Vai laiks pastāv? Fiziķa perspektīva

Laiks tas, protams, ir ļoti sarežģīts temats fizika, un ir cilvēki, kuri uzskata, ka laika patiesībā nav. Viens kopīgs viņu izmantotais arguments ir tas, ka Einšteins pierādīja, ka viss ir relatīvs, tāpēc laikam nav nozīmes. Pārdotākajā grāmatā Noslēpums, autori saka: "Laiks ir tikai ilūzija." Vai tā ir patiesība? Vai laiks ir tikai mūsu iztēles izdomājums?

Fiziku vidū nav nekādu šaubu, ka laiks patiešām pastāv. Tā ir izmērāma, novērojama parādība. Fiziķi ir tikai nedaudz sadalīti jautājumā par to, kas izraisa šo eksistenci, un ko nozīmē teikt, ka tā eksistē. Patiešām, šis jautājums robežojas ar metafizikas un ontoloģijas (eksistences filozofijas) jomu tāpat kā tas attiecas uz stingri empīriskiem jautājumiem par laiku, kuru risināšanai fizika ir labi sagatavota.

Frāzi “laika bultiņa” 1927. gadā radīja sers Artūrs Eddingtons un popularizēja savā 1928. gada grāmatā Fiziskās pasaules daba. Būtībā laika bulta ir ideja, ka laiks plūst tikai vienā virzienā pretstatā kosmosa dimensijām, kurām nav vēlamās orientācijas. Eddingtons norāda trīs īpašus punktus attiecībā uz laika bultu:

1. To spilgti atzīst apziņa.
2. To uzstāj arī mūsu argumentācijas fakultāte, kas mums saka, ka bultas pagriešana padarīs ārējo pasauli bezjēdzīgu.
3. Fiziskajā zinātnē tas netiek parādīts, izņemot vairāku indivīdu organizācijas izpēti. Ar bultiņu norāda izlases elementa progresīvā pieauguma virzienu.

Pirmie divi punkti noteikti ir interesanti, bet tas ir trešais punkts, kas uztver laika bultiņas fiziku. Laika bultas atšķirīgais faktors ir tas, ka tā norāda pieauguma virzienā entropija, par Otrais termodinamikas likums. Lietas mūsu Visumā mazinās kā dabisku, uz laiku balstītu procesu gaita... bet viņi spontāni neatgūst kārtību bez liela darba.

Tomēr ir dziļāks līmenis, ko Eddingtons saka trešajā punktā, un tas ir tas, ka "Tas fizikālajā zinātnē neliecina, izņemot ..." Ko tas nozīmē? Fizikā laiks ir visur!

Lai gan tā noteikti ir taisnība, kuriozs ir tas, ka fizikas likumi ir “laika atgriezeniski”, tas ir teikt, ka paši likumi izskatās tā, it kā tie darbotos lieliski, ja Visumā spēlētu atpakaļgaitā. No fizikas viedokļa nav īsta iemesla, kāpēc laika bultiņai noteikti vajadzētu virzīties uz priekšu.

Visbiežākais skaidrojums ir tāds, ka ļoti tālā pagātnē Visumam bija augsta kārtības pakāpe (vai zema entropija). Sakarā ar šo "robežnosacījumu" dabas likumi ir tādi, ka entropija nepārtraukti palielinās. (Šis ir pamatarguments, kas izvirzīts Sean Carroll 2010. gada grāmatā No mūžības līdz šejienei: Laika teorijas meklējumi, lai gan viņš dodas tālāk, lai ierosinātu iespējamos skaidrojumus, kāpēc Visums varētu būt aizsācies ar tik lielu kārtību.)

Viens no izplatītajiem kļūdainajiem uzskatiem, ko izplata neskaidra diskusija par relativitātes raksturu un citu ar laiku saistīto fiziku, ir tāds, ka laiks faktiski neeksistē. Tas ir sastopams vairākās jomās, kuras parasti klasificē kā pseidozinātnes vai pat misticismu, bet es šajā rakstā vēlētos pievērsties vienam konkrētam izskatam.

Vislabāk pārdotajā pašpalīdzības grāmatā (un video) Noslēpums, autori izvirzīja priekšstatu, ka fiziķi ir pierādījuši, ka laika nav. Apsveriet dažas no šīm rindkopām no sadaļas "Cik ilgs laiks paiet?" nodaļā “Kā izmantot noslēpumu” no grāmatas:

"Laiks ir tikai ilūzija. Einšteins mums to pateica. "

"Tas, ko mums saka kvantu fiziķi un Einšteins, ir tas, ka viss notiek vienlaicīgi."

"Visumam nav laika, un Visumam nav lieluma."

Visi trīs iepriekš minētie apgalvojumi ir kategoriski nepatiesi, saskaņā ar lielākā daļa fiziķi (īpaši Einšteins!). Laiks faktiski ir neatņemama Visuma sastāvdaļa. Kā jau minēts iepriekš, ļoti lineārā laika jēdziens ir saistīts ar Otrā likuma jēdzienu Termodinamika, ko daudzi fiziķi uzskata par vienu no vissvarīgākajiem likumiem visās fizika! Bez laika kā reāla Visuma īpašuma Otrais likums kļūst bezjēdzīgs.

Patiesība ir tā, ka Einšteins pierādīja, izmantojot savu relativitātes teorija, tas pats par sevi nebija absolūts daudzums. Laiks un telpa drīzāk tiek apvienoti ļoti precīzi, veidojot telpu-laiku, un šis telpas-laiks ir absolūts mērs, ko var izmantot - atkal ļoti precīzi, matemātiski - noteikt, kā dažādi fizikālie procesi dažādās vietās mijiedarbojas ar katru citi.

Tā tas notiek nē nozīmē, ka tomēr viss notiek vienlaikus. Faktiski Einšteins stingri ticēja, balstoties uz pierādījumiem par viņa vienādojumiem (piemēram, E = mc²) - ka nekāda informācija nevar pārvietoties ātrāk par gaismas ātrumu. Katrs telpas-laika punkts ir ierobežots tādā veidā, kādā tas var sazināties ar citiem telpas-laika reģioniem. Ideja, ka viss notiek vienlaicīgi, ir tieši pretrunā ar Einšteina izstrādātajiem rezultātiem.

Šī un citas fizikas kļūdas Noslēpums ir pilnīgi saprotami, jo patiesībā šīs ir ļoti sarežģītas tēmas, un fiziķiem tās nav obligāti pilnībā jāsaprot. Tomēr tikai tāpēc, ka fiziķiem nebūt nav pilnīgas izpratnes par tādu jēdzienu, kāds ir laikam nozīmē, ka ir pareizi apgalvot, ka viņiem nav laika izpratnes, vai ka viņi ir norakstījuši visu jēdzienu kā nereāls. Viņiem, protams, nav.

Vēl vienu sarežģītību laika izpratnē parāda Lī Smolina 2013. gada grāmata Atdzimis laiks: no fizikas krīzes līdz Visuma nākotnei, kurā viņš apgalvo, ka zinātne (kā apgalvo mististi) laiku uztver kā ilūziju. Tā vietā viņš domā, ka mums laiks jāuztver kā faktiski reāls daudzums, un, ja mēs to uztveram nopietni, mēs atklāsim fizikas likumus, kas laika gaitā attīstās. Atliek redzēt, vai šī pievilcība reāli radīs jaunu ieskatu fizikas pamatos.

Rediģēja Anne Marie Helmenstine, Ph.