Κυριακή, 26 Ιανουαρίου 2020

Το διαχρονικό όνειρο της εξάλειψης του χρόνου. Is It Time to Get Rid of Time?

Pawel Kuczynski, Time Passing. Ποια σχέση μπορεί υπάρχει μεταξύ του βιολογικά και ιστορικά καταγεγραμμένου χρόνου των ανθρώπων με τον μαθηματικοποιημένο αλλά άχρονο χρόνο της κλασικής Φυσικής και την αιωνιότητα των φυσικών νόμων, τη μεταφυσική-θεολογική εκδοχή του άχρονου χρόνου; The crisis inside the physics of time.

Ο χρόνος όχι μόνο δεν περιορίζεται σε ό,τι μετράνε τα ρολόγια μας, ούτε και αποτελεί μόνο μια ανθρώπινη ψευδαίσθηση, όπως πίστευε ακράδαντα ο Αϊνστάιν, αλλά ενυπάρχει και εξηγεί την ανάδυση όλων των πολύπλοκων φυσικών συστημάτων: από την οργάνωση και τη λειτουργία των ζωντανών οργανισμών μέχρι τη διαμόρφωση και την εξέλιξη των ουράνιων σωμάτων, όπως υποστήριζε ο Μπερξόν πριν από περίπου έναν αιώνα.

SLICING IT THIN: A hydrogen maser clock keeps time by exploiting the so-called hyperfine transition. Image: Wikimedia Commons

Η ανάγκη για μια ακριβέστερη καταμέτρηση του χρόνου οδήγησε τους ανθρώπους στην επινόηση και στην τελειοποίηση ολοένα και πιο σύνθετων ωρολογιακών μηχανών και πιο πρόσφατα στη δημιουργία ατομικών ρολογιών. Δεν πρόκειται για τα συνήθη ρολόγια που κοιτάμε καθημερινά, αλλά για χρονομετρικά συστήματα που καταγράφουν -με τις παλινδρομήσεις σε ατομικό επίπεδο- το πέρασμα του χρόνου. Το πρόβλημα ωστόσο με τα ατομικά ρολόγια δεν είναι η αξιοπιστία τους, αλλά αυτό που μετράνε με εντυπωσιακή ακρίβεια, δηλαδή ο χρόνος. Δεδομένου ότι, για πολλούς φυσικούς, ο χρόνος δεν υπάρχει.

Αν όμως ο χρόνος δεν υπάρχει πραγματικά στη φύση, τότε γιατί η βιολογική μας εξέλιξη δημιούργησε τους εγκεφαλικούς χρονομέτρες; Και ποια σχέση μπορεί υπάρχει μεταξύ του βιολογικά και ιστορικά καταγεγραμμένου χρόνου των ανθρώπων με τον μαθηματικοποιημένο αλλά άχρονο χρόνο της κλασικής Φυσικής και την αιωνιότητα των φυσικών νόμων, τη μεταφυσική-θεολογική εκδοχή του άχρονου χρόνου;

Φυσικές και μεταφυσικές παρανοήσεις περί αχρονικότητας

Albert Einstein (left) and French philosopher and writer Henri Bergson. Image: Keystone/Getty Images and STF/AFP/Getty Images

Στις 6 Απριλίου του 1922, στην περίφημη Φιλοσοφική Εταιρεία στο Παρίσι, συναντήθηκαν δύο μεγάλοι στοχαστές, ο φυσικός Άλμπερτ Αϊνστάιν με τον φιλόσοφο Ανρί Μπερξόν, για να ανταλλάξουν απόψεις γύρω από το αίνιγμα του χρόνου.

Στο επίμονο ερώτημα του Μπερξόν αν ο χρόνος που περιγράφει η Θεωρία της Σχετικότητας, και συνεπώς η σύγχρονη Φυσική, σχετίζεται με τον χρόνο όπως τον βιώνουν καθημερινά οι άνθρωποι, έλαβε από τον Αϊνστάιν την ακόλουθη απάντηση: «Το ερώτημα τίθεται ως εξής: ο χρόνος του φιλόσοφου είναι ο ίδιος με τον χρόνο του φυσικού;» Και, προς μεγάλη απογοήτευση του Μπερξόν, ο δημιουργός της Θεωρίας της Σχετικότητας θα υποστηρίξει απερίφραστα: «Μόνο η επιστήμη λέει την αλήθεια και κανένα υποκειμενικό βίωμα δεν μπορεί να διασώσει ό,τι αρνείται η επιστήμη».

