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标题: 科学家欲揭示时间为何总是前进 [打印本页]

作者: 时空 时间: 2008-9-10 09:01
标题: 科学家欲揭示时间为何总是前进
对于普通人来说，时间会有一个相对明确的概念，人们可以非常清楚地区分昨天、今天和明天。但美国科学家日前表示，这事实上并不能给时间下出一个清晰的定义。为此，两位美国科学家决定对时间的前进方式进行深入的研究。　　    几乎所有的物理学基础理论，包括经典力学、电气力学、量子力学、广义相对论等等，都与时间反转有关。目前，唯一能够确定时间前进方向的基础理论就是热力学第二定律。该定律断言宇宙的熵会随着时光的流逝而不断增加，这表明了时间的一个方向。通常认为，所有其他的时间不对称，比如人们对未来和过去的感觉不一样，都是该热力学定律的一个直接反应，都与时间前进的方向有关。　　
   美国两位科学家对时间的前进方式进行了深入的研究。加利福尼亚大学的爱德华-峰和劳伦斯伯克力国家实验室的加文-克鲁克斯在研究中提出了一种测量“时间不对称”的精确方法。该方法主要依据人们对时间的一种直观概念，即过去与未来不同。相反，“时间对称”指的是过去与未来没有任何差异。科学家们从不同形式的能量损耗中熵的增加开始着手研究。
　　
   这个“时间不对称”的测量方法在实验中得到了最佳印证。在宏观世界中，时间不对称非常明显。但在微观领域里，由于有关的能量总量太小，较难判断熵的增加，更难以断定时间是前进的，而不是倒退的。实际上，在某段时间间隔内，熵还可能会减小。因此，即使在实验中所有的熵都在均匀增加，但是根据热力学第二定律，时间的方向并非在所有时刻都是明显的。此外，科学家们还指出，平均熵的增加并不一定能够保证时间的不对称，但在看起来好象是时间对称的排列中却可能会出现熵的增加。峰和克鲁克斯希望新的测量方法能够解释为什么时间总是前进的，即便是在熵减小的某些点。
　　
   为了达到这一目的，他们分析了依附于两个小水珠上的单一核糖核酸分子的收缩。科学家们通过控制其中一个水珠与附近光学激光圈之间的距离，反复拉伸和压缩核糖核酸分子。核糖核酸分子初始状态是热平衡的。但是，当它被反复拉伸与压缩时，核糖核酸分子的熵的总量在均衡增加。峰解释说，“我们使用一组核糖核酸轨道来测量时间的不对称。在时间前进和时间反转的实验中，我们都进行了测定。”为了测量特定状态下的时间不对称，科学家们采用一种名为“延森-香农分歧法”进行量化。如果所有伸缩是相同的，则分歧结果是“0”概率；如果在任一时刻都不同，则结果是“1”概率。两位科学家解释，这种概率结果量化方法比平均熵单一测量方法能够更精确地描述时间的不对称。
　　此前，英国剑桥大学的物理学家斯蒂芬-霍金教授曾用大量时间试图证明时间旅行根本不可能。如果时间旅行有可能实现，为什么没有来自未来的旅客拜访我们？但是他被迫下结论说，物理学理论中没有什么能阻止时间运动。科学家们解释说，“他们大约在10年前改变了主意。没有方法能阻止时间旅行的发生。因此现在他说时间旅行是可能的，但是并不实用。”时间旅行产生作用的方式是，在一个一端与太空的一点相连，另一端与时间相连的虫洞中旅行。物理学规则显示，黑洞的强大引力足以撕裂时空结构，让虫洞有可能产生。物理学家想做的是，创造一个属于自己的虫洞，这样如果你从窥镜中走过，你或许就能回到过去。

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