Uvod. 2

1. Problem postajanja. 3

2. Oživljavanje paradoksa vremena. 3

3. Osnovni problemi i koncepti paradoksa vremena. 5

4. Klasična dinamika i haos. 6

4.1 KAM teorija ... 6

4.2. Veliki Poincaré sistemi. osam

5. Rješenje paradoksa vremena. 9

5.1 Zakoni haosa. 9

5.2 Kvantni haos. 10

5.3 Haos i zakoni fizike. trinaest

6. Teorija nestabilnih dinamičkih sistema - osnova kosmologije. 14

7. Perspektive neravnotežne fizike. šesnaest

Prostor i vrijeme su glavni oblici postojanja materije. Nema prostora i vremena odvojenih od materije, od materijalnih procesa. Prostor i vrijeme izvan materije nisu ništa drugo do prazna apstrakcija.

U interpretaciji Ilje Romanoviča Prigožina i Isabelle Stengers, vrijeme je temeljna dimenzija našeg bića.

Najvažniji problem na temu mog eseja je problem zakona prirode. Ovaj problem je „doveden u prvi plan paradoksom vremena“. Autori potkrepljuju ovaj problem da su ljudi toliko navikli na koncept "zakona prirode" da se on uzima zdravo za gotovo. Iako u drugim pogledima na svijet takav koncept "zakona prirode" nedostaje. Prema Aristotelu, živa bića se ne pokoravaju nikakvim zakonima. Njihova aktivnost je posljedica njihovih vlastitih autonomnih uzroka. Svako biće teži da postigne sopstvenu istinu. U Kini dominiraju stavovi o spontanoj harmoniji kosmosa, svojevrsnoj statističkoj ravnoteži, koja povezuje prirodu, društvo i raj.

Motivacija za autore da razmotre pitanje paradoksa vremena bila je činjenica da paradoks vremena ne postoji sam po sebi, s njim su usko povezana još dva paradoksa: kvantni paradoks, kosmološki paradoks i koncept haosa, što, do rješenja paradoksa vremena.

Krajem 19. veka pažnja je skrenuta na formiranje paradoksa vremena istovremeno sa prirodnonaučne i filozofske tačke gledišta. U djelima filozofa Henrija Bergsona vrijeme igra glavnu ulogu u osudi interakcije između čovjeka i prirode, kao i granica nauke. Za bečkog fizičara Ludwiga Boltzmanna, uvod u fiziku vremena kao koncepta povezanog s evolucijom bio je cilj cijelog njegovog života.

U djelu Henrija Bergsona "Kreativna evolucija" izražena je ideja da se znanost uspješno razvija samo u onim slučajevima kada je uspjela svesti procese koji se dešavaju u prirodi na monotono ponavljanje, što se može ilustrirati determinističkim zakonima prirode. Ali kad god je nauka pokušala da opiše stvaralačku moć vremena, pojavu novog, to je neizbežno propadalo.

Bergsonova otkrića su shvaćena kao napad na nauku.

Jedan od ciljeva koji je Bergson težio kada je pisao svoje djelo "Kreativna evolucija" bila je "namjera da pokaže da cjelina ima istu prirodu kao ja".

Većina naučnika u današnje vrijeme uopće ne vjeruje, za razliku od Bergsona, da je za razumijevanje kreativne aktivnosti potrebna "drugačija" nauka.

U knjizi "Poredak iz haosa" predstavljena je istorija fizike 19. veka u centru, što je bio problem vremena. Tako su u drugoj polovini 19. stoljeća nastala dva koncepta vremena koja odgovaraju suprotnim slikama fizičkog svijeta, jedan od njih seže u dinamiku, drugi u termodinamiku.

Poslednja decenija 20. veka bila je svedok oživljavanja paradoksa vremena. Većina problema o kojima su raspravljali Newton i Leibniz i dalje je relevantna. Konkretno, problem novine. Jacques Monod je prvi skrenuo pažnju na sukob između pojma prirodnih zakona koji zanemaruju evoluciju i stvaranja novog.

U stvari, opseg problema je još širi. Samo postojanje našeg svemira dovodi u pitanje drugi zakon termodinamike.

Kao i nastanak života za Jacquesa Monoa, Asimov doživljava rođenje svemira kao svakodnevni događaj.

Zakoni prirode više se ne suprotstavljaju ideji prave evolucije, koja uključuje inovacije koje su znanstveno određene sa znanstvenog stajališta s tri minimalna zahtjeva.

Prvi uslov- nepovratnost, izražena u narušavanju simetrije između prošlosti i budućnosti. Ali ovo nije dovoljno. Ako uzmemo u obzir oscilacijsko klatno koje se postepeno gasi, ili Mjesec, čiji se period rotacije oko vlastite ose sve više smanjuje. Drugi primjer bi mogla biti kemijska reakcija, čija brzina nestaje prije nego što se postigne ravnoteža. Takve situacije ne odgovaraju istinskim evolucijskim procesima.

Drugi uslov- potreba za uvođenjem koncepta događaja. Prema njihovoj definiciji, događaji se ne mogu izvesti iz determinističkog zakona, bilo da je reverzibilan u vremenu ili nije reverzibilan: događaj, ma kako se tumačio, znači da se ono što se dešava ne mora dogoditi. Stoga se, u najboljem slučaju, može nadati opisu događaja u smislu vjerovatnoća.

ovo implicira treći uslov ući. Neki događaji moraju imati sposobnost da promene tok evolucije, tj. evolucija mora biti nestabilna, tj. biti okarakterisan mehanizmom koji je u stanju da određene događaje učini početnom tačkom novog razvoja.

Darwinova teorija evolucije odlična je ilustracija sva tri gore navedena zahtjeva. Nepovratnost je očigledna: postoji na svim nivoima iz novih ekoloških niša, što zauzvrat otvara nove mogućnosti za biološku evoluciju. Darwinova teorija je trebala objasniti zapanjujući događaj pojave vrsta, ali Darwin je ovaj događaj opisao kao rezultat složenih procesa.

