你知道嗎--現代科學中的100個問題

第16部分 (第1/4頁)

撓鈧婀媛稍諂鸌饔玫慕峁���還��易約嚎梢壞鬩膊徽庋�搿�

第71節

假定我們從空間中很遠的地方，拍下一部地球繞太陽運轉的電影，然後把它放映得很快，使我們可以看到地球似乎在沿著它的軌道骨碌骨碌地轉動著。再假定我們先把這部影片順著從頭到尾放映一遍，然後又倒過來從尾到頭放映一遍。那時，我們能夠說出哪一種放映法正好看起來同地球在運動的時候一樣嗎？

你也許會說，從太陽的北極上方往下看，地球是逆時針方向繞著太陽轉的。如果看起來地球是在順時針方向運轉，那麼，我們就知道影片是在倒過來放映，因而時間是在向後退。

但是，如果你這時是從太陽南極的上方去觀察地球繞太陽的運動，地球就會是順時針方向繞著太陽運動。這樣一來，如果你看到的是順時針方向的運動，你怎樣知道你是在太陽北極上方看到時間在往後退，還是在太陽南極的上方看到時間在向前進呢？

你是無法回答這個問題的。就是在只牽涉到很少幾個物體的、非常簡單的過程中，也不可能說出時間到底是在前進還是在後退。對於這兩種情形，自然規律都是同樣成立的。如果你所考慮的是亞原子粒子，情況也是這樣。

大家全都知道，沿著某一彎曲的路徑隨著向前推移的時間而運動的電子，可以看成沿著同一彎曲的路徑隨著向後推移的時間而運動的正電子。如果你所考慮的僅僅是那個粒子，那麼，你就不可能確定其中哪一種說法是正確的。

在你無法說出時間究竟是在前進還是在後退的那些非常簡單的過程中，熵是不改變的（或者是改變得非常少，因而可以略去不計）。但是，在牽涉到許多粒子的一般過程中，熵總是會增大，換句話說，無序程度總是會增大。一個跳水運動員跳入游泳池而濺起大量水花，一個花瓶掉在地上面碎成片片，許多樹葉從樹上掉落而散佈在地面上——所有這些和我們周圍所發生的其他事情，我們都可以證明它們是會使熵增大的。我們習慣於看到熵在增大，並且往往用熵的增大來說明一切都在正常地進行，說明我們在時間中正在向前推進。要是我們突然看到熵在減小，那麼，我們唯一能做出的解釋就是：我們正在時間中往後退。

例如，假定我們正在看一部由日常生活構成的影片。倘若我們看到了濺起的水滴彙集在一起，而跳水運動員從水裡向上升到跳板上；倘若我們看到花瓶的碎片湊成花瓶並透過空氣跳回桌子上原來的地方；倘若我們看到地上的落葉自己集中起來並飛回樹上各個枝枝椏椏上，那麼，由於這一切都表明熵降低了，所以我們就知道，這一切完全同事物的正常次序相反，而那個影片肯定是倒過來放映的。事實上，當時間顛倒過來的時候，各種事件會變得那麼古怪，因此，那種場面會使我們發笑。

由於這個緣故，熵有時也被稱為“時間的箭頭”，因為它的穩步上升可以作為時間的“前進方向”的標誌。不過，如果物體中的全部原子都正好以同樣的方式運動，那麼，所有這些顛倒的事情就是可能發生的。但發生這種事情的機會是如此之小，所以我們完全可以把這種可能性略去不計。

第72節

關於這個問題，我們所能給出的最可靠的答案是：誰也不知道。就我們所知道的情況而論，我們只能夠說，一切變化都朝著熵增大的方向、朝著無序程度增大的方向、朝著無規性升高的方向、朝著衰老的方向進行。然而，宇宙曾經一度佔有一個很高的地位，才能使它在幾億億年裡一直這樣衰亡下來。但是，它是怎樣達到那樣高的地位的呢？

我能夠想出三個可能的答案，這三個答案都僅僅是猜測而已。

（1）宇宙中所產生的各種各樣的事物，我們並不全都知道。我們所觀察到的變化，確實全部是朝著熵增大的方向進行的。不過，也許在宇宙的某些地方，可能有一些變化在我們還無法進行研究的條件下，是朝著熵減小的方向進行的。在這種情況下，宇宙作為一個整體，就有可能一直維持下去了。這就是說，我們所能觀察到的、似乎在衰亡的，只是宇宙的一小部分，而在其他地方卻在發生著可以抵消這種衰亡的上升運動。

（2）假定宇宙在任何地方都沒有發生熵減小的情況，因而它一直衰亡下去。在熵達到最大值時，宇宙中的所有能量全部均勻分佈，因而時間就既不會向未來，也不會向過去推進，但是，所有能量都仍然存在，而宇宙中的所有原子全都佔有這些能量的一部分，所以它們會進行無規運動。

這樣一來，透過這種完全無規