至少存在3種時間箭頭，將過去和將來區(qū)分開來。它們是熱力學箭頭，就是無序度增加的方向；我們感覺時間流逝的方向，我們能記住過去而不是將來；以及宇宙學的箭頭，宇宙尺度增大的方向，也即宇宙膨脹而不是收縮的方向。

1 熱力學的時間箭頭

總是存在著比有序狀態(tài)多得多的無序狀態(tài)的這一事實，導致熱力學第二定律。如果一個系統(tǒng)服從一個高度有序的初始條件，它的無序度就會隨著時間的增加而增大。

宇宙開始時處于一個光滑有序的狀態(tài)，而隨著時間演化成波浪起伏的無序的狀態(tài)。這就解釋了勢力學時間箭頭的存在。

2 人類心理學的時間箭頭

由于我們不知道大腦工作的細節(jié)，所以談論人類的記憶是相當困難的。然而，我們確實知道計算機的記憶器是如何工作的。因此我們可以討論計算機的心理學時間箭頭。我們可以假定計算機和人類有相同的箭頭。

大體來說，計算機的記憶器是一個包含可處于兩種狀態(tài)中的任一種的元件的設備。在記憶器進行存儲之前，其記憶器處于無序狀態(tài)，在記憶器和要記憶的系統(tǒng)相互作用后，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)，它肯定處于這種或那種的狀態(tài)。然而，為了保證記憶器處于正確的狀態(tài)，需要使用一定的能量（給計算機接通電源）。這樣能量以熱的形式耗散了，從而增加了宇宙的無序的量。人們可以證明，這個無序度增量總比記憶器本身有序度的增量大。這樣，由計算機冷卻風扇排出的熱量表明計算機將一個項目記錄在它的記憶器中時，宇宙的無序度的總量仍然增加。計算機記憶過去的時間方向和無序度增加的方向是一致的。

因此，我們對時間方向的主觀感覺或心理學時間箭頭，是在我們頭腦中由熱力學時間箭頭決定的。正像一臺計算機，我們必須在熵增加的順序上將事物記住。這幾乎使熱力學定律變成無聊的東西。無序度隨時間的增加乃是因為我們是在無序度增加的方向上測量時間。

3 宇宙學方向

在經(jīng)典廣義相對論中，因為所有已知的科學定律在大爆炸處崩潰，人們不能預言宇宙是如何開始的。在量子引力論中，宇宙在一個非常光滑和有序的狀態(tài)下開始它的膨脹。對于智慧生命來說，一個強的熱力學箭頭是必需的。為了生存下去，人類必須消耗能量的一種有序形式－食物，并將其轉(zhuǎn)化成能量的一種無序形式－熱量，這樣智慧生命只能在膨脹相中存在，不能在宇宙的收縮相中存在，因為在收縮相那里沒有強的熱力學時間箭頭。這就解釋了為何我們觀察到熱力學和宇宙學的時間箭頭指向一致。

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