Jak istnieje czas

Jak istnieje czas?
Andrzej Łukasik
Zakład Ontologii i Teorii Poznania
Instytut Filozofii UMCS
http://bacon.umcs.lublin.pl/~lukasik
E-mail: [email protected]
www.filozofia.umcs.lublin.pl
Czas…
Jedna z podstawowych kategorii ludzkiego doświadczenia
Jedno z podstawowych pojęć filozofii i nauki
„Zmiana czasu” jest jedynie zmianą położeń wskazówek zegarów i niczym więcej, nie
potrafimy zmieniać tempa upływu czasu ani podróżować w czasie.
Ruch wskazówek zegarów i wszelkie zjawiska postrzegamy „w czasie”. Ruch wskazówek
zegara nie jest czasem – jak istnieje czas?
www.umcs.filozofia.lublin.plasem
Czas – realność czy złudzenie?
Heraklit: nie można dwa razy wejść do tej samej rzeki. Πάντα ῥεῖ – wszystko płynie.
Realność upływu czasu (transjentyzm).
Parmenides: Należy mówić i myśleć, że tylko byt istnieje. To bowiem, co jest, istnieje, a
to, co nie jest, nie istnieje”.
Upływ czasu jest złudzeniem (eternalizm).
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas jest miarą ruchu
Czas nie istnieje bez zmiany; bo gdyby stan naszej myśli w ogóle nie podlegał zmianie,
albo gdybyśmy nie doznawali tych zmian, nie odczuwalibyśmy upływu czasu.
Albowiem czas jest właśnie ilością ruchu ze względu na „przed”i „po”.
(Arystoteles)
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas istnieje w umyśle
Czymże więc jest czas? Jeśli nikt mnie o to nie pyta, wiem. Jeśli pytającemu usiłuję
wytłumaczyć, nie wiem.
przeszłości już nie ma, przyszłości jeszcze nie ma, teraźniejszość jest nieskończenie
krótką chwilą między przeszłością a przyszłością…
Pomimo to mierzymy czas – chociaż nie możemy mierzyć ani tego, czego jeszcze nie
ma, ani tego, czego już nie ma, ani tego, co nie ma żadnej rozciągłości,
W tobie, umyśle mój, mierzę czas. To wrażenie mierzę, kiedy mierzę czas. Albo to
właśnie jest czasem, albo wcale nie mierzę czasu.
(Św. Augustyn, Wyznania, ks. XI)
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas jest absolutny
Absolutny, prawdziwy i matematyczny czas, sam z siebie i z własnej natury, płynie
równomiernie bez względu na cokolwiek zewnętrznego i inaczej nazywa się
„trwaniem”, względny, pozorny i potocznie rozumiany czas jest pewnego rodzaju
zmysłową i zewnętrzną […] miarą trwania za pośrednictwem ruchu; jest on
powszechnie używany zamiast prawdziwego czasu; taką miarą jest na przykład:
godzina, dzień, miesiąc, rok.
(Isaac Newton, Philosophiae naturalis principia mathematica, 1687)
Absolutny czas istniałby nawet, gdyby nie było materii – jego istnienie polegałoby na
trwaniu absolutnej przestrzeni.
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Tempo upływu czasu nie zależy od układu odniesienia (w całym Wszechświecie czas
„płynie” tak samo)
Pojęcie równoczesności dwóch zdarzeń
ma charakter absolutny (niezależny od układu odniesienia)
Podział zdarzeń na przeszłe, teraźniejsze i
przyszłe ma charakter absolutny (niezależny od układu odniesienia)
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas jest relacją
Zasada racji dostatecznej: „żaden fakt nie może okazać się rzeczywisty, czyli
istniejący, żadna wypowiedź prawdziwa, jeżeli nie ma racji dostatecznej, dla której to
jest takie, a nie inne”.
(G. W. Leibniz, Zasady filozofii, czyli monadologia, s. 303).
czas stanowi porządek ich następstwa zdarzeń
zewnętrzne wobec rzeczy chwile nie są niczym i polegają wyłącznie na porządku
następczym tych rzeczy
G. W. Leibniz, Polemika z S. Clarkiem
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas jest aprioryczną formą zmysłowości
Czas jest „formą naszej wewnętrznej naoczności. Jeśli odbierze się jej ten
szczególny warunek naszej zmysłowości, to znika również pojęcie czasu; czas
przywiązany jest bowiem nie do samych przedmiotów, lecz tylko do podmiotu, który
je ogląda. […] rzeczy, które oglądamy, nie są same w sobie tym, za co je bierzemy w
naoczności, ani też stosunki między nimi nie są same w sobie takie, jak nam się
przejawiają […] gdybyśmy w ogóle usunęli nasz podmiot lub choćby tylko
podmiotową ważność zmysłów, to znikłyby wszelkie te własności, wszelkie stosunki
między przedmiotami w przestrzeni i czasie, a nawet sama przestrzeń i czas, gdyż
