Sie können denselben Fluss immer noch zweimal betreten

Denken Sie, dass Sie nicht zweimal denselben Fluss betreten können? Die moderne Physik denkt anders

Wir alle hörten das Sprichwort: "Sie können nicht zweimal denselben Fluss betreten" [im Original gibt es keine Zeit wie die Gegenwart, das heißt "es gibt keinen anderen Moment wie jetzt" / ca. übersetzt.]. Im weitesten Sinne bedeutet dies, dass es notwendig ist, „den Moment zu nutzen“ oder den Aufschub zu beenden. Aus psychologischer Sicht ist dies sinnvoll. Die Menschen spüren den „Lauf der Zeit“, und der aktuelle Moment hat eine besondere Qualität. Wenn Hypnose und Träume verworfen werden, gibt es keine Möglichkeit, die Vergangenheit oder Zukunft direkt so zu erleben, wie wir die Gegenwart erleben. Aber ist das Sprichwort wahr? Ist sich die moderne Physik einig, dass man nicht zweimal denselben Fluss betreten kann?

Unsere beste Theorie von Raum und Zeit ist heute die Relativitätstheorie. Vor der Einstein-Revolution, die vor mehr als hundert Jahren stattfand, betrachtete die Physik die Zeit als einen „externen Parameter“ - ein unabhängiges, grundlegendes Merkmal der Realität, das von keinen anderen Faktoren des Universums beeinflusst wird. Ob der Zeitverlauf real oder offensichtlich ist (diese philosophische Debatte ist schrecklich alt, sie ging sogar vor Einstein und seine Theorien erlauben diese Diskussion nicht), wir wissen jetzt, dass die Zeitintervalle nicht extern sind und nicht überall gleich definiert sind. Zeit ist eine interne Komponente des physischen Systems, eine Dimension, die mit drei räumlichen verflochten ist. Zusammen bilden sie „Raum-Zeit“ und werden von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter Geschwindigkeit (relativ zu anderen Beobachtern oder Systemen) und Gravitationskräfte. Da die Relativitätstheorie die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter postuliert (auch wenn sie sich relativ zueinander bewegen), sollte die Raumzeit selbst deformiert werden und das Konzept eines Zeitintervalls wird flexibel.

Infolgedessen gibt es kein universelles Konzept des gegenwärtigen Moments, das für alle Beobachter gleichermaßen gilt. Was mir real erscheint, kann in der Zukunft einer anderen Person und in der Vergangenheit der dritten Person liegen. Gleichzeitigkeit ist relativ. Angenommen, Ihr Ehepartner hat eine Geschäftsreise unternommen und befindet sich auf der anderen Seite der Welt. Gerade in dem Moment, in dem Sie darüber nachdenken, wie Sie sie vermisst haben, drückt sie den Sendeknopf im Mail-Client auf einen Brief mit Worten darüber, wie sie Sie vermisst hat. Romantisch, nicht wahr? Obwohl diese beiden Ereignisse aus Ihrer Sicht gleichzeitig auftreten, kann die zeitliche Reihenfolge für einen Außerirdischen, der in einem Raumschiff fliegt, das die Erdumlaufbahn umkreist, unterschiedlich sein. Wenn das Schiff auf Ihren Ehepartner zufliegt, wird der Außerirdische eine E-Mail senden, bevor Ihnen ein trostloser Gedanke einfällt. Wenn das Schiff von Ihrem Ehepartner wegfliegt, wird ihr Brief danach gesendet. Aufgrund der Relativitätstheorie gibt es daher im gegenwärtigen Moment nichts Besonderes oder Einzigartiges. Tatsächlich gibt es so viele Dinge, die dem ähneln, was gerade passiert - andere Beobachter werden Ihre Gegenwart als ihre Zukunft oder Vergangenheit bezeichnen.



