Predstavitev
Čas se nam zdi linearen: spominjamo se preteklosti, doživljamo sedanjost in napovedujemo prihodnost, pri čemer se zaporedno premikamo od enega trenutka do drugega. Toda zakaj je tako in ali je lahko čas navsezadnje nekakšna iluzija? V tej epizodi Nobelov nagrajenec fizik Frank Wilczek govori z gostiteljem Steven Strogatz o številnih »puščicah« časa in o tem, zakaj se večina od njih zdi nepovratna, bistvu, kaj je ura, kako je Einstein spremenil našo definicijo časa in nepričakovani povezavi med časom in našimi predstavami o tem, kaj bi lahko bila temna snov.
Poslušaj Apple Podcasts, Spotify, Google Podcasti, TuneIn ali vašo najljubšo aplikacijo za podcaste ali pa lahko pretakajte iz Quanta.
Prepis
STEVEN STROGATZ: Vsi se zavedamo minljivosti časa. Čutili smo to v menjavi letnih časov, v ritmih pesmi in plesa, v odraščanju in staranju naših otrok. Všeč ali ne, čas je temeljni del življenja. In skozi tisočletja so znanstveniki na čas na splošno gledali kot na enodimenzionalno stvar, puščico, ki se premika naprej, nikoli nazaj. A bolj ko gledamo čas, bolj zapleten in skrivnosten postaja. Današnji znanstveniki so razdeljeni glede tega, ali je čas ali vsaj naša izkušnja z njim resnična ali iluzorna. Morda se res ne premikamo skozi čas. Morda so sedanjost, preteklost in prihodnost enako resnične.
[Tematske igre]
Sem Steve Strogatz in to je "The Joy of Why", podcast avtorja Revija Quanta, kjer je moj sovoditelj, Janna Levin, in izmenično raziskujem nekaj največjih neodgovorjenih vprašanj v matematiki in znanosti danes.
V tej epizodi bomo vprašali teoretični fizik Frank Wilczek, "Kaj je čas?" Kako smo ga definirali v preteklosti? In kako bi ga lahko kvantna fizika v prihodnosti na novo definirala?
Frank je profesor fizike Herman Feshbach na MIT, ugledni profesor na državni univerzi v Arizoni in profesor na univerzi v Stockholmu. On je zmagovalec Nobelova nagrada 2004 iz fizike in nagrado Templeton 2022. In je avtor številnih knjig, vključno z nedavno, Osnove: deset ključev do resničnosti. Frank, dobrodošli v "The Joy of Why."
FRANK WILCZEK: Hvala vam. Vesel sem, da sem tukaj.
STROGATZ: No, zelo sem vesel, da spet klepetam s teboj. Všeč mi je bila tvoja celotna knjiga Osnove, in tvoja razlaga o času in o tem, kako razmišljati o času, je bila zame ena najbolj ganljivih in najlepših. Vendar bi rad začel z nekakšnim osebnim vprašanjem o vaši izkušnji časa, kot sina in osebe, moža, ne vem. Kako doživljate čas kot oseba in ali je drugačen kot ga doživljate kot znanstvenik?
WILCZEK: No, letos sem se na zelo lep način soočila s časom. To je 50. obletnica mojega prvega znanstvenega prispevka in tudi, ne naključno, mojega zakona. Minilo je 50 let …
STROGATZ: (smeji) Vau.
WILCZEK: Razmišljal sem o minevanju časa in na nek način potoval nazaj v preteklost, da bi ponovno obiskal tiste prelomne trenutke.
Zelo zanimivo vprašanje je, da je čas, kot je prikazan v naših enačbah … No, to je glavna spremenljivka, pod katero se odvija svet. Torej je simbol, t, ki se pojavi v naših enačbah. In če sledimo enačbam, dobimo namige o tem, kaj t je. In to vam pove, kakšne so njegove lastnosti, kot se odražajo v stvareh, ki jih vidimo okoli sebe, in njihovem obnašanju.
Toda čas tako rekoč zaživi svoje življenje, ker lahko razpravljate o njegovih lastnostih neodvisno od stvari, na katere deluje, zlasti o njegovi simetriji.
Toda če se vrnemo k izkušnji časa v primerjavi s fizično definicijo časa - stvar, ki dobesedno vnaša gubo, je, da lahko s shranjevanjem informacij o preteklosti in razmišljanjem o prihodnosti potujemo skozi čas na načine, ki predmeti, ki ustrezajo enačbam fizike, v resnici ne.
Samo sosedje v času se resnično pogovarjajo med seboj v enačbah. Toda v naših glavah lahko shranimo spomine. Lahko pa razmišljamo o prihodnosti. Res lahko potujemo v času.
STROGATZ: To je super. Da je nekaj v enačbah, na kar gledamo samo neskončno naprej. Kot pravite, pomembni so pravočasni sosedje, kajne? Trenutne razmere napovedujejo, kaj se bo zgodilo v bližnji prihodnosti.
WILCZEK: Da, vsekakor v okviru temeljnega prava, ki ga zdaj razumemo, tako deluje. Zabavno je špekulirati, da končno morda obstaja bolj globalna struktura, da obstajajo pogoji, ki jih še nismo ujeli in zaradi katerih je razplet vesolja neizogiben in edinstven.
Toda tako kot je zdaj, vam zakoni povedo, kako se stanje sveta v enem trenutku razkrije v to, kar je v naslednjem trenutku.