Darvinistički pristup samo daje model. Ali svaki evolucijski model mora sadržavati ireverzibilnost događaja i mogućnost da neki događaji postanu polazna točka za novi poredak.

Za razliku od darvinističkog pristupa, termodinamika 19. stoljeća fokusira se na ravnotežu koja ispunjava samo prvi zahtjev, jer ne izražava sedmodimenzionalnost između prošlosti i budućnosti.

Međutim, u posljednjih 20 godina termodinamika je doživjela značajne promjene. Drugi zakon termodinamike više nije ograničen na opisivanje izjednačavanja razlika koje prati pristup ravnoteži.

Paradoks vremena "pred nas stavlja problem zakona prirode". Ovaj problem zahtijeva detaljnije razmatranje. Prema Aristotelu, živa bića se ne pokoravaju nikakvim zakonima. Njihova aktivnost je posljedica njihovih vlastitih autonomnih unutrašnjih uzroka. Svako biće teži da postigne sopstvenu istinu. U Kini su dominirali stavovi o spontanoj harmoniji kosmosa, svojevrsnoj statističkoj ravnoteži koja povezuje prirodu, društvo i raj.

Važnu ulogu odigrao je kršćanski koncept Boga kao uspostavljanja zakona za sva živa bića.

Za Boga je sve dato. Novo, izbor ili spontana akcija su relativni sa ljudske tačke gledišta. Činilo se da su takva teološka gledišta u potpunosti podržana otkrićem dinamičkih zakona kretanja. Teologija i nauka su postigle dogovor.

Koncept haosa se uvodi jer haos razrješava paradoks vremena i dovodi do uključivanja strele vremena u fundamentalni dinamički opis. Ali haos čini više od toga. On unosi vjerovatnoću u klasičnu dinamiku.

Paradoks vremena ne postoji sam po sebi. Dva druga paradoksa su usko povezana s njim: "kvantni paradoks" i "kosmološki paradoks".

Postoji bliska analogija između paradoksa vremena i kvantnog paradoksa. Suština kvantnog paradoksa je da su posmatrač i njegova zapažanja odgovorni za kolaps. Stoga je analogija između ova dva paradoksa ta da je osoba odgovorna za sve karakteristike povezane s postajanjem i događajima u našem fizičkom opisu.

KAM teorija ispituje efekte rezonancija na trajektorije. Treba napomenuti da je jednostavan slučaj harmonijskog oscilatora sa konstantnom frekvencijom nezavisnom od akcijske varijable J izuzetak: frekvencije zavise od vrijednosti akcije J koju poduzimaju varijable. Faze su različite u različitim točkama u faznom prostoru. To dovodi do činjenice da u nekim tačkama faznog prostora dinamičkog sistema postoji rezonancija, dok u drugim tačkama nema rezonancije. Kao što znate, rezonancije odgovaraju racionalnim odnosima između frekvencija. Klasični rezultat teorije brojeva svodi se na tvrdnju da je mera racionalnih brojeva u poređenju sa merom iracionalnih brojeva jednaka nuli. To znači da su rezonancije rijetke: većina tačaka u faznom prostoru je nerezonantna. Osim toga, u odsustvu smetnji, rezonancije dovode do periodičnog kretanja (tzv. rezonantni tori), dok u opštem slučaju imamo kvaziperiodično kretanje (nerezonantni tori). Ukratko, periodična kretanja nisu pravilo, već izuzetak.

Tradicionalno, drugi razlog zašto većina naučnika odbacuje ideju putovanja kroz vrijeme je zbog vremenskih paradoksa. Na primjer, ako se vratite u prošlost i ubijete svoje roditelje prije trenutka svog rođenja, tada će rođenje postati nemoguće. Dakle, za početak, ne postoji način da se vratite u prošlost i ubijete svoje roditelje. Nije najbolji primjer, ali je važan jer nauka se zasniva na koherentnim idejama; takav vremenski paradoks bio bi dovoljan da odbaci ideju putovanja kroz vrijeme. Ovi vremenski paradoksi spadaju u nekoliko kategorija:
Dedin paradoks. Prema ovom paradoksu, moguće je promijeniti prošlost na način da postojanje sadašnjosti postane nemoguće. Na primjer, kada putujete u daleku prošlost da biste pogledali dinosauruse, mogli biste slučajno nagaziti na malo krzneno stvorenje koje je možda bilo prvi predak ljudske rase. Uništavanjem svog pretka, logično se uspostavlja vaše vlastito postojanje
nemoguće.

Informacioni paradoks. Prema ovom paradoksu, informacija dolazi iz budućnosti, što znači da nema početka. Na primjer, možete zamisliti da je neki naučnik stvorio vremeplov i putuje u prošlost kako bi sebi otkrio tajnu putovanja kroz vrijeme u mladosti. Ova tajna neće imati početka, trgovački centar. vremensku mašinu koju naučnik stvori neće on izmisliti) - tajnu njegove konstrukcije će mu prenijeti njegova starija inkarnacija.

Bilkerov paradoks. Pretpostavimo da osoba zna kakva će biti njegova budućnost i počini neki čin koji onemogućuje postojanje takve budućnosti. Na primjer, kreirate vremensku mašinu koja može odvesti osobu u budućnost, a sada on otkriva da mu je suđeno da se oženi ženom po imenu Anna. Međutim, uprkos sudbini, odlučuje da se tako oženi ženom po imenu Galja. onemogućavajući postojanje takve budućnosti.

Seksualni paradoks. Prema ovom paradoksu, ti si vlastiti otac, što je biološki nemoguće. Junak priče, koju je napisao britanski filozof D. Harrison, nije samo svoj otac, već jede i sebe. U klasičnom djelu R. Heinleina "Svi ste vi zombiji" junak je istovremeno i vlastiti otac, majka, kćerka i sin - tj. u njemu je oličeno čitavo porodično stablo. Otkrivanje misterije seksualnog paradoksa zapravo je prilično teško, jer zahtijeva poznavanje i teorije putovanja kroz vrijeme i DNK mehanike. Ali on i dalje ima pravo na život - savjetujem vam da pročitate Heinleina i Harrisona.

