时间真正来自哪里？

时间真的来自哪里？在熟人或朋友的朋友得知我是物理记者之后，我经常被问到这个问题。没有设定的答案 – 但是为了更好地理解它，它有助于查看时间的箭头。

这种概念可以追溯到1920年代，源于描述能量，热和熵的物理定律。熵是大的，因为时间似乎从低渗透态转移到高渗透状态 – 这是“时间的箭头”飞行的方向。熵因无序而闻名不好，但是考虑到它的更精确的方法是计算从较小的组成部分或微晶体中组装的大型东西（宏观染料）的几种方式。

与许多微晶格相对应的宏观染料，例如混合了汤匙和叉子的餐具抽屉，其熵比宏观物质更高，在该宏观的情况下，微晶格更受限，例如同一抽屉，所有叉子都整齐地堆在左侧，右侧所有勺子。如果您以这种方式安排抽屉，但是下次打开它时，汤匙和叉子会互混合，这表明熵增加了，时间的箭头将抽屉从过去推到了未来。

但是，从餐具到宇宙的推断存在一个问题。为什么会有一个开始状态，一切都整洁而熵很低？

物理学家将其称为“过去的假设”，他们不是它的粉丝。当他们进行精神锻炼以恢复时间的箭头时，他们最终处于宇宙熵极低的状态。这种状态被认为是罕见的，因此目前尚不清楚为什么必须完全存在。这标志着时间的开始，也出现了有关这种状态是否还必须与宇宙的开始，大爆炸相吻合的问题。

为了增加对伤害的侮辱，还有另一个问题：比例比整个宇宙小得多的物理定律（例如一个或两个粒子的量子标尺）是完全可逆的，这意味着它们不会限制时间的箭头仅在一个方向上飞行。法国巴黎 – 萨克莱大学的Pablo Arrighi告诉我，这是物理学中最大的悖论之一。

“物理定律是可逆的，但是我在日常生活中怎么看不到呢？”他问。 Arrighi和他的同事们想看看他们是否可以提出一个非常基本的“玩具宇宙”（一个简化的真实宇宙模型），其中一切都是完全可逆的，但是我们知道它仍然存在。

他们发现，如果玩具宇宙做我们自己的宇宙所做的事情并不断扩展，那么时间的箭头是不可避免的。这个模型宇宙还允许研究人员消除过去的假设：它允许进行大爆炸，但不需要在开始的时间开始，并且时间的箭头也被推出。

实际上，阿里吉（Arrighi）说，这项工作使他重新考虑了他对潜在未来的可疑立场，例如“大紧缩”，宇宙最终停止扩展并缩小到一个很小的观点，以及“大弹跳”，“大弹跳”在那里陷入了永无止境的bang bang-expexpand-expexpand-expand-expand-shrink-crunch-crunch-bang。

令人惊讶的是，在这个玩具宇宙中，仅建立在可逆的物理定律上，当我们知道的所有物理学破裂时，大爆炸就不必是一个奇异的实例。相反，另一侧有更多熵驱动的扩展 – 本质上是另一个宇宙。 “我们的诞生将是由于他们的出生而引起的。我们的事情将来自他们的过去，”大爆炸另一侧的想象中的宇宙说。

尽管它看起来似乎是激进的，但两个宇宙朝相反的方向扩展的想法，每个宇宙都有自己的时间感，以前一直在物理学家的雷达上。例如，2014年，独立物理学家朱利安·巴伯（Julian Barbour）和他的同事们赞成这种情况。他们的工作是基于对重力的研究，而不是Arrighi的工作，这是基于计算的论证方式的基础 – Arrighi的团队的玩具模型可以在计算机上轻松模拟。在马里兰州约翰·霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的肖恩·卡罗尔（Sean Carroll）等研究人员之前，还提出了放弃过去假设的想法。

回到我们最初的问题，答案是时间是从无处出来的吗？至少在任何地方都不是特别的？当我向纽约哥伦比亚大学的哲学家戴维·艾伯特（David Albert）提出这个问题时，他警告我对“特别”一词进行更仔细的思考。实际上，他并不是说服过去假设的低渗透状态一定是特别的。

他说：“人们有一个想法，即每一个可能的身体状态都应该像其他所有可能的物理状态一样可能。如果您认为这样，那么这些低渗透状态就非常不可能。” “但是我对此的态度是，认为您只能从中获得概率 先验 推理。”他指出，只要我们发现事件（在这种情况下，存在于低渗透状态的宇宙），我们确实应该通过观​​察来发现任何给定事件的概率。

阿尔伯特（Albert）全都是从我们绝对必要的物理法令列表中删除过去的假设 – 他认为，更少的法律总是更好。但是他希望这种干预措施在观察结果中扎根。我们可以操纵和仔细研究熵（例如盒子中的气体粒子的教科书示例）的系统大小之间的差距，整个宇宙的大小都是巨大的。因此，他建议护理和审查物理学家在从一个到另一个人的外推断时可能会做出假设的位置。

“但是，调查您是否可以摆脱过去的假设并从其他法律中得出的一般项目，我认为很有趣。如果可以的话，那太好了，” Albert说。

与阿尔伯特（Albert）结束了我的电话后，我提醒一年后再次打电话给所有人，看看时间如何。即使我仍然不知道如何解释时间的来源，它的箭也一定会推动我对我进行更多对话的未来。