Jūsu laikmeta pieredze var būt atpakaļ no pārējās Visuma

Laika plūsma vienā virzienā ir tik intuitīva, tik nemainīga, ka mēs to uztveram pilnīgi par pašsaprotamu. Lietas nekrīt; salauzti gabali nav samontēti; cilvēki kļūst vecāki, tāpēc tas notiek. Tomēr laiks paliek noslēpums. Šķiet, ka fizikas vienādojumiem nav priekšroka laika virzienam - piemēram, palindromiem, tie darbojas vienādi labi jebkurā virzienā. Patiešām, tiek uzskatīts, ka fiziskie procesi mikroskopiskā līmenī ir „laika simetriski”, un neviens fizisks likums neuzskata, ka laiks nevar plūst pretējā virzienā. Tātad - varbūt tas ir?

Ludvigs Boltzmans bija pirmā persona, kas ieradās, lai rastu diezgan stabilu iemeslu tam, ka laikam bija virziens makroskopiskā līmenī. To darot, Vīnes fiziķis un filozofs ierobežoja dažus no 19. gadsimta lielākajiem prātiem. Viņš balstījās uz Nicolas Léonard Sadi Carnot, franču inženiera idejām, kuru darbs siltuma pārnesē sākotnēji aprakstīja tvaika dzinēju darbību.

Carnot bija Francijas militārajā zem Napoleona, kad viņi zaudēja britu. Pēc tam bija mazliet konkurence starp abām valstīm, nevis vienīgo reizi, kad tas noticis. Konkrētāk, franču valdzinājums bija tāds, ka briti bija tik tālu no tiem tvaika dzinēju tehnoloģijā, pateicoties tādiem cilvēkiem kā Džeimss Vats iepriekšējā gadsimtā. Tātad Carnot izlēca sacensībās un aprakstīja teorētisku dzinēju. Carnot dzinējs bija pilnīgi efektīvs dzinējs, kas, protams, nepastāv, bet ir ļoti noderīgs, domājot par šiem jēdzieniem.

Carnot saprata, ka pilnīgi efektīvs dzinējs ir atgriezenisks. Kamēr jūs nezaudējat enerģiju siltumam, jūs varat palaist to uz priekšu vai atpakaļ, cik vien vēlaties, bez zaudējumiem. Bet, tiklīdz dzinējs nav pilnīgi efektīvs, ja tas pat zaudē nelielu siltuma daudzumu, jūs vairs nevarat mainīt šo procesu. Jūs esat zaudējis kādu enerģiju uz visiem laikiem kā siltumu. Tas ir tāds kā sakot, ka labākais, ko jūs kādreiz varat darīt, ir iedomāts vienradzis dzinējs, kuram ir nulles summas entropija, bet jūs nekad nevarat saņemt negatīvu entropiju. Un vairumā reālo dzīves gadījumu jūs saņemsiet tikai pozitīvu entropiju (lai gan šis vārds tajā laikā nepastāvēja).

Vēlāk Carnot idejas tika kodificētas un pielietotas pēc būtības, lai vācu fiziķis Rūdolfs Clausius, kurš tēvoja entropijas jēdzienu un ar to arī termodinamikas pamatus, būtu piemērojams dabai. Neviens no šiem vīriešiem nespēja izskaidrot laiku ar šo jēdzienu, kas galu galā kļuva pazīstams kā otrais termodinamikas likums. Bet Boltzmanim, kas strādāja vēlāk gadsimta laikā, bija priekšrocības salīdzinājumā ar tām. Proti, viņš ticēja atomiem.

