quote:

---

Κηφεύς-27/12/2010 :

... Παντού , από το παρατηρητήριο του Γκρήνουιτς ως την άκρη ενός απόμακρου σπειροειδούς γαλαξία , τα πράγματα συνδέονται με την ίδια στιγμή του «τώρα» . Όπως τόνισε ο Νεύτων στα “Principia … ”: «Ο απόλυτος , αληθινός χρόνος . . . ρέει από μόνος του και από τη φύση του ομοιόμορφα, χωρίς να σχετίζεται με οτιδήποτε εξωτερικό».

---

Ου τα πάντα τοις πάσι ρητά

Όμως η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν δείχνει ότι εξαρτάται επίσης και από την οπτική γωνία – όσο ταχύτερα κινείται ένα ρολόι τόσο πιο αργά χτυπάει .

Στα χνάρια της σχετικότητας , ακόμα και η πιθανότητα για ταξίδια στο χρόνο έμελλε να γίνει ως ένα βαθμό επιστημονικά αποδεκτή , διαμέσου του έργου του Kurt Gödel, ενός από τους μεγαλύτερους επιστήμονες της λογικής .

Εντούτοις , οι αξιοσημείωτες θεωρίες της σχετικότητας του Αϊνστάιν τηρούν σιγή για το ζήτημα της μονόπλευρης φύσης του χρόνου .

Όπως συνέβαινε και με την θεωρία του Νεύτωνα , η δομή των εξισώσεων του Αϊνστάιν καθιστά και πάλι εφικτό να γνωρίσουμε το παρελθόν και το μέλλον κάθε συστήματος – λόγου χάρη , την περιστροφική κίνηση ενός άστρου γύρω από μια μαύρη τρύπα ή την εξέλιξη του ίδιου του σύμπαντος – αν έχουμε επακριβή γνώση του σύμπαντος σε οποιαδήποτε στιγμή .

Δεν υπάρχει όμως καμιά ένδειξη για το ποιο είναι το παρελθόν και ποιο το μέλλον . Εγείρονται επίσης θεμελιακές αμφιβολίες από την ενοχλητική παρουσία "ιδιομορφιών" στα μαθηματικά , όπου η περιγραφή του χώρου , του χρόνου και της ύλης καταρρέει .

Η γνωστότερη ιδιομορφία είναι η "μεγάλη Έκρηξη" , η υπερπυκνή πύρινη σφαίρα της δημιουργίας που , όπως πιστεύεται ευρέως , γέννησε το σύμπαν .

Σ’αυτή την ιδιομορφία , στην οποία τεράστιες ενέργειες είχαν συμπυκνωθεί σε ένα μόνο σημείο , η θεωρία παράγει μεγέθη που διογκώνονται σε απειρίες και συνεπώς χάνουν κάθε νόημα .

Όπως παρατήρησε ο κοσμολόγος Dennis Sciama : "Η γενική σχετικότητα εμπεριέχει στο εσωτερικό της το σπέρμα της ίδιας της καταστροφής της" .

Η κβαντική θεωρία που διέπει τον κόσμο των ατόμων και μορίων φαίνεται να υπόσχεται περισσότερα στο κυνήγι μιας επιστημονικής βάσης της φοράς του χρόνου .

Δίνει μια εξαιρετικά επιτυχημένη περιγραφή των ιδιοτροπιών των ατόμων και των μορίων . Μπορεί να ερμηνεύσει τη συμπεριφορά των λέιζερ , των υποατομικών σωματιδίων σε πυρηνικούς αντιδραστήρες , των ηλεκτρονίων σε υπολογιστές , και πολλών άλλων πέρα απ’αυτά .

Ενδεχομένως θα μπορούσε κανείς να διατυπώσει μια περιγραφή του χρόνου , που τόσο έντονα αντιλαμβάνονται οι αισθήσεις μας , βασιζόμενος στην κβαντική περιγραφή των πελώριων συσσωρεύσεων ατόμων και μορίων που φτιάχνουν τον κόσμο . Αυτή η ιδέα συνεχίζει μια σεβαστή παράδοση .

Ήδη από τον “Χρυσούν Αιώνα” του ελληνικού πολιτισμού , η φιλοσοφική κληρονομιά που ήθελε να περιγράφει τον κόσμο ο οποίος μας περιβάλλει με τη βοήθεια των ατόμων και μορίων που τον συνθέτουν – ο ατομιστικός αναγωγισμός – συνέβαλε καθοριστικά στην εξέλιξη της επιστημονικής σκέψης .

Το κβαντικό βέλος του χρόνου αναδύεται φευγαλέες σε δύο στοιχεία . Πρόκειται για την παράξενη περίπτωση ενός υποατομικού σωματιδίου , που ονομάζεται μακρόζωο καόνιο, και για το μυστήριο που περιβάλλει την ερμηνεία της ίδιας της πράξης μέτρησης στην κβαντική θεωρία . Παρά ταύτα , ο πυρήνας της κβαντικής θεωρίας βρίσκεται στην ίδια γραμμή με άλλες "θεμελιακές" θεωρίες , αφού δεν κάνει διάκριση ανάμεσα στις δύο φορές του χρόνου .

Όπως η σχετικότητα του Αϊνστάιν , έτσι και η κβαντική θεωρία έχει βαθιές εγγενείς δυσχέρειες .

Όταν χρησιμοποιείται για να επιλύσει πραγματικά προβλήματα , παράγει δυσάρεστες δυσκολίες , όπως στην περιγραφή του τρόπου που τα άτομα απορροφούν και εκπέμπουν το φως .

Μολονότι οι φυσικοί επινόησαν ευφυέστατα τεχνάσματα για να αντιπαρέλθουν αυτά τα προβλήματα , εντούτοις δημιουργείται η εντύπωση ότι αυτά περιέχουν μια ακόμη μαρτυρία πως κάποιο σοβαρότατο λάθος υπάρχει εδώ .

Η κβαντική μηχανική και η θεωρία βαρύτητας του Αϊνστάιν στέκονται ανήσυχα η μια δίπλα στην άλλη . Μερικοί επιστήμονες , όπως ο Roger Penrose από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης , πιστεύουν ότι μακροπρόθεσμα με μια σωστή ενοποίηση των δύο , θα προκύψει μια κβαντική θεωρία της βαρύτητας (η μια εντελώς νέα θεωρία) στην οποία τελικά θα αποκαλυφθεί το βέλος του χρόνου .

Όμως μια τέτοια εξέλιξη φαίνεται πολύ μακρινή και πιθανότατα ούτε και αυτή θα είναι ικανοποιητική . Γιατί είναι πολύ επικίνδυνο να στηρίζουμε απόλυτα την επιστημονική μας κοσμοθεώρηση στο αντιστρεπτό , ως προς το χρόνο , μικροσκοπικό επίπεδο των ατόμων , μορίων , σωματιδίων και πεδίων – έναν κόσμο που ουδέποτε παρατηρείται άμεσα . Όπως επισήμανε ο νομπελίστας Ilya Prigogine :

“Παρά το γεγονός ότι μου το είπαν οι μεγαλύτεροι κλασικοί φυσικοί , αδυνατώ να κατανοήσω πώς από την αντιστρεπτότητα μπορεί να βρει κανείς ποτέ τα εξελικτικά μορφώματα του σύμπαντος , του πολιτισμού και της ζωής μας” .

Η Θερμοδυναμική αναπτύχθηκε από τον Black , τον Carnot , τον Clausius , τον Boltzmann , τον Gibbs και άλλους τον 19o αιώνα , με την εμφάνιση της ενέργειας του ατμού , και αρχικά ασχολήθηκε με την απόδοση των θερμικών μηχανών . Χρησιμοποιώντας ένα τυπικό θεωρητικό οπλοστάσιο συνήγαγε σχέσεις ανάμεσα στη θερμότητα και το έργο , εκθέτοντας τον τρόπο με τον οποίο η θερμότητα μπορεί να μετατραπεί ή να ανταλλαγεί με άλλες μορφές ενέργειας .

Η κλασσική μηχανική , η σχετικότητα και η κβαντική μηχανική έσπειραν σύγχυση στην αντίληψή μας για τη ροή του χρόνου , η θερμοδυναμική όμως σπεύδει προς τη σωτηρία μας .

Κατά τον Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής , ο οποίος , ακριβώς όπως κι εμείς , έχει επίγνωση μιας φοράς του χρόνου , η θερμότητα μπορεί να ρέει μόνο από το θερμότερο σώμα προς ένα ψυχρότερο . Οι χιονάνθρωποι , λοιπόν , λιώνουν και τα αγάλματα θρυμματίζονται .

Η σύνδεση ανάμεσα στον Δεύτερο Νόμο και την αίσθησή μας για το χρόνο μπορεί να εικονογραφηθεί με μια ταινία που δείχνει έναν ταύρο να εισβάλει σε ένα υαλοπωλείο με πορσελάνες .

Αν ο χρόνος τρέχει στη σωστή κατεύθυνση , περιμένουμε να δούμε στην ταινία λεπτά σκεύη πορσελάνης να πετούν στον αέρα και να ποδοπατούνται από τις οπλές του ζώου .

