Да бъдеш и да станеш в съвременната физика

Съдържание:

Да бъдеш и да станеш в съвременната физика
Да бъдеш и да станеш в съвременната физика

Видео: Да бъдеш и да станеш в съвременната физика

Видео: Да бъдеш и да станеш в съвременната физика
Видео: Новые серии 🔝 2018 года подряд 🔛 Барбоскины ✔️ Сборник мультфильмов 2024, Март
Anonim

Да бъдеш и да станеш в съвременната физика

За първи път публикува сря 11 юли 2001 г.; съществена ревизия вт 5 септември 2006 г. Времето ли тече или изтича или минава? Бъдещето или миналото са толкова реални, колкото настоящето? Тези метафизични въпроси се обсъждат повече от две хилядолетия, без да се вижда резолюция. Съвременната физика обаче ни предоставя инструменти, които ни позволяват да изостряме тези стари въпроси и да генерираме нови аргументи. Показва ли например специалната теория на относителността, че няма проход или че бъдещето е толкова реално, колкото настоящето? Фокусът на този запис ще бъдат тези нови въпроси и аргументи.

  • 1. Въведение
  • 2. Нютоново космическо време

    • 2.1 Презентизъм, Посибилизъм, Вечност
    • 2.2 Аргументът на Мактагърт
    • 2.3 Как (и как не) да мислим за преминаването
  • 3. Специалната теория на относителността

    • 3.1 Релативизиране на настоящето
    • 3.2 Хроногеометричен фатализъм отново
    • 3.3 Локализиране на настоящето
  • библиография
  • Други интернет ресурси
  • Свързани записи

1. Въведение

Около 500 г. пр. Н. Е. Хераклит пише следното:

Всичко тече и нищо не пребъдва; всичко отстъпва и нищо не остава фиксирано.

Не можеш да стъпиш два пъти в една и съща река, за други води и за други, да продължиш да течеш.

Времето е дете, движещи се броячи в игра; кралската власт е дете. [1]

Преходността е основна, а настоящето е основно. Тези неща, които съществуват сега, не стоят. Те се подхлъзват в миналото и несъществуването, погълнати от времето, както свидетелстват всички преживявания.

Едно поколение или по-късно имаме класическо изказване на противоположния възглед от Парменид:

Тогава остава, но една дума, чрез която да се изрази [истинският] път: Е. И по този път има много знаци, че Това, което има, няма начало и никога няма да бъде унищожено: то е цяло, неподвижно и без край. Това нито е, нито ще бъде, просто е - сега, като цяло, едно, непрекъснато …

Постоянството е основно. Никакви неща не се появяват или, изплъзвайки се в миналото, престават да бъдат. Минало, настояще и бъдеще са разграничения, които не са отбелязани в статичното „Да“. Времето и ставането са в най-добрия случай вторични, в най-лошия илюзорни, както потвърждава нашето разбиране за света.

Преминете сега към новото време и към абзац в интелектуалната автобиография на Рудолф Карнап (Carnap 1963, стр. 37-38):

Веднъж Айнщайн каза, че проблемът на Сега го тревожи сериозно. Той обясни, че опитът на Сега означава нещо специално за човека, нещо по същество различно от миналото и бъдещето, но че тази важна разлика не може и не може да се прояви във физиката. Това, че този опит не може да бъде възприет от науката, му се стори въпрос на болезнена, но неизбежна примирение. Забелязах, че всичко, което се случва обективно, може да бъде описано в науката; от една страна във физиката е описана времевата последователност на събитията; и, от друга страна, особеностите на преживяванията на човека по отношение на времето, включително различното му отношение към минало, настояще и бъдеще, могат да бъдат описани и (по принцип) обяснени в психологията. Но Айнщайн смята, че тези научни описания не могат да задоволят нашите човешки потребности;че има нещо съществено в Сега, което е точно извън сферата на науката. И двамата се съгласихме, че това не е въпрос на дефект, за който науката може да бъде обвинена, както смята Бергсън. Не исках да притискам въпроса, защото исках преди всичко да разбера личното му отношение към проблема, а не да изясня теоретичната ситуация. Но определено останах с впечатлението, че мисленето на Айнщайн по този въпрос включваше липса на разлика между опит и знания. Тъй като по принцип науката може да каже всичко, което може да се каже, не остава неотменим въпрос. Но макар да не е останал никакъв теоретичен въпрос, все още съществува общото човешко емоционално преживяване, което понякога е смущаващо по специални психологически причини.

Тази разлика, изразена тук между Айнщайн и Карнап (тоест между отношението на Хераклиан и Парменидее към времето и промяната), е предмет на тази статия, която ще използва съвременната физика - особено съвременната теория за космическото време - като набор от лещи, чрез които тя се надява загадките на времето да навлязат по-остро. Има много начини обаче да се подходи към тези въпроси. В началото на ХХ век англо-американската философия се обръща към разглеждането на езика като начин за изясняване на философските спорове. Философите на времето обсъждаха относителната първостепенност на напрегнатия език (касаещ представите за настоящето, миналото и бъдещето) или езика без напрежение (относно отношенията на едновременността и временното предимство). Нашите съображения за физиката обикновено, макар и не напълно, ще заличат езиковите спорове. Читателят, който се интересува от следването на тези дебати, може да намери полезно въведение във входа навреме и по-сложен преглед и дискусия в Tooley (1999).

Други философи са повлияни от аналогии между времето и модалността. Читателят, който се интересува от този начин на мислене за времето, трябва да се консултира със статията за временната логика. Настоящата статия ще се фокусира върху времето във физиката и отношенията между времето и пространството. Други философски подходи се фокусират върху примата на опита в нашето разбиране за времето. Читателят, който се интересува от тези подходи, може да пожелае да се консултира с влизането с опита и възприятието на времето.

2. Нютоново космическо време

Съвременните физически теории често са формулирани на език, който позволява да се изрази разнообразие от различни възгледи по отношение на времето и неговото отношение към пространството. Човек може например да формулира основните идеи на класическата (тоест нютонова) физика, специалната теория на относителността и общата теория на относителността на този език. За кратко въведение в изгледа за пространствено време вижте раздела за съвременните теории за пространственото време във вписването на аргумента за дупките в тази енциклопедия. За повече подробности с минимални технически изисквания читателят трябва да види първите четири глави на Geroch (1978) или (по-взискателната) глава 2 на Friedman (1983).

За нашите цели определящата особеност на многообразието, което е нютонов пространствено време, е, че времевият интервал между всякакви две точки или събития в пространственото време, p и q, е добре дефинирано количество. Това количество е добре дефинирано, тъй като не зависи от гледна точка, референтна рамка, координатна система или „наблюдател“. Тогава това количество е абсолютно в смисъл на независимост от рамката или наблюдателя. (В специалната теория на относителността времевият интервал между две отделни пространствено-времеви точки не е абсолютен в този смисъл.)

Ако времевият интервал между две събития е 0, тогава казваме, че двете събития са едновременни. Това отношение на (абсолютната) едновременност е отношение на еквивалентност (тоест това е рефлексивно, симетрично и транзитивно.), Което реже (дялове или фолиати) пространственото време или многообразието във взаимно изключващи се и изчерпателни равнини на едновременност. Тези равнини на едновременност могат след това да бъдат напълно подредени от отношението „е по-рано от„ или обратното му е по-късно от “.

2.1 Презентизъм, Посибилизъм, Вечност

Геометричната структура на Нютоновото космическо време отразява начина, по който обикновено мислим за времето и е подходящият фон за въвеждане на трите основни съпернически метафизични възгледи за времето, както е илюстрирано по-долу:

Фигура 1
Фигура 1

Фигура 1. Три метафизика на времето

Първият изглед, представен отляво, е онтологично строгият възглед, наречен презентизъм, възгледът, че съществува само настоящето. Миналото е било, но вече не е, докато бъдещето ще дойде, но все още не е. Обърнете внимание, че именно конвенцията на тези диаграми е подтисната една пространствена величина. Настоящето всъщност е триизмерен глобален отрязък от космическото време. Нещо повече, илюстрацията непременно представлява пространствената степен на настоящето като крайна и може да подскаже, че времето също има начало и / или край. Тези възгледи обаче са само артефакти на представянето, а не са неразделна част от презентизма, възможностите или вечността. Диаграмата, илюстрираща презентизма, също има четири стрелки, насочени нагоре (условно към бъдещето), прикрепени към равнината, представляваща настоящето. Тези стрелки са предназначени да означават нещо, което е неразделно за презентизма, идеята, че настоящето (а оттам и съществуващото) постоянно се измества или променя. Тези стрелки представляват тогава динамичния аспект на времето, наречен времева превръщане или преминаване. Най-дълбоките проблеми в метафизиката на времето са как да разберем преминаването или превръщането и връзката му с съществуването.

За разлика от радикалния хераклиевски възглед за презентизъм, парменидската вечналистична картина в крайната дясна част няма тези стрелки и показва, че няма по-специално във времевото настояще (сега), отколкото пространственото настояще (тук). Бъдещите и минали събития на място, според този изглед, не са повече или по-малко реални от отдалечените събития в даден момент. Сега като тук е функция на нечия перспектива, на нечия позиция в пространственото време и тези позиции са обозначени с линията в пространственото време, представляваща историята на пространствените времена на определен обект или човек. Такава линия често се нарича световна линия.

