חווית הזמן שלך עשוי להיות לאחור משאר היקום

זרימת הזמן בכיוון אחד היא כה אינטואיטיבית, בלתי ניתנת לשינוי, עד כי אנו לוקחים אותה כמובנת מאליה. דברים אינם נופלים; חתיכות שבורות אינן מתחברות מחדש; בני אדם מבוגרים, כך זה הולך. אבל הזמן נשאר מסתורין. משוואות פיזיקה לא נראה שיש העדפה של כיווניות זמן - כמו palindromes, הם עובדים באותה מידה גם בשני הכיוונים. אכן, תהליכים פיזיים ברמה המיקרוסקופית נחשבים למעשה ל"זמן סימטרי ", ואין שום חוק פיזי האומר כי הזמן אינו יכול לזרום בכיוון ההפוך. אז - אולי זה?

לודוויג בולצמן היה האדם הראשון שנרשם על מנת להגיע עם סיבה מוצקה למדי לזמן שיש כיווניות ברמה המקרוסקופית. כך, הפיזיקאי והפילוסוף של וינה כתבו כמה מן המוחות הגדולים של המאה ה -19. הוא בנה על רעיונותיו של ניקולס לאונרד סאדי קרנו, המהנדס הצרפתי, שעבודת החום שלו תיארה בתחילה את התנהגותם של מנועי הקיטור.

קרנו היה בצבא הצרפתי תחת נפוליאון, כשהפסידו את הבריטים. אחרי זה, היתה קצת יריבות בין שני העמים, לא הפעם היחידה שזה קרה. באופן ספציפי, הצרפתים היו נסערים כי הבריטים היו עד כה קדימה עליהם בטכנולוגיה מנוע קיטור, הודות לאנשים כמו ג 'יימס וואט במאה הקודמת. אז קארנו קפץ לתוך המירוץ ותיאר מנוע תיאורטי. המנוע של קרנו היה מנוע יעיל לחלוטין, שכמובן אינו קיים, אבל הוא מאוד שימושי לחשוב על מושגים אלה.

מה שקרנו הבין הוא שמנוע יעיל לחלוטין הוא הפיך. כל עוד אתה לא לאבד את כל האנרגיה לחום, אתה יכול להריץ אותו קדימה או אחורה ככל שתרצה ללא כל הפסד. אבל ברגע המנוע אינו יעיל לחלוטין, אם זה מאבד אפילו קצת חום, אז אתה לא יכול להפוך את התהליך הזה יותר. איבדת חלק מהאנרגיה לנצח כחום. זה בערך כמו לומר את הטוב ביותר שאתה יכול לעשות הוא מנוע חד פעמי הדמיון שיש לו אפס סכום אפס, אבל אתה אף פעם לא יכול לקבל אנטרופיה שלילית. וגם ברוב המקרים בחיים האמיתיים, אתה רק פעם לקבל אנטרופיה חיובית (אם כי מילה זו לא היה קיים באותו זמן).

רעיונותיו של קארנוט הוכנסו מאוחר יותר לחשיבה על הטבע בכללותו על-ידי רודולף קלוסיוס, הפיזיקאי הגרמני, אשר אימץ את מושג האנטרופיה, ואיתו יסודות התרמודינמיקה. איש מהם לא היה מסוגל להסביר את הזמן עם המושג הזה, אשר בסופו של דבר נודע בשם החוק השני של התרמודינמיקה. אבל בולצמן, שעבד מאוחר יותר במאה, היה בעל יתרון עליהם. כלומר, הוא האמין באטומים.