STROGATZ: Kaj bi rekli, da so velike skrivnosti o času?
WILCZEK: Mislim, da je ena skrivnost, ki je zelo plodna, in mislim, da smo morda veliko napredovali pri razjasnitvi, ta, da so temeljni zakoni fizike videti skoraj reverzibilen v času, čeprav vsakodnevno doživljanje sveta ni.
To torej postavlja dve vprašanji, ki sta: Kako lahko iz temeljnih zakonov, ki imajo to lastnost reverzibilnosti, pridete do izkušnje, ki je drastično nima?
In potem, drugič, zakaj za vraga so imeli zakoni to lastnost, ko pa ne samo, da ni treba opisati izkušenj, ampak je to nekakšna zadrega? Predstavlja problem, izziv. Kako naj to lastnost zakonov uskladimo z izkušnjo, za katero se zdi, da je, če ne v nasprotju, vsaj v napetosti z njo.
To sta dva velika problema, za katera mislim, da sta pravzaprav v veliki meri rešena, a še vedno zelo plodna, zlasti prvi: Zakaj so zakoni takšni?
In potem, še večja težava, ki je – ali še bolj skrivnostna in globoka težava je način, kako oblikujemo svoj opis sveta zdaj – v smislu zakonov, ki vam povedo, kako se svet odvija od trenutka do trenutka – je, da popolno?
Zdi se na nek način filozofsko nezadovoljiv, ker razdeli opis sveta na dva dela. Eno so enačbe, drugo pa stanje sveta v nekem trenutku, ki ga moraš nekako vnesti, da se stvari začnejo.
STROGATZ: Pa poglejmo, če to razumem. Vprašanja so nekaj o tem, zakaj imajo zakoni to lastnost skoraj reverzibilnosti.
WILCZEK: Ja.
STROGATZ: Vprašanje "enačb proti začetnim pogojem", bi lahko rekli.
WILCZEK: Ja, ja.
STROGATZ: Nekateri ljudje bodo vedeli, da govorite začetne pogoje, ne da bi jih povedali.
WILCZEK: Prav.
STROGATZ: Obstaja tudi ta žargon, "puščica časa,« o — da se nam zdi, kot da čas teče samo naprej. In pravite, da se zdi, da ima dobro ločljivost. Mislimo, da razumemo puščico časa.
WILCZEK: Mislim, da. To je dolga zgodba, ki sčasoma postaja vse bolj prepričljiva. Ampak mislim, da je očitno veliko različnih puščic časa, veliko različnih načinov, na katere se prihodnost razlikuje od preteklosti. Vsekakor obstaja psihološki fenomen. Tudi drugi zakon termodinamike. Pove vam, da stvari postanejo bolj naključne, zelo grobo rečeno, vendar ima tudi natančno formulacijo. Obstaja sevalna puščica časa, to sevanje ponavadi gre ven iz stvari in ne pride noter. Obstaja ta puščica časa, povezana z razvojem življenja. In mnoge druge, ki bi si jih lahko izmislili sproti. Kamor koli pogledaš, so puščice časa. Obstajajo asimetrije med prihodnostjo in preteklostjo.
Ampak mislim, da zdaj vse — vse lahko zavijemo v eno puščico. Tako kot »en prstan, ki vlada vsem«, obstaja ena puščica, ki vlada vsem, in to je kozmološka puščica časa.
In tako bi lahko rekli, da smo rešili skrivnost, vendar mislim, da bi bilo natančneje reči, da smo vse skrivnosti zavili v eno, in sicer: Zakaj je sploh prišlo do velikega poka?
Gravitacija rada stvari strpa, vendar je bilo zgodnje vesolje v času velikega poka v vesolju zelo, zelo enotno. Torej je bila gravitacija daleč iz ravnovesja. In vse od takrat se dogaja, da se gravitacija trudi ponovno vzpostaviti ravnotežje.
Tako se snov širi in ohlaja, nato pa se strdi in naredi (na koncu) zvezde, ki začnejo sproščati jedrsko energijo in planete, na katerih se lahko razvijajo bitja. Obstaja zelo verjetna zgodba z bogatimi podrobnostmi, ki vse puščice poravna s to puščico kozmične evolucije.
STROGATZ: Zdi se mi zelo – niti ne vem, kakšen pridevnik bi temu dodal, ampak ideja, da naša izkušnja časa teče le iz sedanjosti v prihodnost in da se jajca ne razvozlajo sama in podobne stvari, da je to nekako povezan z razvojem celotnega vesolja od njegovega vročega enotnega stanja do njegove trenutne grudaste, saj veste, z galaksijami polne zvezde ... Prav noro je misliti, da ta stvar, ki se zdi tako oddaljena, vpliva na moje bolečine v hrbtu zdaj, ko sem stari, veš? Kot res, kajne? Konec koncev je to tisto, kar pravite.
WILCZEK: Vsekakor ni očitna zgodba in brez gore dokazov, ki so bili razviti skozi ves potek sodobne znanosti, bi bila neverjetna. Torej je popolnoma osupljivo.
STROGATZ: Če se stvari ne bi spremenile – na primer, če bi si lahko predstavljali nek miselni eksperiment, kjer se nič ne spreminja, ali bi čas še obstajal? Ali čas obstaja ločeno od dogodkov? Ali pa je čas nekakšno merilo tega, da se stvari spreminjajo?
