|
Er tid en illusion?* Begreberne om tid og forandring dukker måske frem
fra et univers der i bund og grund er fuldstændig statisk Craig
Callender
Tid som den Store
Historiefortæller
Nøglebegreber ·
Tid er lige nu et særlig varmt emne i fysik.
Eftersøgningen af en forenet teori tvinger fysikerne til igen at undersøge
meget grundlæggende antagelser, og få ting er mere grundlæggende end tid. ·
Nogle fysikere hævder, at der ikke er sådan en
ting som tid. Andre mener, at tid burde forfremmes i stedet for degraderes.
Inde imellem disse to positioner er den fascinerende ide, at tid eksisterer,
men ikke er fundamental. En statisk verden giver på en eller anden måde
anledning til den tid, vi opfatter. ·
Filosoffer har debatteret sådanne ideer siden før
Sokrates tid, men fysikerne gør dem nu konkrete. Ifølge en opstår tiden måske
fra den måde, som universet er opdelt på; det, vi opfatter som tid, afspejler
forholdene mellem dets dele. -Redaktørerne af Scientific American Mens du læser
denne sætning, mener du sandsynligvis, at dette øjeblik – lige nu – er det,
der sker. Det nutidige øjeblik føles specielt. Det er virkeligt. Uanset hvor meget
du måske husker fortiden eller forudser fremtiden, lever du i nutiden.
Naturligvis sker det øjeblik, i hvilket du læste den sætning, ikke længere.
Dette gør. Med andre ord føles det som om tiden strømmer i den forstand, at
nutiden konstant opdaterer sig selv. Vi har en dyb umiddelbar opfattelse af,
at fremtiden er åben, indtil den bliver til nutid og at fortiden er fast. Som
tiden går bliver denne struktur af fast fortid, øjeblikkelig nutid og åben
fremtid båret fremad i tid. Denne struktur er bygget ind i vort sprog, tanke
og adfærd. Hvordan vi lever vore liv, afhænger af den. Men ligeså
naturlig denne måde at tænke på er, vil man ikke finde den afspejlet i
videnskab. Fysikernes ligninger fortæller os ikke, hvilke begivenheder der
sker lige nu – de er som et kort uden ”du er her” symbolet. Det nutidige
øjeblik findes ikke i dem og derfor gør tidens strøm heller ikke. Desuden
antyder Albert Einsteins teorier om relativitet ikke kun, at der ikke er
nogen enkelt speciel nutid, men også, at alle øjeblikke er lige virkelige [se
”That Mysterious Flow,” af Paul Davies; Scientific American, September 2002],
[Tiden: Den mystiske strøm]. Fundamentalt er fremtiden ikke mere
åben end fortiden. Gabet mellem den
videnskabelige forståelse af tid og vor dagligdags forståelse af tid har
bekymret tænkere i historiens løb. Det
er blevet bredere efterhånden som fysikerne gradvist har afklædt tiden for de
fleste af de egenskaber, vi almindeligt tilskriver den. Nu kommer kløften
mellem fysikkens tid og oplevelsens tid til sin logiske slutning, for mange i
teoretisk fysik er begyndt at mene, at tiden fundamentalt ikke engang
eksisterer. Ideen om en
tidløs virkelighed er til at begynde med så forbavsende, at det er svært at
se, hvordan den kan være sammenhængende. Alt, vi gør, gør vi i tid. Verden er
en serie begivenheder bundet sammen af tid. Enhver kan se at mit hår bliver
gråt, at genstande bevæger sig og så videre. Vi kan se forandring og
forandring er variationen af egenskaber med hensyn til tid. Uden tid ville
verden være fuldstændig stille og rolig. En tidløs teori står overfor at
skulle forklare, hvordan vi ser forandring, hvis verden i virkeligheden ikke
