Paul Davis ima puno na umu - ili bolje rečeno, na umu. Kao fizičar na Sveučilištu u Arizoni provodi istraživanja na različitim poljima - od apstraktnih prostorija teorijske fizike i kosmologije do suštinijih pitanja astrobiologije, proučavanja života izvan Zemlje. Nautilus je razgovarao s Davisom, a razgovor se naravno skrenuo na temu vremena, koja je dugo bila zanimljiva za njegovo istraživanje. Slijedi ulomak iz ovog intervjua, malo uređen i skraćen radi jasnosti.
Je li protok vremena stvaran ili je to samo iluzija?
Tijek vremena iluzija je i, moram priznati, poznajem malo znanstvenika i filozofa koji su spremni to izazvati. Razlog za to postaje jasan, vrijedi se zapitati što se misli s vremenom. Kad kažemo da nešto poput rijeke teče, to znači da se u nekom trenutku njena čestica nalazila na drugom mjestu od onog u kojem se nalazila trenutak ranije. Drugim riječima, kreće se u odnosu na vrijeme. Međutim, vrijeme se ne može kretati u odnosu na vrijeme - vrijeme je. Mnogi griješe misleći da izjava da nema protoka vremena znači da nema vremena samo po sebi. To je glupost. Naravno, vrijeme postoji. To mjerimo satom. Satovi ne mjere tokove vremena, već duljine vremena. Naravno, postoje razdoblja između događaja - to je točno ono što sat mjeri.
Pa odakle dolazi osjećaj protoka?
Dopustite mi da vam dam primjer. Pretpostavimo da ustanem, nekoliko puta se okrenem oko svoje osi i smrznem se. U ovom slučaju imat ću uvjerljiv osjećaj da se cijeli svijet vrti okolo. Osjećam kako se vrti - iako, naravno, znam da se vrtim u sebi. Na sličan način osjećam protok vremena, iako znam da nije. Vjerojatno je objašnjenje ove iluzije povezano s nečim u našoj glavi i odnosom s pamćenjem - slojem sjećanja i drugim stvarima u ovom duhu. Dakle, ovo je samo obilježje naše percepcije, a ne svojstvo samoga vremena.
Druga stvar koja zbunjuje ljude jest da vjeruju da nijekati protok vremena znači negirati uzrok i posljedicu. Naravno, događaji slijede u usmjerenom slijedu. Ako ispustite jaje, ono se raspada. Jaja se ne sakupljaju natrag. Zgrade propadaju od potresa, ne rastu od ruševina. U svakodnevnom životu postoji mnogo primjera vremenske asimetrije - to je jedno od svojstava bića. Samo po sebi nije svojstvo vremena, a objašnjenje njegove prirode nalazi se u najranijim fazama nastanka svemira i njegovih početnih uvjeta. Ovo je potpuno drugačija i prilično vrijedna studija.
Promotivni video:
Vrijeme ne teče. Ovo je proizvod naše psihologije.
Je li vrijeme glavni sastojak svemira?
Prostor i vrijeme postavljaju granice unutar kojih formuliramo sve naše teorije o strukturi svemira, no neki se pitaju o vjerojatnosti da ta svojstva bića mogu biti sekundarna ili izvedena. Možda su izvorni zakoni svemira formirani u određenom pretprostoru i vremenu, a prostor-vrijeme nastaje nečim primarnijim.
Naravno, u svakodnevnom životu opažamo trodimenzionalni svijet i jednu vremensku dimenziju. Međutim, u Velikom prasku - zapravo ne razumijemo kako je Veliki prasak stvorio svemir, međutim, vjerujemo da bi se to moglo povezati s kvantnom fizikom - moguće je da su pojave koje prostor i vrijeme nazivamo u uobičajenom smislu, u kojima se sve čini jasno izrečeno, možda nije. Dakle, proizvod ranih faza postojanja svemira može biti ne samo energija i materija, već i sam prostor-vrijeme. Mi to ne znamo. To se istražuje.
Dakle, vrijeme može biti izvedeno?
Ideja da je dualnost prostora i vremena sekundarna kvaliteta izvedena iz nečeg jednostavnijeg, nečega što je u srži našeg koncepta bića, bila je u zraku i prije moje karijere. To je mišljenje Johna Wheelera, koji je o tome pisao 1950-ih - da bi mogla postojati neka predgeometrija koja bi nastala geometrijom na isti način kao što atomi stvaraju kontinuitet elastičnih tijela - i ljudi i dalje razmišljaju o tome.
