时间到底是不是有方向的?

首先,时间是不是具有方向性这个问题,目前来说,还存在许多的争议,或者说,我们压根就不知道时间到底是不是存在方向。为什么这么说呢?

我们应该从“时间”这个概念说起。

时间有没有办法定义?

如果我们要研究时间的方向,其实就应该搞清楚什么是时间?

如果,我们要尝试粗暴直接定义“时间”,那很遗憾的告诉你,在物理学范畴内,这个定义根本没办法下。也就是说,时间的本质我们还搞不清楚。

但这并不影响我们使用“时间”的概念,这是因为在科学的范式里,定义一个研究对象,首先要求能够对这个研究对象进行测量,测量的本质其实就是将这个研究对象进行量化研究。毕竟科学的语言是数学,只有把研究对象量化了才能进行研究。

因此,如果我们可以测量“时间”,那就可以使用“测量定义法”。

对于“时间”的测量定义法给出的解释是什么呢?时间是周期性的变化的事情。

这该如何理解呢?古人看时间,说白了就是一昼夜是一天,月球绕地球一圈是一个月。

发现没有?这些都是周期性的变化。我们只用的手表其实依靠的就是周期性的振动,即使是目前最高精度的铯原子钟,也是看铯原子的周期性振动来计时的。

也有科学家开始尝试利用脉冲星来计时,有一些脉冲星的周期性变化每一百万年才有1秒的误差。

而测量时间某种程度上是可以感知时间流逝的快慢,爱因斯坦正是回归到了测量时间的原点,才发现的狭义相对论。相对论中,一个物体相对于惯性参考系告诉运动,惯性参考系下的观测者会发现告诉运动的物体时间会变慢,其实利用“时间是一种周期性变化(运动)”带入推导计算,就可以得出这个结果。

物理定律中的时间

知道了时间的测量定义发之后,我们在回过头来看看物理学定律,如果你把一个自然现象播放给物理学家看,然后再把这片子倒着放给他看。实际上,物理学家会得出一模一样的物理学理论,为什么这么说呢?

因为,我们的物理学定律当中其实是不存在时间方向这个物理量的,甚至一些物理学理论压根就不存在时间这个物理量。说白了就是,无论是正着放,还是倒着放,都符合如今的物理学定律。

我们可以来举个例子,就说万有引力定律,地球顺时针转或者逆时针转绕着太阳转动,其实都不影响牛顿得出万有引力定律。

所以,物理学家在研究相关理论时,其实也会特别关注那些可能带有方向性的理论。那到底有没有呢?实际上还真的是有的。

时间有方向么?

首先,我们要知道的万物都是由分子或者原子构成的。在自然状态下,它们并不是整整齐齐地排列,而是活泼乱跳的。

科学家就发现一个问题,随着时间的流逝,这个分子或者原子的平均状态会越来越混乱,也就是越来越无序。

其实,我们日常生活中也常见的,如果你一周不收拾屋子就会变得特别乱。甚至,有一个房间,很长时间都没有人进去,当你打开门进去看时,它也一定比上一次你看时要乱的多。

科学家通过研究分子这种向着无序发展的情况提出了著名的熵增定律。熵其实指的就是系统的混乱程度。

这里,我们就要注意了,熵增定律就是有方向的,方向就是熵增的方向,也就是无序的方向。如果把宇宙看成是一个封闭系统,那对于一个封闭系统而言,发展的方向只能是熵增。(如果你一定要熵减,那就得从系统外输入能量,就好比房间是一个系统,你要让它有序,就得你亲自去整理,而你做的功其实就是系统外的)

因此,科学家就提出,时间流逝的方向可能是熵增的方向。

但是,我们这里要强调一下,这个想法真的只是一个想法。为什么这么说呢?

因为一个成形的理论至少是需要实验作为支撑,但是很显然,“熵增的方向就是时间流逝的方向”实际上并没有办法做出任何的验证。所以,它也并没有得到主流科学界的承认。

这里还有一个BUG,那就是宇宙到底是不是一个封闭的系统?说真的,谁知道呢?因此,对于这个观点,我觉得大家自己感受就好。

不过根据熵增定律,我们还能够得出一个结论,那就是如果宇宙真的是封闭的系统,宇宙的末日可能就是原子们都太活泼了,以至于连物质都构不成,也就是一种热寂的状态。