آخرین اخبار

آیا گذر زمان یک توهم است؟ قسمت دوم

The Passing Of Time - گذر زمان
نوشته شده توسط عرفان کسرایی

در قسمت پیشین صحبت از روشن شدن همزمان دو لامپ بود که از دید ناظر؛ روشن شدن آنها همزمان به نظر نمی رسید. به عبارتی چالش بحث ما از جایی آغاز شد که دو رویداد هم زمان بوده ولی در نهایت تعجب گویا یکی قبل از دیگری اتفاق افتاده است.
در این مثال صحبت از فاصله های حدود ۱۰۰ متری لامپ ها بود و به همین سبب شاید مساله درک مفهوم همزمانی که در این مثال نهفته چندان برای انسان ملموس نباشد. اما مساله زمانی پیچیده تر می شود که صحبت از مرگ یک ستاره و انفجار ابرنواختر است.نور حاصل از انفجار برای اینکه به ما برسد سالها؛ بلکه صدها یا هزاران سال زمان نیاز دارد و تازه در این لحظه است که انفجار ابرنواختر از دید ما اتفاق افتاده است.
پیش از آنکه نور این ابرنواختر به ما برسد هیچ راه و هیچ امکانی وجود ندارد  که حتی از وجود آن اطلاع داشته باشیم. تنها پس از مشاهده نوری که به ما رسیده می توانیم متعاقبا محسابه کنیم و بگوییم نور حاصل از انفحار چه مدتی در راه بوده تا به ما برسد. شاید یک ابرنواختر ۵۰۰۰ سال نوری از ما فاصله داشته باشد و نور حاصل از انفجار ۵۰۰۰ سال زمان نیاز داشته تا به ما برسد. در این صورت می توان گفت: در حقیقت انفجار ابرنواختری مورد نظر هم اکنون اتفاق نیفتاده است و بلکه ۵۰۰۰ سال به وقوع پیوسته. البته از نظر فیزیکی تا زمانی که این نور را مشاهده نکرده بودیم هیچ چیزی از آن نمی دانستیم و حتی نمی دانستیم جایی در کیهان چنین چیزی وجود دارد. چیزی که در آن زمان رخ داده است در زمان وقوع غیر قابل دسترس بوده و بنابراین از دید انسان ناظر ؛ وجود نداشته است.
تنها امکان منطقی برای  تعریف مفهوم همزمانی و ماهیت و معنای (اکنون) این است که دقت کنیم که زمان حال برای ما همهء نور همه رخدادهایی است که دقیقا در این لحظه به چشم ما رسیده است. وقتی مثال ذکر شده در بخش پیشین دربارهء لامپ ها را تعمیم دهیم می توانیم تصور کنیم بی شمار لامپ در همهء فواصل ممکن قرار گرفته اند. تمام آنهایی که نورشان در یک لحظه واحد به ما می رسند ؛ آن بخشی از فضا- زمان هستند که  در این لحظه برای ما زمان حال به شمار می روند. چیزهایی که از دید ما همزمان  با یکدیگر رخ داده اند. همه لامپ هایی که نور آنها پیش از این لحظه به ما رسیده بود برای ما به گذشته تعلق دارند و همه لامپ هایی که نور آنها هنوز قرار است به ما برسد نیز در ناحیهء (آینده) فضا- زمان قرار دارند.
تا اینجا مساله قدری گیج کننده شد اما بد نیست بدانیم داستان از این هم پیچیده تر می شود. تصور کنید که دو لامپ در سمت چپ و راست مان و به همان فاصلهء هر کدام ۱۰۰ متری قرار دارد ولی با این تفاوت که شما این بار تنها نیستید. ناظر دیگر نیز در میانه دو لامپ ؛ همان جایی که شما نشسته اید ایستاده است. ناظر دیگر اما از سمت چپ به سمت لامپ سمت راست می رود و در این آزمایش قرار است که هر دو ناظر (یعنی ما و ناظر متحرک) تشخیص دهیم  که آیا لامپ ها همزمان روشن شده اند یا نه.  برای ما یعنی ناظر ساکن همه چیز کمافی السابق باقی می ماند. نه ما حرکت می کنیم و نه لامپ ها و نور لامپ ها چه از سمت راست و چه از سمت چپ دقیقا پس از ۳۳۳.۶ نانوثانیه به ما می رسد. برای ما محرز و قطعی است که لامپ ها همزمان روشن شده اند. رویداد روشن شدن لامپ دقیقا به لحظه حال و اکنون ما تعلق دارد. اما ناظر متحرک چه می بیند؟ ناظر متحرک که از لامپ سمت چپ دور و به لامپ سمت راست نزدیک می شود ماجرا را به شکل دیگری گزارش می کند و با ما هم عقیده نخواهد بود. نور لامپ سمت چپ برای رسیدن به او مسیر طولانی تری را طی خواهد کرد و نور لامپ سمت راست نیز مسیر کوتاه تری. بنابراین  ناظر متحرک می بیند که ابتدا لامپ سمت  راستی و سپس لامپ چپی روشن می شود. از دید او این دو رخداد؛ همزمان اتفاق نیفتاده اند. اما چطور چنین چیزی ممکن است؟ لامپ ها همزمان با یکدیگر روشن شده اند؛ پس چرا روایت ناظر متحرک با ما یکی نیست؟ این پرسشی است که در قسمت بعدی به آن خواهیم پرداخت.