U "Kraju vječnosti" A. Azimov u svojoj mašti crta "privremenu policiju", koja je odgovorna za sprječavanje ovakvih paradoksa. U filmu "Terminator" radnja je zasnovana na informacionom paradoksu - naučnici proučavaju mikročip uzet od robota iz daleke budućnosti, zatim stvaraju čitavu rasu robota koji su obdareni svešću i osvajaju ceo svet. Drugim riječima, sam dizajn ovih robota nije kreirao nijedan izumitelj; jednostavno je uzet iz olupine jednog od robota u dalekoj budućnosti. U Povratku u budućnost, J. Fox pokušava izbjeći “paradoks djeda” kada se vrati u prošlost i upozna svoju majku tinejdžerku, koja se odmah zaljubi u njega. Ali ako ona odbije napredovanje Foxovog oca, tada će i samo Michaelovo postojanje biti ugroženo.

Scenaristi voljno krše zakone fizike, stvarajući holivudske blockbustere. Ali među fizičarima se takvi paradoksi shvataju veoma ozbiljno. Svako rješenje takvih paradoksa mora biti kompatibilno s teorijom relativnosti i kvantnom teorijom. Na primjer, da bi se uskladila s teorijom relativnosti, rijeka vremena mora biti beskonačna. U općoj relativnosti, vrijeme je predstavljeno kao glatka proširena površina koja se ne može slomiti i na kojoj se ne mogu formirati talasi. Njegova topologija se može promijeniti, ali rijeka ne može tek tako stati. To znači da ako ubijete svoje roditelje prije vlastitog rođenja, ne možete nestati. Ovaj scenario bi bio u suprotnosti sa zakonima fizike.

Trenutno su fizičari podijeljeni u 2 grupe, podržavajući 2 moguća rješenja ovih vremenskih paradoksa. Ruski kosmolog I. Novikov smatra da smo primorani da se ponašamo na takav način, kao da su paradoksi neizbežni. Njegov pristup se zove "škola doslednosti". Ako se rijeka vremena lagano okrene unatrag i ponovo zatvori u sebe, stvarajući vrtlog, onda, prema Novikovljevim pretpostavkama, ako se odlučimo vratiti u prošlost, što bi bilo bremenito stvaranjem privremenog paradoksa, onda će se neki " nevidljiva ruka" mora intervenirati i spriječiti skok u prošlost. Ali u Novikovljevom pristupu postoje problemi sa slobodnom voljom... Ako se vratimo u prošlost i sretnemo vlastite roditelje, onda bismo mogli pomisliti da nas u svojim postupcima vodi vlastita volja; Novikov smatra da još uvijek neotkriveni zakon fizike zabranjuje svaku radnju koja bi promijenila budućnost (na primjer, radnja kao što je ubijanje vlastitih roditelja ili sprječavanje činjenice vlastitog rođenja). On napominje: „Ne možemo poslati vremenskog putnika u Rajske vrtove da zamoli Evu da to ne čini
ubrati jabuku sa drveta.“Šta je to tajanstvena sila koja ne dozvoljava promjenu prošlosti i stvaranje vremenskog paradoksa? “Takav pritisak na našu volju je neobičan i misteriozan, ali ipak ima svoje paralele”, piše
Novikov. - Na primjer, mogu izraziti volju da hodam po plafonu bez posebne opreme. Zakon gravitacije mi to neće dozvoliti; Past ću na pod ako to pokušam učiniti, i stoga je moja slobodna volja ograničena."

Ali privremeni paradoksi se mogu pojaviti i kada se neživa materija (koja ne posjeduje slobodnu volju ili moć namjere) baci u prošlost. Pretpostavimo da je prije bitke Aleksandra Velikog sa perzijskim kraljem Darijem III 330. pne. e. naučnici šalju mitraljeze u prošlost sa uputstvima na staroperzijskom o njihovoj upotrebi. Sva kasnija evropska istorija bi se promenila (i, možda, bi se otkrilo da umesto jednog od evropskih jezika sada govore neki dijalekt perzijskog).

U stvari, čak i najmanji uplitanje u prošlost može izazvati najneočekivanije paradokse u sadašnjosti. Na primjer, teorija haosa koristi metaforu "efekat leptira". U kritičnim trenucima formiranja Zemljine klime dovoljan je i najmanji lepršanje krila leptira da se kroz vodu pošalju talasi koji mogu poremetiti ravnotežu sila i izazvati grmljavinu strašne snage. Čak i najmanji neživi predmeti, kada su poslati u prošlost, neizbježno će promijeniti prošlost na najnepredvidiviji način, što će uzrokovati privremeni paradoks.

Drugi način da se riješi temporalni paradoks je opcija u kojoj se rijeka vremena nježno grana u dvije rijeke, ili kraka, formirajući dva različita Univerzuma. Drugim riječima, ako se vratite u prošlost i ubijete svoje roditelje prije vlastitog rođenja, onda bi ljudi koji se genetski ne razlikuju od svojih roditelja u alternativnom univerzumu, u onom u kojem se putnik kroz vrijeme nikada neće roditi, umrli u isto vrijeme vrijeme. Ali njegovi roditelji u njegovom rodnom univerzumu će ostati živi.

Druga hipoteza se zove "teorija mnogih svjetova": njena suština je da svi mogući brojni svjetovi mogu postojati istovremeno. Ovo isključuje beskonačnu količinu neslaganja koje je Hawking pronašao, pt.k. zračenje neće prolaziti kroz portal iznova i iznova, kao u prostoru Misnera (vidi prethodne postove). Ako prodre kroz portal, proći će samo jednom. Svaki put kada prođe kroz portal, ući će u novi univerzum.

A ovaj paradoks se možda vraća na globalno pitanje kvantne teorije: kako mačka može biti i živa i mrtva u isto vrijeme?

Da bi odgovorili na ovo pitanje, fizičari su morali uzeti u obzir dvije šokantne odluke: ili postoji kosmička inteligencija koja bdi nad svima nama, ili postoji beskonačan broj kvantnih univerzuma.

