Czym jest czas
Download
Report
Transcript Czym jest czas
Czym jest czas?
Andrzej Łukasik
Instytut Filozofii UMCS
http://bacon.umcs.lublin.pl/~lukasik
[email protected]
1
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
2
Czas a świadomość (obiektywizm – subiektywizm)
Czas – przestrzeń – materia (absolutyzm – relacjonizm)
Zagadnienie czasowego początku (i końca świata)
Strzałka czasu
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.
3
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)
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”.
4
Arystoteles
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.
5
Epikur
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.
6
Św. Augustyn, Wyznania, ks. XI 14, 15
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.
7
Św. Augustyn, Wyznania, ks. XI 14, 15
Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość
przeszłość
8
teraźniejszość
przyszłość
Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość
przeszłość
9
teraźniejszość
przyszłość
Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość
teraźniejszość
10
przyszłość
Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość
teraźniejszość
11
Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość
teraźniejszość
12
Przeszłość – teraźniejszość – przyszłość
13
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.
14
Isaac Newton, Philosophiae naturalis principia mathematica (1687)
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)
15
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)
16
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
17
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?
18
Voltaire, Elementy filozofii Newtona
Leibniz – czas jest relacją
Co do mnie, niejednokrotnie podkreślałem, że mam przestrzeń
za 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)
19
[…] 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.
20
G. W. Leibniz, Polemika z S. Clarkiem, s. 336-337
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:
21
Odrzucenie koncepcji czasu absolutnego
Względność czasu
Względność równoczesności zdarzeń
Wprowadzenie zamiast pojęć czasu (absolutnego) i przestrzeni
(absolutnej) pojęcia czterowymiarowej czasoprzestrzeni
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
22
Względność czasu – paradoks bliżniąt
Tempo upływu czasu zależy od układu odniesienia
t t0
23
1
v2
1 2
c
Względność równoczesności zdarzeń
24
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
25
Przeszłość i przyszłość
Podział zdarzeń na przeszłe i przyszłe zależy od układu
odniesienia
Interpretacje czasoprzestrzeni STW
26
Eternizm (Block Universe): przeszłość, teraźniejszość i przyszłość
istnieją równie realnie – upływ czasu jest złudzeniem świadomości
Transjentyzm – realność upływu czasu
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
27
Równania pola grawitacyjnego
Geometria czasoprzestrzeni określa rozkład materii
R
28
1
8G
g R 4 T
2
c
Grawitacja spowalnia tempo upływu
czasu
Ogólna teoria względności – powiązanie własności czasu i
przestrzeni z rozkładem materii
Potwierdzenia techniczne – np. GPS
29
Rozkład mas zakrzywia czasoprzestrzeń
30