Αν όμως ο ταύρος περπατήσει προς τα πίσω μέσα σε ένα κατεστραμμένο υαλοπωλείο και στη συνέχεια βγει από το κατάστημα αφήνοντάς το άθικτο , όπου ακόμα και το τελευταίο φλιτζάνι τσαγιού είναι προσεκτικά τοποθετημένο στο ράφι του , τότε θα ξέρουμε ότι η ταινία προβλήθηκε στη λάθος κατεύθυνση .

Ο Δεύτερος Νόμος αποτρέπει τέτοια συμβάντα και αποθαρρύνει τους κατασκευαστές των αεικίνητων μηχανών , δείχνοντας ότι σε κάθε διαδικασία σημειώνεται απώλεια ενέργειας με τη μορφή θερμότητας : σ’αυτή την περίπτωση , παρά το γεγονός ότι η ενέργεια της σπασμένης πορσελάνης μετατρέπεται σε θερμότητα και ήχο , εντούτοις δεν μπορεί να ανακτηθεί ποτέ .

Η μη αντιστρεπτή απώλεια συνδέεται με την αίσθηση που έχουμε για το πέρασμα του χρόνου :

Με τον Δεύτερο Θερμοδυναμικό Νόμο ανακαλύπτουμε ότι ένα μέγεθος που καλείται εντροπία (ένα μέτρο της δυναμικότητας για αλλαγή) συνδέεται στενότατα με το χρόνο .

Η αύξουσα εντροπία είναι ένας δείκτης που σημειώνει την κατεύθυνση του χρόνου .

Xρόνος εννοείται "η ακαθόριστη κίνηση της ύπαρξης και των γεγονότων στο παρελθόν, το παρόν, και το μέλλον, θεωρούμενη ως σύνολο".

Γενικά Χρόνος χαρακτηρίζεται η ακριβής μέτρηση μιας διαδικασίας από το παρελθόν στο μέλλον. Κάθε φυσικό φαινόμενο π.χ. μια πτώση αντικειμένου στο έδαφος εξελίσσεται στην έννοια της ορισμένης χρονικής περιόδου.

Ήδη από την εποχή της δημοσίευσης της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας το 1905, θεωρήθηκε ότι ο Άλμπερτ Αϊνστάιν εγκατέλειψε την έννοια του απόλυτου χρόνου. Σε αυτό το εννοιολογικό πλαίσιο ο απόλυτος χρόνος εννοείται ως ο χρόνος που κυλά ισοδύναμα και ανεξάρτητα από την κατάσταση κίνησης του παρατηρητή. Οι επιδράσεις της διαστολής του χρόνου και η κατάρρευση του απόλυτου ταυτόχρονου σημαίνουν ότι υπό αυτή την έννοια ο απόλυτος χρόνος δεν μπορεί να εφαρμοστεί στη μέτρηση ενός χρονικού διαστήματος.

η θεωρία της σχετικότητας αφαιρεί τον απόλυτο χρόνο από τη μηχανική. Αυτό αληθεύει για τις μετρήσεις τους χρόνου που προαναφέρθηκαν, αλλά όχι τον ίδιο τον χρόνο ως οντότητα.

Εξετάζοντας το ταυτόχρονο ο Αϊνστάιν χρησιμοποίησε ουσιαστικά ένα νοητικό πείραμα. Ως αποτέλεσμα του πειράματος, κατά την άποψή του, έπρεπε να εγκαταλειφθεί η έννοια του ταυτόχρονου. Το σύμπαν του είναι αιτιατό και σε ένα αιτιατό σύμπαν δεν υπάρχει το ταυτόχρονο, όπως και δεν υπάρχουν ταυτόχρονα γεγονότα. Τα γεγονότα έχουν καθορισμένη τάξη, βασισμένη στην αιτιατή σειρά τους,η οποία δεν είναι δυνατόν να αλλαχθεί. Χωρίς να το δηλώνει άμεσα,ο Αϊνστάιν εισήγαγε έναν τρίτο παράγοντα στη θεωρία της σχετικότητας, ότι δηλαδή καμία πληροφορία δεν μπορεί να μεταδοθεί ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός. Τόσο για τον Νεύτωνα όσο και για τον Αϊνστάιν ο απόλυτος χρόνος είναι στην πραγματικότητα η απόλυτη σειρά των γεγονότων, που καθορίζεται από την αιτιότητα, και όχι η μέτρηση του χρόνου, που είναι αντικείμενο συνήθους παρατήρησης

επισης χρονος δεν υπαρχει, ειναι μια δημιουργια, ψευδεστεση του ανθρωπου για να προγραμματισει τις δουλειες του καλυτερα.

Το σύμπαν είναι ένα όμορφο άλυτο μυστήριο που το κάθε του κομάτι φαντάζει ξεχωριστό!

Στη θερμοδυναμική , όμως , οι στιγμές διακρίνονται από την εντροπία σε ένα σύμπαν που βρίσκεται πραγματικά σε εξέλιξη.

Όπως ακριβώς ο άνθρωπος στην αρχαιότητα αντίκριζε τον μη αντιστρεπτό χρόνο με φόβο , μερικοί φιλόσοφοι δεν τον απέρριψαν ως αυταπάτη , έτσι και πολλοί επιστήμονες αποπειράθηκαν να παρακάμψουν τις συνέπιες του Δεύτερου Νόμου .

Τον απορρίπτουν σαν κάτι που σχετίζεται περισσότερο με τον τρόπο που ερμηνεύουμε το χρόνο στο μυαλό μας παρά με το αντικειμενικό πέρασμα του χρόνου .

Η φαινομενική επιτυχία θεωριών αντιστρεπτών στο χρόνο ήταν τόσο μεγάλη , ώστε αυτοί οι επιστήμονες επιδίωξαν να υποβαθμίσουν σε απλή αυταπάτη το βέλος του χρόνου στον Δεύτερο Νόμο .

Θα δείξουμε όμως , ότι αν αλήθευε αυτή η οπτική , τότε θα μετέτρεπε σχεδόν τα πάντα , συμπεριλαμβανομένων των ρυθμών και των διαδικασιών της ίδιας της ζωής , σε αποτέλεσμα των δικών μας περιορισμών και προσεγγίσεων , διότι το βέλος του χρόνου είναι ένα θεμελιακό μέρος του μαθηματικού οπλοστασίου που εξηγεί τις ζωντανές διαδικασίες .

Μια δημοφιλής προσέγγιση του ζητήματος εστιάζει την προσοχή της στον τρόπο που χρησιμοποιείται πρακτικά η μηχανική .

Σε τελική ανάλυση , για να εφαρμόσει κανείς ένα νόμο της φυσικής δεν χρειάζεται μόνο τον ίδιο τον νόμο αλλά και αριθμούς για να τον τροφοδοτήσει – τις αρχικές (ή “οριακές”) συνθήκες , όπως τις θέσεις και ταχύτητες όλων των σωματιδίων στο σύμπαν .

Πολλοί φυσικοί διατείνονται ότι , ενώ οι οριακές συνθήκες δεν αποτελούν τμήμα των ίδιων των νόμων , εντούτοις το βέλος του χρόνου , που είναι συστατικό στοιχείο του Δεύτερου Νόμου της Θερμοδυναμικής σχετίζεται κατά κάποιο τρόπο μ’αυτές τις αρχικές συνθήκες και μόνο .

Αυτό στηρίζεται στον ισχυρισμό ότι το σύμπαν άρχισε όντας μικρό και εξαιρετικά συμπαγές , με πολύ μικρή εντροπία .

Σύμφωνα μ’αυτή την επιχειρηματολογία , το πέρασμα του χρόνου αντιστοιχεί αναπόφευκτα σε αυξανόμενη εντροπία ή αταξία καθώς προχωράει η διαστολή , και η ενεργεια του σύμπαντος σκορπίζεται μέσα σε μια διάχυτη σούπα άχρηστης ενέργειας , μια διαδικασία γνωστή ως ο “θερμικός θάνατος” του σύμπαντος .

Η ιδέα αυτή όμως συναντά δυσκολίες αν σε κάποιο μελλοντικό σημείο το σύμπαν αρχίσει να συστέλλεται . Τότε θα μπορούσε να συμπεράνει κανείς ότι εκείνη τη στιγμή η εντροπία θα αρχίσει να μειώνεται και ο χρόνος να τρέχει προς τα πίσω.

Θα δούμε ότι τέτοια επιχειρήματα , που εμπεριέχουν και μια επίκληση οριακών συνθηκών , είναι στην καλύτερη περίπτωση υποκειμενικά και στη χειρότερη αδιάφορα . Είναι σαφές ότι η μη αντιστρεπτότητα του χρόνου δεν εξηγείται απλώς με τις αρχικές συνθήκες .

