مفهوم واقعی زمان

به گزارش بیگ بنگ، جالب اینجاست که امروز پس از گذشت قرن ها هنوز هم معمای زمان، حل نشده و همچنان برای فلاسفه، دانشمندان و فیزیکدانان درک آن چالش انگیز است، اما جالب تر آنکه برخی از دانشمندان مطمئن نیستند که اساسا زمان وجود دارد یا نه. ماجرای حذف پارامتر زمان از معادلات فیزیک به اواسط ۱۹۶۰ میلادی باز می گردد. در آن دوران جان ویلر، فیزیکدان برجسته ی آمریکایی- که یکی از آخرین همکاران اینشتین محسوب می شد – با همکاری فیزیکدانی بنام برایش دوویت تصمیم گرفتند معادلات نظریه کوانتومی را روی کل جهان اعمال کنند. احتمالا می دانید که بکارگیری نظریه ی کوانتومی برای تبیین مسائلی که در آنها با ابعاد بسیار کوچک- در حد ابعاد اتمی- سر و کار داریم، الزامی است اما شاید از خود بپرسید چه ربطی مابین معادلات کوانتومی و کیهان به این عظمت وجود دارد؟ در پاسخ باید گفت که از آنجایی که براساس مدل متعارف بیگ بنگ، کل جهان از نقطه ای با چگالی انرژی فوق العاده بالا متولد شده و شروع به انبساط کرده است، بنابراین در نخستین لحظات پس از تولد آن، به کارگیری معادلات نظریه ی کوانتومی الزامی است.

بر این اساس؛ ویلر و دوویت تلاش برای اعمال نظریه ی کوانتومی را بر کل جهان آغاز کردند. با توجه به آنکه در فیزیک کوانتومی، رفتار سیستم مورد مطالعه با یک تابع ریاضی بنام « تابع موج سیستم» مشخص می شود، بنابراین ویلر و دوویت در جست و جوی معادله ای بودند که بتواند تابع موج کوانتومی کل جهان را توصیف کند. این دو فیزیکدان سرانجام در تابستان سال ۱۹۶۷ موفق شدند معادله ی مورد نظر خود را بیابند. اما در این معادله که « معادله اساسی کیهان شناسی کوانتومی » محسوب می شد و بعدها به معادله ی ویلر- دوویت شهرت یافت، یک نکته عجیب و راز آمیز وجود داشت: در این معادله پارامتر زمان بطور خود به خود کلا از معادله حذف شده بود و این به آن معنا بود که از نگاه نظریه ی کوانتومی در کل کیهان، اساسا زمان وجود ندارد! اگر به راستی مفهوم زمان در کل جهان وجود ندارد، پس چه عاملی است که سبب می شود ما ظاهرا تصور کنیم زمان در حال گذر است؟

جولیان باربور، فیزیکدان و فیلسوف دانشگاه آکسفورد انگلستان در کتاب خود با عنوان « پایان زمان» که در سال ۱۹۹۹ میلادی منتشر شد، پاسخ جالبی را برای این معما مطرح کرده است. بنابر نظر باربور، کل جهان را می توان به فریم های یک فیلم سینمایی تشبیه کرد. همان طور که در تک تک فریم های یک فیلم چیزی بنام زمان وجود ندارد در کل کیهان هم مفهومی به نام زمان وجود ندارد و جهان همواره همانند فریم های یک فیلم سینمایی کیهانی صرفا در «لحظه حال» حضور دارد. به عبارتی تغییرات و تحولات جهان را به جای مفهوم زمان می توان صرفا با مجموعه یا شبکه ای از لحظات حال کیهانی توصیف کرد.