Средният възглед, вероятността, наистина е междинен възглед. Това е пасаж, но е по-малко онтологично оскъден от презентизма. Докато на този възглед бъдещето все още е просто възможно, а не действително (оттук и името му), миналото е станало и е напълно актуално. Ако човек мисли за бъдещето като разклоняваща се структура на алтернативни възможности (като резултат, например, на свободен избор на хора или недетерминирани квантови измервания), тогава човек може да мисли за миналото и настоящето като за ствола на това дърво, растящ като възможности стават актуални в настоящето.

Позибилизмът сякаш обхваща голяма част от начина, по който мислим за времето и битието. Въпреки че оскъдната симетрия на презентизма е привлекателна, има много дълбоки асиметрии относно миналото и бъдещето, които той не успява да отрази. Лесно мога да установя, например, вчерашния краен номер на Dow Jones Industrial Average, но без никакви усилия, колкото и големи да са, сега мога да установя, че утрешното приключване е. И сякаш моите действия (или някои видове квантови измервания) могат да актуализират някои бъдещи възможности за разлика от други, докато миналите действия (или резултатите от минали квантови измервания) изглежда вече не допускат алтернативи. Дори ако човек допуска възможността за ретрокаузация, тоест за възможността за ефект, предшестващ неговата причина във времето, обикновено се счита, че настоящата причина не може да промени или промени миналото. Просто би направило миналото такова, каквото е. (Вижте записа в обратна причина за по-нататъшно разглеждане на тази тема.)

Вечността също, prima facie, изглежда ще има проблеми с отчитането на асиметриите, вградени във възможностите, в допълнение към нейното неправдоподобно отказ от преминаване. Но първата тема, към която ще се обърнем, е аргумент, изтъкнат във философията на времето на ХХ век, че преминаването или превръщането е самопротиворечива идея. Ако аргументът е правилен, тогава нито презентизмът, нито възможността могат да бъдат правилни метафизични възгледи за времето и битието.

2.2 Аргументът на Мактагърт

В началото на 20-ти век JME McTaggart (1908) представи аргумент, който иска да докаже, че времето е нереално. Според McTaggart (1927, стр. 9-10):

Позициите във времето, както ни изглежда времето prima facie, се разграничават по два начина. Всяка позиция е по-ранна от някои и по-късна от някои от другите позиции…. На второ място всяка позиция е или минало, настояще или бъдеще. Разграниченията на предишния клас са постоянни, докато тези на втория не са. Ако М е някога по-ранен от N, той е винаги по-ранен. Но едно събитие, което присъства сега, беше бъдеще и ще бъде минало.

Първата структура на „позиции във времето“МакТаггарт нарече B-серията. Ще предположа, че Мактагърт е възнамерявал серията B да съвпада със структурата на Нютоновото пространство-време, описана по-горе. McTaggart отбеляза, че има нещо статично или "постоянно" в B-серията. Ако например събитие e 1 е по-рано от събитие e 2 в даден момент или друго, то то е по-рано от e 2 по всяко време.

Динамичният елемент на времето трябва да бъде представен от гледна точка на Мактагърт от поредицата свойства на миналост, присъствие и бъдеще, които (за разлика от статичните B-серии) непрекъснато се променят. Дадено събитие става по-малко бъдеще, става присъстващо и след това става все по-минало. Тази последна постоянно изместваща серия McTaggart нарече A-серия.

Въпреки че има много неясноти в писането на Мактаггарт, изглежда ясно, че аргументът му, че времето е нереално, върви по следните редове:

(1) не може да има време, освен ако той има динамичен елемент (т.е. според него, освен ако няма серия А),
(2) не може да има A-серия, защото предположението, че има A-серия, води до противоречие.

Противоречието, което твърди Мактагърт, е:

(A 1) всяко събитие трябва да има много, ако не всички, A-свойства (или A-определяния, както понякога се наричат), докато,
(A 2) тъй като A-свойствата са взаимно изключващи се, нито едно събитие не може да има повече от един от тях.

Близо до края на кариерата, в която той прекарва много време и усилия, обмисляйки аргумента на МакТагарт, CD Broad (1959, стр. 765) пише:

От първия усещах и все още усещам, че възникващата трудност е (а) смущаването на достатъчно prima facie да изисква сериозно внимание на всеки, който философства за времето, и (б) почти сигурно поради някакъв чисто езиков източник (често срещан, и може би своеобразно за индоевропейската глаголна система), което би трябвало да може да се посочи и да се направи безобидно.

Твърдението на Броуд (а) бе потвърдено от факта, че аргументът на Мактагарт е получил сериозно внимание от повечето последващи философи, размишлявали върху метафизиката на времето. Голяма част от този дебат засяга относителните отношения на двете серии. Основна ли е серията А и произведената от нея серия B, или обратното, или може би една серия действа върху другата? Във формалния режим въпросите стават дали B-серията може по някакъв начин да бъде сведена до, може да бъде дефинирана по отношение на A-серията (или обратното). Тези дебати засягат главно езика, а не физиката и няма да бъдат разглеждани тук. [2]

Това, което произтича от литературата на Мактагарт, която е релевантна за тази дискусия, е на първо място тенденцията да се идентифицира съществуването на преминаване или временното ставане с съществуването на A-серията (тоест да се мисли, че ставаме като събития, променящи свойствата си на миналост, присъствие или сегашност и бъдеще), а оттам и тенденцията за дебати за съществуването на преминаване, за да се съсредоточи върху достойнствата или несъгласуваността на A-серията, а не да изследва алтернативните сметки на ставането. (Срв. Фицджералд, 1985 г.)

Съществува противоположна тенденция сред онези философи, които приемат сериозно съвременната физика за скептично отношение към образувания като постоянно изместване на времевите свойства на събитията, тъй като такива свойства изглежда нямат роля в съвременната физическа теория. Едно мнение, защитавано от Пол Хорвич (1987, глава 2) и Хю Мелор (1981, 1998), е, че макар Мактагърт да е показал, че серията А е невъзможна, серията B (тоест статичната класическа структура на пространството) е достатъчна за време.

Преди да разширим тази тема обаче, първо няколко думи за Броуд (б), подозрението му, че има някаква особеност на езика ни (езиците), което създава или поне засилва достоверността на аргумента на анти-пасажа на Мактаггарт. Широко подозира, че в копулата има фина двусмислица „е“между напрегнати и напрегнати употреби, между употребите в, например:

Вали

и

Седем е първостепенно,

като първото изречение съдържа напрегнато, а второто изречение - не напрегната или без напрежение копула. Освен това беше предложено (Sellars 1962), че човек може да разбере конула без напрежение (обозначено с „да“, а не „е“) след следната мода

S е F при t iff (S е F при t или S е F при t или S ще бъде F при t),

където глаголите отдясно на 'iff' (съкращението на логика за 'ако и само ако') са обичайни напрегнати глаголи.

Алтернативно, човек може да мисли за без напрежение копула като обичайната копула, лишена от времева информация (Quine, 1960, p. 170, Mellor 1981, 1998, глава 7), точно както обичайната копула не носи пространствена информация. Ако посочим тази напрегната копула, като напишем „BE“вместо „е“, можем да кажем, че „В БЕЗ ВИКАКО е ветровито“носи информация за мястото, но не и времето на вятъра, точно както „БЕШЕ ветровито при t“ни казва за своето време, но не и за неговото място.

Тези разграничения ще се окажат полезни при последващото обсъждане на ставането в съвременната физика. За момента може да се отбележи, че Броуд би могъл да твърди, че Мактаггарт (A 1) изглежда правдоподобен, ако копулата се разбира по някакъв безсилен начин, докато (A 2) е правдоподобен, ако копулата бъде напрегната. Ако обаче копулата не е еднозначна в (A 1) и (A 2), тогава няма противоречие, участващо в приемането на двете. (Савит, 2001)

2.3 Как (и как не) да мислим за преминаването

Ако аргументът на Мактагърт, че пасажът е концептуално абсурден или самопротиворечиви се провалят, философите, имащи предвид съвременната физика, все още остават от загрижеността на Айнщайн, че този пасаж и сега, макар и дълбоко заложени в човешкия опит, изглежда не намират място във физиката. Човек може да се съгласи с Карнап, че „всичко, което се случва обективно, може да бъде описано в науката“, а след това да твърди, че пасажът отразява нещо перспективно или субективно и така се подразбира във физиката или правилно се пропуска от него.

Най-популярната версия на това мнение твърди, че сега е термин-рефлексивен или индексичен термин, като тук (Smart 1963, глава VII; Mellor 1981, 1998). Не се смята, че физиката е непълна, тъй като не успява да третира ересността. Защо нейното безразличие към сегашността трябва да бъде по-голямо притеснение?

