دکتر حسن بلوری،
برلین، ۲۰۲۶٫۰۷٫۱۶
The Problem of Time at the Beginning of the Universe1
توضیحاتِ نظریههای اساسی فیزیکِ، نظریه نسبیت عام و نظریه کوانتومی، در بارهُ زمان بهطرز چشمگیری در هر یک از آنها خوب عمل میکنند. اما، این توضیحات در تضاد با یکدیگر هستند. ناسازگاری میان آنها بهویژه زمانی غیرقابل چشمپوشی است که بخواهیم آن دو نظریه را در چارچوب یک نظریه، نظریه گرانش کوانتومی، ارایه دهیم.
فشرده
مقولهی زمان در زندگی، نوع تفکر و جهانبینی ما نقش بسزایی دارد. اما، این مقوله نه قابل مشاهده است و نه قابل سنجش. از اینرو، ما در اینجا از عبارت ’مقولهی زمان‘ (مقوله، بهمعنای گفته شده) استفاده میکنیم و نه از عبارت ’مفهوم زمان‘ (مفهوم، بهمعنای فهمیده شده). در واقع، آنچه در این رابطه قابل سنجش است، کمیتیست به نام ’بازهزمانی‘۲ و نه زمان. برای مثال، ما در مطالعهی یک نوشته فقط طیِ زمان، مدت، طول یا بازهزمان را درمییابیم.
تجربهی روزمره نشان از رابطه بین علت و معلول۳ (اصل علیّت) دارد. این رابطه اغلب از طریق همکنشی (تعامل) با محیط ایجاد میشود. اصل علیّت، شناخت دقیق از علت و “زمان” وقوع آن را پیشفرض کرده است. اما، نظریه کوانتومی این پیشفرض را درست نمیداند.
ارسطو، ۲۵قرن پیش مقولهی زمان را در فصلهای ۱۰ تا ۱۴ کتاب ’فیزیک‘۴ مورد بحث قرار داده و در پاسخ به این پرسش که آیا زمان تعلق به هستندهها یا غیرهستندهها دارد، به این برهان میپردازد:
“زمان اصولن واقعی نیست یا فقط بهزحمت و بهشکل ناروشن واقعی است. این را میتوان از واقعیتهای زیر حدس زد: یک جزء آن گذشته است، لذا وجود ندارد؛ جزء دیگر آن هنوز در پیش است، لذا هنوز وجود ندارد. از چیزی که از غیرهستنددهها تشکیل شده، نمیتوان انتظار داشت که در بودن سهیم باشد.”۴
محمد ذکریای رازی، هشصد سال پیش از آیزاک نیوتن در کتاب ’شرح علم الهی‘۵ مینویسد:
“من براین نظرم که زمان به دو بخش تقسیم میشود: زمان مطلق و زمان محدود. زمان مطلق دائمی و بیپایان است. این زمان از ابد وجود داشته و همواره (لاینقطع) جاری است. زمان محدود، آنی است که از حرکت اجسام سماوی و سیر خورشید و ستارگان بهدست میآید.”۵
ایزاک نیوتن در کتاب معروف “اصول ریاضی فلسفه طبیعی”۶، زمان را پارامتری پسزمینه، بیرون از سیستمها در نظر میگیرد. او براین نظر بود که زمان، مطلق و بهطور یکنواخت جاری است..
آلبرت اینشتن، زمان را در نظریه نسبیت عام (همچنین در نظریه نسبیت خاص) یکی از ۴بُعد ساختار فضازمان میداند. در نتیجه، کیهان در نظریه نسبیت عام ساختاری ۴بُعدیِ خمیده، “بسته” و بدون زمان بیرونی توصیف میشود. در حالیکه زمان در نظریه کوانتومی یک پارامتر پسزمینه است. زمان در این نظریه میتواند برآیند همکنشیهای کوانتومی هم باشد.
در این مقاله میخواهیم، پس از پیشگفتار و ذکر پدیدههای آزاد از زمان، به مشکلات و مسائل مربوط به مقولهی زمان در آغاز گیتی و همچنین برخی مسائل، تفسیرها و پرسشها در بارهی تابع موج کیهان (معادله ویلر ـ دیویت) بپردازیم.
پیشگفتار
مسئلهی زمان از بیش از پنجهزار سال پیش در چین، هند، ایران، مصر، میانرودان (بینالنهرین)، یونان، آمریکای باستان و بعدها در اروپا مطرح بوده و همچنان مطرح است. در فلسفهی کلاسیک، زمان بهعنوان یک کمیت پیوسته، گذران و وابسته به حرکت تعریف میشود.
