我們的宇宙是由因果驅(qū)動(dòng)的?，F(xiàn)在發(fā)生的事情直接導(dǎo)致以后發(fā)生的事情。因此，宇宙中的許多事物都是可以預(yù)測(cè)的。我們可以預(yù)測(cè)日食何時(shí)發(fā)生，或者如何發(fā)射將飛船送入火星的火箭。這也相反。通過(guò)現(xiàn)在查看事件，我們可以向后進(jìn)行了解以前發(fā)生的事情。例如，我們可以看看今天的星系運(yùn)動(dòng)，知道宇宙曾經(jīng)處于熱密狀態(tài)，我們稱之為大爆炸。

由于物理學(xué)上稱為時(shí)間對(duì)稱性的特性，這是可能的。不管時(shí)間的方向如何，物理定律都以相同的方式起作用。如果您觀看繞行行星的動(dòng)畫(huà)，則無(wú)法知道它是向前運(yùn)行還是向后運(yùn)行。物理學(xué)的因果關(guān)系使原因成為結(jié)果，結(jié)果成為原因。沒(méi)有時(shí)間的首選方向。

但是，您可能會(huì)說(shuō)，熱力學(xué)和熵呢?坐在桌子上的時(shí)候，我的咖啡總是冷卻下來(lái)的，如果我把杯子放在地板上，我也無(wú)法打碎它。那不是給時(shí)間一個(gè)獨(dú)特的方向嗎?不完全的。

熱力學(xué)本質(zhì)上是統(tǒng)計(jì)的。熵的確會(huì)隨著時(shí)間的流逝而增加，但這是因?yàn)榇嬖诒扔行驙顟B(tài)更多的無(wú)序狀態(tài)。有點(diǎn)過(guò)分簡(jiǎn)化，但對(duì)于日常生活來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。如果我將少量的沙子扔向空中，幾乎可以肯定谷物會(huì)以某種隨機(jī)的方式落在地面上。但是，它們落在一個(gè)完美的圓圈中的可能性很小?？赡苄院苄?，我們永遠(yuǎn)不會(huì)看到它發(fā)生，但這不是不可能的?；煦缦到y(tǒng)幾乎是不可能預(yù)測(cè)的，但是我們可以(原則上)用足夠的信息來(lái)預(yù)測(cè)它們。由于時(shí)間的對(duì)稱性，我們還可以回到混沌系統(tǒng)的初始狀態(tài)。

這稱為回溯。它是從當(dāng)前事件中“預(yù)測(cè)”過(guò)去事件的能力，這是基礎(chǔ)物理學(xué)的核心。關(guān)于量子物理學(xué)，經(jīng)典物理學(xué)和熱力學(xué)，我們學(xué)到的一件事就是它們都可以歸結(jié)為信息。任何系統(tǒng)的狀態(tài)都包含您需要預(yù)測(cè)下一步將要發(fā)生的所有信息。這意味著信息是一個(gè)守恒的量，就像能量一樣，不能被創(chuàng)造或破壞。

至少那是我們的想法。尚未解決的主要問(wèn)題之一是信息保留是否適用于黑洞。如果我將自己的日記扔進(jìn)黑洞，它將永遠(yuǎn)無(wú)法逃脫。一旦跨越事件的視野，日記將永遠(yuǎn)無(wú)法逃脫。這是否意味著我最深的秘密永遠(yuǎn)安全?這種信息悖論對(duì)量子引力有巨大的影響，但這是另一個(gè)故事。

但是，即使不調(diào)用事件視界或量子物理學(xué)，追溯也可能失敗嗎?由于經(jīng)典物理學(xué)是確定性的，因此追溯總是應(yīng)該可行的。但是一項(xiàng)新的研究反對(duì)這一想法。

在這項(xiàng)工作中，團(tuán)隊(duì)運(yùn)行了一個(gè)在引力舞中三個(gè)大黑洞的計(jì)算機(jī)模型。每次模擬時(shí)，他們都會(huì)移動(dòng)黑洞的初始位置，以查看其運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間變化的相似性或差異性。這種三體問(wèn)題是一個(gè)混沌系統(tǒng)的經(jīng)典例子。對(duì)于三體問(wèn)題，沒(méi)有確切的解決方案，因此，這是研究系統(tǒng)可預(yù)測(cè)性的好方法。

如您所料，改變初始條件可以得到截然不同的結(jié)果。隨著時(shí)間的流逝，微小的差異會(huì)導(dǎo)致較大的差異。幾十年來(lái)，我們已經(jīng)對(duì)混沌系統(tǒng)了如指掌。但是研究小組發(fā)現(xiàn)，最小的變化會(huì)導(dǎo)致較大的差異。當(dāng)他們將偏移量減小到一塊木板的長(zhǎng)度時(shí)，大多數(shù)模擬仍保持真正的一致性，但其中約5%仍存在很大差異。