23.10.2015 - admin

Ko od nas nije sanjao o putovanju kroz vrijeme? Ah, kad bih mogao da se vratim u to vreme da promenim gresku, da se vratim u dane mladosti, da vidim voljenu osobu koja dugo nije bila sa nama zdrava i zdrava i da mu kazem sta nisu imali vremena ili nisu mogli reći tokom svog života. Gledajući stare fotografije, u sjećanju se možemo prenijeti u prošlost, prisjećajući se određenih događaja iz prošlih dana. Znači li to da, na ovaj način, jesmo? U našem sjećanju, da, možemo se preseliti u prošlost, ali samo u našim sjećanjima, a ne u vremenu. Ali šta je vrijeme? Većina nas misli da znamo odgovor na ovo pitanje. Ali mnogi greše. Kada pogledamo Sunce i pomislimo da ga vidimo u realnom vremenu, a zapravo vidimo ono što je bilo u prošlosti, odnosno prije 8 minuta, jer svjetlost od Sunca do Zemlje čini put od 148 miliona kilometara po 8 minuta.
Vrijeme teče različito na različitim mjestima. Tako, na primjer, vrijeme u svemiru teče sporije nego na Zemlji, što znači da prilikom putovanja kroz vrijeme moramo zaboraviti na mehaničko vrijeme i početi razmišljati o vremenu kao mjerilu. Naučnici već dugo govore o množini svjetova i drugim dimenzijama, ali mnogi ljudi su uspjeli posjetiti druge svjetove, a samim tim i u drugim dimenzijama. A Evgenijeva priča je dokaz za to. Jednom davno, prije mnogo godina, Eugene je upoznao Natašu, sklopio prijateljstvo koje je preraslo u nešto više, ubrzo su se vjenčali, a nekoliko mjeseci kasnije Natasha je rekla Ženji da će dobiti dijete, momak je bio oduševljen, pun ponosa njegovo srce, pa sam postao punoljetan i uskoro ću postati otac. Ali radost nije dugo trajala, prije samog porođaja Nataša je oboljela od gripa, koji je dao komplikacije, a onda se dogodilo najgore, djevojčica je umrla na porođaju, a beba je umrla sa majkom. Ljekari su učinili sve da barem jednog od njih spasu, ali svi pokušaji bili su uzaludni.

Eugene je dugo bio zabrinut zbog gubitka, ponekad je na ulici u gužvi primijetio poznatu figuru djevojčice s djetetom i činilo mu se da je to njegova Nataša, sustiže djevojku, uzima je ruka i priča Nataša! A kada se djevojka okrenula, nije imao izbora nego da kaže „Izvini, pogriješio sam“, to se dogodilo nekoliko puta. Momak se dugo nije usuđivao da sklapa poznanstva, dugo mu se činilo da će se sada vrata otvoriti i u stan će ući njegova porodica, njegova Nataša i mali tračak svjetlosti, kćerka Svetlana. Prolazile su godine, bol od gubitka postepeno je počeo da jenjava, a nekoliko godina kasnije Eugene je upoznao Marinu, koja je bila nežna, ljubazna i simpatična, zaljubili su se, a godinu dana kasnije i venčali. Prošlo je deset godina, srećan porodični život, cela porodica je često izlazila u prirodu u planine, u tajgu, na pecanje, pokušavala da ode što dalje od ljudi kako bi u potpunosti uživala u miru.

Ni ovaj put nije bio izuzetak, Evgenij sa Marinom i sinom Maksimom odlučili su da provedu vikend u prirodi. Ušli smo u dubinu tajge, gde ih je bilo samo troje i niko drugi nije postavio šator, zapalio vatru, Eugene je zakoračio i nestao ispred Marine i Maksima, kao da je zakoračio iza nekog nevidljivog zid. Žena je pojurila za mužem, ali je stala, sjetivši se sina, jer bi on ostao sasvim sam u tajgi, gdje u radijusu od nekoliko desetina kilometara nema ni jedne žive duše. I Eugene je osjetio kako ga uvlače u određeni tunel, u kojem se počeo kretati velikom brzinom, kao na toboganu, desno, pa lijevo, pa gore-dolje, neka svjetla su bljesnula pored, a sada brzina počeo da usporava i čovek je bio na obali okeana. Topao zrak, palme rastu duž obale, a pijesak je toliko čist, topao i mekan da škripi pod nogama. Eugene je pogledao oko sebe, podigao glavu prema nebu i ugledao iznad sebe potpuno drugačije nebo nego na zemlji, mjestimično je bilo ružičasto, mjestimično plavo, a na njemu su sijala dva sunca.

Čovek nije mogao da shvati gde je, šta mu se desilo? Je li ovo neka vrsta sna? A u daljini je primetio dve figure kako šetaju obalom, bila je to žena sa detetom od oko šest godina, ubrzo su prišli Judžinu i on je prepoznao ženu kao svoju Natašu, čovek nije mogao da izgovori ni reč, suze su se kotrljale. iz njegovih očiju kao tuča, nastade Nataša i nežno kao nekad u mladosti zagrli ga, tihim i nežnim glasom reče "ne plači dragi, baš nam je dobro ovde, samo me naša ćerka često pita za tebe , a sad si ti došao”, nagnula se ka djetetu i rekla “ćeri, ovo je naš tata, on sada živi na drugom svijetu, ali ne može biti sa nama jer njegov put u tom svijetu još nije završen, ali se seća nas i jako nas voli." Eugene je zagrlio Natašu i njegovu ćerku, pritisnuo ih uz sebe i srce mu je još jače zakucalo u grudima, kroz suze je mogao samo da kaže "dragi moji, kako vas volim i nedostajete". Nataša je rekla: „Znam svoju voljenu, ali nije vreme da budeš sa nama, ovde se osećamo dobro, a ovde vreme prolazi sporije nego na zemlji, tako da naša ćerka ovde ima samo šest godina.