فرمول بندی فیزیک بدون زمان

اما اگر آن طور که فیزیکدانانی نظیر جولیان باربور براساس معادله ویلر- دوویت به این نتیجه رسیده اند که واقعا مفهومی بنام زمان در کل کیهان وجود ندارد، پس باید راهی را برای فرمول بندی فیزیک کوانتومی بدون استفاده از پارامتر زمان پیدا کرد. این دقیقا همان کاری است که کارلو روولی(Carlo Rovelli)، فیزیکدان دانشگاه مارسی فرانسه انجام داد. حدود ۱۰ سال پیش ، روولی و همکارانش روشی را بسط دادند که به کمک آن می توان رویدادهای کوانتومی متوالی را در قالب یک رویداد واحد و بدون نیاز به استفاده از پارامتر زمان تبیین کرد. در واقع در این رهیافت جدید، مساله چگونگی همبستگی میان تمامی حالات محتمل آن کمیت تبدیل می شود. روولی برای فهم بهتر این تبدیل، مثالی می زند. او می گوید:« اگر بگویم در سفر زمینی خود از بوستون به لس آنجلس ، ابتدا از شیگاگو و سپس از شهر دنور گذشتیم در واقع از نحوه ی توالی زمانی رویدادها برای توضیح دادن نحوه ی سفرم به شما استفاده کرده ام. اما اگر بجای این کار ، مسیر سفرم را از بوستون به لس آنجلس روی نقشه به شما نشان دهم، در واقع اطلاعات مربوط به نحوه ی توالی زمانی اندازه گیری ها را با نحوه ی همبستگی میان مشاهده پذیرها جایگزین کرده ام.»

کارلو روولی – فیزیکدان ایتالیایی

با توجه به آنکه به کمک این رهیافت روولی، می توان احتمالات مکانیک کوانتومی را با همان دقت رهیافت متعارف قبلی محاسبه کرد، بنابراین همان طور که روولی می گوید، ممکن است بتوان دینامیک جهان را به جای تحولات زمانی صرفا با شبکه ای از همبستگی ها توصیف کرد. دین ریکلز، پژوهشگر فلسفه فیزیک در دانشگاه سیدنی می گوید:« رهیافت روولی، دیدگاه بی زمانی جهان را با دیدگاه حاکم در فیزیک متعارف هم راستا می کند.» به این ترتیب و براساس رهیافت روولی، اگرچه ما در ظاهر گذشت زمان را احساس می کنیم، اما این احساس در واقع صرفا یک توهم است و همانطور که جولیان باربور هم توضیح داده بود، حقیقت ماجرا به گونه ای دیگر است. طی تقریبا یک دهه ی گذشته، روولی به همراه آلن کان، ریاضیدان مشهور فرانسوی در تلاش هستند تا بطور دقیق تر بفهمند چگونه یک حقیقت بی زمان می تواند پندار گذشت زمان را برای ما به وجود آورد. براساس ایده ی آنها که فرضیه « زمان گرمایی» نام گرفته است. زمان نتیجه ی رفتار آماری جهان است؛ دقیقا همان طور که دما نتیجه ی رفتار آماری توده ی عظیمی از مولکول هاست.

کارلو روولی: « حقیقت جهان، فاقد گذشت زمان است، اما شناخت ناکامل ما از این حقیقت است که مفهوم زمان را شکل می دهد. بنابراین زمان از جهل ما شکل می گیرد. »

برای فهم بهتر این مطلب، توده ای از گاز را در محفظه ای بسته در نظر بگیرید. برای توصیف رفتار این گاز، دو راه مختلف وجود دارد. یک راه این است که تمامی اطلاعات مربوط به مکان و تکانه تک تک مولکول های گاز را بطور مستمر زیر نظر داشته باشیم. در این رویکرد، مفهومی بنام دما اطلا وجود ندارد و به جای آن با تغییر مسمر چیدمان مولکول ها مواجه هستیم. اما از آنجایی که زیر نظر گرفتن تمامی این اطلاعات به لحاظ عملی غیر ممکن است، بنابراین بجای آن می توان از متوسط آماری رفتار مولکول ها برای توصیف رفتار « بزرگ مقیاس» (ماکروسکوپیک) کل گاز درون ظرف بهره گرفت. در این روش تمامی اطلاعات مربوط به تکانه ی همه ی مولکول های گاز را در قالب یک کمیت متوسط آماری بنام دما فشرده می کنیم. کان و روولی معتقدند که دقیقا همین موضوع در مورد کل جهان هم صدق می کند.

