Paul Davis ma dużo na głowie - a raczej w swoim umyśle. Jako fizyk na Uniwersytecie Arizony prowadzi badania w różnych dziedzinach - od abstrakcyjnych dziedzin fizyki teoretycznej i kosmologii po bardziej merytoryczne zagadnienia astrobiologii, badania życia poza Ziemią. Nautilus rozmawiał z Davisem i rozmowa naturalnie zeszła na temat czasu, który od dawna interesował go badawczo. Poniżej znajduje się fragment tego wywiadu, lekko zredagowany i skrócony dla zachowania przejrzystości.
Czy upływ czasu jest rzeczywisty, czy to tylko iluzja?
Upływ czasu jest iluzją i muszę przyznać, że znam niewielu naukowców i filozofów, którzy są gotowi rzucić temu wyzwanie. Przyczyna tego staje się jasna, warto zadać sobie pytanie, co to znaczy upływ czasu. Kiedy mówimy, że płynie jakaś rzeka, to znaczy, że w pewnym momencie jej cząstka znajdowała się w innym miejscu niż to, w którym przed chwilą się znajdowała. Innymi słowy, porusza się względem czasu. Jednak czas nie może poruszać się w stosunku do czasu - nadszedł czas. Wiele osób popełnia błąd myśląc, że stwierdzenie, że nie ma upływu czasu, oznacza, że nie ma czasu sam w sobie. To nonsens. Oczywiście czas istnieje. Mierzymy to zegarkiem. Zegary nie mierzą strumieni czasu, ale długość czasu. Oczywiście między zdarzeniami są okresy czasu - dokładnie to odmierza zegar.
Skąd więc pochodzi uczucie przepływu?
Dam ci przykład. Przypuśćmy, że wstaję, obracam się kilka razy wokół osi i zatrzymuję się. W takim przypadku będę miał przekonujące poczucie, że cały świat się kręci. Czuję, jak się kręci - chociaż oczywiście wiem, że sama się kręci. Podobnie czuję upływ czasu, chociaż wiem, że tak nie jest. Prawdopodobnie wyjaśnienie tej iluzji wiąże się z czymś w naszej głowie i związkiem z pamięcią - nawarstwianiem się wspomnień i innych rzeczy w tym duchu. Jest to więc tylko cecha naszej percepcji, a nie właściwość samego czasu.
Inną rzeczą, która dezorientuje ludzi, jest to, że wierzą, iż zaprzeczanie upływowi czasu oznacza zaprzeczanie przyczynie i skutkowi. Oczywiście wydarzenia następują w określonej kolejności. Jeśli upuścisz jajko, pęknie. Jaja nie są odbierane z powrotem. Budynki rozpadają się od trzęsień ziemi, a nie wyrastają z gruzów. W życiu codziennym jest wiele przykładów czasowej asymetrii - jest to jedna z właściwości bytu. Sama w sobie nie jest własnością czasu, a wyjaśnienie jej natury leży w najwcześniejszych stadiach powstania wszechświata i jego warunkach początkowych. To zupełnie inne i całkiem godne opracowanie.
Film promocyjny:
Czas nie płynie. To jest produkt naszej psychologii.
Czy czas jest głównym składnikiem wszechświata?
Przestrzeń i czas wyznaczają granice, w ramach których formułujemy wszystkie nasze teorie dotyczące budowy wszechświata, ale niektórzy zastanawiają się nad prawdopodobieństwem, że te właściwości bytu mogą być wtórne lub pochodne. Być może pierwotne prawa wszechświata powstały w pewnej pre-przestrzeni i czasie, a czasoprzestrzeń jest generowana przez coś bardziej pierwotnego.
Oczywiście w życiu codziennym postrzegamy trójwymiarowy świat i jeden wymiar czasu. Jednak w Wielkim Wybuchu - tak naprawdę nie rozumiemy, w jaki sposób Wielki Wybuch dał początek wszechświatowi, jednak uważamy, że może to mieć związek z fizyką kwantową - możliwe, że zjawisko, które nazywamy czasoprzestrzenią w zwykłym znaczeniu, w którym wszystko wydaje się jasne wymawiane, może nie. Zatem produktem wczesnych stadiów istnienia wszechświata mogą być nie tylko energia i materia, ale nawet sama czasoprzestrzeń. Tego nie wiemy. To jest badane.
Czyli czas może być pochodną?
Pomysł, że dwoistość czasoprzestrzeni jest drugorzędną cechą wynikającą z czegoś prostszego, czegoś, co leży u podstaw naszej koncepcji bytu, unosił się w powietrzu jeszcze przed rozpoczęciem mojej kariery. Taka była opinia Johna Wheelera, który pisał o tym w latach pięćdziesiątych XX wieku - że może istnieć pewna pregeometria, która dała początek geometrii w taki sam sposób, w jaki atomy tworzą kontinuum ciał sprężystych - i ludzie nadal o tym myślą.