forandrer sig. Nylig
forskning forsøger at udføre netop denne bedrift. Skønt tiden måske ikke
eksisterer på et fundamentalt niveau, opstår den måske på højere niveauer –
ligesom et bord føles fast, selv om det er en sværm af partikler, som mest er
sammensat af tomt rum. Fasthed er en kollektiv, eller emergent, egenskab ved
partiklerne. Tid kunne også være en emergent egenskab ved, hvad så end
verdens grundlæggende ingredienser er. Dette begreb
om emergent tid er potentielt ligeså revolutionerende som udviklingen af
teorierne om relativitet og kvantemekanik for et århundrede siden. Einstein
sagde, at nøgletrinnet fremad i udviklingen af relativitet var hans
omtænkning af bevidsthedsbilledet af tid. Idet fysikerne forfølger hans drøm
om at forene relativitet med kvantemekanik, mener de, at tid igen er
centralt. I 2008 sponsorerede Foundational Questions Institute (FQXi) en
essaykonkurrence om tidens natur og en veritabel hvem er hvem i moderne fysik
lagde billet ind. Mange holdt på, at en forenet teori ville beskrive en
tidløs verden. Andre hadede at slippe for tid. En ting var de dog enige om:
at uden at tænke dybt over tiden, kunne fremskridt med forening meget vel
være umulige. Vore rige
sund-fornuft-agtige ideer om tid har lidt en knusende serie degraderinger i
tidens løb. Tid har mange jobs at gøre i fysik, men efterhånden, som fysikken
er skredet frem, er disse job, et efter et, blevet flyttet andetsteds. Det er måske
ikke indlysende til at begynde med, men Isaac Newtons bevægelseslove kræver,
at tid har mange specifikke egenskaber. Alle observatører er i princippet
enige om rækkefølgen, begivenheder hænder i. Ligemeget hvornår eller hvor en
begivenhed finder sted, så antager klassisk fysik, at man objektivt kan sige
om den skete før, efter eller samtidigt med enhver anden begivenhed i universet.
Tid giver derfor en komplet ordning på alle begivenhederne i verden.
Samtidighed er absolut – en observatøruafhængig kendsgerning. Desuden skal
tiden være sammenhængende, så vi kan definere hastighed og acceleration. Klassisk tid
skal også have en forestilling om varighed – det, fysikerne kalder en metrik
– så vi kan afgøre, hvor langt fra hinanden i tid begivenheder er. For at
sige at den olympiske sprinter Usain Bolt kan løbe så hurtigt som 27 miles i
timen, skal vi have et mål for, hvor lang en time er. Som begivenhedernes
rækkefølge er varighed observatøruafhængig. Hvis Alice og Bob forlader skolen
klokken 3, går hver til sit og så mødes hjemme klokken 6, er tiden, der er
gået for Alice, lig med den mængde tid, der er gået for Bob. Essensen er,
at Newton foreslog, at verden kommer udstyret med et mester ur. Uret skærer
unikt og objektivt verden ud i tidsøjeblikke. Newtons fysik lytter til dette
urs tikken og intet andet. Newton følte desuden, at tiden strømmer og at
denne strøm giver os en pil, der fortæller, hvilken retning fremtiden er i,
skønt disse ekstra egenskaber strengt taget ikke kræves af hans love. Newtons tid
kan forekomme os at være som en gammel hat nu, men et øjebliks eftertanke
afslører, hvor forbavsende den er. Dens mange egenskaber – orden,
kontinuitet, varighed, samtidighed, strøm og pilen – er logisk til at koble
fra, alligevel hænger de alle sammen i det mester ur, Newton kaldte ”tid.”