Άλλοι , όπως ο μαθηματικός – φυσικός Stephen Hawking, επιθυμούν να ερμηνεύσουν τις αρχικές συνθήκες ως αποτέλεσμα της ίδιας της κοσμολογικής θεωρίας , εξωθώντας στα άκρα τις εικοτολογικές , αντιστρεπτές στο χρόνο σημερινές κοσμολογικές θεωρίες και επιμένουν ότι η οριακή συνθήκη είναι ότι δεν υπάρχει καμιά οριακή συνθήκη .

Σύμφωνα με αυτούς δεν υπάρχουν ιδιομορφίες χωρίς νόμους και “κόχες” του χρόνου και του χώρου – το σύμπαν είναι αυτό – περιεχόμενο , όπως η επιφάνεια μιας σφαίρας .

Ο Peter Landsberg του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον καταφέρθηκε εναντίον τέτοιων επιχειρημάτων γράφοντας :

“Είναι παράξενη μια διαδικασία που επιχειρεί να “ερμηνεύσει” καθημερινά συμβάντα , όπως η διάχυση του γάλατος μέσα στον καφέ , χρησιμοποιώντας θεωρίες για το σύμπαν που είναι οι ίδιες λιγότερο σταθερά εμπεδωμένες από τα φαινόμενα που επιχειρούν να ερμηνεύσουν . Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι οφείλουν να εξηγούν ένα σύνολο πραγμάτων διαμέσου άλλων για τα οποία είναι περισσότερο βέβαιοι . Η εξήγηση των κανονικών μη αντιστρεπτών φαινομένων διαμέσου της κοσμολογικής διαστολής δεν εμπίπτει σ’αυτήν την κατηγορία” .

Είναι η απευθείας επιστροφή στον Δεύτερο Νόμο . Για τους υποστηρικτές του αντιστρεπτού (“μη πραγματικού”) χρόνου , η βασική ένσταση προς την θερμοδυναμική είναι ότι προσεγγίζει τον κόσμο πολύ επιφανειακά , εν αντιθέσει με τη σχετικότητα και τη νευτώνεια μηχανική , που μπορούν να ασχολούνται με τον “θεμελιακό” και αόρατο μικροκοσμικό κόσμο .

Ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να αντικρούσει κανείς αυτό το επιχείρημα στην περίπτωση π.χ. του πάγου που λιώνει σ’ένα ποτήρι με τζιν και τόνικ , είναι να συμφιλιώσει το Δεύτερο Νόμο με τις δυναμικές ιδιότητες των μορίων του οινοπνεύματος , της κινίνης και των άλλων συστατικών στοιχείων , καθώς και με τα μεγάλης κλίμακας μεγέθη που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν το τζιν και το τόνικ , όπως η εντροπία , η πίεση , ο όγκος και η θερμοκρασία . Εδώ εξέχουσα θέση καταλαμβάνει η συμβολή του Boltzmann, μολονότι η απόπειρά του να ανακαλύψει ξανά το βέλος του χρόνου διαμέσου της μοριακής και ατομικής συμπεριφοράς δεν έπεισε πολλούς από τους συγχρόνους του .

Ο Boltzmann συντάραξε τους φυσικούς της εποχής του όταν χάραξε μια γραμμή σύνδεσης ανάμεσα στην εντροπία και την πιθανότητα : ήταν ο πρώτος που έδωσε στατιστική ερμηνεία ενός θεμελιακού νόμου της φυσικής . Το έργο του δεν ήταν μάταιο .

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υπολογιστεί , λόγου χάρη , η πιθανότητα που έχουν τα μόρια του νερού , όταν βρίσκονται μαζί σε θερμοκρασία δωματίου , να σχηματίσουν ένα παγάκι , μια κατάσταση χαμηλής εντροπίας , σε σύγκριση με τις πολύ μεγαλύτερες δυνατότητές τους να κάνουν μια μικρή σταγόνα νερού, μια περισσότερο τυχαία κατάσταση υψηλής εντροπίας .

Η επακριβής μαθηματική σχέση που εκφράζει το παραπάνω , την οποία ο Αϊνστάιν αποκάλεσε αρχή του Boltzmann :

“ Η φυσική σημασία της εντροπίας μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι η έκφραση του μέτρου της αταξίας ενός συστήματος, σύμφωνα με την στατιστική μηχανική . Από τον Λούντβιχ Μπόλτζμαν (Ludwig Boltzmann) προτάθηκε η σχέση S = k lnΩ , όπου k η σταθερά του Boltzmann και Ω ο αριθμός των μικροσκοπικών καταστάσεων στις οποίες μπορεί να βρεθεί ένα σύστημα. Η έκφραση αυτή είναι αντίστοιχη της εντροπίας πληροφοριών ” , . . . κοσμεί τον τάφο του Boltzmann στη Βιέννη . Αποτελεί βασικό εργαλείο της φυσικής και , μολονότι μπορεί να μην απαντά στο πρόβλημά μας , δείχνει εν τούτοις το δρόμο στον οποίο πρέπει να πορευτούμε .

Ενώ η κλασσική μηχανική έδινε την εικόνα ενός σύμπαντος – μηχανής , η θερμοδυναμική φαίνεται να συνεπάγεται ότι η μηχανή οδεύει κατευθείαν στην τέλεια αποδιοργάνωση (αφού σύμφωνα με τον Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής αυξανομένης της Εντροπίας – οδεύοντας το σύμπαν κατά την φορά του βέλους του χρόνου – αυξάνεται η αταξία ).

Από την άλλη , το έργο του Δαρβίνου δείχνει ότι η ζωή γίνεται όλο και περισσότερο (και όχι λιγότερο) οργανωμένη (δηλαδή μειώνεται η αταξία με το πέρασμα του χρόνου , καθώς τα απλά όντα εξελίχθηκαν σε πιο πολύπλοκες υπάρξεις .

Η εξέλιξη των αναρίθμητων όντων που πετούν , κολυμπούν και περπατούν πάνω στη Γη μπορεί να δείχνει ασύμβατη με μια θεωρία που κηρύσσει την αδυσώπητη κατάρρευση .

Στην πραγματικότητα δεν υπάρχει αντίφαση , επειδή στο εσωτερικό του Δεύτερου Θερμοδυναμικού Νόμου υπάρχει κρυμμένο κάτι μαγικό , το οποίο αφήνει τα περιθώρια για να συμβεί μια εξέλιξη δημιουργική παρά μια καθαρά καταστροφική .

Ο Boltzmann ίσως να συνέλαβε αυτό αρκετά νωρίς, το 1878 .

Η ανάπτυξη όμως της εν λόγω ιδέας έπρεπε να περιμένει μέχρις ότου μια σχετικά πρόσφατη επανερμήνευση του Δεύτερου Νόμου έδειξε ότι αυτός δεν συνεπάγεται τη μονότονη κατάρρευση στην αταξία : αντίθετα , το σύμπαν μπορεί να χαλιναγωγεί τη θερμοδυναμική για να δημιουργεί , να εξελίσσεται και να αναπτύσσεται .

Αυτό χαρίζει μια νέα ποιότητα στην πολυμορφία του βέλους του χρόνου του Δεύτερου Νόμου , καθώς και μεγαλύτερη αξιοπιστία .

Διατείνεται δηλαδή ότι , αντίθετα με τα παραδεδεγμένα , ο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής δεν είναι συνώνυμος με την αδυσώπητη κατάρρευση στην αταξία .

Αν και αυτή μπορεί να είναι η τελική κατάσταση της ύλης , που τείνει προς ένα φθαρμένο και διασπασμένο σύμπαν στο τέλος του χρόνου , είναι σχεδόν σίγουρο ότι ο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής δεν ισχυρίζεται ότι αυτή η τάση επέρχεται ομοιόμορφα διαμέσου του χώρου και του χρόνου .

Κατ’ αρχάς πρέπει να διαφοροποιήσουμε τη θερμοδυναμική της ισορροπίας (όπου κάθε δυναμικό αλλαγής έχει ξοδευτεί) από τη θερμοδυναμική της μη ισορροπίας .

Η πρώτη εφαρμόζεται σε ένα φλιτζάνι καφέ που έφθασε σε θερμοκρασία δωματίου και δεν μπορεί πια να κρυώσει άλλο .

Η δεύτερη αφορά τη στιγμή όπου αρχικά προσθέτει κανείς γάλα στον καφέ και αυτός έχει ακόμα το δυναμικό να αναμιχθεί και να κρυώσει .

Η αυτοοργάνωση αναδύεται φυσιολογικά από τον Δεύτερο Νόμο όταν εφαρμοστεί στον πραγματικό κόσμο , όπου τα πράγματα εξελίσσονται και αλλάζουν , παρά όταν αποσυντίθενται στη νεκρή κατάσταση της θερμοδυναμικής ισορροπίας .

Η αντίθεση ανάμεσα στη θερμοδυναμική της ισορροπίας και τη θερμοδυναμική της μη ισορροπίας είναι τόσο απόλυτη όσο κι εκείνη ανάμεσα στο είναι και το γίγνεσθαι ή ανάμεσα στις λέξεις αυτής της πρότασης και την τελεία που την σταματάει .