هشصد سال پیش از آیزاک نیوتن و شاید برای اولینبار در تاریخ، محمد ذکریای رازی در کتاب ’علم الهی‘ صحبت از ’زمان مطلق‘ میکند. طول عمر دراز این مقوله بیشتر ناشی از تجربهی روزمره در محدودهی سرعتهای بسیار پائین نسبت به سرعت نور است. آیزاک نیوتن، در کتاب نامبردهاش به نکته مهمی در رابطه با زمان مطلق اشاره میکند. او مینویسد: “شاید حرکت یکنواختی که بشود با آن زمان را بهطور دقیق سنجید وجود نداشته باشد.”۶
در این رابطه در مقاله “زمان چیست و چگونه به دنیا آمد؟”۷ میخوانیم:
“این بیان نیوتن بسیار با اهمیت است و نشان میدهد که نیوتن تصور درستی از معیاری برای سنجش زمان مطلق داشته است. چرا که در یک جرکت یکنواخت، مسافتهای مساوی در زمانهای مساوی طی میشوند. اگر در کیهان تنها یک نوع حرکت یکنواخت وجود داشت، میشد با یاری آن معیاری را برای زمان (متریک زمان مطلق) درنظرگرفت. اما، مشاهدهی حرکتهای یکنواخت بیشمار با سرعتهای متفاوت در کبهان معنائی جز نفی امکان وجود تنها یک نوع حرکت یکنواخت و با آن نفی معیاری برای زمان مطلق ندارد.”۷
گوتفرید ویلهلم لایبنیتس معتقد بود، زمان بهشکل مستقل وجود ندارد. او استدلال میکرد:
“اگر آفریده شدهها نبودند، فضا و زمان فقط در افکار خداوند وجود داشتند. فضا و زمان بههیچوجه هستندههای مستقلی نیستند.”۸
“از اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، ریاضیدانها و فیزیکدانها، مانند آنری پوانکاره و آلبرت اینشتین، زمان مطلق را بهدلیل غیرقابل مشاهده و سنجش بودن آن فاقد ارزش علمی دانستند. اگر اکنون نیز در بخشهائی از علوم و تکنیک، از جمله در مکانیک کلاسیک، مقولهی زمان مطلق بکار گرفته میشود، فقط بهخاطر بیان سادهی رویدادها در سرعتهای بسیار پائین نسبت به سرعت نور است.
در قوانین.بنیادی فیزیک، هیچ نشانی از زمان مطلق، بهطور کلی از مقولهی زمان، وجود ندارد.۹ از اینرو، ماخ، پوانکاره، اینشتین، رایشنباخ، کارناپ، گرونبام و بسیاری دیگر اقدام به بررسی همهجانبهی ’زمان قراردادی‘ کردند. بررسیهای نظری و تجربی نشان دادند که زمانِ قراردادی توان توضیح مسائل حل نشده را دارد و قادر است بگوید چرا اندازههای زمان در حرکتها و یا در مکانهای مختلف در مقایسه باهم یکسان نیستند.”۷
آلبرت اینشتین در بارهی مقولهی زمان میگوید:
“باید در نظر داشته باشیم، تمامی داوریهای ما که زمان در آنها ایفای نقش میکند همواره داوریهائی هستند در بارهی همزمانی رویدادها. برای مثال، وقتی من میگویم: ’فلان قطار ساعت ۷ وارد ایستگاه میشود‘ معنایش میتواند این باشد که: ’قرارگرفتن عقربهی کوچک ساعت من روی ۷ و وارد شدن قطار به ایستگاه رویدادهائی همزمان هستند‘. شاید بهنظر رسد، به این ترتیب همهی مشکلات مربوط به تعریف ’زمان‘ حل میشوند وقتیکه من بهجای ’زمان‘ ’حالت عقربهی کوچک ساعت خود را‘ منظور میدارم. در واقع یک چنین تعریفی کافی است، اگر منظور فقط زمان برای مکانی باشد که ساعت در آنجا قرار دارد؛ اما، به محض آنکه بخواهیم سلسله رویدادهائی را که در مکانهای مختلف رخ میدهند از نظر زمانی بههم ربط دهیم، یعنی بخواهیم رویدادهائی را از نظر زمانی بهسنجیم که در مکانهای دور از ساعت رخ میدهند، دیگر چنین تعریفی کافی نخواهد بود.”۱۰
******
برای مطالعه متن کامل نوشته با فرمت پی دی اف لطفا اینجا کلیک کنید
******