Ранните привърженици на това мнение често твърдяха, че „S е сега F“означава „S е F е едновременно с това изказване“, доста неправдоподобно твърдение. По-сложната версия на мнението е, че истинността на изреченията като „S е сега F“може да се дава единствено по отношение на (без време) факти, които съществуват или събития, настъпващи в момента на изказването или надписа на дадено изречение. Човек може да третира миналото и бъдещето по подобен начин.

Смарт твърди, че прекомерното внимание към напрегнатите представи за сега, минало и бъдеще служат за проектиране на „нещо като антропоцентрична идея за вселената като цяло.“(1963, 132) Но дори ако напрегнатите времеви локации са антропоцентрични и ни намират във Вселената все още може да се запита дали тези временни местоположения са в статична структура, „четириизмерен континуум от космически времеви същности“(132) или в разгъната или динамична вселена. Смарт отхвърля този последен възглед, защото според него той включва неясната или погрешна идея, че събитията „стават“или „възникват“. Преминаването и преминаването са грешки, според него и вредни в това. Смарт пише: „Представата ни за течащо време, преходният аспект на времето, както го е нарекъл Брод, е илюзия, която ни пречи да виждаме света такъв, какъвто е в действителност.“(132)

Ще бъде полезно да разплетете няколко идеи, които са объркани в тези цитати от Smart, с помощта на някои аргументи на (най-вече) на Broad's (1938, раздел 1.22 от глава 35). Първо е идеята, че времето "тече" или по-общо казано, този пасаж по някакъв начин трябва да се мисли като движение. Може би самото време някак се движи. Или може би, както Широко пише в известно изречение, „[t] той характерен за присъствието е… трябва да се движи по тази поредица от събития-частици, в посока от по-рано до късно, като светлината от зърното на полицая [фенерче] може да се движи по редица палинг."

Движението е един вид промяна, промяна на пространственото положение по отношение на времето. Движението на времето тогава трябва да бъде промяна на времето по отношение на … Какво? Ако отговорът, по аналогия с движението, е „време“, човек с право може да бъде озадачен как времето (или всичко друго, по този въпрос) може да се промени по отношение на себе си. Освен това, ако отново е просто време, тогава съотношението на тези две величини, изразяващо скоростта на промяна, е чисто или безразмерно число, ако размерите на количествата в това съотношение се отменят. (Вижте Цена 1996, стр. 13.) Чистото число не е скорост на промяна, въпреки че може да представлява различни скорости на промяна (например 30 метра / секунда или 30 мили / час). Както отбелязва Прайс, „Можем също толкова добре да кажем, че съотношението на обиколката на окръжност и нейния диаметър тече при π секунди!“

Ако (за да се избегне този абсурд) времето в знаменателя на съотношението, изразяващо скоростта на движение на времето, се счита за различно във времето измерение от това в числителя, тогава, за да е истинско време, ще трябва да бъде проход в него, изискващ още трето времево измерение. Може да се види, че сме в началото на безкраен регрес, освен ако третото времево измерение не бъде идентифицирано с първото (както в Шлезингер 1980, глава II), което ни оставя в неудобно положение да имаме две времеви измерения. Изглежда в най-добрия случай героично, в най-лошия безнадежден опит да се разбере преминаването като вид движение.

Броуд също смята, че опитът да се обясни или представи откъс от гледна точка на качествена промяна е "обречен на неуспех." Нещо или вещество, S, може да се промени по отношение на качеството или свойство, ако имот P 1 и собственост P 2 са determinates по даден определима и S е P 1 в т 1 но P 2 в т 2. Следователно минаването на времето трябва да се разглежда като събитие, което има (да речем) свойството на настоящето и след това веднага губи това свойство, но придобива (и губи от своя страна) дълга и вероятно безкрайна поредица от свойства на нарастващите степени на pastness.

За да може нещо да се промени от P 1 при t 1 до P 2 при t 2, то очевидно трябва да продължи поне от t 1 до t 2, но събитията, които обикновено се предполагат в дискусиите за преминаване, са мигновени събития, които нямат продължителност въобще. Те не могат да претърпят качествена промяна. Понякога се спори, че свойствата, съставляващи A-серията (и така промяната на които представлява преминаване), са специални свойства, които дори моментални събития могат да получат и загубят, но това е специално умоляващо. Както бе отбелязано по-горе, физиката досега няма нужда от такива специални свойства и такава специална промяна и затова е малко вероятно да съчувства на тази специална молба.

И накрая, Широки отбелязва, че (ако човек предположи, че преминаването е като качествена промяна) придобиването и загубата на (да кажем) присъствие от събитие само по себе си би било събитие, събитие от втори ред, в историята на първи ред събитие. Тъй като по хипотеза събитията от първи ред са безсрочни, е примамливо да предположим, че тази история се осъществява във второ времево измерение. Отново се оказваме стартирани върху това, което изглежда е безкраен регрес на времевите измерения.

Това са силни аргументи срещу два трайно примамливи начина за конструиране на временното ставане - като движение или качествена промяна. Те са силни аргументи срещу съществуването на временното ставане, ако няма друг начин да го разберем. Широката мисъл обаче е, че той има трети път. Като посочи повърхностното граматическо сходство между „Е стана по-силно“и „Е стана присъстващо“, Броуд каза, че нашето разбиране за тези два вида твърдения не трябва да бъде продиктувано от него. Той пише (1938, с. 280-1):

Отново, всеки обект, за който можем значително да кажем, че „стана по-силен“, трябва да бъде по-малко или по-малко продължителен шум процес, който се разделя на по-ранна фаза с по-малка сила, придружена към по-късна фаза на по-голяма сила. Но за буквално мигновено събитие-частица може значително да се каже, че „присъства“; и в действителност, в строгия смисъл на „настоящето“само моментни частици от събитието могат да се кажат „присъстват“. Да „присъстваш“всъщност е просто да „станеш“, в абсолютен смисъл; т.е. да се „сбъднат“в библейската фразеология или, най-просто казано, „да се случи“. Изречения като „Тази вода стана гореща” или „Този шум стана по-силен” записват факти за качествена промяна. Изречения като „Това събитие стана присъстващо“записват факти за абсолютно ставане.

Терминологията може да е претенциозна, но идеята е проста. Абсолютното ставане е само случването на събитията. Същността на съществуването или съществуването на събитията е в тяхното протичане (на някое място и време). Ако човек изобщо е готов да възприеме тази категория същество, тогава човек разполага с инструментите за минималистично разбиране на преминаването. Като се има предвид геометричното богатство на нютоновото пространствено време, можем да кажем, че някои събития се случват едновременно и така образуват клас от едновременни събития. Ако тези класове могат по някакъв начин да бъдат подредени, тогава можем да кажем, че някои събития се случват преди или след други. Минаването на времето е просто последователното случване на (едновременни набори от) събития. Може да е тази картина на пасажа, която големият логик Курт Гьодел е имал предвид, когато е писал (1949, стр. 558): „Съществуването на обективен пропуск във времето… означава (или,най-малкото е еквивалентно на факта), че реалността се състои от безкрайност от слоеве от "сега", които възникват последователно."

В този последен цитат обаче има неяснота, която трябва да отбележим. Гьодел мислеше ли, че слоевете на сега възникват (тъй като това, което трябва да бъде, става това, което е сега) и след това веднага престават да съществуват (както това, което сега става, това, което някога е било), каквато е съвременната метафизика на времето? Или си мислеше, че слоевете на сега възникват и завинаги остават в съществуване, както поддържа възможностите на картината? Ако нечия основна онтология се състои от сорта на събитията, описани по-горе и често призовавани в дискусии за време, (идеализирани) мигновени случки, тогава настоящата картина изглежда неизбежна.

Метафизиката на времето обаче е един от пресечните пътища на философията, където проблемите се пресичат. Ако човек мисли за основна онтология, състояща се не от събития, а от вещества или продължители, тогава човек е склонен да се чуди какво е това, което прави изречения, маркиращи епизоди в историята на такива вещества - изречения като „S е Φ at t“- вярно. Едно често предположение е, че „създателите на истината“на такива изречения са факти, фактът, че при t, S е Φ. След това може да се отбележи, че през текущата 2001 г. можем да кажем:

  1. Факт е, че връх Сейнт Еленс изригна във Вашингтон през 1980 година.
  2. Факт е, че Жан Кретиен вече е министър-председател на Канада.
  3. Факт е, че през 2017 г. в Източните Съединени щати ще има слънчево затъмнение.

Тези факти, в сравнение със светлите събития, изглежда имат голяма стабилност, като първата е трайна (тъй като е факт …) поне от 1980 г. до днес. Третият обаче е особен вид факт, очевидно не зависи от човешката воля или избор и почти сигурно не зависи и от квантови измервания. Бъдещите факти, които наистина зависят от човешкия избор или квантово измерване, ако сега са факти, биха ограничили човешкия избор или квантовото измерване по начини, които много философи смятат за нежелани. Лесно е да се убедите в това, че бъдещите факти от тези два вида всъщност не могат да бъдат част от съществуващите. Може би, след това, факти като факт 3 по-горе може да се аргументира и. Резултатът от този (леко начертан) влак на мисълта е, разбира се, възможната картина на времето.