Denne samling egenskaber lykkedes så godt, at den overlevede uskadt i næsten
to århundreder. Rumtiden
skæres i skiver: Hvordan tid ikke er som rum
Så kom angrebene
sidst i det 19. og tidligt i det 20. århundrede. Det første var den østrigske
fysiker Ludwig Bolzmanns arbejde, som ræsonnerede, at fordi Newtons love
virker lige godt, hvis man går fremad eller tilbage i tid, har tiden ingen
indbygget pil. I stedet foreslog han, at skelnen mellem fortid og fremtid
ikke er underforstået i tid men opstår fra asymmetrier i, hvordan stoffet i
universet er organiseret. Selv om fysikerne stadig debatterer detaljerne i
dette forslag [se ”The Cosmic Origins of Times Arrow,” af Sean M. Carroll;
Scientific American, Juni 2008], [Den kosmiske
oprindelse til tidens pil], plukkede Bolzmann overbevisende en
egenskab ved newtonsk tid bort. Einstein
udførte det næste angreb ved at forkaste ideen om absolut samtidighed. Ifølge
hans specielle relativitetsteori gælder: hvilke begivenheder der sker på
samme tid afhænger af, hvor hurtigt man bevæger sig. Begivenhedernes sande
arena er ikke tid eller rum, men deres forening: rumtid. To observatører, der
bevæger sig med forskellige hastigheder, er uenige om, hvornår og hvor en
begivenhed hænder, men de er enige om dens rumtidsplacering. Rum og tid er
sekundære begreber, der, som matematikeren Hermann Minkowski, som havde været
en af Einsteins universitetsprofessorer, ypperligt erklærede,”er dømt til at
svinde hen til blotte skygger.” Og tingene
bliver kun værre i 1915 med Einsteins almene relativitetsteori, som
udstrækker speciel relativitet til situationer, hvor gravitationskraften
virker. Gravitation forvrænger tid, så gangen af et sekund her måske ikke
betyder det samme som gangen af et sekund der. Kun i sjældne tilfælde er det
muligt at synkronisere ure og få dem til at forblive synkroniserede, selv i
princippet. Man kan ikke generelt tænke på verden som at den folder sig ud,
tik for tik, ifølge en enkelt tidsparameter. I ekstreme situationer kunne
verden måske slet ikke skæres til tidsøjeblikke. Så bliver det umuligt at
sige, at en begivenhed skete før eller efter en anden. Almen
relativitet indeholder mange funktioner med det engelske ord ”Time” forbundet
med dem: coordinate time, proper time, global time. Tilsammen udfører de
mange af de jobs Newtons ene tid gjorde, men individuelt synes ingen af dem
værdige til titlen. Enten lytter fysikken ikke til disse ure, eller, hvis den
gør, så gælder disse ure kun for små pletter af universet eller for særlige
observatører. Selv om fysikerne i dag gør sig bekymringer om at en forenet
teori skal eliminere tid, kan man føre et godt argument for at tid allerede
gik tabt i 1915 og at vi bare ikke helt har vænnet os til det endnu. Tid som den Store Historiefortæller Hvad er så god
tid? Man kunne blive fristet til at tro, at forskellen mellem rum og tid
næsten er forsvundet og at begivenhedernes sande arena i et relativistisk
univers er en stor firedimensional blok. Relativitet synes at rumliggøre tid:
at gøre den til blot en retning mere inde i blokken. Rumtiden er som et brød,
som man kan skære i skiver på forskellige måder kaldet enten ”rum” eller
”tid” næsten tilfældigt. Men selv i
almen relativitet beholder tid en adskilt og vigtig funktion: nemlig lokalt
at skelne mellem ”tidslige” og ”rumlige” retninger. Tidsligt relaterede
begivenheder er dem, som kan relateres årsagsmæssigt. Et objekt eller signal
kan passere fra en begivenhed til den anden og øve indflydelse på, hvad der
sker. Rumligt relaterede begivenheder er årsagsmæssigt urelaterede. Intet
objekt eller signal kan komme fra den ene til den anden. Matematisk skelner
kun et minustegn mellem de to retninger, dog har dette minustegn enorme
virkninger. Observatører er uenige om rækkefølgen af rumlige begivenheder,
men de er alle enige om tidslige begivenheders orden. Hvis en observatør
opfatter, at en begivenhed kan forårsage en anden, gør alle observatører det. I mit eget
essay til FQXi konkurrencen for to år siden udforskede jeg, hvad denne
egenskab ved tiden betyder. Forestil dig, at vi skærer rumtiden i skiver fra
fortid til fremtid; hver skive er 3-D helheden af rum i et øjeblik af tiden.
Summen af alle disse skiver af rumligt relaterede begivenheder er 4-D rumtid.
