Paul Davis har meget på hans sind - eller rettere i sit sind. Som fysiker ved University of Arizona forsker han på forskellige områder - fra de abstrakte udvidelser af teoretisk fysik og kosmologi til de mere substantielle spørgsmål om astrobiologi, studiet af livet ud over Jorden. Nautilus talte med Davis, og samtalen vendte sig naturligvis til tidsemnet, der længe havde haft hans forskningsinteresse. Det følgende er et uddrag fra dette interview, lidt redigeret og forkortet for klarhedens skyld.
Er tidsstrømmen reel, eller er det bare en illusion?
Tidsstrømmen er en illusion, og jeg må tilstå, jeg kender få videnskabsmænd og filosoffer, der er parate til at udfordre dette. Årsagen hertil bliver klar, det er værd at spørge sig selv, hvad der menes med tiden. Når vi siger, at noget som en flod flyder, betyder det, at partiklen på et tidspunkt var på et andet sted end den, hvor den var placeret et øjeblik tidligere. Med andre ord bevæger det sig i forhold til tiden. Dog kan tiden ikke bevæge sig i forhold til tiden - det er tid. Mange mennesker begår fejlen ved at tro, at udsagnet om, at der ikke er nogen tidsstrøm, betyder, at der ikke er nogen tid i sig selv. Det er vrøvl. Selvfølgelig findes tiden. Vi måler det med et ur. Ure måler ikke strømme af tid, men længder af tid. Der er selvfølgelig perioder mellem begivenheder - det er præcis, hvad uret måler.
Så hvor kommer følelsen af strømning fra?
Lad mig give dig et eksempel. Antag, at jeg rejser mig, drejer min akse flere gange og fryser. I dette tilfælde vil jeg have en overbevisende følelse af, at hele verden kredser rundt. Jeg kan føle det snurrer - selvom jeg selvfølgelig ved, at jeg snurrer mig selv. På en lignende måde føler jeg tidens strøm, selvom jeg ved, at den ikke er det. Sandsynligvis er forklaringen på denne illusion forbundet med noget i vores hoved og forholdet til hukommelse - lagdelingen af minder og andre ting i denne ånd. Dette er således kun et træk ved vores opfattelse og ikke en egenskab af tid i sig selv.
En anden ting, der forvirrer mennesker, er, at de tror, at at benægte tidsstrømmen betyder at benægte årsag og virkning. Begivenheder følger selvfølgelig i en instrueret sekvens. Hvis du falder et æg, går det i stykker. Æggene samles ikke tilbage. Bygninger smuldrer fra jordskælv og vokser ikke ud af murbrokker. I hverdagen er der mange eksempler på tidsmæssig asymmetri - det er en af egenskaberne ved at være. Det er ikke en egenskab af tid i sig selv, og forklaringen på dets natur ligger i de tidligste stadier af universets oprindelse og dets begyndelsesbetingelser. Dette er en helt anden og ganske værdig undersøgelse.
Salgsfremmende video:
Tiden flyder ikke. Dette er et produkt af vores psykologi.
Er tid den primære bestanddel af universet?
Rum og tid sætter grænserne, inden for hvilke vi formulerer alle vores teorier om universets struktur, men nogle undrer sig over sandsynligheden for, at disse egenskaber ved at være sekundære eller afledte. Måske er universets oprindelige love dannet i et bestemt præ-rum og tid, og rum-tid genereres af noget mere primært.
I hverdagen opfatter vi selvfølgelig en tredimensional verden og en tidsdimension. I Big Bang - vi forstår ikke rigtig, hvordan Big Bang fødte universet, men vi mener, at dette kunne relateres til kvantefysik - det er muligt, at de fænomener, vi kalder rumtid i den sædvanlige forstand, hvor alt synes klart udtalt, måske var det ikke. Produktet fra de tidlige stadier af universets eksistens kan således ikke kun være energi og stof, men også rumtid i sig selv. Det ved vi ikke. Dette undersøges.
Så tid kan være afledt?
Ideen om, at dualitet i rumtid er en sekundær kvalitet, der stammer fra noget enklere, noget, der ligger i kernen i vores begreb at være, var i luften, allerede inden min karriere begyndte. Dette var udtalelsen fra John Wheeler, som skrev om det i 1950'erne - at der kunne være en vis prægeometri, der gav anledning til geometri på samme måde som atomer skaber et kontinuum af elastiske kropper - og folk fortsætter med at tænke på det.