Σε αυτήν την ατελέσφορη προσπάθεια διαλόγου του μεγαλύτερου φυσικού επιστήμονα με τον κορυφαίο φιλόσοφο, κατά το πρώτο ήμισυ του εικοστού αιώνα, αποτυπώνεται όχι τόσο η αδυναμία διαλόγου μεταξύ Επιστήμης και Φιλοσοφίας, αλλά η βαθύτερη (ιστορικά) και θεμελιώδης (γνωσιολογικά) διαφωνία τους σχετικά με τη φύση του χρόνου και τον δημιουργικό ρόλο του στην εξέλιξη του Σύμπαντος και ειδικότερα για την επίδρασή του στη ζωή και τη σκέψη των ανθρώπων (βλέπε παρακάτω: Η ατελέσφορη διένεξη του Αϊνστάιν με τον Μπερξόν για το χρόνο).

Εξαλείφοντας τον χρόνο για χάρη της αιωνιότητας

Jan van den Hoecke, The Triumph of Time, first half of 17th century

Αν έχει δίκιο ο Αϊνστάιν, τότε ο χρόνος που περιγράφεται από τους βασικούς νόμους της Μηχανικής του Νεύτωνα, αλλά και από τη δική του Θεωρία της Σχετικότητας, είναι γραμμικός, συμμετρικός και ομοιότροπος ως προς το παρελθόν και το μέλλον. Επομένως ο χρόνος μέσα στον οποίο ζουν οι άνθρωποι καθημερινά δεν έχει κανένα απολύτως νόημα για τη Φυσική και «υπάρχει» μόνο ως… ανθρώπινη ψευδαίσθηση.

Πράγματι, από την εμφάνιση της νεότερης Φυσικής κατά τον 17ο αιώνα μέχρι σήμερα, οι περισσότερες επιστημονικές θεωρίες, μολονότι προσέβλεπαν στην αντικειμενική περιγραφή της παρουσίας του χρόνου στον φυσικό κόσμο, οδηγήθηκαν τελικά στη σχεδόν πλήρη εξάλειψή του!

Πώς εξηγείται αυτό το παράδοξο; Και γιατί τόσο για τη νευτώνεια δυναμική όσο και για τη σχετικιστική φυσική ο χρόνος δεν αποτελεί ενεργό και δημιουργική δύναμη, αλλά μόνο μία επιπλέον διάσταση στη μαθηματική περιγραφή της κίνησης των υλικών σωμάτων στον χώρο; Μια τέταρτη διάσταση η οποία μπορεί κάλλιστα να παίρνει είτε θετικές είτε αρνητικές τιμές.

Η χρονική αντιστροφή από το t στο –t θεωρείται όχι μόνο εφικτή αλλά και επιβεβλημένη! Ως μια καθαρά μαθηματική παράμετρος ο χρόνος μπορεί να ρέει ελεύθερα από το παρελθόν προς το μέλλον (ή και αντίστροφα), χωρίς αυτό να επηρεάζει ουσιαστικά τις βασικές εξισώσεις που περιγράφουν τη συνολική συμπεριφορά ή τις επιμέρους μεταβολές στην κίνηση των υλικών αντικειμένων. Με άλλα λόγια, η αντιδιαισθητική και φαινομενικά παράδοξη εξάλειψη του χρόνου από τη δυναμική φυσική οφείλεται τελικά στη μετα-φυσική παραδοχή της συμμετρίας του παρελθόντος και του μέλλοντος, δηλαδή της αντιστρεπτότητας του χρόνου.

Ο αντικειμενικός φυσικός χρόνος, σε αντίθεση με τον υποκειμενικό ανθρώπινο χρόνο, δεν κυλάει προς κάποια κατεύθυνση και δεν παράγει ποτέ τίποτα νέο. Όπως το έθεσε ο Νεύτων στην εισαγωγή του περίφημου βιβλίου του «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» (Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας): «Ο απόλυτος, αληθινός και μαθηματικός χρόνος, αφ’ εαυτού και από την ίδια του τη φύση, ρέει ομοιόμορφα χωρίς να εξαρτάται από τίποτα το εξωτερικό…».