درباره نویسنده

عرفان کسرایی

کسرایی، عضو انجمن فلسفه علم آلمان و پژوهشگر مطالعات علم و فناوری در دانشگاه کاسل است
زمینه های پژوهشی او عبارتند از:
-فلسفه فیزیک؛ منطق مدلسازی در ریاضیات مهندسی
-ارتباطات علم و جامعه شناسی شبه علم در ایران
-تاریخ فیزیک مدرن در قرن بیستم

۶ دیدگاه

  • با سلام و عرض ادب
    با آنکه خدمت آقای کسرائی ارادت دارم و از خواندن مقالاتشون لذت می برم و مقالات “علمی” ای می نویسند ولی در این مقاله کاملا خلط مبحث صورت گرفته و مفهموم همزمانی اشتباه معرفی شده و متاسفانه یک نوشتار شبه علمی از آب درآمده.
    ارجاع می دم به هر کتاب درسی نسبیت خاص! شاید بهتر از همه فصل نسبیت خاص از کتاب الکترودینامیک گریفیث
    آنجا تعریف ناظر و همزمانی و… به درستی ذکر شده و متنی است روشنگر در مورد این خلط مبحث غلط که بسیار هم شایع است…
    با تشکر

  • سلام بهمن عزیز. ممنون از نظر لطف تون به من و همچنین نظری که پای این متن نوشتید. ایده block universe و بنابراین محتوای متن حاضر را من اولین بار از دکتر فلوریان فرایشتتر فیزیکدان اتریشی در دانشگاه ینا شنیدم. شاید تماشای لینک زیر از Brian Greene به بیان دقیق تر منظورم کمک کند.
    https://youtu.be/MO_Q_f1WgQI

  • منابع برای مطالعه در زمینه Andromeda paradox راجر پنروز همچنین Rietdijk–Putnam argument و ایده ها و نظریات گوناگون در باب مساله همزمانی simultaneity و نسبی بودن آن فراوان است. به خصوص دربارهء محتوای فلسفی این استدلال ها دربارهء زمان و ماهیت همزمانی. اگر نکته خاصی به نظرتان می رسد که نشان دهنده درک نادرست این یادداشت از مساله block universe است ممنون می شوم همین جا بنویسید که با هم بررسی کنیم.

  • با عرض سلام و احترام خدمت شما جناب کسرایی
    اگر بخواهم دقیق باشم که در فیزیک باید بود عرض بنده دقیقا ناظر به مفهوم همزمانی در کانتکس نسبیت خاص هست. اگر فرمایش شما در ساحت دیگریست (مثلا نظریات فلسفی راجع به زمان) که بنده صلاحیت اظهار نظر ندارم. من اون کلیپ برایان گرین رو دیدم و اونطور که من متوجه شدم مربوط به نسبیت خاص و مایل شدن نمودارهای فضا-زمان برای ناظر متحرک است که در هرکتاب نسبیت خاصی موجود است. تا جایی که من مطالعه کردم پارادوکس اندرومدا هم در همین قالب و مربوط به ناظرهای متحرک و مفهوم همزمانی در نسبیت خاص می شود. در مورد block universe صلاحیت اظهار نظر ندارم. همینطور ظاهرا Rietdijk–Putnam argument در حیطه فلسفه قرار می گیرد، بنابراین ترجیح میدم چیزی نگم.

    کل عرض بنده این است که دو مسئله وجود دارند که باید ازهم تفکیک شوند.
    یکی پیامدهای ناشی از “محدود” بودن سرعت نور است که اصلا هیچ ربطی به نسبیت خاص و همزمانی ندارد. مثلا در فیزیک کلاسیک هم وقتی یک قطار از شما دور می شود، طول قطار کوتاه تر دیده می شود مثل انقباض فضا در نسبیت! ولی این صرفا یک اثر اپتیکی است که مربوط به محدود بودن سرعت نور است.

    دومی پیامدهای مربوط به “ثابت بودن سرعت نور” است. که این پایه نسبیت خاص است و مفاهیم همزمانی و طول و گذشت زمان را به یکباره تغییر بنیادی می دهد.

    بسیاری از افراد مبحث اول را با دومی خلط می کنند. اینکه نور دو لامپ که فواصل مختلفی دارند همزمان به چشم یک ناظر میرسد به هیچ عنوان به این معنا نیست که آن دو لامپ (دو رویداد) همزمان حادث شده اند و با اینکه این طور به نظر میاید ولی ناظر می تواند این را به دلیل فواصل مختلف دریابد که آن دو همزمان روشن نشده اند. این مربوط به همان بحث اول و محدود بودن سرعت نور می شود که تنها یه سری اثر “ظاهری” جالب دارد و مفاهیم بنیادی را تغییر نمی دهد. ولی ثبات سرعت نور است که حتی مفهوم همزمانی را تغییر بنیادی می دهد و پارادوکس اندرومدا هم بر همین مبناست.

    در آخر شاید متن زیر از کتاب الکترودینامیک گریفیث در روشن کردن منظورم موثر باشد:
    Of course, it is always possible for a naive witness to be mistaken about simultaneity:
    you hear the thunder after you see the lightning, and a child might infer that the source
    of the light was not simultaneous with the source of the sound. But this is a trivial error,
    having nothing to do with moving observers or relativity—obviously, you must correct for
    the time the signal (sound, light, carrier pigeon, or whatever) takes to reach you. When I
    speak of an observer, I mean someone having the sense to make this correction, and an
    observation is what an observer records after doing so. What you see, therefore, is not the
    same as what you observe. An observation cannot be made with a camera—it is an artificial
    reconstruction after the fact, when all the data are in.

    با عرض تشکر و خسته نباشید.

  • سلامی دوباره بهمن عزیز؛ و سپاس از مطالبی که در ادامه بحث نوشتید. کاملا حق با شماست؛ مقوله حرکت نسبی (فی المثل در دینامیک) اساسا ارتباطی با نسبیت اینشتین ندارد و مثلا دو ناظر متحرک مثل دو هواپیما با سرعت های متفاوت و زاویه و جهت حرکت متفاوت؛ اطلاعات مربوط به حرکت یکدیگر را متفاوت با آن چیزی یادداشت می کنند که یک ناظر ساکن در زمین. اما درباره مساله درک فلسفی از ماهیت زمان بر اساس مشاهدهء ناظر؛ اینجا یک اختلاف اساسی وجود دارد. کتاب الکترودینامیک گریفیث درباره مفهوم observer نظری دارد که الزاما نظر همه نیست. ناظر از دیدگاه این کتاب کسی است که قادر است این مشاهده را که “لامپ واقع در فاصله ۱۰۰ متری از نظر او زودتر از لامپ در فاصله ۱۱۰ متری روشن شده” correct کند. این تلقی از مفهوم مشاهده چیزی نیست که همه فیلسوفان و فیزیکدانان نظری دربارهء آن توافق داشته باشند. مثلا ممکن است یک پوزیتویست دو آتشه بگوید
    “that which cannot yet be observed does not yet exist”
    و مثلا نور انفجار ابرنواختر که در فاصله ۵۰۰۰ سال نوری؛ همین لحظه به ما رسیده برای ما همین (الآن) محسوب می شود و ممکن است برای ناظر دیگری گذشته باشد و الخ. ما تا پیش از مشاهده هیچ دیتا و اطلاعاتی از آن نداشته ایم (و نمی توانستیم هم داشته باشیم).

  • سلام و سپاس از پاسخ شما جناب کسرایی عزیز
    بنده عرض کردم بحث من فقط در چارچوب نسبیت خاص کلاسیک است. در مورد مفهوم ناظر در “فیزیک نسبیتی” تمام فیزیکدانان متفق القول هستند. ولی چون فرمایش شما مربوط به درک فلسفی از ماهیت زمان است پس تناقضی بین عرض بنده و فرمایش شما نیست ( در مرتبه اول) و فبها المراد…
    در مرتبه دوم “فکر می کنم” حتی از دیدگاه پوزیتیویستی هم بتوان اون تصحیحات همزمانی مربوط به دو جسم در فواصل مختلف را انجام داد ولی چون دیگر بحث فلسفی است فکر می کنم اینجا جایش نباشد.
    بنابراین همین که در مرتبه اول به تفاهم رسیدیم و حدود بحثمان دقیق تر مشخص شد بسیار هم عالی و سپاس گزارم

دیدگاه شما چیست