ما باهاش زندگی میکنیم و اندازهگیریش میکنیم و حسش میکنیم و روی ما هم تاثیر میگذارد.
موضوعی که در موردش میخوام صحبت کنم زمان است و تا جایی که ما میدونیم دنیای ما داره کاملا براساس زمان کار میکند. ولی اگر زمان واقعی نباشه و یجورایی ادراک میشه چی؟ حملهکردن به موجودیت زمان ممکنه مسخره بیاد چون که شما میتوانید به ساعتتون نگاه کنید و بگید که ساعت داره تیکتاک میکنه، زمان داره میگذره. تازه مگه دانشمندا همیشه نمیگن که هرچیزی که از لحاظ فیزیکی قابل اندازهگیری باشه باید وجود داشته باشه؟ بله درسته
اما از اونجایی که هویت زمان هنوز دقیقا مشخص نشده بعضی از دانشمندان سعی میکنن که از زاویههای دیگهای هم به این موضوع زمان نگاه کنند. مثلا "کارلو رولی" یکی از فیزیکدانان برجستهی ایتالیاییست که نظریهی جدیدی رو در فیزیک مطرح میکند که در اون حرفی از زمان نیست. آره. اصلا در معادلات اونها زمان جایی ندارد. این چطوری ممکنه؟ آیا اونها دیوونه شدند؟ یا اینکه میشود که نظریهی اونها رو واقعا در نظر گرفت؟ اگر همهی اون چیزهایی که ما در مورد زمان میدونیم یک توهم بیشتر نباشه چی؟ شاید برداشتی که ما از زمان داریم تنها یک محصول جانبی از درک محدود ما از دنیا باشد. شاید محدودیتی که ادراک مغز ما برای ما ایجاد کردهست باعثشده ما زمان رو به این صورتی که الان میشناسیمش درک کنیم.
برای قرنها انسانها زمان را مطلق و غیرقابلتغییر تعریف میکردند. آیزاک نیوتن یکی از بزرگترین مغزهای تاریخ باورش این بود که زمان یه پدیدهایست با اندازههای غیرقابلتغییر و جهانی. یعنی فکر میکرد که زمان داره برای همهی مردم جهان و درهمهجا داره با یک آهنگ تیکتاک میکند(میگذرد). از دیدگاه او دنیا مثل یک ساعت بسیار عظیم است که خیلی بیعیب و نقص و دقیق و قابلپیشبینی داره کار میکند.
به هرحال نیوتن خداباور بود و عمیقا فردی دیندار بود و نمیتونست قبول کنه که خدا دنیایی ساخته که عیب و نقص دارد و یا قواعدی داره که آنقدرها هم دقیق نیست و نمیشه بعضی چیزها رو در این دنیا پیشبینی کرد. در این دید البته لایبنیتز آلمانی که رقیب او بود نیز همین باور را داشت. و میگفت که جهان که ما داریم بهترین است. چیزی که بعدها ولتر در کتاب کاندید خودش به باد استهزای بسیار شدیدی گرفت.
از نظر او زمان یه ریتم ثابتی بود که همهی جهان از اون ریتم ثابت تبعیت میکردند و بین همهی رخدادها همان ریتم جریان داشت و جریان زمان، پدیدهای مستقل و جدا از همهی چیزهای جهان بود. اما در اوایل قرن بیستم آلبرت آینشتاین اومد و تئوریهای نسبیتی خودش رو ارائه داد و نسبیت کاملا روی دیدگاه نیوتنی از زمان سایه انداخت و فراگیر شد.(البته نیوتنی که میگم منظور فقط نیوتن نیست بلکه مقصود درک سنتی از زمان است که هزاران سال در موردش انسانها همین فکر رو میکردن و الزاما ارتباطی به خود نیوتن ندارد).
