“舉例說明最好。”
楚雲說道。
“可以,你們都給我豎起耳朵聽好了。”
虛妄看着他們問道。
所有人點頭默認。
“例如,當酒杯從桌上跌落時,原則上可以將它與一個能夠帶動發電機的皮帶輪系統連接,把下落酒杯的引力能轉化爲電能。
但是,當杯子是自由下落時,這一潛在的有用引力能就轉變爲運動的能量,也就是動能。
當杯子撞擊地面而破碎時,杯子和地面的原子和分子將被激發而更快振動,於是這一動能轉化成熱而浪費掉。
最後,這一熱能化爲紅外輻射,在空間耗散,永遠不可能用來作有用的功。”
虛妄說道。
“虛妄的意思是,我們永遠看不到,從太空來的輻射能夠使地面和杯子碎片的原子和分子恰如其分地擺動,把玻璃碎塊結合成酒杯,並讓它跳回到桌子上。
就算我們能讓下落的杯子帶動發電機去作有用的功,一部分能量也將因摩擦生熱而損失掉。
所以,任何能量轉化過程都不是完全的。
這就是爲什麼我們永遠做不出永動機對不對?”
五號看着虛妄說道。
“能夠舉例說明嗎?”
李思特問道。
“比如用下落杯子發的電驅動一個馬達將杯子重新提升到桌面上,這就是我的結論。”
五號說道。
“但是,你們不要忘記了,我們仍然面對一個難題,就是當杯子掉下摔碎時,涉及一對原子或分子的每種相互作用原則上都是可以反轉的。
可實踐中爲什麼從來不發生這樣的情形呢?”
吳剛問道。
“一種可能是,過程並非絕對不可能反演,只是必然反演的可能性微乎其微罷了。
現在,將下落的酒杯放在一邊,來考慮一個比較簡單的系統,用隔板分成兩半的箱子,隔板的一邊有氣體,另一邊是真空。
如果把隔板拿走,氣體將擴散到充滿整個箱子。
不管你坐下來觀察箱子多長時間,你永遠別想看到氣體的所有原子和分子返回到箱子的一半,而讓另一半空着。
然而箱子中任意兩個粒子之間的每次碰撞原則上都是可反轉的。
如果我們能揮動魔術棒將每個粒子的運動反轉,氣體將必定返回到它原來的地方。”
虛妄舉例說明道。
“這讓我想起了,19世紀的時候,物理學家亨利·潘加勒證明過,關閉在箱子中的這樣一種理想氣體,最終必然通過熱力學定律允許的所有可能的粒子排列。
只要原子和分子來回蹦跳,它們遲早會採取任何允許的排列,包括全部氣體僅僅佔據一半箱子的排列。
如果我們等待足夠久,系統就將回到它的起始點,時間也就好像是反向流動了。
這裡的關鍵是足夠久。
所有粒子通過所有可能排列需要的時間叫做潘加勒週期,它與箱子中的粒子數量有關。即使小小一箱子氣體也可能有10^22個原子。
如此多的原子要通過所有可能的排列,需要的時間將比宇宙年齡長得多。”
五號說道。
“你說的這些,不就是表示潘加勒週期典型值的數含有的零,比全部已知星系的恆星加起來還要多。”
吳剛問道。
“這就能說明,你看到箱子中的氣體按照某個特定方式排列或等到杯子跳回到桌面上的機會是多麼的小。
所以,對世界爲什麼在微觀尺度上可以反轉而宏觀尺度上不能反轉,這個難題的標準答案是,熵增加定律是一個統計定律。
熵的減少並非完全被禁止,而是可能性極低。”
五號說道。
“如果我記得沒有錯的話,這個結論,導致了物理學家路德維格·玻耳茲曼在十九世紀的時候,認爲宇宙可能是一個巨大的統計怪物。
設想一種熱寂已經發生、一切事物都是均勻的場景。
那麼根據玻耳茲曼對潘加勒工作的解釋,宇宙一個部分中的所有粒子有時會偶然地正好走上能夠產生恆星或星系或大爆炸的正確道路。
總之,在宇宙的這樣一個區域中,時間暫時反向流動,從混亂中創造秩序。
然後,這個低熵泡將在返回更可能的狀態時放鬆。”
虛妄說道。
“如果我記得沒有錯的話,這個思想沒有得到當今宇宙學家的認真對待。
雖然它與穩恆態假說中各種形式的模型有相似之處,卻被大爆炸模型取代了。”
五號說道。
“但阿得雷德大學的保羅·戴維斯指出,它仍然包含了洞察時間本質的極富魅力的見解。
如果時間之箭永遠指向熵增加方向,在玻耳茲曼泡增長時說時間倒流就沒有意義。
在令人感興趣的宇宙區域中,一位智能觀察者仍然能感受到指向高熵熱寂狀態的時間之箭。
換言之,即使宇宙過去真正是坍縮而不是膨脹,是向奇點運動而不是離開它,像我們這樣的智能觀察者仍然能夠領悟,未來是星系分開更遠時的時間。
這並非單純哲學上的吹毛求疵,因爲大爆炸模型的若干變種認爲,我們宇宙的膨脹將在某天停止,然後轉爲收縮。”
虛妄說道。
“如果發生這種情況,時間本身會倒流嗎?”
吳剛問道。
“如果時間倒流,智能觀察者能注意到嗎?”
李思特問道。
“在宇宙收縮時,他們仍將覺得是居住在膨脹宇宙中嗎?”
四號問道。
“鬼知道,也許,我們真是居住在一個收縮的宇宙中而一直沒有察覺!”
虛妄看着他們說道。
“也就是你們也不知道。”
四號說道。
“我口渴了,我們還是到另一個展區去看吧,光看星星的話,在家裡也經常可以看到真個個銀河系。”
楚雲看着他們說道。
“人越來越多了,我們這樣交流,還以爲我們是在幹什麼呢?”
虛妄說道。
“虛妄,他們可和我們不在一個區域。”
四號說道。
“不再一個區域,我也想走了。”
五號說道。
“是的,三個小時,已經過去了一個小時,我們還有兩個小時。”
吳剛說道。
“走吧!”
“……”