Сможете ли вы повернуть стрелу времени вспять?

Во-первых, следует отметить, что «повернуть стрелу времени вспять» — это не то же самое, что «путешествовать во времени» (конечно, вы этого не говорили, но на случай, если у других читателей возникнет такая мысль). Во-вторых, вы, вероятно, лучше знакомы с обращением стрелы времени, чем думаете.

Стрела времени — это просто другой взгляд на второй закон термодинамики. На самом деле стрела времени — это просто наше восприятие увеличения энтропии. Например, если бы мы могли наблюдать, как все молекулы газа в комнате внезапно собираются в углу комнаты без каких-либо внешних сил, действующих на частицы, это выглядело бы так, будто молекулы газа «движутся назад во времени», поскольку обычно мы ожидаем, что молекулы газа со временем диффундируют из высокой концентрации в углу комнаты.

Напротив, когда энтропия максимальна (или не поддается определению), стрела времени теряет какое-либо направление или значение. Например, возьмем тот же газ в нашей комнате в состоянии равновесия (максимальная энтропия) и запишем видео газа в течение длительного времени. Теперь давайте прокрутим ленту в обратном порядке. Это выглядело бы так же, как если бы мы играли вперед. Вы не сможете различить движение назад и вперед. Отсутствие увеличения энтропии устранило восприятие времени, текущего в каком-то направлении.

Поэтому, отвечая на ваш вопрос, безусловно. Мы делаем это много. Просто найдите систему, энтропия которой уменьшается. Например, продукты в вашем холодильнике. Если бы вы сосредоточились только на какой-то теплой еде, которую только что положили в холодильник, вы бы увидели, как энергия покидает пищу, поскольку движение частиц пищи становится менее случайным; энергия будет течь от «менее концентрированной» к «более концентрированной». На этом уровне вы можете заключить, что ваш холодильник повернул стрелу времени вспять.

Конечно, как мы знаем, уменьшение энтропии из холодильника будет сопровождаться увеличением энтропии вне холодильника, но где-то произошло уменьшение энтропии (разворот стрелы времени) . Поэтому и здесь стрела времени повернулась вспять.

Все, что вам нужно сделать, это уменьшить энтропию системы, и вы зарезервируете стрелу времени для этой системы.

Конечно, если вы хотите спросить, можем ли мы повсеместно повернуть стрелу времени вспять, то ответ будет отрицательным. Как вы, вероятно, понимаете, это означало бы уменьшение энтропии Вселенной. Если наша вселенная не является закрытой системой и мы не можем найти способ иметь какие-то внешние «силы», которые могут уменьшить энтропию вселенной, тогда это невозможно. Обычно мы предполагаем, что Вселенная является замкнутой системой, поэтому энтропия всегда должна увеличиваться (до тепловой смерти Вселенной ), и поэтому стрела времени всегда будет «вперед».

На самом деле да. И стрела времени была экспериментально обращена вспять в молекуле хлороформа в установке ЯМР.

«Фокус» здесь в том, что в нормальных рассуждениях о термодинамике различные системы предполагаются некоррелированными: тепловые движения случайны, и часть А и часть В системы не дадут никакой информации о состоянии другой части. При наличии взаимной информации можно создать (микроскопические) системы, в которых тепло перетекает от холодных частей к теплым , или иным образом разорвать стрелу времени. Уменьшение взаимной информации компенсирует уменьшение энтропии (и это потенциально становится больше для квантовой взаимной информации ).

В макроскопическом масштабе это вряд ли будет работать очень хорошо, поскольку существует слишком много степеней свободы для манипулирования.