CZAS W PROCESACH ODWRACALNYCH I NIEODWRACALNYCH

1. Katarzyna Tkacz - Śmiech, AGH, WIMiC CZAS W PROCESACH ODWRACALNYCH I NIEODWRACALNYCH 1. Czym jest czas? – próba definicji 2. Upływ czasu - konwencjonalny pogląd 3. Idea zdarzeń jednoczesnych i blokowa koncepcja czasu 4. Czy czas płynie? 5. Strzałka czasu 5. Zjawiska odwracalne i nieodwracalne 7. Strzałka termodynamiczna i II zasada termodynamiki 8. Czas w świecie kwantów

2. CZYM JEST CZAS? Czas jest • czymś, co istnieje tylko w ludzkim umyśle (Św. Augustyn) • warunkiem koniecznym postrzegania rzeczywistości (Kant) • wrażeniem (Mach) • tym, co nie pozwala wszystkiemu wydarzyć się jednocześnie (trywialne) • wymiarem następstwa zdarzeń (nieprecyzyjne) • interwałem, jaki upłynął (w określonych jednostkach) między 2 zdarzeniami • (trochę bardziej precyzyjne) • zbiorem następujących po sobie chwil (obiegowe) • ruchem niebios (Platon) • miarą ruchu niebios (Arystoteles) • dodatkowym wymiarem podobnym do przestrzeni (wniosek z teorii względności) • tym, co zmienna czasowa t oznacza w fundamentalnych teoriach • współczesnej nauki (naukowe) • Poczucie czasu wiąże się z zaobserwowaniem przemian. Czas jest wymiarem podobnym do przestrzeni. Na przykład dwuwymiarowa orbita Księżyca w przestrzeni może być uważana za trójwymiarową helisę w czasoprzestrzeni.

3. UPŁYW CZASU – POGLĄD KONWENCJONALNY Ustalona raz na zawsze - ISTNIEJE Nieokreślona Realna - TERAZ - GRAMATYKA: CZAS PRZESZŁY CZAS TERAŹNIEJSZY CZAS PRZYSZŁY REALNA JEST TYLKO TERAŹNIEJSZOŚĆ „TERAZ” nieustannie przesuwa się do przodu.

4. UPŁYW CZASU ?

5. CZAS płynie JEST! Konwencjonalny pogląd na upływ czasu jest sprzeczny z teorią względności. Teoria względności nie nadaje chwili obecnej jakiegokolwiek znaczenia. JEDNOCZESNOŚĆ ZDARZEŃ

6. JEDNOCZESNOŚĆ ZDARZEŃ Ruchomy układ odniesienia Osoba w środku wagonu zobaczy, że przednie i tylne drzwi otwierają się jednocześnie Nieruchomy układ odniesienia Osoba na nasypie zobaczy, że najpierw otwierają się drzwi tylne. Z punktu widzenia osoby na nasypie drzwi tylne wybiegają naprzeciw promieniowi świetlnemu, podczas gdy drzwi przednie uciekają przed nim.

7. JEDNOCZESNOŚĆ ZDARZEŃ I BLOKOWA KONCEPCJA CZASU y czas x Jeżeli dwie osoby poruszają się względem siebie, to wydarzenie, o którym jedna sądzi, że przynależy do przeszłości, dla drugiej osoby może być przyszłością. WNIOSEK: Ustalona jest nie tylko przeszłość ale również przyszłość BLOKOWA KONCEPCJA CZASU W opisie świata nie ma żadnego momentu wyróżnionego, jak chwila teraźniejsza, ani żadnego procesu systematycznie przemieniającego zdarzenia przyszłe w teraźniejsze. Chwili obecnej nie można nadać wyjątkowego sensu. Przeszłość, teraźniejszość i przyszłość są tak samo realne. CAŁĄ WIECZNOŚĆ MOŻNA PRZEDSTAWIĆ W POSTACI 4 - WYMIAROWEGO BLOKU

8. STRZAŁKA CZASU Sir Arthur Eddinghton, 1927 rok klasa zjawisk, które mają swój kierunek w czasie STRZAŁKA CZASU Podczas gdy upływ czasu nie ma odpowiednika w fizyce, to kategorie przeszłości i przyszłości mają swoje fizyczne uzasadnienie. STRZAŁKA CZASU

9. PROCESY ODRWACALNE I NIEODWRACALNE PROCESY ODWRACALNE PROCESY NIEODWRACALNE (pojęcie wyidealizowane) (pojęcie realne) Procesy zachodzące nieskończenie powoli, złożone z nieskończonej liczby następujących po sobie, prawie nie różniących się od siebie, stanów równowagi. Przemiany, które mogą przebiegać spontanicznie tylko w jednym kierunku. czas ?