Problem w tym, że nie możemy tego zaobserwować. Bez względu na to, ile odpowiednich modeli matematycznych wymyślisz, testowanie ich wydaje się beznadziejne. Większość ludzi uważa, że jeśli istnieje coś takiego na tle przestrzeni i czasu, coś, co różni się od naszej idei sekwencyjnej przestrzeni i czasu, to to objawia się tylko w tak zwanej skali Plancka, o dwadzieścia rzędów wielkości mniejszej niż rozmiar jądra atomowego. podczas gdy nasze najdokładniejsze instrumenty obserwacyjne są w stanie obserwować tylko o wiele rzędów wielkości większe. Bardzo trudno sobie wyobrazić, jak możemy badać coś w skali Plancka w kontrolowanych warunkach.
Jeśli istnieje wiele wszechświatów, czy działają one według tego samego zegara?
Porównawczy związek czasu między różnymi obserwatorami w różnych miejscach jest złożonym zjawiskiem nawet w tym samym wszechświecie. Szybkość zegara, powiedzmy, na powierzchni czarnej dziury będzie się znacznie różnić od szybkości zegara na Ziemi. Więc nawet w naszym wszechświecie nie ma wspólnego czasu.
Jednak teraz mamy wiele wszechświatów, z których każdy ma w pewnym sensie swój własny czas - możesz je porównać tylko wtedy, gdy istnieje sposób na przesłanie wiadomości między nimi. Wszystko zależy od wybranego modelu multiwersu. Jest ich wiele, ale w jednym z najczęściej omawianych przez kosmologów - mnogości bąbelków pojawiających się w rosnącej nadbudowie - nie ma możliwości bezpośredniego porównania prędkości zegarów w różnych bąbelkach.
Które z ostatnich zmian w rozumieniu czasu uważasz za najbardziej interesujące?
Szczególnie interesują mnie laboratoryjne badania percepcji czasu, ponieważ moim zdaniem to właśnie tam może nastąpić szybki postęp w nadchodzących latach. Przykładowo, znane są eksperymenty, w których w pewnym momencie ludzie rzekomo dokonali pewnego swobodnego wyboru, ale okazało się, że faktycznie tego wyboru dokonano nieco wcześniej, ale ich postrzeganie czasu i działania w przeciągu czasu zmieniły się po tym wydarzeniu. Kiedy obserwujemy świat, wydaje nam się, że widzimy sekwencyjną i integralną narrację, ale w rzeczywistości informacje sensoryczne z różnych narządów percepcji wlewają się do naszego mózgu, który zszywa razem. Buduje go i przedstawia jako spójną narrację, kreującą poczucie samoświadomości. Dlatego wydaje nam się, że jesteśmy właścicielami samych siebie,i wszystko idzie gładko i gładko. Jednak w rzeczywistości większość tego, co postrzegamy, to narracja odtworzona po wydarzeniach, które miały miejsce.
Jest to szczególnie widoczne w sytuacjach, w których ludzie reagują znacznie szybciej niż prędkość myśli. Wystarczy przypomnieć sobie pianistów czy tenisistów, aby zrozumieć, że nie mogą podjąć świadomej decyzji: „Ta piłka się tu porusza; Powinienem tam iść i walczyć z nim. W tym czasie sygnał nie będzie miał czasu dotrzeć do mózgu, a następnie do układu ruchowego. Jednak zachowują to nieodparte poczucie, że postrzegają świat w czasie rzeczywistym i kontrolują siebie. To wszystko jest bardzo ekscytujące.
Czy nastąpił przełom w badaniu czasu w dziedzinie fizyki fundamentalnej? Myśle że nie. Pojawiły się nowe pomysły. Podstawowe pytania wciąż istnieją; już poruszyliśmy jedną z nich: czy czas jest własnością podstawową czy pochodną? Pochodzenie osi czasu, która jest asymetrią czasu, jest nadal nieco kontrowersyjne. Wiemy, że należy go monitorować aż do Wielkiego Wybuchu, ale wciąż istnieje wiele różnych pytań na jego temat, na które nie znaleźliśmy ostatecznej odpowiedzi. Są to jednak wszystko raczej iluzoryczne problemy filozoficzne i teoretyczne niż coś, co rzuca światło na wymiar czasu lub jego naturę.
Ponadto obserwujemy, jak nasi koledzy z fizyki eksperymentalnej pracują nad ulepszeniem pomiaru czasu. W pewnym momencie stanie się tak dokładny, że prawdopodobnie ujawni interesujące wyniki. Nadal istnieje fundamentalny problem - choć większość praw fizyki jest symetryczna względem czasu, istnieje szereg procesów związanych ze słabymi oddziaływaniami jądrowymi, w których ma nastąpić fundamentalne naruszenie tej symetrii. Najwyraźniej odgrywa to kluczową rolę w ogólnym obrazie życia. Myślę, że jest tu potencjał do badań. Tak więc w fizyce cząstek elementarnych nadal można przeprowadzać eksperymenty, które dadzą nam nową wiedzę na temat tej czasowej asymetrii ze słabym oddziaływaniem i miejscem w pobliżu osi czasu.
John Steele