WILCZEK: No, zagotovo si lahko predstavljate - in dejansko lahko konstruirate rešitve osnovnih zakonov fizike - tako skladne z vsemi osnovnimi načeli, ki jih poznamo, kjer se nič ne zgodi, in t je še vedno sestavni del teh enačb -
STROGATZ: Torej bi prazno vesolje še imelo čas?
WILCZEK: Ja, čas bi bil še vedno v enačbah. In tudi v tej situaciji bi se lahko vprašali, kaj bi se zgodilo, če bi naredili malo motenj v tem univerzalnem ravnovesju? In takrat bi se razkril čas. Čas bi bil torej nekako latenten, vendar se zdi, da je vseeno potreben za oblikovanje situacije. Govorimo o nečem, kar je neodvisno od časa, a tega ne morete formulirati, ne da bi rekli, da obstaja nekaj, od česar bi lahko bilo odvisno, pa ni.
STROGATZ: Je pa že zanimiv odgovor. Malo sem presenečen, da to praviš. Mislim, imaš rad filozofijo, kolikor se spomnim. Mislim, da si malo študiral filozofijo, kajne?
WILCZEK: Zelo amatersko, na zelo amaterski način. Toda o tem sem dejansko razmišljal pred kratkim, na tehnični ravni. Toda pomislite na reko, tok reke. Lahko si predstavljate dva različna opisa reke, ki teče zelo pravilno.
Torej bi v enem opisu, ki se tehnično imenuje Eulerjev opis, določili, kakšna je hitrost toka na vsakem položaju, in to bi vam dalo popoln opis toka reke. In če je tok reden, se to morda ne zgodi nič. Hitrosti se ne bi spremenile v času.
STROGATZ: Prav.
WILCZEK: Vendar pa obstaja še en opis, povezan z imenom Lagrange. Je nekakšen opis notranjosti, kjer sledite toku posameznih molekul vode. In potem se ti vzorci premikajo z lokalno hitrostjo. In ko čas teče, so na drugem mestu, zato vidijo drugačno hitrost. Čeprav je bila hitrost prvotno funkcija položaja, ne pa časa. Ampak, če pogledamo od znotraj, ko slediš samemu toku, potem se stvari dogajajo.
Torej veljata oba opisa. Če tej reki rečemo vesolje, se vesolje v nekem smislu ne spreminja. A kot izkušnjo od znotraj, se spreminja. Ko ste znotraj reke in se prepuščate toku, je dovolj prostora za dinamičen razvoj.
In mislim, da je to morda na globoki ravni tisto, kar se dogaja v vesolju. Če želite imeti opis notranjosti - Lagrangeov opis, v nasprotju z Eulerjevim opisom - to ni protislovje. Gre le za drugačen pogled na isti objekt, na isto realnost iz notranjosti ali iz zunanjosti. Človeški pogled proti božjemu pogledu.
STROGATZ: Z vami želim raziskati, veste, različne koncepcije časa v zgodovini znanosti, ko se premikamo, recimo, od Newtona do Einsteina. Toda v tem trenutku bi vas rad samo vprašal — in seveda je smešno, ko razpravljamo o času, kar naprej govorimo o času. Kot pravim, "v tem trenutku vam bom postavil vprašanje o času."
WILCZEK: Težko je pobegniti, kajne?
STROGATZ: Težko je pobegniti!
WILCZEK: Tako pravijo. Če je iluzija, je precej prepričljiva iluzija.
STROGATZ: To je zelo prepričljiva iluzija. Torej, to je tisto, kar sem hotel: vemo, da je na Einsteina močno vplival znanstvenik/filozof po imenu Mach, Ernst Mach. V zvoku govorimo o Machovem številu, vendar je to isti Mach. V redu, ampak takole: Mach. Tega tipa so zelo zanimale operativne definicije stvari. Torej Einstein, ko sedi v patentnem uradu in razmišlja o času, začne govoriti: "Čas merijo ure."
In o tem veliko pišete v Osnove, in mislil sem, da je to zelo zanimiv pogled na stvari. Hočeš - ali lahko rifiraš to idejo? Na primer, ali bi morali razmišljati o času kot o tem, kar merijo ure, v nasprotju z neko bolj nejasno definicijo časa?
WILCZEK: No, mislim, da, če želimo znanstveno in plodno razmišljati o času na temeljni ravni. Ampak naj ga malo kvalificiram.
STROGATZ: Potrebuje nekaj razpakiranja.
WILCZEK: Angleška beseda "čas" zajema veliko področij in se lahko uporablja v različnih pomenih, tako kot "energija", OK? Energija pomeni nekaj zelo specifičnega v kontekstu znanstvene razprave. Toda v navadnem jeziku ima veliko širši pomen, ki ima tudi mehke robove.
Torej, podobno s časom, ko rečem, "čas je tisto, kar merijo ure," se nanašam na znanstveni koncept časa, ki je izjemno ploden in ga je mogoče ponesti zelo daleč z veliko natančnostjo. Da bi pravilno razumeli to izjavo, morate razširiti tudi koncept, kaj je ura.
Ura je karkoli na svetu, kar se kakor koli spreminja, ker so zakoni oblikovani glede na to, kako se stvari spreminjajo kot funkcija te spremenljivke t. In vse se spreminja in stvari se spreminjajo na različne načine. Premikajo se. Podvrženi so kemičnim reakcijam. Starajo se v biološkem smislu. In izjemna izjava je, da je ta spremenljivka v enačbah osnova vsega.