Κατά τη διάρκεια της καθοδικής πορείας του σύμπαντος προς τον “θερμικό θάνατο” μπορούμε να βρούμε θεαματικά παραδείγματα αυθόρμητης ανάδυσης της τάξης .

Αν προσθέσουμε γάλα στον καφέ , η τελική κατάσταση είναι το συνηθισμένο υγρό με το χρώμα της λάσπης . Καθ’ οδόν , όμως , μορφώματα στροβίλων και σχήματα λευκού γάλατος μέσα στον μαύρο καφέ απολαμβάνουν μια παροδική ύπαρξη .

Για να διατηρηθούν αυτά τα χαρακτηριστικά μορφώματα πρέπει οι χημικές αντιδράσεις να ανατροφοδοτούνται διαρκώς .

Έχουν επίσης ειδικά συστατικά στοιχεία μια σειρά αλληλοδιαπλεκόμενων χημικών αντιδράσεων – που εμπεριέχουν βρόχους ανάδρασης – στις οποίες τα σχηματιζόμενα παράγωγα συμμετέχουν στην ίδια χημική αντίδραση ή ακόμη λειτουργούν ως καταλύτες για την ίδια τη δημιουργία τους .

Είναι εντυπωσιακό το ότι αμέτρητα τρσεκατομμύρια μόρια στο χημικό ρολόι φαίνεται να γνωρίζουν επακριβώς τι κάνει το καθένα τους – μπορούν να “επικοινωνούν” μεταξύ τους .

Αυτές οι ιδέες έχουν σοβαρό αντίκτυπο στη βιολογία , όπου η τελική κατάσταση της αλλαγής – η ισορροπία – είναι ο Θάνατος .

Η Θερμοδυναμική παρέχει μια φυσική γλώσσα με την οποία μπορούν να αποδοθούν βιολογικές διαδικασίες , οι οποίες οφείλουν να διατηρηθούν μακριά από την ισορροπία αν πρέπει να υπάρχει αλλαγή .

Υπάρχουμε χάρη σε έναν σύνθετο ιστό ρυθμών με περίπλοκο συγχρονισμό .

Οι βιοχημικές αντιδράσεις που αναπτύσσονται μέσα σ’ αυτούς τους ρυθμούς είναι , στη γενική τους μορφή , παρόμοιες με το χημικό ρολόι .

Σ’ αυτές τις διαδικασίες συμμετέχουν τα νήματα της ζωής , τα μακρά αλυσιδωτά γενετικά μόρια DNA και RNA , που έμμεσα λειτουργούν ως καταλύτες για την ίδια τους την παραγωγή .

Μ’ αυτόν τον τρόπο η θερμοδυναμική της μη ισορροπίας γεφυρώνει το χάσμα ανάμεσα στην κλασική θερμοδυναμική και τη δαρβινική θεωρία της εξέλιξης .

Δείχνει με γενικούς όρους πώς τα όντα σαν τον άνθρωπο , που εμπεριέχουν δομές εξαιρετικής πολυπλοκότητας , μπορούν εντούτοις να προκύψουν σε ένα σύμπαν όπου η εντροπία αυξάνεται .

Η αυτοοργάνωση (ιδιαίτερα στο παράδειγμα του χημικού ρολογιού) δείχνει πως ο Δεύτερος Νόμος της θερμοδυναμικής όχι μόνο μας εφοδιάζει με ένα βέλος του χρόνου , αλλά επιπλέον εμπεριέχει σε σπερματική μορφή τους χρονικούς κύκλους και τα μορφώματα που διακρίνουμε στον κόσμο γύρω μας .

Σημαντικές είναι και οι δυο όψεις του χρόνου . Το βέλος του χρόνου αντιπροσωπεύει την πρόοδο : κάθε στιγμή σημαδεύεται από ένα ιδιαίτερο στίγμα ατομικότητας .

Όμως η μεταφορική εικόνα των κύκλων του χρόνου έχει ζωτική σημασία για την αναζήτηση μορφωμάτων μέσα στα φυσικά φαινόμενα που διέπονται από τους ίδιους νόμους – με τον ίδιο τρόπο που ο ρυθμός και ο συντεταγμένος ήχος ξεχωρίζουν τη μουσική από τον απλό θόρυβο .

Ο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής , παρέχει το θεμέλιο και για τις δυο πολύ σημαντικές εικόνες που έχουμε για το χρόνο .

Παρότι όμως το βέλος του χρόνου που απορρέει από τον Δεύτερο Νόμο είναι πολύ καλά επεξεργασμένο και θεμελιωμένο για να μπορεί να απορριφθεί ως αυταπάτη , το κύριο πρόβλημά μας παραμένει .

Πώς μπορεί αυτός ο μη αντιστρεπτός κόσμος να συμφιλιωθεί με τον μικροσκοπικό κόσμο που αποδίδεται από την αχρονική μηχανική ;

Ο Boltzmann ανακάλυψε μόνο ένα μέρος του τρόπου με τον οποίο μπορεί να βρεθεί μια απάντηση στο αίνιγμα . Ίσως η απάντηση να βρίσκεται στο πεδίο του χάους , έναν τρόπο προσέγγισης της αυτοοργάνωσης .

Στο πλαίσιο των μη αντιστρεπτών διαδικασιών , χάος δεν σημαίνει την κοσμοχαλασιά αλλά μάλλον μια παράδοξη μορφή τάξης .

Αποκαλύπτεται ότι οι εξισώσεις που περιγράφουν τη συμπεριφορά του χημικού ρολογιού παρέχουν ένα φάσμα δυνατοτήτων , για να αποδοθεί όχι μόνο η αυτοοργάνωση αλλά και το ¨αιτιοκρατικό χάος» , μια παράδοξη προγνώσιμη τυχαιότητα.

Στο χημικό ρολόι το χάος θεωρείται τυχαία ακολουθία από αλλαγές χρωμάτων . Λέγεται αιτιοκρατικό γιατί οι χαολόγοι διαλεύκαναν αυτή τη συμπεριφορά του , ανακαλύπτοντας μια λεπτή μορφή υποκείμενης οργάνωσης .

Πιστεύεται επίσης ότι υπάρχει χάος και στον καιρό , όπου η πρόγνωση μπορεί να λειτουργεί βραχυπρόθεσμα , δεν έχει όμως αξία για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα .

Σ’ όλο τον κόσμο νέοι επιστήμονες σπεύδουν να ανακαλύψουν το χάος στη βαθμιαία αύξηση και μείωση των πληθυσμών των σκόρων , στην επιληψία και σε πλήθος άλλα φαινόμενα , από την πολιτική έως την οικονομία .

Χάος υπάρχει επίσης μέσα στις συμμετρικές ως προς το χρόνο εξισώσεις κίνησης του Νεύτωνα , πράγμα που αποτελεί εκπληκτική ανακάλυψη με τεράστιες επιπτώσεις .

Λέγεται ότι ο φυσικός Joseph Ford , ο οποίος αυτοχαρακτηρίστηκε “ευαγγελιστής του χάους” ισχυρίστηκε : “Είμαστε στην αρχή μιας μεγάλης επανάστασης . Ο τρόπος με τον οποίο αντικρίζουμε την φύση θα αλλάξει ριζικά” .

Η έρευνα έδειξε ότι το χάος μπορεί να προκύψει και στις απλούστερες περιπτώσεις – ακόμα και όταν αλληλεπιδρούν μόνο τρία σωματίδια .

Αποκαθηλώνεται έτσι ο από αιώνων μύθος της προγνωσιμότητας και της αιτιοκρατίας , και μαζί του κάθε αντίληψη για ένα σύμπαν – ωρολογιακό μηχανισμό . Γιατί το δυναμικό χάος είναι ο κανόνας , όχι η εξαίρεση , στον κόσμο που μας περιβάλλει . Ενώ το παρελθόν έχει παγιωθεί , το μέλλον παραμένει ανοιχτό και ανακαλύπτουμε πάλι το βέλος του χρόνου .

Αρχίζουμε να κατανοούμε πως η αντίληψη ενός ανοιχτού μέλλοντος ταιριάζει στις πιο βασικές επιστήμες , όπως άλλωστε και στις πολυπλοκότερες .

Το χάος φαίνεται να αποτελεί αναπόσπαστο τμήμα του τρόπου με τον οποίο το βέλος του χρόνου ταιριάζει στην μηχανική του Νεύτωνα και στην κβαντική θεωρία , επιτρέποντας αυτή καθ’ εαυτήν τη δυνατότητα δημιουργικής εξέλιξης .

Αυτή η ιδέα αρχίζει να θέτει τις βάσεις για τη λύση του προβλήματος που απασχολεί την επιστήμη από τον καιρό του Boltzmann .

Αν απορρίψουμε το βέλος του χρόνου ως ψευδαίσθηση , τότε πρέπει να στερηθούμε όλες τις γνώσεις που αποκτήσαμε .

Κάτι τέτοιο θα ήταν σίγουρα τεράστια θυσία – και δεν θα κερδίζαμε παρά τους παραλογισμούς μιας άλλης κοσμοαντίληψης .

Η αντικειμενική υπόσταση του βέλους του χρόνου είναι μια ιδέα που δεν μπορεί πλέον να απορριφθεί .

