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明天、今天、昨天

来源:网络资源 2009-09-02 13:37:48

[标签:物理 物理教材]

  明天、今天、昨天

  时间向哪个方向走?这个提问把问题搞复杂了。例如我们问,为什么时间总好像从过去向未来流逝。人们不知道这种进程是物理现实的客观情况还是一种头脑中的构思。这是一些2000多年前就提出过的问题,但在上世纪对不可逆转现象(即不可能发生相反的现象)的研究,才科学地说明了这些问题。

  热能就是一个例子,温度高的物体上的能量自然地传递到温度低的物体上,但不能倒过来。如果我们在装烈酒的杯子里放些冰块,较热的烈酒把它的热能传递给冰块,冰块融化直到杯子里的东西达到相同的温度。相反,冰块不可能把热能传递给烈酒,使冰块更冷而烈酒更热。

  由于热是能量,在这类现象中能量是递降的,利用价值会变得越来越小。例如,当我们刹车时车的动能转换成热(制动器变热),但不能发生相反的情况:即使加热制动器,也不可能风到汽车会自行开起来。这些定律证实某些自然现象的不可逆转性,并用一个叫“时间之箭”的示意词指明时间的精确方向。而另一些物理现象是可以逆转的,例如液体可以变成固体,如果改变温度又可以回到液体。如何解释既存在着可逆转现象(其中时间似乎可前进和后退)又存在着不可逆转现象(其中时间只能从过去走向未来)的这种共处局面呢?奥地利物理学家路德维格·波尔兹曼(LudwigBoltzmann,1844——1906)假设,在无限小世界中发生的过程(这些过程与单个分子运动有关)全部可以逆转;相反,含有大量分子的宏观世界的过程都是不可逆转的。那么,为什么只有后者的这些过程存在时间之箭呢?据大多数科学的看法,决定性的原因是宇宙的膨胀,这一点我们在前面已经谈到了。

  然而人们不知道这种膨胀会一直继续下去,还是会倒转来发生宇宙回缩,从而将时间拉向后退。

 

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