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Physics版 - 熵增原理和时间反演对称的矛盾是怎么解决的
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话题: time话题: 反演话题: theory话题: 时间话题: 粒子
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1 (共1页)
b*****y
发帖数: 29
1
时间反演下,熵增和熵减有着同样的几率,看了好几本书好像都没说清楚。
o****g
发帖数: 314
2
你这看得那些书?
我印象好像还没有完全解决这个问题,不知道fluctuation theorem说明白了没有。要
是有大牛能通俗阐述一下就好了

【在 b*****y 的大作中提到】
: 时间反演下,熵增和熵减有着同样的几率,看了好几本书好像都没说清楚。
w****1
发帖数: 4931
3
There never was a contradiction or problem. What is not time reversal
invariant here is the question that is
being asked, rather than the underlying theory.

【在 b*****y 的大作中提到】
: 时间反演下,熵增和熵减有着同样的几率,看了好几本书好像都没说清楚。
b*****y
发帖数: 29
4
所有的基本的微观物理过程 (量子力学,牛顿力学,相对论理论)都是时间反演下对
称的,然而熵增的过程不是。
考虑简单气体自由膨胀,单个气体分子的膨胀到自由空间的几率和气体分子沿着同样的
轨迹返回压缩态几率微观上应该是一样的,但这显然和实验观测不符。

【在 w****1 的大作中提到】
: There never was a contradiction or problem. What is not time reversal
: invariant here is the question that is
: being asked, rather than the underlying theory.

d********f
发帖数: 43471
5
没有解决,因为物理学家说这不是一个问题,搞这个问题的都是化学家

【在 b*****y 的大作中提到】
: 时间反演下,熵增和熵减有着同样的几率,看了好几本书好像都没说清楚。
a****a
发帖数: 5763
6
哪个物理学家说这不是一个问题?
只是有人说这是一个统计问题而已

【在 d********f 的大作中提到】
: 没有解决,因为物理学家说这不是一个问题,搞这个问题的都是化学家
d********f
发帖数: 43471
7
那个在解决?不都当作不存在么

【在 a****a 的大作中提到】
: 哪个物理学家说这不是一个问题?
: 只是有人说这是一个统计问题而已

R*********r
发帖数: 1855
8
时间反演对称说的是物理定律时间反演不变,并不是说真实的过程一定满足时间反演不
变——等效于静态或者稳态。宇宙的膨胀本身给出了一个全局的优先时间方向。
N**********n
发帖数: 34
9
熵增是统计理论,统计理论的前提是大量(近)自由粒子。时间反演是指物理的基本动
力学方程(描述单个粒子)。单个粒子的行为是时间反演的,但大量的这些粒子没有必
要遵守时间反演。统计理论并不依赖物理的基本方程。

【在 b*****y 的大作中提到】
: 时间反演下,熵增和熵减有着同样的几率,看了好几本书好像都没说清楚。
b*****y
发帖数: 29
10
问题就是为什么大量粒子没有必要遵守时间反演?一个粒子,两个粒子遵守时间反演,
到多少个粒子时间反演开始不灵了?
如果相信基本物理方程式正确的,原则上可以写下大量粒子的运动方程,quantum or
otherwise,系统的运动仍然应该是时间反演的。
一个argument是实验系统没有完全孤立的,所以总是由外界的noise破坏时间反演对称
性,但是如果整个宇宙是基本物理方程govern的话,那么这个宇宙的运动方程也应该是
时间反演对称的。 这个方程不需要是deterministic的,至少会要求probability是对称的。
这也是这个问题的搞笑之处,本来是一个很局部,单纯的问题,却发现要扯上宇宙这样玄之又玄的东西。

【在 N**********n 的大作中提到】
: 熵增是统计理论,统计理论的前提是大量(近)自由粒子。时间反演是指物理的基本动
: 力学方程(描述单个粒子)。单个粒子的行为是时间反演的,但大量的这些粒子没有必
: 要遵守时间反演。统计理论并不依赖物理的基本方程。

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j****c
发帖数: 19908
11

估计都是科普书

【在 o****g 的大作中提到】
: 你这看得那些书?
: 我印象好像还没有完全解决这个问题,不知道fluctuation theorem说明白了没有。要
: 是有大牛能通俗阐述一下就好了

k***i
发帖数: 662
12
因为当粒子数量及其巨大>10^10的时候,在统计的时候,会出现熵只能增大不能减小的特征。
并非反演不可能,只是从统计角度分析,概率太小,以至于宏观上不可能观察到。

【在 b*****y 的大作中提到】
: 时间反演下,熵增和熵减有着同样的几率,看了好几本书好像都没说清楚。
N**********n
发帖数: 34
13
无论系统里有多少粒子,单个粒子的时间反演都是遵守的。所谓时间反演,就是粒子从
末态回到初态。你所要求的所谓“整个系统的时间反演”实际上是要所有的粒子同时从
各自的末态(熵大的态)回到初态(熵小的态),问题就是这个同时性是几乎不可能的
。这些粒子为什么要同时,约好似的回到初态,除非它们之间有很强的相互作用迫使它
们同时行动。而强相互作用的系统已经不适用统计理论了。统计的前提是两个:大量,
独立。