Alternativt så forestil dig, at vi ser på verden sidelæns og skærer den i
skiver tilsvarende. Fra dette perspektiv er hver 3-D skive en mærkelig
sammenslutning af begivenheder, der er rumligt relaterede (i kun to
dimensioner) og tidsligt relaterede. Disse to metoder til at skære i skiver
er som at skære et brød enten lodret eller vandret. Den første
metode er velkendt for fysikere for ikke at sige biografgængere. En films
enkeltbilleder repræsenterer skiver af rumtid: de viser rummet i øjeblikke af
tiden efter hinanden. Som filmelskere, der øjeblikkeligt udregner plottet og
forudsiger, hvad dernæst sker, kan fysikere tage en enkelt komplet rumlig
skive og rekonstruere, hvad der sker på de andre rumlige skiver, ved bare at
anvende fysikkens love. Den anden
metode til skiveskæring har ingen analogi. Den svarer til at skære rumtiden
op, ikke fra fortid til fremtid men fra øst til vest. Et eksempel på en sådan
skive kunne være nordvæggen i dit hus, plus hvad der vil ske på den væg i
fremtiden. Fra denne skive anvender du fysikkens love til at rekonstruere,
hvordan resten af huset (og faktisk resten af universet) ser ud. Hvis det
lyder mærkeligt, burde det. Det er ikke umiddelbart indlysende, om fysikkens
love lader en gøre det. Men som matematiker Walter Craig fra McMaster
University og filosof Steven Weinstein fra University of Waterloo nyligt har
vist, kan man, i det mindste i nogen situationer. Skønt begge
metoder til skiveskæring i princippet er mulige, er de dybt forskellige. I
den normale fortid til fremtid skiveskæring er de data, man er nødt til at
indsamle, temmelig lette at opnå. For eksempel måler du alle partiklers
hastigheder. En partikels hastighed på en placering er uafhængig af en
partikel et eller andet andet sted, hvilket gør dem begge lette at måle. Men
i den anden metode er partiklernes egenskaber ikke uafhængige; de skal
anbringes på en meget bestemt måde, ellers vil en enkelt skive ikke være nok
til at rekonstruere alle de andre. Man ville skulle udføre ekstremt
vanskelige målinger på grupper af partikler for at indsamle de data, man
behøver. For at gøre tingene værre ville selv disse målinger kun i særlige
tilfælde, som Craig og Weinstein opdagede, tillade, at man kunne rekonstruere
den fulde rumtid. I en meget
præcis forstand er tid den retning inde i rumtiden, i hvilken god
forudsigelse er mulig – retningen i hvilken vi kan fortælle de mest oplysende
historier. Universets historie folder sig ikke ud i rum. Den folder sig ud i
tid. Et af de
højeste mål for moderne fysik er at forene almen relativitet med
kvantemekanik og producere en enkelt teori, der behandler både
gravitationelle og kvantiske sider af stoffet – en kvanteteori for
gravitation. En af anstødsstenene har været, at kvantemekanikken kræver at
tiden har egenskaber, der modsiger, hvad jeg hidtil har sagt. Kvantemekanikken
siger, at objekter har et meget rigere adfærdsrepertoire, end vi på nogen
mulig måde kan indfange med klassiske mængder som position og hastighed. Et
objekts fulde beskrivelse gives af en matematisk funktion kaldet
kvantetilstanden. Denne tilstand udvikler sig kontinuerligt i tid. Ved brug
af den er fysikerne i stand til at beregne sandsynlighederne for ethvert
eksperimentelt resultat til enhver tid. Hvis vi sender en elektron gennem en
anordning, der vil afbøje den enten op eller ned, vil kvantemekanikken måske
ikke kunne fortælle os med sikkerhed, hvilket resultat vi skal forvente. I
stedet giver kvantetilstanden os måske kun sandsynligheder for resultater; for
eksempel, en 25 procents chance for at elektronen vil dreje opad og en 75
procents chance for, at den vil dreje nedad. To systemer beskrevet med
identiske kvantetilstande giver måske forskellige resultater. Eksperimenters
resultater er probabilistiske. Teoriens
probabilistiske forudsigelser kræver, at tid har visse egenskaber. For det
første er tid det, der gør modsigelser mulige. En kastet terning kan ikke
have både 5 og 3 vendende opad på samme tid. Det kan den kun til forskellige
tider. Forbundet med denne egenskab er den kendsgerning, at sandsynligheden
for at lande på hver af de seks tal skal addere til 100 procent ellers vil
begrebet sandsynlighed ikke have mening. Sandsynlighederne adderer på en tid,
ikke på et sted. Det samme gælder for sandsynlighederne for at
kvantepartikler har en given position eller bevægelsesmængde. For det andet
gør den tidsmæssige orden af kvantemålinger en forskel. Antag, at jeg sender
en elektron gennem en anordning, der først afbøjer den langs den lodrette
retning, så langs den horisontale retning. Idet den dukker frem, måler jeg
dens impulsmoment. Jeg gentager eksperimentet, afbøjer denne gang elektronen
horisontalt, så lodret, og måler dens impulsmoment igen. Værdierne, jeg får,
vil være enormt forskellige. For det tredje
giver en kvantetilstand sandsynligheder for hele rummet i et øjeblik af tid.