Njih troje prošetaše obalom, i nakon nekog vremena Jevgenij ugleda neveliki grad, u gradu su bile uglavnom jednospratne i dobro održavane kuće, ulice čiste, cveće je raslo, ljudi koje su sreli na ulici bili su prijateljski raspoloženi. Ušli su u Natašinu kuću, bila je to udobna prizemnica, bilo je svega, a Evgenij je na komodi video njihovu fotografiju sa Natašom, koja je bila izgubljena i on je dugo tražio, ali nije mogao da nađe. Padao je mrak i Nataša je rekla da mu je vreme da se vrati, otišli su do mesta na obali okeana gde ih je sreo. Judžinu se činilo da je proveo ceo dan ovde, dolazeći do mesta gde je Eugene završio, ponovo je osetio kako ga uvlače u određeni tunel, brzina je bila velika, svetla su ponovo bljesnula, i sada se Eugene osećao čvrsto tlo pod nogama, zakoračio je i ugledao Marinu i Maksimu kako zbunjeno stoje.

Čovek je svojoj ženi ispričao gde se nalazi, da je tamo video Natašu, a ćerka Sveta je rekla da je tu skoro ceo dan. Ali kakvo je bilo iznenađenje čoveka kada mu je Marina rekla da je prošlo nedelju dana ovde na zemlji, a on i Maksim su ponovo došli ovde u nadi da će im se tata vratiti, Marina je rekla da je neka nevidljiva sila vuče i vodi ovamo, i da je znala da će se vratiti kao što je otišao. Eugene neko vrijeme nije mogao shvatiti kako je to moglo biti, jer mu se činilo da je skoro cijeli dan u paralelnom svijetu, ali se ispostavilo da je ovdje bio odsutan cijelu sedmicu. Ova priča sugerira da u različitim dimenzijama i prostorima vrijeme teče na različite načine, i to ne samo tamo negdje u dalekim dubinama Univerzuma, već i ovdje na zemlji. Svi se sjećamo kako smo u djetinjstvu svi željeli da odrastemo, postanemo odrasli, i koliko se vrijeme odužilo. Ali kada pređemo tridesetu, postepeno počinjemo da primećujemo kako se vreme postepeno ubrzava, a sada deset godina kasnije setimo se i kažemo: "Bože moj, ali ovih deset godina je prošlo kao jedna godina!"

Ovakvi paradoksi se vremenom dešavaju svima nama, evo još jednog paradoksa: žuriš na veoma važan sastanak, izlaziš iz kuće, dolaziš na mesto gde uvek imaš ključeve, a njih nema. , počnete haotično da ih tražite, pogledate i tu i tamo, ali ih nema nigde, pogledate na sat i primetite da vam se čini da nije prošlo toliko u vašem vremenu traženja, ali sat kaže da je prošlo deset minuta tokom svoju potragu, i sad ste skoro u očaju, otiđite do mesta gde stalno imate ključeve i vidite da leže u blizini na najupadljivijem mestu i jednostavno niste mogli da ih ne primetite tamo, a onda primetite da je trebalo imate dvadeset minuta za pretragu. I s takvim paradoksima vremena susrećemo se svuda skoro svaki dan, ali oko nas u našoj dimenziji vrijeme teče ravnomjerno. Ali zašto, u nekim slučajevima, svako od nas ima takve paradokse tokom vremena?

Razloga za to može biti mnogo, možda sa našim prostorom, neki se ukrštaju, ili je to možda čisto naše psihičko stanje. Ali kako god bilo, iz priče o Eugeneu i teoriji množine svjetova kažu da vrijeme svuda teče na različite načine, na to ukazuje i poznati teoretski fizičar Stephen Hawking, koji kaže da je vrijeme u Univerzumu teče svuda na različite načine, tamna energija, tamna materija, sve imaju različita vremena, čak i u nekim kutovima energije i materije, iz nekog razloga vrijeme teče na različite načine, a to se dokazuje lomom svjetlosti. Svjetlost kao da naleti na neko sočivo, savija se oko njega i nastavlja svoj put u prostoru i vremenu. Ali na mestu gde se svetlost prelamala, moguće je i vreme teče na drugačiji način, ali zašto se to dešava, nauka danas, nažalost, ne može dati odgovor. U međuvremenu, razni paradoksi nastavljaju da se dešavaju tokom vremena, kako u našem svakodnevnom životu, tako i na univerzalnom nivou. Stoga je vrijeme najskuplja valuta ne samo na svijetu, već i u svemiru, jer se novac može zaraditi, ali vrijeme se ne može vratiti. U Univerzumu nova zvijezda koja je nastala može dovesti do zlata i mnogih drugih metala, atoma i dati život novim planetama, ali ni tamo se staro vrijeme ne može vratiti, kao što je nemoguće skočiti naprijed. Na osnovu svega navedenog, poželio bih Vama, dragi čitaoci, da cijenite svoje vrijeme, ne gubite ga uzalud, razmišljajte i uživajte u svakom minutu, svakoj sekundi života na ovom svijetu.

pogledajte sažetke slične "Vremenskom paradoksu"

Plan
Uvod 2
1 problem postajanja 3
2. Ponovno rođenje paradoksa vremena 3
3. Osnovni problemi i koncepti paradoksa vremena 5
4. Klasična dinamika i haos 6

4.1 KAM teorija 6

4.2. Veliki Poincaré sistemi 8
5 rješavanje paradoksa vremena 9

5.1 Zakoni haosa 9

5.2 Kvantni haos 10

5.3 Haos i zakoni fizike 13
6.Teorija nestabilnih dinamičkih sistema - osnova kosmologije 14
7 Izgledi za neravnotežnu fiziku 16
Zaključak 19

Uvod

Prostor i vrijeme su glavni oblici postojanja materije. Nema prostora i vremena odvojenih od materije, od materijalnih procesa. Prostor i vrijeme izvan materije nisu ništa drugo do prazna apstrakcija.

U interpretaciji Ilje Romanoviča Prigožina i Isabelle Stengers, vrijeme je temeljna dimenzija našeg bića.

