Ar laikas egzistuoja? Fiziko perspektyva

Laikas yra, be abejo, labai sudėtinga tema fizika, ir yra žmonių, kurie mano, kad laiko iš tikrųjų nėra. Vienas bendras jų naudojamas argumentas yra tas, kad Einšteinas įrodė, kad viskas yra santykinė, todėl laikas neturi reikšmės. Bestselerių knygoje Paslaptis, autoriai sako: „Laikas yra tik iliuzija“. Ar tai tiesa? Ar laikas yra tik mūsų fantazijos vaisius?

Tarp fizikų nėra jokios abejonės, kad laikas iš tikrųjų egzistuoja. Tai išmatuojamas, stebimas reiškinys. Fizikai yra šiek tiek pasiskirstę dėl to, kas sukelia šį egzistavimą, ir ką reiškia pasakyti, kad jis egzistuoja. Iš tikrųjų šis klausimas metafizikos ir ontologijos (egzistencijos filosofijos) sritį riboja kaip tiek, kiek tai susiję su griežtai empiriniais klausimais apie laiką, kurį fizika turi pakankamai galimybių spręsti.

Frazę „laiko strėlė“ 1927 m. Sukūrė seras Arthuras Eddingtonas ir išpopuliarino savo 1928 m. Knygoje Fizinio pasaulio prigimtis. Iš esmės laiko rodyklė yra idėja, kad laikas teka tik viena kryptimi, priešingai nei erdvės matmenys, kurie neturi pageidaujamos orientacijos. Laiko strėle Eddingtonas nurodo tris konkrečius dalykus:

1. Tai ryškiai atpažįsta sąmonė.
2. To reikalauja ir mūsų samprotavimo fakultetas, kuris mums sako, kad strėlės pakeitimas išorinį pasaulį padarys beprasmį.
3. Fiziniame moksle tai neatrodo, išskyrus daugelio asmenų organizacijos tyrimą. Čia rodyklė nurodo laipsniško atsitiktinio elemento didėjimo kryptį.

Pirmieji du taškai yra tikrai įdomūs, tačiau trečiasis taškas užfiksuoja laiko fizikos strėlę. Skiriamasis laiko strėlės veiksnys yra tas, kad jis rodo didėjimo kryptį entropija, už Antrasis termodinamikos dėsnis. Daiktai mūsų visatoje nyksta kaip natūralių, laiko atžvilgiu vykstančių procesų kursas... tačiau jie be didelių darbų spontaniškai neatgauna tvarkos.

Tačiau giliau yra tai, ką sako Eddingtonas trečiame punkte, ir tai yra tas, kad „fiziniame moksle jis neatrodo kitaip, išskyrus ...“ Ką tai reiškia? Laikas fizikoje yra visur!

Nors tai tikrai tiesa, įdomu tai, kad fizikos dėsniai yra „grįžtami laiko atžvilgiu“, tai yra pasakyti, kad patys įstatymai atrodo taip, lyg jie puikiai veiktų, jei būtų žaidžiama Visatoje atvirkštinė. Fizikos požiūriu nėra jokios tikrosios priežasties, kodėl laiko rodyklė būtinai turėtų judėti pirmyn.

Dažniausias paaiškinimas yra tas, kad labai tolimoje praeityje Visatoje buvo aukštas tvarkos laipsnis (arba maža entropija). Dėl šios „ribinės būklės“ gamtos dėsniai yra tokie, kad entropija nuolat didėja. (Tai yra pagrindinis argumentas, išdėstytas 2010 m. Sean Carroll knygoje Nuo amžinybės iki čia: galutinės laiko teorijos ieškojimas, nors jis eina toliau siūlydamas galimus paaiškinimus, kodėl visata galėjo pradėti nuo tiek daug tvarkos.)

Vienas bendras klaidingas požiūris, kurį skleidžia neaiški diskusija apie reliatyvumo pobūdį ir kitą su laiku susijusią fiziką, yra tai, kad laiko iš tikrųjų nėra. Tai susiduria su daugeliu sričių, kurios paprastai klasifikuojamos kaip pseudomokslai ar net misticizmas, tačiau šiame straipsnyje norėčiau atkreipti dėmesį į vieną konkrečią išvaizdą.

Geriausiai parduodamoje savipagalbos knygoje (ir vaizdo įraše) Paslaptis, autoriai iškėlė mintį, kad fizikai įrodė, kad laikas neegzistuoja. Apsvarstykite keletą toliau pateiktų eilučių iš skyriaus „Kiek tai užtruks?“ skyriuje „Kaip naudotis paslaptimi“ iš knygos:

„Laikas yra tik iliuzija. Einšteinas mums tai pasakė “.

„Tai, ką mums sako kvantų fizikai ir Einšteinas, yra tai, kad viskas vyksta vienu metu“.

"Visatai nėra laiko ir nėra visatos dydžio."

Visi trys minėti teiginiai yra kategoriškai klaidingi, anot dauguma fizikai (ypač Einšteinas!). Laikas iš tikrųjų yra neatsiejama visatos dalis. Kaip minėta anksčiau, labai linijinė laiko samprata yra susieta su Antrojo Įstatymo samprata Termodinamika, kurią daugelis fizikų laiko vienu iš svarbiausių įstatymų visuose fizika! Laikas, kaip tikra visatos nuosavybė, Antrasis įstatymas netenka prasmės.

Tiesa ta, kad Einšteinas įrodė per savo Reliatyvumo teorija, pats laikas nebuvo absoliutus kiekis. Laikas ir erdvė, veikiau, yra labai tiksliai sujungti, formuojant erdvę-laiką, ir šis erdvės-laikas yra absoliuti priemonė, kurią galima naudoti - labai tiksliai, matematiškai - nustatyti, kaip skirtingi fizikiniai procesai skirtingose ​​vietose sąveikauja tarpusavyje kita.

Tai daro ne reiškia, kad vis dėlto viskas vyksta vienu metu. Tiesą sakant, Einšteinas tvirtai tikėjo - remdamasis savo lygčių įrodymais (tokiais kaip E = mc²) - kad jokia informacija negali keliauti greičiau nei šviesos greitis. Kiekvienas erdvės-laiko taškas yra ribotas taip, kaip jis gali susisiekti su kitais erdvės-laiko regionais. Idėja, kad viskas vyksta vienu metu, visiškai prieštarauja Einšteino sukurtiems rezultatams.

Ši ir kitos fizikos klaidos Paslaptis yra visiškai suprantami, nes tai yra labai sudėtingos temos ir nebūtinai fizikai jas supranta visiškai. Tačiau vien todėl, kad fizikai nebūtinai turi visiškai suprasti tokią sąvoką, kokia nėra laiko reiškia, kad teisinga sakyti, kad jie nesupranta laiko, arba kad jie nurašė visą sąvoką kaip nerealus. Jie tikriausiai to neturi.

Kitas laiko supratimo komplikacijas rodo Lee Smolin 2013 m. Knyga Laikas atgimęs: nuo fizikos krizės iki visatos ateities, kuriame jis teigia, kad mokslas laiko (kaip teigia mistikai) laiką traktuoja kaip iliuziją. Vietoj to, jis mano, kad laiką turėtume vertinti kaip iš tikrųjų realų kiekį ir, jei į tai žiūrėsime rimtai, atskleisime bėgant laikui atsirandančius fizikos dėsnius. Lieka išsiaiškinti, ar šis kreipimasis iš tikrųjų suteiks naujų įžvalgų apie fizikos pagrindus.

Redaguota Anne Marie Helmenstine, Ph.