התיאוריה האטומית לא היתה נרחבת בימי בולצמן. כימאים העדיפו את התיאוריה משום שהיא הפכה את החישובים לקלים יותר, אבל לא נראה שיש לה תמיכה רבה בתחומים אחרים. על ידי שימוש בתיאוריה האטומית, חוקי הפיסיקה מתארים את עולמנו ללא מאמץ, משום שאין צורך להניח אותם, הם יכולים פשוט להיגזר. (החום הוא פשוט תנועה של אטומים, למשל). למרות שהוא נאבק מאוד להוכיח את רעיונותיו בזמנו, בולצמן הראה לבסוף שהאנטרופיה היא מדד למספר הדרכים שבהן האטומים שמרכיבים אובייקט יכולים לקיים אינטראקציה - דבר "הפרעת", כפי שאנו מקבילים אותו כלאחר יד. חשוב יותר, הוא הראה כי לאנטרופיה יש כיווניות, בניגוד לדברים אחרים ביקום. הוא כתב:

"המאבק הכללי על הקיום של יצורים חיים אינו מאבק על חומרי גלם, אלה עבור אורגניזמים הם מים אוויר & אדמה, כל בשפע זמין, ולא אנרגיה שקיים בשפע בשמש וכל גוף חם בצורה של חום, אלא מאבק לאנטרופיה, אשר הופך להיות זמין באמצעות המעבר של אנרגיה מן השמש החמה אל האדמה הקרה."

כיווניות זו היא כזו שהאנטרופיה החלה כערך נמוך בתחילת היקום (מסיבות לא ידועות), והיא הולכת וגדלה ככל שהיקום מזדקן. הסיבה לכך, ככל הנראה, היא כי יש רק עוד דרכים רבות יותר עבור אטומים אינטראקציה כפי שהם להתפשט. זה נכון שכל תהליך פיזי יכול (וככל הנראה קורה) בשני הכיוונים ברמה המיקרוסקופית, אך מכיוון שיש פשוט יותר אפשרויות רבות לאינטראקציות אטומיות (במיוחד כאשר הן מתפשטות ונעשות פחות מסודרות), זה רחוק, רחוק סביר יותר שהדברים יהיו פחות מסודרים. ביסודו של דבר, כמו כל אטום שובר אינטראקציה מסודרת שלו, יש לו מאות אינטראקציות אחרות לבחירה, ואפשרויות אלה רק להכפיל כמו אטומים אחרים לשבור את האינטראקציות שלהם. הסיכויים של אטום הולך ישר בחזרה איפה זה היה מאוד, נמוך מאוד. אנטרופיה, לפיכך, נע מ נמוך עד גבוה ככל היקום הגילאים.

בניגוד לתהליכים פיזיים אחרים, משמעות הדבר היא כי לאנטרופיה יש כיוון מסוים. וזה, אומר בולצמן, הוא המקום שממנו בא חץ הזמן. כי דברים נוטים לנוע בכיוון אחד ולא השני (למרות שהם מסוגלים לנוע בשני), היקום שלנו חוויות כיווניות. עצם העובדה שלזכוכית מנופצת יש רק הסתברות קטנה לאין שיעור להרכיב מחדש, כלומר, ברמה המאקרוסקופית, אין סימטריה. הזמן הוא ההבדל בין מדינה אחת לאחרת ביקום שלנו. אז הסיבה שאתה יכול להחליט מה יש לארוחת הערב הערב ולא אתמול היא כי האנטרופיה יש מתוקן מצב היקום בין לבין. המשאבים שהתקיימו אתמול לא קיימים יותר, והם צמחו היום. זה בערך כמו לומר כי כל רגע הוא מוצר ריקבון של הקודם. אז בדרך מוזרה, ההסתברות מעלה זמן.

אבל עכשיו לשקול את החיים. חלק ניכר ממה שמגדיר את החיים הוא נטייתו להתנגד לאנטרופיה. לכן, בעוד שכל דבר ביקום עובר מאנטרופיה נמוכה עד גבוהה יותר, אנו חיים את ההפך: אנו מתנגדים לשיווי משקל ובנו מורכבות - אשר במובן הגשמי הפשוט ביותר, הוא לכפות על המולקולות אינטראקציה בדרכים פחותות. יש לציין כי אין פירוש הדבר כי אנו מפרים את החוק השני: כל עוד גורמים אחרים במערכת מקזזים את ההפחתות המקומיות, אזי המערכת כולה עדיין נוטה לאנטרופיה גבוהה יותר. כל יום, כי התאים שלנו ואת האברונים לבנות ולתקן את עצמם, אנו מתנגדים את התכונה העיקרית של החומר הפיזי שנותן לנו נקודת התייחסות למצעד קדימה של זמן.