Boltzmannas dienā nebija plaši abonēta atomu teorija. Ķīmiķi priekšroku deva teorijai, jo tas ir atvieglojis aprēķinus, bet, šķiet, tam nav tik daudz atbalsta citās disciplīnās. Tomēr, izmantojot atomu teoriju, fizikas likumi bez piepūles apraksta mūsu pasauli, jo tie nav jāraksta, tos vienkārši var atvasināt. (Piemēram, siltums ir tikai atomu kustība.) Lai gan viņš intensīvi cīnījās, lai tajā laikā pierādītu savas idejas, Boltzmann galu galā parādīja, ka entropija ir rādītājs, kas nosaka to, cik lielā mērā atomi, kas veido objektu, var mijiedarboties - a lieta ir „traucējumi”, jo mēs to nejauši tuvojam. Vēl svarīgāk, viņš parādīja, ka entropijai ir virzība, atšķirībā no citām Visuma lietām. Viņš uzrakstīja:

“Vispārējā cīņa par dzīvo būtņu esamību nav cīņa par izejvielām, tās organismiem ir gaisa ūdens un augsne, visas bagātīgi pieejamas, kā arī enerģijai, kas ir daudz saulē un karstā ķermeņa karstuma veidā, drīzāk cīņa par entropiju, kas kļūst pieejama, pārejot no karstā saules uz aukstu zemi. ”

Šī virzība ir tāda, ka entropija sākās kā zema vērtība Visuma sākumā (nezināmu iemeslu dēļ) un nepārtraukti pieaug kā visuma laikmetā. Tas, acīmredzot, ir iemesls tam, ka atomiem ir tik daudz vairāk iespēju, kā tie mijiedarbojas. Tā ir taisnība, ka jebkurš fiziskais process var (un, iespējams, to darīt) jebkurā virzienā mikroskopiskā līmenī, bet tāpēc, ka ir tikai tik daudz vairāk iespēju atomu mijiedarbībai (jo īpaši tad, kad tās izkliedējas un kļūst mazāk pasūtītas), tas ir tālu, tālu visticamāk, ka lietas kļūs mazāk pasūtītas. Būtībā, tā kā katrs atoms sabojā savu pasūtīto mijiedarbību, tam ir iespējami simtiem citu mijiedarbību, no kuriem izvēlēties, un šīs izvēles vairojas tikai tad, kad citi atomi izjauc to mijiedarbību. Iespēja, ka atoms iet tieši atpakaļ, kur tas bija, ir ļoti, ļoti zems. Entropija tāpēc pārvietojas no zemas uz augstu kā visuma vecums.

Atšķirībā no citiem fiziskajiem procesiem tas nozīmē, ka entropijai ir īpašs virziens. Un tas, saka Boltzmann, ir no kurienes nāk no laika bultiņas. Tā kā lietas mēdz pārvietoties vienā virzienā, nevis otrā (kaut arī tās var pārvietoties abos virzienos), mūsu Visums piedzīvo virzību. Tas fakts, ka sagrautam stiklam ir tikai bezgalīgi maza varbūtība samontēt, nozīmē, ka makroskopiskā līmenī nav simetrijas. Laiks ir atšķirība starp vienu valsti un citu mūsu Visumā. Tātad, iemesls, kāpēc jūs varat izlemt, ko vakariņām nākt vakar, nevis vakar, ir tas, ka entropija ir pārskatījusi visuma stāvokli starp tām. Vakar pastāvošie resursi vairs nepastāv un ir radījuši šodien. Līdzīgi kā sakot, ka katrs brīdis ir iepriekšējā produkta sabrukšanas produkts. Tātad dīvainā veidā varbūtība rada laiku.

Bet tagad apsveriet dzīvi. Daudzas lietas, kas nosaka dzīvi, ir tās tendence pretoties entropijai. Tātad, lai gan viss Visumā pārvietojas no zemāka uz augstāku entropiju, mēs dzīvojam lietas pretēji: Mēs pretoties līdzsvaram un veidojam sarežģītību - kas vienkāršākajā fiziskajā nozīmē ir liekot molekulām mijiedarboties mazākos veidos. Ņemiet vērā, ka tas nenozīmē, ka mēs pārkāpsim Otro likumu: kamēr citi sistēmas elementi kompensē lokalizētos samazinājumus, tad visa sistēma joprojām virzās uz augstāku entropiju. Katru dienu, kad mūsu šūnas un organellas pašas veido un remontē, mēs neapmierinām fiziskās lietas galveno iezīmi, kas dod mums atskaites punktu laika gaitā.

