complexitate - partea a 2-aCui nu i-ar plăcea să poată călători în timp? Dar chiar este acest lucru posibil? Este o problemă ce va fi rezolvată de progresul tehnologic ori una ce ţine  de mecanismul funcţionării Universului?  Care este natura "prezentului"? Care este diferenţa dintre prezent şi trecut? Citiţi în partea a doua a seriei dedicate sistemelor complexe (video inclus).


CITIŢI AICI
TOATE ARTICOLELE DIN SERIA DEDICATĂ SISTEMELOR COMPLEXE

 


CUPRINS
(I)reversibilitatea timpului
Prezentul în lumea particulelor fundamentale
Lumea macroscopică
...mergi direct la videoclip



 

(I)REVERSIBILITATEA TIMPULUI


Cui nu i-ar plăcea să poată călători în timp? De-a lungul timpului, scriitorii au explorat ispititoarea idee de a putea călători prin timp, înapoi în trecut ori înspre viitor! Deşi poate părea greu de crezut, cu toţi călătorim prin timp chiar în acest moment. Şi o facem cu fiecare clipă care trece, înaintând către viitor! Iar întrebarea care se naşte în urma unei analize sumare: trecerea prin timp este posibilă într-o singură direcţie şi într-un singur ritm ?

Dacă ar fi să privim un jucător de biliard spărgând mănunchiul în startul unui joc de tip "bila 8", am putea spune cu uşurinţă dacă timpul se scurge normal, către viitor, ori dacă urmărim o scenă derulată către înapoi, în sens invers, spre trecut. Secvenţa în sens invers nu încalcă, în sine, vreo legitate a fizicii, dar suprapunerea tuturor factorilor necesari producerii acesteia este ATÂT de puţin probabilă încât putem să folosim pentru a o descrie cuvintele “nu se întâmplă niciodată” şi să avem perfectă dreptate!

Spre deosebire de cazul bilelor de biliard, atunci când doi protoni vin în contact unul cu celălalt timpul pare a fi reversibil. Secvenţa "către înapoi" este identică cu cea originală, care surprinde trecerea normală a timpului. Întrebarea este alta acum: de ce este cazul protonilor atât de diferit de cel al bilelor de biliard? Iar răspunsul rezidă în faptul că interacţiunea dintre protoni este una SIMPLĂ.


PREZENTUL ÎN LUMEA CUANTICĂ

Să privim cu atenţie modul în care noi, oamenii, experimentăm trecerea timpului. V-aţi gândit vreodată îndelung şi profund la diferenţa dintre viitor şi trecut? Sau la diferenţa dintre proiecţia de viitor şi amintire? Ori la deosebirile dintre speranţă şi regret ori remuşcare? Oricine poate încerca un simplu experiment de concentrare a propriei  atenţii spre localizarea în timp a fracţiunii de secundă pe care o numim prezent. Vom constata că, întotdeauna, prezentul parcă fuge de noi, refugiindu-se într-o clipită în trecut, devenind trecut şi fiind înlocuit cu un alt moment de timp.

În fapt, fiecare dintre cei ce încearcă acest exerciţiu se concentrează şi observă cum viitorul devine trecut. Dacă deja ne putem aminti un moment în timp, atunci acesta nu mai aparţine prezentului! Prezentul, momentul de timp în care se întâmplă totul, clipa de faţă, pare a nu avea nicio întindere ori măsură. Ceva ce s-a întâmplat în urmă cu o secundă aparţine deja trecutului. Iar acest lucru este valabil pentru o milionime de secundă, ba chiar şi pentru a milioana parte dintr-o milionime de secundă.

Asemenea, viitorul este la fel de apropiat clipei de faţă ca şi trecutul. Dar în timp ce prezentul prezintă un caracter instantaneu pentru obiecte complexe cum sunt oamenii, în cazul electronilor şi quarcurilor scenariul trecerii timpului poate fi interpretat în mod complet diferit. Aceste particule elementare sunt descrise cu ajutorul unei ecuaţii numită funcţie de undă, iar atunci când două particule interacţionează, cele două funcţii de undă asociate se întrepătrund. Dar oare pentru cât timp? După cât timp îşi recapătă caracterul individual?