Изглежда малко вероятно, че един прост аргумент ще реши между тези две метафизични картини на времето, презентизма и възможностите. Да се покаже, че аргументът на Мактагърт е погрешен, тъй като той разчита на двусмисленост в копулата „е“и че има начин да се изгради пасаж, който да стъпи на традиционните възражения, освен това не показва, че вестиализмът е фалшив, а само че не е задължително. В Нютоновото космическо време може да изглежда неправдоподобно, но може да стане по-добре, когато се обърнем към пространственото време на Минковски.

3. Специалната теория на относителността

Специалната теория на относителността (Айнщайн, 1905 г.) е представена като геометрична теория за космическото време в Минковски (1908 г.). [3]За нашите цели ключовата промяна от пространството на Нютон в пространството на Минковски е, че в последния случай вече не е така, че времевият интервал между всяка две точки или събития в пространственото време, p и q, е добре определено количество. Всъщност времевият интервал между две точки в пространственото време (и следователно едновременността на две точки в пространственото време) изобщо не е дефиниран, докато координатна система или референтна рамка (с някаква произволно избрана точка от време за пространство като начало на рамката) е избран. Характерна особеност на специалната относителност (за разлика от Нютоновата физика) е, че всяка координатна система или референтна рамка, определена от „наблюдател“, преминаваща през избрания произход и се движи с някаква постоянна ненулева скорост, по-малка от скоростта на светлината (както е измерено в първия кадър) избират отделен набор от точки като едновременно с произхода. Тази характеристика на специалната относителност се нарича относителност на едновременността.

Относителността на едновременността е следствие от стряскащото предположение, че всеки от тези „наблюдатели“, независимо с каква скорост или в каква посока се движат те или източникът на светлината (стига скоростта нито посоките да се променят), трябва да стигнат до същия резултат (условно обозначен като c), когато измерват скоростта на светлината. Тук няма да се опитваме да оправдаем предположението за постоянството на скоростта на светлината, въпреки че много стандартни текстове представят емпиричния и теоретичния фон, довели до нея. Нито е очевидно, че това предположение води до относителността на едновременността, макар че една от радостите на дори елементарното представяне на темата е, че тази удивителна връзка prima facie може да бъде убедително демонстрирана на постоянни неспециалисти.

Второ предположение, което обикновено се прави при представянето на специалната теория, е Принципът на относителността: Всички инерционни референтни рамки са напълно еквивалентни за формулирането на законите на физиката. [4]

Погледът назад към Фигура 1 ни напомня, че презентизмът и вероятността предполагат, че една равнина на едновременност е уникално метафизично важна. В предишния възглед той представлява всичко, което съществува. В последния възглед, той е мястото на ставането, разделителната линия между просто възможното бъдеще и реалното минало плюс-настояще. Специалната теория на относителността ни казва, че има безкрайност на равнините на едновременност, преминаващи през дадена точка от време на пространството и че никой физически тест не може да различи един от лота. Това, което беше метафизично разграничено, сега е физически неразличимо. Ако приемем, че ние хората сме сложни физически системи, тогава нямаме начин да различим настоящето от множеството подаръци.

Един ентусиаст може да направи голяма част от този факт. Например математикът (и писателят на научна фантастика) Руди Ръкър пише (1984, с. 149):

Както се оказва, всъщност е невъзможно да се намери някакво обективно и универсално приемливо определение за „цялото пространство, взето в този момент.“„Това следва… от специалната теория на относителността на Айнщайн. Идеята за блоковата вселена е, следователно, повече от атрактивна метафизична теория. То е утвърден научен факт.

От друга страна, изтъкнатият философ и логик Артур Приор смята, че горният извод показва, че специалната относителност е непълен поглед върху реалността (Prior, 1970): [5]

Една възможна реакция на тази ситуация, която според мен е напълно уважавана, макар и да не е много модерна, е да настоявам, че всичко, което физиката е показала като истина или вероятно, е, че в някои случаи никога не можем да знаем, никога не можем физически разберете дали нещо всъщност се случва или просто се е случило или ще се случи.

По-долу ще разгледаме по-нюансираните реакции на относителността на едновременността, но първо ще бъде полезно да се въведе аргумент, който играе донякъде същата роля в космическото време на Минковски, както аргументът на Мактагърт в пространството на Нютон. Версиите на аргумента са утвърдени в документи на физика Корнелис Ритдейк (1966, 1976) и философа Хилари Путнам (1967), но представянето тук ще се основава на пример, намерен в книгата на Роджър Пенроуз - Новият ум на императора.

Представете си, че галактиката Андромеда, която се намира на около два милиона светлинни години или на 2 × 10 19 километра от Земята, е в покой спрямо Земята. На Земята двама приятели минават един срещу друг, Алис върви по линията Земя-Андромеда към Андромеда, Боб върви по тази линия, но далеч от Андромеда. Всеки върви с удобно темпо, да речем 4 км / час. Човек може да изчисли, че техните равнини (или пространства) на едновременност в момента, в който преминават един друг на Земята (Наречете събитието от тяхната среща O), пресичат историята или световната линия на Андромеда на разстояние около 5 ¾ дни. (Наречете тези две събития A и B съответно. Идеализираме Андромеда като точка, за целите на този пример.) Представете си, най-накрая, че през този 5 ¾-дневен период между B и A се случва моментно нещо. Андромедеите изстрелват космически флот, насочен към нахлуване на Земята.

изображение
изображение

Фигура 2. Андромедова инвазия

Изстрелването на нахлуващия флот е преди А и така в известен смисъл в миналото на Алиса. Но тъй като старта е след B, това е в същия смисъл и в бъдещето на Боб. Коментари на Penrose:

Двама души минават един на друг на улицата; и според един от двамата хора, космически флот на Андромедея вече е тръгнал в своето пътуване, докато за другия решението дали пътуването действително ще се извърши или не все още е взето. Как все още може да съществува някаква несигурност по отношение на резултата от това решение? Ако за всеки човек решението вече е взето, то със сигурност не може да има несигурност. Изстрелването на космическия флот е неизбежност. (стр. 303)

Това наистина е странна ситуация. Едно събитие в бъдещето на Боб изглежда по някакъв начин се фиксира или неизбежно, като е в миналото на Алиса. Но това не е краят на странността тук. Представете си, че в точка А (където равнината на едновременност на Алис пресича световната линия на Андромеда) има Андромедец, Карол, който върви директно към Земята с около 4 км / час. Тогава равнината на едновременност на Карол пресича Земята в някаква точка С, което е около 11 ½ дни след О, срещата на Алис и Боб. Ако всички събития (като А) в миналото или настоящето на Алис в О са се случили, фиксирани са или са реални, тогава принципът на относителността подсказва, че ние също трябва да разширим същата любезност към Карол; и така едновременно с фиксираното и реално събитие А (ходенето на Карол към Земята точно в точката, в която равнината на едновременност на Алис пресича историята на Андромеда) е събитието С (и така фиксирано и реално), пресечната точка на равнината на едновременност на Карол със Земята, което е в бъдещето и на Алис, и на Боб. Лесно е да се види, че чрез регулиране на скоростите на Алис и Карол всяко събитие към бъдещето на О може да бъде показано като фиксирано или реално или неизбежно. Но О само по себе си беше просто произволно избрана точка в космическото време. „Започва да изглежда, че ако нещо изобщо е определено - може да повтаряме Пенроуз,„ тогава цялото пространство-време наистина трябва да бъде определено! Не може да има „несигурно“бъдеще. “(стр. 304)

Роберто Торети (1983, с. 249) нарича получения възглед за определеността или фиксираността на всички събития в хроногеометричния детерминизъм в пространството. Малко по-добро име може да бъде хроногеометричен фатализъм, както ще видим по-долу. За да видим по-ясно обаче какво се е объркало в спора по-горе, първо ще бъде полезно да разгледаме по-внимателно присъстващите проблеми, когато се опитваме да импортираме здравата си здрава или класическа интуиция за времето в разбирането на пространството на Минковски и след това да опиша накратко структурите, характерни за самото космическо време. Като начало първата задача, един от най-забележителните опити за привеждане на нашето време в космическото време на Минковски трябва да бъде намерен в Селарите (1962 г.), решителен опит на един от най-дълбоките систематични метафизици от втората половина на 20 -ти век.

3.1 Релативизиране на настоящето

Уилфрид Селар вярва, че различните инвариантни или независими от наблюдатели елементи на космическото време на Минковски (като структурата на светлинния конус, която трябва да бъде описана по-долу), които обикновено се разглеждат основно при леченията на относителността от гледна точка на космическото време, са абстракции и вторични за „перспективността“снимки, безброй координатни системи или референтни кадри. Когато дойде време обаче, той вярва, че има нещо дори по-фундаментално от тези перспективи:

… трябва да правим разлика между момент, t и събитието от момента на присъствието на момента по отношение на дадена перспектива и най-вече между събитието на момента на присъствие по отношение на дадена перспектива и събитието от момента на съществуването на момента настояще. Последното, разбира се, е съществената характеристика на времевата картина на света. (577)

Въпреки че в книгата на Sellars има дълга и осветяваща поредица от разсъждения за връзката между събитията, фактите и веществата, не се предлагат насоки за връзката между моментното присъствие по отношение на дадена перспектива и моментът просто да присъства, понятие, което е неправилно дефинирано от релативистка гледна точка. Ако това последно наистина е съществена характеристика на времевата картина на света, тогава специалната относителност не ни предоставя времева картина на света. Ако светът е фундаментално временен по начина, по който Селарите настояват за него, тогава (поне що се отнася до специална относителност като представяне на този свят), известният научен реализъм на Селарс е компрометиран.