Najvažniji problem na temu mog eseja je problem zakona prirode. Ovaj problem je „doveden u prvi plan paradoksom vremena“. Autori potkrepljuju ovaj problem da su ljudi toliko navikli na koncept "zakona prirode" da se on uzima zdravo za gotovo. Iako u drugim pogledima na svijet takav koncept "zakona prirode" nedostaje. Prema Aristotelu, živa bića se ne pokoravaju nikakvim zakonima. Njihova aktivnost je posljedica njihovih vlastitih autonomnih uzroka. Svako biće teži da postigne sopstvenu istinu. U Kini dominiraju stavovi o spontanoj harmoniji kosmosa, svojevrsnoj statističkoj ravnoteži, koja povezuje prirodu, društvo i raj.

Motivacija za autore da razmotre pitanje paradoksa vremena bila je činjenica da paradoks vremena ne postoji sam po sebi, s njim su usko povezana još dva paradoksa: kvantni paradoks, kosmološki paradoks i koncept haosa, što, do rješenja paradoksa vremena.

1 problem postajanja

Krajem 19. veka pažnja je skrenuta na formiranje paradoksa vremena istovremeno sa prirodnonaučne i filozofske tačke gledišta. U djelima filozofa Henrija Bergsona vrijeme igra glavnu ulogu u osudi interakcije između čovjeka i prirode, kao i granica nauke. Za bečkog fizičara Ludwiga Boltzmanna, uvod u fiziku vremena kao koncepta povezanog s evolucijom bio je cilj cijelog njegovog života.

U djelu Henrija Bergsona "Kreativna evolucija" izražena je ideja da se znanost uspješno razvija samo u onim slučajevima kada je uspjela svesti procese koji se dešavaju u prirodi na monotono ponavljanje, što se može ilustrirati determinističkim zakonima prirode. Ali kad god je nauka pokušala da opiše stvaralačku moć vremena, pojavu novog, to je neizbežno propadalo.

Bergsonova otkrića su shvaćena kao napad na nauku.

Jedan od ciljeva koji je Bergson težio kada je pisao svoje djelo
„Kreativna evolucija“ je bila „namera da se pokaže da je celina iste prirode kao ja“.

Većina naučnika trenutno uopće ne razmatra, za razliku od
Bergsona da je za razumijevanje kreativne aktivnosti potrebna "drugačija" nauka.

Knjiga "Poredak iz haosa" u centar je izložila istoriju fizike 19. veka, što je bio problem vremena. Tako su u drugoj polovini 19. stoljeća nastala dva koncepta vremena koja odgovaraju suprotnim slikama fizičkog svijeta, jedan od njih seže u dinamiku, drugi u termodinamiku.

2. Ponovno rođenje paradoksa vremena

Poslednja decenija 20. veka bila je svedok oživljavanja paradoksa vremena. Većina problema o kojima su raspravljali Newton i Leibniz i dalje je relevantna. Konkretno, problem novine. Jacques Monod je prvi skrenuo pažnju na sukob između pojma prirodnih zakona koji zanemaruju evoluciju i stvaranja novog.

U stvari, opseg problema je još širi. Samo postojanje našeg svemira dovodi u pitanje drugi zakon termodinamike.

Kao i nastanak života za Jacquesa Monoda, Asimov doživljava rođenje svemira kao svakodnevni događaj.

Zakoni prirode više se ne suprotstavljaju ideji prave evolucije, koja uključuje inovacije koje su znanstveno određene sa znanstvenog stajališta s tri minimalna zahtjeva.

Prvi uslov je ireverzibilnost, koja se izražava u narušavanju simetrije između prošlosti i budućnosti. Ali ovo nije dovoljno. Ako uzmemo u obzir oscilacijsko klatno koje se postepeno gasi, ili Mjesec, čiji se period rotacije oko vlastite ose sve više smanjuje. Drugi primjer bi mogla biti kemijska reakcija, čija brzina nestaje prije nego što se postigne ravnoteža. Takve situacije ne odgovaraju istinskim evolucijskim procesima.

Drugi uslov je potreba da se uvede pojam događaja. Prema njihovoj definiciji, događaji se ne mogu izvesti iz determinističkog zakona, bilo da je reverzibilan u vremenu ili nije reverzibilan: događaj, ma kako se tumačio, znači da se ono što se dešava ne mora dogoditi.
Stoga se, u najboljem slučaju, može nadati opisu događaja u smislu vjerovatnoća.

Otuda slijedi treći zahtjev koji se mora uvesti.
Neki događaji moraju imati sposobnost da promene tok evolucije, tj. evolucija mora biti nestabilna, tj. biti okarakterisan mehanizmom koji je u stanju da određene događaje učini početnom tačkom novog razvoja.

Darwinova teorija evolucije odlična je ilustracija sva tri gore navedena zahtjeva. Nepovratnost je očigledna: postoji na svim nivoima iz novih ekoloških niša, što zauzvrat otvara nove mogućnosti za biološku evoluciju. Darwinova teorija je trebala objasniti zapanjujući događaj pojave vrsta, ali Darwin je ovaj događaj opisao kao rezultat složenih procesa.

Darvinistički pristup samo daje model. Ali svaki evolucijski model mora sadržavati ireverzibilnost događaja i mogućnost da neki događaji postanu polazna točka za novi poredak.

Za razliku od darvinističkog pristupa, termodinamika 19. stoljeća fokusira se na ravnotežu koja ispunjava samo prvi zahtjev, jer ne izražava sedmodimenzionalnost između prošlosti i budućnosti.

Međutim, u posljednjih 20 godina termodinamika je doživjela značajne promjene. Drugi zakon termodinamike više nije ograničen na opisivanje izjednačavanja razlika koje prati pristup ravnoteži.

3. Osnovni problemi i koncepti paradoksa vremena

Paradoks vremena "pred nas stavlja problem zakona prirode".
Ovaj problem zahtijeva detaljnije razmatranje. Prema Aristotelu, živa bića se ne pokoravaju nikakvim zakonima. Njihova aktivnost je posljedica njihovih vlastitih autonomnih unutrašnjih uzroka. Svako biće teži da postigne sopstvenu istinu. U Kini su dominirali stavovi o spontanoj harmoniji kosmosa, svojevrsnoj statističkoj ravnoteži koja povezuje prirodu, društvo i raj.