Αν αυτή απαιτεί να επανεξεταστούν μερικές συμβατικές επιστημονικές ιδέες , δεν έχουμε παρά να τις επανεξετάσουμε .

Ας συλλέξουμε , λοιπόν , τις διάφορες ενδείξεις για την πραγματικότητα του βέλους του χρόνου που ανακαλύψαμε μέχρι τώρα . Θα τις συνδυάσουμε με μια πρόσφατη ιδέα για το χάος , και έτσι θα αποκαλύψουμε μια φορά του χρόνου ικανή να ενοποιήσει τις προσωπικές και τις εμπειρικές εμπειρίες μας .

Απαιτείται , λοιπόν , μια νέου τύπου περιγραφή , στην οποία το μέλλον δεν καθορίζεται με έναν και μοναδικό τρόπο από το παρόν ή το παρελθόν .

Πρέπει να ανατραπεί η ιδέα της αυστηρής αιτιοκρατίας προς όφελος μιας κοσμοαντίληψης που εναρμονίζεται καλύτερα με την εμπειρία μας .

Αυτή η αντίληψη ενσωματώνει ένα ανοιχτό μέλλον όπου η αυθεντική εξέλιξη και ανανέωση μπορεί να παράγει τα όμορφα μορφώματα που βλέπουμε γύρω μας στη φύση , από τους συναθροιζόμενους βλενομήκυτες έως τις περιπλοκές των καιρικών συστημάτων του κόσμου , αλλά και , πέραν τούτων , αυτές καθ’ εαυτές τις διαδικασίες με τις οποίες γεννήθηκε το σύμπαν .

Η νέα οπτική , που αντιπροσωπεύει μια αυθεντική σύνθεση των ουσιαστικών , αν και αντιτιθέμενων εννοιών της τυχαιότητας (πιθανότητας) και της αναγκαιότητας (αιτιοκρατίας) , αποδίδει στο βέλος του χρόνου πλήρη αντικειμενικότητα , μας επιτρέπει δε να κατανοήσουμε τις μυριάδες διαδικασίες στον πραγματικό κόσμο οι οποίες έχουν συμβεί , συμβαίνουν και θα συνεχίσουν να συμβαίνουν , είτε είμαστε εδώ για να τις βλέπουμε είτε όχι .

Απορρίπτοντας την εικόνα της αυστηρής αιτιοκρατίας , μπορούμε να παρακάμψουμε την πανάρχαια διαμάχη ανάμεσα στο μηχανικό σύμπαν του Laplace και την ελεύθερη βούληση .

Η προσέγγιση αυτή απαιτεί την πλήρη αποδοχή του Δεύτερου Νόμου της θερμοδυναμικής , ως διαπίστωση για την κατευθυντήρια φύση του χρόνου , και την ενσωμάτωσή της ήδη από την αρχή στην περιγραφή που αναζητούμε .

Όμως , πρώτ’ απ’ όλα ας προβούμε σε μια σύντομη ανασκόπηση της θέσης που αποτελεί την αφετηρία μας .

Είδαμε ότι όλες οι αποκαλούμενες ¨θεμελιώδεις θεωρίες της μηχανικής του Νεύτωνα , του Αϊνστάιν ή της κβαντικής μηχανικής αρνούνται να αποδώσουν μια μοναδική φορά στο χρόνο .

Είδαμε επίσης πώς η αιτιοκρατία και η αιτιότητα συνδέονται στενά με την ιδέα της αντιστρεπτότητας σ’αυτές τις θεωρίες .

Πράγματι , κίνητρο του Αϊνστάιν για να κατασκευάσει την εξαιρετικά επιτυχημένη γεωμετρική απόδοση της βαρύτητας στάθηκε η βαθιά ριζωμένη πεποίθησή του για την πρωταρχικότητα της αιτιότητας .

Όμως σ’αυτές τις αιτιοκρατικές θεωρίες ο χρόνος υποβαθμίζεται σε υποδεέστερο ρόλο : σε όποια κατεύθυνση και αν υποτεθεί ότι ξετυλίγεται ο χρόνος , τόσο το μέλλον στο σύνολό του όσο και ολόκληρο το παρελθόν εμπεριέχονται στο παρόν – και τα τρία είναι κατά κάποιο τρόπο όψεις ενός και του αυτού πράγματος .

Επειδή οι τέτοιου τύπου εξισώσεις δεν διαθέτουν ενδογενές βέλος χρόνου , δεν υπάρχει λόγος να προτιμήσει κανείς μια κατεύθυνση του χρόνου από κάποια άλλη .

Τα πράγματα όμως είναι χειρότερα : Ο χρόνος όχι μόνο είναι αντιστρεπτός αλλά πρέπει να είναι και κυκλικός , Και η "ιστορία" οφείλει να επαναλαμβάνεται σε συμφωνία με την επαναφορά του Poincaré. ( Το θεώρημα της επαναφοράς του Poincaré ισχύει εφόσον το σύστημα είναι μεμονωμένο , πεπερασμένο και μη διαστελλόμενο . Επίσης είναι πιθανό να απαιτείται να μην αλληλεπιδρά βαρυτικά . Η κατάσταση στη σχετικιστική κοσμολογία , όπου υπάρχει διαστολή και βαρύτητα , εξετάζεται από τον F.J. Tipler , Nature 280 , 203 – 1974 . Βεβαίως ο χρόνος επαναφοράς του Poincaré θα ήταν αφάνταστα μεγάλος για κάθε μακροσκοπικό σύστημα ) .

Κρίνω ότι είναι σκόπιμο να κάνω μια αναφορά στο θεώρημα της επαναφοράς του Poincaré, πριν συνεχίσω. Αυτό θα γίνει σε επόμενο μήνυμά μου.

Ως εκ τούτου δεν υπάρχει λόγος να επιλέξει κανείς μία κατεύθυνση του χρόνου αντί άλλης . Όπως είπαμε , όμως , και προηγουμένως τα πράγματα είναι χειρότερα :

Σύμφωνα με ένα θεώρημα που οφείλεται στον Henri Poincaré , αν δίνεται αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα χρόνου , κάθε απομονωμένο σύστημα (λόγου χάρη , το ίδιο το σύμπαν) θα επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση . Στην πραγματικότητα, αν ο διαθέσιμος χρόνος δεν έχει όρια , θα κάνει κάτι τέτοιο άπειρες φορές . Αυτός είναι ο κυκλικός χρόνος των Στωικών .

“Η θεωρία του Poincaré” βασίζεται στο γεγονός ότι τα μεμονωμένα συστήματα έχουν περιορισμένο μέγεθος : μια μπίλια του μπιλιάρδου , που περιορίζει την κίνησή της στην επιφάνεια του τραπεζιού χωρίς τριβές , θα επιστρέψει τελικά στην αρχική της θέση . Η αιώνια επιστροφή μπορεί να γίνει εύκολα αντιληπτή στην περίπτωση του τραπεζιού του μπιλιάρδου .

Όμως , σε πολλά συστήματα που μας ενδιαφέρουν υπάρχουν τόσα πολλά σωματίδια (για παράδειγμα , άτομα και μόρια) , ώστε ο “χρόνος επαναφοράς” , όπως ονομάζεται , να είναι πολλαπλάσιος της σημερινής ηλικίας του σύμπαντος (περίπου 1010 χρόνια ή η μονάδα ακολουθούμενη από 10 μηδενικά) .

Εντούτοις , η ατέλειωτη κυκλική επαναφορά υπονομεύει την ουσία της ιδέας του βέλους του χρόνου , και αντίκειται στην έννοια της εξέλιξης με οποιοδήποτε ουσιαστικό νόημα .

Αποδείχθηκε πως η “επαναφορά του Poincaré”, παρά τους περιορισμούς της , είναι ένα από τα ισχυρότερα υπνωτικά για τα μυαλά των θεωρητικών φυσικών , η κύρια απάντηση των οποίων ήταν η επιμονή τους σε μια υποκειμενική εξήγηση του μη αντιστρεπτού χρόνου .

Η έννοια της ισορροπίας – το καταληκτικό σημείο της χρονικής εξέλιξης , που χρησιμοποιείται στη Θερμοδυναμική για να περιγράψει την κατάσταση στην οποία οι διαδικασίες έχουν τη βάση για να σταματήσουν – θα υπονομευόταν ολοκληρωτικά , επειδή καμιά στιγμή στο χρόνο δεν θα ήταν διαφορετική από κάποια άλλη . Πράγματι , αν ήταν σωστές αυτές οι θεωρίες , θα έπρεπε να αποχαιρετήσουμε όλες τις έννοιες της θερμοδυναμικής , όπως την εντροπία , το μοναδικό μέγεθος που προέκυψε στην επιστήμη το οποίο δίνει αυθεντική περιγραφή του χρόνου όπως τον αντιλαμβανόμαστε .