Въпреки че консервативният опит на Sellars да импортира предрелативистки категории в пространството на Minkowski се проваля, има някои полезни поуки, които да научите от него. Първо, Sellars внимава да прави разлика между събитията като неща, които се случват или се случват или се случват, и „събития“(използването на единични кавички е Sellars), които са основни в относителността. Последните са просто космически времеви точки. Те не се провеждат и не се случват и те не са реферата в причинно-следствените отношения, докато събитията са. (Но вж. Толи (1997, глава 9)) Въпреки че не е ясно какво точно е разграничило Селарите, той внимава да отбележи разграничение между събития и „събития“.

Sellars също така прави разлика между това, което той нарича (стр. 586), категорични изявления за съществуване и това, което, поради липса на по-добър термин, ще нарека некатегорични изявления за съществуване. Бившите рамки на позоваване, като рамката на веществата или рамката на „събитията“, рамките, които Селарите полагат големи мъки, за да сравнят в своето есе. Той е склонен към гледна точка, която кредитира (без източник) на Carnap, че да каже, че например „Нещата съществуват“означава да накараме металингвистичното твърдение, че в нашия език L сега има думи за неща. Тази употреба на „съществува“, твърди Sellars, няма (бъдещ или минал) напрегнат контраст.

От друга страна, категоричните изявления за съществуване твърдят съществуването на индивиди или по-малко общи видове по напълно напрегнат начин. Продавачите биха ги тълкували по следния начин (стр. 592):

a да съществува {преди сега, сега, след сега} ≡

∃ x (x бъде {преди сега, сега, след сега} и x да бъде Φ 1,…, Φ n и

“Φ 1 “,…, „Φ n “нашите критерии сега за [да] а ')

Оставяйки настрана идиосинкратичния начин на изграждане на изявленията на Селърс, ако може да се направи разграничение като посоченото тук, тогава би било напълно съгласувано да се посочи, че човек приема или работи в рамките на „събития“, като твърди, че „събитията съществуват „(в категориалния смисъл), без да се ангажира с„ безсилното съществуване “на определени„ събития “, които могат да бъдат минало, настояще или бъдеще (в не-категориален смисъл).

Понякога се е смятало, че ангажираността с пространствено-времевата рамка, както често е изрично при третирането на специална относителност, е равносилно на ангажираност с велизма, тъй като да се каже, че пространствено-времевите точки изглежда несъвместими с това, че някои пространствено-времеви точки са бъдещи и затова не съществуват все още или са минали и затова вече не съществуват. Ако може да се направи някакво разграничение на току-що скицирания тип между изявления за категориално и некатегорично съществуване, тогава велизмът не е пряка последица от възприемането на гледна точка за пространствено време. [6]

Предоставянето на Sellars на всички отличия, които той желае, обаче не му дава инструментите, за да избегне централния проблем, очертан по-горе. Тъй като проблемът е под една или друга форма проблемът, към който трябва да се обърне внимание на всеки изглед, който се опитва да определи понятието да стане в пространството на Минковски, си струва да го разгледаме по-внимателно. Sellars пише (стр. 591):

… В случай на „събитие” рамка, първична времева картина е картина с сега. И дори ако сега един наблюдател е следният наблюдател или едновременните срезове на един наблюдател са друг набор от наблюдатели с различно датирани "събития", … всяка тяхна сега картина е основна картина и чисто топологичната картина (която включва измерванията, извършени от S и S 'като топологични факти), което им е общо, не е първичната картина на света, която се разглежда като система от „събития“, а е просто топологична абстракция, обща за различните първични картини; и топологично формулираното местоположение на отделни събития в топологичната картина е просто топологично инвариантните характеристики на критериите, които идентифицират тези „събития“в първична картина.

В този цитат Sellars използва термина "топологично", където човек обикновено използва термина "геометричен", и той настойчиво повтаря мнението си, че пространственото време многообразие от "събития" е просто абстракция от безкрайността на различни първични сега - снимки на отделни наблюдатели.

Първият въпрос, който със сигурност бихте искали да зададете за тази гледна точка, е: как една безкрайност от отделни „снимки сега“може да бъде основна? Не се очаква отговор. Вторият и по-тревожен въпрос е: как тази безкрайност на отделните „картини сега“може да бъде свързана с обсъжданите традиционни метафизични възгледи? Казана накратко, връзката (ако има такава) между временните представи, имплицитна във всяка от картините и съществуването на миналото, настоящето и бъдещето? Поразителният факт за схемата на Sellars по-горе за „да съществува вече“е, че тя не е релативизирана към референтна рамка, координатна система или „наблюдател“и затова няма смисъл релативистично. Определението не ни дава насоки как да разделим съществуването на елементи в безкрайността на референтни кадри, които са допустими в точка от време.

Ако дефиницията или схемата по-горе бяха релативизирани към рамки F, F 'и т.н., така че да се свърже съществуването с релативистично приемливи "първични картини сега", тълкуването му би било или безполезно, или загадъчно. Обмислете следната модификация на схемата на Sellars по-горе:

a да съществува сега във F ≡

∃ x (x да бъде сега във F и x да бъде Φ 1,… Φ n и

„Φ 1,„ …, „Φ n “да бъдат нашите критерии сега за „a“)

Да предположим, че не е така да съществува вече в някакъв друг кадър F '. Изглежда, че тази разлика трябва да е резултат от това, че a е едновременно с някаква пространствено-времева точка O, да речем, в F, докато не е едновременно със същата точка O, както е координирана във F '. Но при това четене на схемата на Sellars е просто заобикалящ начин да се покаже, че едновременността е относителна - отправната точка на нашите метафизични въпроси, а не отговорът на всеки.

Схемата изглежда така, сякаш е предназначена да направи нещо повече, да свърже времевите представи с съществуването. Но ако е така, как би трябвало да се разбере съществуването по отношение на кадър? Класическият презентизъм например иска да идентифицира съществуването с настоящото съществуване или съществуване сега. Тъй като настоящето е релативизирано към рамки в специална относителност, може ли да не съществува и релативизиране на кадри? Това е трудно понятие за разбиране или приемане. Курт Гьодел (1949, с. 558) категорично каза: „Концепцията за съществуването… не може да бъде релативизирана, без да се разруши смисълът й напълно“. Дали тогава понятието за съществуване е като понятието истина, което, когато се релативизира (като истинно за мен, истинно за теб), стига до нещо повече като вяра, отколкото истина? Или е като едновременност,за кои замислени личности преди век или повече може да са произнасяли много подобни на Гьодел? Този труден и основен въпрос в никакъв случай не е решен.

Решен ли беше този въпрос в полза на релативизацията на съществуването, какъв би бил вносът на релативизирана версия на презентизъм? Трябва да приемем, че това, което съществува, се промени коренно със състоянието на нечие движение. Определени събития (да кажем на Марс или планета, обикаляща около далечна звезда) може да съществуват за вас сега, седейки на екрана на компютъра или четете разпечатка, но други събития ще заменят тези като съществуващи, ако решите да ходите по един или друг начин. Това изглежда (за пореден път) по-малко като интересно метафизично прозрение, отколкото преразказване на относителността на едновременността. Позибилизмът не е по-добър в това отношение, защото той разчита на метафизично разграничено настояще, което да отдели реалното от потенциалното. (Вижте симпозиума „Перспективите за настоящето в теориите за космическото време“в Howard (2000) за допълнителни аргументи и справки.)

За да обобщим, опитът на Селлар да обвърже съществуването с времевите представи, когато е правилно релативизиран, е или грубо повторно изказване на това, което специалната относителност ни казва вече за едновременността, или непрозрачно твърдение за релативизираното съществуване. Тази дилема се сблъсква с всеки опит за импортиране на предрелативистки представи в космическото време на Минковски. Нека се обърнем към усилията да разберем пространството на Минковски по различен начин, усилията, които ще помогнат за изясняване на озадачаващия аргумент за Андромедова инвазия, представен по-горе.

3.2 Хроногеометричен фатализъм отново

Ние казахме много за относителността на едновременността, но малко за инвариантността на скоростта на светлината. Сега трябва да поправим тази ситуация.

