于越变越糟:桌面上个完整
杯子是
个高度有序
状态,而地板上破碎
杯子是
个无序
状态。人们很容易从早先桌子上
杯子变成后来地面上
碎杯子,而不是相反。
无序度或熵随着时间增加是个所谓
时间箭头
例子。时间箭头将过去和将来区别开来,使时间有
方向。至少有三种不同
时间箭头:第
个,是热力学时间箭头,即是在这个时间方向上无序度或熵增加;然后是心理学时间箭头,这就是
们感觉时间流逝
方向,在这个方向上
们可以记忆过去而不是未来;最后,是宇宙学时间箭头,在这个方向上宇宙在膨胀,而不是收缩。
将在这
章论断,宇宙
无边界条件和弱人择原理
起能解释为何所有
三个箭头指向同
方向。此外,为何必须存在
个定义得很好
时间箭头。
将论证心理学箭头是由热力学箭头所决定,并且这两种箭头必须总是指向相同
方向。如果人们假定宇宙
无边界条件,
们将看到必然会有定义得很好
热力学和宇宙学时间箭头。但对于宇宙
整个历史来说,它们并不总是指向同
方向。然而,
将指出,只有当它们指向
致时,对于能够发问为何无序度在宇宙膨胀
时间方向上增加
智力生命
发展,才有合适
条件。
首先,要讨论热力学时间箭头。总存在着比有序状态更多得多
无序状态
这
事实,是使热力学第二定律存在
原因。譬如,考虑
盒拼板玩具,存在
个并且只有
个使这些小纸片拼成
幅完整图画
排列。另
方面,存在巨大数量
排列,这时小纸片是无序
,不能拼成
幅画。
假设个系统从这少数
有序状态之中
个出发。随着时间流逝,这个系统将按照科学定律演化,而且它
状态将改变。到后来,因为存在着更多
无序状态,它处于无序状态
可能性比处于有序状态
可能性更大。这样,如果
个系统服从
个高度有序
初始条件,无序度会随着时间
增加而增大。
假定拼板玩具盒纸片从能排成
幅图画
有序组合开始,如果你摇动这盒子,这些纸片将会采用其他组合,这可能是
个不能形成
幅合适图画
无序
组合,就是因为存在如此之多得多
无序
组合。有
些纸片团仍可能形成部份图画,但是你越摇动盒子,这些团就越可能被分开,这些纸片将处于完全混乱
状态,在这种状态下它们不能形成任何种类
图画。这样,如果纸片从
个高度有序
状态
初始条件出发,纸片
无序度将可能随时间而增加
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