О направлении времени

[ragnarek]

Когда ученые говорят о том, что у времени есть направленность, упоминается увеличение энтропии и "ощущения" человека движения из прошлого в будущее.
В связи с этим пара вопросов.
1. Почему связывают энтропию и направленность времени? Разве нельзя с таким же успехом сказать, что время "идет" по направлению к уменьшению энтропии? И тогда время будет идти назад.
2. Можно ли наши ощущения считать объективными? Если нет, тогда может ли существовать живой организм, который бы ощущал жизнь из будущего в прошлое?
3. Все события во Вселенной идут в определенной последовательности, подчиняясь определенным законам. Можно ли сказать, что если бы не было никаких законов, а только разбросанная по вселенной материя, то не было бы и времени?

Прошу дать хоть какие-нибудь ответы, даже если вопросы покажутся некорректными. Спасибо.

[Dmitriy40]

ragnarek в сообщении #1349985 писал(а):

Почему связывают энтропию и направленность времени?

Потому что это один из примеров несимметричности, когда явно видно отличие будущего от прошлого.

ragnarek в сообщении #1349985 писал(а):

Разве нельзя с таким же успехом сказать, что время "идет" по направлению к уменьшению энтропии? И тогда время будет идти назад.

Можно. Выбор одного из двух вариантов направления времени - скорее вопрос соглашения. Просто так удобнее, когда минус времени (меньшее время) в прошлом.
Но время назад идти не будет - термин "назад" зависит не от направления времени, а от направления причинности, а оно так и останется в ту же сторону (от причин к следствиям). Да, показания времени будут уменьшаться, но это не будет "назад".

ragnarek в сообщении #1349985 писал(а):

Можно ли наши ощущения считать объективными?

Частично можно, ведь многие ощущения имеют внешнюю природу и порождаются нервными импульсами, а уж их зафиксировать объективно несложно. Другое дело что ощущения могут не быть идентичными у разных людей даже при идентичных раздражителях - ну так потому и частично.

ragnarek в сообщении #1349985 писал(а):

может ли существовать живой организм, который бы ощущал жизнь из будущего в прошлое?

Ощущать может что и как угодно, это уже вопрос психики, ну и иллюзии никто не запрещал, но любое объективное знание о будущем нарушает причинность и значит или такой организм не может существовать, или его ощущения будут не более чем фантазиями (иллюзиями).

ragnarek в сообщении #1349985 писал(а):

Можно ли сказать, что если бы не было никаких законов, а только разбросанная по вселенной материя, то не было бы и времени?

Такой разброс материи - уже закон, и не один. Представить вселенную без времени несложно - надо лишь чтобы нельзя было отличить два момента времени друг от друга, например в полностью статичной вселенной (где не происходит никаких процессов), или наоборот в полностью хаотической (где нельзя разделить события на причину и следствие и тем задать направление времени). Но это тоже законы.

PS. Если что - я не учёный и выше лишь мои личные представления.

[warlock66613]

ragnarek в сообщении #1349985 писал(а):

Почему связывают энтропию и направленность времени?

Потому что это экспериментально подтверждённый факт: энтропия замкнутой системы неубывает: если $t_2 \geqslant t_1$, то $S_{t_2} \geqslant S_{t_1}$. Здесь за положительное направление времени принято направление, отвечающее субъективному (но общему для всех людей) направлению "вперёд в будущее". Если, наоборот, принять за положительное направление "назад в прошлое", то форма записи закона изменится, но и только.

ragnarek в сообщении #1349985 писал(а):

может ли существовать живой организм, который бы ощущал жизнь из будущего в прошлое?

Нет, для этого ему нужно было бы помнить будущее, а это невозможно.

ragnarek в сообщении #1349985 писал(а):

если бы не было никаких законов

Есть подозрение, что это если и не невозможно, то по крайней мере непредставимо человеком.

[Munin]

Вообще разговоры о направленности времени - не для неподготовленного человека.

Сначала надо заметить, что много законов физики позволяют решение задач "назад во времени" точно так же, как и "вперёд". Убедиться в этом на решении множества задач механики, оптики, электромагнитных волн, звуковых волн, и так далее.

