10.视角(1/2)
在他智慧
无法穿透的夜晚
一个神灵
关闭了
时间的纽带
来嘲笑
我们人类的恐惧
过去与未来之间的全部差别也许单纯是因为熵在过去要低一些。1熵为何在过去会低呢?
在这一章里,我会叙述一种观点,提供一种可能的答案,“如果你要听我的答案,请明白这也许只是个不切实际的推测”。2我无法确定这个答案是正确的,但我很喜欢这个答案。3它或许可以解释很多事情。
我们才是旋转的那个!
无论我们人类有什么特殊之处,具体说来,我们只是自然的一分子,只是宇宙这幅宏伟壁画的一部分,只是和其他众多部分一样的一小部分。
在我们与世界的其余部分之间,存在着物理相互作用。很明显,并非所有变量都与我们或我们所在的那部分世界相互作用。只有很少的变量会有影响,绝大多数根本不会有什么影响。它们不会记得我们,我们也不会记住它们。世界的不同状态对我们来说似乎是等价的,这就是其中的原因。世界的两个部分——我与一杯水之间的物理作用,独立于水中单个分子的运动。同样,世界的两个部分——我与一个遥远星系之间的物理作用,也会忽略在那里出现的细节。我们对世界的视野之所以是模糊的,是因为我们所处的这部分世界与其余部分之间的相互作用会无视很多变量。
这种模糊是玻尔兹曼理论的核心。4从这种模糊之中,热量与熵的概念诞生——而这些与具有时间之流特征的现象紧密相连。一个系统的熵与模糊直接相关。它取决于我没有记录下什么,因为它取决于不可分辨状态的数量。同一微观状态,相对于一种模糊的状态熵也许很高,而相对于另一种状态也许熵就会很低。
这并不意味着模糊只是一种心理上的构想,它依存于实际的、真实存在的物理作用。5熵不是个任意或主观的量。它是个相对量,就像速度。
一个物体的速度不是这个物体本身的属性,而是这个物体相对于另一物体的属性。在一列行进的火车上奔跑的孩子的速度相对于火车有一个值(每秒几步),相对于地面又有一个值(每小时一百千米)。如果孩子的妈妈告诉他“不要动”,她并不是让他从窗户跳出去,相对于地面静止。她的意思是孩子应该相对于火车停下来。速度是一个物体相对于另一物体的属性,是个相对量。
熵也是如此。a 相对于 b 的熵,要计算 a 与 b 物理作用中未能区分的 a 的状态的数量。
这一点经常引起困惑,把它澄清以后,就为时间之矢之谜提供了一种很吸引人的解决方案。
世界的熵并非只取决于世界的状态,也取决于我们模糊世界的方式,而这又取决于我们与哪些变量相互作用,即我们这部分世界与变量的相互作用。
在遥远的过去,世界的熵在我们看来非常低,但这也许没有反映出世界的准确状态,也许只考虑了我们作为物理系统相互作用过的变量的子集。我们与世界之间的相互作用,以及描述世界所用的一小部分宏观变量,会产生模糊,正是由于这种显著的模糊,宇宙的熵才很低。
这一事实开启了一种可能性:也许并不是宇宙在过去处于一种特殊状态,也许其实是我们,以及我们与世界的相互作用,才是特殊的。是我们决定了特殊的宏观描述。宇宙最初的低熵,以及时间之矢,也许更多源于我们,而非宇宙本身。基本的理念就是如此。
考虑一个最壮观也最明显的现象:天空每天的旋转。这是我们周围的宇宙最直接又壮观的特点——它在旋转。但这个旋转真的是宇宙的特点吗?并非如此。虽然花费了数千年时间,但我们最终明白了旋转的是我们,而非宇宙。天空的旋转是一种视角的效果,是由于我们在地球上特殊的运动方式,而不是由于什么宇宙动力的神秘属性。
对于时间之矢,恐怕情况也是类似的。我们作为物理系统的一部分,宇宙最初的低熵也许是由于我们与宇宙特殊的相互作用的方式。我们是宇宙某些方面很特殊的子集,正是这点确定了时间的方向。
我们与世界其他部分特殊的相互作用如何决定最初的低熵呢?
很简单。取十二张牌,六张红色六张黑色,把六张红牌都放在上面。洗一下牌,然后找一找在红牌上面的黑牌。洗牌之前没有一张黑牌在上,洗完之后会有一些。这就是熵增加的一个简单例子。游戏开始时,在红牌上面的黑牌数量为零(熵很低),因为开始时处于特殊的排列。
但现在让我们玩另一个游戏。首先,随意洗牌,然后看前六张牌,并且记下来。然后洗下牌,看一看有哪些其他牌跑到前六张去了。最初一张没有,然后数量增加了,和上个例子一样,熵也增加了。但这两个例子有个关键的区别:在这个例子开始时,牌是随机排列的。是你记下了哪些牌开始时在上半部分,然后宣称它们很特殊。
对宇宙的熵而言,也许同样如此:也许它并没有处于什么特殊状态;也许是我们处于一个特殊的物理系统中,相对于这个系统,宇宙的状态才很特殊。
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