Δραπετεύοντας από την αιωνιότητα.
Στην καθημερινή μας ζωή λέμε συχνά ότι ο χρόνος «ρέει», «κυλά» και «φεύγει», χωρίς ποτέ να προσδιορίζουμε επακριβώς τι είδους «πράγμα» είναι αυτό που κυλά και φεύγει ασταμάτητα ή τουλάχιστον ποιος ή πώς μπορεί κανείς να μετρά αντικειμενικά την αδιάκοπη ροή του. Αναμφίβολα ο «χρόνος» αποτελεί ένα από τα το πιο σκοτεινά και άπιαστα αντικείμενα της ανθρώπινης σκέψης (φυσικής και μεταφυσικής).
Αραγε είναι κάτι που υπάρχει «πραγματικά» ή μήπως είναι μόνο ένας βολικός τρόπος για να «μετράμε» ό,τι διαρκώς μεταβάλλεται και παρέρχεται γύρω από εμάς ή και μέσα μας;
Αν, όπως υποστηρίζει η πλειονότητα των θεωρητικών φυσικών, ο χρόνος είναι απλώς «μια επίμονη ψευδαίσθηση», τότε γιατί το ορατό μας Σύμπαν δεν είναι στατικό αλλά διαρκώς αλλάζει και εξελίσσεται;
Αφορμή για το σημερινό άρθρο είναι κάποιες ενδιαφέρουσες ιδέες που υπάρχουν στο βιβλίο «Χρόνος: η αναγέννηση» του Λι Σμόλιν, κορυφαίου ερευνητή του δημιουργικού ρόλου του χρόνου στη σύγχρονη Φυσική και της κρίσιμης σημασίας που έχει για την ανθρώπινη σκέψη η κατανόηση του χρόνου.
ή ξαναβρίσκοντας τον «χαμένο» χρόνο στη Φυσική
Στις 6 Απριλίου του 1922, στην περίφημη Φιλοσοφική Εταιρεία στο Παρίσι, συναντήθηκαν δύο μεγάλοι στοχαστές, ο φυσικός Αλμπερτ Αϊνστάιν με τον φιλόσοφο Ανρί Μπερξόν, για να ανταλλάξουν απόψεις γύρω από το αίνιγμα του χρόνου.
Στο επίμονο ερώτημα του Μπερξόν αν ο χρόνος που περιγράφει η Θεωρία της Σχετικότητας, και συνεπώς η σύγχρονη Φυσική, έχει να κάνει με τον χρόνο όπως τον βιώνουν καθημερινά οι άνθρωποι, έλαβε από τον Αϊνστάιν την ακόλουθη απάντηση: «Το ερώτημα τίθεται ως εξής: ο χρόνος του φιλοσόφου είναι ο ίδιος με τον χρόνο του φυσικού;» Και προς μεγάλη απογοήτευση του Μπερξόν, ο δημιουργός της Θεωρίας της Σχετικότητας θα απαντήσει απερίφραστα: «Μόνο η επιστήμη λέει την αλήθεια και κανένα υποκειμενικό βίωμα δεν μπορεί να διασώσει ό,τι αρνείται η επιστήμη».
Σε αυτήν την ατελέσφορη προσπάθεια διαλόγου ενός μεγάλου φυσικού με έναν μεγάλο φιλόσοφο αποτυπώνεται η θεμελιώδης διαφωνία σχετικά με τη φύση του χρόνου και την επίδρασή του στο Σύμπαν. Αν έχει δίκιο ο Αϊνστάιν, τότε ο χρόνος που περιγράφεται από τους βασικούς νόμους της δυναμικής του Νεύτωνα, αλλά και από τη δική του θεωρία της σχετικότητας, είναι γραμμικός, συμμετρικός και ομοιότροπος ως προς το παρελθόν και το μέλλον. Επομένως ο χρόνος μέσα στον οποίο εμείς οι άνθρωποι ζούμε καθημερινά δεν έχει κανένα απολύτως νόημα για τη Φυσική και άρα δεν υπάρχει παρά μόνο ως ψευδαίσθηση!
