آیا زمان واقعا وجود دارد؟

در فیزیک “زمان” مقوله xadای بسیار پیچیده محسوب میxad شود و در این میان افرادی هستند که باور دارند زمان وجود ندارد. یکی از دلایلی که آنها برای اظهارات خود استفاده میxad کنند این است که اینشتین ثابت کرد همه xadچیز نسبی است بنابراین زمان مقولهxad ای نامرتبط میxad باشد. نویسندگان پرفروش xadترین کتاب سال، کتاب “راز”، در این کتاب میxad گویند: «زمان تنها یک توهم است.» آیا این مسئله درست است؟ زمان تنها یک توهم در تصورات ما میxad باشد؟

در میان برخی فیزیکدانان شکی وجود ندارد که زمان واقعا وجود دارد. زمان پدیده xadای قابل اندازه xadگیری و قابل مشاهده است. فیزیکxadدانان اندکی در مورد علت وجود آن و معنای کلمهxad وجود داشتن، تردید دارند. البته این مسئله، محدودیتxad های حوزۀ هستیxad شناسی(فلسفهxad وجود) و سوالات تجربی در مورد زمان(که فیزیک به آنها اشاره میxad کند) را زیر سوال میxad برد.

پیکان زمان و آنتروپی
عبارت “پیکان زمان” در سال ۱۹۲۷ میلادی توسط سر آرتور ادینگتون معرفی شده و در سال ۱۹۲۸ در کتاب “طبیعت دنیای فیزیکی” برای عموم شناخته شد. اساسا پیکان زمان ایدهxad ای است که در آن، بر خلاف ابعاد فضا که فاقد جهت هستند، زمان در یک جهت حرکت میxad کند. ادینگتون به ۳ نکته مهم در مورد پیکان زمان اشاره کرده است:

۱- بصورت واضحی توسط خودآگاه(آگاهی) قابل شناسایی میxad باشد. ۲- توانایی استدلال ما، که به ما می xadگوید برعکسxad شدن پیکان دنیای بیرون را بیxad معنی میxad کند، اصرار بر وجود آن دارد. ۳- زمان در علم فیزیک، بجز در مطالعۀ سازمان تعدادی از افراد، پدیدار نمیxad شود. در اینجا پیکان اشاره به مسیر افزایش تدریجی یک عنصر اتفاقی دارد.

دو نکته اول جالب به نظر میxad رسند اما نکتهxad سوم است که فیزیک ِ پیکان زمان را کنترل میxad کند. عامل متمایزکنندۀ پیکان زمان این است که طبق قانون دوم ترمودینامیک، به سمت افزایش آنتروپی پیش میxad رود. اجرام در کیهان، در یک فرایند ِ زمانی پوسیده xadشده و تحلیل میxad روند اما بصورت ناگهانی منظم نمیxad شوند.

نکته عمیق تر در گفتهxad ادینگتون در مورد سوم وجود دارد. در قسمتی او میxad گوید: «زمان در علم فیزیک پدیدار نمی xadشود…» این جمله چه معنی میxad دهد؟ زمان در سراسر فیزیک نهفته شده است! با وجود صحیحxad بودن این مسئله، نکتهxad جالب این است که قوانین فیزیک،”برعکس xadپذیر زمانی” هستند که یعنی، این قوانین در صورت برعکس xadشدن روند کیهان، باز هم صدق می xadکردند. از دیدگاه فیزیکی، دلیلی بر حرکت رو به جلوی پیکان ِ زمان وجود ندارد.

معمولیxad ترین توضیح این است که در گذشتهxad بسیار دور، کیهان نظم بالایی(یا آنتروپی پایینی) داشته است. قوانین طبیعت، به دلیل “شرایط مرزی”به شکلی هستند که آنتروپی همواره در حال افزایش است.(این نکته، دلیل اصلی آورده شده در کتاب “از ازل تاکنون: جستجو برای نظریهxad نهایی زمان” از شان کارول در سال ۲۰۱۰ میلادی است که البته او به ارائهxad توضیحات بیشتری برای علت نظم بالای کیهان در آغاز میxad پردازد.)

