Заблудата “СЕГА” – част 2

Posted: October 20, 2014 in New Scientist

Тук обаче трябва да уточним, че има още гънки по растящата структура. Квантовата теория разкрива, че бъдещето е неопределено и че аспекти на настоящето са също така неопределени: бедното коте на Шрьодингер е пример за това, ако ли не си направим труда да проверим дали е живо или умряло.

Решението на Елис, формулирано заедно с колегата му Тони Ротман през 2009-та е, че настоящето не е солидна повърхност, а такава набраздена с неопределености, които постепенно се втвърдяват до определености. Тези дупки в настоящето не са нещо, което ние забелязваме: с котката въпреки квантовите неопределености може да се случат много малко неща и то в много тясна времева скала. “Дупките в настоящето не са толкова големи, че да може да се падне през тях,” казва Елис. Той все още работи върху пропуски в теорията си, най-вече по отношение на това как създаването на бъдещето се нанася от космически до квантов мащаб.

Не всеки е обаче сигурен, че той върви в правилната посока. Хю Прайс, физик-философ от Университета в Кеймбридж не е убеден в заложения смисъл на настоящето като разделителна линия между реалното минало и нереалното бъдеще. Дори и бъдещето да е неопределено, казва той, все още може да бъде реално: от текущата си позиция може и да не можете да определите например какво има от другата страна на планината, но това не значи, че то не съществува.

Протеста на Карол, е че аргументите на Елис зависят от истината на интерпретацията “Копенхаген” за квантовата механика. А именно идеята, че актът на измерване определя бъдещата траектория на бъдещето е и най-популярният начин сред физиците да уравновесят неопределеността на квантовата теория с несъмнено определеният свят около нас.

Карол предпочита сценария “множество светове” в който всяка квантова възможност се случва в различни Вселени: сегашната котка на Шрьодингер е мъртва в някои Вселени, но жива в други. Бъдещето на котката е дефинирано, както е и миналото и; тя просто има множество възможни бъдещета. Ако тази интерпретация – или някоя друга от множеството интерпретации на квантовата теория – е вярна, то начина на Елис за дефиниране на настоящето се изпарява.  Това е и една от причините, защо теоретичният физик Лий Смолин от Института Периметър в Ватерло, Онтарио в Канада, мисли че трябва да сме по-радикални в спасяването на времето. В последната си книга – “Прераждането на времето“, той изтъква, че ако искаме недвусмислено да възприемаме времето с това, което физиката ни казва за него, то това не е добра адаптация спрямо Блок-Вселената: трябва да изхвърлим всичко накуп.
Отправната точка на Смолин е преформулирането на Общата теория за относителността известна  като Динамика на формата, разработена от независимия физик Джулиан Барбър и негови сътрудници. И докато при относителността пространството и времето се разтягат или свиват за наблюдателите пътуващи с различни скорости, то при Динамиката на формата единствено се изменя размера. Двама отдалечени наблюдателя винаги ще са на едно мнение относно това, какво се случва “сега” в галактиката, независимо от тяхното собствено относително движение; те просто няма да бъдат в състояние да се съгласят колко големи нещата в галактиката са. Това може и да изглежда като антагоническа игра – замяната на един неудобен принцип с друг.
За Смолин  обаче изкривяването единствено на пространството вместо пространството и времето удобно пресъздава концепцията за време, която квантовата физика използва, тази в която единичен външен часовник осигурява ритъма, който различава един момент от следващия.

Голямата награда която се предлага е възможността за унифициране на разбирането ни за квантовата теория с това за гравитацията, единствената от фундаменталните сили на природата, за която нямаме квантово обяснение. Пътят към “теория на всичко“, мисли Смолин е през по-доброто разбиране на времето.

Уникалното настояще

След като веднъж състоянието на едновременност е придобито, става възможно да се опише цялата Вселена като серия от наслоени моменти – последователност от обективно идентифицирани времена, в които всички събития са едновременни. “Всичко това съществува в този момент“, казва Смолин. Това е различното от Блок-Вселената, където минало, настояще и бъдеще са еквивалентно реални, или концепцията на Елис, в която единствено миналото и настоящето са такива. Вместо това, единствените неща, които са реални относно миналото или бъдещето в света на Смолин, са знаците за тях в настоящето: записи на миналото или индикатори на това, което ще стане в бъдещето. Смолин работи заедно с Марина Кортес от Университета в Единбург, Великобритания върху одухотворяването на идеята математически и изучаването на това, кои от множеството теоретични подходи към квантовата гравитация са съвместими с нея. Цената при все това е неизменна. Дори ако подходите на Смолин или Елис могат да осигурят обективен начин за дефиниране на настоящето, налице е голяма логическа дупка според него. От една страна, подобни аргументи изискват настоящият момент да е уникален; от друга – те претендират, че всеки друг момент също притежава уникални свойства. “Цялата идея за привилегированото настояще е некохерентна“, казва той. Тим Модлин, философ и математик в Ню Йоркският Университет има различно възражение. Дори ако теориите на Елис или Смолин осигуряват физичен базис за нашата интуитивна концепция за “тук” и “сега”, те не обясняват факта, че ние виждаме времето течащо, докато физиците предполагат че е стационарно. Това е фундаментален пропуск, казва Модлин.