Hvis tilstanden omfatter et par partikler, så vil måling på en partikel
øjeblikkeligt påvirke den anden ligegyldigt hvor den er – førende til den
berygtede ”spøgelsesagtig virkning på afstand,” der var så bekymrende for
Einstein om kvantemekanik. Grunden til at det plagede ham var, at for at
partiklerne skal kunne reagere samtidigt, må universet have et mester ur,
hvilket relativiteten udtrykkeligt forbyder [se ”A Quantum Threat to Special
Relativity,” af David Z. Albert og Rivka Galchen; Scientific American, Marts
2009], [En kvantetrussel mod speciel relativitet]. Skønt nogle af
disse emner er kontroversielle, er tid i kvantemekanik grundlæggende træk
arvet fra tid i newtonsk mekanik. Fysikerne ærgrer sig over fraværet af tid i
relativitet, men det er måske et værre problem, at tid spiller en central
rolle i kvantemekanik. Det er den dybe grund til, at forening har været så
vanskelig. Et stort antal
forskningsprojekter har forsøgt at forlige almen relativitet og
kvantemekanik: superstrengteori, kausal trianguleringsteori, ikkekommutativ
geometri og så videre. De deler sig groft i to grupper. Fysikere, der mener
at kvantemekanik giver det fastere grundlag, som superstreng teorier,
begynder med en fuldblodstid. De, som tror, at almen relativitet giver det
bedre udgangspunkt, begynder med en teori, i hvilken tid allerede er
degraderet og er derfor mere åbne overfor ideen om en tidløs virkelighed. Men det gælder
også, at skelnen mellem disse to indfaldsvinkler vanskeliggøres af, at
forskellen mellem dem er udflydende. Superstreng teoretikerne har fornylig
undersøgt tidløse teorier [se ”A Simple Twist of Fate,” af George Musser på
side 9]. Men for at gengive hvad det grundlæggende problem, som tiden udgør,
er, vil jeg fokusere på den anden indfaldsvinkel. Det førende eksempel på
denne strategi er loop kvantegravitation [se ”Atoms of Space and Time,” af
Lee Smolin; Scientific American, Januar 2004], [Atomer
af rum og tid], som stammer fra et tidligere program kaldet
kanonisk kvantegravitation. Kanonisk
kvantegravitation dukkede op i 1950'erne og 1960'erne, da fysikere omskrev
Einsteins ligninger for gravitation i samme form som ligningerne for
elektromagnetisme; ideen var, at de samme teknikker, som blev brugt til at
udvikle en kvanteteori for elektromagnetisme, så også kunne anvendes på
gravitation. Da fysikerne John Wheeler og Bryce DeWitt forsøgte denne
procedure sidst i 1960'erne, kom de til et meget mærkeligt resultat.
Ligningen (kaldet Wheeler-DeWitt ligningen) savnede i den grad en
tidsvariabel. Symbolet t, som
betegnede tid, var simpelthen forsvundet. Således fulgte
årtiers bestyrtelse blandt fysikere. Hvordan kunne tiden bare forsvinde? I et
tilbageblik var dette resultat ikke fuldstændig overraskende. Som jeg nævnte
tidligere, var tid næsten forsvundet fra almen relativitet selv før fysikerne
forsøgte at smelte den sammen med kvantemekanik. Hvis man tager
dette resultat bogstaveligt, eksisterer tiden virkelig ikke. Carlo Rovelli
fra University of the Mediterranean i Marseille, Frankrig, en af
grundlæggerne af loop kvantegravitation, gav sit FQXi essay titlen ”Glem
tid.” Han og den engelske fysiker Julian Barbour er de mest fremtrædende
fortalere for denne ide. De har forsøgt at omskrive kvantemekanik i en tidløs
form, som relativiteten synes at kræve. Grunden, til
at de mener denne manøvre er mulig, er, at selv om almen relativitet mangler
en global tid, klarer den alligevel at beskrive ændring. Essentielt gør den
det ved at relatere fysiske systemer direkte til hinanden i stedet for en
eller anden abstrakt ide om en global tid. I Einsteins tankeeksperimenter
fastlægger observatører tidtagningen af begivenheder ved at sammenligne ure
ved brug af lyssignaler. Vi kunne måske beskrive variationen i placeringen af
en satellit omkring Jorden ved hjælp at et urs tikken i mit køkken, eller
omvendt. Det, vi gør, er at beskrive sammenhængen mellem to fysiske objekter,
minus enhver global tid som mellemmand. I stedet for at beskrive ændringen af
min hårfarve med tiden, kan vi bringe den i sammenhæng med satellitens
kredsløb. I stedet for at sige, at en baseball accelererer med 10 meter pr.
