时间反转对称:一个直观的图片

2021-02-22 14:18

好的,这是我的困惑。当我读到经典物理学和量子物理学的TR时,我发现了两种观点,不知何故我不知道哪一种更正确。这些争论都是基于一幅非常经典的画面。第一种观

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  • 除了杰布指出的更正,你的第二个意见是正确的。
    一些系统从初始状态开始,并根据物理定律进行到最终状态。TR说,你可以从处于最终状态的所有东西开始,所有的速度都是相反的。然后,系统将根据物理定律回到原始状态,只是初始速度会反转。
    唯一的区别是,当向后运行时,许多事情是极不可能的。
    A跑步者通常向前运行。你看不到向后跑的跑步者,但它不违反任何运动规律物理。如果你先把所有的空气放在房间的一边,它就会流得均匀地散开。空气冲到房间的一边是不违反任何物理定律的,一块石头打破了窗户,碎片到处飞。如果碎片从地板上飞出,朝着正确的方向结合在一起,形成一个完整的玻璃板,把踢开,这是不违反任何物理定律的。房间一侧的空气最容易看到。分子随机反弹。有些人很可能会朝着房间空旷的一面反弹。因为除了远壁之外,没有任何东西可以把它们反弹回来,所以它们会散开。
    如果你把每个分子都放在它的最终位置(包括壁中的分子),并且非常精确地反转它们的方向,那么它会正确地瞄准它们,使它们在多次反弹过程中的轨迹反转。它们都会反弹到一边。
    几乎所有的状态,一个分子的集合通过随机运动发现自己在导致空气扩散,甚至在未来。很少有人能在房间的一侧呼吸到空气。它不会发生在许多宇宙的时代,除非你安排它发生。
    这是位置和轨迹的经典图片。量子力学让它发生,所以你甚至不能理论上安排它发生。分子具有位置和动量的不确定性。它们在最终状态下没有精确的位置和动量。它们有一个最终波函数。
    最终波函数有一个时间反转版本。如果你在这种状态下启动一个系统,所有的分子都会在它们的最终位置,动量倒转到不确定度原理的极限。如果他们回到房间的一边,那就符合物理定律了。但这并不能保证。你无法预测最终的状态。你只能预测概率。而一侧的空气是一个非常不可能的结果。
    A跑步者向后跑是一个类似的非常不可能的结果,尽管这是一个有点难以看到的结果。人们可以向后跑,但他们使用的肌肉不同于向前跑。向前跑时,他们把地面向后推,使自己向前。向后跑需要向后推地面,就像踢地面一样。在正常的跑步中,你会从休息开始,然后用力加速到全速。时间倒转跑就是从全速向后开始,然后向前推,让自己慢下来停下来。这样的运动不会违反任何物理定律,但它是非常不自然的。
    时间反转对称性的一个特点是,在微观尺度上,事物在向前或向后运行时并非不可能。两个分子可以在任何方向相互反弹。这两种方式都是很自然的,唯一能让很多事情朝一个方向运行的是概率定律,只有当你有多个分子时,它们才真正重要。事物自然而然地朝着无序度增加、熵增加的方向运行,空气从一侧流散开来。尽管微观世界是完全可逆的,但人们一直在寻找更深层的原因来解释为什么时间在更大的世界里似乎只以一种方式流动。未找到任何内容。

    • 时间反转(TR)不翻转$x$,或其他:

      • End

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