Paul Davis on palju meelt - või õigemini, meelt. Arizona osariigi ülikooli füüsikuna viib ta läbi teadusuuringuid valdkondades, alates teoreetilise füüsika ja kosmoloogia abstraktsetest ulatustest kuni astrobioloogia sisulisemate küsimusteni, maakera välisest elust uurimiseni. Nautilus rääkis Davisega ja vestlus pöördus loomulikult ajateema poole, mis oli tema uurimistöö vastu juba pikka aega olnud. Järgnev on katkend sellest intervjuust, selguse huvides veidi muudetud ja lühendatud.
Kas ajavoog on reaalne või on see lihtsalt illusioon?
Ajavoog on illusioon ja ma pean tunnistama, et tean vähe teadlasi ja filosoofe, kes on valmis selle vaidlustama. Selle põhjus selgub, tasub endalt küsida, mida aja möödudes mõeldakse. Kui ütleme, et voolab midagi jõe taolist, tähendab see, et mingil hetkel oli selle osake teistsuguses kohas kui see, milles ta hetk varem asus. Teisisõnu, see liigub aja suhtes. Kuid aeg ei saa aja suhtes liikuda - see on aeg. Paljud inimesed teevad vea, arvates, et väide, et ajavoog puudub, tähendab seda, et iseenesest pole aega. See on jama. Muidugi, aeg on olemas. Mõõdame seda kellaga. Kellad ei mõõda ajavooge, vaid aja pikkust. Muidugi, sündmuste vahel on perioode - need on täpselt see, mida kell mõõdab.
Kust pärineb voolutunne?
Lubage mul tuua teile näide. Oletame, et tõusen üles, keeran mitu korda ümber oma telje ja külmun. Sel juhul on mul veenev tunne, et kogu maailm keerleb. Tunnen, et see keerleb - kuigi muidugi tean, et keerutan ka ise. Sarnasel viisil tunnen ajavoolu, kuigi tean, et see pole nii. Tõenäoliselt on selle illusiooni seletus seotud millegagi meie peas ja seosest mäluga - mälestuste ja muude asjade kihilisusest selles vaimus. Seega on see ainult meie taju tunnusjoon ja mitte aja enda omadus.
Teine asi, mis inimesi segadusse ajab, on see, et nad usuvad, et ajavoo keelamine tähendab põhjuse ja tagajärje eitamist. Muidugi, sündmused toimuvad suunatud järjestuses. Kui kukutate muna, puruneb see. Mune tagasi ei koguta. Hooned murenevad maavärinatest, mitte ei kasva killustikust välja. Igapäevaelus on palju näiteid ajalisest asümmeetriast - see on olemise üks omadusi. See ei ole iseenesest aja omadus ja selle olemuse selgitus seisneb universumi päritolu ja selle algtingimuste kõige varasemas järgus. See on täiesti erinev ja üsna väärt uurimus.
Reklaamvideo:
Aeg ei voola. See on meie psühholoogia toode.
Kas aeg on universumi peamine koostisosa?
Ruum ja aeg seab piirid, mille sees sõnastame kõik oma teooriad universumi struktuuri kohta, kuid mõned imestavad tõenäosuse üle, et need olemise omadused võivad olla sekundaarsed või tuletatud. Võib-olla moodustuvad universumi algsed seadused teatud ruumisiseses ajas ja ajas ning ruumi-aja genereerib midagi primaarset.
Muidugi tajume igapäevaelus kolmemõõtmelist maailma ja ühte ajamõõdet. Kuid Suure Paugu ajal - me ei saa tegelikult aru, kuidas Suur Pauk universumi sünnitas, usume siiski, et see võib olla seotud kvantfüüsikaga - on võimalik, et nähtused, mida me nimetame ruumiajaks tavapärases tähenduses, milles kõik näib olevat selge hääldatakse, võib-olla see ei olnud. Seega ei saa universumi eksisteerimise varajaste etappide produkt olla mitte ainult energia ja mateeria, vaid isegi ruumi-aeg ise. Me ei tea seda. Seda uuritakse.
Nii et aeg võib olla tuletatav?
Idee, et ruumi-aja duaalsus on teisejärguline kvaliteet, mis tuleneb millestki lihtsamast, millestki, mis on meie olemise kontseptsiooni keskmes, oli õhus juba enne minu karjääri algust. Just see, mida John Wheeler 1950ndatel sellest kirjutas, arvas - et võis olla mõni eelgeomeetria, mis andis geomeetriale aluse sama moodi, nagu aatomid genereerivad elastsete kehade pidevuse - ja inimesed mõtlevad sellele jätkuvalt.
