Din oplevelse af tid kan være baglæns fra resten af ​​universet

Tidens strømning i en retning er så intuitiv, så uforanderlig, at vi tager det helt for givet. Ting falder ikke op; brudte stykker må ikke samles igen; mennesker bliver ældre, så det går. Men tiden er et mysterium. Fysiske ligninger synes ikke at have nogen præference for tidspolitikken - ligesom palindromer, fungerer de lige så godt i begge retninger. Faktisk antages fysiske processer på det mikroskopiske niveau at være "tidssymmetrisk", og ingen fysisk lov indebærer, at tiden ikke kan strømme i den modsatte retning. Så - måske er det?

Ludwig Boltzmann var den første person på rekord for at komme med en temmelig solid grund til at have tid til at have retningsretning på makroskopisk niveau. På den måde har Wien-fysikeren og filosofen dækket nogle af de største sind i det 19. århundrede. Han byggede på ideerne fra Nicolas Léonard Sadi Carnot, den franske ingeniør, hvis arbejde i varmeoverførsel oprindeligt beskriver dampmotorens opførsel.

Carnot var i det franske militær under Napoleon, da de mistede for briterne. Efter dette var der en smule af en rivalisering mellem de to nationer, ikke den eneste gang det er sket. Specielt frøken var forstyrret, at briterne var så langt foran dem i dampmotor teknologi, takket være folk som James Watt i det forrige århundrede. Så Carnot hoppede ind i løbet og beskrev en teoretisk motor. Carnot's motor var en perfekt effektiv motor, der naturligvis ikke eksisterer, men det er meget nyttigt at tænke på disse begreber.

Hvad Carnot realiserede er, at en perfekt effektiv motor er reversibel. Så længe du ikke mister energi til varme, kan du køre den fremad eller bagud så meget som du kan lide uden tab. Men så snart motoren ikke er helt effektiv, hvis den endda mister en lille smule varme, så kan du ikke vende den proces længere. Du har tabt noget af energien for altid som varme. Det er som at sige, at det bedste du nogensinde kan gøre er en imaginær enhjørningsmotor, der har null sum entropi, men du kan aldrig få negativ entropi. Og i de fleste virkelige tilfælde vil du kun få positiv entropi (selv om dette ord ikke eksisterede på det tidspunkt).

Carnot's ideer blev senere kodificeret og lavet til at gælde for naturen som helhed af Rudolf Clausius, den tyske fysiker, der fange entropibegrebet og dermed grunden til termodynamikken. Ingen af ​​disse mænd kunne forklare tid med dette koncept, som i sidste ende blev kendt som termodynamikens anden lov. Men Boltzmann, der arbejdede senere i århundredet, havde en fordel over dem. Han troede nemlig på atomer.

Atomteori blev ikke bredt abonneret på Boltzmanns dag. Kemister foretrak teorien, fordi det gjorde beregninger lettere, men det syntes ikke at have så meget støtte i andre discipliner. Ved at bruge atomteorien beskriver fysikens love ubesværet vores verden, fordi de ikke behøver at blive postuleret, de kan simpelthen afledes. (Heat er simpelthen for eksempel atombevægelsen.) Selvom han kæmpede intensivt for at bevise sine ideer på det tidspunkt, viste Boltzmann i sidste ende, at entropi er et mål for antallet af måder, hvorpå de atomer, der komponerer et objekt, kan interagere ting er "uorden", som vi tilfældigt omtrentliggør den. Endnu vigtigere viste han, at entropi har directionality, i modsætning til andre ting i universet. Han skrev:

"Den generelle kamp for eksistensen af ​​levende væsener er ikke en kamp for råmaterialer. Disse for organismer er luftvand og jord, der er rigeligt tilgængelige, og heller ikke for energi, der findes i masser i solen og enhver varm krop i form af varme, men snarere en kamp for entropi, som bliver tilgængelig gennem overgangen af ​​energi fra den varme sol til den kolde jord."

Denne retningsstyrke er sådan, at entropi begyndte som en lav værdi ved universets begyndelse (af ukendte årsager), og vokser konstant som universet aldrer. Årsagen til dette skyldes tilsyneladende, at der kun er så mange flere måder atomer kan interagere på, når de spredes ud. Det er rigtigt, at enhver fysisk proces kan (og sandsynligvis) sker i begge retninger på mikroskopisk niveau, men fordi der blot er så mange flere muligheder for atomiske interaktioner (især da de spredes og bliver mindre ordnet), er det langt langt mere sandsynligt, at tingene bliver mindre ordnede. Dybest set, da hvert atom bryder sin ordnede interaktion, har det potentielt hundredvis af andre interaktioner at vælge imellem, og disse valg formidler kun som andre atomer bryder deres interaktioner. Chancerne for at et atom går ret tilbage, hvor det var, er meget, meget lavt. Entropi bevæger sig derfor fra lav til høj som universet aldre.