Представете си, че в даден момент O от космическото време идеализирана светлинна крушка с размер на точка мига за (буквално) за миг. От инвариантността на скоростта на светлината следва, че Алиса, преминавайки през О, както по-горе, ще се озове в центъра на сфера от фотони. Радиусът на сферата се разширява със скорост c. (От това следва, че Боб, също минавайки през О но да се движи с някаква постоянна скорост по отношение на Алис, трябва да се озове и в центъра на такава сфера, въпреки че той и Алиса се отдалечават една от друга. Такъв е релативисткият живот!) Ако се опитаме да диагностицираме тази ситуация, е полезно да потиснем едно пространствено измерение, както имаме във всички фигури по-горе, и така двуизмерното изрязване през разширяващата се сфера изглежда като разширяващ се кръг, който става конус, когато този растеж е начертан вертикално нагоре по диаграмата (и така се нарича светлинен конус.) По-точно, тази цифра е само половината от светлинния конус. Ако два фотона (ограничаващи се до две измерения сега) се сближат в точка O от противоположни посоки, линиите, показващи техните истории, ще означават другата половина, миналия лоб, на светлинния конус. [7]

Светлинният конус съществува във всяка точка на космическото време и е инвариантна структура. Тъй като скоростта на светлината е инвариант количество, всички "наблюдатели" са съгласни, кои точки на пространство-времето са осветени от Спукването на светкавицата при O. Освен това, тъй като специалната относителност се разбира стандартно, скоростта на светлината е ограничаваща скорост. Нито една материална частица не може да бъде ускорена от скорост по-малка от с до скорост, равна или по-голяма от с. Електромагнитното излъчване (включително светлината) винаги се разпространява във вакуум със скорост c. (За да видите защо c се счита за ограничаваща скоростта, скоростта, вижте Mermin (1968, глава 15) и Nahin (1999, стр. 342-353 и Tech Note 7). Като се имат предвид тези предположения, структурата на светлинния конус разделя цялото пространствено време на три отделни вида региони спрямо всяка пространствена времева точка O. (Вижте глави 5 и 6 от Geroch (1978) за задълбочена дискусия.)

lightcone
lightcone

Фигура 3. Светлинният конус

Първо, това са точките, от които един фотон може да пътуват до О или които могат да бъдат достигнати от един фотон от O. Ние казваме, че тези точки се lightlike отделени от O. Ако един фотон може да пътува от O до A, можем да го посочим накратко, като напишем O < A. В този случай, А лъжи относно бъдещата светлина конуса на O.

Второ, има точките вътре (а не върху) бъдещето или миналото светлина конуса на O. Ние казваме, че тези точки са timelike отделя от О. Ако В е точка в пространственото време, отделена от О и бъдещето към него (тоест вътрешния светлинен конус на О), тогава материалната частица, пътуваща с някаква относително приемлива скорост (тоест, по-малка от с), може да пътува от О да B. По същия начин, материал на частиците в една точка вътре в миналото светлина конус от О, могат да пътуват в някои скорост по-малка от С от С до О. В този случай пишем C << O; в първия случай, О << B.

И накрая, съществуват точките на пространствено-времевата, които са нито навътре, нито на светлина конуса на O. Ние се каже, че тези точки са spacelike отделя от О. Ако D е пространственоподобен, отделен от O, тогава нито светлинният сигнал, нито материалното тяло могат да пътуват от O до D или обратно, тъй като такова пътуване би изисквало свръхсветна скорост. Ако един прави естествен предположението, че информация и причинна влияние се размножава чрез електромагнитни сигнали и материални частици, след това, ако D е spacelike отделя от О, събития или събития в О може да има причинно-следствена влияние на всички на събития в D.

Ние стигнахме до това последно заключение с доста откровени разсъждения от инвариантността на скоростта на светлината. Но помислете за следното наблюдение на Torretti (1983, стр. 247):

Преди Айнщайн … никой не изглежда сериозно да оспорва, че всякакви две събития могат да бъдат причинно свързани помежду си, независимо от тяхното пространствено и времево разстояние. Отричането на това на пръв поглед скромно твърдение е може би най-дълбокото нововъведение в естествената философия, породено от относителността. Той напълно разстрои традиционните ни възгледи за време, пространство и причинно-следствена връзка …

Като една илюстрация за това как нашите традиционни възгледи за времето и причинността са разстроени чрез ограничаване на разпространението на причинно-следственото влияние до структурата на светлинния конус, нека преразгледаме разсъжденията на примера за Андромедовата инвазия, който използвахме за илюстриране и мотивиране на хроногеометричния фатализъм. Вероятно сега можем да видим, че това разсъждение не е толкова завладяващо, колкото изглеждаше първо, и може би ще успеем да разберем защо някои философи са предложили да гледаме да станем в пространството на Минковски по начин, доста различен от традиционния начин.

За да улесним експозицията, нека добавим към историята за Андромедова инвазия четвърти наблюдател - Тед, който е в покой по отношение на Земята (а също така и Андромеда) на мястото, където се срещат Алиса и Боб. Тед също дефинира координатна система или референтна рамка и в Андромеда (можем да го наречем D) има точка, която (в рамката на Тед) е едновременна със срещата на Алиса и Боб и Тед. За да улесним нашето изложение, нека предположим, че Алис и Боб и Тед всички задават часовниците си, за да прочетат 0 в момента, в който всички се срещат. [8] Нека се фокусираме върху D.

Тед (при срещата на Алис и Боб) назначава на D времето 0, тъй като това е едновременно (в неговия кадър) с неговото време 0. Алис назначава D (приблизително) времето -3 дни, докато Боб му присвоява време (приблизително) +3 дни. D, разбира се, космически се отделя от O и ние се опитваме да обясним, че от специална релативистична гледна точка това пространствено разделяне изключва (физическата) възможност, че върху D на събитията в О има някакво причинно влияние. След като маркирането на точки от пространството във времето като D с координати завърши, какво по-нататъшно съдържание има, какво по-нататък би могло да се означава, като добавите това за Alice и Ted D е реална или фиксирана? Ако наистина няма допълнително съдържание, тогава какви възможни последици по отношение на „реалността“или „фиксираността“или „решителността“могат да се извлекат от факта, че Боб маркира тази точка с положително число, Алис я обозначава с отрицателно число, и Тед го маркира с 0? [9]

Един добър текст в специална относителност рано или късно ще докаже, че за всяка двойка разделени точки от пространството (но нека продължим да ги наричаме O и D) има точно една допустима координатна система (с O като начало), в която O и D са едновременно, безкрайност на допустимите координатни системи, в които на D е присвоено положително число (тоест, при което О се появява преди D), и безкрайност на други допустими координатни системи, в които D е назначен отрицателен номер (т.е. в който D възниква преди О). Какво метафизично значение би могло да се извлече от факта, че някои наблюдатели (обичайният антропоморфизиран начин за препращане към допустими координатни системи) при O трябва да присвоят положителни моменти, някои отрицателни времена и един път 0 на далечното събитие D, което, отново, може не се влияе от и не може сам да повлияе на събитията при О, според специалната относителност поне?

Неспособността да се даде никакъв положителен отговор на този въпрос може да мотивира различен подход към концептуализирането на превръщането в пространството на Минковски, подход, представен от философа Хауърд Щайн (1968, 1991). Основната идея на този подход е да се започне от или да се дефинират понятия по отношение на геометричната структура, присъща на пространственото време, а не по отношение на координатите. В настоящия случай този подход води до опит да се дефинира „става“по отношение на пространствено-времевите точки и светлинните конуси. Предрелативистко „е станало“се дефинира спрямо равнината на едновременност. Видяхме ограниченията на понятието за равнина на едновременност в специална относителност. Стайн започва след това, като предлага, че човек определя отношението на „да стана“или „вече определено“по отношение на точките от пространството. Отношение на две места, схематично написано като Rxy, ще бъде предназначено да улови идеята, че точка y вече е станала или е определена по отношение на точка x.

Има две други формални характеристики, които тази връзка R трябва да притежава. Тя трябва да бъде преходна - тоест, ако z вече е станало по отношение на y и y вече е станало по отношение на x, тогава изглежда разумно да се изисква, че z вече е станало по отношение на x. Тя също трябва да бъде рефлексивна - тоест изглежда разумно да се изисква x да е станало по отношение на самия х.

(Можем да посочим тези условия накратко като (1) Rzy и Rxz водят до Rxy, за всички x, y, z и (2) Rxx, за всички x.)

И накрая, Щайн предлага връзката R да не се задържа между всеки две точки в пространството-време. Тоест, той предлага, като се има предвид някакъв избор на пространствено време точка x, има поне една отделна точка y, която не е станала, това не е определено по отношение на x. Но има ли такава връзка, някаква връзка, която има всички тези интуитивно желани характеристики? Отговорът е да. Връзката е тази между точка х и всяка точка в или върху нейния минал светлинен конус. [10] Ако може да се приеме, че отношението Rxy представлява в специална относителност понятието да стане (или да стане), тогава съществуването на връзката, определена и намерена от Щайн, е официално опровержение на аргумента на Rietdijk-Putnam-Penrose за хроногеометричен фатализъм.

