时间箭头时间箭头 作者：李倩（ pb03203217)

“时间有箭头么？”这个问题自从苏格拉底以来，一直迷魅着西方的哲学家，科学家和艺术家。首先让我们提出几个看上去很幼稚的问题：

1 ：什么是时间？ 2 ：时间有方向么？如果有，它的方

向又是什么呢？这个方向又是怎么定义的呢？为何又要这样定义呢？

要回答以上问题我们先来看看时间在不同人的眼中时间是什么东西吧。

文学家眼中的时间： “不停的前移的手指写字，字一写完就向前去。 不管你是多么虔诚多聪明，它不会回来改半句。

你眼睛里所有的泪水，洗不掉它的一个字。” -------- 奥玛 . 哈央姆

在文学世界里时间是刻画事件顺序发生的标志，是不可逆的（科幻除外）所有的人都回走向死亡，过去和未来是在一条带有单向箭头的射线上的。

哲学家眼中的时间 哲学对时间的代表性看法来自阿基米德和亚里

士多德，亚里士多德认为时间是内禀的，对宇宙来说是基本的。而阿基米德的看法是完全相反的。这两人的争论一直持续了 2000 多年直到现在还在无休止的进行下去。

随后柏拉图在其宇宙学著作《狄玛尤斯》中提出了“实存”和“将然”的区别，“实存”的世界是真实的世界，而“将然”的世界是非真实的且从未完全真实过的世界。他认为“将然”是旅途，“实存”是终点，只有后者是真实的。

提到上述概念是不得不提到芝箬（ Zeno ）佯谬，芝箬企图用它来证明“如果时间可以无穷细分，则运动将是不可能的”设想有个巨人在追个小乌龟，当巨人到达当初乌龟在的地方，乌龟又走了一小段，当巨人把那段走完后，乌龟又走了一小小段，这样下去永无止境，巨人永远也追不上乌龟了。二十四个世纪以来，无数的的人对这个问题做出了千奇百怪的解释，最后发现解释问题只有两个方法，一个是否定“将然”这一概念，于是时间便真正具有了属于空间的性质，一个是否定时间可一无穷细分的假定。由此看来时间在哲学上至今没有一个确切的定义，时间的方向更是无从说起。

物理学家眼中的时间 时间是物理学的七大基本物理量之一，也就是说在物理学中时间是人为定义的，是不能用其他任何基本物理量来描述的。这也就决定了时间在物理学中极其特殊的地位。

首先简要回顾一下物理学对时间描述的发展史吧首先简要回顾一下物理学对时间描述的发展史吧

一：经典的力学时间

将时间这一概念精准的运用于物理学的人是现代科学的奠基人 ----牛顿。

在牛顿的经典理论中，他的运动公式是天上，地上都适用的，苹果，太阳都适用的。牛顿理论中认为时间是绝对的，也就是说任何事件都在空间里有一定的位置，都发生在时间里某一个特定的时刻。在牛顿力学中是没有过去，现在和未来之分的，任何一个运动只要给出足够的初始条件，带入牛顿的运动学方程中，这个事物的过去，现在和未来都一一展现在我们眼前了。所以说牛顿的时间观是绝对的时间观。牛顿的理论看上去是那么的完美了，但我们很不幸的发现牛顿的理论是建立在一个不稳定的地基上的，就是他的绝对时间观。

随着历史不断的向前发展，人们逐渐发现牛顿的力学局部失效了，在高速，强引力场，原子和亚原子的尺度上失效了。人们开始怀疑牛顿力学的地基了，于是相对论和量子力学就相应诞生了。

二：相对论中的时间 在相对论中，爱因斯坦认为存在四维，是合并在三维空间和一维时间的四维。时空中的存在而不是一个三维的存在外加他在时间上的演化，也就是说时间对于不同的运动状态的观察者来说是不同的。但爱因斯坦的理论仍无法解释时间在现实中的单向性问题，给定某一物理过程的必要数据，利用爱因斯坦方程仍能贯穿过去与未来。

综上所述，所有成功的物理方程在时间上是绝对对称的，如果我们颠倒时间（ t-t ）则时间就开始在所有的方程中倒流，某种程度上可以说时间旅游成为了可能，我们能任意的穿梭于过去和未来之间。但事实是这样的么？

三：热学中的时间

我们的时间观已经被经典力学，相对论搞得一片混乱的时候，热学的出现无疑是这片混乱中的启明星。

提及热力学与时间的关系，则最为重要的莫过于热力学第二定律：孤立体系的熵随时间增加（或对于一个可逆系统是常数）。热力学第二定律也就是说热只能从较热的物体流到较冷的物体，这很好的解释了为什么现实生活中被打碎的杯子不能自己恢复，为什么冷了咖啡不能自己从新沸腾。因为打碎杯子是发声发热了，从而能量流走了，热咖啡变冷也是因为它的热能穿了出去。也就是说在热学中，时间是不允许倒流的，也是不可能倒流的。热学中能量的损失是跟我们时间流逝的感觉连在一起的。同时第二定律里的“熵”是度量一个系统可变能力的量，熵增大的方向就是时间方向的指路标。这些足以证明时间在热力学中是有方向的，是不可逆的，熵把每个时刻加以区别，宇宙就是在不断演化的。

现在重归旧题，重点谈谈牛顿力学和相对论中的时间

有人曾说过，从牛顿物理学诞生之日时间就失去了方向，这不是开玩笑，的确对于时间真正的研究也就从那个时候开始了。