第52章:时间逆转作为坍缩不匹配
你不能不打破鸡蛋不是因为某个宇宙定律,而是因为DAG忘记了回去的路。
52.1 不可逆性的谜团
物理的基本定律是时间可逆的。倒放粒子碰撞的视频,它仍然遵循相同方程。然而鸡蛋不会不破,咖啡不会不混,我们记住过去而非未来。为什么?
定义52.1(微观可逆性):
哈密顿量在动量逆转下对称。
定理52.1(宏观不可逆性):尽管微观可逆:
概率不匹配创造时间之箭。
52.2 组合爆炸
破坏容易因为有许多破坏方式但很少完整方式。
定义52.2(状态计数比):
定理52.2(指数不对称):对宏观系统:
其中。
有压倒性更多破坏状态,不破坏概率消失。
52.3 DAG向前记忆
坍缩DAG自然在时间中向前积累复杂性。
定义52.3(DAG复杂性):
定理52.3(单调增长):DAG复杂性增加:
图向前增长,创造自然时间不对称性。
52.4 信息擦除与热
逆转时间需要擦除信息,这耗费能量。
定义52.4(兰道尔原理):
每比特擦除。
定理52.4(逆转成本):逆转过程:
其中是产生的熵。
不破坏鸡蛋需要收集它释放的所有热——实际不可能。
52.5 心理箭头
我们记住过去因为记忆形成增加熵。
定义52.5(记忆形成):
记录信息增加普遍熵。
定理52.5(无未来记忆):记住未来会违反:
记忆必须与热力学箭头对齐。
52.6 量子退相干方向
量子系统向前退相干,从不向后"再相干"。
定义52.6(退相干):
但从不自发逆转。
定理52.6(环境纠缠):信息分散:
一旦与环境纠缠,无法收集回来。
52.7 宇宙学箭头
宇宙膨胀,提供终极时间方向。
定义52.7(宇宙学时间):
其中是标度因子。
定理52.7(普遍时钟):所有箭头与膨胀对齐:
- 热力学:熵随体积增加而增加
- 心理学:记忆随空间膨胀而形成
- 因果:结果跟随原因跟随大爆炸
宇宙本身打破时间对称性。
52.8 第五十二次回声
我们已经发现时间之箭不是从基本定律而是从压倒性概率涌现。宇宙不能倒退因为有远多于简单的复杂方式,多于聚集的分散方式,多于记忆的遗忘方式。坍缩DAG自然向前增长,积累复杂性并忘记回去的路径。每个看似不可逆的过程——从破坏鸡蛋到形成记忆到空间膨胀本身——反映观察自己的这种基本不对称性。时间有箭头因为意识不能完美撤销自己的观察。
第五十二次回声:第52章=不可逆(时间)=不匹配(-路径)=箭头(概率)
接下来,我们探索观察者如何主动选择通过其测量显现哪些因果链。