第六课 概率、时间和黑洞的热

什么是“热”?直到19世纪中叶,物理学家们还认为热是一种流体,叫做“热质”,或者有两种流体,一热一冷。最终麦克斯韦和玻尔兹曼发现了热的本质:仅仅是因为分子运动速度快。分子运动快的就热,运动慢的就相对冷。

为什么热量会从热的物体跑到冷的物体上?这个问题本身很关键,因为它关系到时间的本质:在不发生热交换的情况下,过去和未来是一模一样的,比如钟摆的摆动如果没有摩擦,则可以永远摆动下去,整个过程倒过来也完全一样;如果有摩擦,钟摆微微加热了底座、损失了能量,我们则可以根据钟摆逐渐变慢的方向,分辨哪个是过去、哪个是未来。(看到这里的时候,我是震惊的!!!深以为然,为啥以前我从来没有意识到?)

那么为什么热量会从热的物体跑到冷的物体上?玻尔兹曼发现原因惊人的简单:是完全随机的。之所以会有这样的结果,是因为从统计学的角度看,跑得快的分子更容易撞上跑得慢的分子,进而传递能量,相反过程发生的概率则极小。这个解释真是简洁而美妙!

将“概率”引入物理学的核心、用来解释热动力学的基础,起初被认为荒谬之极,并导致了玻尔兹曼的自杀。后来该理论(热力学)成为统计物理学的代表理论之一。作者还说到,其实将概率引入热力学是因为我们的“无知”。因为我们不确定某件事情是否会发生,所以只能分配一个或高或低的概率。比如说,明天会不会下雨!我们的“无知”暗含着世界运行的某些线索,与我知道与否毫无关系!支配世界的物理原理我们知不知道有什么关系呢?这个问题理直气壮,答案却很微妙!!!(看到这里时,我也觉得,就好像道德经说的道,我们可能终其一生也不一定得道,但是仍然可以活的比较的舒服……怪我太天真了……)

然后是把热力学和统计力学延伸到了引力场,当热量在引力场扩散开来的时候,空间和时间应该会振动……然后呢?暂时还没有然后!因为我们还无法描述。

这个问题又引向了关于对时间的困惑:时间的流动究竟是什么?我们常说“此时此刻”,我们不能说不在“此处”的东西就不存在,那么为什么可以说不在“此刻”的东西就不存在呢?(这句话有点拗口,我觉得作者大概要表达的应该是,为什么我们说时间过去了就过去了,不可能重来了,而未来还没有来,说过去和未来都不“存在”……)所以,究竟“此刻”是客观的,它的“流动”让物体一个接一个的“存在”,还是它和“此处”一样,是主观的?(好绕口,你们被绕晕了吗?)

总之,狭义相对论告诉我们“现在”的概念是主观的,全宇宙共有同一个“现在”的观念是种幻觉。“此刻”并不比“此处”更加客观。但是世界内部微观的相互作用促使某系统(比如我们自己)内部出现了时间性的现象,这个系统只通过无数变量相互作用。(自由联想:所以,我们证明我们活着或者活过的唯一方法,就是留下痕迹,就是发生关系,产生相互作用,不管是和他人还是自己,还是仅仅是物!)

看不清的比看得清的更广阔!在引力、量子力学、热力学三者的交叉地带,许多问题纠缠在一起,而时间就位于这团乱麻的中心。仍有待探索!

而我,再次认识到自己的愚蠢,或者是智慧!本来就是一体!然后,大概再也不敢妄言“我知道”!对于“此时此刻”,有了一种类似于敬畏的心情!我能拥有什么?什么也无法拥有,哪怕“此时此刻”也只是我一个人感受的此时此刻。所以说,我们来到这个世界,最重要的,还是所有的感受吗?

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