Разбира се, този последен брой е спорен. Щайн, който желае да свърже своите определения на времевите понятия с вътрешната геометрична структура, счита, че „в пространството-времето на Айнщайн-Минковски, настоящето на събитието е само по себе си.”(1968, с. 15) Ако човек желае да включи дори още едно събитие в настоящето на събитие - тоест, ако човек уточни, че за всяка точка x трябва да има още една отделна точка y, така че не само Rxy, но и Ryx - тогава единственото отношение, което удовлетворява този дезидерат и другите условия, посочени от Щайн, е универсалното отношение. [11]

Callender (2000, S592) отбелязва, че изискването подаръкът на дадено събитие трябва да съдържа поне едно събитие, различно от него, което той нарича условието за нееднозначност, „изглежда най-тънкото изискване, което човек може да постави“. Тогава той не би приел отношението на Щайн R като представлява истинско отношение на ставане, тъй като то не отговаря на това условие, но тогава също трябва да приеме заключението на аргумента на Ритдейк-Путнам-Пенроуз, тъй като единствената алтернатива на R е универсалната връзка, Ако човек желае да избегне хроногеометричния фатализъм, що се отнася до специалната теория на относителността, тогава изглежда, че няма алтернатива да се приеме отношението на Щайн R като представлява истинско отношение на превръщането и да се счита, че настоящето на събитието е само по себе си,Труизъм е, че релативистката революция във физиката има дълбоки последици за нашите концепции за пространство и време. Последната дилема показва защо този истина е истина.

Може да изглежда неотразима пречка за приемането на отношението на Щайн R като представляващо истинско отношение на битие. R трябва да представлява ставане, но структурата на светлината на конуса на пространството на Минковски, по отношение на която е определена, е инертна. Тази реакция беше изказана например от Пале Вауграу, който написа, че „грешката на Щайн е да придаде структурна собственост като това, което„ оправдава използването на представата ни за „превръщането“в релативистко пространство-време. Ако Yourgrau е поставил пръста си на "грешка", то това е "грешка" в сърцето на усилията на Stein. Има обаче няколко забележки по този въпрос.

Първо, има опити да се формулират позиции като тази на Щайн, които се опитват да отчетат преминаването по отношение на геометричната структура и като че ли включват по-динамични елементи, експлоатирайки факта, че устойчивите предмети или вещества (включително „наблюдатели“) са представени от времеви свят линии, а не по точки. Математикът Дж. Дж. Уитроу (1980, с. 348) пише:

В даден момент E на световната линия на наблюдател A (който не трябва да се разглежда като нещо повече от звукозапис), всички събития, от които А може да е получил сигнали, се намират в насочения отзад светлинен конус с върха му при Д…. Сигналите от събития [извън светлинния конус при Е] могат да достигнат А само след събитието Е, а когато достигнат А, в този момент ще лежат в A-насочения назад светлинен конус. Изминаването на времето съответства на непрекъснатото напредване на този светлинен конус.

Физикът-философ Абнер Шимон, в отговор на твърдението, че специалната относителност показва, че превръщането е субективно или „зависимо от ума“, пише (1993, с. 284):

Нещо мимолетно наистина преминава световната линия, но това нещо не е субективно; това е преходното сега, което като обективен факт е моментно и след това е минало.

В умислената фраза на Парк (1971) тук имаме два различни вида анимирани диаграми на Минковски. Изглежда, че всеки от тях включва добро движение на светлинния конус или на преходното време, което напредва по световна линия. Първоначалните ни ограничения за преходни сметки, вдъхновени от аргументите на Броуд, трябва да ни предпазят да призоваваме движение, за да отчитаме преминаването. Паркът освен това не вижда полза от добавянето на анимацията.

Искам сега да направя жизненоважното значение, че анимираната диаграма може да бъде по-интуитивна или по-живописна или да направи по-добро кино от атемпоралното, но че не съдържа по-конкретна, проверима информация. Цялата наука за динамиката, тоест всичко, което знаем за това как сложни системи (включително самите нас) се държат и си взаимодействат, е вече представена на атемпоралната диаграма на Минковски.

Неанимираната диаграма на Минковски може да е „статична“, но както посочва Парк, статичната диаграма представлява развитието на (правилното) време на системите по техните световни линии. Диаграмата, ако Парк е правилна, не е необходимо да се анимира, за да представя динамични явления. Ако Парк е правилен, тогава това, което Yourgrau нарече „грешка“, всъщност е добродетел на акаунта на Stein, че той не прави опит да анимира геометричната си картина, но оставя каквато и да е преходност в това, което изобразява.

3.3 Локализиране на настоящето

Нека сега се обърнем към два варианта на подхода на Щайн - два тясно свързани начина за разбиране на настоящето и времевото ставане по отношение на структурата, присъща на пространството на Минковски. Човек може да разгледа тези два възгледа като опити за улавяне на преходността на Шимов, без да се анимира диаграмата на Minkowski.

Полезен източник за една версия е Dieks (2006), документ, който започва с представянето на поредица от аргументи, че хиперплоскостите на едновременността или глобалните ноу-хау не са подходящите релативистки наследници на здравия разум сега.

В §1 Dieks представя следния аргумент:

(P 1) Преживяванията на наблюдателите са с толкова кратка продължителност и заемат толкова малко пространство, че могат без загуба да бъдат идеализирани като точкови.
(P 2) Сред тези преживявания са тези, които убеждават обитателите, че времето тече или минава.
(P 3) Като се има предвид горната граница на скоростта на разпространение на причинно-следствените сигнали, нито едно събитие, което е пространствено отделено от дадено събитие, не може да го повлияе причинно. Следователно,
(° С) Човешките преживявания, които предполагат при всяко дадено събитие в историята на наблюдателя, че времето тече или преминава, е инвариантно при различни избори на глобална хиперповърхност, съдържаща e.

Дори и да няма отношение към човешкия опит, можем ли все пак да изберем нашата хиперплоскост на едновременност (ортогоналната на нашата световна линия) като хиперплана на едновременността, която бележи преминаването на времето? Не, Диекс твърди в §2 от своя документ по две причини.

Първо, има твърде много. Ако бяхме инерционни наблюдатели, тогава щеше да има хиперплан на едновременност, ортогонален спрямо нашата световна линия (и уникално определим от нашата световна линия, използвайки метриката на Minkowski). Но всяка инерционна световна линия определя такава хиперплоскост. Изборът на конкретен, според Диекс, „е равносилен на разширяване на структурата на пространственото време на Минковски“. (Dieks, стр. 5)

Но, второ, наистина няма такива. Ние не сме инерционни наблюдатели. Ние сме (почти почти) въртящи се наблюдатели и, както Диекс подчертава, „локалната синхронност на Айнщайн (ε = 1/2) в въртяща се система не се разпростира до последователна глобална дефиниция на едновременността“. (Dieks, стр. 6)

Според Диекс партизаните на глобален сега в космическото време на Минковски са дилема. „Ако няма да се позоваваме на действителните материални световни линии във Вселената, а само на самата структура на пространственото време, нямаме достатъчно ресурси, за да оправим уникален набор от глобални познания. Ако се опитаме обаче да разчитаме на действителните материални световни линии, ние изобщо няма да успеем да определим глобалните нива. “(Dieks, стр. 7)

Въпреки че прескачаме историята си, струва си да отбележим, че ситуацията не се подобрява в общата теория на относителността, както отбелязва Диекс в §3. Предложено е средното движение на материята да се използва за определяне на предпочитана рамка, която от своя страна може да бъде фолирана (или нарязана) на космически хиперповърхности, които определят предпочитано глобално време. Но тази процедура ще работи само в голям мащаб, при което ще има произволен елемент както при определянето на мащаба, така и в процедурата за усредняване. Ако някой отстъпи към използването на действителни световни линии, проблемът с въртенето се потвърждава отново. Както Нелсън Гудман отбеляза в друг контекст, ние имаме нито един, нито твърде много.

Времето, в специалната теория на относителността, се появява в два знака-координирано време, което досега е задържало централен етап, и подходящото време. Историите на материалните обекти, които винаги се движат със скорости, по-малки от скоростта на светлината, са представени в пространството на Минковски чрез времеподобни световни линии (криви в пространството на Минковски, така че допиращият вектор във всяка точка е подобен на време). Временните световни линии могат да се параметризират чрез количество, подходящо време, което се измерва с идеални часовници, следващи такива световни линии.

Откривайки невъзможно да се свърже преминаването на времето с глобалните хиперповърхности, които са дефинирани като координирано време, Диекс предлага (в §§4–5), че да станеш в пространството на Минковски е най-добре да се мисли на местно ниво, като напредък на подходящото време по времеобразна световна линия или, дори по-важно, като последователно случване на събития по такава световна линия. Изминаването на времето или превръщането във времето (по дадена времева световна линия, разбира се) ще бъде директно посочено чрез часовник. На този възглед настоящето за точкова частица по времеобразна световна линия съвпада точно с частицата и последователност от подаръци е просто последователното възникване на събитията по тази световна линия.