Μεταξύ Αριστοτέλη και Αϊνστάιν δεν πέρασε χρόνος
Προσβλέποντας στην αντικειμενική περιγραφή του χρόνου η κλασική Φυσική οδηγήθηκε στην εξάλειψή του, αφού ο φυσικός χρόνος, σε αντίθεση με τον υποκειμενικό ανθρώπινο χρόνο, δεν κυλάει προς κάποια κατεύθυνση και δεν παράγει τίποτα νέο. Οπως το έθεσε ο Νεύτων στην εισαγωγή του περίφημου βιβλίου του «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» (Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας): «Ο απόλυτος, αληθινός και μαθηματικός χρόνος, αφ’ εαυτού και από την ίδια του τη φύση, ρέει ομοιόμορφα χωρίς να εξαρτάται από τίποτα το εξωτερικό…». Με άλλα λόγια, η υποκειμενική εμπειρία του χρόνου που βιώνουν οι άνθρωποι για τον Νεύτωνα (αλλά και την κλασική Φυσική συνολικά) είναι απλώς μια ψευδαίσθηση που δεν έχει την παραμικρή σχέση με τον απόλυτο κοσμικό χώρο και χρόνο.
Αποψη που αιώνες μετά συμμερίζεται, παραδόξως, και ο Αϊνστάιν, ο βασικός υπαίτιος της «δολοφονίας» του απόλυτου χώρου και χρόνου στη σύγχρονη Φυσική. Για τον πατέρα της Θεωρίας της Σχετικότητας ο χρόνος δεν είναι τίποτα άλλο από μία επιπλέον μαθηματική παράμετρος στην περιγραφή του φυσικού κόσμου, μία διάσταση στο ενοποιημένο τετραδιάστατο συνεχές που σήμερα ονομάζεται χωροχρόνος».
Πράγματι όπως θα εκμυστηρευτεί ο Αϊνστάιν σε ένα περίφημο γράμμα του: «Η διάκριση ανάμεσα σε παρελθόν και μέλλον αποτελεί μόνο μια ψευδαίσθηση, μολονότι πρόκειται για μια επίμονη ψευδαίσθηση».
Πώς εξηγείται αυτή η ψευδαίσθηση; Τόσο για τη νευτώνεια δυναμική όσο και για τη σχετικιστική φυσική, ο χρόνος δεν είναι στην πραγματικότητα δημιουργική δύναμη αλλά μόνο μία διάσταση στη μαθηματική περιγραφή της κίνησης των υλικών σωμάτων, η οποία μπορεί να παίρνει είτε θετικές είτε αρνητικές τιμές (η χρονική αντιστροφή από το t στο -t), μπορεί δηλαδή να ρέει ελεύθερα από το παρελθόν προς το μέλλον (και αντίστροφα), χωρίς αυτό να επηρεάζει ουσιαστικά τις βασικές εξισώσεις της δυναμικής που περιγράφουν τη συμπεριφορά και τις αλλαγές των υλικών αντικειμένων. Με άλλα λόγια, το παράδοξο της άρνησης του χρόνου προκύπτει από τη θεμελιώδη φυσική και, κατά βάθος, μετα-φυσική παραδοχή περί συμμετρότητας και άρα αντιστρεπτότητας του χρόνου.
Πράγματι όταν, σε μια άλλη περίπτωση, ρώτησαν τον Αϊνστάιν «τι είναι ο χρόνος;», αυτός απάντησε χωρίς περιστροφές: «Ο,τι μετράνε τα ρολόγια μας!» Με αυτή την προκλητική δήλωση ο μεγάλος ανανεωτής των εννοιών του χώρου και του χρόνου στη Φυσική ήθελε πιθανά να μας υπενθυμίσει ότι ο χρόνος δεν είναι «κάτι τι» που μπορεί να συλληφθεί ανεξάρτητα από τον τρόπο που το μετράμε, δηλαδή ανεξάρτητα από το πώς καταγράφουμε την παρουσία του.
Με τη δήλωσή του αυτή εξάλλου ο Αϊνστάιν δεν κάνει τίποτε άλλο από το να επαναλαμβάνει ό,τι πριν από δύο χιλιετίες είχε υποστηρίξει πρώτος και ρητά ο Αριστοτέλης στο έργο του «Φυσικά» ή «Φυσική Ακρόασις»: «Γιατί αυτό ακριβώς είναι ο χρόνος: αριθμός της κίνησης σύμφωνα με το πριν και το μετά» (μτφρ. Βασίλης Κάλφας, εκδ. νήσος).
