الوقت ماض عظيم ، مستقبل غير مؤكد
نحن جميعًا نعتبر أن سهم الوقت دائمًا يشير إلى المستقبل. في نظام منفصل عن مصدر خارجي للطاقة - وهذا ، على ما يبدو ، هو كوننا - يتغير كل شيء من مرتب إلى مضطرب.
كما هو مطبق على قوانين الديناميكا الحرارية ، فإن مبدأ تدفق الوقت على طول السهم يعني أنه لا يمكنك وضع جسم ساخن في غرفة باردة وتوقعه أن يصبح أكثر برودة ، والجسم أكثر سخونة. أظهرت تجارب مختلفة أنه حتى على المستوى الكمي ، يعتمد سلوك الجسيمات بشكل كبير على الظروف الأولية. بمعنى آخر ، يتحركون في الاتجاه الذي اعتدنا عليه بمرور الوقت.
في الآونة الأخيرة ، ومع ذلك ، هناك المزيد والمزيد من العلامات على وجود خطأ ما في فهمنا للوقت. ربما لا يكفي الشك في وجودها على الإطلاق ، ولكن التفكير في كيفية فهمها - هذا أمر مؤكد.
لا توجد تدفئة في حالة التشابك
قررت مجموعة من علماء الفيزياء في جامعة ABC الفيدرالية في البرازيل مؤخرًا دراسة الكلوروفورم ، الذي يتكون من ذرة كربون مرتبطة بذرة هيدروجين وثلاث ذرات كلور. استخدم العلماء مجالًا مغناطيسيًا قويًا والأسيتون للتلاعب بخصائص المكونات الذرية. سمح لهم ذلك "بالاستماع" إلى سلوك الجسيمات مع زيادة تدريجية في طاقة النوى بسبب تأثير الرنين المغناطيسي. وفقًا لقاعدة سهم الزمن ، يجب أن تعطي النوى الذرية "التسخين" طاقة الحركات الفوضوية للذرات الأكثر برودة حتى تصبح حالة الطاقة الكلية متساوية.
كيف نفهم الوقت؟
في ظل الظروف العادية ، كان من الممكن أن يحدث هذا. ومع ذلك ، وجد الباحثون استثناءً مثيرًا للاهتمام - حالة ترتبط فيها الجسيمات ببعضها البعض. لقد أدى الارتباط الجسيمي إلى تغيير طريقة توزيع الطاقة بين الأجسام بشكل كبير مقارنة بما يحدث عادةً. أصبحت نوى الهيدروجين المتحمسة "أكثر سخونة" وأصبح شريكها الكربوني المتشابك الأكثر برودة "أكثر برودة".
كما استنتج مؤلفو التجربة ، فإن هذه النتائج متكافئة من الناحية الديناميكية الحرارية العودة إلى الماضي على نطاق صغير جدًا ، ولكن لا يزال في عالمنا ، حيث يُزعم أن قاعدة مرور الوقت "مقدسة". كتب الباحثون في ورقة بحثية نُشرت في مستودع arXiv.org: "إننا نشهد تدفقًا تلقائيًا للحرارة من نظام بارد إلى نظام ساخن".
السهم النفسي والديناميكي الحراري
ستيفن هوكينغ في كتابه A Brief History of Time ، كتب أن الاضطراب يزداد بمرور الوقت لأننا نقيس الوقت في الاتجاه الذي يزداد فيه الاضطراب. هذا يعني أن لدينا بعض الخيارات ، أنه يمكننا ، على سبيل المثال ، أن نلاحظ أولاً شظايا الزجاج المكسور المتناثرة على الأرض ، ثم لحظة اصطدام الزجاج بالأرض ، ثم الزجاج في الهواء ، وأخيراً في اليد من شخص يمسك به. لا توجد قاعدة علمية مفادها أن "السهم النفسي للوقت" يجب أن يسير في نفس اتجاه السهم الديناميكي الحراري ، ويزداد إنتروبيا النظام. ومع ذلك ، يعتقد العديد من العلماء أن هذا يرجع إلى حدوث تغيرات نشطة في دماغ الإنسان ، على غرار تلك التي نلاحظها في الطبيعة. يمتلك الدماغ الطاقة اللازمة للتصرف والمراقبة والعقل ، لأن "المحرك" البشري يحرق الوقود والغذاء ، وكما هو الحال في محرك الاحتراق الداخلي ، فإن هذه العملية لا رجوع فيها.
ومع ذلك ، هناك حالات عندما ، مع الحفاظ على اتجاه واحد للسهم النفسي للوقت في أنظمة مختلفة الانتروبيا يرتفع وينخفض - على سبيل المثال ، عند تخزين البيانات في ذاكرة الكمبيوتر. تنتقل وحدات الذاكرة في الجهاز من حالة غير مرتبة إلى ترتيب كتابة على القرص. وبالتالي ، يتم تقليل الانتروبيا في الكمبيوتر. ومع ذلك ، فإن أي فيزيائي سيقول أنه من وجهة نظر الكون ككل ، فإنه ينمو ، لأنه يتطلب طاقة للكتابة على قرص ، وهذه الطاقة تتبدد على شكل حرارة تولدها آلة. هناك مقاومة "نفسية" طفيفة لقوانين الفيزياء المعمول بها هنا. يصعب علينا اعتبار أن ما يخرج من ضوضاء من المروحة أهم من تسجيل عمل أو قيمة أخرى في الذاكرة.
