重力方向和热二时间箭头之间的类比

热二事实上并没有造成时间在过去和未来两个方向上的本质差异。为了说明这一点，我们用重力的方向作一个形象的类比：

想象一下，你生活在地球上，一开始你通过大量的实验发现物体的重力总是指向人类方向感觉中的“下方”，开始你觉得百思不得其解，干脆把这个作为一条定律：“重力总是向下”，至于为什么“上和下”之间有这么明显的区别，你不知道。这个定律经历千百年的考验，丝毫都没有发现任何问题。后来你发现地球是圆的，实际上各个地方的重力的方向并不是同一个方向，因此这个“下”就不再具有普遍性。你还会发现，我们之所以感觉到“上和下”不一样，恰恰就是因为重力作用在我们的身体上，因此才让我们感觉到“上和下”的区别。这样事情就明白了，“重力总是向下”是因为我们感觉到的下方就是重力的方向。而实际上空间本身并不存在“上和下”的差别，“下”也不再是一个固定的方向，这取决地心相对于你的方向。后来你终于发现了万有引力定律。在这个新的重力理论中，“重力总是向下”变成了一个推论，沿着重力给你造成的方向感去测量重力的方向，当然只能得出“重力总是向下”这个结论。这个结论即便在正在加速运动的宇宙飞船内部，还是在火星上，都仍然成立，但“下”这个方向原来所拥有的绝对意义从此就彻底消失了。

你不妨回忆一下你小时候第一次听说大地是圆球形的时候有多么的吃惊吧。反正我当时觉得这件事情是很古怪很不自然的，过了好一段时间才逐渐消化。回忆回忆这件事情，你就能明白为什么当你听说热二所确立的时间箭头没有什么特殊的时候为什么会这样吃惊了。

熵增也重力向下一样，我们原来不知道为什么熵总是随着时间的前进而增加，干脆就把它当作一个定律了。有了统计物理学和对生命过程和思维过程中熵变的研究，现在我们知道了，正是因为热二支配了我们的生命和意识，热二让我们能够区分过去和未来，因此我们所感受到的时间前进的方向实际上就是熵增加的方向。沿着这个方向去看熵，熵自然总是（极高概率地）随着时间的前进在增加。也正因为如此，那些熵增的过程例如鸡蛋掉在地上摔碎就显得非常平凡，而自组织这种局部的熵减现象就令人感到惊奇，直到我们弄明白这些熵减现象是熵增定律的局部效果。统计物理学当中，熵增成为从等几率假设附加上非平衡的初始条件所导出的一个定理，而不再是基本定律。熵增并不是因为基本物理规律对于时间的非对称性，也不意味着对应熵增的时间方向有什么特殊性。虽然熵增定律仍然在各种情况下适用，但是熵增所确定的时间箭头原来的绝对意义从此就彻底消失了。

从宏观孤立系统的微观状态的相空间观点来看，热平衡这个宏观状态粗粒所占据的相空间体积是极其巨大的，仅仅这一个宏观状态粗粒就几乎占据了整个相空间的全部，剩下一点点地方让其它非热平衡的宏观状态占据，每当宏观状态的熵减小那么一丁点，那么该宏观状态在相空间对应的那个粗粒的体积就减小若干个数量级。宇宙现在所处的状态，在相空间中一定是某个极其微小的粗粒。正因为宇宙现在刚好处于一个极其微小的粗粒内部，随便往那个方向随机游动都会以极高的概率溜达到周围更大的粗粒当中，再往外还有比这还大的粗粒……你可能会质疑说宇宙处于这个地方的可能性实在太小，因此严重怀疑这种说法。但是，虽然这个粗粒很小，却仍然存在穿越这个粗粒的相轨道，在宇宙的状态穿越这个粗粒的时候，所处状态自然是远离热平衡的。这种事情可以称之为后验概率、回归分析、待定参数、人择原理（我讨厌“人择原理”这个名字，应该使用“实择原理”才更准确）什么的。

你可能会问，如果事情真的象你说的这么简单，那么为什么还会困扰那么多物理学家？实际上现代物理学家自从弄明白时间方向的心理感受的来源之后，并没有在这件事情上发生多少分歧（不排除某些从来没有深入思考过这个问题的物理学家在这个问题上会犯错误，因为许多前沿的研究并不需要把这些问题都弄清楚）。许多分歧在于是否在基本规律上时间对称性是否存在根本性的破坏。但必须注意这件事情：即便在基本物理规律上时间的对称性上确实存在着根本性的破坏，也并不影响我们前面的讨论。熵增所确定的时间箭头与此无关。

[以下部分包括我的不可靠推测，仅供参考：]

你可能会问我为什么宇宙的粗粒会按照这种特殊的方式被划分，而不是按照任何其它的方式？毕竟给微观状态的相空间的相点进行划分的不同方法数量极其巨大，对于有限集，所有不同的划分方法是Bell数，随着集合元素个数增长得比指数函数还快。这个问题对我来说跟前面的例子一样明显：人类对宇宙的宏观观测手段决定了人类对宇宙相空间粗粒的划分方式。例如，我们往往使用PVT等参数（当然可能不仅仅是PVT，但我们暂且以PVT为宏观参数的代表）来描述热力学系统宏观状态。那么如果把这个热力学系统孤立起来，该系统每一组不完全相同的PVT的值，都在该系统的相空间中占据不同的粗粒，所有不全相同的PVT值就确定了对该系统微观状态相空间的一个具体的“划分”。但为什么我们会采用PVT等宏观参数来描述热力学的状态呢？就是因为与这些物理量相关的宏观物理规律支配了我们自身和我们所赖以生存的环境。这样，就又回到了原来的那个问题：这种划分方式之所以看上去与其它的划分方式不同（跟其它划分方式之间的对称性被破坏），是因为我们自己就是被这种划分方式所确定的宏观物理量所遵守的宏观物理量规律支配的，我们利用这种划分方式所确定的宏观物理量去测量宇宙的宏观状态，自然就会对宇宙的相空间做出这种方式的划分。因此，这种划分方式本身实际上没有什么特殊的，上帝可以采用任何他喜欢的划分宇宙相空间粗粒的方式，只要划分的方式是不均匀的，并且忽略掉宇宙的具体微观状态，那么上帝都会得到类似于热二这样的统计成立的物理规律，越大颗的粗粒，宇宙的状态就越有可能不小心溜达进去。

[以下部分是科幻：]

但是，是否可能存在着这样的生命呢：支配这些生命的宏观物理规律跟我们是截然不同的（但基础物理规律却完全相同，只不过宏观规律是以跟我们不同方式涌现出来的），对它们来说重要的宏观物理参数跟我们也不同。对于它们来说宏观上不可区分的宏观状态，在我们看来是可能在宏观上进行区别的，而对我们来说宏观上不可区分的宏观状态，在它们看来也是可能在宏观上进行区别的。这种生命对宇宙相空间的划分方式跟我们就截然不同，甚至宇宙现在的状态对于这种生命来说处于它们所认为的热平衡状态的粗粒之中，而这种生命能够生存的状态在相空间中的位置对于我们来说恰恰也是热平衡状态粗粒之中。这种情况下我们和它们之间甚至是不可能见面的。对于这种可能性是否存在我完全回答不了。说不定由于这个宇宙的基本物理规律本身的特殊性，所有可能形成的生命形式都受类似于我们所见到的宏观物理规律所支配，结果导致所有可能的生命形式都会对宇宙的相空间做相同或者极相似的划分，那么那种古怪的生命就不存在了。但谁知道实际情况到会怎样呢，至少目前对我来说还难说。