Απορρίπτοντας την επικρατούσα στην εποχή του κυκλική σύλληψη του χρόνου και τα παράδοξα της αιωνιότητας που αυτή γεννά, ο Αριστοτέλης ανοίγει τον δρόμο για την εκκοσμίκευση και τη φυσικοποίηση της μέχρι τότε αποκλειστικά υπερ-φυσικής σύλληψης του χρόνου.
Ο χρόνος δεν είναι μόνο ό,τι μετράνε τα ρολόγια
Αν ο χρόνος είναι μόνο ό,τι μετράνε τα ρολόγια, τότε γιατί οι εξελίξεις (στον χρόνο) είναι συνήθως απρόβλεπτες και κυρίως δημιουργικές; Και γιατί η «χρονικότητα» και η «ιστορικότητα» των φυσικών φαινομένων δεν μπορούν πλέον να θυσιάζονται στον βωμό της «αιωνιότητας»;
Συν τω χρόνω η «αχρονική» επιστήμη θα ανακαλύψει -προς μεγάλη της έκπληξη!- ότι οι περισσότερες φυσικοχημικές διεργασίες, καθώς και όλα ανεξαιρέτως τα βιολογικά και τα κοσμολογικά φαινόμενα είναι χρονικά «μη αναστρέψιμα».
Τίποτα δεν απεικονίζει καλύτερα τη μονοσήμαντη, ανομοιόμορφη και μη αναστρέψιμη ροή του χρόνου, δηλαδή τη χρονική ασυμμετρότητα παρελθόντος, παρόντος και μέλλοντος, από την εικόνα-έννοια του «βέλους του χρόνου». Αυτή η φαινομενικά κοινότοπη έννοια θα κάνει πανηγυρικά την είσοδό της στη σύγχρονη επιστημονική σκέψη με δύο εκ διαμέτρου αντίθετες εκδοχές: μία αισιόδοξη και μία απαισιόδοξη.
Η αισιόδοξη εκδοχή είναι αυτή της βιολογικής εξέλιξης, δηλαδή της προοδευτικής πολυπλοκοποίησης της ζωής πάνω στη Γη, όπως περιγράφεται από τη θεωρία της φυσικής επιλογής του Δαρβίνου. Ενώ μια πεσιμιστική ή απαισιόδοξη εκδοχή του βέλους του χρόνου προέκυψε στη Φυσική από τη μελέτη της θερμοδυναμικής των λεγόμενων «κλειστών συστημάτων».
Από τα δύο βασικά αξιώματα της θερμοδυναμικής προκύπτει το συμπέρασμα ότι αν η συνολική ενέργεια ενός «κλειστού» απομονωμένου συστήματος είναι σταθερή (Πρώτο Αξίωμα), τότε το σύστημα αυτό τείνει αυθόρμητα να περνά από τις πολύ λιγότερο πιθανές καταστάσεις της τάξης και της οργάνωσης στις πολύ πιο πιθανές καταστάσεις της αποδιοργάνωσης και της αταξίας (Δεύτερο Αξίωμα) ή της μεγιστοποίησης της εντροπίας.
Σύμφωνα λοιπόν με το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα, η συνολική εντροπία ενός φυσικού συστήματος μπορεί μόνο να αυξάνεται με το πέρασμα του χρόνου. Αν μάλιστα ολόκληρο το Σύμπαν θεωρηθεί ότι είναι ένα κλειστό σύστημα, τότε η σταδιακή ενεργειακή υποβάθμισή του θα οδηγήσει αναπόφευκτα στη μεγιστοποίηση της εντροπίας του, δηλαδή στον θερμικό θάνατό του!
Η αχίλλειος πτέρνα αυτής της πεσιμιστικής εκδοχής του βέλους του χρόνου ήταν ότι μελετούσε αποκλειστικά «κλειστά» φυσικά συστήματα. Ομως τέτοια κλειστά ή απομονωμένα φυσικά συστήματα, που δεν ανταλλάσσουν πια ύλη ή ενέργεια με το περιβάλλον τους, δεν υπάρχουν στη φύση.