تئوری نسبیت آینشتاین نشان میداد که زمان یک کمیت مطلق و غیرقابلتغییر نیست بلکه پدیدهای نسبیه. این نظریه بر این اساس بود که فضا و زمان درهمتنیده هستند و چیزی رو بوجود آوردن که ما امروزه بهش میگیم «فضازمان». براساس نسبیت خاص آینشتاین زمان میتواند که کش بیاد و یا میتواند منقبض بشه(اتساع زمان). یعنی بسته به سرعت شما و یا بسته به نزدیکی شما به یک منبع جاذبهای مثل ستاره یا سیاره گذشت زمان میتواند سریع باشد و یا میتواند که آهسته باشه. یعنی فرض کنید که اگر یک نفر داره با سرعت نزدیک به سرعت نور حرکت میکند در مقایسه با کسی که ساکنست و حرکت نمیکند، گذشت زمان رو خیلی آهستهتر تجربه میکند. به همین شکل کسی که روی زمین ایستاده باشه گذشت زمان رو آهستهتر از کسی تجربه میکند که در فضای بالای زمین شناورست.
این دیدگاه جدید درک واقعیات دنیا رو در ذهن ما تغییر داد و مفهوم زمان مطلق رو هم دفن کرد. اما حتی این فضازمان قابل ارتجاع و اتساع آینشتاین هم ممکنه که کل داستان نباشه و یسری از فیزیکدانهای امروزی مثل رولی ایدهای رو پیشنهاد کرده که حتی از ایده فضازمان نسبی آینشتاین هم افراطیتر بهنظر میرسه.
او در کتاب موثرش با عنوان نظم زمان(the order of time) استدلال میکنه که ممکنه روند زمانی که ما داریم آن را تجربهش میکنیم ممکنه اصلا وجود نداشته باشه و ممکنه که زمان ویژگی بنیادی طبیعت نباشه و ممکنه که فقط یه ساختاری باشه که ما به دلیل سیمکشی مغز و محدودیت دیدمون به دنیا تحمیلش میکنیم. ممکنه مغز ما به این دلیل ایدهی زمان رو اختراع کرده باشه که بتونه منطق جهان رو بفهمه تا بتونه رخدادهای علتومعلولی رو دنبال کنه و به نظرش رخدادهای مختلف منطقی بیاد نه بههمریخته و نامنظم.
شاید بهتر باشه که قبل از اینکه ایده روولی رو بعنوان دانشمندی سرکش که دیوونه شده رد کنید بهتره بدونید که ایشون یکی از برجستهترین فیزیکدانهای دنیا و یکی از طراحان تئوری گرانش کوانتومی حلقهست. تئوری که در حال تلاش برای پرکردن خلائی ارائه شد که بین تئوری نسبیت عام و مدل استاندارد ذرات در مکانیک کوانتوم وجود دارد.
این ایده که زمان ممکنه توهم باشه و واقعیت نداشته باشه از مکانیک کوانتوم میاد
خب ما میدونیم که در نسبیت عام آینشتاین در مورد جاذبه در مقیاسهای بزرگ صحبت میشود یعنی در مورد جاذبهای که اجرام بزرگی چون ماه و سیارات و ستارهها و کهکشانها ایجاد میکنند و این نظریه زمان رو بهعنوان یه بخش ذاتی و اساسی از واقعیت در نظر میگیره و میگه واقعیت اینه که فضازمان درهم تنیده هستن و قابلیت ارتجاع دارن یعنی قابلیت این رو دارن که کشیده بشن یا جمع بشن. به عبارت دیگه زمان در کنار فضا بافتی رو ایجاد میکنن که در مواجهه با اجرام بزرگ خمیده میشود