Με άλλα λόγια, η υποκειμενική εμπειρία του χρόνου που βιώνουν οι άνθρωποι είναι απλώς μια ψευδαίσθηση που καμία σχέση δεν μπορεί να έχει με τον απόλυτο «χώρο» και «χρόνο» του Νεύτωνα, ούτε όμως και με τον ενοποιημένο «χωροχρόνο» που πρότεινε η πολύ μεταγενέστερη Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Το μεταφυσικό όνειρο μιας αντικειμενικής, υπεριστορικής, διαχρονικά αληθούς -και άρα αχρονικής- περιγραφής της φύσης αποδείχτηκε αναμφίβολα ιδιαίτερα γόνιμο και συνέβαλε αποφασιστικά στην ανάπτυξη της λεγόμενης «κλασικής Φυσικής». Σήμερα οι περισσότεροι άνθρωποι παραδέχονται πρόθυμα ότι η μέτρηση του χρόνου των παρατηρούμενων φαινομένων είναι «σχετική» και εξαρτάται από το σύστημα αναφοράς και την ταχύτητα με την οποία κινείται ο χρονομέτρης. Αυτό βέβαια, όπως θα δούμε, δεν ισοδυναμεί με την κοινότοπη διαπίστωση ότι ο ίδιος ο χρόνος είναι σχετικός.

Η επιστημονική ανάκτηση του «χαμένου» χρόνου

ANOTHER VIEW OF TIME: Some physicists believe time is an emergent property of many particles, like temperature or pressure. Image: Toa55 / Shutterstock

Πράγματι, ήδη από τα μέσα του 19ου αιώνα, διατυπώθηκαν επιστημονικά τεκμηριωμένες θεωρίες που αμφισβήτησαν τη γνωσιολογική νομιμότητα της εξάλειψης του χρόνου ως δημιουργικού παράγοντα: οι θερμοδυναμικές θεωρίες στη Φυσική, οι εξελικτικές θεωρίες στη Βιολογία και πιο πρόσφατα η ανακάλυψη της εγγενούς χρονικότητας όλων των βασικών κοσμολογικών και των αστροφυσικών φαινομένων, για να μη μιλήσουμε για τα ανθρωπολογικά και κοινωνικά φαινόμενα.

Για παράδειγμα, από τα δύο βασικά αξιώματα της θερμοδυναμικής προκύπτει ότι αν η συνολική ενέργεια ενός κλειστού συστήματος είναι σταθερή (πρώτο αξίωμα), τότε αυτό το σύστημα τείνει να περνά από τις λιγότερο πιθανές καταστάσεις τάξης και οργάνωσης σε ολοένα πιο πιθανές καταστάσεις αποδιοργάνωσης και αταξίας, δηλαδή στη μεγιστοποίηση της εντροπίας (το δεύτερο αξίωμα ). Σύμφωνα λοιπόν με το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα, η συνολική εντροπία του συστήματος, με το πέρασμα του χρόνου, μπορεί μόνο να αυξάνεται. Αν μάλιστα θεωρηθεί ότι ολόκληρο το Σύμπαν είναι ένα κλειστό σύστημα, τότε η σταδιακή ενεργειακή υποβάθμισή του θα οδηγήσει αναπόφευκτα στη μεγιστοποίηση της εντροπίας του, δηλαδή στον θερμικό θάνατό του!

Η αχίλλειος πτέρνα αυτής της πεσιμιστικής εκδοχής του «βέλους του χρόνου» ήταν ότι αρχικά μελετούσε μόνο κλειστά και αδρανή συστήματα. Όμως τέτοια ιδανικά συστήματα που δεν ανταλλάσσουν ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον τους δεν υπάρχουν βέβαια στη φύση. Και το γεγονός αυτό αποδείχτηκε περίτρανα με την ανάπτυξη της θερμοδυναμικής των ανοιχτών συστημάτων. Μακριά από τη θερμοδυναμική ισορροπία τα πολύπλοκα ανοιχτά συστήματα τείνουν, αντίθετα, να αυτοοργανώνονται και να δημιουργούν τοπικά ολοένα και πιο πολύπλοκες δομές.

Δικαίως λοιπόν θα μπορούσε κανείς να μιλήσει για «εισβολή του χρόνου» σε όλους κυριολεκτικά τους τομείς της επιστημονικής γνώσης. Έτσι η μέχρι τότε «αχρονική» Επιστήμη θα συνειδητοποιήσει σταδιακά και προς μεγάλη της έκπληξη θα επιβεβαιώσει καθολικά ότι οι περισσότερες φυσικοχημικές διεργασίες καθώς και όλα ανεξαιρέτως τα βιολογικά, τα κοσμολογικά και τα ανθρωπολογικά φαινόμενα είναι χρονικά «μη αναστρέψιμα».

