时间之箭
本篇文章的观点主要来自霍金先生的打自己脸的第四本书《宇宙简史》。关于宇宙，其实有很多观点是有很多争议的，其实很难说的请谁对谁错，当然也会有很多很难懂的部分，不过还是那句话：开心就好。
01
C P T
我们从小便接触时间的概念，而且每天都在使用它，然而我们却很难确切的说出什么是时间，它的本质是什么。而，我们其实也是很清楚，过去和未来的差距异常的大，例如：我们只能记住过去，却不能记住未来。换句话说，”为什么我们的时间会一直向前呢？“
如果你学过高中的物理，你一定经常做一些题，我们知道未来的状态，然后可以清楚的计算出过去的状态，当然我们也可以通过知道过去的状态来计算未来的状态，换言之，我们的物理学公式对过去和未来是没有任何差别的。
说的更确切些，物理学定律不会因称之为C、P、T的联合动作而发生改变（C表示把粒子装换为反粒子，P的意思是取镜像，也就是左右彼此互换，T指的是全部粒子的运动方向反过来，也就是做反向运动）。
在所有的通常情况中，支配物质的物理学定律不会因动作C和P而自行改变。换言之，要是一颗行星上的居民是我们的镜像，且由反物质组成，那那里的生命应当与我们完全一样。要是你很幸运的遇上了来自另一个星球上的人，千万不要和他握手。他也许是由反物质构成的，一旦握手，你们俩就会在瞬间消失，不止带不走一片云彩，连渣渣都带不走奥。
好吧，我们来算一下你们俩瞬间消失，到底释放了多少能量。假设你们俩都是60kg，根据E=mc2，光速是3*108m/s,好吧，我们来算一下，你一共拥有5.4*1014J的能量，然后你们俩瞬间消失，你们俩的能量将瞬间释放，总共释放出10.8*1014J的能量，还是红牛懂相对论啊：你的能量超乎你想象！看来，真是这样的啊。当年投到广岛的原子弹释放的能量大概8*107J的能量，这和你们俩随便的握握手释放的能量相比，也就算个零头吧。
好吧，言归正传，如果物理学定律不会因C和P的联合动作而改变，也不会因CPT联合动作而改变，那么只有动作T时，也必然不会改变，然而日常生活中却不是这样的啊。
设想一个杯子从桌子上掉落，你何时见过一个杯子自己从地上飞回桌子上的？若果是这样，陶瓷厂早就关门了。那，为什么物理学定律不会因动作T而发生改变，而现实世界却完全不是这样的呢？
2
时间箭头
至于为什么看不到破碎的杯子会跳回到桌子上，我们通常给出的解释是：热力学第二定律不允许这样。该定律告诉我们，无序程度，或者说熵，总是随时间增大的。
熵随时间增大，是所谓时间箭头的一个例子，它将过去和未来区分开来。目前来看，至少存在三类不同的时间箭头
第一类：热力学时间箭头——沿着这一时间方向，无序程度或者说熵总是在增加的
第二类：心理学时间箭头——这个方向使我们感觉到时间在不断流逝
第三类：宇宙学时间箭头——沿着这一时间，宇宙是在膨胀，而不是在收缩
3
热力学时间箭头
好吧，在开始bb之前，我们先来回顾一下热力学的三大牛逼定律：
热力学第一定律：能量守恒定律，即一个孤立系统的总能量是保持不变的，不管在这个系统中的那些具体的能量之间是怎么愉快的玩耍的
热力学第二定律：说的简单一点，孤立系统的熵永不减小（熵，通俗的说法就是无序程度啦）
热力学第三定律：绝对零度不可达到
好啦，进入正题，热力学第二定律是基于这样一个事实：无序状态的数目要比有序状态多的多。现在，我们来考虑一盒拼图，小伙伴们小时候一定玩过积木吧，其实有且仅有一种方式可以把拼图拼成一幅图案，但是要是把这些拼图随便摆摆而拼不成一幅图案，简直可以有无数种方式。
在我们的世界中，孤立系统的熵总是随时间增大的，好吧，现在我们假设上帝决定宇宙应该以一种高度有序的状态结束一生，那么在宇宙的早期可能处于某种无序状态，好吧，无序程度必须要要随时间减小了，在这样一个宇宙中，你一定可以看到碎了的杯子回到了桌子上，这个宇宙的人类便会拥有和我们完全反向的心理学箭头，换言之，他们会记着未来的事情，而忘记过去的事情，当然这个过去和未来都是相对于我们这个世界的（碎杯子是我们这个宇宙的未来，在桌子上的杯子是我们这个宇宙的过去，而对于他们那个世界，仍然是碎杯子先发生，然后才回到了桌子上，所以他们感受的时间和我们正好是反着的）
看完了上边这一段，不要晕奥，我们继续哈
4
心理学时间
谈论人的记忆力不是一件容易的事情，因为我们还不大了解大脑的运行细节，不过，我们确实掌握了计算机的原理。
在计算机的众多原件当中，有一件非常重要的东西，叫做二极管，它是由半导体做成的，当半导体两端的电压达到某个临界值时，半导体的电阻就变为0，电流就可以通过，这个表示“1”，当两端的电压达不到临界值时，半导体的电阻就是无穷大，电流完全无法通过，这个表示“0”，所以，虽然现在我们的电脑很强大，但是从原理上来说，和一开的电脑并没有太大差别，都只能进行二进制数的运算。
好吧，又跑题了，言归正传，在某条记录录入存储器之前，存储器处于无序状态，当存储器与系统互动产生记忆状态后，便只能明确的取“0”或者“1”，由此，存储器由无序状态转变为了有序状态，然而，为了把信息存储到存储器，必须消耗一部分能量，这部分能量以热量的形式散发了出去，而这部分热量使宇宙中熵增加的程度，完全大于存储器有序程度的增加，因此整个宇宙中熵是增加的，在这个过程中计算机记住了过去，这个方向与熵增加的方向是一致的。
好吧，你感觉到有些晕了吗？不要紧，一句话概括：我们人类一直是沿着热力学时间箭头的方向在度量时间，因此，我们的心理学时间箭头永远和热力学时间箭头方向一致。当然，万一热力学时间箭头反向了，我们的心理学时间箭头也会跟着一起指向相反的方向。
5
宇宙学时间箭头
在前边的文章里，已经多次提起过，宇宙起源一个叫做奇点的东东，在诞生之初，宇宙在一段时间内以指数式膨胀，宇宙的尺度在短时间内急速扩张。
因此，在宇宙诞生之初，宇宙一定处于一种非常平滑的状态，这种状态的结果是必有明确的热力学时间箭头和宇宙学时间箭头，而我们所观测到的宇宙也是这个样子的奥。
经典广义相对论认为，宇宙必须要有一个奇点，而奇点的时空曲率为0，事实上，这意味着意味着广义相对论预言了自己的垮台，这时，量子引力效应便会成为主要因素。人们必须依靠量子引力论来理解宇宙究竟是怎么诞生的。
在量子引力论中，考虑到宇宙的全部历史，其中每一个历史都与两个数字有关，一个代表了波的幅度，一个代表了波的相位，即波一开始是处于什么状态。为了给出宇宙具有某一特性的概率，应当把表征这些历史的波叠加起来。
有一点必须说清楚，在过去的时空边界上，宇宙可能有的那些历史会有怎么的行为，我们并不知道，也不可能知道过去的宇宙边界条件。但是如果宇宙的边界条件就是它没有任何边界，这个问题也就不存在了。换言之，所有可能的历史在历史上都是有限的，但它们是没有边界或者奇点。如果不明白什么是有限无界，想想地球就好了，地球表面就是有限的，但是却没有边界的，你不能说地球上的哪个地方就是地球的边界哈。
在无边界条件的假设下，时间的起点应当是一个既规则又平滑的点。这意味着，宇宙应当以一种非常平滑而有序的状态开始它的膨胀，然后随着时间的推移，它会呈现出团结构的无序状态。因此，在我们的宇宙中，宇宙学时间箭头和热力学时间箭头是同向的。
6
时间会反转吗
我们都知道，我们的宇宙现在正在一个劲的膨胀，但是，如果宇宙一旦停止膨胀而开始收缩，那么又会出现什么情况呢？热力学时间箭头会反转吗？
以前我们曾经无数次想象，如果有一天时间反向了，我们的生活会完全按照已经发生过的事情反转回去，这样的话，热力学时间箭头就会反向，从而，我们的心理学时间箭头也会反向。
同样的，如果宇宙有一天开始收缩，又如果这种收缩正好是把膨胀过程反了过来，那么宇宙学时间箭头连同热力学时间箭头、心理学时间箭头一同反向，然而真的会如此吗？
其实并不会啦。无边界条件告诉我们，在收缩阶段无序程度仍会继续增加，也就是说宇宙即使开始收缩，我们的热力学和心理学时间箭头都不会反向。
好吧，最后再提一下：关于宇宙的一切理论，其实都不是那么的坚不可摧的，这里边有许多的假设，有许多的猜想，还有许多以现在的技术完全无法证明的。关于宇宙，其实这些理论完全就是个大杂烩，谁也推翻不了谁，谁也不服谁，也许最后统一这些理论的就是你哦。
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