Αν συμμορφωθούμε με την πλειονότητα των θεωρητικών φυσικών και υποθέσουμε ότι ο κόσμος υπόκειται στη βάση του σε αιτιοκρατικούς και αντιστρεπτούς νόμους τότε θα μπορούσαμε να συμπεράνουμε πως η ύπαρξη και όλες οι πράξεις μας μπορούν να αναχθούν στις αρχικές ή οριακές συνθήκες που γέννησαν το σύμπαν .

Στην αυγή του χρόνου θα μπορούσε να είχαν τεθεί αυτές οι συνθήκες και να εκτελούνται οι οδηγίες για τη μελλοντική συμπεριφορά σύμφωνα με τη νευτώνεια παράδοση . Ίσως τις συνθήκες αυτές τις επέλεξε ο Θεός – ρυθμίζοντας αυτοπροσώπως την Μεγάλη Έκρηξη , ώστε να εμφανιστεί η ζωή και η ανθρωπότητα ( πρόκειται για μια υπόθεση που μοιάζει πολύ με την τελική ανθρωπική αρχή , όπως αυτή εξετάζεται στο βιβλίο των J.D. Barrow και F. Tipler , “The Anthropic Cosmological Principle ) . Από κάποια άποψη ο πρώην μαθηματικός και φυσικός του Καίμπριτζ και ιερέας της αγγλικανικής εκκλησίας John Polkinghorne θα προχωρούσε μακρύτερα . Κατά τη γνώμη του , ο Θεός δεν θα είχε απλώς πυροδοτήσει το σύμπαν για να παραμερίσει εν συνεχεία . Ο ρόλος Του είναι έμφυτος και ενεργός κάθε στιγμή , επειδή Αυτός ακριβώς εγγυάται την ισχύ των νόμων της φύσης και τη διάρκεια του "θεάματος" , διασφαλίζοντας ότι οι νόμοι δεν αλλάζουν ούτε φθείρονται στο πέρασμα του χρόνου .

Όπως και να ‘χει , η υπάρχουσα φορά του χρόνου δεν εξηγείται από τη χρονικά συμμετρική μηχανική : πρόκειται για ένα πρόσθετο συστατικό στοιχείο που επελέγη από τον Θεό , ή οποιονδήποτε άλλο διάλεξε τις αρχικές συνθήκες .

Οι αρχικές συνθήκες προϋποθέτουν μία φορά του χρόνου .

Είναι μη αναγώγιμα συστατικά στοιχεία της θεωρίας και δεν λένε τίποτε για την ίδια τη θεωρία στην οποία χρησιμοποιούνται .

Μέχρι να τελειώσω το όλο σκεπτικό , θα έχουμε αποδείξει ότι η κρυστάλλινη σφαίρα της αιτιοκρατίας του Νεύτωνα έχει θρυμματιστεί άσχημα : Αυτές οι συνθήκες δεν είναι δυνατό να είναι επακριβώς γνωστές , και τούτο για λόγους αρχής , (πρέπει όμως , σε κάθε περίπτωση να θυμόμαστε ότι στην κβαντική θεωρία η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg αποκλείει τον ακριβή προσδιορισμό τέτοιων αρχικών συνθηκών ) .

Οφείλουμε , λοιπόν , να ξανασκεφτούμε τι εννοούμε ως χρονική εξέλιξη στη μηχανική .

Και όμως , είναι ένα γοητευτικό εργαλείο για τον εργαζόμενο θεωρητικό φυσικό , επειδή δίνει μια μαθηματική συνταγή για την πρόβλεψη της έκβασης πειραμάτων που συντελούνται στο επίπεδο του ατόμου αλλά και πιο κάτω .

Υπό τον όρο ότι δεν θα προσπαθήσει κανείς να καταλάβει τι σημαίνει , έχει κάθε δικαίωμα να καθίσει αναπαυτικά και να απολαύσει τη χρησιμότητα της κβαντικής θεωρίας της ύλης που διαθέτουμε .

Όμως , τα προβλήματα που περιβάλλουν την ερμηνεία της θεωρίας εμπεριέχουν μια σημαντική υπόδειξη για το χαμένο βέλος του χρόνου .

Η κεντρική δυσκολία της κβαντικής θεωρίας αφορά την πράξη της μέτρησης , όταν ο μικροσκοπικός ατομικός και μοριακός κόσμος βρίσκεται αντιμέτωπος με τον μακροσκοπικό κόσμο τη στιγμή που ο δείκτης ενός οργάνου μέτρησης τρεμοπαίζει ή μια λάμψη εμφανίζεται στη φωσφορίζουσα οθόνη .

Αυτή η θεμελιακή πράξη , απαραίτητη για τη μελέτη του κόσμου , είναι μη αντιστρεπτή .

Όπως γνωρίζουμε , στην ορθόδοξη ερμηνεία της Κοπεγχάγης , αυτή καθεαυτή η πράξη περιγραφής της συμπεριφοράς ενός μικροσκοπικού συστήματος , όπως είναι το άτομο , προκαλεί την κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης , που περιέχει όλες τις γνωστές πληροφορίες για το άτομο , και παράγει ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα .

Η κατάρρευση είναι μη αντιστρεπτή : βρίσκεται εκτός του πλαισίου της αντιστρεπτής στο χρόνο εξίσωσης του Schrödinger .

http://users.sch.gr/kassetas/educ28.htm

http://www.physics4u.gr/articles/2002/schrodingerequation.html

http://www.physics4u.gr/articles/qbrain1.html

Ο Roger Penrose αναζητεί ένα από τα “Άγια Δισκοπότηρα” των κοσμολόγων : την ενοποίηση της σχετικότητας του Αϊνστάιν με την κβαντική μηχανική για να επιτύχει μια πλήρη κβαντική θεωρία της βαρύτητας .

http://m.youtube.com/index?desktop_uri=%2F%3Fgl%3DIT%26hl%3Dit&hl=it&gl=IT#/watch?xl=xl_blazer&v=MijRS7myeBY

Η ενοποίηση κατά Penrose θα προσέφερε διάφορα επιπρόσθετα κέρδη : Θα εμπεριείχε ρητά το κοσμολογικό βέλος του χρόνου και έτσι θα εξηγούσε αντικειμενικά την κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης , ένα μη αντιστρεπτό συμβάν ( σε μια κατεύθυνση που απορρέει έμμεσα από τη διάσπαση του καονίου , η οποία δεν αλλάζει τον αιτιοκρατικό χαρακτήρα της περιγραφής ) θα εξοβέλιζε τις ενοχλητικές ιδιομορφίες της γενικής σχετικότητας . Θα εξηγούσε επίσης τις εξαιρετικά απίθανες αρχικές συνθήκες της ίδιας της Μεγάλης Έκρηξης (οπότε , αντί οι αρχικές συνθήκες να εξηγούν το βέλος του χρόνου , τώρα το βέλος θα εξηγεί αυτές τις αρχικές συνθήκες) .

Αυτή η προσέγγιση , όπως και άλλες δοκιμαστικές περιγραφές της γέννησης του σύμπαντος από το μηδέν , δεν θα είχαν , πιθανόν , την ανάγκη κάποιας θεότητας για να θέσει τα πράγματα σε λειτουργία . Η συνεπής συγχώνευση της κβαντικής θεωρίας και της σχετικότητας , όμως , παραμένει άπιαστος στόχος .

Βραχυπρόθεσμα , είναι απλούστερο για τους φυσικούς να απορρίψουν παρόμοιες ιδέες – μπορεί κανείς να τσιμπολογάει πολύ πιο εύκολα αλλού . Πράγματι , η τεράστια πλειονότητα των ενεργών φυσικών , που είναι πραγματιστές στο βάθος της ψυχής τους , απλώς αγνοούν το πρόβλημα που θέτει ο χρόνος .

Υιοθετούν την οπτική που εκφράζει ο Charles Lamb : “Τίποτα δεν ενοχλεί περισσότερο από το χρόνο και το χώρο . Και παρ’ όλα αυτά , τίποτε δεν με ενοχλεί λιγότερο , αφού ποτέ δεν τα σκέπτομαι” .

ΥΓ.: Πλάτωνα, παρά τις προσπάθειές μου, δεν κατάφερα να εμφανίσω το link που παρέθεσες. Δεν ξέρω αν κάνω εγώ κάποιο λάθος .

http://www.youtube.com/watch?v=mNK6h1dfy2o

http://www.physics4u.gr/articles/2002/nobel1980.html

Υπέροχο ...

Τι κάθομαι και γράφω τόσο καιρό για το χρόνο ...

Το βιντεάκι σου, τα είπε όλα ...

Συγγνώμη, φίλε μου, πού και πού, με πιάνουν κάτι ευαισθησίες (όπως τώρα), που με κάνουν να μην μπορώ να γράψω πολλά. Αλλά και αυτά που γράφω είναι χάλια ...

Νάσαι πάντα καλά ...

Από τους λίγους φυσικούς που ενδιαφέρονται για τη φορά του χρόνου , πολλοί προσπάθησαν να υπερβούν τις δυσκολίες της διαδικασίας μέτρησης στην κβαντική μηχανική διατυπώνοντας τη θέση ότι η κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης δεν συμβαίνει στην πραγματικότητα . Υποστηρίζουν πως όταν γίνεται μια μέτρηση , τότε αυτό που αλλάζει είναι απλώς η γνώση μας .

