物理學(xué)家設(shè)計(jì)了時(shí)間的“思想實(shí)驗(yàn)”，制作一個(gè)充滿(mǎn)氣體粒子的空室和一個(gè)沒(méi)有填充氣體粒子的空室，在兩個(gè)空室之間的通道上設(shè)置一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子，“轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)”的功能是輸送粒子，一個(gè)空室的氣體粒子被一個(gè)個(gè)地轉(zhuǎn)移到一個(gè)沒(méi)有氣體粒子的空室，轉(zhuǎn)子每一次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只允許一個(gè)氣體粒子經(jīng)過(guò)，對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的記錄相當(dāng)于對(duì)經(jīng)過(guò)的氣體粒子的計(jì)數(shù)。轉(zhuǎn)子記錄表明了時(shí)間粒子在過(guò)去的秩序。依據(jù)牛頓的運(yùn)動(dòng)定律，粒子未來(lái)的位置完全取決于粒子目前的運(yùn)動(dòng)軌跡，一旦粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了顛倒，任何一個(gè)時(shí)點(diǎn)上的粒子都將重新回到它們的初始狀態(tài)。在“思想實(shí)驗(yàn)”中，氣體粒子初始態(tài)的熵值最低。

時(shí)間“思想實(shí)驗(yàn)”的兩位物理學(xué)家蒙洛迪諾和布朗解釋說(shuō)，轉(zhuǎn)子記錄了氣體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的未來(lái)，這并非是第一次提出的，200年前，法國(guó)數(shù)學(xué)家皮埃爾·拉普拉斯發(fā)表過(guò)類(lèi)似的觀點(diǎn)。蒙洛迪諾和布朗指明了一個(gè)棘手問(wèn)題，某種力量輕輕地“拉扯”了系統(tǒng)未來(lái)的移動(dòng)狀態(tài)，改變是作用的效果，一個(gè)粒子或多個(gè)粒子的位置、速度和作用方向都在變化，人們不能期待系統(tǒng)熵值的減少，甚至減少到熵值最低的初始狀態(tài)。隨著系統(tǒng)熵值的增加，粒子系統(tǒng)回不到初始的狀態(tài)。當(dāng)粒子反向移動(dòng)時(shí)，人們對(duì)時(shí)間的理解好似看一部倒放的影片，從中感受到了時(shí)間的倒流，但“拉扯”作用帶來(lái)了粒子位置和速度的改變，粒子將會(huì)和其它粒子發(fā)生直接碰撞。

甚至最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)也會(huì)引起一場(chǎng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，系統(tǒng)的時(shí)間圖片在任何一個(gè)時(shí)間片段上將會(huì)發(fā)生變異，氣體粒子的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)論如何也回不到原初的狀態(tài)，我們好像在看一部重新剪輯的影片，它們已經(jīng)不是原初影片的鏡頭。原初精致秩序的粒子體從低熵結(jié)構(gòu)態(tài)演化到高熵?zé)o序態(tài)，從高熵的無(wú)序態(tài)回到低熵的結(jié)構(gòu)狀，任何微小的秩序擾動(dòng)在這個(gè)過(guò)程中都將向后演化到一種更高熵值的無(wú)序狀態(tài)。

對(duì)任何可能的初始條件而言，移動(dòng)氣體粒子的轉(zhuǎn)子僅記憶了系統(tǒng)未來(lái)的演化情形，這是時(shí)間動(dòng)力學(xué)中“時(shí)間之箭”的含義。蒙洛迪諾和布朗持有不同的觀點(diǎn)，時(shí)間之箭的動(dòng)力學(xué)特征似乎與記憶的定義相抵觸，記憶包括系統(tǒng)演進(jìn)的所有方法，不包括單一的結(jié)果，例如：人類(lèi)大腦記憶了與自己有關(guān)的所有可能發(fā)生的事情，不能認(rèn)為人類(lèi)大腦只能記憶事件系列中的一個(gè)，好似速度表只能記錄一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的速度。人的大腦可以記憶復(fù)雜性運(yùn)動(dòng)的事件，記憶功能可能發(fā)揮最大的作用，甚至最簡(jiǎn)單的記憶也有反轉(zhuǎn)的要求和可逆的功能。