Tako lahko imate ure, ki delujejo po zelo, zelo različnih načelih. Lahko imate stvari, ki spremljajo gibanje zemlje okoli sonca. Lahko imate stvari, ki spremljajo pretok vode, vodne ure. Lahko bi imeli uro na podlagi gledanja kako se nekdo stara, človek se stara. To ne bi bila zelo natančna ura, ampak načeloma in če bi se poglobili v biokemijo, lahko bi bilo natančno. Veliko, veliko različnih vrst ur, vendar so vse med seboj skladne.
Torej, ko rečem, da je čas tisto, kar merijo ure, je to več kot operativna izjava. Ima zelo netrivialno vsebino. Pravi, da bodo vse ure, ki so pravilno umerjene in razumljene, ne glede na to, na kakšnem principu temeljijo, lahko dosegle dosleden dogovor o tem, kaj je ura.
STROGATZ: Takoj se vrnemo.
[Premor za vstavljanje oglasa]
STROGATZ: Dobrodošli nazaj v »The Joy of Why«.
Če tukaj malo prestavim prestavo s filozofije na zgodovino znanosti, se mi zdi, da je velik del zgodbe o uspehu znanosti, zlasti v tem, kar pogosto imenujemo znanstvena revolucija v 1600. stoletju in pozneje, povezan z sposobnost začeti precej dobro meriti čas. Da ni naključje, da so Galileo, Huygens in Newton ter, veste, njihovi nasledniki obstajali v istem času, ko so se začele izdelovati dobre ure z nihalom. In da bi lahko dobili zakone gibanja na način, da bi jih imeli težave, preden bi imeli dobre naprave za merjenje časa.
Se vam zdi to prav? Da je naš znanstveni napredek res odvisen od sposobnosti dobrega merjenja časa?
WILCZEK: Vsekakor je pomagalo. In še posebej, če razširite definicijo časa, da vključite pravilno gibanje planetov, kot je Keplerjev zakon, da planeti v enakih časih pometejo enaka območja. In seveda je bilo to opazovanje osrednjega pomena za formulacijo Keplerjevih zakonov, ki je skupaj z Galilejevim študijem nihala in padajočih teles vse to vodilo do vrhunca znanstvene revolucije: Newtonove formulacije klasične mehanike in gravitacijskih zakonov. Tako da, vse to temelji na premislekih, ki so na splošno prinesli čas.
STROGATZ: Torej, če prehitrimo naprej - seveda, še vedno se držimo teh besednih iger s časom tukaj - in zdaj povečamo Einsteina. Pri Einsteinu se res začnejo dogajati zelo nenavadne – za mnoge ljudi kontraintuitivne stvari.
WILCZEK: No, pri oblikovanju bogatejšega opisa gravitacijske interakcije, ki presega Newtonovo razumevanje, in še pred tem, ko je poskušal upravičiti simetrijo enačb elektrodinamike, je Einstein prišel do bolj fleksibilnega koncepta časa.
Naj torej začnem s posebno teorijo relativnosti, ki je bila zgodovinsko prva. Če ste v zaprtem laboratoriju in pravkar izvajate poskuse v laboratorijih, ki se gibljejo drug glede na drugega s konstantno hitrostjo, bi prišli do istih zakonov, ne glede na to, kakšna je ta hitrost. To je bistvo posebne teorije relativnosti. Toda da bi to naredili, se izkaže, da temu, čemur bi en tip rekel čas, drugi reče mešanica prostora in časa. To je matematično preprosta mešanica. Temu pravimo linearna kombinacija, vendar je vsekakor mešanica prostora in časa. Torej, to uvaja zamisel, da obstaja nekaj prožnosti pri definiranju, kaj je čas.
Veljavne zakone fizike z isto vsebino lahko pridobite z uporabo enega ali drugega časa t ali drug čas, t $lateks ^{prime}$ [t-prim], to je mešanica t in x, Kjer x je položaj. To je bila torej posebna relativnost.
In potem je bilo to veliko presenečenje. ker je na primer Newton razmišljal o času kot o eni stvari. Newton je bil v veliki meri teolog in je menil, da je pri svojem delu razumel, kako Bog deluje. In mislil je, da Bog, veste, svetu vsiljuje svoj psihološki čas, mislim. Bilo je - ideja, da bi lahko obstajale različne veljavne definicije časa, bi bila Newtonu zelo tuja.
Toda to je tisto, kar je domneval Einstein, in to vam omogoča, da dobite zelo lepe formulacije fizikalnih zakonov in v njih najdete pravilnosti, ki bi jih sicer zelo težko našli.
In potem, v splošni relativnosti, postane še bolj čudno, ker dovolite različnim ljudem na različnih mestih, da si izberejo svoje t različico, katerega od teh časov izbrati. To se imenuje lokalna Lorentzova invariantnost. Vsak si lahko izbere svojo mešanico prostora in časa za uporabo. In enačbe morate oblikovati tako, da omogočajo te izbire. Imajo tako imenovano simetrijo. Čeprav bo formulacija enačb videti zelo drugačna, če se ljudje odločijo drugače, bo njihova vsebina enaka. In samo zelo posebne enačbe imajo to lastnost.