Un fizician ar formula întrebarea astfel: “când se produce colapsul funcţiei de undă?” Un electron, în urma ciocnirii cu un altul, va fi într-una dintre două posibile poziţii: în punctul A sau în punctul B. Este posibil ca pentru o perioadă lungă (din punct de vedere al oamenilor) de timp, secunde ori chiar minute, electronul în cauză să se găsească EFECTIV în ambele locuri în acelaşi timp. Iată unul din motivele pentru care Einstein credea că adepţii interpretării Copenhaga a mecanicii cuantice sunt puţin nebuni !

Un mod de a privi această problemă este că, în cazul unui electron, curgerea timpului este strâns legată de interacţiunile la care participă particula fundamentală. Prezentul, pentru un simplu electron, are o întindere ori o măsură imprecisă, nedefinită. Electronul "experimentează" prezentul până când o nouă interacţiune duce la modificarea funcţiei de undă asociate acestuia. Odată interacţiunea petrecută, timpul a curs către înainte şi pentru electronul în cauză. ORICE nouă interacţiune poate face ca electronul să ajungă în punctul A ori în punctul B.

Cum se întâmplă acest lucru? De pildă prin îndreptarea unui fascicul luminos în direcţia sa ori prin activarea unui câmp electric în regiunea spaţiului care îl conţine. Nu este nevoie de un observator uman ori de efectuarea unor măsurători pentru ca acest lucru să aibă loc (deşi această concepţie greşită poate fi întâlnită inclusiv la unii oameni instruiţi în domeniul fizicii). Colapsul funcţiei de undă cuantice este punctul în care Universul "înaintează", evoluează, momentul când prezentul devine trecut şi când mai multe eventualităţi devin o singură realitate. Timpul însuşi devine ireversibil atunci când efectul de colaps al funcţiei de undă se răspândeşte la nivelul suficient de multor atomi şi molecule astfel încât secvenţa în sens invers devine atât de improbabilă cât să putem afirma că "nu se întâmplă niciodată".

Aşadar, am descoperit o posibilă cheie de interpretare cu ajutorul căreia să avansăm pe drumul dedicat înţelegerii sistemelor complexe. Cu cât creşte complexitatea unui sistem, cu atât probabilitatea reversibilităţii curgerii timpului scade !


LUMEA MACROSCOPICĂ

Să trecem acum de la universul cuantic la cel macroscopic. Să luăm cazul unui muzician care interpretează la chitară o piesă de jaz în ritm sincopat. La această scară - macroscopică, mecanica cuantică este complet inutilă pentru descrierea scenei. Atomii chitaristului şi ai instrumentului pot oscila, ca stare, la o scară comparabilă cu dimensiunile lor, dar acest lucru nu produce un efect observabil asupra interpretului ori asupra muzicii sale. Muzicianul are o existenţă sigură, clară, bine definită şi continuă. Nimic din această scenă nu este reversibil. Şi, mai mult, ansamblul prezintă şi caracteristica de unicitate.

Spre deosebire de electroni, care sunt interschimbabili, muzicienii nu sunt la fel! Probabilitatea de a găsi un alt muzician, identic cu cel pomenit la început, altundeva în Univers este, în principiu, nulă. De asemenea, trebuie menţionat că probabilitatea ca acest muzician să poată călători înapoi în timp este egală cu zero. Din moment ce atomii săi constituenţi vibrează, interacţionează încontinuu, generând colapsul unei multitudini de funcţii de undă, eventualităţile devin în mod ireversibil realităţi, deci nu există cale de întoarcere! Însuşi acest proces extrem de complex şi ireversibil generează unicitatea muzicianului.

 


Notă: articolul de mai sus este adaptarea textului folosit în film.
Traducerea şi adaptarea: Scientia.ro.
Credit: www.cassiopeiaproject.com