توهم زمان

توهم زمان

به گفته فیزیکدان نظری کارلو روولی، زمان یک توهم است: درک ساده لوحانه ما از جریان آن با واقعیت فیزیکی مطابقت ندارد.برای مظالعه کامل مقاله با مجله علمی آندرومدامگ همراه باشید.

در واقع، همانطور که روولی در «نظم زمان» استدلال می‌کند، خیلی چیزهای بیشتری توهم‌آمیز است، از جمله تصویر آیزاک نیوتن از یک ساعت با تیک تاک جهانی. حتی فضا-زمان نسبیتی آلبرت انیشتین – یک منیفولد الاستیک که به گونه‌ای منقبض می‌شود که زمان‌های محلی بسته به سرعت نسبی یا نزدیکی فرد به یک جرم متفاوت است – فقط یک ساده‌سازی مؤثر است.

بنابراین، روولی فکر می کند واقعاً چه اتفاقی می افتد؟ او معتقد است که واقعیت فقط یک شبکه پیچیده از رویدادها است که ما توالی هایی از گذشته، حال و آینده را بر آن طرح می کنیم. کل جهان از قوانین مکانیک کوانتومی و ترمودینامیک پیروی می کند که زمان از آن بیرون می آید.

روولی یکی از خالقان و قهرمانان نظریه گرانش کوانتومی حلقه، یکی از چندین تلاش مداوم برای تطبیق مکانیک کوانتومی با نسبیت عام است. برخلاف نظریه ریسمان معروف‌تر، گرانش کوانتومی حلقه سعی نمی‌کند «نظریه همه چیز» باشد که از آن بتوانیم تمام فیزیک ذرات و گرانش را تولید کنیم. با این وجود، دستور کار آن برای پیوستن به این دو قانون اساسی متفاوت بسیار جاه طلبانه است.

روولی در کنار و با الهام از کار خود در گرانش کوانتومی، ایده “فیزیک بدون زمان” را مطرح می کند. این از این واقعیت ناشی می شود که برخی از معادلات گرانش کوانتومی (مانند معادله ویلر-دیویت، که حالت های کوانتومی را به کیهان اختصاص می دهد) را می توان بدون هیچ اشاره ای به زمان نوشت.

همانطور که روولی توضیح می دهد، وجود ظاهری زمان – در ادراکات ما و در توصیفات فیزیکی که به زبان های ریاضی نیوتن، انیشتین و اروین شرودینگر نوشته شده است – نه از دانش، بلکه از نادانی ناشی می شود. “به جلو در زمان” جهتی است که در آن آنتروپی افزایش می یابد و در آن اطلاعات به دست می آوریم.

کتاب به سه بخش تقسیم شده است. روولی در کتاب اول، «فروپاشی زمان» تلاش می‌کند نشان دهد که چگونه نظریه‌های فیزیک تثبیت شده ایده‌های عقل سلیم ما را تجزیه می‌کنند. انیشتین به ما نشان داد که زمان فقط یک بعد چهارم است و هیچ چیز خاصی در مورد «اکنون» وجود ندارد. حتی “گذشته” و “آینده” همیشه به خوبی تعریف نشده اند. چکش‌خواری فضا و زمان به این معناست که دو رویدادی که دور از هم اتفاق می‌افتند، ممکن است حتی در یک ترتیب زمانی که توسط یک ناظر مشاهده می‌شود، و در جهت مخالف زمانی که توسط ناظری مشاهده می‌شود، اتفاق بیفتد.

روولی توصیف های خوبی از فیزیک کلاسیک نیوتن و لودویگ بولتزمن و فیزیک مدرن از طریق دریچه های اینشتین و مکانیک کوانتومی ارائه می دهد. تشابهاتی با ترمودینامیک و نظریه احتمال بیزی وجود دارد که هر دو بر مفهوم آنتروپی تکیه دارند، و بنابراین ممکن است برای استدلال اینکه جریان زمان یک ویژگی ذهنی جهان است، نه بخشی عینی از توصیف فیزیکی، استفاده شود.