Problemet er, at vi ikke kan observere dette. Uanset hvor mange egnede matematiske modeller, du kommer frem til, forekommer det at håbe, at teste dem. De fleste mennesker tror, at hvis der er noget som dette på baggrund af rum og tid, noget, der adskiller sig fra vores idé om sekventiel plads og tid, manifesterer dette noget sig kun i den såkaldte Planck-skala, tyve størrelsesordener mindre end størrelsen på atomkernen, mens vores mest nøjagtige observationsinstrumenter kun er i stand til at observere mange størrelsesordener større. Det er meget vanskeligt at forestille sig, hvordan vi kan undersøge noget i Planck-skalaen under kontrollerede forhold.
Hvis der er mange universer, følger de det samme ur?
Det sammenlignende tidsforhold mellem forskellige observatører forskellige steder er et komplekst fænomen, selv i det samme univers. Hastigheden på et ur, f.eks. Ved overfladen af et sort hul, vil adskille sig markant fra hastigheden på et ur her på Jorden. Så selv i vores univers er der ingen fælles tid.
Men nu har vi mange universer, som hver har sin egen tid knyttet i en eller anden forstand - du kan kun sammenligne dem, hvis der er en måde at sende en besked imellem. Det hele afhænger af modellen for den multivers, du vælger. Der er mange, men den, der oftest omtales af kosmologer - mangfoldigheden af bobler, der vises i den ekspanderende overbygning - der er ingen måde at direkte sammenligne urets hastighed i forskellige bobler.
Hvilke af de nylige ændringer i tidsforståelsen finder du de mest interessante?
Jeg er især interesseret i laboratorieundersøgelser af tidsopfattelse, da det efter min mening er her, hvor der kan ske hurtige fremskridt i de kommende år. F.eks. Er der velkendte eksperimenter, hvor mennesker på et bestemt tidspunkt angiveligt foretog et bestemt frit valg, men det viste sig, at dette valg faktisk blev gjort lidt tidligere, men deres egen opfattelse af tid og deres handlinger inden for en tidskift ændrede sig efter denne begivenhed. Når vi observerer verden, ser det ud til, at vi ser en sekventiel og integreret fortælling, men faktisk hældes sensorisk information fra forskellige opfattelsesorganer på vores hjerne, som den syer sammen. Han bygger det op og præsenterer det som en sammenhængende fortælling og skaber en følelse af selvbevidsthed. Det ser således ud til, at vi ejer os selv,og alt går glat og glat. I virkeligheden er det meste af det, vi opfatter, en fortælling, der genskabes efter begivenhederne.
Dette bemærkes især i situationer, hvor mennesker reagerer meget hurtigere end tankens hastighed. Man skal kun huske klaveret eller tennisspillerne for at forstå, at de ikke kan tage en bevidst beslutning:”Denne bold bevæger sig her; Jeg skulle gå dertil og bekæmpe ham.” I løbet af denne tid har signalet ikke tid til at nå hjernen og derefter det motoriske system. De bevarer dog denne overbevisende sans for, at de opfatter verden i realtid og har kontrol over sig selv. Jeg synes det hele er meget spændende.
Har der været nogen gennembrud i studiet af tid inden for grundlæggende fysik? Jeg tror nej. Nye ideer dukkede op. Grundlæggende spørgsmål er der stadig; vi har allerede rørt ved en af dem: er tiden en primær eller en afledt egenskab? Oprindelsen af tidsaksen, som er en asymmetri af tiden, er stadig noget kontroversiel. Vi ved, at det skal overvåges helt frem til Big Bang, men der er stadig en række forskellige spørgsmål om det, som vi ikke har fundet et endeligt svar på. Dette er dog alle temmelig illusoriske filosofiske og teoretiske problemer end noget, der kaster lys over dimensionen af tid eller dens natur.
Derudover ser vi vores eksperimentelle fysikkolleger arbejde for at forbedre måling af tid. På et tidspunkt vil det blive så nøjagtigt, at det sandsynligvis vil afsløre interessante resultater. Der er stadig et grundlæggende problem - selvom de fleste fysiklove er symmetriske med hensyn til tid, er der en række processer forbundet med svage nukleare interaktioner, hvor en grundlæggende krænkelse af denne symmetri antages at forekomme. Tilsyneladende spiller dette en nøglerolle i det samlede billede af livet. Jeg tror, at der er potentiale for forskning her. Så inden for partikelfysik er det stadig muligt at gennemføre eksperimenter, der giver os ny viden om denne tidsmæssige asymmetri med svag interaktion og et sted nær tidsaksen.
John Steele