منظورم اینه که در تئوری نسبیت زمان در کنار جاذبه و یا در سرعتهای بالا شکلپذیر و حالتپذیره در حالی که در مکانیک کوانتوم و در دنیای ذرات زمان شکلپذیر نیست و مثل بقیه خصوصیات یه سیستم کوانتومی تغییر نمیکند. در واقع برای ثبت زمان در سطح کوانتومی باید یه ناظر وجود داشته باشه که زمان رو براساس یک ساعتی خارج از ذرهی در حال تغییر و حرکت ثبت کند، بهعبارت دیگه در مکانیک کوانتوم زمان یک جور جریان جهتدار نیست و در واقع میشود معادلات مکانیک کوانتوم رو به یک شکلی نوشت که به کلی عامل زمان در آن شرکت نداشته باشد و در عمل وقتی ما به یک پروسهی کوانتومی نگاه میکنیم که در آن تغییر و تحول وجود دارد ما برای درک تغییرات از ساعت استفاده میکنیم یعنی میآییم برای اندازهگیری پیشرفتهایی که در یک سیستم کوانتومی در جریانست زمان را به صورت کلاسیک در نظر میگیریم. به عبارت دیگه اینکه زمان در سطح کوانتومی هست یا نه علامت سوالیست که ما جواب آن را نمیدانیم ولی چیزی که میدونیم اینه که برخلاف نسبیت عام در فرمولبندی مکانیک کوانتوم زمان میتواند که تعبیه نشود و اینکه زمان میتواند در این فرمول در نظر گرفته نشود و این باعث شده که برقراری ارتباط بین دوتا از بهترین تئوریهای واقعیت که ما در اختیار داریم از اساس با بنبست مواجه شود و این ناسازگاری بین این دوتا تئوری باعنوان مشکل زمان شناخته میشود و این سوال را ایجاد میکند که زمان واقعا چیه؟ آیا زمان پدیدهای واقعی و قابل تشخیص و اندازهگیریست؟ روولی میگوید در محدودهی تئوریهای جاذبه کوانتومی مثلا جاذبه کوانتومی حلقه وقتی کسی میخواد به طریقی نسبیتعام و مدل استاندارد ذرات را باهم یکی کند، زمان غیرضروری میشود، بعضی از معادلات مثل معادلهی ویلِر-دِویت میتوانند با یک فرمولبندی این دو تا تئوری رو به هم مرتبط کنند و جاذبه را در سطح کوانتومی توضیح دهند ولی در این معادلات زمان نیاز نیست. براساس این معادلات جهان را میشود صرفا با رخدادها و روابط توصیف کرد بدون اینکه نیازی به خط زمانی یا جهت زمانی باشد، پس سوال اینست که چجوری میشود که بدون گذشت زمان یک رخدادی اتفاق بیوفته؟ تصورش سخته ولی یکی از راههای تصورش حداقل از طریق تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتوم به این شکلئه، مجموعهای از برخوردهای متقابل بین ذرات که همگی به شکل فروپاشی امواج کوانتومی رخ میدهند، هربار که یک ذره با عاملی برخورد و تعامل میکند، تابع موج کوانتومی آن ذره فروپاشیده میشود و وقتی مجموعهای از فروپاشیهای تابع موج کوانتومی یکی بعد از دیگری رخ میدهند شبیه اینست که داره گذشت زمان اتفاق میوفته. یک چیزی شبیه دومینوها. فرض کنید هر تکه از دومینو که داره میوفته یک فروپاشی موج کوانتومی رخ داده، وقتی مجموعهای از این افتادنها را به صورت پشتسرهم بررسی میکنیم شبیه اینست که شاهد گذشت زمان به سمت جلو هستیم.
روولی پیشنهاد میدهد که ما بیایم به جای اینکه واقعیت را به این شکل ببینیم که یک ذره در طول فضازمان داره حرکت میکند، واقعیت را مجموعهای از تعاملات یا مجموعهای از برخوردهای متقابل ببینیم. روولی میگه آجرهای سازندهی واقعیت، موضوعات و چیزها نیستند بلکه رخدادها هستند. مثلا دیدن یک فیلم را در نظر بگیرید، در ضمن دیدن یک فیلم چیزی که شما میبینید مجموعهای از فریمهای و تصاویر ثابت هستند. در یک فیلم معمولی در هر ثانیهای 24 فریم عبور میکند ولی تکتک آن تصاویر را نمیبینید و آنچه به نظر شما میاید یک فیلم ادامهداریست که در آن زمان به سمت جلو حرکت میکند. به همین شکل دنیای ما متشکل از زمان نیست، متشکل از تعاملات و برخوردهای متقابل بین ذراتست.
