آیا «زمان» اصلاً وجود دارد؟

فرارو- زمان مفهومی است که همه ما به خوبی آن را می‌شناسیم، اما اگر از ما بپرسند که زمان چیست، احتمالاً تعاریف یکسانی از آن ارائه ندهیم. این امر طبیعی است، زیرا در علوم مختلف نیز تعریف یکسانی برای زمان وجود ندارد، اما مهمتر از موضوع تعریف زمان، ماهیت خود آن است. به عبارت دیگر آیا چیزی بنام «زمان» اصلاً وجود دارد؟

به گزارش فرارو، اغلب ما احتمالاً در مواجهه با چنین پرسشی، با تمسخر پاسخ دهیم که «معلوم است که زمان وجود دارد!»، «گذر روز و شب، گذر عمر و حرکت ساعت، همگی نشانه‌های ساده‌ای از وجود زمان است». اما پاسخ به همین سادگی‌ها هم نیست، برای مثال، پیشرفت‌های فیزیک نشان می‌دهد که عدم وجود زمان یک احتمال باز است و ما باید آن را جدی بگیریم. اما اگر زمان وجود نداشته باشد، پس چیست و چه معنایی دارد؟ این‌ها همه پرسش‌هایی هستند که سال‌ها ذهن بشر را درگیر کرده است و ما قصد داریم تا مفهوم زمان در علم فیزیک را در این مقاله شرح دهیم. به هر حال نگران نباشید چراکه حتی اگر چیزی به نام زمان هم وجود نداشته باشد، زندگی ما طبق روال معمول خود، ادامه خواهد یافت.

بحران در فیزیک

‌می‌گویند علم فیزیک در بحران است. در حدود یک قرن گذشته، جهان را با دو نظریه فیزیکی بسیار موفق، یعنی نسبیت عام و مکانیک کوانتومی توضیح داده‌ایم. مکانیک کوانتومی نحوه عملکرد اشیا را در دنیای فوق‌العاده کوچک ذرات و فعل و انفعالات ذرات توصیف می‌کند و نسبیت عام تصویر بزرگ گرانش و نحوه حرکت اجسام را توصیف می‌کند. هر دو نظریه به خودی خود بسیار خوب کار می‌کنند، اما تصور می‌شود که این دو با یکدیگر تضاد دارند. اگرچه ماهیت دقیق تعارض این دو بحث برانگیز است، اما دانشمندان عموماً موافق هستند که هر دو نظریه باید با یک نظریه جدید و کلی‌تر جایگزین شوند.

فیزیکدانان می‌خواهند نظریه‌ای درباره «گرانش کوانتومی» تولید کنند که جایگزین نسبیت عام و مکانیک کوانتومی شود و در عین حال موفقیت خارق‌العاده هر دو را نیز به تصویر بکشد. چنین نظریه‌ای توضیح می‌دهد که چگونه تصویر بزرگ گرانش می‌تواند در مقیاس مینیاتوری ذرات کار کند.

زمان در گرانش کوانتومی

به نظر می‌رسد که تولید نظریه گرانش کوانتومی فوق العاده دشوار است. یک تلاش برای غلبه بر تضاد بین این دو نظریه، نظریه ریسمان است. نظریه ریسمان، ذرات را با ریسمانی که در ۱۱ بعد ارتعاش می‌کنند، جایگزین می‌کند. با این حال، نظریه ریسمان نیز با مشکل بیشتری روبرو است. نظریه‌های ریسمان طیف وسیعی از مدل‌ها را ارائه می‌کنند که جهان را به طور گسترده‌ای شبیه جهان ما توصیف می‌کنند، و در واقع هیچ پیش‌بینی واضحی را انجام نمی‌دهند که بتوان آن را با آزمایش‌ها تست کرد تا بفهمیم کدام مدل مناسب است.

در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، بسیاری از فیزیکدانان از نظریه ریسمان ناراضی شدند و طیف وسیعی از رویکرد‌های ریاضی جدید را برای گرانش کوانتومی ارائه کردند. یکی از برجسته‌ترین آن‌ها گرانش کوانتومی حلقه‌ای است که پیشنهاد می‌کند تار و پود فضا و زمان از شبکه‌ای از تکه‌های گسسته بسیار کوچک یا «حلقه ها» ساخته شده است. یکی از جنبه‌های قابل توجه گرانش کوانتومی حلقه این است که به نظر می‌رسد زمان را به طور کامل حذف می‌کند. اما گرانش کوانتومی حلقه تنها رویکردی نیست که زمان را حذف می‌کند، تعدادی از رویکرد‌های دیگر نیز به نظر می‌رسد زمان را به عنوان یک جنبه اساسی از واقعیت حذف می‌کنند.