אז אם בולצמן צדק, והזמן קיים בגלל השינוי האנטרופי הזה, אולי התפיסה שלנו על חלוף הזמן היא ההפך מכל דבר אחר ביקום. הזמן שבו תמות הוא ב"העתיד ", אבל המולקולות שלך לא ישים לב. הם יהיו מחוץ מליטה עם חמצן.

ובכל זאת, הזמן הוא יחסי. הסכמנו כי כיוון התנועה שלנו הוא "קדימה", אבל זה, בואו נודה בכך, שרירותי. יחסית לכל דבר אחר ביקום, אולי, זה עלול להיות הפוך. אז "תחילתו של היקום" עשויה, למעשה, להיות הסוף של זה. כלומר, האנטרופיה החלה להיות גבוהה, והיא הולכת ומתמעטת. כלומר, אתה יכול ללכת לחצות עיניים לשים את הכל ביחד, אבל כל דבר עדיין עובד, בדיוק לאחור ממה שאנחנו חושבים קורה. קשה לדמיין איך זה יכול להיראות.

מה אם, אם כן, הכל התהפך ויופך? כאשר אנו בונים שעון כדי לפקח על חלוף הזמן כי סופר את השניות, את שאר היקום עשוי לראות ספירה לאחור. מה שנראה כמו זריחה במזרח ושקיעה במערב יהיה היפוך של הספין של כדור הארץ ביחס לנקודת מבט של גופים שמימיים אחרים. ומלחמת האינסוף שאנחנו רצים אליה כבר קרו. אנחנו כמו פליפ קטן ברצף הזמן שהופך את כל הערכים, ורק תופס את הזמן לנוע קדימה, כי לפני עידנים ספורים, הביולוגיה פרצה לפיסיקה.

בסופו של דבר ההצעה שלי כאן יכולה לרדת לסמנטיקה. אם הזמן הוא באמת ההבדל ממדינה אחת לאחרת, אז "זמן" כפי שאנו מכירים אותו הוא רק הניסיון שלנו של השינוי, אולם שינוי זה מתרחש. הקצאתו כיווניות היא שרירותית במקצת. יתר על כן, למרות שאנו עשויים להיות ביטוי של היפוך באנטרופיה, אין סיבה ברורה להאמין כי עובדה תשפיע על התפיסה שלנו של כיווניות של שינויים אחרים. זה צריך להיות אפשרי מתוך החומר ההפוך של כל דבר אחר - כלומר, להיות בחיים - ועדיין להבחין בכיוון קדימה בדרך לשנות את הדברים.

המושג "אשליה של זמן" אינו רלוונטי באמת לפיסיקה, שכן ברור כי הזמן קיים באופן מוצק במשוואות. המתמטיקה אינה מעורפלת בעניין זה. עם זאת, תפיסת הזמן היא יותר בתחום של מדעי המוח (אם כי למעשה בלתי אפשרי לבחון, מה שהופך את זה לא יותר מאשר ניסוי מחשבה דמיוני לעת עתה). באותו אופן שבו המוח שלך מתעלם מהעובדה שאתה תמיד יכול לראות את האף שלך, יכול להיות גם איזה עיבוד מסנן את תפיסת הזמן שלנו.

בכל מקרה, הרעיון שהרגשתנו וחוויותינו של "דברים משתנים" הוא הפוך ממה שכל חפץ דומם עשוי לחוות, אם הוא יכול לחוות דבר, הוא מסקרן, אם רק ניסוי מחשבתי. זה מתחיל למשוך את המושג של זמן, אשר יכול להיות פשוט מילה מפוארת עבור "דברים קורה". כל עוד משהו סביבך מתרחש, לפחות, אתה יכול להיות סמוך ובטוח שאתה מגיע בעתיד, כיוון שאתה מוצא את זה.