记忆系统、认知时间箭头与第二定律

认知时间箭头是指我们对过去的知识似乎既在种类上不同于、也比对未来的知识更详尽这一事实。正如其他时间箭头一样，人们常推测认知箭头源于热力学第二定律。在本文中，我们使用一个完全形式化的框架来研究认知时间箭头。我们首先将记忆系统定义为任何其当前状态能够提供关于外部世界在非当前某时刻状态信息的物理系统。然后我们在我们的宇宙中识别出两类记忆系统，以及第一类的一个重要特例，我们将其区分为第三类记忆系统。我们表明，这两类记忆系统具有时间对称性，能够提供关于过去和未来的知识。然而，第三类记忆系统在我们宇宙中发现的所有实例中都利用了热力学第二定律。其结果是，在我们的宇宙中，这类记忆系统只提供关于过去的信息。最后，我们论证人类记忆即属这第三类，从而完成该论证。我们的分析得益于 Wolpert 1992 的先前工作，但在若干方面扩展并改进了该工作。