Κάτι που θεωρείται πια επαρκώς επιβεβαιωμένο χάρη στην ανάπτυξη της θερμοδυναμικής των ανοιχτών συστημάτων, η οποία έδειξε ότι όλα τα «ανοιχτά συστήματα», αυτά δηλαδή που βρίσκονται μακριά από τη θερμοδυναμική ισορροπία της μέγιστης εντροπίας, τείνουν με το πέρασμα του χρόνου να αυτοοργανώνονται και να δημιουργούν πιο πολύπλοκες δομές!
Η αρχή της χρονικότητας
Μετά τις εντυπωσιακές και εξαιρετικά ανατρεπτικές ανακαλύψεις στη Φυσική, θεωρείται πλέον επαρκώς τεκμηριωμένο ότι ο χρόνος δεν είναι απλώς μια γεωμετρική μεταβλητή αλλά μάλλον ένας από τους αποφασιστικούς παράγοντες που διαμορφώνουν την απρόσμενη οργάνωση και την πολύπλοκη συμπεριφορά των «ανοιχτών συστημάτων»: των συστημάτων δηλαδή που εμφανίζονται, υπάρχουν και εξελίσσονται επειδή μπορούν να ανταλλάσσουν ύλη, ενέργεια και πληροφορίες με το περιβάλλον τους. Τα σμήνη γαλαξιών, οι έμβιοι οργανισμοί, αλλά και οι ανθρώπινες κοινωνίες αποτελούν τυπικά παραδείγματα τέτοιων ανοιχτών συστημάτων.
Ιδού πώς συνοψίζει την κοσμοϊστορική μεταστροφή από την αιωνιότητα προς την «Αρχή της χρονικότητας» ο βραβευμένος με Νόμπελ Ιλια Πριγκοζίν στο πολύ ενδιαφέρον βιβλίο του «Το τέλος της βεβαιότητας» (εκδ. Κάτοπτρο): «Δεν είμαστε εμείς οι άνθρωποι οι γεννήτορες του βέλους του χρόνου. Αντίθετα, είμαστε τα παιδιά του».
Η σχεδόν καθολική αναγνώριση της «χρονικότητας» από όλες τις επιστήμες έχει ιδιαίτερα ανατρεπτικές συνέπειες για την «κλασική» κοσμοαντίληψη. Κατ’ αρχάς επιβάλλει στη Φυσική όχι μόνο να αναγνωρίσει, αλλά και να εξηγήσει σε τι συνίσταται η ουσιαστική ασυμμετρία ανάμεσα στο παρελθόν, το παρόν και το μέλλον. Ο χρόνος όχι μόνο δεν αποτελεί, όπως εσφαλμένα ελπίζανε οι περισσότεροι φυσικοί, μια ανθρώπινη ψευδαίσθηση, αλλά ενυπάρχει και εξηγεί την ανάδυση όλων των πολύπλοκων δομών: από τη διαμόρφωση και την εξέλιξη των ουράνιων σωμάτων μέχρι τη γήινη ανάδυση και πολυπλοκοποίηση της ζωής.
Συνεπώς η εγγενής χρονικότητα, δηλαδή η πανταχού παρούσα «μη αναστρεψιμότητα» (irreversibility) των περισσότερων διαδικασιών, αποτελεί τον κανόνα στη φύση, ενώ η χρονική «αναστρεψιμότητα» την εξαίρεση. Σε συνθήκες λοιπόν μακριά από τη θερμοδυναμική ισορροπία η ανάδυση, η διατήρηση και η συμπεριφορά μιας πολύπλοκης δομής οργάνωσης δεν πρέπει να θεωρούνται ποτέ αυστηρά προδιαγεγραμμένα και ακόμη λιγότερο προβλέψιμα. Κάτι που αναμφίβολα ισχύει, σε μικρογραφία, και για την ανθρώπινη περιπέτεια στον πλανήτη μας.
Lee Smolin, «Χρόνος: η αναγέννηση». μτφρ. Νίκος Αποστολόπουλος, επιστημονική επιμ. Κ. Κλεΐδης, Π. Δεληβοριάς, Α. Καραμανλίδης, εκδ. «ΤΡΑΥΛΟΣ», σελ. 476 Lee Smolin, «Χρόνος: η αναγέννηση». μτφρ. Νίκος Αποστολόπουλος, επιστημονική επιμ. Κ. Κλεΐδης, Π. Δεληβοριάς, Α. Καραμανλίδης, εκδ. «ΤΡΑΥΛΟΣ», σελ. 476
Από την κρίση στη Φυσική
στο μέλλον του Σύμπαντος.