Važnu ulogu odigrao je kršćanski koncept Boga kao uspostavljanja zakona za sva živa bića.

Za Boga je sve dato. Novo, izbor ili spontana akcija su relativni sa ljudske tačke gledišta. Činilo se da su takva teološka gledišta u potpunosti podržana otkrićem dinamičkih zakona kretanja.
Teologija i nauka su postigle dogovor.

Koncept haosa se uvodi jer haos razrješava paradoks vremena i dovodi do uključivanja strele vremena u fundamentalni dinamički opis. Ali haos čini više od toga. On unosi vjerovatnoću u klasičnu dinamiku.

Paradoks vremena ne postoji sam po sebi. Dva druga paradoksa su usko povezana s njim: "kvantni paradoks" i "kosmološki paradoks".

Postoji bliska analogija između paradoksa vremena i kvantnog paradoksa. Suština kvantnog paradoksa je da su posmatrač i njegova zapažanja odgovorni za kolaps.
Stoga je analogija između ova dva paradoksa ta da je osoba odgovorna za sve karakteristike povezane s postajanjem i događajima u našem fizičkom opisu.

Sada treba napomenuti i treći paradoks – kosmološki paradoks.
Moderna kosmologija našem svemiru pripisuje starost. Univerzum je rođen u velikom prasku od oko 15 milijardi. prije mnogo godina. Jasno je da je to bio događaj. Ali događaji nisu uključeni u tradicionalnu formulaciju koncepata zakona prirode. Ovo je fiziku stavilo na ivicu velike krize.
Hawking je ovako pisao o Univerzumu: "...to jednostavno mora biti, i to je to!"

4. Klasična dinamika i haos

4.1 KAM teorija

Pojavom Kolmogorovljevih radova, nastavljenih od strane Arnolda i Mozera - tzv. KAM teorije - problem integrabilnosti se više nije posmatrao kao manifestacija otpora prirode napretku, već se počeo posmatrati kao nova polazna tačka za dalje razvoj dinamike.

KAM teorija ispituje efekte rezonancija na trajektorije. Treba napomenuti da je jednostavan slučaj harmonijskog oscilatora sa konstantnom frekvencijom nezavisnom od akcijske varijable J izuzetak: frekvencije zavise od vrijednosti akcije J koju poduzimaju varijable. Faze su različite u različitim točkama u faznom prostoru. To dovodi do činjenice da u nekim tačkama faznog prostora dinamičkog sistema postoji rezonancija, dok u drugim tačkama nema rezonancije. Kao što znate, rezonancije odgovaraju racionalnim odnosima između frekvencija. Klasični rezultat teorije brojeva svodi se na tvrdnju da je mera racionalnih brojeva u poređenju sa merom iracionalnih brojeva jednaka nuli. To znači da su rezonancije rijetke: većina tačaka u faznom prostoru je nerezonantna. Osim toga, u odsustvu perturbacija, rezonancije dovode do periodičnog kretanja (tzv. rezonantni torijumi), dok u opštem slučaju imamo kvaziperiodično kretanje (nerezonantni torijumi).
Ukratko, periodična kretanja nisu pravilo, već izuzetak.

Dakle, možemo očekivati ​​da će se, uvođenjem perturbacija, priroda kretanja na rezonantnim torima dramatično promijeniti (prema Poincaréovoj teoremi), dok će se kvaziperiodično kretanje neznatno promijeniti, barem za mali parametar perturbacije (KAM teorija zahtijeva ispunjenje dodatnih uslova koji se ovdje neće razmatrati). Glavni rezultat KAM teorije je da sada imamo dvije potpuno različite vrste trajektorija: blago izmijenjene kvaziperiodične trajektorije i stohastičke j putanje koje proizlaze iz uništenja rezonantnih torova.

Najvažniji rezultat KAM teorije - pojava stohastičkih putanja - potvrđen je numeričkim eksperimentima. Razmotrimo sistem sa dva stepena slobode. Njegov fazni prostor sadrži dvije koordinate q1, q2 i dva momenta p1, p2. Proračuni se vrše pri datoj vrijednosti energije H (q1, q2, p1, p2), te stoga ostaju samo tri nezavisne varijable. Da bismo izbegli konstruisanje putanja u trodimenzionalnom prostoru, dogovorimo se da razmatramo samo presek putanja sa ravninom q2p2.
Da bismo dodatno pojednostavili sliku, konstruisaćemo samo polovinu ovih preseka, odnosno uzeti u obzir samo one tačke u kojima trajektorija
"Probija" ravninu presjeka odozdo prema gore. I ja sam koristio ovu tehniku
Poincaréa, a zove se Poincaréova sekcija (ili Poincaréova karta). Poincaréov odjeljak jasno pokazuje kvalitativnu razliku između periodičnih i stohastičkih putanja.

Ako je kretanje periodično, onda trajektorija siječe ravan q2p2 u jednoj tački. Ako je kretanje kvaziperiodično, tj. ograničeno površinom torusa, tada uzastopne točke presjeka ispunjavaju zatvorenu krivulju na ravni q2p2. Ako je kretanje stohastično, onda trajektorija nasumično luta u nekim regionima faznog prostora, a tačke njenog preseka takođe nasumično ispunjavaju neki region na q2p2 ravni.

Drugi važan rezultat KAM teorije je da povećanjem parametra spajanja povećavamo regije u kojima prevladava stohastičnost. Pri određenoj kritičnoj vrijednosti parametra spajanja dolazi do haosa: u ovom slučaju imamo pozitivan Ljapunov eksponent koji odgovara eksponencijalnoj divergenciji s vremenom bilo koje dvije bliske putanje. Pored toga, u slučaju potpuno razvijenog haosa, oblak presečnih tačaka generisanih putanjom zadovoljava jednačine tipa difuzione jednačine.