اما من با جزئیات برخی از اظهارات روولی مخالفت می کنم. برای مثال، دور از اطمینان است که فضا-زمان کوانتیزه شده است، به این معنا که فضا و زمان در حداقل طول ها یا دوره ها بسته بندی می شوند (طول یا زمان پلانک). در عوض، درک ما در آن فواصل بسیار کوچکی که برای توضیح چیزها به مکانیک کوانتومی و نسبیت نیاز داریم، بیشتر می شود.

روولی در بخش دوم، «دنیای بدون زمان» این ایده را مطرح می‌کند که رویدادها (فقط یک کلمه برای زمان و مکان معینی که ممکن است اتفاقی در آن رخ دهد)، به جای ذرات یا میدان‌ها، اجزای اصلی جهان هستند. وظیفه فیزیک توصیف روابط بین آن رویدادها است: همانطور که روولی اشاره می کند، “طوفان یک چیز نیست، مجموعه ای از اتفاقات است.” در سطح ما، هر یک از آن رویدادها مانند برهمکنش ذرات در یک موقعیت و زمان خاص به نظر می رسد. اما زمان و مکان خود واقعاً فقط از تعاملاتشان و شبکه علیت بین آنها آشکار می شود.

در بخش پایانی، «منابع زمان»، روولی چگونگی پیدایش توهمات ما را از جنبه‌های ترمودینامیک و مکانیک کوانتومی بازسازی می‌کند. او استدلال می کند که درک ما از جریان زمان کاملاً به ناتوانی ما در دیدن جهان با تمام جزئیات آن بستگی دارد. عدم قطعیت کوانتومی به این معنی است که ما نمی توانیم موقعیت و سرعت همه ذرات در جهان را بدانیم. اگر می توانستیم، نه آنتروپی وجود داشت و نه گشودگی زمان. روولی این “فرضیه زمان حرارتی” را با ریاضیدان فرانسوی آلن کونس آغاز کرد.

نظم زمان کتابی فشرده و شیک است. هر فصل با یک قصیده مناسب از شاعر کلاسیک لاتین هوراس شروع می شود – من به ویژه “محاسبات مبهم را انجام ندهید” را دوست داشتم. و نوشته‌ای که اریکا سگره و سایمون کارنل از ایتالیایی ترجمه کرده‌اند، شیک‌تر از آن در اکثر کتاب‌های فیزیک است. روولی به خوبی افکار فیلسوفان مارتین هایدگر و ادموند هوسرل، امیل دورکیم جامعه شناس و ویلیام جیمز روانشناس، همراه با فیلسوفان مورد علاقه فیزیکدانان مانند هیلاری پاتنم و ویلارد ون اورمان کواین را وارد می کند. گاهی اوقات، نوشته به سمت شکوفایی می رود. به عنوان مثال، روولی بخش پایانی خود را به عنوان “ماگمای آتشین ایده ها، گاهی روشنگر، گاهی گیج کننده” توصیف می کند.

در نهایت، مطمئن نیستم که ایده‌های روولی، در مورد گرانش کوانتومی حلقه یا فرضیه زمان حرارتی را بخرم. و این کتاب به تنهایی اطلاعات کافی برای قضاوت در اختیار خواننده عادی قرار نمی دهد. با این حال، نظم زمان موضوعات بزرگی را مطرح و بررسی می‌کند که در فیزیک مدرن بسیار زنده هستند و ارتباط نزدیکی با نحوه مشاهده و مشارکت موجودات محدود ما در جهان دارند. توهم زمان چیزی است که نیاز به درک دارد در واقع توهم زمان یعنی اینکه اصلا ساعت و عقربه معنایی ندارد پس باید حواستان باشد که توهم زمان باید از بعد فیزیکی مورد بررسی قرار گیرد.