時間是存在的，時間是沒有方向的！

導讀：本文摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家了解物理宇宙科普知識。

如果你認為寫道這裡，該結尾了，那就錯了。關於時間論述，上面這些文字遠遠不夠。

我要說明的是，有些朋友認為時間是有箭頭的，主要是根據熱力學第二定律而說的，就是關於熵的理論。

物理學家玻爾茲曼一生最重要的發現，就是熵的微觀統計解釋。因為當時（十九世紀末）的物理學界並不認為原子是真實存在的，所以玻爾茲曼的成果並不被物理學界廣泛接受，他因此在思想上受了折磨，是自殺身亡的一位科學家。

從牛頓時代，科學家們就意識到，空間是均勻的，各向同性的，而物理學定律是時間可逆的。根據牛頓第二定律，F= ma，我們可以看出，假設我們把空間坐標做平移，或者旋轉，公式的形式不變。如果我們把時間反號，也就是T到-T

公式的形式也不變。

但是在地球上，我們可以明顯的區分上下。牛頓的洞察指出了我們可以區分上下的根本原因，那就是萬有引力。

在地球的我們都知道，我們只能區分上下，但不能區分前後左右（前後左右都是人為規定的）。這是因為地球的引力總是朝下的，所以我問你，地球的引力總是朝下的，對嗎？ 思考一分鐘，再往下看。

答案是這是不對的。很簡單，引力作用的方向為下的話，與之相反方向，就為上。北半球站一個人，南半球也站一個人，向頭頂的方向為上。你會發現，同樣是「上」，方向卻不一致。所以上文中說地球上的我們可以辨別「上下」，也是人為的。

同樣， 我們也不能區分時間的過去和未來，再返回去，看看我對於時間的定義，你就清楚了。

那是什麼給了時間一個特殊的箭頭呢？科學家的答案就是熵，熵只能增加不能減少，於是熵就給了時間一個箭頭。 這樣表述，你認為對嗎？ 我們接著來看我找到這一篇文章。

物理學很大程度上是相信還原論的，也就是宏觀的物理學現象要受到微觀物理學定律的支配。我們知道支配微觀物理學定律的公式，例如薛定諤方程，狄拉克方程，克萊因-戈爾登方程，乃至描述單個分子運動的牛頓定律，都是時間可逆的。支配電磁學的麥克斯韋方程組也是時間可逆的。既然是這樣，那麼為什麼受這些公式支配的宏觀物理學定律會有時間的不可逆性？設想一下我們有一個容器，如圖所示。

如果我們只有兩個分子，它們可以自由移動，然後我們拍攝一部電影，用來記述這兩個分子的運動。當我們播放這部電影的時候，我們無論是正著放還是倒著放，這部電影裡面的運動都遵循物理學定律。這兩個分子可以時而都在左邊，也可以時而都在右邊，這都不違背任何物理學定律。但是如果我們有個10^23個分子，這些分子一開始都在容器的左邊，然後讓這些分子自由運動，經過足夠長的時間，我們幾乎可以肯定，這些分子會有幾乎一半分布在容器的左邊，而另外的幾乎一半會分布在容器的右邊。

同樣，我們拍攝一部電影，記錄這些分子的擴散轉移過程。如果我們正著放這部電影，我們可以看到，分子從左邊的容器慢慢地擴散到整個容器，這是符合物理學定律的。如果我們倒著放這部電影，我們會看到，一開始瀰漫在整個容器的分子，自發地聚集到了左邊的容器，也就是系統的熵自發地減小了，這違背了熱力學第二定律。於是我們說，根據這個，可以區分時間的方向，那就是熵。