بالفعل في عام 1967 كان هناك معادلة ويلر ديويتمما يعني أنه لم يكن هناك وقت على هذا النحو. كانت محاولة للجمع رياضيًا بين أفكار ميكانيكا الكم والنسبية العامة ، وهي خطوة نحو نظرية الجاذبية الكمية ، أي. رغب جميع العلماء في نظرية كل شيء. فقط في عام 1983 فعلت الفيزياء صفحة دون i وليام ووثرز اقترح تفسيرًا يمكن بموجبه التحايل على مشكلة الوقت باستخدام هذا المفهوم تشابك الكم. اقترحوا مفهوم أنه يمكن قياس خصائص النظام المحدد بالفعل فقط. من وجهة نظر رياضية ، فإن اقتراحهم يعني أن الساعة لا تعمل بمعزل عن النظام وتبدأ فقط عندما تتشابك مع كون معين.
هل هو مجرد وهم؟
هل من الممكن تفسير نظرية الكم بشكل متماثل في الزمن ، دون السماح بتأثير الحاضر على الماضي؟ يسأل في أطروحة نشرت في وقائع الجمعية الملكية ماثيو س أوراز ماثيو ف.بوزي. إذا كانت مثل هذه النظرية يجب أن تكون متماثلة ، والفيزيائيين يهتمون ، إذن ، لسوء الحظ ، يجب أن تكون الإمكانية المذكورة أعلاه موجودة.
المشجعين ليس لديهم مشكلة في العد نظرية الكون المتعددكما يمكن رؤيته بالفعل في مفهوم Page and Wouters. تم حل مشكلة التناظر فيه جيدًا ، ولشرح الظواهر لا داعي لإعادة سهم الزمن إلى الوراء. كل ما في الأمر أن النتائج المختلفة للتجارب هي مكافئة لعوالم مختلفة يمكن للجسيم أن يتصرف فيها بطريقة أو بأخرى.
نموذج تجربة الكلوروفورم
عالم فيزياء بريطاني جوليان بربور كتب عدة كتب عن الوقت مجرد وهم. أشهرها نهاية الزمن: الثورة التالية في فهمنا للكون ، 1999. يقول باربور إن الكون ، عندما يتكون من تكوينات متقلبة للمادة ، يعطي الانطباع بأن الوقت يمر. تيار الوعي والشعور بالحاضر ، الذي يدوم لحوالي ثانية ، يحدث كل شيء في أذهان الناس. تمتلك أدمغتنا معلومات عن الماضي القريب ، ولكن ليس نتيجة لعلاقة سببية تعود إلى التكوينات السابقة. بدلا من ذلك ، إنها سمة من سمات التفكير ، ربما من الضروري أن تفكر فيها على الإطلاق.
بربور يلاحظ ذلك اينشتاين كتب في إحدى رسائله الأخيرة: "الناس مثلنا الذين يؤمنون بالفيزياء يعرفون أن الفرق بين الماضي والحاضر والمستقبل ليس سوى وهم دائم." تعتبر آراء بربور "علمًا على حافة الهاوية" ، لكن العديد من الفيزيائيين الجادين (بما في ذلك الشخصيات المعروفة مثل لي سمولين i ليوبوش موتل) تعتبر "مثيرة للاهتمام" وليست "مجنونة". هناك بعض الأناقة في مفهوم الخلود ، وهذا هو السبب في أنه يناشد الفيزيائيين.
وفقًا للمنظرين الذين واصلوا فكر بربور ، فإن الوقت هو مفهوم اخترعه الإنسان حتى نتمكن من التمييز بين ما هو "الآن" وما نعتبره "الماضي". يظل مفهوم الوقت مجرد وهم في أذهاننا ، لأنه في الواقع كل ما كان وسيحدث يحدث في كل لحظة. قبل عامين ، أدلى بهذا التصريح مجموعة من علماء الفيزياء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
يدعي هؤلاء العلماء أن الكون مكون من "كتل" يرتبط فيها الزمان والمكان ، مكونين ما يعرف بالزمكان. هذه النظرية تتفق مع نظرية النسبية يقترح أينشتاين أن المكان والزمان جزء من كون رباعي الأبعاد حيث كل ما يحدث له إحداثياته الفريدة في الزمكان.
- لخص بحث زملائه ماكس تيجمارك ض س -
من وجهة نظر فيزياء الكم ، من الممكن دائمًا إثبات أن الوقت "موجود" لأنه يعمل وفقًا لافتراضات التجربة ذاتها ، مثل سمية مادة موضوعة في صندوق مع قط شرودنجر. الوقت من الناحية النفسية جزء من المشهد الذي نخلقه لمعرفتنا. في الواقع ، يخضع انتقاله من الماضي إلى المستقبل لنفس التدقيق مثل أي شيء آخر.
هذه هي النهاية. بمعنى أن الوقت ينتهي بطبيعة الحال ، وهو أمر لا يحتاج إلى إثبات. ما إذا كان سيكون في نهاية المطاف بعدًا للزمان والمكان ومقياسًا حقيقيًا للكون لم يتقرر بعد. حتى الآن ، في المبارزة بين الفيزياء النظرية والحدس العام ، يتمتع الأخير بميزة كبيرة. لكن ربما لا تعرف أنها أخطأت وخسرت بالفعل؟
سهم الوقت - يُظهر اتجاه تدفق الوقت. تم تقديم المفهوم ونشره من قبل عالم الفيزياء الفلكية البريطاني آرثر إدينجتون في عام 1927 ، مؤلف كتاب The Nature of the Physical World ، الذي نُشر بعد عام. يتدفق الوقت دائمًا من الماضي إلى المستقبل وليس العكس أبدًا ، أي أنه أحادي الاتجاه وغير متماثل ولا رجوع فيه. يمكن تقسيمها إلى الماضي والحاضر والمستقبل. المرادفات لسهم الوقت: اتجاه الوقت ، عدم تناسق الوقت ، تباين الوقت ، لا رجوع فيه عن الوقت ، واتجاه واحد للوقت.
