第8章 宇宙的时空奥秘与命运(12/26)
温度本质上是大量分子热运动的宏观表现,大量分子的随机碰撞会使它们的动能趋于一种稳定的分布,这是统计学的必然要求,也是导致各种宏观现象不可逆的根本原因。所以,有些物理学家推测,我们之所以感觉到时间有一个明确的方向,就是因为时间的箭头总是与热量的传递方向相关联,时间总是指向熵增加的方向。然而,对于单个分子而言,它只是在不停地与其他分子进行碰撞,其运动并没有遵循明显的统计学规律。也就是说,即使从宏观上看熵增是一个不可逆的事实,但对于单个分子来说,这种熵增并没有实际意义。那么在微观尺度下,时间的方向又体现在哪里呢?这时就不得不提到量子力学。在牛顿力学中,许多方程都是时间平移对称的,这意味着系统在不同的时间点下遵循相同的物理规律。但是,薛定谔方程所描述的波函数却并非如此。当我们对一个粒子进行观测之前,它处于一种叠加态,其状态由波函数描述,并且这个波函数是随时间变化的。然而,当我们对粒子进行观测时,它的波函数会突然坍缩到某一个确定的状态,这个过程是不可逆的,坍缩前和坍缩后粒子所遵循的物理规律完全不同。这种在微观尺度下的不可逆性是我们在日常生活中无法直接感知到的,但它或许比熵增对于时间的意义更加深刻,因为它揭示了微观世界中时间的一种特殊性质,即在量子层面上,时间的演化似乎与观测行为紧密相关,并且具有一种内在的不可逆性。
9 普朗克时间并不是时间的最小单位:在量子力学中,普朗克时间是一个非常重要的概念。许多人一听到普朗克时间,就会误以为我们所处的时空就像显示屏的像素一样,是离散的,存在一个最小的时间单位。但实际上并非如此。普朗克时间最初是由普朗克在研究黑体辐射时,为了使公式能够成立而引入的一个量。在他的理论中,能量的吸收和发射并不是连续的,而是以一份一份的形式进行,这就是所谓的能量子。普朗克时间是通过结合量子力学和引力理论,经过量纲分析计算得到的一个时间尺度。在这个极其微小的时间尺度下,量子效应和引力效应变得同样显着,现有的物理学理论都无法很好地描述这个尺度之下的物理现象。这意味着普朗克时间只是我们目前的理论能够描述的极限,它并不代表宇宙时空本身就存在这样一个最小的时间单
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