Und das ist noch nicht alles. Obwohl die allgemeine Relativitätstheorie durch Experimente sehr gut unterstützt wird, ist dies keine vollständige Theorie des Universums. Es enthält keine Lehren aus einer anderen Säule der Physik des 20. Jahrhunderts - der Quantenmechanik. Und diese beiden Theorien sind in ihrer jetzigen Form wirklich nicht miteinander vereinbar. Wenn Physiker beispielsweise Schwarze Löcher oder die Ursprünge des Universums untersuchen, müssen sie sehr massive Objekte beschreiben (was die allgemeine Relativitätstheorie gut tut), die auf engstem Raum (im Bereich der Quantenmechanik) gepackt sind. Solche Szenarien erfordern ein Umdenken in der Physik, und es besteht die Hoffnung, dass sie eines Tages zur Entdeckung der Quantentheorie der Schwerkraft führen werden. Eine der Schwierigkeiten einer solchen Suche besteht darin, dass in diesen beiden Theorien die Zeit unterschiedlich behandelt wird. Die kanonische Quantenmechanik verwendet einen früheren Ansatz zur Zeit als externen Parameter, den das Universum nicht beeinflusst. Wir wissen jedoch, dass Zeit nicht so gesehen werden kann, da GR uns sagt, dass die Schwerkraft die Zeit beeinflusst - und die Quantenphysik erklärt sie nicht. Daher wird die neue Theorie der Quantengravitation unsere Sicht auf die Zeit wahrscheinlich wieder zurückdrehen, wie es Einstein vor hundert Jahren getan hat. Eine Revolution in der Physik des 21. Jahrhunderts kann sehr bald stattfinden.

Und obwohl verschiedene Versionen der Quantengravitation unterschiedliche Theorien über die Natur der Zeit haben, ist die Theorie der Formdynamik vielleicht eine der interessantesten Perspektiven. Die Formdynamik verlässt im Allgemeinen die Zeit und versucht, die Wirkung der Schwerkraft durch die Entwicklung räumlicher Formen zu erklären, von denen jede eine kausale Geschichte der Erscheinung des Universums erzählt. Die Theorie gibt uns unzählige reale Momente, "jetzt". Jeder dieser Momente ähnelt einem Foto aus einem Album, das historische Aufzeichnungen darüber enthält, wie wir zum heutigen Zustand gekommen sind, und das in separaten Fotos festgehalten wurde.

Unterstützer der Formdynamik nennen diese zeitlosen augenblicklichen "Jetzt" "Zeitkapseln" und behaupten, dass unser Gehirn sie zusammennäht, was zum Auftreten der Illusion des Zeitablaufs führt. Denken Sie darüber nach, wie wir die Bewegung einer springenden Katze wahrnehmen: Unsere Augen nehmen sofortige „Schnappschüsse“ einer Katze wahr, die sich an verschiedenen Stellen in der Luft befindet, und das Gehirn näht sie zusammen, um die Illusion von Bewegung zu erzeugen. Die Dynamik der Form legt nahe, dass ein ähnlicher Prozess für die Wahrnehmung der Zeit selbst verantwortlich ist.

In Bezug auf unseren Aphorismus stimmt die Formdynamik mit der Relativitätstheorie überein: Es kann nicht gesagt werden, dass es unmöglich ist, denselben Fluss zweimal zu betreten. Wenn die Dynamik der Form korrekt ist, besteht das Universum aus einer großen Anzahl von "Jetzt" -Momenten, und es gibt überhaupt keinen konstanten Zeitablauf.

Die Formdynamik ist jedoch bei weitem nicht der einzige Ansatz zur Quantengravitation. Was ist das Schicksal der Zeit zum Beispiel in der Stringtheorie? Es stellt sich heraus, dass Sie hier nicht über die Einzigartigkeit des aktuellen Moments sprechen können. Die Stringtheorie behauptet, dass grundlegende Punktteilchen in der Physik am besten als eindimensionale erweiterte Objekte modelliert werden können, die die Form einer Schleife oder eines Segments von „Strings“ annehmen können. Die Plattform der Stringtheorie erfordert die Annahme zusätzlicher räumlicher Dimensionen (mindestens zehn, abhängig von der Vielfalt der Theorie), die für sich geschlossen sind, damit sie in der vertrauten dreidimensionalen Welt nicht sichtbar sind. Die Analogie zu einem Gartenschlauch kann hier helfen: Wenn Sie ihn aus der Ferne betrachten, beispielsweise von einem Fenster im zweiten Stock, scheint der im Innenhof liegende Schlauch eindimensional zu sein und nur eine Länge zu haben. Wenn Sie sich dem nähern, werden Sie verstehen, dass es auch eine zweite Eigenschaft hat, die Breite.

So wie sich räumliche Dimensionen aus der Stringtheorie ergeben, ergibt sich die Zeit aus einem unzeitgemäßen Element in einer geeigneten Version dieser Theorie. In diesem Sinne ist Zeit kein grundlegendes Konzept in der Stringtheorie, und wir können nicht sagen, dass die Gegenwart einzigartig ist, weil es überhaupt keine Zeit gibt.

Und jetzt entschuldigen Sie, ich muss noch ein paar von allem wiederholen, und ich muss den gegenwärtigen Moment einfangen, ob er wirklich existiert oder nicht.