Kas aeg eksisteerib? Füüsiku perspektiiv

Aeg on kindlasti väga keeruline teema Füüsika, ja on inimesi, kes usuvad, et aega tegelikult ei eksisteeri. Üks levinud argument, mida nad kasutavad, on see, et Einstein tõestas, et kõik on suhteline, seega pole aeg ebaoluline. Enimmüüdud raamatus Saladus, ütlevad autorid: "Aeg on lihtsalt illusioon." Kas see on tõsi? Kas aeg on vaid meie kujutlusvõime joonis?

Füüsikute seas pole tõelist kahtlust, et aeg eksisteerib tõepoolest. See on mõõdetav, jälgitav nähtus. Füüsikud jagunevad natuke selle üle, mis selle olemasolu põhjustab ja mida tähendab öelda, et see on olemas. Tõepoolest, see küsimus piirdub metafüüsika ja ontoloogia valdkonnaga (eksisteerimise filosoofia) kui samamoodi nagu rangelt empiiriliste küsimustega aja kohta, mille lahendamiseks füüsika on hästi varustatud.

Fraasi "aja nool" lõi 1927. aastal Sir Arthur Eddington ja populariseeris oma 1928. aasta raamatus Füüsilise maailma olemus. Põhimõtteliselt on aja nool idee, et aeg voolab ainult ühes suunas, mitte ruumi mõõtmetele, millel pole eelistatud orientatsiooni. Eddington toob aja noole suhtes välja kolm konkreetset punkti:

1. Teadvus tunnistab seda ilmekalt.
2. Seda nõuavad ka meie mõttekäigud, mis ütlevad meile, et noole pööramine muudaks välismaailma mõttetuks.
3. See ei paista füüsikalises teaduses silma peale paljude indiviidide korralduse uurimist. Siin näitab nool juhusliku elemendi järkjärgulise suurenemise suunda.

Kaks esimest punkti on kindlasti huvitavad, kuid see on kolmas punkt, mis lööb aegade füüsika noole. Aja noole eristav tegur on see, et see osutab suurenemise suunas entroopia, kohta Termodünaamika teine ​​seadus. Asjad meie universumis lagunevad looduslike, ajapõhiste protsesside käiguna... kuid nad ei saa spontaanselt korda ilma suurema tööta.

Seal on siiski sügavam tase, mida Eddington ütleb punktis 3, ja see on see, et "See ei avaldu füüsilises teaduses, välja arvatud ..." Mida see tähendab? Aeg on füüsikas kõikjal!

Kuigi see on tõepoolest tõsi, on kurioosne see, et füüsikaseadused on "aeg pöörduvad", see on öelda, et seadused ise näevad välja nii, nagu need toimiksid suurepäraselt, kui universumis mängitaks sisse tagurpidi. Füüsika seisukohast pole tõelist põhjust, miks aja nool peaks tingimata edasi liikuma.

Kõige tavalisem seletus on see, et väga kauges minevikus oli universumis kõrge aste (või madal entroopia). Selle "piirtingimuse" tõttu on loodusseadused sellised, et entroopia kasvab pidevalt. (See on Sean Carrolli 2010. aasta raamatus välja toodud põhiargument) Igavikust siia: aja lõpliku teooria otsing, kuigi ta läheb kaugemale, pakkudes välja võimalikke seletusi, miks universum võis alguse saada nii suurest järjekorrast.)

Relatiivsuse olemuse ja muu ajaga seotud füüsika ebaselge arutelu käigus levinud ekslik arusaam on, et aega tegelikult ei eksisteeri üldse. See puutub kokku paljudes valdkondades, mida tavaliselt klassifitseeritakse pseudoteadusteks või isegi müstikaks, kuid tahaksin käsitleda selle artikli ühte konkreetset välimust.

Enimmüüdud eneseabiraamatus (ja videos) Saladus, panid autorid välja arvamuse, et füüsikud on tõestanud, et aega pole olemas. Vaatleme mõnda järgmistest ridadest jaotisest "Kui kaua see aega võtab?" peatükis "Kuidas saladust kasutada":

"Aeg on lihtsalt illusioon. Einstein ütles meile seda. "

"Mida kvantfüüsikud ja Einstein meile ütlevad, on see, et kõik toimub üheaegselt."

"Universumi jaoks pole aega ja Universumi jaoks pole ka suurust."

Kõik kolm ülaltoodud väidet on kategooriliselt vale kõige rohkem füüsikud (eriti Einstein!). Aeg on tegelikult universumi lahutamatu osa. Nagu varem mainitud, on väga lineaarne aja mõiste seotud Austraalia teise seaduse mõistega Termodünaamika, mida paljud füüsikud peavad üheks kõige olulisemaks seaduseks kõigis Füüsika! Ilma ajata universumi pärisomandina muutub teine ​​seadus mõttetuks.

Tõsi on see, et Einstein tõestas oma kaudu relatiivsusteooria, see aeg iseenesest polnud absoluutne kogus. Pigem ühendab aeg ja ruum ruumi-aja moodustamiseks väga täpselt ning see ruumi-aeg on absoluutne mõõde, mida saab kasutada - jällegi väga täpselt, matemaatiliselt - et teha kindlaks, kuidas erinevad füüsikalised protsessid erinevates kohtades üksteisega suhtlevad muud.

Sellega saab hakkama mitte tähendavad, et kõik toimub siiski üheaegselt. Tegelikult uskus Einstein kindlalt - tuginedes tõenditele oma võrrandite kohta (näiteks E = mc²) - see, et ükski teave ei saa liikuda kiiremini kui valguse kiirus. Ruumi-aja iga punkt on piiratud viisil, millega see suudab suhelda ruumi-aja teiste piirkondadega. Idee, et kõik toimub üheaegselt, on täpselt vastuolus Einsteini väljatöötatud tulemustega.

See ja muud füüsikalised vead Saladus on täiesti arusaadavad, kuna tegelikult on need väga keerulised teemad ja füüsikud ei pea neid tingimata täielikult mõistma. Kuid lihtsalt sellepärast, et füüsikutel pole tingimata täielikku arusaama sellisest kontseptsioonist nagu aeg tähendab, et on õige öelda, et neil pole ajast aru või et nad on kogu kontseptsiooni maha kirjutanud ebareaalne. Nad pole seda kindlasti teinud.

Veel ühte komplitseerimist aja mõistmisel näitab Lee Smolini 2013. aasta raamat Aeg uuestisündinud: füüsika kriisist universumi tulevikku, milles ta väidab, et teadus käsitleb (nagu müstikud väidavad) aega illusioonina. Selle asemel arvab ta, et peaksime käsitlema aega põhimõtteliselt reaalse kogusena ja kui võtame seda sellisena tõsiselt, paljastame aja jooksul arenevad füüsikaseadused. Jääb üle vaadata, kas see pöördumine toob tegelikult kaasa uue ülevaate füüsika alustest.

Toimetanud Anne Marie Helmenstine, Ph.