Czym jest czas?

1. Czym jest czas? Andrzej Łukasik Instytut Filozofii UMCS http://bacon.umcs.lublin.pl/~lukasik lukasik@bacon.umcs.lublin.pl

2. Czas • Jedna z podstawowych kategorii ludzkiego doświadczenia • Ograniczony czas ludzkiego życia • Nie mamy wpływu na tempo upływu czasu • Nie możemy podróżować w czasie – np. cofnąć się w czasie (naprawić błędy, przeżyć jeszcze raz miłe chwile…) • Przedmiot zainteresowania filozofii i nauki • Czas a świadomość (obiektywizm – subiektywizm) • Czas – przestrzeń – materia (absolutyzm – relacjonizm) • Zagadnienie czasowego początku (i końca świata) • Strzałka czasu

3. Platon o czasie • Toteż [Bóg] postanowił utworzyć pewien obraz ruchów wiecznych i zajęty tworzeniem nieba, utworzył wieczny obraz bytu wiecznego, nieruchomego, jedynego, i sprawił, że postępuje on według praw matematycznych — nazywamy go Czasem. • Platon, Timajos, 38a • Czas „naśladuje” wieczność i „porusza się ruchem kołowym według praw matematycznych” • Koncepcja kołowa vs linearna koncepcja czasu • Cykl czasu zamyka się, gdy wszystkie planety znajdą się ponownie w tych samych położeniach(rok doskonały)

4. Arystoteles o czasie • […] 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

5. Epikur o czasie • Czas przez się również nie istnieje, lecz tylko po rzeczach zmysł dochodzi, co się odbyło w przeszłości, jaka rzecz potem nastaje i wreszcie, co dalej nastąpi. I wyznać należy, że nikt nie odczuwa samoistnego czasu poza ruchem rzeczy i ich spokojnym wypoczynkiem. • Epikur

6. Czym jest czas? • Czymże więc jest czas? Jeśli nikt mnie o to nie pyta, wiem. Jeśli pytającemu usiłuję wytłumaczyć, nie wiem. Z przekonaniem jednak mówię, że wiem, iż gdyby nic nie przemijało, nie byłoby czasu przeszłego. Gdyby niczego nie było, nie byłoby teraźniejszości. • Św. Augustyn, Wyznania, ks. XI 14, 15

7. Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość • Owe dwie dziedziny czasu – przeszłość i przyszłość – w jakiż sposób istnieją, skoro przeszłości już nie ma, a przyszłości jeszcze nie ma. Teraźniejszość zaś, gdyby zawsze była teraźniejszością i nie odchodziła w przeszłość, już nie czasem byłaby, ale wiecznością. Jeśli więc teraźniejszość jest czasem tylko dlatego, że odchodzi w przeszłość, to jakże i o niej możemy mówić, że jest, skoro jest tylko dzięki temu, że jej nie będzie. • Św. Augustyn, Wyznania, ks. XI 14, 15

8. Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość

9. Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość

10. Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość

11. Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość

12. Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość

13. Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość

14. Newton – 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 (niezależnie od tego, czy jest dokładny, czy nierównomierny) 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)

15. Czas jest absolutny (aspekt fizyczny) • 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)

16. Problem (strzałka czasu) • Absolutny, prawdziwy i matematyczny czas, sam z siebie i z własnej natury, płynie równomiernie bez względu na cokolwiek zewnętrznego… (zdaniem Newtona) • Problem: równania mechaniki Newtona nie wyróżniają żadnego kierunku czasu (są niezmiennicze względem inwersji w czasie) • Dlaczego obserwujemy określone ukierunkowanie zdarzeń w czasie? (zagadnienie strzałki czasu)

17. Czas jest absolutny (aspekt filozoficzny) • Czas (i przestrzeń) – istnieją całkowicie niezależnie od materii i procesów zachodzących w świecie (gdyby nie istniała materia, istniałby czas i przestrzeń) • Własności metryczne czasu (i przestrzeni) nie zależą od obecności w niej materii • Metafora: czas i przestrzeń są niezmienną „sceną”, na której rozgrywają się dzieje świata opisywane prawami mechaniki