Problem je što to ne možemo promatrati. Bez obzira na to koliko prikladnih matematičkih modela izmislite, njihovo testiranje izgleda beznadno. Većina ljudi vjeruje da ako u pozadini prostora i vremena postoji nešto takvo, nešto što se razlikuje od naše ideje o sekvencijalnom prostoru i vremenu, to se manifestira samo na tzv. Planckovoj skali, dvadeset reda veličine manjih od veličine atomskog jezgra, dok su naši najtačniji instrumenti za promatranje sposobni promatrati samo mnoge redove veličine. Vrlo je teško zamisliti kako u bilo kakvim kontroliranim uvjetima možemo nešto proučiti na Planckovoj ljestvici.
Ako postoji puno svemira, slijede li isti sat?
Uporedni odnos vremena između različitih promatrača na različitim mjestima složen je fenomen čak i unutar istog svemira. Brzina sata, recimo, na površini crne rupe znatno će se razlikovati od brzine sata ovdje na Zemlji. Dakle, čak ni u našem svemiru nema zajedničkog vremena.
Međutim, sada imamo mnogo svemira, od kojih svaki ima svoje vrijeme u nekom smislu - možete ih usporediti samo ako postoji način da pošaljete poruku između njih. Sve ovisi o modelu multiverse koji odaberete. Ima ih mnogo, ali u onom o kojem kozmolozi najčešće govore - mnoštvo mjehurića koji se pojavljuju u rastućoj nadgradnji - nema načina da se izravno usporedi brzina takta u različitim mjehurićima.
Koja vam se od nedavnih promjena u razumijevanju vremena čini najzanimljivijom?
Posebno me zanimaju laboratorijske studije percepcije vremena, jer, po mom mišljenju, upravo tu se može dogoditi brzi napredak u narednim godinama. Primjerice, postoje dobro poznati eksperimenti u kojima su ljudi u određenom trenutku navodno napravili određeni slobodni izbor, ali pokazalo se da je u stvari taj izbor donesen malo ranije, ali se nakon ovog događaja promijenila njihova vlastita percepcija vremena i njihovog djelovanja unutar nekog vremena. Kad promatramo svijet, čini nam se da vidimo sukcesivnu i cjelovitu pripovijest, ali u stvari se na naš mozak izlijevaju osjetilne informacije iz različitih organa percepcije koje spajaju zajedno. On ga gradi i predstavlja kao koherentnu pripovijest, stvarajući osjećaj samosvijesti. Stoga nam se čini da posjedujemo sebe,i sve ide glatko i glatko. Međutim, u stvarnosti je većina onoga što opažamo pripovijest nastala nakon događaja koji su se dogodili.
To je posebno vidljivo u situacijama kada ljudi reagiraju mnogo brže od brzine razmišljanja. Treba se samo sjetiti glasovira ili tenisača kako bi shvatili da ne mogu donijeti svjesnu odluku: „Ova lopta se kreće ovdje; Trebao bih otići tamo i potući se s njim. Za to vrijeme signal neće imati vremena doprijeti do mozga, a potom i motornog sustava. Međutim, oni zadržavaju taj uvjerljivi smisao da svijet doživljavaju u stvarnom vremenu i da kontrolišu sebe. Smatram da je sve vrlo uzbudljivo.
Je li došlo do napretka u proučavanju vremena u području fundamentalne fizike? Mislim da ne. Pojavile su se nove ideje. Temeljna pitanja su još uvijek tu; već smo se dotakli jednog od njih: je li vrijeme primarno ili izvedeno svojstvo? Podrijetlo vremenske osi, što je asimetrija vremena, još je pomalo kontroverzno. Znamo da ga treba pratiti sve do Velikog praska, ali o njemu još uvijek postoji niz različitih pitanja na koja nismo pronašli konačan odgovor. Međutim, sve su to iluzorniji filozofski i teorijski problemi nego nešto što baca svjetlo na dimenziju vremena ili njegovu prirodu.
Osim toga, promatramo kako naše eksperimentalne kolege iz fizike rade na poboljšanju mjerenja vremena. U jednom trenutku postat će toliko točan da će vjerojatno otkriti zanimljive rezultate. Još uvijek postoji temeljni problem - iako je većina zakona fizike simetrična s obzirom na vrijeme, postoji niz procesa povezanih sa slabim nuklearnim interakcijama u kojima se pretpostavlja da dolazi do temeljnog kršenja ove simetrije. Očito, to igra ključnu ulogu u cjelokupnoj slici života. Mislim da ovdje postoji potencijal za istraživanje. Dakle, u fizici čestica još uvijek je moguće provesti eksperimente koji će nam dati nova saznanja o ovoj vremenskoj asimetriji uz slabu interakciju i mjesto u blizini vremenske osi.
John Steele