Схващането че времето тече е абсолютно разпространена концепция; не е някакъв технически жаргон измислен от философите.” Без да тече времето, казва Модлин, нищо не мърда като цяло. Обекти като реките,  изглежда че текат в пространството, но “фундаменталното направление във времето е това, което лежи под всички тези направления.” През последните няколко години Модлин работи върху това, което той нарича Теория на линейните структури, за която се надява да му позволи да реинтегрира течащото време във физиката. Корените на идеята са в математиката, наместо във физиката: за разлика от Динамиката на формата, тя не осигурява конкурентен физичен подход към изкривената пространствено-временна геометрия въведена от относителността. “Това е език, на който да се напише физична теория, а не самата физична теория,” казва Модлин, който е публикувал идеята в детайли.

Главна добавка към речника на този език е обект наречен направляваща линия. Във всяка конвенционална геометрия, линиите между две точки в пространството и времето не възникват с естествено направление: нужно е ние да дефинираме линия по смисъла на координатната система, указваща че минава от мен към теб, вместо от теб към мен, или да изчертаем стрелка за посока в началото линията, за да направим нещата ясни. В геометричния език на Модлин обаче, тази стрелка за посока съществува по подразбиране в дефиницията за всяка линия. След като това е внедрено във фундаментален език на геометрията, времето по естествен път може да получи направление.

Елис смята, че работата на Модлин е интересна и също съвместима с неговата растяща блокова картина, обясняваща с повече детайли как потока от време може да бъде фундаментален за физиката. “В края на краищата, казва той, трябва да базираш теориите си на нещо фундаментално определено. Времето е от този тип дадено, около което всичко тече.”
Карол е по-скептичен. Вместо да се опитваме да изменим Блок-Вселената, казва той, за да обясним нашето възприемане за течащото време, би трябвало да се концентрираме върху обяснението на човешкият опит в светлината на каквото нашата твърде успешна физика ни казва за Блок-Вселената. Тази цел е достижима. “Но това не значи, че сме го постигнали, просто не виждам обстоятелства, които да пречат по този път.

Оставяйки се на течението

Крейг Календър, философ от Университета в Калифорния, Сан Диего, се съгласява. Обяснението на нашето очевидно странно възприемане на времето не значи, че трябва да обърнем наопаки физиката или да изобретим напълно различна геометрия.

Когато ние “закрепим” същества като нас във Вселена като нашата, има смисъл, че трябва да виждаме течащото време и да различаваме миналото, настоящето и бъдещето – дори когато реалността е нещо различно, казва Календър.  За да обясня защо, трябва да се върнем в онази гледна точка, в която гледаме цялата Блок-Вселена и приближаваме гледната точка върху малката човешка точица: четириизмерен червей, с бебе в единият край и труп в другия. Тази “червейна” перцепция за време се различава от “реалността” първо по отношение на това, че той запомня миналото, но не вижда бъдещето.Това може да бъде обяснено като резултат от термодинамиката.  Вселената е стартирала като силно организирано, спретнато състояние след Големият Взрив, и оттам-насетне се разширява в силно неорганизирано, безволево състояние. Налице е безконечност от пътища, по които Вселената може да еволюира напред във времето, но един-единствен път назад в историята си. Защо Вселената работи по този начин е друг, фундаментален неразрешен въпрос – но това означава, че чисто статистически, ние просто имаме чист поглед назад във времето. Дори и тогава ще очаквате нашите червеи да се чувстват, като че сме неподвижни във времето с поглед единствено в една посока, вместо това което преживяваме: движим се неохотно към бъдещето без някакво ясно виждане накъде сме се насочили.
За Календър, ключът към тази илюзия е важен психологически факт за нас самите: ние имаме чувство за идентичност. За физиката, живота ти се описва като серия от разрези на твоя червей – ти –  като бебе, ти – когато ядеш закуската си тази сутрин, ти – започвайки да четеш това изречение и т.н., като всеки разрез съществува неподвижно в съответстващото му време. Ние генерираме движението на времето посредством мисленето, че същото аз което яде закуска тази сутрин също и започна да чете това изречение.
Наистина налице са всички тези различни АЗ през всички тези различни времена“, казва Календър. “Но защото аз мисля, че съм идентичен по протежение на времето, то и затова изглежда че времето тече, дори ако това не е така.
Така че трябва ли наистина да скърбим по отминаващото време?  Айнщайн за пример, очерта утеха от изгледа на безкрайната Вселена, която той спомогна да се създаде, обединявайки семейството на скоро отишлия си приятел: “Сега, той напусна този странен свят малко по-напред от мен. Това не значи нищо. Хора като нас, такива, които вярват във физиката, знаят че различието между минало, настояще и бъдеще е просто устойчива и упорита илюзия. ” Каквато е и.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s