In Einstein je z neverjetnim genialnim podvigom uspel — iz tega načela — izpeljati izboljšano teorijo gravitacije. Čas se zlije s prostorom in celoten prostor-čas se lahko ukrivi. Ti učinki so v laboratorijskih merilih zelo, zelo majhni. Toda ko govorite o makroskopskih lestvicah - lestvici Zemlje in Zemljinega gravitacijskega polja ali vesolja ali v zelo ekstremnih razmerah, na primer tam, kjer so zelo velike koncentracije mase, ki ukrivlja prostor v črnih luknjah. Takrat pridejo na svoj račun bolj prožne, upogljive ali celo utekočinjene oblike časa.
STROGATZ: Hmm. Mislim, obstaja veliko testov relativnosti, poskusov prenašanja atomskih ur na letalih. Če ljudje ne bi slišali teh stvari, ki ste jih pravkar omenili, bi verjetno zvenelo precej fantastično. Vendar imamo zelo dobre in trdne dokaze, da so vsi resnični, vključno s celo napravami GPS ki jih uporabljamo v naših avtomobilih. Veste, mislim, če splošna in posebna relativnost, če ne bi upoštevali teh ...
WILCZEK: No, GPS ne bi deloval, ker je zelo pomembno, da dobite točno pravi čas v GPS-u. Pri delovanju sistema GPS uporabljate zelo natančen čas za sklepanje razdalj, pri čemer se zanašate na dejstvo, da je svetlobna hitrost univerzalna konstanta. Malo poenostavljam, ampak to je v bistvu resnica, ja.
In ker je svetlobna hitrost zelo, zelo velika v primerjavi z vsakodnevnimi hitrostmi, se zelo majhne napake pri merjenju časa odražajo v znatnih spremembah razdalje. Torej, če naredite majhne napake v tem, kako ravnate s časom, se te povečajo v veliko večje napake, pomembne napake v prostoru. Zato morate biti zelo, zelo natančni pri svojem obravnavanju časa, da bo GPS uporaben sistem.
STROGATZ: Prav, torej dejstvo, da so sateliti visoko, kjer je gravitacijsko polje šibkejše. Veste, tam so vsi ti sateliti, ki so del sistema GPS, in tam zgoraj se precej hitro premikajo. Vse te stvari je treba upoštevati in popraviti, in mislim, da je to odličen primer, kako, veste, morda mislite, da gre našemu Einsteinu le za črne luknje ali celotno vesolje, toda -
WILCZEK: No, res je neverjetno, da če se vrnete k Einsteinovemu izvirnemu dokumentu o posebni relativnosti, govori o sinhronizaciji in korelaciji različnih postaj, če hočete, tako da se lahko strinjajo glede definicije prostora in časa. In z malo smisla za humor lahko vidite, da je tisto, kar opisuje tam, sistem GPS.
STROGATZ: Vau.
WILCZEK: Veste, ljudje se premikajo naokoli s palicami in urami ter uporabljajo svetlobno hitrost kot način sinhronizacije in, in, in nato merjenja razdalje. Točno tako je - to je sistem GPS, kajne.
STROGATZ: Oh, nikoli nisem razmišljal o tem. Toliko stvari bi te rad vprašal. Kaj pa temna snov? Vem, da je to ena tvojih najljubših. Poslušajmo o tem. Kaj ima temna snov s časom?
WILCZEK: Logično je, da ima v najboljšem primeru šibko povezavo s časom, vendar je zelo zanimiva zgodba, ki je zelo razburljiva in vanjo sem trenutno močno vpleten. torej temna snov je opažanje, da obstaja cela mreža pojavov, kjer se zdi, da je več gravitacije, več gravitacijske sile, kot jo lahko izsledimo do prisotnosti materije.
Izgleda zelo podobno, kot da bi lahko šlo za novo vrsto delcev, ki po naključju zelo, zelo šibko sodelujejo z vrstami snovi, s katerimi imamo opravka že desetletja, vendar še vedno izvajajo gravitacijo. In mislim, da vem, kaj je to, in pojavlja se soglasje, da je to dobra ideja - nekaj, kar se imenuje aksioni. In zdaj končno pride povezava s časom.
Aksioni niso bili uvedeni v fiziko kot način generiranja temne snovi, temveč kot način obravnavanja nenavadne lastnosti zakonov: da so zelo skoraj enaki ali imajo skoraj enako vsebino, če spremenite smer časa. Torej, čeprav se makroskopska izkušnja ne obnaša tako, se mikroskopski zakoni obnašajo tako.
Zakaj? O tem imamo zelo lepo zgodbo.
Načela relativnosti in kvantne mehanike ter globoke simetrije standardnega modela - tako imenovane merilne simetrije, ki urejajo bistvo drugih sil - močno omejujejo interakcije, ki jih lahko ima snov. Torej, če domnevate, da so ta načela pravilna, dobite močne omejitve fizikalnih zakonov.
In izkaže se, da kot skoraj naključna posledica teh omejitev zakoni tečejo skoraj enako naprej in nazaj v času. To je torej velika zmaga teoretičnega razumevanja.
Ampak še ni čisto končano. In obstaja ena interakcija, ki je skladna s temeljnimi zakoni, temeljnimi načeli, bi moral reči, ki bi upoštevala vsa ta načela, vendar ne bi bila reverzibilna v času. In ugotovljeno je, da je tudi ta interakcija zelo, zelo majhna.
Da bi to razumeli na globok način, je vodilna ideja uvesti še eno veliko načelo. To je nekaj, kar se imenuje Peccei-Quinnova simetrija po fiziki, ki so ga uvedli.