Τι είναι στα αλήθεια ο χρόνος για έναν φυσικό; Είναι κάτι πραγματικό ή, αντίθετα, δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια ψευδαίσθηση που «υπάρχει» μόνο στο μυαλό κάποιων ατελώς σκεπτόμενων όντων όπως οι άνθρωποι;
Πώς μπορεί να αναδύεται ο χρόνος μέσα σε έναν νομοτελειακό κόσμο, που υποτίθεται ότι είναι αιώνιος-άχρονος; Κι αν δεχτούμε ότι ο χρόνος όντως υπάρχει, τότε είναι μόνο καταστροφικός ή ενίοτε μπορεί να είναι και δημιουργικός; Πώς απαντά σε αυτά τα αποφασιστικά ερωτήματα η αρχαιότερη και η πιο ώριμη των θετικών επιστημών, η Φυσική;
Μεγάλος μέρος του βιβλίου του Λι Σμόλιν εστιάζει σε αυτά τα ερωτήματα, παρουσιάζοντας με τρόπο απολύτως κατανοητό για τους μη ειδικούς αναγνώστες το γιατί οι περισσότεροι φυσικοί είναι καταδικασμένοι να ζουν «εντός του χρόνου», μολονότι ήταν -και αρκετοί εξακολουθούν να είναι!- πεπεισμένοι ότι η βαθύτερη φυσική πραγματικότητα μπορεί κάλλιστα να υπάρχει «εκτός χρόνου».
Μήπως τελικά το παράδοξο της ύπαρξης του χρόνου αφορά μόνο εμάς τους ανθρώπους, που ως θνητά αλλά έλλογα όντα ζούμε μέσα σε ένα «αιώνιο», δηλαδή άχρονο Σύμπαν;
Αυτό ακριβώς φαίνεται πως πίστευαν ακράδαντα οι μεγαλύτεροι φυσικοί επιστήμονες, από τον Αριστοτέλη έως τον Νεύτωνα και τον Αϊνστάιν, επειδή ήταν πεπεισμένοι ότι οι διαχρονικοί μαθηματικοί και άρα αδήριτοι «Νόμοι της Φυσικής» αποκλείουν όχι μόνο κάθε δημιουργικό ρόλο του χρόνου, αλλά ακόμη και τη δυνατότητα να υπάρχει ο χρόνος πραγματικά και να δρα στη φύση.
Οπως παραδέχεται ο συγγραφέας: «Παλαιότερα υιοθετούσα την πλασματική φύση του χρόνου. Λαχταρούσα ν’ αλλάξω τον χρονοδέσμιο κόσμο του ανθρώπου με έναν κόσμο καθαρής και άχρονης μαθηματικής αλήθειας.
Σήμερα, βρίσκομαι στην αντίπερα όχθη: τίποτε απ’ όσα γνωρίζουμε ή βιώνουμε δεν πλησιάζει περισσότερο στην καρδιά της φύσης απ’ όσο η πραγματικότητα της ύπαρξης του χρόνου».
Μια άρνηση της επιστημονικής ορθοδοξίας που στην περίπτωσή του προέκυψε από τις έρευνές του για την Κβαντική Βαρύτητα και ειδικότερα για τη βαθύτατη κρίση που δημιουργεί στη σύγχρονη Φυσική η ασυμβατότητα της κβαντικής μικροφυσικής με τη μακροσκοπική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν και το πώς αυτές από κοινού επηρεάζουν (και επηρεάζονται) από τις εξελίξεις στην κοσμολογία.
«Το κλειδί για το νόημα της κβαντικής θεωρίας και της τελικής ενοποίησής της με τον χώρο, τον χρόνο, τη βαρύτητα και την κοσμολογία βρίσκεται στον χρόνο. Για να κατανοήσουμε την εικόνα του Σύμπαντος, όπως μας αποκαλύπτεται, πρέπει να ενστερνιστούμε την πραγματικότητα στην ύπαρξη του χρόνου με έναν νέο τρόπο. Αυτό εννοώ λέγοντας αναγέννηση του χρόνου», όπως γράφει ο Σμόλιν συνοψίζοντας τον βασικό στόχο που έθεσε γράφοντας αυτό το βιβλίο.
16/1/2019