Dlaczego czas jest złudzeniem?

Pocztówki z Platonii

Czas nie istnieje. Ruch i zmiana jest złudzeniem. To nie żart. To poważna hipoteza, której delikatną, wyrafinowaną konstrukcję od prawie 40 lat (jakkolwiek rozumieć ten termin) odkrywa urodzony w 1937 r. Julian Barbour.

Naukowa ścieżka, którą obrał ten fizyk brytyjski, początkowo niczym nie różniła się od innych podobnych. Studiował. W 1968 r. na Universität zu Köln obronił doktorat z fizyki. Chcąc jednak uniknąć syndromu „publikuj albo giń” (publish or perish) i mając na utrzymaniu rodzinę, zdecydował się pracować niezależnie. Zamieszkał w College Farm – rodzinnym domu położonym 30 km na północ od Oksfordu. Przez blisko 40 lat zarabiał tłumaczeniami z rosyjskiego, badając jednocześnie fundamentalne pojęcia fizyki. Napisał dwie poświęcone temu, nieprzetłumaczone na polski, książki – potężną „The Discovery of Dynamics” i „The End of Time”. Dziś Barbour jest zapraszany na seminaria w najlepszych ośrodkach fizyki teoretycznej, takich jak Perimeter Institute w kanadyjskim Waterloo. Wykłada na University of Oxford. Niedawno otrzymał solidne finansowe wsparcie ze strony FXQi (POLITYKA 49/10), instytucji promującej nieszablonowe ataki na podstawy nauk ścisłych.

- Czas powrócić do poważnych rozmów na tematy najprostsze - mówi Barbour. Na przykład do czasu. Kiedy Newton obmyślał swoje prawa mechaniki, założył, że czas i przestrzeń są absolutne. Czas miał tykać jak w zegarze, którym jest Wszechświat, zaś newtonowska przestrzeń była realnie istniejącą ramą wszelkich zdarzeń. W XIX w. Ernst Mach, austriacki fizyk i filozof, zauważył, że - mówiąc w skrócie - ruch i czas są pojęciami względnymi, oraz że absolutna przestrzeń to fikcja. Z pomysłu tego skorzystał Albert Einstein, tworząc ogólną teorię względności - jedną z dwóch najważniejszych naukowych koncepcji ostatniego wieku. Ta druga równie ważna teoria - mechanika kwantowa - także zawiera tropy prowadzące do wniosku, że czas nie istnieje (równania niezależne od czasu). Wiele wskazuje na to, że kwantowo opisywany Wszechświat jest statyczny. Możliwe, że ruch i upływ czasu to tylko iluzja, która zyskała status faktu przez zwykłe zasiedzenie w naszych umysłach. To złudzenie pomaga zapewne żyć, ale może upośledzać rozwój nauki. I tym właśnie zajmuje się Julian Barbour - usuwaniem czasu ze zbioru podstawowych pojęć fizyki. Z jego pracy wyłania się obraz Wszechświata niezmiennego i wiecznego. To abstrakcyjna przestrzeń (tak zwana przestrzeń konfiguracji) zawierająca wszystkie możliwe układy wszystkiego. Barbour nazywa ją Platonią.

Jak co wieczór Barbour staje w kuchni domu, który, jak większość innych domów w South Newington, przetrwał w stanie nienaruszonym przez 350 lat. Przygotowuje kolację dla żony, która cierpi na chorobę Alzheimera i na dobre już odpłynęła w czas dzieciństwa. Dzwon na wieży sąsiadującego z farmą Barboura XII-wiecznego kościoła wybija każdy mijający kwadrans. Kiedy Julian podnosi głowę znad stuletniego stołu kuchennego, widzi plac w centrum wsi, gdzie będąc chłopcem grywał w krykieta. Obok placu rośnie wielki orzech włoski, zasadzony przez jego własną matkę. Barbour co roku zbiera jego owoce.

Karol Jałochowski: – Czas nieomal da się tutaj dotknąć, skąd więc pomysł, że wcale nie istnieje?

Julian Barbour: – Wniosek o istnieniu przeszłości wysnuwamy zawsze z teraźniejszości. Nie cofniemy się do czasów Henryka VIII. Możemy tylko zbadać świadczące o nim dokumenty czy pomniki. I tylko dlatego, że tworzą one spójną całość, że zachodzą między nimi zbieżności, budują obraz tego, czym mogłaby być przeszłość. Dedukujemy z nich, że w ogóle było coś takiego jak przeszłość. To kluczowy element mojej teorii. Być może wziął się właśnie stąd, że zawsze otaczały mnie świadectwa istnienia historii.

Żyły ponoć w Afryce plemiona, w których językach brakowało określeń czasu przeszłego i przyszłego. Poczucie upływu czasu może być uwarunkowane kulturowo?

Nie wiedziałem, że istniały takie plemiona. Bardzo ciekawe! Niewykluczone, że nasze przekonanie o istnieniu czasu ma coś wspólnego z tradycją judaistyczną. Stworzenie, oczekiwanie na Mesjasza, obietnica ziemi obiecanej tworzą obraz historii układającej się liniowo. Choć już Sumerowie badali ruch planet, przewidywali zaćmienia, co też podsuwało myśl o liniowym czasie.

Kto jako pierwszy sformułował przypuszczenie, że czas nie istnieje?

Zwykło się sądzić, że to Parmenides powiedział, że jest tylko jedna rzecz, którą jest zmiana. Ale w radykalny sposób po raz pierwszy zrobił to chyba fizyk amerykański Bryce DeWitt w swoim opisującym ewolucje Wszechświata równaniu, co miało miejsce 40 lat temu, gdy zaczęto naprawdę odkrywać strukturę ogólnej teorii względności Alberta Einsteina. Wydaje mi się, że wielu teologów rozważało koncept Boga, który jest zaskakująco bliski mojej idei niezmiennej, wszechogarniającej Platonii. Może więc jest ona zakorzeniona głęboko w ludzkiej psychice? Ale naukowe pytanie o to, czy i w jakim sensie czas istnieje, padło dopiero 40 lat temu.

 

 

Wobec tego, z jakiej materii krystalizowała się idea bezczasowej Platonii?

Wyobraźmy sobie, że ten pokój to cała przestrzeń kosmiczna. Poruszają się w niej trzy ciała, Słońce, Ziemia i Księżyc. Załóżmy, że symbolizowane są one przez wierzchołki tego oto trójkąta [Barbour sięga po model ze sklejki, co można zobaczyć na reportażu wideo ze spotkania z fizykiem – polityka.pl/nauka]. Taki trójkąt można ustawić w przestrzeni na wiele sposobów. Ale już trzy wieki temu Gottfried Leibniz zauważył, że z przestrzenią jest coś nie w porządku – nie można jej zobaczyć, jest niewidzialna! Czy więc na pewno istnieje? Może więc nie warto rozważać jakiejś absolutnej przestrzeni, a tylko układ trzech ciał? Wielkością fundamentalną byłby wtedy tworzony przez nie trójkąt. Newton jednak w swojej teorii umieścił absolutną przestrzeń i absolutny czas. Dołożył wiele dodatkowych struktur ponad te,

...

[pełna treść dostępna dla abonentów Polityki Cyfrowej]