Potem smo nekateri ugotovili, da je posledica tega novega principa napoved, da mora obstajati nova vrsta delcev, ki jih imenujem aksion, ki ima popolnoma izjemne lastnosti. Predvideva se, da bo v zelo, zelo šibki interakciji z običajno snovjo. In potem ugotovimo, da če z enačbami preletite Veliki pok, je ta proizveden na ravno pravi način, da nastane temna snov, ki so jo opazovali astronomi.
Vsaj povedano je zelo spodbudno, da samodejno obravnava ta drugi kozmološki problem. In čudovita stvar, ki se je zgodila v zadnjih nekaj desetletjih - a še posebej zdaj s pospešeno hitrostjo - je, da je mogoče oblikovati poskuse, ki jih bodo odkrili, če so tam zunaj.
Poskusi so zelo težki. To je kot problem odkrivanja nevtrinov, vendar težje – morda se, ko se bomo naučili pravih trikov, ne bo več zdelo tako težko. Toda ti poskusi se pripravljajo. Čez pet do deset let bomo vedeli veliko več.
STROGATZ: Všeč mi je, da boste našo oddajo končali z omembo petih do desetih let, ker želim zaključiti z nekakšno, upajmo, pretresljivo ali čustveno noto, da je veliko dela, po katerem ste še posebej znani, Nobelovo nagrado za, je bil na začetku vaše kariere. Ali ne bi bilo čudovito, če bi čez pet do deset let te aksije izmerili in ugotovili, da so ravno pravšnji.
WILCZEK: To bi mi polepšalo dan. Upam, da to ne bo konec moje kariere, bi mi pa zagotovo polepšalo dan.
STROGATZ: No, zelo sem navdušen, da sem lahko spet govoril s tabo, Frank. Tako smo se s teoretičnim fizikom Frankom Wilczekom pogovarjali o skrivnosti in lepoti časa. Frank, najlepša hvala, ker si bil danes z nami.
WILCZEK: Hvala vam. To je čast in privilegij, kot pravijo.
[Tematske igre]
STROGATZ: Hvala za poslušanje. Če uživate v »The Joy of Why« in še niste naročeni, pritisnite gumb za naročanje ali spremljanje na mestu, kjer poslušate. Za oddajo lahko pustite tudi oceno. Ljudem pomaga najti ta podcast.
"The Joy of Why" je podcast iz Revija Quanta, uredniško neodvisna publikacija, ki jo podpira Simonsova fundacija. Odločitve o financiranju fundacije Simons nimajo vpliva na izbor tem, gostov ali druge uredniške odločitve v tem podcastu ali v Revija Quanta.
"The Joy of Why" producira PRX Productions. Produkcijska ekipa je Caitlin Faulds, Livia Brock, Genevieve Sponsler in Merritt Jacob. Izvršna producentka PRX Productions je Jocelyn Gonzales. Morgan Church in Edwin Ochoa sta zagotovila dodatno pomoč.
od Revija Quanta, John Rennie in Thomas Lin sta zagotovila uredniško vodstvo ob podpori Matta Carlstroma, Samuela Velasca, None Griffin, Arleen Santana in Madison Goldberg.
Naša tematska glasba je iz APM Music. Ime podkasta je izmislil Julian Lin. Sliko epizode je napisal Peter Greenwood, naš logotip pa Jaki King in Kristina Armitage. Posebna zahvala Columbia Journalism School in Bertu Odom-Reedu iz Cornell Broadcast Studios.
Sem vaš gostitelj, Steve Strogatz. Če imate kakršna koli vprašanja ali komentarje za nas, nam pišite na . Hvala za poslušanje.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://www.quantamagazine.org/what-is-the-nature-of-time-20240229/
- :ima
- : je
- :ne
- :kje
- ][str
- $GOR
- 10
- 2022
- 50
- a
- sposobnost
- Sposobna
- O meni
- absolutno
- pospeševanje
- Nesreča
- naključno
- Račun
- natančna
- aktov
- dejansko
- Ad
- Dodatne
- naslovi
- naslavljanje
- vplivajo
- po
- spet
- starost
- Vek
- Sporazum
- naprej
- letala
- alien
- Poravnava
- vsi
- omogočajo
- omogoča
- skoraj
- skupaj
- že
- Prav tako
- Čeprav
- amater
- an
- in
- Obletnica
- Še ena
- odgovor
- kaj
- več
- karkoli
- aplikacija
- zdi
- se prikaže
- Apple
- SE
- območja
- Arizona
- okoli
- Umetnost
- AS
- vprašati
- pomoč
- povezan
- domnevati
- At
- atomsko
- Avtor
- samodejno
- zaveda
- nazaj
- temeljijo
- Osnovni
- V bistvu
- BE
- lepa
- Beauty
- ker
- postanejo
- postane
- bilo
- pred
- začetek
- Začetek