sekund pr. sekund, kan vi beskrive den ved hjælp af ændringen af en
gletscher. Og så videre. Tid bliver overflødig. Ændring kan beskrives uden
den. Dette store
netværk af sammenhænge er nydeligt organiseret, så vi kan definere noget
kaldet ”tid” og relatere alt til den, så vi kan fritage os selv fra byrden
med at holde styr på alle disse direkte relationer. Fysikerne er i stand til
kompakt at opsummere universets virkemåde ved hjælp af fysiske love, der
udspilles i tid. Men denne behagelige kendsgerning burde ikke narre os til at
tro, at tiden er en fundamental del af verdens møbler. Penge gør også livet
meget lettere end at forhandle en vareudvekslings transaktion hver gang man
vil købe en kop kaffe. Men det er en opfundet erstatning for de ting, vi
sætter pris på, ikke noget vi værdsætter for sig selv. På samme måde tillader
tid os at relatere fysiske systemer til hinanden uden at prøve at regne ud
nøjagtigt, hvordan en gletscher relaterer til en baseball. Men den er også en
behagelig fiktion, der ikke eksisterer mere fundamentalt i den naturlige
verden end penge gør. At blive fri
for tid virker tiltrækkende, men det påfører en hel del skader. En er, at det
kræver at kvantemekanikken omtænkes grundigt. Overvej det berømte tilfælde
med Schrödingers Kat. Katten svæver mellem liv og død og dens skæbne afhænger
af en kvantepartikels tilstand. På den sædvanlige tankemåde bliver katten det
ene eller det andet efter en måling eller en eller anden lignende proces
finder sted. Men Rovelli ville hævde, at kattens status aldrig løses. Den
stakkels ting kan være død med hensyn til sig selv, levende relativt til et
menneske i værelset, død relativt til et andet menneske udenfor værelset, og
så videre. Det er én ting
at gøre tidtagningen af kattens død afhængigt af observatøren, som speciel relativitet
gør. Det er temmelig meget mere overraskende at gøre det, om det nogensinde
sker, relativt, som Rovelli foreslår, idet han forfølger relativitetens ånd,
så langt den vil gå. Fordi tiden er så grundlæggende, ville en bandlysning af
den omdanne fysikerens syn på verden. Et nyt syn på tid: Hvem har for resten brug for tid?
Selv hvis verden
fundamentalt er tidløs, forekommer den alligevel, som om den har tid i sig.
Et presserende spørgsmål for enhver, der gør sig til talsmand for tidløs
kvantegravitation, er at forklare, hvorfor verden forekommer tidsmæssig.
Almen relativitet mangler også newtonsk tid, men den har i det mindste
forskellige delvise erstatninger, der tilsammen opfører sig som newtonsk tid,
når gravitationen er svag og relative hastigheder lave. Wheeler-DeWitt
ligningen mangler selv disse erstatninger. Barbour og Rovelli har hver
fremsat forslag til, hvordan tid (eller i det mindste illusionen af tid)
kunne springe ud af intetheden. Men kanonisk kvantegravitation giver en mere
udviklet ide. Den er kendt
som semiklassisk tid og går tilbage til en afhandling fra 1931 af den engelske
fysiker Nevill F. Mott, der beskrev kollisionen mellem en helium kerne og et
større atom. For at lave en model af systemet anvendte Mott en ligning, der
mangler tid og sædvanligt kun anvendes på statiske systemer. Så opdelte han
systemet i to undersystemer og brugte heliumkernen som et ”ur” for atomet.