حالا می‌دانیم که برای توضیح جهان به یک نظریه فیزیکی جدید نیاز داریم و این نظریه ممکن است وضعیت زمان را به درستی مشخص نکند. فرض کنید چنین نظریه‌ای درست باشد، آیا به این نتیجه منجر می‌شود که زمان وجود ندارد؟ موضوع اینجا کمی پیچیده می‌شود و بستگی به این دارد که منظور ما از «وجود» چیست. تئوری‌های فیزیک شامل هیچ مفهوم شناختی از میز، صندلی یا مردمی نمی‌شود، با این حال ما هنوز هم می‌پذیریم که میز، صندلی و افراد وجود دارند. چرا؟ زیرا ما فرض می‌کنیم که چنین چیز‌هایی در سطحی بالاتر از سطح توصیف شده توسط فیزیک وجود دارند. پس، تا زمانی که نتوانیم تصور درستی از چگونگی ظهور زمان داشته باشیم، روشن نیست که بتوانیم به سادگی خود زمان را فرض کنیم. اما زمان ممکن است در هیچ سطحی وجود نداشته باشد.

گفتن اینکه زمان در هیچ سطحی وجود ندارد، مانند این است که بگوییم زمان اصلا وجود ندارد. زندگی در دنیای بدون میز ممکن است سخت باشد، اما مدیریت در دنیای بدون زمان به طور قابل توجهی فاجعه‌بار به نظر می‌رسد. کل زندگی ما بر اساس زمان ساخته شده است. ما با توجه به آنچه در مورد گذشته می‌دانیم، برای آینده برنامه ریزی می‌کنیم. ما افراد را از نظر اخلاقی مسئول اعمال گذشته خود می‌دانیم، تا بعداً آن‌ها را توبیخ کنیم. ما معتقدیم که می‌توانیم تا حدی عامل این آینده باشیم (موجودی که می‌تواند کار‌ها را به اختیار انجام دهد)، زیرا می‌توانیم به گونه‌ای برنامه ریزی کنیم که تغییراتی را در آینده ایجاد کند.

اما بازیگری برای ایجاد تغییر در آینده چه فایده‌ای دارد، وقتی که به معنای واقعی، آینده‌ای برای عمل وجود ندارد؟ وقتی گذشته‌ای وجود ندارد و ظاهراً چنین عملی وجود ندارد، مجازات کردن کسی برای یک عمل گذشته چه فایده‌ای دارد؟ به نظر می‌رسد کشف این گزاره که «زمان وجود ندارد»، کل جهان را به یک بن بست بزرگ می‌کشاند. در یک برداشت ساده، دیگر دلیلی برای بلند شدن از رختخواب نخواهیم داشت.

اما راهی برای خروج از این آشفتگی وجود دارد. در حالی که فیزیک ممکن است زمان را حذف کند، به نظر می‌رسد علیت را دست نخورده باقی می‌گذارد. معنایی که در آن یک چیز می‌تواند چیز دیگری را ایجاد کند. پس شاید آنچه فیزیک به ما می‌گوید این باشد که علیت و نه زمان، ویژگی اساسی جهان ماست. اگر این تصور درست باشد، معنای زندگی همچنان می‌تواند زنده بماند. زیرا می‌توان حس عاملیت را به طور کامل در شرایط علّی بازسازی کرد. حداقل، این همان چیزی است که کریستی میلر، جاناتان تالانت، و سم بارون در کتاب جدیدشان «خارج از زمان»، درباره آن بحث می‌کنند. این دانشمندان در کتاب خود مدعی هستند که کشف یا عدم کشف زمان، حتی اگر فیزیک را به عصر جدیدی سوق دهد، دیگر تأثیر مستقیمی بر زندگی ما نخواهد داشت.

منبع: theconversation

ترجمه: مصطفی جرفی-فرارو