Η μεταμόρφωση της κυματοσυνάρτησης δεν είναι κάτι που περιγράφει τον πραγματικό κόσμο αλλά μάλλον κάτι που βρίσκεται μέσα στο μυαλό μας : η μη αντιστρεπτότητα οφείλεται στους δικούς μας περιορισμούς και προσεγγίσεις . Έτσι χρησιμοποιούνται συνθηματικές λέξεις, όπως “πλάνη” , “ψευδαίσθηση” και “υποκειμενικότητα” , για να δοθεί μια περιορισμένη απάντηση στο πρόβλημα που θέτει η φορά του χρόνου .

Πολλοί επιστήμονες , αντί να αναγνωρίσουν ότι το πρόβλημα παρέχει μια ευκαιρία για να αναπτυχθούν νέες και πιο συμφέρουσες ιδέες , προσπάθησαν να επιστρέψουν στην απάντηση του υποκειμενιστή : η μη αντιστρεπτότητα είναι αυταπάτη . Με παρόμοιο τρόπο , ο Δεύτερος Νόμος της θερμοδυναμικής θεωρείται περισσότερο σαν κάτι που παρενοχλεί παρά σαν απαραβίαστο δεδομένο της φύσης : εισάγεται και απομακρύνεται στη βάση της ερμηνείας που τον αποδίδει με επιχειρήματα του τύπου των αδρών κόκκων , παρότι τέτοια επιχειρήματα είναι γενικώς αρκετά εσφαλμένα . Ένας τυπικά κυκλικός ισχυρισμός είναι η τάση για αλλαγή που εκφράζεται από τον Δεύτερο Νόμο είναι απλώς συνέπεια του γεγονότος ότι το σύμπαν ξεκίνησε από μια κατάσταση με δυναμικότητα αλλαγής .

Η θερμοδυναμική – και ειδικότερα ο Δεύτερος Νόμος – είναι απλώς μια προσέγγιση , μια συνέπεια των ίδιων μας των περιορισμών ή των "λαθών" μας .

Αυτό με τη σειρά του σημαίνει ότι η φαινομενική μη αντιστρεπτότητα τέτοιων διαδικασιών με έκδηλη τη μονή τους κατεύθυνση , όπως η ζωή και ο θάνατος , είναι απλώς η συνέπεια της δικής μας άγνοιας και της αποτυχίας μας να συλλάβουμε την αληθινή συμμετρία τους στο χρόνο .

Η λογική ακραία θέση της γνωσιοθεωρίας των υποκειμενιστών είναι ο σολιψισμός – ότι δηλαδή η μόνη βεβαιότητα είναι η ίδια η ύπαρξή μας . Πρόκειται για θέση που δεν προσβάλλεται με τη λογική , ενώ μόνο λίγοι επιστήμονες την υιοθετούν , πιθανόν ως μέσο παράκαμψης των προβλημάτων που δημιουργεί η μη αντιστρεπτότητα και η μέτρηση .

Είναι απίθανο να αληθεύει ο σολιψισμός , και αυτό προκύπτει από όλες τις ενδείξεις που έχει συγκεντρώσει η επιστήμη υπέρ της ύπαρξης μιας αντικειμενικής πραγματικότητας “εκεί έξω” .

Επιπρόσθετα , οι σολιψιστές συνήθως δεν έχουν το θάρρος να αναλάβουν τις συνέπειες των φιλοσοφικών τους πεποιθήσεων.

Πράγματι , το βέλος του χρόνου είναι ένα εργαλείο για να διευρύνουμε τις γνώσεις μας και όχι μια επινόηση για να κρύψουμε την άγνοιά μας .

Όλα τα μορφώματα που βλέπουμε γύρω μας , από τις απλές γεωμετρίες που βρίσκουμε στα κουκουνάρια έως τα πολύπλοκα σημάδια που έχει το τρίχωμα μιας γάτας , μπορούν κατ’ αρχήν να εξηγηθούν με τη βοήθεια εξισώσεων που έχουν ενσωματωμένο το βέλος του χρόνου .

Όταν απομακρυνθούμε αρκετά από τη θερμοδυναμική ισορροπία , η καθοδηγητική αρχή της μη αντιστρεπτότητας , όπως εμπεριέχεται στον Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής , οδηγεί σε διαδικασίες αυτοοργάνωσης μέσω των οποίων μπορούμε να κατανοήσουμε τις εύτακτες δομές της φύσης .

Πράγματι , χωρίς την μη αντιστρεπτότητα που απαιτείται από το Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής , δεν θα περιμέναμε να εμφανιστεί η ζωή στη Γη αλλά ούτε και θα είχαμε τις διάφορες μορφές συμπεριφοράς στο χώρο και το χρόνο που χαρακτηρίζουν τα όντα . Μόνο χάρη στις μη αντιστρεπτές διαδικασίες μπορούμε να καταλάβουμε την ίδια μας την ύπαρξη .

Στην ακαδημαϊκή κοινότητα υπάρχει μια συνεχώς εντεινόμενη πίεση για ειδίκευση ως μέσο παραγωγής δημοσιεύσεων , να ψάχνει δηλαδή κανείς τα δέντρα και όχι το δάσος .

Αυτό οδήγησε στην εκθετική αύξηση της επιστημονικής βιβλιογραφίας και στη συνεπαγόμενη μετατόπιση προς μια στάση όπου η κατανόηση θυσιάζεται στο βωμό του υπολογισμού ποσοτήτων .

Υπάρχει ένα τεράστιο πανόραμα που δεν έχει ανακαλυφθεί και βρίσκεται μπροστά μας , μα πέρα από κάθε ανάγκη αύξησης των δυνατοτήτων που είναι δυνατόν να εξερευνηθούν .

Απολογούμενος ο Γάλλος μαθηματικός (και τιμημένος με το μετάλλιο Field) René Thom , στο βιβλίο του “Structural Stability and Morphogenesis” (Δομική Ευστάθεια και Μορφογένεση) έκανε την εξής έκκληση : “Σε μια εποχή όπου τόσοι πολλοί επιστήμονες στον κόσμο ασχολούνται με υπολογισμούς , δεν είναι σωστό να ονειρεύονται όσοι μπορούν να ονειρεύονται ;” .

Έχει ήδη γίνει ένα νέο ξεκίνημα με στόχο να εξερευνηθούν οι δυνατότητες του χρόνου , κυρίως από την σχολή Prigogine στις Βρυξέλλες .

Η ομάδα του έθεσε το ερώτημα , πώς μπορούμε να συσχετίσουμε τα διάφορα νοήματα του χρόνου : Ο χρόνος ως κίνηση , όπως στη δυναμική . Ο χρόνος σε σχέση με τη μη αντιστρεπτότητα , όπως στη θερμοδυναμική . Ο χρόνος ως ιστορία , όπως στη βιολογία και την κοινωνιολογία .

Ο Prigogine γράφει : "Είναι προφανές ότι δεν πρόκειται για εύκολη υπόθεση . Παρά ταύτα , ζούμε σ’ ένα μοναδικό σύμπαν . Για να σχηματίσουμε μια συνεκτική εικόνα του κόσμου του οποίου αποτελούμε τμήμα , πρέπει να βρούμε κάποιον τρόπο για να περάσουμε από τη μια περιγραφή στην άλλη" .

Δεν υπάρχει λόγος να απορρίψουμε είτε την ακαταμάχητη δύναμη του Δεύτερου Νόμου της Θερμοδυναμικής είτε την ακινησία της αντιστρεπτής μηχανικής .

Υπάρχει και είναι δυνατή μια εναλλακτική οπτική , η οποία δεν εξωθεί την ευπιστία στα άκρα , αλλά αντίθετα θεωρεί ότι ο Δεύτερος Νόμος είναι θεμελιακός και όχι προσεγγιστικός .

Αυτή η προσέγγιση , που την εγκαινίασε πρωτοποριακά ο Prigogine και η ομάδα του στηρίζεται σε μια ριζικά νέα οπτική για τον μικροσκοπικό κόσμο που προκύπτει από την πρόσφατη αναγνώριση [ της πανταχού παρουσίας του δυναμικού χάους σε όλες τις καταστάσεις , ακόμα και τις πιο ιδανικές .

Μολονότι η δυναμική και ο Δεύτερος Νόμος δεν μπορούν να αναχθούν η μία στον άλλο , εντούτοις οι δυο είναι ενδογενή στοιχεία της φύσης , κάτι σαν ανάμνηση του δυϊσμού κύμα – σωματίδιο της κβαντικής μηχανικής .

Οι νόμοι του Νεύτωνα προβλέπουν ότι με επαρκείς πληροφορίες είναι δυνατόν να προσδιορίσουμε το παρελθόν και το μέλλον κάθε συστήματος .