-- 29.10.2018 17:43:31 --

А также заметить, что многие законы физики не таковы. И тем более это свойство отсутствует в химии, в геологии, в биологии, в истории.

[reterty]

Munin в сообщении #1350026 писал(а):

Вообще разговоры о направленности времени - не для неподготовленного человека.

Сначала надо заметить, что много законов физики позволяют решение задач "назад во времени" точно так же, как и "вперёд". Убедиться в этом на решении множества задач механики, оптики, электромагнитных волн, звуковых волн, и так далее.

-- 29.10.2018 17:43:31 --

А также заметить, что многие законы физики не таковы. И тем более это свойство отсутствует в химии, в геологии, в биологии, в истории.

Как пример, можно привести также гиперболические и параболические уравнения матфизики. Гиперболические уравнения инвариантны относительно инверсии
времени и описывают периодические во времени и пространстве процессы (см. выше). Параболические уравнения (описывающие процессы тепломассопереноса
и сопровождающиеся увеличением энтропии) неинвариантны относительно инверсии времени.

[Munin]

Можно, только вы смотрите, перед кем распинаетесь. Ваш слушатель не то что параболических уравнений не знает, он не знает, какого порядка ОДУ второй закон Ньютона.

[Guvertod]

Dmitriy40
А что такое направление причинности?
И что конкретно вы подразумевали под принципом причинности?

[ragnarek]

Правильно ли я понял, что у изменения энтропии есть четко выраженное направление - в сторону ее увеличения? Объясните, пожалуйста, почему нельзя рассматривать процессы в сторону уменьшения энтропии? Здесь упоминалось, что многие законы физики симметричны в этом отношении. Но разве энтропия не связана с ними?

warlock66613

Цитата:

Нет, для этого ему нужно было бы помнить будущее, а это невозможно.

А по какой причине это невозможно?

[Dmitriy40]

Guvertod в сообщении #1350213 писал(а):

А что такое направление причинности?

Причины раньше по времени своих следствий.

Guvertod в сообщении #1350213 писал(а):

И что конкретно вы подразумевали под принципом причинности?

Следствия имеют причины и эти причины раньше по времени соответствующих следствий.

PS. Подразумевалась конечная скорость распространения взаимодействий, при бесконечной выражение "раньше" превращается в "не позже".

-- 30.10.2018, 16:43 --

ragnarek в сообщении #1350245 писал(а):

А по какой причине это невозможно?

Потому что в этом случае нарушается принцип причинности: причины могут быть в будущем относительно своих следствий - помня о будущем могу поступать на основе этой информации, т.е. причина моих поступков в будущем от самих поступков.
Можно разрешить помнить о будущем, но для соблюдения причинности придётся наложить кучу ограничений и получится обычное предвидение: или очень туманное, или его совершенно невозможно изменить, или их комбинация. Назвать это памятью о будущем несколько странно, я выше отнёс это в раздел фантазий/иллюзий.

[warlock66613]

ragnarek в сообщении #1350245 писал(а):

А по какой причине это невозможно?

К сожалению, это довольно сложно объяснить. Как минимум, необходимо знание основ статфизики.

[Munin]

ragnarek в сообщении #1350245 писал(а):

Объясните, пожалуйста, почему нельзя рассматривать процессы в сторону уменьшения энтропии?

Можно. Только их не бывает.

[Guvertod]

Dmitriy40
На самом деле, если мы говорим о классической фундаментальной физике, то выделить "причину" и "следствие" = как раз направление времени, однозначно нельзя. Есть просто причинно-следственная связь.
Под принципом причинности же обычно подразумевается формально следующее:

Хокинг-Элис писал(а):

Пусть $U$ - выпуклая нормальная окрестность, $p$, $q$ - любые две точки $U$; уравнения, описывающие материальные поля, должны быть такими, чтобы передача сигнала от одной из этих точек до другой была возможна тогда и только тогда, когда $p$ и $q$ могут быть соединены $C^1$-кривой, лежащей целиком в и имеющей касательным вектором всюду ненулевой времениподобный или изотропный вектор

То есть, грубо говоря, это просто ограничение на скорость взаимодействия. И это никак не разделяет понятие "причины", "следствия" , более, того ничего не говорит о некоторой глобальной причинности, в частности, теоретически допускает хронопетли в ОТО.