grandfather توهم زمان کیهانی

ایده روولی روی کاغذ، ایده ی بسیار جالبی به نظر می رسد، اما آیا مدرکی دال بر صحت آن نیز وجود دارد؟ برای یافتن پاسخ، روولی و کان، فرضیه خود را با مدل های ساده به محک آزمون گذاشته اند. برای این کار، آنها به سراغتابش زمینه ی کیهانی رفته اند. این تابش که در تمامی پهنه ی کیهان حضور دارد، یادگاری باقی مانده از زمان بیگ بنگ است و در واقع نمونه ی خوبی از یک رفتار آماری را در خود دارد که با گرفت میانگین از ویژگی های آن می توان گفت که این تابش ، عملا تابشی یکنواخت با دمای اندکی کمتر از سه درجه کلوین است. این دانشمندان می خواستند ببینند چنانچه اطلاعاتی نظیر شعاع جهان قابل مشاهده را در این مدل آماری وارد کنند آیا می توان جریان ظاهری زمان را از آن استنتاج کرد یا خیر؟

نتیجه ای که آنها بدست آورند، توالی حالت هایی بود که انبساط کیهان را دقیقا همانطور که از معادلات متعارف کیهان شناسی استنتاج می شود، توصیف می کنند. به عبارت دیگر، این توالی حالت ها رفتاری دقیقا مطابق با رفتار حاصل از یک « زمان کیهانی» را از خود بروز می دهند. البته برای آنکه بتوان فرضیه ی زمان گرمایی را روی کل جهان اعمال کرد، لازم است ابتدا نظریه ی کوانتومی گرانش را در اختیار داشته باشیم؛ نظریه ای که به رغم تلاش گسترده فیزیکدانان هنوز حاصل نشده است. با این وجود، همین که یک مدل ساده از تابش پس زمینه ی کیهانی هم توانسته براساس فرضیه زمان گرمایی به نتایج واقعی بیانجامد، بسیار امید بخش است. روولی می گوید: « در نظریه ی گرانش کوانتومی، مفهوم زمان اساسا نقش می بازد. همین نکته هموازه یکی از مسائل اساسی مطرح در ارتباط با این نظریه بوده است، بعنوان یک نظریه ی واقعی پذیرفت. اکنون ما مدل ساده خود را براساس فرضیه زمان گرمایی عملا نشان داده ایم که در حین اینکه مفهوم زمان در آن جایی ندارد، اما در عین حال می تواند رفتار جهانی شبیه جهان ما را بخوبی توصیف کند.»

تابلوی نقاشی “تداوم حافظه” اثر سالوادور دالی

واقعا شگفت انگیز است. شاید در عمیق ترین سطوح واقعیت، زمان همانند تابلوی نقاشی مشهور “تداوم حافظه” سالوادور دالی، ذوب شده و محو شود. شاید همان طور که روولی و برخی فیزیکدان های دیگر می گویند، زمان صرفا نتیجه ی نوع نگاه ما به جهان باشد. شاید زمان، نه بخشی از حقیقت جهان بلکه ناشی از آگاهی ناکامل ما از حقیقت جهان باشد. بنابراین اگر قرن ها اندیشیدن به زمان، معمای آن را همچنان لاینحل باقی گذاشته است، جای تعجب نیست، چرا که شاید اگر حقیقت را می دانستیم، دیگر اصلا زمانی وجود نداشت.

به گزارش گاردین، انیشتین در ماه مارس 1955 میلادی، تقریبا یک ماه قبل از مرگش، نامه‌ای به خانواده‌ی دوست تازه متوفی‌اش، میشل بِسو، ارسال کرد. انیشتین نوشته بود: «او حالا کمی زودتر از من از این جهان عجیب‌وغریب رخت بسته است. ولی هیچ معنایی ندارد. کسانی مثل ما که به دنیای فیزیک اعتقاد دارند به خوبی می‌دانند که تمایز بین گذشته، حال و آینده توهمی بیش نیست؛ گرچه این توهم دیرینه و پایدار است.»

