引言:我們時(shí)常感慨,歷史的車(chē)輪只會(huì)滾滾前進(jìn),時(shí)間也只會(huì)不斷地流逝而不會(huì)重新再來(lái)。我們的這些感受中實(shí)際上已經(jīng)認(rèn)為時(shí)間是具有方向性的了,科學(xué)家們也是這么認(rèn)為的,絕大多數(shù)時(shí)間都具有向前的特性,但這類(lèi)物質(zhì)的時(shí)間卻是相反的。
開(kāi)篇第一問(wèn),什么是時(shí)間?對(duì)于不同的人來(lái)說(shuō),時(shí)間所表現(xiàn)出來(lái)的意義是不同的,而且科學(xué)家至今也無(wú)法對(duì)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)一的定義。時(shí)間可以是十分抽象的東西,例如我們所生存的時(shí)空就是由時(shí)間和空間組成的,我們可以將空間描述成三維的物體,那么時(shí)間應(yīng)該如何描述呢?時(shí)間也可以是直觀的表現(xiàn),看著墻上時(shí)鐘在不停走動(dòng)的秒針,我們就知道時(shí)間正在一點(diǎn)一滴地流逝。
科學(xué)家通過(guò)多年的研究提出了許多關(guān)于時(shí)間的理論,有觀點(diǎn)認(rèn)為對(duì)于地球上每一種生物來(lái)說(shuō)時(shí)間都是一樣的,時(shí)間是公平的。但是宇宙中并非每一處的時(shí)間都是一樣的,有些地方的時(shí)間會(huì)被拉長(zhǎng),有些地方的時(shí)間會(huì)被壓縮,甚至有些地方時(shí)間會(huì)完全靜止,例如在黑洞的視界范圍內(nèi)。還有科學(xué)家提出了時(shí)間具有方向性的理論,這是為什么呢?
如果以日常生活為例子的話,該理論確實(shí)通俗易懂,因?yàn)闀r(shí)間永遠(yuǎn)都是往前走而不會(huì)往后走,這就是它的方向性。在科學(xué)上時(shí)間的方向性被稱(chēng)為“時(shí)間箭頭”,它是由物理學(xué)第二定律決定的,而這個(gè)定律的核心概念就是“熵”。在中學(xué)化學(xué)中我們初次接觸“熵”這個(gè)概念,相信現(xiàn)在很多朋友都忘得一干二凈了??茖W(xué)家提出熵這個(gè)概念來(lái)描述事物的混亂度,如果事物的熵越低,那么它就越有序。如果事物的熵越高,那么它就越混亂。
因此很多科學(xué)家認(rèn)為,宇宙的發(fā)展過(guò)程就是熵不斷增加的過(guò)程。根據(jù)宇宙大爆炸理論,宇宙誕生于一個(gè)奇點(diǎn)的爆炸,也就是說(shuō)宇宙一開(kāi)始是一個(gè)奇點(diǎn),然后發(fā)生爆炸之后才形成各種各樣的物質(zhì)。因此宇宙的誕生過(guò)程就是從原來(lái)一個(gè)奇點(diǎn)的有序變成了宇宙空間的無(wú)序,而且宇宙中的熵只會(huì)越來(lái)越高,也就是說(shuō)宇宙的混亂度也會(huì)越來(lái)越高。那么熵與時(shí)間箭頭有什么關(guān)系呢?科學(xué)家表示,時(shí)間箭頭的方向其實(shí)就是熵增加的方向。
這樣看來(lái),熵的增加是不可逆的過(guò)程,也無(wú)法改變,那么時(shí)間的方向性也是無(wú)法改變的。然而于1965年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼在研究狄拉克關(guān)于電子方面的理論時(shí)發(fā)現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象,這些現(xiàn)象似乎說(shuō)明了時(shí)間的方向性是可以改變的。費(fèi)曼通過(guò)對(duì)狄拉克的電子方程進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),反物質(zhì)或許就是逆著時(shí)間方向運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)。而我們所能看到的物質(zhì)都是正物質(zhì),都是朝著時(shí)間的前進(jìn)的方向發(fā)展的。
但向前進(jìn)的正物質(zhì)和向后退的反物質(zhì)碰撞在一起之后就會(huì)發(fā)生所謂的“湮滅”現(xiàn)象,從而釋放出巨大的能量。不僅如此,費(fèi)曼還和他的導(dǎo)師提出了一個(gè)驚為天人的理論,宇宙其實(shí)就是一個(gè)電子。宇宙誕生之后電子先是在時(shí)間軸上爭(zhēng)相前進(jìn),直到宇宙毀滅之后電子又向后運(yùn)動(dòng),宇宙就是在不斷地重復(fù)誕生、發(fā)展和毀滅的過(guò)程。
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