Что касается того, что мы живем в мире, в котором есть второй закон термодинамики, то это не есть ( ну, по крайней мере, вероятно) свойство фундаментальных законов физики, а есть космологическое свойство нашей Вселенной (что ее энтропия (речь не про модель Фридмана-Леметра, в которой она постоянна) вначале было очень мала , а значит, она стала развиваться в сторону ее увеличения).

Психологическое же направление времени, что живые существа помнят "прошлое" и не помнят "будущее" - тоже следствие второго начала.

И то есть фундаментальные законы физики в этом смысле вовсе не запрещают (нет явного противоречия) существование вселенных без второго начала, и , возможно, с существами, где кто-то каким-то образом помнит прошлое, а кто-то наоборот. И кажущиеся "глобальные" парадоксы по аналогии с хронопетлями тут не уместны ( в решении с хронопетлями, действительно, мы можем, например, запустить ракету, так что она врежется в себя в прошлом и тогда не понятно, как это трактовать.
Простая же модель мира с существами, помнящими кто прошлое, а кто будущее, как система с какими-то объектами, у которых определена каким-то образом понятие "память" , есть просто четко детерминированная система, ее эволюция однозначно определена и никаких подобных курьезов тут не будет).

Конечно, если говорить, о квантовой физике, то все эти вопросы, по-видимому, становятся сложнее и глубже...

[warlock66613]

Guvertod в сообщении #1350301 писал(а):

И то есть фундаментальные законы физики в этом смысле вовсе не запрещают (нет явного противоречия) существование вселенных без второго начала, и, возможно, с существами, где кто-то каким-то образом помнит прошлое, а кто-то наоборот.

Не запрещают - в том смысле, что сложно привести какую-то конкретную причину, почему такого не может быть. Но и не разрешают - в том смысле, что не видно никакой возможности для существования даже "простой модели мира с существами, помнящими кто прошлое, а кто будущее". Если вы знаете, как можно такую модель построить, это было бы весьма интересно.

[Munin]

Guvertod в сообщении #1350301 писал(а):

Под принципом причинности же обычно подразумевается формально следующее:
Хокинг-Элис

Под "принципом причинности" в разных разделах физики подразумеваются разные вещи, и процитированное вами определение из ОТО вряд ли уместно в данном контексте.

[Dmitriy40]

Guvertod в сообщении #1350301 писал(а):

Под принципом причинности же обычно подразумевается формально следующее:

Не согласен, тут нет указания на направление такой связи, т.е. допускается и передача информации из будущего в прошлое (на кривой не выделено направление).
В вики и физической энциклопедии приведено другое определение принципа причинности:

вики писал(а):

При́нцип причи́нности — один из самых общих физических принципов[1], устанавливающий допустимые пределы влияния событий друг на друга[1].
В классической физике это утверждение означает, что любое событие $A(t)$, произошедшее в момент времени $t$ может повлиять на событие $B(t')$, произошедшее в момент времени $t'$ только при условии: $t'-t>0$.

И тут уже прямо выделено направление связи, от причины A к следствию B. Соответственно событие B никак не может повлиять на событие A, что вполне возможно в Вашем определении т.к. требуемая кривая между ними очевидно есть.
Соответственно поясните откуда Вы взяли своё определение и почему оно не согласуется с процитированным. Для классической физики, с её абсолютным временем и отсутствием хронопетель.

В догонку. На мой взгляд уровень исходного вопроса в теме не подразумевает залезание в дебри ОТО и квантовой физики, максимум статистической (термодинамику). Ну и я не готов обсуждать ни ОТО, ни квантовую физику.

UPD. А, уже пояснили что оно из ОТО. Тогда вопрос к Вам снимается, но мнение о неуместности остаётся.