مشخص نیست که آیا خانواده بسو با این شکل درد و دل انیشتین آرام شده بودند با خیر، اما تقریبا تمام کسانی که فیزیک را درک می‌کنند می‌دانند که انیشتین درست گفته بود. ریشه این بحث به هراکلیتوس (475-535 قبل از میلاد) برمی‌گردد. او گفته بود که ویژگی اصلی کیهان، تغییرپذیری آن است. در نقطه مقابل او پارمِنیدیس بود که ادعا می‌کرد که چنین تغییری وجود ندارد. در سال 1949 و در جشن 70 سالگی انیشتین، کورت گودِل عدم وجود زمان را با ریاضی برای انیشتین اثبات کرد. به نظر می‌رسد که طبیعت تحت سلطه قوانین جاویدان است که از گستره زمان خارج هستند.

از جمله مخالفان حرف انیشتین، لی اسمولین، عضو موسسه پریمتر در فیزیک نظری در کانادا است. اسمولین یکی از کسانی است که در فیزیک و کیهان‌شناسی معاصر ساز مخالف زده است؛ سرشار از ایده‌های رادیکال و یک بت‌شکن! در اواسط دهه 90 میلادی او پیشنهاد داد که سیاه‌چاله‌ها جهان‌های کوچک را تولید می‌کنند. در اواسط دهه گذشته میلادی نیز او نظریه ریسمان را زیر سوال برد.

ادعایش این بود که این نظریه نتوانسته تاکنون یک پیش‌بینی قابل‌سنجش را تولید کند. حتی در کتاب پرفروش خود «تولد دوباره زمان» در سال 2013، او ادعا کرد که زمان کاملا واقعی است و هیچ چیزی توان پیشی گرفتن از آن را ندارد، حتی قوانین طبیعت. چنین قوانینی مانند هر چیز دیگری به زمان حال وابسته بود و قابل تغییر هستند.

شنیده‌ام که برخی از فیزیک‌دانان حتی از آوردن اسم اسمولین هم خودداری می‌کنند. اما حتی اگر او مرتکب اشتباه هم شده باشد، اشتباهش به طرزی جالب رخ داده است. اسمولین آشکارا گفته است که تثبیت مفهوم زمان برای زندگی روزمره ما فوایدی دارد. او می‌گوید: «اگر سیر زمان یک توهم نباشد، به زندگی ما ارزش و معنا می‌بخشد.» از نظر انیشتین، مرگ آن سرانجامی که ما فکر می‌کنیم را به دنبال خود ندارد، اما دید اسمولین با دید انیشتین هم‌خوانی ندارد. از طرفی اگر قوانین فیزیک شامل و تغییر و تکامل باشند، پس می‌توان گفت که فضای آینده محتمل هم می‌تواند شامل این تغییر و تکامل باشد. اسمولین می‌گوید: «برداشتی که ما از خلق یک نوآوری داریم صحیح است. همین برداشت جهان را به جایی بهتر تبدیل می‌کند. به این ترتیب ما از اختیار برخورداریم. حق انتخاب داریم. من این دید را بیشتر می‌پسندم.»

