стрела времени необратима.

См. также этот вопрос. Вызывает ли симметрия времени асимметрию материи/антиматерии?

См. здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6del_metric

Метрика Гёделя является точным решением уравнений поля Эйнштейна, в котором тензор энергии-импульса содержит два члена, первый из которых представляет собой плотность вещества однородного распределения закрученных частиц пыли (пылевой раствор), а второй связан с ненулевым космологическим постоянная (см. лямбдавакуумный раствор). Он также известен как решение Геделя или вселенная Геделя.

Это решение обладает многими необычными свойствами, в частности существованием замкнутых времяподобных кривых, которые позволяют путешествовать во времени во Вселенной, описываемой решением. Его определение несколько искусственно, поскольку значение космологической постоянной должно быть тщательно выбрано, чтобы соответствовать плотности пылинок, но это пространство-время является важным педагогическим примером.

Энтропийное время может быть обращено вспять только в том случае, если все поля, реальная материя/энергия и поля виртуального взаимодействия, будут обращены по импульсу. Чтобы это произошло для всей вселенной, потребуется совсем немного!

И вы бы точно заметили! Сначала вы осознаете мир, а затем увидите его. Вы бы услышали обратный удар грома, а затем увидели бы вспышку молнии, очень незадолго до того, как электроны фактически разрядили облака, чтобы произвести вспышку молнии. На самом деле, фотоны будут перемещаться из ваших глаз, чтобы чудесным образом встретиться с электронами, которые движутся к более высоким потенциалам. Фотоны даже могут быть причиной обратного движения. Все эмерджентные фотоны в нормальной ситуации сформировали бы причину ситуации с обращением времени.

Отличие от обычной ситуации в том, что здесь нет начальной ситуации, за исключением момента, когда вы полностью меняете импульс. И импульсы в этот момент зависят от начального состояния Вселенной, которое имеет низкую энтропию. Сам процесс изменения всех импульсов — это чисто процесс, который может происходить только в уме. Любая попытка обратить хотя бы малую часть импульсов вовлекла бы в себя необратимые процессы, увеличивающие общую универсальную энтропию (энтропию Вселенной).

Хотя в небольших масштабах могут быть процессы, связанные с обращением времени, но в этом случае меняет направление не энтропийное время, хотя это необходимо для его измерения.

Наблюдатель в обращенной во времени вселенной, как вы постулируете, на самом деле не заметит обращения времени, поскольку физические процессы в его разуме также будут обращены вспять. На самом деле, внезапное «волшебное» обращение времени, как вы предполагаете, было бы в основном неразличимым временем, просто заканчивающимся , поскольку оба направления времени от точки обращения были бы «прошлыми» (и идентичными зеркальными отображениями друг друга), без « будущее". Но, конечно, и внутренний наблюдатель не смог бы наблюдать такого «конца времени», так как закончились бы и его психические процессы. […]
… Конечно (и к счастью), также невозможно вызвать такое внезапное обращение времени изнутри самой Вселенной (по крайней мере, о чем мы знаем; и есть веские основания полагать, особенно на основе 2-го закона термодинамики). , что такого механизма не может быть). Такие обращения достаточно легко осуществить в смоделированных игрушечных моделях обратимой во времени физики, но для этого требуется «волшебное» вмешательство извне смоделированной вселенной.
@IlmariKaronen Конечно, вы заметите, что время повернуто вспять. Конечно, время идет вперед и для вас, но позвольте мне сказать вам, вы бы воспринимали мир по-другому. И удивляться, как все это идеально устроено, если вообще можно удивляться... Не было бы начального состояния. Только крайний.
@IlmariKaronen Возможно, скрытые переменные могут привести к обратному результату. Нынешнее состояние Вселенной было бы начальным условием. То самое состояние, которое возникло из энтропийных соображений.
Это «если бы вы вообще могли удивляться» и есть подвох. Обращенный во времени разум в обращенной во времени вселенной, возможно, не может «думать» в каком-либо реальном смысле — все, что он может делать, как и остальная вселенная, — это «воспроизводить» свои прошлые мысли и действия в обратном порядке. Но если вы (как человек, наблюдающий вселенную извне) возьмете копию такого обращенного во времени разума и спросите копию (после повторного обращения во времени, если необходимо), что она видела и чувствовала, она ничего не сообщила бы. кроме того, что была бы идентичная копия исходного разума из соответствующего количества времени до обращения времени.
…Что касается того, что произойдет, если вы повернете вспять все во вселенной, за исключением разума одного наблюдателя, игрушечные симуляции предполагают, что вы в основном получите «эффект бабочки», разрушающий идеальное выравнивание вещей, необходимое для обращения во времени, ведущий к увеличению энтропии как вперед, так и назад во времени, по крайней мере, в пределах пересечения световых конусов перевернутой и неперевернутой частей Вселенной. По сути, (нефизическое) частичное обращение времени создает крайне маловероятное (и, следовательно, низкоэнтропийное) состояние, из которого энтропия может только увеличиваться.
… И да, это происходит и с другими видами нефизических манипуляций с моделируемой вселенной; в общем, божественное вмешательство необратимо во времени.
@ИлмариКаронен. Привет! Думаю, мы на одной волне. «Но если бы вы (как человек, наблюдающий вселенную извне) взяли бы копию такого обращенного во времени разума и спросили копию (после повторного обращения во времени, если необходимо), что она видела и чувствовала, она сообщила бы не что иное, как идентичная копия исходного разума из соответствующего количества времени до обращения времени». Точно. Вы не заметите, что «время обращено вспять». Ты не мог бы сказать мне, если бы я снова перевернул тебя.
@IlmariKaronen в общем, божественное вмешательство необратимо во времени Это еще предстоит выяснить ... :) Бог (и) всегда может повернуть вас во времени, назад и вперед снова. Кажется, у меня сейчас дежа-вю... :)