Vaša skúsenosť s časom môže byť späť od zvyšku vesmíru

Tok času v jednom smere je tak intuitívny, tak nemenný, že ho berieme ako samozrejmosť. Veci nespadajú; rozbité kusy nie sú znovu zložené; ľudia starnú, tak to ide. Čas zostáva záhadou. Zdá sa, že fyzikálne rovnice nemajú žiadnu preferenciu pre časovú smerovosť - ako palindromy, pracujú rovnako dobre v oboch smeroch. Predpokladá sa, že fyzikálne procesy na mikroskopickej úrovni sú skutočne „časovo symetrické“ a žiadny fyzikálny zákon si nezdá, že by čas nemohol prúdiť v opačnom smere. Takže - možno je?

Ludwig Boltzmann bol prvou osobou, ktorá prišla s pomerne solídnym dôvodom pre čas, ktorý mal smerovú úroveň na makroskopickej úrovni. Viedenský fyzik a filozof tak obmedzil niektoré z najväčších myšlienok 19. storočia. Staval na myšlienkach francúzskeho inžiniera Nicolasa Léonarda Sadi Carnota, ktorého práca v oblasti prenosu tepla spočiatku popisovala správanie parných strojov.

Carnot bol vo francúzskej armáde pod Napoleonom, keď prehral s Britmi. Potom sa medzi oboma národmi vyskytla rivalita, nie jediný čas, kedy sa to stalo. Konkrétne, Francúzi boli rozrušení, že Briti boli tak ďaleko pred nimi v technológii parných strojov, vďaka ľuďom, ako je James Watt v predchádzajúcom storočí. Tak Carnot skočil do závodu a opísal teoretický motor. Carnotov motor bol dokonale efektívny motor, ktorý samozrejme neexistuje, ale je veľmi užitočný pre premýšľanie o týchto pojmoch.

Carnot si uvedomil, že dokonale efektívny motor je reverzibilný. Pokiaľ nestratíte žiadnu energiu na teplo, môžete ju spustiť dopredu alebo dozadu tak, ako chcete, bez akejkoľvek straty. Akonáhle motor nie je dokonale efektívny, ak dokonca stratí malý kúsok tepla, potom už nemôžete tento proces zvrátiť. Stratili ste časť energie navždy ako teplo. To je niečo ako povedať to najlepšie, čo môžete urobiť, je imaginárny motor jednorožca, ktorý má nulovú entropiu, ale nikdy nemôžete dostať negatívnu entropiu. A vo väčšine prípadov reálneho života budete mať len pozitívnu entropiu (hoci toto slovo v tom čase neexistovalo).

Carnotove myšlienky boli neskôr kodifikované a aplikované na prírodu vo všeobecnosti Rudolf Clausius, nemecký fyzik, ktorý splodil koncepciu entropie as ňou aj základy termodynamiky. Ani jeden z týchto mužov nebol schopný vysvetliť čas touto koncepciou, ktorá sa nakoniec stala známou ako druhý zákon termodynamiky. Ale Boltzmann, ktorý pracoval neskôr v storočí, mal nad nimi výhodu. Konkrétne veril v atómy.

Atómová teória nebola v Boltzmannovom dni široko popísaná. Chemici dávali prednosť teórii, pretože robili výpočty jednoduchšie, ale nezdalo sa, že by mali takú podporu v iných disciplínach. Využitím atómovej teórie však fyzikálne zákony bez námahy opisujú náš svet, pretože nemusia byť postulované, môžu byť jednoducho odvodené. (Napríklad teplo je jednoducho pohybom atómov.) Hoci Boltzmann v tom čase intenzívne bojoval, aby dokázal svoje myšlienky, nakoniec ukázal, že entropia je mierou množstva spôsobov, ktorými môžu atómy, ktoré tvoria objekt, vzájomne pôsobiť - a vec je "porucha", ako sme sa náhodne priblížiť. Ešte dôležitejšie je, že ukázal, že entropia má smerovosť, na rozdiel od iných vecí vo vesmíre. Napísal:

„Všeobecný boj za existenciu živých bytostí nie je bojom o suroviny, pre organizmy sú to vzduchová voda a pôda, všetko hojne dostupné, ani energia, ktorá existuje v hojnom množstve na slnku a v horúcom tele vo forme tepla, ale skôr boj za entropiu, ktorá je k dispozícii prostredníctvom prechodu energie z horúceho slnka do studenej zeme.

Táto smerovosť je taká, že entropia začínala ako nízka hodnota na začiatku vesmíru (z neznámych dôvodov) a neustále rastie so starnutím vesmíru. Dôvodom je zrejme to, že existuje viac možností pre interakciu atómov pri ich šírení. Je pravda, že akýkoľvek fyzikálny proces sa môže (a pravdepodobne aj robí) uskutočniť v oboch smeroch na mikroskopickej úrovni, ale preto, že existuje jednoducho oveľa viac možností pre atómové interakcie (najmä keď sa rozložia a stanú sa menej usporiadanými), je to ďaleko, ďaleko pravdepodobnejšie, že veci budú menej objednané. V podstate, keď každý atóm rozbije svoju usporiadanú interakciu, má na výber potenciálne stovky ďalších interakcií a tieto voľby sa množia len ako iné atómy prerušujú svoje interakcie. Šanca na to, že sa atóm vráti tam, kde bol, je veľmi, veľmi nízka. Entropia sa preto pohybuje od nízkej po vysokú, ako vesmír starne.