加州大學(xué)圣迭戈分校的物理哲學(xué)家克雷格·卡倫德解釋說(shuō)，兩位物理學(xué)家在“思想實(shí)驗(yàn)”中創(chuàng)立了一個(gè)記憶的定義，他們把記憶的定義奠定在科學(xué)的條件上，兩位物理學(xué)家給出了一個(gè)重要的觀點(diǎn)，即使可逆和可反轉(zhuǎn)的記憶也蘊(yùn)含了一個(gè)時(shí)間之箭，但兩位物理學(xué)家沒(méi)能精確地描述“轉(zhuǎn)子”如何記錄氣體粒子的結(jié)構(gòu)特征，有些科學(xué)家不完全相信他們對(duì)時(shí)間和記憶的科學(xué)解釋。

加州大學(xué)戴維斯分校的宇宙學(xué)家安德里亞斯·阿爾布雷克特解釋說(shuō)，對(duì)熱力學(xué)原理背后的“時(shí)間之箭”假定，兩位物理學(xué)家持有某種懷疑態(tài)度，可能有其它解釋熱力學(xué)時(shí)間之箭的方式，宇宙的物質(zhì)世界不一定滿(mǎn)足了“奇點(diǎn)”的要求，所有物質(zhì)在宇宙誕生之時(shí)被擠壓在不同尋常的最高秩序中，但宇宙的物質(zhì)按照低熵值到高熵值的秩序進(jìn)行演化，可能有其它的可能性，早期宇宙的物質(zhì)系統(tǒng)呈現(xiàn)不同秩序的圖景，假如發(fā)生了這種情形，那么蒙洛迪諾和布朗將失去一次機(jī)會(huì)，遺漏了探索其它宇宙起始條件的可能性。時(shí)間的非對(duì)稱(chēng)性是宇宙學(xué)的奧秘之一，沒(méi)有完全揭示時(shí)間箭頭的含義，物理學(xué)家對(duì)時(shí)間物理學(xué)依然饒有興趣，力求在深層領(lǐng)域研究時(shí)間之箭和熱力學(xué)的相關(guān)性。

（假如面向過(guò)去的“時(shí)間旅行”變成了現(xiàn)實(shí)，那么人們可能會(huì)回到過(guò)去的年代，找回失去的時(shí)間和經(jīng)歷。面向未來(lái)“時(shí)間旅行”的可能性似乎更大，走進(jìn)未來(lái)的年代，經(jīng)歷將來(lái)的時(shí)間。實(shí)際上，面向過(guò)去和面向?qū)?lái)的“時(shí)間旅行”都難以實(shí)現(xiàn)，如果人們處于不同的物理參考系，時(shí)間變快或時(shí)間變慢，那么“時(shí)間旅行”的相對(duì)性原理似乎成立，假如人們乘坐宇宙飛船，在太空和其它星球居住一段時(shí)間，當(dāng)他們返回地球時(shí)可能發(fā)現(xiàn)，以前的同年齡人變老了，自己看上去變得年輕。

現(xiàn)在、過(guò)去和未來(lái)的“時(shí)間之箭”與在一個(gè)封閉體系中粒子的流動(dòng)難以畫(huà)等號(hào)，粒子流動(dòng)到初始的位置，相當(dāng)于回到過(guò)去，粒子流動(dòng)到目前的位置，相當(dāng)于到了現(xiàn)在，流動(dòng)到前方的位置，相當(dāng)于到了將來(lái)。如果將粒子在不同位置的流動(dòng)等同于時(shí)間的流逝，那么時(shí)間可以停留在現(xiàn)在，也可以回到過(guò)去，走向未來(lái)，好似“時(shí)間旅行”的場(chǎng)景，除了粒子的自由流動(dòng)，還有粒子的變化，粒子與人們生命的歷程相比幾乎沒(méi)有變化，粒子不斷地發(fā)生衰退，在封閉體系中的粒子幾乎難以回到初始狀態(tài)，時(shí)間難以回到原初狀態(tài)，粒子和時(shí)間的循環(huán)運(yùn)動(dòng)仿佛是回到了起點(diǎn)。）

（編譯：2021-5-12 ）