Tātad, ja Boltzmanam bija taisnība, un laiks, kas pastāv šīs entropiskās pārmaiņas dēļ, tad varbūt mūsu uztvere par laika gaitu ir pretēja visam pārējam Visumā. Laiks, kad jūs mirs, ir “nākotnē”, bet jūsu molekulas diez vai pamanīs. Tie būs savienoti ar skābekli.

Tomēr laiks ir relatīvs. Mēs esam vienojušies, ka mūsu kustības virziens caur to ir „uz priekšu”, bet tas ir, patvaļīgi. Salīdzinājumā ar kaut ko citu visumā, iespējams, tas varētu būt atpakaļ. Tātad „Visuma sākums” patiesībā varētu būt tā beigas. Nozīme, ka entropija sākās augsta un kļūst mazāka. Nozīmējot, ka jūs varat iet pāri acīm, liekot to visu apvienot, bet viss joprojām darbojas, tieši tieši pretēji tam, ko mēs domājam. Ir grūti iedomāties, ko tas varētu pat izskatīties.

Ko darīt, ja tad viss būtu pagriezts un apgriezts? Kad mēs izveidojam pulksteni, lai pārraudzītu laika gaitu, kas skaitās sekundēs, pārējais Visums var redzēt atpakaļskaitīšanu. Kas izskatās kā saullēkts austrumos un saulrieta rietumos, būtu Zemes griešanās maiņa attiecībā pret citu debess ķermeņu perspektīvu. Un Infinity War, kurā mēs sacenšamies, jau ir noticis. Mēs gribam, lai laika kontinuumā būtu mazas blips, kas mainītu visas vērtības, un tikai uztver laiku, kas virzās uz priekšu, jo pirms tam bioloģija saņēma fiziku.

Galu galā mans ieteikums šeit varētu nonākt pie semantikas. Ja laiks patiešām ir atšķirība no vienas valsts uz otru, tad „laiks”, kā mēs zinām, ir tikai mūsu pieredze par izmaiņām, tomēr šīs izmaiņas notiek. Tā piešķiršana virzienam ir nedaudz patvaļīga. Turklāt, pat ja mēs varētu būt entropijas maiņas izpausme, nav acīmredzama iemesla uzskatīt, ka šis fakts ietekmētu mūsu uztveri par citu izmaiņu virzību. Būtu jābūt iespējai veidot visu pretējo lietu, proti, būt dzīvam, un joprojām pamanīt virzību uz priekšu virzienā, kādā lietas mainās.

„Laika ilūzijas” jēdziens nav īsti saistīts ar fiziku, jo ir skaidrs, ka vienādojumos pastāvīgi pastāv laiks. Matemātika par to nav neviennozīmīga. Tomēr laika uztvere ir vairāk neirozinātnes jomā (lai gan faktiski to nav iespējams pārbaudīt, padarot to par nekad vairāk kā iedomātu domu eksperimentu). Tādā pašā veidā, kā jūsu smadzenes ignorē to, ka jūs vienmēr varat redzēt degunu, var būt arī sava veida apstrāde, kas filtrē mūsu laika uztveri.

Jebkurā gadījumā ideja par to, ka mūsu sajūta un pieredze par “lietām mainās”, ir atpakaļ no tā, ko kāds nedzīvs objekts varētu piedzīvot, ja tas varētu kaut ko piedzīvot, ir intriģējošs, ja tas ir tikai domas eksperiments. Tas sāk vilkties pie laika jēdziena, kas var vienkārši būt daiļrunīgs vārds, lai “kaut kas notiek”. Kamēr kaut kas apkārt jums notiek, vismaz jūs varat būt pārliecināti, ka jūs ieradīsieties nākotnē, atkarībā no tā, kurš virzienā, ko jūs atradīsiet.