Na rozdiel od iných fyzikálnych procesov to znamená, že entropia má na to špecifický smer. A to, hovorí Boltzmann, je miesto, odkiaľ pochádza šípka času. Pretože veci majú tendenciu pohybovať sa jedným smerom a nie druhým (aj keď sú schopní pohybovať sa v oboch smeroch), náš vesmír zažíva smerovosť. Samotná skutočnosť, že rozbité sklo má len nekonečne malú pravdepodobnosť opätovného zloženia, znamená, že na makroskopickej úrovni nie je symetria. Čas je rozdiel medzi jedným štátom a druhým v našom vesmíre. Takže dôvod, prečo sa môžete rozhodnúť, čo máte dnes večer na večeru a nie včera, je, že entropia zrevidovala stav vesmíru medzi nimi. Zdroje, ktoré existovali včera, už neexistujú a dnes sa začali. Je to niečo ako povedať, že každý okamih je produktom rozpadu predchádzajúceho. Takže podivným spôsobom vzniká pravdepodobnosť vzniku času.

Ale teraz zvážte život. Veľa z toho, čo definuje život, je jeho tendencia odolávať entropii. Takže zatiaľ čo všetko vo vesmíre sa pohybuje od nižšej k vyššej entropii, my žijúce veci robíme pravý opak: Odoláme rovnováhe a budujeme zložitosť - čo je v najjednoduchšom fyzickom zmysle o nútení molekúl k interakcii menej spôsobmi. Všimnite si, že to neznamená, že by sme porušili druhý zákon: pokiaľ ostatné prvky v systéme kompenzujú lokalizované redukcie, potom celý systém má stále tendenciu k vyššej entropii. Každý deň, keď sa naše bunky a organely budujú a opravujú, bránime sa primárnemu rysu fyzickej hmoty, ktorý nám dáva akýkoľvek referenčný bod pre časový pochod dopredu.

Takže ak Boltzmann mal pravdu a čas existuje kvôli tejto entropickej zmene, potom možno naše vnímanie času je opakom všetkého ostatného vo vesmíre. Čas, keď zomriete, je v „budúcnosti“, ale vaše molekuly si sotva všimnú. Budú viazaní kyslíkom.

Čas je však relatívny. Dohodli sme sa, že naše smerovanie pohybu je „vpred“, ale toto je tvárou v tvár. V porovnaní s čímkoľvek iným vo vesmíre by to mohlo byť späť. Takže „začiatok vesmíru“ by v skutočnosti mohol byť jeho koncom. Znamená to, že entropia začala vysoko a stále sa zmenšuje. Znamená to, že by ste si mohli všimnúť, že to všetko dohromady funguje, ale že všetko stále funguje, presne presne od toho, čo si myslíme, že sa deje. Je ťažké si predstaviť, čo by to mohlo vyzerať.

Čo ak sa potom všetko obrátilo a obrátilo? Keď budujeme hodinky, ktoré sledujú čas, ktorý sa počíta do sekúnd, zvyšok vesmíru môže vidieť odpočítavanie. To, čo vyzerá ako východ slnka na východe a západ slnka na západe, by znamenalo zvrátenie rotácie Zeme vzhľadom na perspektívu iných nebeských telies. A nekonečná vojna, proti ktorej sa pretekáme, sa už stala. Sme ako malé výkyvy v časovom kontinuu, ktoré zvrátia všetky hodnoty, a vnímame len čas, ktorý sa pohybuje dopredu, pretože pred rokmi, biológia hackla fyziku.

Nakoniec by môj návrh mohol prísť na sémantiku. Ak je čas naozaj rozdiel od jedného štátu k druhému, potom „čas“, ako vieme, je to len naša skúsenosť so zmenou, avšak táto zmena nastáva. Priradenie smerovosti je trochu ľubovoľné. A navyše, aj keď by sme mohli byť prejavom zvratu v entropii, neexistuje žiadny zrejmý dôvod domnievať sa, že táto skutočnosť by ovplyvnila naše vnímanie smerovania iných zmien. Malo by byť možné, aby boli z opačnej veci všetkého iného - to znamená byť nažive - a stále si všimnúť smer dopredu v tom, ako sa veci menia.

Koncepcia „ilúzie času“ nie je pre fyziku naozaj relevantná, pretože je jasné, že v rovniciach existuje čas. Matematika o tom nie je jednoznačná. Vnímanie času je však skôr v oblasti neurovedy (aj keď v skutočnosti je nemožné ho otestovať, v súčasnosti to nie je nič iné ako fantázia myšlienkového experimentu). Podobne ako váš mozog ignoruje skutočnosť, že vždy vidíte svoj nos, môže existovať aj nejaký druh spracovania, ktorý filtruje naše vnímanie času.

V každom prípade, myšlienka, že náš pocit a zážitky „meniacich sa vecí“ sú spätné od toho, čo by mohol zažiť akýkoľvek neživý objekt, ak by mohol zažiť niečo, je zaujímavý, ak je to len myšlienkový experiment. Začína ťahať za samotný koncept času, ktorý by mohol byť jednoducho fantazijným slovom pre „veci, ktoré sa dejú.“ Pokiaľ sa v okolí vyskytuje čokoľvek, aspoň si môžete byť istí, že prídete do budúcnosti, podľa toho, čo sa deje smer nájdete.