Det er bemærkelsesværdigt, at atomet, i forhold til kernen, overholder
kvantemekanikkens standard tidsafhængige ligning. En funktion af rummet
spiller tidens rolle. Så selv om systemet som helhed er tidløst, er de
individuelle stykker det ikke. Skjult i den tidløse ligning for det totale
system er en tid for undersystemet. Meget det
samme virker for kvantegravitation, som Claus Kiefer fra University of
Cologne i Tyskland hævdede i sit FQXi essay , idet han fulgte i fodsporene af
Thomas Banks fra University of California, Santa Cruz, og andre. Universet er
måske tidløst, men hvis man forestiller sig, at man brækker det i stykker,
kan nogle af stykkerne virke som ure for de andre. Tiden dukker frem fra tidløsheden.
Vi opfatter tiden, fordi vi, gennem selve vor natur, er et af disse stykker. Selv om denne
ide er interessant og overraskende, efterlader den os med ønsket om mere.
Universet kan ikke altid være brækket i stykker, der virker som ure og i
disse tilfælde gør teorien ingen probabilistiske forudsigelser. Behandling af
disse situationer vil kræve en fuld kvanteteori for gravitation og en dybere
omtænkning af tiden. Historisk
begyndte fysikerne med oplevelsens yderst strukturerede tid, tiden for en fast
fortid, nutid og åben fremtid. Gradvist afmonterede de denne struktur og kun
lidt, om noget, af den er tilbage. Forskerne skal nu vende denne tankerække
og rekonstruere oplevelsens tid ud fra den ikkefundamentale fysiks tid, som i
sig selv måske skal rekonstrueres fra et netværk af sammenhænge blandt
stykker af en fundamentalt statisk verden. Den franske
filosof Maurice Merleau-Ponty hævdede, at selve tiden i virkeligheden ikke
strømmer og at dens tilsyneladende strøm er et produkt af vor manglende
”hemmeligt at sætte et vidne til dens løb ned i floden.” Dvs., tendensen til
at tro, at tiden strømmer, er et resultat af at glemme at sætte os selv og
vore forbindelser til verden ind i billedet. Merleau-Ponty talte om vor
subjektive oplevelse af tiden og indtil fornylig gættede ingen nogensinde på,
at selve den objektive tid kunne forklares som resultat af disse
forbindelser. Tid eksisterer måske kun ved at bryde verden op i undersystemer
og se på hvad der binder dem sammen. I dette billede dukker fysisk tid frem
på grund af, at vi tænker os selv som værende adskilt fra alt andet.
Relational
Quantum Mechanics.
Carlo Rovelli i International
Journal of Theoretical Physics, Vol. 35, No. 8, side 1637-1678; August
1996. www.arxiv.org/abs/quant-ph/9609002 Can Physics Coherently Deny the Reality of Time? Richard Healey i Time, Reality & Experience. Redigeret af Craig Callender.
University of Cambridge, 2002. Three Roads to Quantum Gravity. Lee Smolin. Basic Books, 2002. The Fabric of the Cosmos: Space, Time and the
Texture of Reality. Brian Greene.
Vintage, 2005. Introducing Time. Craig Callender. Totem Books, 2005. The Complete Idiot's Guide to String Theory. George Musser. Alpha, 2008. From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate
Theory of Time. Sean M.
Carroll. Dutton, 2010. Does Time Exist in Quantum Gravity? Claus Kiefer. www.fqxi.org/community/forum/topic/265 Forget time. Carlo Rovelli. www.fqxi.org/community/forum/topic/237 The Nature of Time. Julian Barbour. www.fqxi.org/community/forum/topic/360 What Makes Time Special. Craig Callender. www.fqxi.org/community/forum/topic/302
Illustrationer af Melissa Thomas *Craig Callender
er filosofi professor på University of California, San Diego. Begyndende med
hans Ph.D. afhandling, Explaining
Time's Arrow, har han udforsket tidens filosofi og fysik, udgivet
snesevis af artikler i fysik- og filosofimagasiner og redigeret bøger om både
kvantegravitation og tid. Han skrev den grafiske tekst Introducing Time og
arbejder på en bog om tidens filosofi, fysik og kognitiv videnskab med titlen
Time: From the Inside Out. Han
forsikrer os, at hans livslange interesse for tid ikke har noget at gøre med
hans navn. Fra Is Time an Illusion? Scientific American, Juni 2010,
side 40-47.
25. maj, 2010. Den kosmiske
oprindelse til tidens pil En
kvantetrussel mod speciel relativitet |