کتاب جدید اسمولین که در آن نظریات پذیرفته شده در کیهان‌شناسی را زیر سوال می‌برند همراه با دانشمندی دیگر نوشته شده که از خود او نیز افراطی‌تر است. روبرترو مانگابِیرا اونگر استاد دانشکده حقوق هاروارد است که باراک اوباما هم یکی از دانشجویان او بوده است. او از سال 2007 تا 2009 در برزیل یک پست اجرایی داشته است. ایده آل او «آزادی عمیق» است، که در آن مردم به مسئله فناپذیری و توانایی‌های بیکران خود واقف هستند. اونگر در کتاب «بیداری خود» می‌گوید: «ریشه تجربیات انسانی بی‌اساسی است – شگفتی وجودی ما و جهان ما، و اینکه همه این چیزها به این شکلی هست که می‌بینیم، نه شکلی دیگر... شگفتی‌ای که همراه با عدم درک و بیگانه بودن ما با جهانی است که خود را در آن یافته‌ایم. تغییری در زندگی که باید به دنبال آن باشیم این است که فقط یک‌بار می‌میریم... و نباید با تبدیل شدن به یک انسان پست، تمام خوبی‌های زندگی را بر باد دهیم. ما در این دنیا تلاش خواهیم کرد. نگرانی از آینده، ما را از آنچه اکنون در دستمان است دور می‌کند، یعنی زمان حال.»

شاید فکر کنید که کتابی که اسمولین و اونگر نوشته‌اند تبادلی بین علم و ارزش‌های انسانی باشد، چیزی شبیه گفتگویی که در دهه 30 میلادی بین انیشتین و رابیندرانات تاگور برقرار شده بود. اما «كيهان‌ بی‌همتا و واقعیت مفهوم زمان» آن‌گونه نیست: در بخش اول آن، اونگر جهان و مفهوم بازگشت‌ناپذیر و پیوسته‌ی زمان را کاوش می‌کند. در بخش دوم نیز اسمولین برخی از جنبه‌های زمان را باز می‌کند. این دو در کتابشان قصد دارند تا تصویری که از کیهان‌شناسی داشته‌ایم را کاملا عوض کنند. برداشتی از کیهان که صدها بار و به شیوه‌های مختلف برای ما ترسیم شده بود. در نسخه این دو اما، کیهان – و به تابع آن زمان به عنوان بخشی از منحنی زمان و مکان – 13.8 میلیارد سال پیش و درست پس از انفجار بزرگ پدید آمد. در ابتدا، جهان به طرز غیرقابل‌تصوری کوچک بوده و پس از انبساطی به اندازه تقریبا ۱۰به توان منفی ۳7 ثانیه، چیزی به عنوان «تورم کیهانی» منجر به رشد نمایی کیهان شد. در فرضیه چند جهانی آن‌ها، جهان ما فقط یکی از جهان‌های ممکن است. زمان واقعی بوده و قوانین طبیعت از زمان مبرا نیستند. ریاضیات هم تنها توضیح خصوصیات این جهان است، و نه چیزی دیگر.

کافکا یک‌بار پرسید: «اگر کتابی یک مشت محکم بر سر ما نزند و ما را بیدار نکند، پس چرا ما باید آن را بخوانیم؟ کتاب باید پُتکی محکم برای دریای منجمد درون ما باشد.» به نظر این کتاب نیز از آن دسته از کتاب‌ها باشد. البته این کتاب شاید برای اکثر خواننده‌های معمولی وزنه‌ی بسیار سنگینی باشد.