Σήμερα θεωρείται επαρκώς επιβεβαιωμένο ότι ο χρόνος δεν είναι μόνο μια επιπλέον γεωμετρική μεταβλητή, η τέταρτη διάσταση του ενοποιημένου χωροχρόνου, αλλά ο αποφασιστικός και δυσεξάλειπτος παράγοντας που διαμορφώνει την πολύπλοκη οργάνωση και την εξέλιξη όλων των «ανοιχτών συστημάτων»: των συστημάτων δηλαδή που υπάρχουν και εξελίσσονται επειδή μπορούν να ανταλλάσσουν ύλη, ενέργεια και πληροφορίες με το περιβάλλον τους. Τα σμήνη γαλαξιών, οι έμβιοι οργανισμοί, τα οικοσυστήματα, αλλά και οι ανθρώπινες κοινωνίες αποτελούν τυπικά παραδείγματα τέτοιων ανοιχτών συστημάτων.

Πάντως η σχεδόν καθολική αναγνώριση της εγγενούς «χρονικότητας» έχει πολύ ανατρεπτικές και ιδιαίτερα επώδυνες επιπτώσεις για την παραπλανητικά καθησυχαστική «αχρονική» κοσμοαντίληψη. Καταρχάς μας επιβάλλει όχι μόνο να αναγνωρίσουμε αλλά και να εξηγήσουμε -σε κάθε μεμονωμένη περίπτωση εξέλιξης- σε τι συνίσταται η ουσιαστική ασυμμετρία ανάμεσα στο παρελθόν, το παρόν και το μέλλον.

Επιπλέον, αν ο χρονικός προσανατολισμός αυτών των φαινομένων και η πανταχού παρούσα «μη αναστρεψιμότητα» (irreversibility) των περισσότερων φυσικών διαδικασιών αποτελεί τον κανόνα, τότε η χρονική «αναστρεψιμότητα» και άρα η προβλεψιμότητα αποτελούν την εξαίρεση. Σε συνθήκες μακριά από τη θερμοδυναμική ισορροπία η οργάνωση και η εξέλιξη ενός πολύπλοκου συστήματος δεν είναι προβλέψιμες, ούτε και μπορούν να θεωρούνται ποτέ προδιαγεγραμμένες!

Συνεπώς το μέλλον των πολύπλοκων συστημάτων δεν είναι ποτέ προκαθορισμένο, ούτε βέβαια και προβλέψιμο. Ή τουλάχιστον δεν είναι περισσότερο προβλέψιμο απ’ ό,τι η ζωή των ανθρώπων που τα παρατηρούν ή μιας κοινωνίας που τα εκμεταλλεύεται. Και σε αυτή ακριβώς τη χρονική μη προβλεψιμότητα συνίσταται η… πολυπλοκότητά τους.

Η ατελέσφορη διένεξη του Αϊνστάιν με τον Μπερξόν για το χρόνο

Στις 6 Απριλίου του 1922 στο Παρίσι ο Αλμπερτ Αϊνστάιν, ο κορυφαίος θεωρητικός φυσικός του εικοστού αιώνα, και ο Ανρί Μπερξόν, ο ισχυρότερος φιλόσοφος στις αρχές του ίδιου αιώνα, έκαναν δημόσια έναν διάλογο για τη φύση του χρόνου. Ο Αϊνστάιν έκρινε ότι η θεωρία του Μπερξόν για τον χρόνο ήταν υπερβολικά απλουστευτική και ίσως μόνο ψυχολογικά κατανοητή, αφού ήταν ασυμβίβαστη με τα ακριβή ποσοτικά δεδομένα της Φυσικής.

Ο Μπερξόν από τη μεριά του, ως φιλόσοφος που ήταν διάσημος για τα επιχειρήματά του σχετικά με τη δημιουργική δράση του χρόνου ως «διάρκειας» και όχι ως αποκλειστικά ποσοτικής και επιστημονικά μετρήσιμης οντότητας, υποστήριξε ότι η μετρήσιμη και αμιγώς ποσοτική επιστημονική προσέγγιση του χρόνου είναι αναπόφευκτα ατελής και μοιραία παραπλανητική. Συνεπώς, χωρίς να αρνείται το δικαίωμα ύπαρξης σε καθαρά μαθηματικές και ποσοτικές προσεγγίσεις του χρόνου, αμφισβήτησε τη σχετικιστική ερμηνεία του Αϊνστάιν, όχι ως νόμιμη και θεμιτή επιστημονική θεωρία αλλά ως μια υπόρρητη επιστροφή της μεταφυσικής αχρονικότητας και ως προσπάθεια απαξίωσης της δημιουργικής δράσης του χρόνου όταν αυτή δεν εκδηλώνεται ποσοτικά.