Για παράδειγμα , με αρκετή γνώση των θέσεων των ταχυτήτων των αναρίθμητων μορίων ενός αερίου , τα οποία σπρώχνονται μέσα σε μια φιάλη σε δεδομένη στιγμή , θα μπορούσαμε να προβλέψουμε το μέλλον και να γνωρίσουμε το παρελθόν υου φάσματος των συμπεριφορών τους μέσα στο χρόνο .

Επιπρόσθετα ο Poincaré έδειξε ότι τα μόρια θα επαναλαμβάνουν ξανά και ξανά τις κινήσεις τους επί τεράστιες περιόδους του χρόνου .

Το βέλος χάνεται στη δίνη της δραστηριότητας που υπάρχει μέσα στη φιάλη .

Ουδείς θα μπορούσε να πει , αν βασιζόταν σε μια κινηματογραφική ταινία αυτών των μοριακών κινήσεων – αν μπορούσε να τις διακρίνει – κατά πόσον το αέριο είχε φτάσει την ισορροπία .

Ευτυχώς , ο κόσμος δεν είναι τόσο απλός : μπορούμε να μετατρέψουμε τα όρια της δυναμικής του Νεύτωνα σε πλεονέκτημα στην προσπάθειά μας να αποκαλύψουμε τη φορά του χρόνου στο μικροσκοπικό επίπεδο .

Αφότου ο Νεύτων μας παρέδωσε τις εξισώσεις κίνησης , ο κόσμος υπέθετε ότι κάθε πρόβλεψη της κίνησης ενός μήλου ή ενός πλανήτη ήταν απλώς μια άσκηση των εφαρμοσμένων μαθηματικών . Για να βρει κανείς τη συμπεριφορά της Σελήνης που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη , αρκεί να εισαγάγει τους κατάλληλους αριθμούς στις διαφορικές εξισώσεις του Νεύτωνα – τη θέση της Σελήνης και την ταχύτητά της κάποια δεδομένη στιγμή – και η απάντηση θα προκύψει έπειτα από κάμποσους υπολογισμούς . Στα διακόσια χρόνια που ακολούθησαν , έξυπνοι μαθηματικοί και θεωρητικοί φυσικοί προσπάθησαν να βρούν τρόπους για να λύσουν επακριβώς αυτές τις εξισώσεις όταν εφαρμόζονταν για να περιγράψουν ακόμα πιο πολύπλοκες καταστάσεις .

Η επιτυχία ή αποτυχία αυτής της μαθηματικής διαδικασίας εθεωρείτο ότι εναπόκειτο μόνο στην ικανότητα κάποιου να γράψει τις μαθηματικές εκφράσεις για τα συγκρουόμενα σώματα ή τα κατερχόμενα τρωκτικά . Υπετίθετο ότι όλες οι μηχανικές περιγραφές ήταν ολοκληρώσιμες , δηλαδή ότι έδιναν επακριβείς λύσεις (με την έννοια των ολοκληρωμάτων της κίνησης) .

Ουδείς έκανε τη σκέψη ότι ενδεχομένως ήταν αδύνατο να λυθούν οι εξισώσεις επακριβώς .

Ώσπου εμφανίστηκε ο Henri Poincaré .

O Poincaré ήταν μύωψ , αφηρημένος και αδέξιος . Οι σύγχρονοί του αστειεύονταν χαρακτηρίζοντάς τον αμφιδέξιο : είχε εξίσου κακές επιδόσεις και με τα δυο χέρια . Και όντως , στο σχολείο είχε διακριθεί επειδή είχε πετύχει να πάρει μηδέν στο σχέδιο . Εντούτοις , αναπλήρωσε με το παραπάνω τις αδυναμίες του με την μαθηματική του δεξιοτεχνία . Ο δάσκαλός του Elliot à Liard έγραψε το 1872 : “Έχω στην τάξη μου , στο Νανσύ , ένα τέρας των μαθηματικών τον Henri Poincaré” .

Αυτό το τέρας δημοσίευσε το πρώτο του άρθρο στο “Nouvelles Annales des Mathematiques” την επόμενη χρονιά , σε ηλικία 19 ετών . Ως το θάνατό του , το 1913 , είχε γράψει περισσότερα από 30 βιβλία και 500 τεχνικά άρθρα . Μάλλον ήταν ο τελευταίος μαθηματικός με καθολικό πεδίο δραστηριότητας , που περνούσε από τον ένα κλάδο στον άλλο στις παραδόσεις που έδινε στη Σορβόνη .

Ο Poincaré συνεισέφερε στην οπτική , τον ηλεκτρισμό , την ελαστικότητα , τη θερμοδυναμική , την κβαντική θεωρία , τη σχετικότητα και την κοσμολογία . Ένας συνάδελφός του παρατήρησε ότι ήταν “κατακτητής και όχι “εποικιστής”, επειδή πάντοτε έφερνε νέες ιδέες , οποιαδήποτε περιοχή και αν διερευνούσε .

Ο Poincaré ήταν επίσης μεγάλος εκλαϊκευτής της επιστήμης . Σε ένα από τα βιβλία του , που είχε τίτλο “The Value of Science”, (Η Αξία της Επιστήμης) , σημείωνε : "Αν η φύση δεν ήταν όμορφη , δεν θα άξιζε τον κόπο να τη γνωρίσουμε . Κι αν δεν άξιζε τον κόπο να γνωρίσουμε την φύση , τότε δεν θα άξιζε να ζούμε" . Τιμήθηκε με την εκλογή του ως μέλους του τμήματος λογοτεχνίας του Γαλλικού Ινστιτούτου .

Πρόκειται για έναν τεχνικό τρόπο έκφρασης του καταθλιπτικού γεγονότος ότι δεν μπορεί να βρεθεί ακριβής λύση με τη χρήση μαθηματικής ανάλυσης .

Πολύ πιο δυσκολοπερίγραπτη θα ήταν κάθε κίνηση που περιέχει πάνω από τρία σώματα , για να μη μιλήσουμε για τα εκατομμύρια επί εκατομμυρίων μόρια που "βομβίζουν" σ’ ένα αέριο .

Αυτό ήταν η πρώτη από τις ρωγμές που υπέστη η κρυστάλλινη σφαίρα του Νεύτωνα .

Αυτοί οι περιορισμοί αποτελούν μια ισχυρότατη υπόμνηση για τον κίνδυνο που εμπεριέχουν οι απόπειρες του αναγωγιστή να κάνει τα πάντα όσο πιο απλά γίνεται .

Επικεντρώνοντας την προσοχή μας σε υπεραπλουστευμένα μοντέλα , τα οποία υποκύπτουν στη σαγηνευτική δύναμη των μαθηματικών , κινδυνεύουμε να παραβλέψουμε όλο τον πλούτο του πραγματικού κόσμου .

Ειδικότερα , αφαιρώντας διαδοχικά τις στρώσεις της υποτιθέμενης αδιαφανούς συμπεριφοράς για να αποκαλύψουμε τα υποκείμενα «θεμελιώδη» χαρακτηριστικά , διατρέχουμε τον κίνδυνο να χάσουμε την ίδια την πεμπτουσία του χρόνου .

Η αναζήτηση της απλότητας είναι μια παγίδα η οποία συνέλαβε ξανά και ξανά το χώρο των επιστημόνων .

Ο Νεύτων πίστευε πως "η φύση ευχαριστιέται με την απλότητα και δεν αγαπάει τη μεγαλοπρέπεια των περιττών αιτίων"

Όμως η ισχύς των μαθηματικών που μετατράπηκε σε αδυναμία από τον Poincaré για μερικές από τις απλούστερες καταστάσεις που μπορούσε να φανταστεί κανείς .

Ο Poincaré παρατήρησε το εξής :

"Πριν από ένα αιώνα ομολογείτο με ειλικρίνεια και διακηρυσσόταν ανοιχτά πως η φύση αγαπάει την απλότητα . Αποδείχθηκε όμως ότι η φύση κάνει το αντίθετο σε περισσότερες από μια περιπτώσεις" .

Σε κάποιο διαφορετικό πλαίσιο ο μεγάλος πρωτοπόρος της θερμοδυναμικής , ο Willard Gibbs , διατεινόταν ότι :

"Ένα από τα κύρια αντικείμενα της θεωρητικής έρευνας σε κάθε κλάδο της γνώσης ήταν να βρεθεί η οπτική από την οποία το θέμα φαίνεται με την μεγαλύτερη δυνατή απλότητα" .

Η ανεπάρκεια της ιδέας του για την "απλότητα" μπορεί να αναγνωριστεί αν αντιπαραθέσει κανείς τη θερμοδυναμική της ισορροπίας , που αυτός ανέπτυξε , με την ενδογενώς πολυπλοκότερη ποικιλία της μη ισορροπίας που αγνόησε , η οποία σχτίζεται σαφέστερα με την πραγματικότητα .

Σε όλα τα ζητήματα είναι καλό να υπενθυμίζει κανείς την εντολή του φιλόσοφου και μαθηματικού του Καίμπριτζ , Alfred North Whitehead , "να αναζητούμε την απλότητα και να μην την εμπιστευόμαστε" .

ESOTERICA.gr Forums !

© 2010-11 ESOTERICA.gr