Probleem on selles, et me ei saa seda tähele panna. Pole tähtis, kui palju sobivaid matemaatilisi mudeleid te välja tulete, tundub nende katsetamine lootusetu. Enamik inimesi usub, et kui ruumi ja aja taustal on midagi sellist, midagi, mis erineb meie ideest järjestikuse ruumi ja aja kohta, siis see midagi väljendub ainult nn Plancki skaalal, kakskümmend suurusjärku väiksemat kui aatomituuma suurus, samas kui meie kõige täpsemad vaatlusinstrumendid on võimelised jälgima ainult paljudest suurusjärkudest suuremat. On väga raske ette kujutada, kuidas saaksime Plancki skaalal midagi kontrollitud tingimustes uurida.
Kui universumeid on palju, kas nad järgivad sama kella?
Erinevates kohtades asuvate vaatlejate ajaline võrdlev suhe on keeruline nähtus isegi sama universumi piires. Kella kiirus, näiteks musta augu pinnal, erineb märkimisväärselt siin Maa peal oleva kella kiirusest. Nii et isegi meie universumis pole ühist aega.
Nüüd on meil aga palju universumeid, millest igaühel on mingis mõttes oma aeg - saate neid võrrelda ainult siis, kui nende vahel on võimalus sõnumit saata. Kõik sõltub valitud multiversi mudelist. Neid on palju, kuid ühes, millest kosmoloogid kõige sagedamini räägivad - mullide arvukus, mis ilmub kasvavas pealisehitises -, pole kuidagi võimalik võrrelda erinevate mullide kellade kiirust.
Millised hiljutistest muudatustest aja mõistmises on teile kõige huvitavamad?
Eriti huvitavad mind aja tajumise laboratoorsed uuringud, kuna minu arvates võib see lähiaastatel kiiresti areneda. Näiteks on tuntud eksperimente, kus teatud hetkel tegid inimesed väidetavalt teatud vaba valiku, kuid selgus, et tegelikult tehti see valik natuke varem, kuid nende enda ettekujutus ajast ja nende tegevus aja jooksul muutus pärast seda sündmust. Maailma vaatlemisel näib meile, et näeme järjestikust ja terviklikku narratiivi, kuid tegelikult valatakse meie aju erinevate tajumisorganite sensoorne teave, mille see kokku õmbleb. Ta ehitab selle üles ja esitab selle sidusana narratiivina, luues eneseteadvuse tunde. Seega tundub meile, et me omame iseennast,ja kõik sujub ja sujuvalt. Tegelikult on aga enamus sellest, mida me tajume, pärast juhtunud sündmusi taasavastatud narratiiv.
See on eriti märgatav olukordades, kus inimesed reageerivad palju kiiremini kui mõttekiirus. Tuleb vaid meelde jätta klaver või tennisistid, et mõista, et nad ei saa teadlikku otsust teha: „See pall liigub siia; Peaksin sinna minema ja temaga võitlema. Selle aja jooksul pole signaalil aega ajju ja seejärel motoorsesse süsteemi jõudmiseks. Kuid nad säilitavad selle veenva tunde, et nad tajuvad maailma reaalajas ja kontrollivad iseennast. Minu arvates on see kõik väga põnev.
Kas fundamentaalfüüsika valdkonnas on aja uurimisel olnud läbimurdeid? Ma arvan, et ei. Ilmusid uued ideed. Põhiküsimused on endiselt alles; oleme ühte neist juba puudutanud: kas aeg on esmane või tuletatud omadus? Ajatelje päritolu, mis on aja asümmeetria, on endiselt mõneti vaieldav. Me teame, et seda tuleks jälgida kuni Suure Pauguni, kuid selle kohta on endiselt palju erinevaid küsimusi, millele me pole leidnud lõplikku vastust. Kuid need kõik on üsna illusoorsed filosoofilised ja teoreetilised probleemid kui midagi, mis valgustab aja mõõdet või selle olemust.
Lisaks jälgime, kuidas meie eksperimentaalfüüsikakolleegid töötavad aja mõõtmise parandamisel. Mingil hetkel muutub see nii täpseks, et paljastab tõenäoliselt huvitavaid tulemusi. Endiselt on põhiprobleem - kuigi enamik füüsikaseadusi on aja suhtes sümmeetrilised, on nõrga tuuma interaktsiooniga seotud mitmeid protsesse, milles peaks aset leidma selle sümmeetria põhimõtteline rikkumine. Ilmselt mängib see võtmerolli üldises elupildis. Arvan, et siin on potentsiaali uurimiseks. Nii et osakeste füüsikas on endiselt võimalik läbi viia katseid, mis annavad meile uusi teadmisi selle ajalise asümmeetria kohta nõrga interaktsiooniga ja ajatelje lähedal paikneva kohaga.
John Steele
