2014年8月31日 星期日

DDS049-「時間(II)」

承前文)上文(DDS048-「時間(I)」)提到的「時間之流(the flow of time)」,其實也就意味著「時間」由過去到未來是有「方向」的,也就是所謂的「時間之矢(the arrow of time)」。你可以想像,有天你不心翻落了桌上一杯水到地上(或不小心把一顆蛋掉落到地上,以下推理相同,我就不贅;見下之示意圖;fromhttp://proud-a.blogspot.com/2014/04/Mysteries.in.Physics.html),你知道你不可能把這惱人的意外,逆著時間反溯回去,也就是説,你不可能讓破碎的玻璃片,回復到原來的杯子,再把杯子從地上放回桌,而且還再填滿了水。你説,這又怎麼樣?讀者老爺你先別急,這裡面的學問可大了!


首先,就「時間」來說,假定你眼看著杯子在空中掉落下來是「現在」,那之前杯子還在桌上時,就是「過去」,而當它墜地破裂水花四濺時,就是「未來」,因此,這短暫單純的意外,不但涵括了由「過去」到「現在」到「未來」的「時間之流」,也同時指出了一個方向(即「時間之矢」的方向),也就是說,你感受到「時間」由「過去」到「現在」再到「未來」,主要是藉由這些事件發生的順序,而這些順序又是不可逆的,你直覺地認為,「時間」不但有「過去」、「現在」、「未來」,而且它的行進方向是從「過去」到「未來」。

其實,以上「水杯翻落」事件發生的順序和其不可逆性,就是「熱力學第二定律(the second law of thermodynamics)」所要表達的精髓。該定律認為,在任何一個封閉的系統裡(closed system),它的「亂度(即熵;entropy)」永遠是隨著時間的漸進而增加。就「水杯翻落」的例子而言,「落地碎裂後的水杯」較「翻落前在桌上的水杯」的「熵」增加了,這個「熵」隨著時間推移而增加的事實,即是所謂的「時間之矢」,換句話說,「時間之矢」的方向永遠是指向「熵」增加的方向,而且永不可逆。

另外,依據霍金(Steve Hawking)博士的見解,自然界中的「時間之矢」共有三種:以上這種「熵」隨時間而增加只是其一,稱之為「熱力學時間之矢(the thermodynamic arrow of time)」,另外兩種分別為「心理學時間之矢(the psychological arrow of time)」和「宇宙學時間之矢(the cosmological arrow of time),前者指的是我們日常生活中,主觀感知的時間方向(由過去到未來;你記得過去,但不可能記得未來;先有父母才有子女;先有生才有死),而後者指的是宇宙由窄始形成迄今的持續膨脹。最重要的是,以上三種「時間之矢」其實都是指向同一個方向〔霍金博士在其「時間簡史(A Brief History of Time)」一書中,有詳盡論述,有興趣的讀者,不妨自行查閲;該書在英國倫敦,除聖經和莎士比亞巨著外,連續 237 周列名最暢銷書之一。〕

俗話說「有始有終」,那麼「時間」是從什麼時候才開始有的?先不管「心理學之矢」,單就「熱力學之矢」和「宇宙學之矢」而言(因為科學首在摒棄個人的感官認知),「時間」當然始自「熵」在最低的狀態,而就宇宙起源來説,「熵」的最低狀態就是在宇宙「大爆炸(the Big Bang)」窄始前的「單㸃(singularity)」,也就是説,「時間」始自宇宙形成之初,也就是說,有了「宇宙」才有「時間」,兩者唇齒相依,共伴而生。既然有了「始」,接下來要問的當然是:「時間」的「終」在哪?也就是説,當宇宙膨脹到了極限,所有能量(主要指的是「暗能量(dark energy)」)也都耗盡了,這時的宇宙也就不再膨脹了(等同毀滅了),這時與他俱存的「時間」,當然也就隨之終止了,換句話說,「時間」始自「宇宙」形成之初,終於宇宙毀滅之際。

但是,當宇宙不再膨脹時,宇宙中的萬物因「引力」作用,開始聚攏滙集,宇宙開始反向收縮(contracting),使得「時間」開始倒轉(有如你把錄影帶倒轉回去),所有曾發生過的事情也跟著一一逆轉了:已破碎的杯子,又還原成完好如初的放在桌面上;先有子女再有父母;你變得愈來愈年輕,甚至先老死再出生。你當然知道這是完全不可思議的,以上的推理到底出了什麼差錯?

其實,你的困惑和整個問題的癥結在於,我們所認知的「心理學時間之矢」的方向,主要來自宇宙的持續膨脹(即「宇宙學時間之矢」)和「熵」由最小值趨向最大值(即「熱力學時間之矢」),當這兩者停止改變或反向進行時,這個所謂的「心理學時間之矢」,也就跟著不存在了,因此,你擔心的問題是不會也不可能發生的。當然,更深一層來說(見下註),科學家們相信,我們「生命」之所以存在,也是因為宇宙的持續膨脹和「熵」由小變大所致,宇宙不存在了,「生命」當然也就不存在了,而既然生命都已經不存在,我看你也就不必費心去操煩這些問題了。

〔註:有關生命源自「宇宙」的論述,請參閲前文 DDS010-「我們都是宇宙的兒女」),至於生命和「熵」的增加間的關連性,可做如是解:首先,為了活命,我們必須進食,而食物本身就是一種「有秩的能量(an ordered form of energy)」,經過我們的生物代謝系統,把這能量轉換成「熱能(heat)」,而這「熱能」就是一種「無秩的能量(a disordered form of energy)」。因此,我們生命之所以能存在,就是因為它從一種「有秩的狀態(an ordered state)」,進行到一種「無秩的狀態(a disordered state)」(即「熵」由低變高),而「宇宙」之持續膨脹,也是由最初「單㸃(singularity)」的「有秩狀態」,進行到目前的「無秩的狀態」,因此,生命只能存在於持續膨脹的「宇宙」中,若「宇宙」開始收縮,生命就不可能存在了,這也解釋了為什麼「熱力學之矢」和「宇宙學之矢」,指向同一方向,而且這種趨向「無秩狀態」,不是因為「宇宙膨脹」所造成,是因為「熱力學熵」的增加而造成,生命也因而得以延續、存活。〕

最後,想要説的是:人生苦短,生命就此一次,好好努力充實自己的每一天,「生」是「過去」,無法改變重來,「死」是「未來」,無法預知掌握,安心快樂的活在當下(「現在」)吧!也就是美國影星 Mae West 所説的「你只活一次,要是能活的好,那一次也就夠了!」(見下圖;from GrowWiseGrowMoney.com),願共勉之。


〔附註:對於「熵(entropy)」定義有興趣的讀者,不妨瀏覽閱讀以下連結的短文:https://plus.google.com/114061131076177853156/posts/JkxMfuhvj2e。〕(全文完

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