روولی باورش اینست که در مورد همهچیز در کل جهان به همینصورتست. زمان تنها راهیست که ما میتوانیم از این تعاملها و برخوردهای دوطرفه سردربیاوریم اما در واقعیت هیچ جور زمان جهانی که در پسزمینه وجود داره و به سمت آینده هم جهت دارد وجود ندارد. نکتهی کلیدی در درهمتنیدگی کوانتومیست یعنی ممکنه که درهمتنیدگی کوانتومی ریشهی زمان باشد؛ او میگوید که در سطح کوانتومی زمان یک پدیدهی برآمده یا ظاهر شدهی ناشی از درهمتنیدگیست. آزمایشات او نشان میدهد که زمان از طریق درهمتنیدگی از یک ذره به ذرهی دیگه ظاهر میشود و شبیه تیکتاک ساعت عمل میکند. این درحالیست که به نظر میاد که در یک سیستمی که درهمتنیده نباشد کلا زمان وجود ندارد و چنین سیستم جهان را ثابت و بدون تغییر درک میکند. محققینی که روولی به آنها استناد کرده در آزمایشات حود دوتا حالت کوانتومی رو درهمتنیده کردن. یکی از آن حالات، حالت نوسانگر هماهنگ ارتعاشی و دومین حالت مجموعهای بود که از آهنرباهای کوچک کوانتومی و کل این سیستم درهمتنیده توانسته به خوبی با معادله شرودینگر توضیح داده شود. همانکه میتواند رفتار اجسام کوانتومی را پیشبینی کند. منتهی این دانشمندان آمدن به جای عامل زمان در معادله شرودینگر حالت کوانتومی آن آهنرباهای کوچک که مثل ساعت عمل میکردن را وارد کردند و این کار نشان داد که ذراتی که مثل آهنرباهای کوچک بوده و مثل ساعت عمل میکنند میتوانند که یک جور گذر زمان در دنیای کوانتوم در نظر گرفته شوند. نکتهی قابل توجه اینجاست که نه تنها آنها میتوانند زمان را در درهمتنیدگی کوانتئمی توضیح دهند بلکه آنها فهمیدن که معادلاتشان میتواند به سادگی توضیحدهندهی زمان در فیزیک کلاسیک هم باشد. یعنی که معادلهی آنها نشان میدهد که جریان زمان در مقیاسها و اندازههای بزرگ هم در نتیجهی درهمتنیدگی ظاهر میشود بنابراین حتی زمان ما در دنیا کلاسیک و بزرگ مقیاس برآمده و ظاهرشده از رخدادهای درهمتنیدگی در سطح کوانتومیست ولی ما تنها میتوانیم زمان را به صورت جریانی پیشروند و جهتدار که از گذشته به آینده حرکت میکند درک کنیم. ولی اگر اینطوره و زمان خصوصیت بنیادی طبیعت نیست چرا آنقدر از نظر ما واقعیست؟ چرا ما گذشته و حال و آینده را بهعنوان چیزهایی که باهمدیگر فرق دارند درک میکنیم؟ جواب پیشنهادی روولی به این سوال اینه که جهل و ناتوانی ما این جریان زمان که ما درک و تجربه میکنیم، این جریان تغییراتی که از گذشته به سمت آینده حرکت میکند به خاطر ناتوانی ما در دیدن جهان با جزئیات ریز و کوانتومی آنست، دانش محدود ما(ناتوانی ذهن) ما را مجبور میکند که دنیا را به صورتی که برای ما ساده و قابل فهمست تجربه کنیم و از نظر ما دنیا داره در یک جهت حرکت میکند و درک ما اینست که هر لحظه یعنی یک تکه در زمان، در حالیکه شاید همهچیز همزمان در حال رخدادن باشد. روولی میگه نفش اصلی چنین ادراکی از زمان که زمان جریانی در حرکت از گذشته به سمت آیندهست را ترمودینامیک بازی میکند. البته دومین فانون ترمودینامیک که بهعنوان آنتروپی شناخته میشود. تعریف ساده آنتروپی اینست: اندازهگیری و رَهگیری بینظمی و بههمریختگی. براساس قانون دوم ترمودینامیک در هر سیستم بستهای به مرور زمان آنتروپی افزایش پیدا میکند یعنی که در هر سیستم بستهای به مرور زمان بینظمی و فساد و بههمریختگی بیشتر میشود و حرف روولی اینست که جهت زمان و دلیل اینکه ما برای جریان زمان جهت در نظر میگیریم و زمان را جریانی از گذشته به آینده ادراک میکنیم مستقیما مربوط میشود به افزایش آنتروپی در سیستم بستهی جهان و مغز ما هیچ راه دیگهای برای تفسیر این حرکت پایدار جهان به سمت آنتروپی بیشتر را ندارد یعنی که مغز ما این حرکت پایدار جهان به سمت آنتروپی بیشتر را به شکل تیکتاکی ادامهدار به سمت آینده تلقی میکند. جهان ما در حالتی شروع شد که کمترین آنتروپی را داشت و بالاترین میزان نظم(آنتالپی) را و از همان زمان دائما داره به سمت بیشترشدن بینظمی حرکت میکند و این افزایش آنتروپیست که توهم جریان زمان به سمت آینده را در ما ایجاد میکند یعنی یکچیز جاری شونده بعنوان زمان در کار نیست بلکه موضوع اینست که جهان دائما داره به سمت بههمریختگی بیشتر و بینظمی بیشتر حرکت میکند.