راز و زمان
یکی دیگر از اشتباهات فکری رایج گسترش xadیافته به وسیله مباحث غیرشفاف در مورد نسبیت و دیگر قوانین فیزیکی مرتبط با زمان این است که در واقع اصلا زمان وجود ندارد. این تفکر مربوط به حوزهxad های با نام شبه علم می xadباشد اما من مایلم در این مقاله به آن اشاره کنم. نویسندهxad کتاب شبه علمی “راز”، ادعا کرده که فیزیکxadدانان ثابت کرده اند زمان وجود ندارد. به چند خط زیر که از قسمت “چقدر طول میxad کشد؟” در فصل “چگونه از راز استفاده کنیم”انتخاب شده است توجه کنید:

«زمان تنها یک توهم است.»

«اینشتین و فیزیک کوانتوم به ما میxad گوید همه xadچیز بصورت همزمان در حال اتفاق xadافتادن است.»

«جهان، زمان و اندازه ندارد.»

بر اساس گفتهxad های بیشتر فیزیکxadدانان و به خصوص اینشتین، این سه جمله غلط میxad باشد. در واقع زمان قسمت مهمی از کیهان محسوب میxad شود. همانطور که قبلا گفته شد، مفهوم خطیxad بودن زمان با قانون دوم ترمودینامیک گره خورده که این قانون از دیدگاه فیزیکxadدانان به عنوان یکی از مهمxadترین قوانین کیهان محسوب میxad شود! اگر زمان یک ویژگی واقعی کیهان نباشد، قانون دوم ترمودینامیک بیxad معنی میxad شود.

چیزی که اینشتین با نظریه نسبیت خود ثابت کرد این است که زمان به خودی خود یک کمیت مطلق نمیxadباشد. در عوض زمان و فضا با یکدیگر متحد بوده و فضا-زمان را تشکیل میxad دهند و فضا-زمان مقیاسی قابل اندازهxad گیری است که میxad توان با آن(با روشی ریاضیاتی) تفاوت فرایندهای فیزیکی در مکانxad های مختلف کیهان را نشان داد.

ین بدین معنی نیست که همه چیز بصورت همزمان اتفاق میxad افتد. در واقع اینشتین شدیدا معتقد بود(بر اساس معادلهxad E=mc2) که اطلاعات نمیxad توانند سریع تر از نور منتقل شوند. هر نقطه در فضا-زمان محدودیت ارتباطی با دیگر نقاط فضا-زمان دارد. این ایده که همه چیز همزمان اتفاق میxad افتد کاملا در تضاد با نتایج بدستxad آمده توسط اینشتین می xadباشد. این اشتباه و دیگر اشتباهات موجود در کتاب مذکور قابل درک هستند زیرا اینها مباحث بسیار پیچیدهxad ای بوده و لزوما قرار نیست تماما توسط فیزیکxad دانان درک شوند. گرچه اینکه دانشمندان درک کاملی از زمان ندارند دلیل نمیxad شود که بگوییم هیچ درکی از زمان ندارند. قطعا اینطور نیست.

پیچیدگی دیگر در درک زمان در کتاب “تولد دوبارهxad زمان: از بحران در فیزیک تا آیندۀ کیهان” توسط لی اسمالین در سال ۲۰۱۳ میلادی نشان داده شد که در آن نویسنده اظهار دارد علم، زمان را بصورت یک توهم می xadبیند. در عوض، نگارنده اظهار دارد که ما باید زمان را به عنوان یک کمیت واقعی در نظر بگیریم و اگر واقعا آن را جدی بگیریم، میxad توانیم قوانین متغیر در زمان ِ فیزیک را کشف کنیم. باید نظاره کرد که این امر منجر به ارائهxad دیدگاه xadهای جدیدی در مورد پیدایش فیزیک میxad شود یا خیر.

ترجمه: رضا کاظمی - بیگ بنگ