对称的。
样玄之又玄的东西。

【在 b*****y 的大作中提到】
: 问题就是为什么大量粒子没有必要遵守时间反演?一个粒子,两个粒子遵守时间反演,
: 到多少个粒子时间反演开始不灵了?
: 如果相信基本物理方程式正确的,原则上可以写下大量粒子的运动方程,quantum or
: otherwise,系统的运动仍然应该是时间反演的。
: 一个argument是实验系统没有完全孤立的,所以总是由外界的noise破坏时间反演对称
: 性,但是如果整个宇宙是基本物理方程govern的话,那么这个宇宙的运动方程也应该是
: 时间反演对称的。 这个方程不需要是deterministic的,至少会要求probability是对称的。
: 这也是这个问题的搞笑之处,本来是一个很局部,单纯的问题,却发现要扯上宇宙这样玄之又玄的东西。

Q*T
发帖数: 263
14

对称的。
样玄之又玄的东西。
这个没什么搞笑的,初始条件或者边界条件本来就很重要。
就好比引力是球对称的,但是由于不同的初始条件,轨道可以是椭圆,抛物线...
如果非要定义一个probability的对称,那可以说存在很多不同的宇宙,遵循同样的
物理定律,时间反演不变,但是其中一些宇宙熵增,其中一些熵减。

【在 b*****y 的大作中提到】
: 问题就是为什么大量粒子没有必要遵守时间反演?一个粒子,两个粒子遵守时间反演,
: 到多少个粒子时间反演开始不灵了?
: 如果相信基本物理方程式正确的,原则上可以写下大量粒子的运动方程,quantum or
: otherwise,系统的运动仍然应该是时间反演的。
: 一个argument是实验系统没有完全孤立的,所以总是由外界的noise破坏时间反演对称
: 性,但是如果整个宇宙是基本物理方程govern的话,那么这个宇宙的运动方程也应该是
: 时间反演对称的。 这个方程不需要是deterministic的,至少会要求probability是对称的。
: 这也是这个问题的搞笑之处,本来是一个很局部,单纯的问题,却发现要扯上宇宙这样玄之又玄的东西。

e****s
发帖数: 23
15
There are a few books on the subject:
Physics book:
1. The Physical Basis of The Direction of Time
by Zeh, H. D.
2. Physical Origins of Time Asymmetry
edited by J. J. Halliwell, J. Perez-Mercader, W. H. Zurek
Popular science book:
3. From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time
By Sean Carroll
http://www.youtube.com/watch?v=GFMfW1jY1xE
http://preposterousuniverse.com/eternitytohere/faq.html
4. Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe
by Roger Penrose
by Philosophers:
5. Time's Arrow and Archimedes' Point: New Directions for the Physics of
Time
By Hum Price
6. The Direction of Time
and
7. The Philosophy of Space and Time
by Hans Reichenbach
Of course, you can always check Wiki:
http://en.wikipedia.org/wiki/Arrow_of_time
One problem with the multi-verse theory is how can you make any
experimentally verifible predictions? otherwise is this a scientific theory?
I asked Carroll this question once, his answer was not satisfactory, basically
he said hopefully someday we can have some experimentally testable
predictions.
The other outsanding question is why the early universe has low entropy?
you can use multi-verse theory to explain this by saying there are
multiple universes, it just happened that ours has low entropy when it started.
I don't like this explanation personally.

【在 o****g 的大作中提到】
: 你这看得那些书?
: 我印象好像还没有完全解决这个问题,不知道fluctuation theorem说明白了没有。要
: 是有大牛能通俗阐述一下就好了

b*****y
发帖数: 29
16
谢谢您的书单,显然你是对这个问题有思考的
目前,从实验物理的角度来看fluctuation theorem算是最靠谱的理论了,但是理解释
这个问题还很远。简单的说fluctuation theorem认为自发熵减的过程是可能发生的,
只是几率比自发熵增小得多,这一点能够在实验上定量的观测到。当然这个理论仍然没
能解释为什么的问题。
multi-verse是个自洽的理论,但是实验上基本上没办法验证,属于解决不了问题就增
加一个唯度的无赖做法。
我个人倾向于相信我们恰好处在一个熵增过程的宇宙中,所以基本的物理过程都有一个
微小的反演不对称性,指向一个时间方向,同样几率的熵减过程会发生,但是不是在我
们能观测的时间范围内。将来的某一天,也许气体会自发压缩,鸡会变成蛋。

【在 e****s 的大作中提到】
: There are a few books on the subject:
: Physics book:
: 1. The Physical Basis of The Direction of Time
: by Zeh, H. D.
: 2. Physical Origins of Time Asymmetry
: edited by J. J. Halliwell, J. Perez-Mercader, W. H. Zurek
: Popular science book:
: 3. From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time
: By Sean Carroll
: http://www.youtube.com/watch?v=GFMfW1jY1xE

R*********r
发帖数: 1855
17
统计的前提是两个:大量,独立。
你的统计物理是跟师娘学的?
哪个告诉你说粒子要同时回到初态?Poincaré recurrence theorem 听说过吗?

【在 N**********n 的大作中提到】
: 无论系统里有多少粒子,单个粒子的时间反演都是遵守的。所谓时间反演,就是粒子从
: 末态回到初态。你所要求的所谓“整个系统的时间反演”实际上是要所有的粒子同时从
: 各自的末态(熵大的态)回到初态(熵小的态),问题就是这个同时性是几乎不可能的
: 。这些粒子为什么要同时,约好似的回到初态,除非它们之间有很强的相互作用迫使它
: 们同时行动。而强相互作用的系统已经不适用统计理论了。统计的前提是两个:大量,
: 独立。
:
: 对称的。
: 样玄之又玄的东西。

1 (共1页)
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