10. STRZAŁKA CZASU Problem percepcji upływu czasu. Czas identyfikowany jest z pamięcią. Pamięć ludzka zbiera informacje - nie może pamiętać przyszłości. PSYCHOLOGICZNA W procesie ewolucji następują przemiany, w których układy prostsze przechodzą w formy złożone, wysoce zorganizowane (kosztem entropii Wszechświata). BIOLOGICZNA SOCJOLOGICZNA Aspekt ludzkiego działania odnosi się do jego niepowtarzalności. Wszystkie procesy podporządkowane są rozszerzaniu się Wszechświata. KOSMOLOGICZNA TERMODYNAMICZNA Odnosi się do prawa wzrostu entropii. KWANTOWA Ma związek z interpretacją mechaniki kwantowej.

11. TERMODYNAMICZNA STRZAŁKA CZASU II zasada termodynamiki ENTROPIA kałuża płatki śniegu MINIMUM ENTROPII PORZĄDEK MAKSIMUM ENTROPII NIEPORZĄDEK Sir Arthur Eddinghton: „Prawo wzrostu entropii zajmuje najwyższe miejsce spośród wszystkich praw przyrody. Jeśli ktoś wytknie sprzeczność jakiejś teorii z równaniami Maxwella – tym gorzej dla równań Maxwella, ale jeśli jakaś teoria okaże się sprzeczna z II zasadą termodynamiki, oznacza to śmierć tejże właśnie teorii.”

12. TERMODYNAMICZNA STRZAŁKA CZASU ZASADA WZROSTU ENTROPII „USTAWA O CZASIE” Pamięć i nieodwracalność czasu nie są zjawiskiem absolutnym, mają charakter statystyczny. Odwrócenia czasu nie wyklucza żadne prawo przyczynowe, ale prawo statystyczne czyni je nieprawdopodobnym. Dla indywiduum izolowanego czas nie ma strzałki. UKŁADY W RÓWNOWADZE - ENTROPIA OSIĄGA MAKSIMUM, PRODUKCJA ENTROPII WYNOSI ZERO STRZAŁKA TERMODYNAMICZNA TRACI SENS SKALA MIKROSKOPOWA SKALA MAKROSKOPOWA Trwa bezwładny ruch cząstek. Dzieją się zdarzenia. „Istnieje” czas - czas pozbawiony strzałki. Zjawiska czysto mechaniczne są odwracalne. Nic się już „nie dzieje”.

13. STRZAŁKA CZASU W ŚWIECIE ATOMOWYM czas czas Czy w procesach w skali atomowej strzałka czasu się ujawnia? Na poziomie zderzających się cząstek prawa fizyki nie czynią rozróżnienia między przyszłością a przeszłością - strzałka czasu może wskazywać w dowolnym kierunku, a prawa pozostaną takie same. Co się dzieje pomiędzy dwoma zdarzeniami odległymi w czasie o czas krótszy od 10-43 s?

14. STRZAŁKA CZASU W ŚWIECIE ATOMOWYM Interpretacja mechaniki kwantowej Kolaps funkcji falowej Proces wyboru z wielu potencjalnych rzeczywistości jednej konkretnej, która jest realizowana, zachodzi zawsze w jednym kierunku czasu. Czy „Bóg gra w kości” ? Albert Einstein

15. PYTANIA… BEZ ODPOWIEDZI • Pytania o rolę dobrej woli i naturę przeznaczenia. • Pytania o procesy zachodzące w mózgu, odpowiedzialne za percepcję upływu czasu. • Pytania o istnienie upływu czasu. Na podstawie: D. Barnett: „The arrow of time” Public lecture series, Denver, Colorado, 1998. P. Davies: „Zagadka upływającego czasu” J. Schwartz, M. McGuinness: „Einstein dla początkujących”, Wydawnictwo „ALFA”, Warszawa, 1989. J. Gribbin: „Encyklopedia fizyki kwantowej”, Wydawnictwo „AMBER”, Warszawa, 1998. S. Hawking: „Krótka historia czasu”