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66662周前
七九六年莱布尼茨去世,但争论并未结束,最终牛顿的绝对时空观念占据了主流。他认为,绝对空间凭自身本质独立存在,永恒不变;绝对时间均匀流逝,不依赖外界。 在牛顿看来,时间像一台永不偏差的宇宙节拍器,每个人的钟表都与宇宙同步,无论地球还是遥远星系,一秒钟的长度完全一致。然而伽利略否定“绝对静止”的思想仍在潜流中存在,相对性从未彻底消失。时间究竟是恒定不变的,还是柔韧可调的?它是独立存在的实体,还是仅由事件的发生赋予意义? 要理解时间,必须从工业革命谈起,一个关于马力与蒸汽机的故事。在传统农业中,喂养马匹或其他牲畜的规律相对简单:提供一定量的饲料,它们就能完成一天的劳动。然而随着蒸汽机的出现,问题变得复杂:一堆煤炭能换来多少功?如果蒸汽机运行成本高于养马,换用机器又有什么意义? 正是这种经济与技术的困境催生了热力学的诞生,科学家开始追问:引擎的极限效率究竟有多高?早期蒸汽机的效率甚至不到3%,大量热量在燃烧后白白散失,摩擦导致金属发热、部件损耗,不可避免。热量的流失是单向的,无法逆转。 通过数学化的分析,人们意识到完美效率根本不存在,能量在传递过程中必然衰减,最终散入环境。为描述这种不可逆的衰退,人类引入了一个新的概念——熵。熵的增长不是随意的,而是概率驱动的必然趋势。 二十世纪初,乔治·伽莫夫举了一个例子:房间内的空气看似均匀分布,你不会看到空气突然集中在某个角落让人窒息。理论上可能发生,但概率极低,等待它出现的时间比整个宇宙的年龄还要长无数倍。无序总是比有序更可能出现。 热力学定律揭示了一个铁律:时间流逝的同时,宇宙的熵必然增加,未来的宇宙将比今天更加混乱与衰败。这条规律不仅适用于蒸汽机,也适用于行星、恒星、星系,乃至整个宇宙的结构,它们都在从有序走向无序。 一八六二年,开尔文勋爵提出了这个令人不寒而栗的终局:“虽然机械能不可毁灭,但宇宙中存在一个普遍的耗散趋势,这会导致物质宇宙中势能的耗尽……如果宇宙是有限的,并遵循现有定律,结果将不可避免地是一种普遍的静止和死亡状态。” 时间在这个意义上仿佛一条不断走向死亡的道路,永不停歇。 在所有思索熵与时间之间关系的科学家中,苏格兰的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦无疑占据重要地位。十九世纪的他,通过对热与气体的研究,奠定了现代物理学的基础。而他最著名的贡献之一,是一个思想实验——麦克斯韦妖。 麦克斯韦深知熵的本质
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