- vedenje
- počutje
- upogljiv
- BEST
- med
- Poleg
- Big
- Big Bang
- večji
- največji
- Bit
- črna
- črne luknje
- Organi
- Knjiga
- knjige
- tako
- Break
- oddaja
- razširiti
- širši
- splošno
- brock
- prinesel
- vendar
- Gumb
- by
- klic
- se imenuje
- poziva
- prišel
- CAN
- Lahko dobiš
- Zajeto
- Kariera
- prenašal
- knjigovodska
- avtomobili
- Osrednji
- Zagotovo
- izziv
- spremenite
- spremenilo
- Spremembe
- spreminjanje
- klepet
- kemijske
- možnosti
- Izberite
- Cerkev
- Obračun
- Ure
- Ure
- zaprto
- bližje
- Sočasni gostitelj
- COLUMBIA
- kombinacija
- kako
- prihaja
- komentarji
- Skupno
- v primerjavi z letom
- dokončanje
- zapleten
- Koncept
- zaključuje
- Pogoji
- povezava
- Soglasje
- Posledica
- premislekov
- dosledno
- stalna
- gradnjo
- vsebina
- ozadje
- Cornell
- popravi
- popravljen
- korelacijski
- bi
- Tečaj
- Ovitki
- bitja
- Trenutna
- krivulja
- ples
- Temnomodra
- Temna snov
- dan
- deliti
- desetletja
- odločitve
- globoko
- opredeljen
- definiranje
- vsekakor
- opredelitev
- definicije
- čudovito
- drift
- opisati
- Opisuje
- opis
- Oblikovanje
- podrobno
- odkrivanje
- razvili
- Razvoj
- naprave
- DID
- drugačen
- težko
- smer
- razpravlja
- Razprava
- razdalja
- Razločen
- deljeno
- deli
- do
- ne
- Ne
- tem
- dont
- navzdol
- drastično
- vsak
- Zgodnje
- Zgodnje vesolje
- Zemlja
- Uredništvo
- Edwin
- Učinki
- Jajca
- Einstein
- bodisi
- E-naslov
- smirkovim
- spodbujanje
- konec
- energija
- Angleščina
- uživanje
- epizoda
- enako
- enako
- enačbe
- Equilibrium
- napake
- pobegniti
- zlasti
- Bistvo
- Tudi
- dogodki
- sčasoma
- VEDNO
- Tudi vsak
- vsak dan
- vse
- Povsod
- dokazi
- evolucija
- razvijajo
- točno
- Primer
- zanimivo
- izvršni
- Izvršni producent
- obstajajo
- širi
- izkušnje
- izkušen
- poskus
- Poskusi
- Razlaga
- raziskuje
- Raziskovati
- ekstremna
- izredno
- oči
- Dejstvo
- Falling
- fantastičen
- daleč
- FAST
- Priljubljeni
- priljubljene
- feat
- počuti
- Napaka
- Nekaj
- Polje
- končno
- Najdi
- prva
- pet
- prilagodljivost
- prilagodljiv
- Pretok
- Teče
- Tokovi
- sledi
- po
- za
- moč
- sile
- Obrazci
- oblikovanje
- Naprej
- je pokazala,
- Fundacija
- Okvirni
- frank
- iz
- plodno
- zabava
- funkcija
- temeljna
- Financiranje
- smešno
- Prihodnost
- merilnik
- dal
- prestave
- splošno
- splošno
- ustvarjajo
- genij
- dobili
- dobi
- pridobivanje
- Daj
- Globalno
- Go
- Dobro
- goes
- dogaja
- dobro
- prisodil
- upravljati
- gps
- gravitacijsko
- teža
- veliko
- Greenwood
- Griffin
- Igrišče
- Pridelovanje
- gostov
- Navodila
- Guy
- imel
- se zgodi
- se je zgodilo
- Zgodi se
- se zgodi
- srečna
- Trdi
- težje
- Imajo
- he
- slišati
- Slišal
- močno
- pomagal
- Pomaga
- tukaj
- visoka
- nasveti
- njegov
- Zgodovinsko
- zgodovina
- hit
- Luknje
- čast
- upam,
- upajmo, da
- gostitelj
- HOT
- Kako
- Kako
- Vendar
- HTTPS
- človeškega
- humor
- i
- Ideja
- if
- Illusion
- slika
- Pomembno
- vsiljiv
- izboljšalo
- in
- vključujejo
- Vključno
- Neverjetno
- Neodvisni
- individualna
- neizogibno
- vplivajo
- vplivali
- Podatki
- začetna
- injicirati
- v notranjosti
- primer
- interakcijo
- interakcije
- interakcije
- zainteresirani
- Zanimivo
- Notranjost
- v
- uvesti
- Uvedeno
- Predstavlja
- vključeni
- IT
- ITS
- sam
- Jacob
- žargon
- John
- novinarstvo
- veselje
- samo
- Justice
- Imejte
- ohranja
- tipke
- otroci
- Otrok
- vrste
- King
- Vedite
- znano
- laboratoriji
- Laboratorij
- jezik
- velika
- v veliki meri
- Zadnja
- pozneje
- zakon
- Zakoni
- vodi
- UČITE
- vsaj
- pustite
- Led
- Naj
- Stopnja
- življenje
- light
- kot
- všeč mi je
- lin
- linearna
- Poslušanje
- malo
- lokalna
- logično
- logo
- Long
- Poglej
- Pogledal
- si
- POGLEDI
- Sklop
- ljubil
- je
- revije
- Znamka
- IZDELA
- moški
- več
- veliko ljudi
- Masa
- mojster
- math
- matematično
- mat
- Matter
- Maj ..