jako zjawiska nie mogą istnieć same w sobie, lecz tylko w nas. […] Przestrzeń i czas
są jego czystymi formami, a jego materią są wrażenia w ogóle”.
(I. Kant, Krytyka czystego rozumu, t. 1, „O czasie”).
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas jest względny
1. Postulat względności: prawa fizyki są takie same we wszystkich inercjalnych
układach odniesienia (rozszerzenie zasady względności Galileusza na zjawiska
elektromagnetyczne)
2. Postulat stałości prędkości światła w próżni: prędkość światła w próżni jest taka
sama we wszystkich układach odniesienia.
c = 299 792 458 m/s = ok. 300 000 km/s
Prędkość światła w próżni jest maksymalną prędkością w przyrodzie. Żadne ciało nie
może osiągnąć prędkości światła.
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Względność równoczesności
Równoczesność zdarzeń zależy od układu
odniesienia.
Dwa zdarzenia równoczesne dla obserwatora w
poruszającym się układzie odniesienia (np. w
jadącym pociągu) nie są równoczesne dla
obserwatora w układzie spoczywającym (np.
związanym z torami kolejowymi).
Nie ma sensu pojęcie absolutnej równoczesności
(bez względu na układ odniesienia).
W układzie pociągu: światło dotrze do obu końców
wagonu równocześnie.
W układzie torów: światło dotrze najpierw do części
tylniej a później do części przedniej.
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Względność czasu
Czas w poruszającym się układzie
odniesienia płynie wolniej (zegar w
poruszającym się układzie
odniesienia chodzi wolniej w
stosunku do zegara w układzie
spoczywającym).
Dylatacja czasu
t 
t0
v2
1 2
c
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Paradoks bliźniąt
Czas w „poruszającym się” układzie
płynie wolniej…
t 
t0
v2
1 2
c
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czasoprzestrzeń
STW – powiązanie czasu i przestrzeni
w czterowymiarową czasoprzestrzeń
Minkowskiego
zdarzenia Z (x, y, z, t)
Interwał czasoprzestrzenny
ds 2  dc 2t 2  dx 2  dy 2  dz 2
ds2 > 0 – interwał czasowy
ds2 = 0 – interwał zerowy
ds2 < 0 – interwał przestrzenny („gdzie indziej”): zdarzenia nie mogą być połączone
związkiem przyczynowo-skutkowym)
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Interpretacje czasoprzestrzeni STW
Podział na zdarzenia przeszłe i przyszłe nie ma charakteru absolutnego, ale zależy
od układu odniesienia…
Eternalizm – czas jest jedynie wymiarem, zarówno przeszłe zdarzenia jak i przyszłe
istnieją tak samo realnie, jak teraźniejsze, odrzucenie obiektywności „upływu czasu”;
block universe (wszechświat Parmenidesowy); czasoprzestrzeń istnieje jako
czterowymiarowa realność
Dla nas, wyznawców fizyki rozróżnienie pomiędzy przeszłością, teraźniejszością a
przyszłością jest niczym innym, jak uparcie podtrzymywaną iluzją.
(Albert Einstein)
Transjentyzm – pogląd zakładający realność upływu czasu
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas w ogólnej teorii względności
Tempo upływu czasu zależy od natężenia pola grawitacyjnego:
grawitacja spowalnia tempo upływu czasu
Np. czarne dziury
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas a Wielki Wybuch
Zgodnie z ogólną teorią względności Wszechświat
powstał 13,7 mld lat temu w Wielkim Wybuchu
Wszechświat rozpoczął się od początkowej osobliwości,
w osobliwości załamują się wszystkie znane prawa fizyki.
Do najwcześniejszych etapów ewolucji Wszechświata (era Plancka) nie można
stosować „zwykłych” pojęć czasu i przestrzeni.
czas Plancka
G
 44
tp 

10
s
5
c
długość Plancka
G
35
lp 

10
m
3
c
Poniżej tych wartości pojęcia czasu i przestrzeni przestają mieć fizyczny sens - żaden
„zegar” nie może zmierzyć czasu krótszego niż czas Plancka, żadną „linijką” nie można
zmierzyć odległości mniejszej niż odległość Plancka. Poniżej skali Plancka pojęcia takie,
jak „przeszłość”, „teraźniejszość” i „przyszłość”, również tracą sens. Nie można też
określić relacji „przed–po” ani wprowadzić strzałki czasu.
www.umcs.filozofia.lublin.pl
Czas a mechanika kwantowa
U: równanie Schrödingera – liniowa i deterministyczna ewolucja układu w czasie
(odwracalność)
2


superpozycja stanów
2m
 2   V  i
t

   ci i
i
R: pomiar – redukcja wektora stanu (nieciągłość, indeterminizm, nieodwracalność)
   ci i   j
i
2
c j  prob j
„
www.umcs.filozofia.lublin.pl