I modsætning til andre fysiske processer betyder det, at entropi har en bestemt retning til det. Og det siger Boltzmann, hvor tidens pil kommer fra. Fordi tingene har tendens til at bevæge sig i den ene retning og ikke den anden (selvom de er i stand til at bevæge sig i begge), oplever vores univers rigtighed. Den kendsgerning, at et knust glas kun har en uendelig lille sandsynlighed for at genmontere betyder, at der på makroskopisk niveau ikke er symmetri. Tiden er forskellen mellem en stat og en anden i vores univers. Så grunden til at du kan bestemme hvad du skal spise til middag i aften og ikke i går er, at entropi har revideret universets tilstand imellem. De ressourcer, der eksisterede i går, eksisterer ikke længere, og har givet anledning til i dag. Det er ligesom at sige, at hvert øjeblik er det forfaldne produkt af den forrige. På en underlig måde giver sandsynligheden anledning til tid.

Men nu overveje livet. En god del af det, der definerer livet, er dens tendens til at modstå entropi. Så mens alt i universet bevæger sig fra lavere til højere entropi, gør vi levende ting det modsatte: Vi modstår ligevægt og bygger kompleksitet - som i den enkleste fysiske forstand handler om at tvinge molekyler til at interagere på færre måder. Bemærk, at dette ikke betyder, at vi overtræder anden lov: så længe andre elementer i systemet kompenserer de lokaliserede reduktioner, har hele systemet stadig tendens til højere entropi. Hver dag, at vores celler og organeller bygger og reparerer sig, tøver vi det primære element i fysisk materie, der giver os et referencepunkt for tidenes fremadrettede march.

Så hvis Boltzmann havde ret, og der eksisterer tid på grund af denne entropiske forandring, er måske vores opfattelse af tidsforløbet det modsatte af alt andet i universet. Den tid, hvor du vil dø, er i "fremtiden", men dine molekyler vil næppe mærke. De vil være bundet sammen med ilt.

Stadig er tiden relativ. Vi er enige om, at vores bevægelsesretning gennem det er "fremad", men det er, lad os se det, vilkårlig. I forhold til alt andet i universet kan det måske være baglæns. Så "universets begyndelse" kunne faktisk være slutningen af ​​det. Det betyder, at entropi begyndte højt og bliver mindre. Det betyder, at du måske går på tværs af øjnene og sætter alt sammen, men at alt stadig virker, lige præcis bagud fra det, vi tror, ​​foregår. Det er svært at forestille sig, hvad dette måske endda ser ud.

Hvad nu hvis alt blev vendt og vendt om? Når vi opbygger et ur for at overvåge tiden der tæller op i sekunderne, kan resten af ​​universet se en nedtælling. Hvad der ligner en solopgang i øst og en solnedgang i vest ville være en omvendt jordens spin med hensyn til andre himmellegemer. Og den uendelige krig, vi kører mod, er allerede sket. Vi er som små blips i tiden kontinuum, der reverserer alle værdier, og kun opfatter tiden fremad, fordi for eons ago, biologi hacked fysik.

I sidste ende kan mit forslag her komme ned til semantik. Hvis tiden virkelig er forskellen fra en stat til en anden, så er "tid" som vi kender det, bare vores oplevelse af forandringen, men ændringen sker. Tildeling af retningen er lidt vilkårlig. Og selvom vi måske er manifestationen af ​​en vending i entropi, er der ingen åbenbar grund til at tro, at denne kendsgerning vil påvirke vores opfattelse af retningen af ​​andre ændringer. Det skal være muligt at være lavet af de modsatte ting af alt andet - det vil sige at være i live - og stadig mærke fremadretningen i den måde, ting ændrer sig.

Begrebet "illusion af tid" er ikke rigtig relevant for fysikken, da det er klart, at tiden solidt eksisterer i ligningerne. Math er ikke tvetydigt om dette. Opfattelsen af ​​tid er imidlertid mere i neurovidenskabens domæne (selvom det er umuligt at teste, hvilket gør dette ikke mere end et fancy tankeeksperiment for tiden). På samme måde som din hjerne ignorerer det faktum, at du altid kan se din næse, kan der også være en slags forarbejdning, der filtrerer vores perception af tid.

Under alle omstændigheder er tanken om, at vores følelser og erfaringer med "ting, der skifter", er baglæns fra det, som enhver livløs genstand kan opleve, hvis det kan opleve noget, er en spændende, kun et tankeeksperiment. Det begynder at trække på selve begrebet tid, hvilket måske bare er et fancy ord for "ting der sker." Så længe noget omkring dig sker, kan du i det mindste være sikker på, at du ankommer i fremtiden, i hvilken retning du finder det.