- mogoče
- me
- pomeni
- kar pomeni,
- pomeni
- merjenje
- Merjenje
- merjenje
- mehanika
- spomini
- omenjam
- omemba
- mikroskopsko
- morda
- misli
- napake
- MIT
- mešanico
- Model
- sodobna
- Trenutek
- Trenutki
- monitor
- več
- Morgan
- Najbolj
- motion
- premikanje
- premikanje
- veliko
- Glasba
- my
- skrivnostna
- Mystery
- Ime
- Imenovan
- Narava
- skoraj
- potrebno
- potrebe
- sosednji
- sosedi
- mreža
- nevtrini
- nikoli
- Novo
- Newton
- Naslednja
- lepo
- št
- Nobelova nagrada
- predvsem
- Upoštevajte
- nič
- zdaj
- jedrske
- Številka
- predmet
- predmeti
- Opazovanje
- Očitna
- OCHOA
- of
- Office
- pogosto
- oh
- Ok
- Staro
- starejši
- on
- enkrat
- ONE
- samo
- operativno
- nasprotuje
- or
- Da
- redni
- izvirno
- originalno
- Ostalo
- drugi
- drugače
- naši
- ven
- več
- lastne
- Papir
- del
- Prehod
- Podaje
- preteklosti
- patent
- ljudje
- mogoče
- oseba
- Osebni
- Peter
- pojav
- filozofsko
- filozofija
- fizično
- fizik
- Fizika
- kramp
- kosov
- Vrhunec
- Kraj
- Mesta
- Planeti
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- verjetno
- igra
- prosim
- Veliko
- Podcast
- Podcasting
- pozira
- Stališče
- mogoče
- močan
- natančna
- Precision
- napovedati
- napovedano
- napoved
- Prisotnost
- predstaviti
- trenutno
- precej
- Načelo
- Načela
- privilegij
- Nagrada
- verjetno
- problem
- Težave
- Proizvedeno
- Proizvajalec
- proizvodnja
- produkcije
- Učitelj
- globok
- Napredek
- pravilno
- Lastnosti
- nepremičnine
- zaščiteni
- če
- psihološko
- Objava
- dal
- izpolnjujejo pogoje
- Quantamagazine
- Kvantna
- Kvantna mehanika
- kvantna fizika
- vprašanje
- vprašanja
- precej
- naključno
- Oceniti
- reakcije
- pravo
- Reality
- uresničitev
- realizirano
- res
- Pred kratkim
- redefinirati
- odsevalo
- upoštevati
- redni
- relativnost
- zanašanje
- izjemno
- ne pozabite
- daljinsko
- Resolucija
- spoštovanje
- omejiti
- Omejitve
- pregleda
- Revolucija
- bogatejše
- bogato
- Pravica
- Ring
- Reka
- soba
- grobo
- pravila
- Run
- Enako
- satelitov
- pravijo,
- rek
- pravi
- Lestvica
- luske
- <span style="color: #f7f7f7;">Šola</span>
- Znanost
- znanstveno
- Znanstvenik
- Znanstveniki
- sezone
- drugi
- glej
- zdi se
- Zdi se,
- izbor
- Občutek
- ločena
- shouldnt
- Prikaži
- pomemben
- podobno
- Enostavno
- saj
- Sedenje
- Razmere
- majhna
- So
- rešitve
- nekaj
- nekako
- nekdo
- Nekaj
- svoje
- pesem
- zvok
- Vesolje
- Prostor in čas
- govorijo
- gledano
- Govori
- posebna
- specifična
- hitrost
- hitrosti
- Spotify
- standardna
- Stars
- Začetek
- začel
- začne
- Država
- Izjava
- Postaje
- Steve
- lepljenje
- Še vedno
- trgovina
- shranjevanje
- Zgodba
- čudno
- tujec
- močna
- Struktura
- Boriti se
- študiral
- studii
- študija
- naročiti
- uspeh
- taka
- ne
- podpora
- Podprti
- Preverite
- presenečenje
- presenečen
- Sweep
- Simbol
- sistem
- Bodite
- sprejeti
- meni
- Pogovor
- pogovor
- pogovori
- skupina
- tehnični
- tehnično
- povej
- pove
- Templeton
- deset
- težava
- Pogoji
- testi
- kot
- hvala
- Hvala
- da
- O
- Prihodnost
- Država
- svet
- njihove
- Njih
- tema
- sami
- POTEM
- Teoretični
- Teorija
- Tukaj.
- te
- jih
- stvar
- stvari
- mislim
- Razmišljanje
- ta
- letos
- thomas
- tisti,
- čeprav?
- mislil
- navdušena
- skozi
- vezana
- čas
- krat
- čas
- do
- danes
- skupaj
- Teme
- sledenje
- potovanja
- Potovanje
- zdravljenje
- Zdravljenje
- ogromno
- zmagoslavje
- Težava
- Res
- Resnica
- poskuša
- zavoji
- dva
- Konec koncev
- pod
- opravi
- razumeli
- razumevanje
- razumel
- Nepričakovana
- odvijanje
- edinstven
- Universal
- Vesolje
- univerza
- Razpakiranje
- predstavil
- us
- uporaba
- Rabljeni
- koristno
- uporabo
- veljavno
- spremenljivka
- Popravljeno
- VeloCity
- različica
- Proti
- zelo
- Poglej
- želeli
- je
- gledanju
- Voda
- način..
- načini
- we
- šibkejši
- webp
- dobrodošli
- Dobro
- so bili
- Kaj
- Kaj je
- kdaj
- ali
- ki
- WHO
- celoti
- zakaj
- Wild
- bo
- Zmagovalec
- z
- v
- brez
- Čudovit
- beseda
- delo
- delal
- dela
- deluje
- svet
- bi
- bi dal
- wow
- zaviti
- Zavito
- pisati
- leto
- let
- ja
- še
- Vi
- Vaša rutina za
- zefirnet
- povečavo