Вариант на тази идея е да позволи на настоящето да бъде разширено временно, както е в човешкото съзнание, а не като точка. Ако тогава си представим подарък (все още по дадена времева световна линия) като начало на някакво събитие e 0 и завършващо на малко по-късно събитие e 1, тогава този вариант изглед приема настоящето за интервала от e 0 до e 1 (по протежение на дадената времева световна линия) o са събитията във вътрешността на пресечната точка на бъдещия светлинен конус на e 0 с миналия светлинен конус на e 1. [12]

Ако скоростта на светлината е зададена равна на 1, което е често срещано споразумение при обсъжданията на относителността, тогава тези множества имат (в 1 + 1 размерно пространство-време) диамантена форма. Временният им изход обикновено ще бъде много кратък (да кажем, една секунда), докато пространственият им обхват ще бъде по-голям от човешките стандарти. Последователността на тези „подаръци“по времева световна линия представлява (местното) течение на този поглед. Струва си да се отбележи, че в този възглед, ако две събития са в дадено настояще, не следва, че нито едното е станало по отношение на другото, в смисъла на Stein, обсъден по-горе.

библиография

  • Артур, Р. 2006. „Пространството на времето Минковски и размерите на настоящето“в „Онтология на космическото време“, кн. 1, Dieks, D. (съст.). Амстердам: Elsevier.
  • Роден, М. 1962. Теорията на относителността на Айнщайн. Ню Йорк: Публикации на Дувър. (Това е преработена и преведена версия на оригиналния немски текст от 1920 г.)
  • Broad, CD 1938. Разглеждане на философията на McTaggart, Vol. II, част I. Кеймбридж: Cambridge University Press.
  • Broad, CD 1959. "Отговор на моите критици" във "Философия на CD Broad", PA Schilpp (ed.), Стр. 711-830. Ню Йорк: Издателство Тюдор.
  • Butterfield, J. (ed.) 1999. Аргументите на времето. Оксфорд: Oxford University Press.
  • Callender, C. 2000. „Светлината на проливането на времето“, в Howard (ed.) 2000, стр. S587-S599.
  • Карнап, Р. 1963. „Интелектуалната биография на Карнап“във „Философията на Рудолф Карнап“, PA PA (изд.), С. 3-84. La Salle, IL: Отворен съд.
  • Клифтън, Р. и Хогарт, М. 1995. "Определяемостта на целта да стане в пространството на Минковски", Синтез 103: 355-387.
  • Dieks, D. 2006. „Ставане, относителност и локалност“в „Онтология на космическото време“, кн. 1, Dieks, D. (съст.). Амстердам: Elsevier.
  • Айнщайн, А. 1905. „За електродинамиката на движещите се тела“, както е препечатано и преведено в „Принципът на относителността“, стр. 35-65. New York City: Dover Publications, 1952 г.).
  • Фицджералд, П. 1985. „Четири вида времево ставане “, Философски теми 13: 145-177.
  • Фридман, М. 1983. Основи на теориите за пространството и времето: релативистка физика и философия на науката. Принстън: Princeton University Press.
  • Гале, Р. 1967. Философията на времето: сборник с есета. Garden City, NY: Doubleday и компания.
  • Geroch, R. 1978. Обща относителност от А до Б. Чикаго: Университетът в Чикаго Преса.
  • Gödel, K. 1949. „Забележка за връзката между относителността и идеалистичната философия“, в Алберт-Айнщайн: Философ-учен, Шилп, П. (съст.), С. 557-62. La Salle, IL: Отворен съд.
  • Grünbaum, A. 1971. „Значението на времето“, в Основни въпроси във философията на времето, Фрийман, Е. и У. Селари (съст.), Стр. 195-228. La Salle, IL: Отворен съд.
  • Grünbaum, A. 1973. Философски проблеми на пространството и времето, (второ, разширено издание). Дордрехт, Холандия и Бостън, MA: Издателска компания D. Reidel.
  • Horwich, P. 1987. Асиметрии във времето: проблеми във философията на науката. Кеймбридж, Масачузетс: The MIT Press.
  • Howard, D. (ed.) 2000. PSA 1998: Proceedings of the Биеналената среща на Асоциацията по философия на науката през 1998 г., част II: Доклади на симпозиумите. Философия на науката, допълнение към том 67, номер 3.
  • McTaggart, JME 1908. „Нереалността на времето“, Ум, Нова серия 68: 457-484.
  • McTaggart, JME 1927. Природата на съществуването, кн. II. Cambridge: Cambridge University Press.
  • Mellor, DH 1981. Реално време. Cambridge: Cambridge University Press.
  • Mellor, DH 1998. В реално време II Лондон и Ню Йорк: Routledge.
  • Мермин, ND 1968. Пространството и времето в специална относителност. Prospect Heights, IL: Waveland Press, Inc.
  • Minkowski, H. 1908. „Пространство и време“, както е препечатано и преведено в „Принципът на относителността“, стр. 73-91. New York City: Dover Publications, 1952 г.).
  • Nahin, P. 1999. Time Machines: Пътуване във времето във физиката, метафизиката и научната фантастика. 2-ро изд. Ню Йорк, Берлин и Хайделберг: Спрингер-Верлаг.
  • Oaklander, N. and Smith, Q. (изд.) 1994. Новата теория на времето. Ню Хейвън и Лондон: Yale University Press. Парк, Д. 1971. „Митът за преминаването на времето“, Studium Generale 24: 19-30. Препечатано в The Study of Time, JT Fraser, FC Haber и GH Müller (ред.) Берлин, Хайделберг и Ню Йорк: Springer-Verlag, 1972.
  • Penrose, R. 1989. Новият ум на императора: относно компютрите, умовете и законите на физиката. Ню Йорк и Оксфорд: Oxford University Press.
  • Прайс, Х. 1996. Стрела на времето и Архимед: Нови направления за физиката на времето. Ню Йорк и Оксфорд: Oxford University Press.
  • Преди, А. 1970. "Представата за настоящето", Studium Generale 23: 245-48. Препечатано в The Study of Time, JT Fraser, FC Haber и GH Müller (ред.) Берлин, Хайделберг и Ню Йорк: Springer-Verlag, 1972.
  • Putnam, H. 1967. „Време и физическа геометрия“, Journal of Philosophy 64: 240-247. Препечатано в сборниците на Putnam, Vol. I. Cambridge: Cambridge University Press, 1975 г.
  • Куин, WVO 1960. Дума и обект. Кеймбридж, Масачузетс: The MIT Press.
  • Rietdijk, C. 1966. "Строго доказателство за детерминизъм, получено от специалната теория на относителността", Философия на науката, 33: 341-4.
  • Rietdijk, C. 1976. "Специална относителност и детерминизъм", Философия на науката, 43: 598-609.
  • Rucker, R. 1984. Четвъртото измерение. Бостън: Houghton Mifflin Co.
  • Savitt, S. 2001. „Ограничена защита на пасажа“, American Philosophical Quarterly, 38: 261-270.
  • Савит, С. 2005. „Пътуване във времето и да станеш“, Монистът, 88: 413-22.
  • Schlesinger, GN 1980. Аспекти на времето. Индианаполис, IN: Издателска компания Hackett.
  • Sellars, W. 1962. "Времето и световният ред" в изследвания в Минесота във философията на науката, кн. III, Feigl, H. и Maxwell, G. (ред.), Стр. 527-616. Минеаполис: Университет на Минесота Прес.
  • Шимон, А. 1993. „Преходното сега“, в търсене на натуралистичен светоглед, кн. II. Cambridge: Cambridge University Press.
  • Smart, JJC 1963. Философия и научен реализъм. Ню Йорк: The Humanities Press.
  • Stein, H. 1968. „За пространството-времето на Айнщайн-Минковски“, The Journal of Philosophy 65: 5-23.
  • Stein, H. 1991. „За теорията на относителността и отвореността на бъдещето“, Философия на науката 58: 147-167.
  • Тейлър, EF и JA Wheeler. 1963. Физика на космическото време. Сан Франциско и Лондон: WH Freeman and Company.
  • Tooley, M. 1997. Време, напрежение и причинно-следствена връзка. Оксфорд: Oxford University Press.
  • Tooley, M. 1999. „Метафизиката на времето“в „Аргументите на времето“. J. Butterfield (съст.), Стр. 21-42. Оксфорд: Oxford University Press.
  • Torretti, R. 1983. Относителност и геометрия. Оксфорд, Ню Йорк, Торонто, Сидни, Париж, Франкфурт: Pergamon Press.
  • Уилрайт, Филип. 1960. Досократиците. Индианаполис: Бобс - Мерил.
  • Уитроу, Г. 1961. Естествената философия на времето. Оксфорд: Oxford University Press. (2-ро изд., 1980 г.)
  • Winnie, JA 1977. "Причинната теория на пространството-времето" в Minnesota Studies in the Philosophy of Science, Vol. VIII, Earman, J., Glymour, C., и Stachel, J. (ред.): 134-205.
  • Yourgrau, P. 1999. Гьодел се среща с Айнщайн: Пътуването във времето във Вселената на Гьодел. Чикаго и Ла Сале, Илинойс: Отворен съд. (Преработено и разширено издание на изчезването на времето: Курт Гьодел и идеалистичната традиция във философията. Кеймбридж: Cambridge University Press, 1991.)

Други интернет ресурси

[Моля, свържете се с автора с предложения.]

Препоръчано: