Почему время идет вперед, а не назад?

В Германии 1865 г. физик Рудольф Клаузиус Он утверждал, что теплота не может передаваться от холодного тела к горячему., если вокруг них ничего не изменилось. Клаузиус придумал концепцию, которую он назвал «энтропией», для измерения этого теплового поведения — другой способ сказать, что тепло никогда не перетекает от холодного тела к горячему, — это сказать, что «энтропия только увеличивается и никогда не уменьшается» (См. структуру энтропии и рост турбулентности).

как Ровелли Подтверждено в хронологическом порядкеЭто Просто Основной закон физики, который может различать прошлое и будущее. Мяч может скатиться с холма или подпрыгнуть на его вершине, но тепло не может переходить от холодного к горячему.

Для иллюстрации Ровелли берет ручку и бросает ее из одной руки в другую. «Причина, по которой это останавливается в моей руке, заключается в том, что у нее есть некоторая энергия, затем энергия превращается в тепло и нагревает мою руку. Трение перестает отскакивать. В противном случае, если нет тепла, это будет отскакивать навсегда, и я не буду различать прошлое из будущего».

Пока это просто. То есть до тех пор, пока вы не начнете задумываться о том, что такое теплота на молекулярном уровне. Разница между горячими и холодными вещами заключается в том, насколько взволнованы их молекулы — в горячем паровом двигателе молекулы воды очень возбуждены, быстро отклоняются и сталкиваются друг с другом. Сами молекулы воды менее взволнованы, когда они объединяются в виде конденсата на оконном стекле.

Вот проблема: когда вы приближаетесь к уровню, скажем, одна молекула воды сталкивается и отскакивает от другой, стрелка времени исчезает. Если вы посмотрите микроскопическое видео этого столкновения, а затем перемотаете его назад, то не будет ясно, куда вперед, а куда назад. В меньшем масштабе явление, производящее тепло, — столкновение частиц — симметрично времени.

Это означает, что стрела времени из прошлого в будущее появляется только тогда, когда вы делаете шаг назад от микроскопического к макроскопическому — это впервые оценил австрийский физик и философ Людвиг Больцман.

«Таким образом, тенденция времени исходит из того факта, что мы смотрим на большие вещи, а не на детали», — говорит Ровелли. С этого шага, от основного микроскопического взгляда на мир к крупнозернистому, приблизительному описанию макроскопического мира, начинается направление времени.

«Дело не в том, что мир по существу ориентирован на пространство и время, — говорит Ровелли. Когда мы оглядываемся вокруг, мы видим тенденцию, в которой повседневные предметы среднего размера обладают большей энтропией — спелое яблоко упало с дерева, перемешанная колода карт.

Хотя энтропия кажется тесно связанной со стрелой времени, несколько удивительно — и, возможно, даже сбивает с толку — то, что единственный закон физики, в который встроено сильное направление времени, теряет это направление, когда вы смотрите на очень маленькие вещи.