問題是，既然兩個分子的時候我們沒法區分時間的方向，為什麼在有10^23個分子的時候，我們就可以區分時間的方向了呢？這就是玻爾茲曼的洞察了。玻爾茲曼說，第二種情況不是完全不可能發生，而是幾乎上不會發生。事實上，動力系統裡面有個精確成立的定理，這個定理說，一個動力系統，經過足夠長但是有限長的時間，一定會回到跟初始狀態非常接近的一個狀態。現在這10^23個分子的運動就是一個動力系統，根據龐加萊回歸定理，經過足夠長的時間，這些分子一定會重新聚到左邊的容器。但是這個回歸時間是宇宙年齡的好多倍。這也就意味著，儘管微觀的物理學定律允許這些分子重新回到初始狀態，但是這種回歸幾乎上不會發生。

玻爾茲曼給出了統計熵和熱力學熵的公式，

於是一個系統的狀態數越多，系統的熵就越大。而很明顯，所有分子瀰漫在整個容器時的系統狀態數遠大於所有的分子都被局限在容器左邊的狀態數。而且分子數越多，這個狀態數的差距就越大。熱力學第二定律規定，系統的熵不可以自發地減小。

因此，通過研究系統的熵，我們就可以賦予時間一個箭頭。也就是，根據熱力學第二定律，我們就可以判斷出一部影片是正放還是倒放。儘管根據玻爾茲曼和龐加萊，熱力學第二定律只是在概率上成立，但是如果系統足夠大，那麼我們可以肯定，熱力學第二定律幾乎上是一定成立的。

另外需要說的是：即使世界是運動的，但是如果我們無法區分時間的方向，那麼這時的時間頂多算是一個參數，而不是我們通常意義上的時間。因為我們觀測到的時間都是有方向的。正是這個方向性才賦予了時間以真實的意義。

OK，以上內容，就是這篇文章的主題思想，和結論。你贊同嗎？事實上，這個觀點被很多認同時間存在的科學家和科普工作者享用，我認為這是個問題，所以我有必要給你們分析一下。

首先文章中提到牛頓時空觀，牛頓時空觀是絕對時空觀。而愛氏的時空觀是相對的。那麼關於時間的問題，你看好牛頓時空觀，還是愛氏時空觀？ 答案是顯而易見的，一定是愛氏的時空觀。所以文章中出現的關於牛頓理論的描述，可以刪除。這是第一點。

然後再來說熵增。熵是描述一個系統的混亂程度，也可以說能量的混亂程度。這是一種概率統計理論。確實如文章所言，如果一個系統足夠大，那麼理論上熵增是必須的。可是熵增是時間方向嗎？ 這是我們要討論的。

我認為不是的。

1、時間是描述物體運動連續性的變化，是一種度量。熵是描述系統的狀態。本質上，熵理論是一種概率論，當系統大到一定程度，這種概率是百分百。就像上文所描述的。但從本質上來說，時間不是概率論。從宏觀角度講，宇宙系統熵增會影響時間的度量，因為熵增是能量的變化。而能量的變化自然引起引力場的變化。看看上面的時間的定義，自然就知道了，這會影響時間的度量。所以熵增理論，會影響時間，但不是時間的方向。

2、熵增是一種系統態，根據絕對零度不為零的定律，我們知道它是一直持續的一個狀態。這說明了宇宙的開放性。因為一個封閉的系統，必然達到熵狀態。這是可以佐證時間無限的的條件。但時間無限，不是說時間很長很長，其實重點應該理解為時間時刻存在！當然理解為很長很長，和時間時刻存在在生活意義上是相同的。

3、過去回不去的原因，是熵增覆蓋過去的時空信息。今年去一個景點，明年這個景點依然在，可是你去了，這個景點的信息和去年一定是不一樣的。作為一種度量，時間是敏感的。

可能講到這裡，很多朋友依然迷糊。我再這樣通俗說一點。熵增原理可以看作是宇宙運動的方向，而時間是物體變化的度量。所以熵增不是時間的方向。而且如果時間，有方向，那麼現在的關於時間是標量的國際認定，就要修改。各位，好好想想，是不是這個道理。

各位，時間是存在的，時間是無限的，時間是沒有方向的。時間是無限的，我們的生命確實有限的。這不是我們的悲哀，是我們的機會。

摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》

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