مفهوم زمان و انواع آن از نظرگاه هانری برگسون

مفهوم زمان و انواع آن از نظرگاه برگسون نیاز به توضیح مختصری دارد. برگسون می گوید که یکی از اشتباهات بزرگ علمی این است که زمان را یک امرکلی به شمار می آورند، در حالی که یک امر کیفی است، یعنی فیلسوفان،دانشمندان و اکثر مردم زمان را یک کمیت می دانند. بنابرعقیده برگسون، دونوع زمان وجود دارد: نجومی و مطلق. زمان نجومی{یا قراردادی}تقسیم شبانه روز به چندین ساعت و دقیقه و ثانیه است؛درواقع تصور کردن تقارن خورشید یا ماه با نقاط مختلف دنیا. برگسون این نوع زمان را " مقارنه " می نامد،که از دیدگاه او حقیقت نداشته و یک امر قراردادی است.
زمان مطلق {یا استمرار} آن زمانی است که به وسیله وجدان {آگاهی} ادراک میشود،و مثال خوبی را در این مورد می آورد:
[... دیدگان خود را بر هم بگذارید و ذهنتان را از همۀ امور خالی کنید و به درون نَفس و ضمیر خود رجوع نمایید. آنچه که در حال ادراک می کنید همانا حقیقت زمان است. در این لحظات، امورعالم به طرزی مستمر جریان دارد...]
فاصله ای که از لحاظ استمرار زمان حقیقی پیش می آید، مربوط به تاثیر متقابل آگاهی های ما در روندرویکردهاست. درحالی که بیرون از ذهن ما، فقط مکان و فضا وجود دارد وتقارن{مقارنه زمان}به راستی مشاهده نمی شود.
مفهوم "زمان " در فلسفۀ برگسون از اهمیت زیادی برخوردار است. وی میان زمان علمی به آن سان که به وسیلۀ ساعت و سایر وسایل محاسبه می شود، و زمان مطلق یعنی یک رشته رویداد های درجریان و مستمر که ما مستقیما آن را تجربه می کنیم، وطبق ادعای برگسون، در درون آن "زمان مطلق" گاهی اوقات امکان پذیر است که ما آزادانه و قدرتمندانه عمل کنیم، تفاوت می گذارد.
او به وجود نیروئی "حیاتی" معتقد است که واقعیت بنیانی به شمار آمده و از طریق آن می توانیم قدرت حکمفرما برجهان را بشناسیم. برگسون، مخالف تمامی دیدگاه هایی بود که عقل و عقلانیت و علم را به عنوان چیزی والاتر محسوب میکرد. بسیاری از اندیشه هایش شباهت زیادی به افکار ویلیام جیمز دارد.
در کتاب "زمان و اختیار"، که در سال 1889 به چاپ رسید، برگسون به تشریح تفاوت میان زمان نجومی – به آنگونه که در علوم به کار میرود و به عنوان نوعی وسیله یکسان که از طریق علائم زمان بندی مانند دقیقه و ساعت تنظیم شده – و زمان به مثابه یک رشته رویکردهای پویا، فعال و همواره تغییر پذیر، یعنی جریان خود حیات، پرداخت.
وی معتقد است که علم با مفهوم اول زمان {زمان نجومی} کارکرده است، سازماندهی و مفهومی کردن {عقلانی کردن}،هرچیز را به صورت موجودیت ها یا رشته ها یا حالات متمایز در آورده و به این طریق به واقعیت یک جنبه آراسته و منظمی می دهد که در واقع فاقد آن است.
برگسون می پذیرد که عقل گرایی دارای فواید علمی است که به ما امکان می دهد تا به گونه ای کارساز بقا یابیم، اما در عین حال تاکید دارد که کاربرد عقل گرایی به خطای فلسفی می انجامد، از این حیث که تصویری نادرست از آنچه که به راستی روی میدهد به دست میدهد.
واقعیت این است که هیچ یک از "وضعیت ها و کیفیات همانند" {عقلی و منطقی} وجود ندارد که ما به کمک کلمات {معانی} و افکارمان آنها را باور کنیم، بلکه به جای آن، یک جریان تجربه های درحال دگرگونی را که همواره متفاوت و ناپایدار هستند باور میکنیم.
این است مفهوم زمان واقعی یا استمرار. این نوع زمان، مانند یک کلاف نخ باز شده در فضا به حرکت در نمی آید و به وسیلۀ یک زمان سنج محاسبه نمیشود. تنها به عنوان " استمرار" وجود دارد زیرا ما آن را مشاهده می کنیم. برگسون میگوید:
[... فاصله{زمانی} استمرار فقط برای ما وجود دارد، و علت آن نیز نفوذ متقابل آگاهی ما است، خارج از وجود ما، چیزی جز فضا و مآلاً مقارنه ها، مشاهده نمی شود، که دربارۀ آن، شخص حتی شاید نگوید که این مقارنه ها به طرزی واقعی جایگزین یکدیگر میشوند... ]

سوالات:

1.نظر شما راجع به مفهوم واقعی زمان چیست؟

نظرات شما عزیزان: