زمان یا وقت بعدی است که در آن اتفاقات از گذشته تا به حال و از حال تا آینده رخ میدهند. از نظر واژه شناسی ایرانی، زمان ریشه گرفته از واژه زروان است که الهه زمان در ایران پیش از اسلام بوده است. دو دیدگاه گوناگون در تعریف زمان وجود دارد.دیدگاه نخست بیان میکند که زمان قسمتی از ساختارهای اساسی جهان است، بُعدی است که اتفاقات پشت سر هم در آن رخ میدهند. همچنین این دیدگاه بیان میکند که زمان قابل اندازهگیری است. این یک نوع دیدگاه واقع گرایانهاست که آیزاک نیوتن بیان میکند و از این رو گاهی با نام زمان نیوتونی شناخته میشود.
در مقابل، دیدگاه دیگری چنین بیان میکند که زمان قسمتی از ساختارهای ذهنی انسان است (همراه فضا و عدد) آن چنانکه ما در ذهن خود رشته رویدادها را دنبال میکنیم همچنین در ذهن خود برای طول آن اتفاقات کمیتهایی را از قبیل ثانیه، دقیقه و ساعت تعریف میکنیم. تعریف دوم به هیچ هویت مستقلی برای زمان اشاره نمیکند که اتفاقات درون آن رخ دهد. این دیدگاه حاصل کار گوتفرید لایبنیتس و امانوئل کانت میباشد که زمان را قابل اندازهگیری نمیداند و میگوید تمام اندازهها در سیستم ذهنی بشر رخ میدهد.و تعریف سوم نیز زمان سرعت تحلیل ذهن ماست.
به طور کلی در فیزیک زمان و فضا به عنوان کمیتهای بنیادی بهشمار میآیند و امکان بیان تعریفی دقیق برای آنها در قالب دیگر کمیتها نیست به این خاطر که بقیه کمیتها همچون سرعت، نیرو و انرژی همگی به وسیله این دو کمیت تعریف شدهاند. داود بن محمود قیصری، در سده هشتم هجری و در رساله «معمای زمان» مینویسد که «زمان نه آغازی دارد و نه پایانی. زمان، قابل تقسیم نیست و آنچه که ما آنرا بخش میکنیم تنها در پندار ماست.» از یک منظر زمان را با ارزش تر ازپول و طلا دانستهاند، چرا که پول و طلای از دست رفته را میتوان به دست آورد ولی زمان از دست رفته را هرگز نمیتوان به دست آورد.
در فیزیک “زمان” مقوله ای بسیار پیچیده محسوب می شود و در این میان افرادی هستند که باور دارند زمان وجود ندارد.
یکی از دلایلی که آنها برای اظهارات خود استفاده می کنند این است که انیشتین ثابت کرد همه چیز نسبی است بنابراین زمان مقوله ای نامرتبط می باشد. نویسندگان پرفروش ترین کتاب سال، کتاب “راز”، در این کتاب می گویند: «زمان تنها یک توهم است.» آیا این مسئله درست است؟ زمان تنها یک توهم در تصورات ما می باشد؟
انیشتین ثابت کرد همه چیز نسبی است بنابراین زمان مقوله ای نامرتبط می باشد
در میان برخی فیزیک دانان شکی وجود ندارد که زمان واقعا وجود دارد. زمان پدیده ای قابل اندازه گیری و قابل مشاهده است. فیزیک دانان اندکی در مورد علت وجود آن و معنای کلمه وجود داشتن، تردید دارند. البته این مسئله، محدودیت های حوزه هستی شناسی (فلسفه وجود) و سوالات تجربی در مورد زمان (که فیزیک به آنها اشاره می کند) را زیر سوال می برد.
پیکان زمان و آنتروپی
عبارت “پیکان زمان” در سال ۱۹۲۷ میلادی توسط سر آرتور ادینگتون معرفی شده و در سال ۱۹۲۸ در کتاب “طبیعت دنیای فیزیکی” برای عموم شناخته شد. اساسا پیکان زمان ایده ای است که در آن، بر خلاف ابعاد فضا که فاقد جهت هستند، زمان در یک جهت حرکت می کند. ادینگتون به ۳ نکته مهم در مورد پیکان زمان اشاره کرده است:
۱- بصورت واضحی توسط خودآگاه (آگاهی) قابل شناسایی می باشد.
۲- توانایی استدلال ما، که به ما می گوید برعکس شدن پیکان دنیای بیرون را بی معنی می کند، اصرار بر وجود آن دارد.
۳- زمان در علم فیزیک، بجز در مطالع سازمان تعدادی از افراد، پدیدار نمی شود. در اینجا پیکان اشاره به مسیر افزایش تدریجی یک عنصر اتفاقی دارد.
دو نکته اول جالب به نظر می رسند اما نکته سوم است که فیزیک، پیکان زمان را کنترل می کند. عامل متمایز کنند پیکان زمان این است که طبق قانون دوم ترمودینامیک، به سمت افزایش آنتروپی پیش می رود. اجرام در کیهان، در یک فرایند زمانی پوسیده شده و تحلیل می روند اما بصورت ناگهانی منظم نمی شوند.
نکته عمیق تر در گفته ادینگتون در مورد سوم وجود دارد.
در قسمتی او می گوید: «زمان در علم فیزیک پدیدار نمی شود…» این جمله چه معنی می دهد؟ زمان در سراسر فیزیک نهفته شده است! با وجود صحیح بودن این مسئله، نکته جالب این است که قوانین فیزیک،”برعکس پذیر زمانی” هستند که یعنی، این قوانین در صورت برعکس شدن روند کیهان، باز هم صدق می کردند. از دیدگاه فیزیکی، دلیلی بر حرکت رو به جلوی پیکان زمان وجود ندارد.
معمولی ترین توضیح این است که در گذشته بسیار دور، کیهان نظم بالایی (یا آنتروپی پایینی) داشته است. قوانین طبیعت، به دلیل “شرایط مرزی”به شکلی هستند که آنتروپی همواره در حال افزایش است. (این نکته، دلیل اصلی آورده شده در کتاب “از ازل تاکنون: جستجو برای نظریه نهایی زمان” از شان کارول در سال ۲۰۱۰ میلادی است که البته او به ارائه توضیحات بیشتری برای علت نظم بالای کیهان در آغاز می پردازد.)
قوانین طبیعت، به دلیل “شرایط مرزی” به شکلی هستند که آنتروپی همواره در حال افزایش است
راز و زمان
یکی دیگر از اشتباهات فکری رایج گسترش یافته به وسیله مباحث غیرشفاف در مورد نسبیت و دیگر قوانین فیزیکی مرتبط با زمان این است که در واقع اصلا زمان وجود ندارد. این تفکر مربوط به حوزه های با نام شبه علم می باشد اما من مایلم در این مقاله به آن اشاره کنم.
نویسنده کتاب شبه علمی “راز”، ادعا کرده که فیزیک دانان ثابت کرده اند زمان وجود ندارد. به چند خط زیر که از قسمت “چقدر طول می کشد؟” در فصل “چگونه از راز استفاده کنیم”انتخاب شده است توجه کنید:
«زمان تنها یک توهم است.»
«انیشتین و فیزیک کوانتوم به ما می گوید همه چیز بصورت همزمان در حال اتفاق افتادن است.»
«جهان، زمان و اندازه ندارد.»
بر اساس گفته های بیشتر فیزیک دانان و به خصوص انیشتین، این سه جمله غلط می باشد. در واقع زمان قسمت مهمی از کیهان محسوب می شود. همان طور که قبلا گفته شد، مفهوم خطی بودن زمان با قانون دوم ترمودینامیک گره خورده که این قانون از دیدگاه فیزیک دانان به عنوان یکی از مهم ترین قوانین کیهان محسوب می شود! اگر زمان یک ویژگی واقعی کیهان نباشد، قانون دوم ترمودینامیک بی معنی می شود.
چیزی که انیشتین با نظریه نسبیت خود ثابت کرد این است که زمان به خودی خود یک کمیت مطلق نمی باشد. در عوض زمان و فضا با یکدیگر متحد بوده و فضا-زمان را تشکیل می دهند و فضا، زمان مقیاسی قابل اندازه گیری است که می توان با آن (با روشی ریاضیاتی) تفاوت فرایندهای فیزیکی در مکان های مختلف کیهان را نشان داد.
هر نقطه در فضا-زمان محدودیت ارتباطی با دیگر نقاط فضا-زمان دارد
این بدین معنی نیست که همه چیز بصورت همزمان اتفاق می افتد. در واقع انیشتین شدیدا معتقد بود (بر اساس معادله E=mc2) که اطلاعات نمی توانند سریع تر از نور منتقل شوند. هر نقطه در فضا، زمان محدودیت ارتباطی با دیگر نقاط فضا، زمان دارد. این ایده که همه چیز همزمان اتفاق می افتد کاملا در تضاد با نتایج بدست آمده توسط انیشتین می باشد. این اشتباه و دیگر اشتباهات موجود در کتاب مذکور قابل درک هستند زیرا اینها مباحث بسیار پیچیده ای بوده و لزوما قرار نیست تماما توسط فیزیک دانان درک شوند. گرچه اینکه دانشمندان درک کاملی از زمان ندارند دلیل نمی شود که بگوییم هیچ درکی از زمان ندارند. قطعا اینطور نیست.
پیچیدگی دیگر در درک زمان در کتاب “تولد دوباره زمان: از بحران در فیزیک تا آیندۀ کیهان” توسط لی اسمالین در سال ۲۰۱۳ میلادی نشان داده شد که در آن نویسنده اظهار دارد علم، زمان را بصورت یک توهم می بیند. در عوض، نگارنده اظهار دارد که ما باید زمان را به عنوان یک کمیت واقعی در نظر بگیریم و اگر واقعا آن را جدی بگیریم، می توانیم قوانین متغیر در زمان، فیزیک را کشف کنیم. باید نظاره کرد که این امر منجر به ارائه دیدگاه های جدیدی در مورد پیدایش فیزیک می شود یا خیر.