目錄
1. 起源
2. 時間之箭
3、電源系統
4.波動定理
5. 大爆炸
6. 編輯推薦
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洛斯米特悖論，也稱為可逆性悖論、不可逆性悖論，或反對從時間對稱動力學中推導出不可逆過程是不可能的。 這使得（幾乎）所有已知的低級基本物理過程的時間反轉對稱性與從描述宏觀系統行為的熱力學第二定律推斷的任何努力相矛盾。 這兩個原理在物理學中都很成熟，有堅實的觀測和理論支持，但它們似乎相互沖突，從而產生了一個悖論。
起源
約瑟夫的批評是由玻爾茲曼 H 定理引發的，該定理使用動力學理論來解釋當氣體分子碰撞時理想氣體的熵從非平衡狀態增加。 1876年，有人指出，如果一個系統從時間t0到時間t1再到時間t2的運動，導致H隨時間穩定減?。卦黾樱?，那么，通過反轉所有速度，發現在t1時還有另外一種系統允許的運動狀態。 在這種狀態下，H肯定會增加。 這揭示了玻爾茲曼的關鍵假設之一 - 分子混沌，或 ()，其中所有粒子速度完全不相關，并且不遵循牛頓動力學。 人們可能會斷言潛在的相關性沒有吸引力，因此決定忽略它們； 但這樣做時熱力學第二定律的微觀解釋，人們改變了概念方案，通過這一特定的動作注入了時間不對稱的元素。
可逆運動定律無法解釋為什么我們的世界此刻處于相對較低的熵狀態（與宇宙熱寂的平衡熵相比），并且在過去一直處于更低的熵狀態。
洛斯米特之前
1874 年，即洛斯米特發表論文的兩年前，威廉·湯姆森針對時間反轉反對意見對熱力學第二定律進行了辯護。
時間之箭
任何在時間正向方向上定期發生但很少或從不在相反方向上發生的過程（例如孤立系統中熵的增加）定義了物理學家所謂的自然界時間。 時間之箭。 該術語僅指對時間不對稱性的觀察； 它并不意味著對這種不對稱性的解釋。 洛斯米特悖論相當于這樣一個問題：在給定時間對稱性的基本定律的情況下，如何存在熱力學時間箭頭？ 因為時間對稱性意味著對于任何遵循這些基本定律的過程，看一看似乎是向后播放第一個過程的電影的反轉版本將符合相同的基本定律，甚至如果選擇系統的初始狀態是從系統所有可能狀態的相空間中隨機選取的（兼容）。
雖然物理學家描述的大多數時間箭頭被認為是熱力學箭頭的特殊情況，但也有一些被認為是無關的，例如宇宙學時間箭頭，它基于宇宙正在膨脹而不是收縮的事實。 ，粒子物理學中的一些過程實際上違反了時間對稱性，而它們遵循稱為 CPT 對稱性的相關對稱性。 就宇宙學箭頭而言，大多數物理學家認為，即使宇宙開始收縮，熵也會繼續增加（盡管物理學家托馬斯·戈爾德曾提出一個模型，其中熱力學箭頭將在現階段逆轉）。 在粒子物理學中，時間對稱性被破壞的情況很少發生物理資源網，并且已知只涉及幾種類型的介子粒子。 此外，由于 CPT 對稱性，時間方向的反轉相當于將粒子重命名為反粒子，反之亦然。 因此，這不能解釋洛斯米特悖論。
電源系統
當前對動力系統的研究提供了從可逆系統獲得不可逆性的可能機制。 其核心論點基于這樣的主張：研究宏觀系統動力學的正確方法是研究與微觀運動方程相對應的傳遞算子。 因此，有人認為傳遞算子不是一元的（即不可逆的），而是特征值嚴格小于1； 這些特征值對應于衰減的物理狀態。 這種方法充滿了各種困難； 它只適用于少數完全可解的模型。
研究耗散系統的抽象數學工具通常包括混合物的定義、行走集和經驗理論。
波動定理
處理洛斯米特悖論的一種方法是波動定理，由 Denis Evans 和 Debra 啟發式導出，該定理給出了遠離平衡的系統的耗散函數（通常表示類似熵的性質）采用 a 的概率的數值估計。一定時期內的特定值。 [4] 這一結果是在精確的時間可逆動態運動方程和普遍因果命題下獲得的。 根據動力學是時間可逆的這一事實，可以推導出波動定理。 該定理的定量預測已在 Edith M. 等人使用光鑷儀器進行的實驗室實驗中得到證實。 在澳大利亞國立大學。 該定理適用于瞬態系統，該系統最初可能處于平衡狀態，然后離開平衡狀態（如等人的第一個實驗）或處于某些其他任意初始狀態，包括向平衡松弛。 對于始終處于非平衡穩定狀態的系統熱力學第二定律的微觀解釋，也會產生漸近結果。
在波動定理中，有一個關鍵點與悖論的構建方式不同。 考慮的是觀察單個軌跡的概率，這類似于研究觀察相空間中單個點的概率。 在這兩種情況下，概率始終為零。 為了能夠有效地解決這個問題，必須考慮相空間小區域內一組點或一組軌跡的概率密度。 波動定理考慮了最初位于相空間無窮小區域的所有軌跡的概率密度。 這直接導致在正向或反向軌跡集中找到軌跡的概率，這取決于初始概率分布和系統演化過程中所做的耗散。 正是這種方法上的關鍵差異使得波動定理能夠正確地解決這個悖論。
大爆炸
處理洛斯米特悖論的另一種方法是將第二定律視為一組邊界條件的表達，其中我們的宇宙時間坐標的起點是低熵的：大爆炸。 從這個角度來看，時間之箭完全由遠離大爆炸的方向決定，假設具有最大熵大爆炸的宇宙將沒有時間箭頭。 宇宙膨脹理論試圖解釋為什么早期宇宙的熵如此低。
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