In 1922, Albert Einstein and the great French philosopher Henri Bergson publicly debated the nature of time. In The Physicist and the Philosopher: Einstein, Bergson, and the Debate That Changed Our Understanding of Time, historian of science Jimena Canales tells the remarkable story of how this clash impacted fields from logical positivism to quantum mechanics and drove a rift between science and the humanities that persists today. Further, she explains how then-new technologies—such as wristwatches, radio, and film—helped shape people’s conceptions of time. Credit: Chicago Humanities Festival

Το βιβλίο «Ο φυσικός και ο φιλόσοφος», που υπογράφει η σπουδαία ιστορικός της Επιστήμης και πολύ προικισμένη συγγραφέας Jimena Canales, μας αφηγείται τη συναρπαστική ιστορία για το πώς μέσα σε αυτόν τον εκρηκτικό διάλογο αποτυπώνεται δραματικά η ελλιπής κατανόησή μας για τον χρόνο και το πώς αυτή η άγνοια δημιουργεί ένα βαθύτατο πολιτισμικό-διανοητικό χάσμα ανάμεσα στις θετικές και τις ανθρωπιστικές επιστήμες, χάσμα που εξακολουθεί να υφίσταται μέχρι και σήμερα.

Όμως η συγγραφέας κατάφερε σε αυτό το σπουδαίο βιβλίο να ανασυγκροτήσει τα γνωστικά, τα πολιτισμικά, αλλά και τα εθνικά-κοινωνικά αίτια που εμπόδισαν τον διάλογο ανάμεσα στους δύο κορυφαίους στοχαστές. Με τρόπο ισορροπημένο και απροκατάληπτο, η Canales παρουσιάζει τις επαναστατικές ιδέες του Αϊνστάιν όσο και του Μπερξόν, περιγράφει λεπτομερώς όλες τις πτυχές της σφοδρότατης σύγκρουσής τους στο Παρίσι και παρουσιάζει αναλυτικά το πώς αυτή η φαινομενικά «θεωρητική» σύγκρουση εξακολουθεί να αναπαράγεται σε όλη τη διάρκεια του εικοστού αιώνα από κορυφαίους στοχαστές όπως ο Μπέρτραντ Ράσελ, ο Μάρτιν Χάιντεγκερ κ.ά.

Επιπλέον η Canales αναδεικνύει το πώς οι τεχνολογίες της εποχής, όπως τα ρολόγια χειρός, το ραδιόφωνο και ο κινηματογράφος, επηρέασαν αποφασιστικά όχι μόνο τον τρόπο που το ευρύ κοινό αντιλαμβάνεται τον χρόνο, αλλά και τους υπεράνω υποψίας πρωταγωνιστές αυτού του ιστορικού διαλόγου. Αφηγείται επίσης πώς προς το τέλος της ζωής τους τόσο ο Μπερξόν όσο και ο Αϊνστάιν αναφέρθηκαν στον αντίπαλό τους για μία τελευταία φορά - ο Μπερξόν κατά τη ναζιστική κατοχή του Παρισιού και ο Αϊνστάιν με την έκρηξη της πρώτης βόμβας υδρογόνου.

Πολύ καλά μεταφρασμένο στα ελληνικά, το βιβλίο «Ο φυσικός και ο φιλόσοφος» αποτελεί μια ιδιαίτερα αποκαλυπτική ανασυγκρότηση της βαθύτερης γνωσιολογικής και ηθικοπολιτικής διαφωνίας του Γαλλο-εβραίου Μπερξόν με τον Γερμανο-εβραίο Αϊνστάιν, αλλά και μια άψογη ιστορική περιγραφή του πώς, σε έναν βαθύτατα διχασμένο αιώνα, μια θεωρητική διαφωνία μπορούσε να μετουσιωθεί σε προσωπική, πολιτισμική και πολιτική διένεξη ανάμεσα σε δύο κορυφαίους στοχαστές.

Του Σπύρου Μανουσέλη