البته همه دانشمندان با تئوری و دیدگاه ارائه شده توسط روولی موافق نیستند و برخی مثل لی اسمولن استدلال میکند که زمان توهم نیست و یک جنبهی بنیادین از جهان ماست و در کتاب «تولد دوباره زمان» این دیدگاه که میگه زمان تنها یک دیدگاه انسانیست را زیرسوال میبرد و اگر زمان را بعنوان یک ویژگی واقعی و بنیادی جهان در نظر بگیریم آنوقت به دستاوردهای بزرگی در زمینهی درک قوانین فیزیک دست پیدا خواهیم کرد. بر طبق نظریات اسمولن ممکنه که خود قوانین دنیا در طول زمان تغییر کنند و تنها با شناخت واقعیت زمانست که ما میتوانیم به رمزورازهای کیهان پیببریم. خب با این حساب تکلیف چیه؟ ما باید زمان را توهمی که در اثر محدودیت مغز در شناخت دنیا ایجاد میشود بدونیم یا یک ویژگی ذاتی و اساسی جهان؟ موضوع اینست که در حالی که از بعضی جهات فیزیک از فلسفه تاثیر میگیرد، هستهاصلی ماموریت فیزیک اینست که دنیای اطراف ما را با ریاضیاتی دقیق توضیح دهد که قابل تست و آزمایش باشد. حالا از آن طرف خیلی از جنبههای فیزیکست که به واسطهی معادلات ریاضی پشتیبانی میشوند اما آن معادلات توضیحدهندهی دنیای ما نیستند مثل برخی تئوریهای مربوط به چندجهانی که آن تئوریها به خوبی از لحاظ ریاضی قابل توضیحدادن هستند.
ولی چون قابل آزمایششدن نیستند جزء فلسفه بهحساب میآیند چون وقتی قابل آزمایشکردن نباشند نمیشود تاییدش کرد و نه میشه ردشان کرد و تئوری فیزیکی که قابل آزمایش نباشه کاربردی هم نیست. به نظر میآید که ایده واقعینبودن و توهم بودن زمان هم یکی از همان تئوریهاییست که قابل تایید یا قابل رد نیست ولی از طرف دیگه ما انسانها میتوانیم زمان را تجربه و ادراک کنیم و میتوانیم که زمان را به صورت قراردادی اندازهگیری کنیم و در معادلات ریاضی به کار ببریم و با آن معادلات پیشبینیهایی بکنیم که قابل تایید یا قابل رد باشند و با این شرایط چطوری میتوانیم فرض کنیم که زمان واقعی نیست و توهمست؟ مثلا تئوری نسبیتعام را در نظر بگیرید که در نسبیتعام زمان مفهوم بنیادی در واقعیت جهانست و زمان در کنار فضا بافتی به نام فضازمان را میسازد که در مواجه با اجرام خمیده میشود ولی همین تئوری مفهوم زمان را به چالش میکشد یعنی نسبیتعام مشکل توضیح جاذبه را با از بینبردن هویت بنیادی و مستقل آن حل میکند یعنی میگوید که جاذبه خمیدگی بافت فضازمانست نه یک هویتی جداگانه و پایهای از واقعیات و هنوز در مدل استاندارد ذرات ذرهای که حاصل نیروی جاذبه باشد یعنی گراویتون پیدا نشده و اگر پیدا شود یعنی نسبیتعام اشتباهست اما در آنصورت یک مفهوم برآمده و ظهور کرده بعنوان زمان وجود دارد که با مشاهدات ما مطابقت دارد و از آن طرف ما میخوایم حقیقت طبیعت و واقعیات را بفهمیم نه اینکه مشاهداتی را در نظر بگیریم که بهنظر میاد نشاندهندهی زمان هستند. منظورم اینست که کاملا این امکانست که حقیقت این که زمان در سطح پایهای کوانتومی واقعی نیست و توهمست و این که زمان ممکنست بزرگترین توهم ما بوده باشد.