18. Czas jest absolutny (aspekt teologiczny) • Newton uważał przestrzeń i trwanie za dwa byty, których istnienie wynika w sposób konieczny z istnienia Boga: Istota nieskończona jest bowiem w każdym miejscu, a więc każde miejsce istnieje; Istota wieczna trwa wiecznie, a więc i wieczne trwanie jest rzeczywiste. […] Czyż te zjawiska natury nie wskazują nam, że istnieje Istota bezcielesna, żywa, rozumna i wszechobecna, która w przestrzeni nieskończonej, jako w swoim sensorium, widzi, rozpoznaje i rozumie wszystko sposobem najbardziej wnikliwym i doskonałym? • Voltaire, Elementy filozofii Newtona

19. Leibniz – czas jest relacją • Co do mnie, niejednokrotnie podkreślałem, że mam przestrzeńza coś czysto względnego, podobnie jak czas, mianowicie za porządek współistnienia rzeczy, podczas gdy czas stanowi porządek ich następstwa. • G. W. Leibniz, Polemika z S. Clarkiem, s. 336 • Czas nie istnieje niezależnie od zachodzących zdarzeń (koncepcja relacjonistyczna)

20. […] przyjmując, że ktoś pyta, dlaczego Bóg nie stworzył wszystkiego raczej o rok wcześniej, oraz że ta sama osoba zechce stąd wnosić, iż uczynił coś, dla czego niepodobna znaleźć racji, dla jakiej uczynił właśnie tak, a nie inaczej, należałoby mu odpowiedzieć, że jego wywód byłby słuszny, gdyby czas był czymś zewnętrznym wobec rzeczy czasowo trwających, jako że niepodobna znaleźć racji, dla jakiej rzeczy przy zachowaniu tego samego ich następstwa miałyby być połączone raczej z tymi chwilami niż z innymi. Atoli już to samo dowodzi, że zewnętrzne wobec rzeczy chwile nie są niczym i polegają wyłącznie na porządku następczym tych rzeczy. • G. W. Leibniz, Polemika z S. Clarkiem, s. 336-337

21. Absolutyzm – relacjonizm • Sukcesy mechaniki Newtona – przez ponad 200 lat zapanowała w nauce i filozofii koncepcja absolutystyczna • Szczególna teoria względności (STW – Einstein, 1905) – rewolucyjna zmiana poglądów na czas (i przestrzeń) • Konsekwencje filozoficzne STW: • Odrzucenie koncepcji czasu absolutnego • Względność czasu • Względność równoczesności zdarzeń • Wprowadzenie zamiast pojęć czasu (absolutnego) i przestrzeni (absolutnej) pojęcia czterowymiarowej czasoprzestrzeni

22. Einstein – czas jest względny • Szczególna teoria względności (1905) • Szczególna zasada względności = zasada względności Galileusza + c = const. • Tempo upływu czasu zależy od stanu ruchu układu odniesienia • W układzie „poruszającym się” czas płynie wolniej (dylatacja, czyli spowolnienie czasu) • Nie istnieje czas absolutny – czas jest względny

23. Względność czasu – paradoks bliżniąt • Tempo upływu czasu zależy od układu odniesienia

24. Względność równoczesności zdarzeń

25. Czasoprzestrzeń Minkowskiego • Czas jest absolutny (Newton) – czas jest względny (Einstein) • Przestrzeń jest absolutna (Newton) – przestrzeń jest względna (Einstein) • Czas + przestrzeń = czasoprzestrzeń (absolutna) • Czas jako jeden z wymiarów czterowymiarowej czasoprzestrzeni Minkowskiego

26. Przeszłość i przyszłość • Podział zdarzeń na przeszłe i przyszłe zależy od układu odniesienia • Interpretacje czasoprzestrzeni STW • Eternizm (Block Universe): przeszłość, teraźniejszość i przyszłość istnieją równie realnie – upływ czasu jest złudzeniem świadomości • Transjentyzm – realność upływu czasu

27. Tempo upływu czasu zależy od natężenia pola grawitacyjnego • Ogólna teoria względności (Einstein, 1916) – rozszerzenie STW na układy nieinercjalne, uwzględnienie grawitacji • Ogólna zasada względności: prawa fizyki są lokalnie takie same dla wszystkich (inercjalnych i nieinercjalnych) układów odniesienia • Zasada równoważności: pole grawitacyjne jest lokalnie równoważne polu bezwładności

28. Równania pola grawitacyjnego • Geometria czasoprzestrzeni określa rozkład materii

29. Grawitacja spowalnia tempo upływu czasu • Ogólna teoria względności – powiązanie własności czasu i przestrzeni z rozkładem materii • Potwierdzenia techniczne – np. GPS

30. Rozkład mas zakrzywia czasoprzestrzeń