Jednačine difuzije su narušile simetriju u vremenu. Oni opisuju aproksimaciju uniformne distribucije u budućnosti (tj., na t
-> +?). Stoga je vrlo zanimljivo da u kompjuterskom eksperimentu, na osnovu programa sastavljenog na bazi klasične dinamike, dobijemo evoluciju s narušenom simetrijom u vremenu.

Treba naglasiti da KAM teorija ne vodi ka teoriji dinamičkog haosa. Njegov glavni doprinos je drugačiji: KAM teorija je pokazala da za male vrijednosti parametra spajanja imamo srednji režim u kojem koegzistiraju putanje dva tipa - regularne i stohastičke. S druge strane, uglavnom nas zanima šta se dešava u graničnom slučaju, kada opet ostaje samo jedna vrsta putanje. Ova situacija odgovara takozvanim velikim Poincaréovim sistemima (BPS). Sada prelazimo na njihovo razmatranje.

4.2. Veliki Poincaré sistemi

Razmatrajući klasifikaciju dinamičkih sistema koju je predložio Poincaré na integrabilne i neintegrabilne, primijetili smo da su rezonancije rijetke, jer nastaju u slučaju racionalnih odnosa između frekvencija. Ali prelaskom na BSP, situacija se radikalno menja: u
BLB rezonancije igraju glavnu ulogu.

Razmotrimo kao primjer interakciju između čestice i polja. Polje se može posmatrati kao superpozicija oscilatora sa kontinuumom frekvencije wk. Za razliku od polja, čestica vibrira sa jednom fiksnom frekvencijom w1. Pred nama je primjer neintegrabilnog sistema
Poincaré. Rezonancije će se pojaviti kad god je wk = w1. U svim udžbenicima fizike pokazano je da emisiju zračenja uzrokuju upravo takve rezonancije između nabijene čestice i polja. Emisija zračenja je ireverzibilan proces povezan sa Poincaréovim rezonancijama.

Nova karakteristika je da je frekvencija wk kontinuirana funkcija indeksa k, koja odgovara talasnim dužinama oscilatora polja. Ovo je specifičnost velikih Poincaréovih sistema, odnosno haotičnih sistema koji nemaju pravilne putanje koje koegzistiraju sa stohastičkim putanjama. Veliki Poincaré sistemi (BSP) odgovaraju važnim fizičkim situacijama, zapravo većini situacija sa kojima se susrećemo u prirodi. Ali BLB-ovi takođe omogućavaju da se isključe Poincaréove divergencije, odnosno da se uklone glavna prepreka integraciji jednačina kretanja. Ovaj rezultat, koji značajno povećava snagu dinamičkog opisa, uništava identifikaciju Njutnove ili Hamiltonove mehanike i vremenski reverzibilnog determinizma, pošto jednačine za BLB generalno dovode do fundamentalno verovatnoće evolucije sa narušenom simetrijom u vremenu.

Okrenimo se sada kvantnoj mehanici. Postoji analogija između problema sa kojima se suočavamo u klasičnoj i kvantnoj teoriji, budući da klasifikacija sistema koju je Poincaré predložio na integrabilne i neintegrabilne ostaje važeća za kvantne sisteme.

5 rješavanje paradoksa vremena

5.1 Zakoni haosa

Teško je govoriti o "zakonima haosa" dok razmatramo pojedinačne putanje. Bavimo se negativnim aspektima haosa, kao što je eksponencijalna divergencija putanja i neizračunljivost. Situacija se dramatično mijenja kada se okrenemo probabilističkom opisu. Opis u smislu vjerovatnoće ostaje važeći u svakom trenutku. Dakle, zakone dinamike treba formulisati na verovatnosnom nivou. Ali ovo nije dovoljno.
Da bismo uključili kršenje vremenske simetrije u opis, moramo se pomaknuti iz običnog Hilbertovog prostora. U jednostavnim primjerima koje su oni ovdje razmatrali, nepovratni procesi su determinisani samo Ljapunovljevim vremenom, ali sva gornja razmatranja mogu se generalizirati na složenija preslikavanja koja opisuju ireverzibilno! procesi drugačijeg tipa, na primjer, difuzija.

Probabilistički opis koji smo dobili je nesvodljiv: on je neizbježna posljedica činjenice da vlastite funkcije pripadaju klasi generaliziranih funkcija. Kao što je već spomenuto, ova činjenica može poslužiti kao polazna tačka za novu, opštiju definiciju haosa. U klasičnoj dinamici, haos je određen "eksponencijalnom divergencijom" putanja, ali takva definicija haosa ne dopušta generalizaciju kvantne teorije. U kvantnoj teoriji ne postoji "eksponencijalna divergencija" valnih funkcija i, prema tome, nema osjetljivosti na početne uslove u uobičajenom smislu. Ipak, postoje kvantni sistemi koje karakterišu nesvodivi probabilistički opisi. Između ostalog, takvi sistemi su od fundamentalnog značaja za naš opis prirode.
Kao i ranije, osnovni zakoni fizike koji se primjenjuju na takve sisteme su formulisani u obliku vjerovatnoća iskaza (a ne u terminima valnih funkcija). Može se reći da takvi sistemi ne dozvoljavaju da se razlikuje čisto stanje od mešovitog stanja. Čak i ako odaberemo čisto stanje kao početno, ono će se na kraju pretvoriti u mješovito stanje.

Istraživanje mapiranja opisanih u ovom poglavlju je od velikog interesa. Ovi jednostavni primjeri omogućavaju vizualizaciju onoga što mislimo govoreći o trećoj, nesvodljivoj, formulaciji zakona prirode. Međutim, preslikavanja nisu ništa drugo do apstraktni geometrijski modeli. Sada se okrećemo dinamičkim sistemima zasnovanim na Hamiltonovom opisu - temelju modernog koncepta zakona prirode.

5.2 Kvantni haos

Kvantni haos se poistovjećuje sa postojanjem nesvodljive vjerovatnoće. U slučaju BLB-ova, ova reprezentacija je zasnovana na Poincaré rezonancijama.

Posljedično, kvantni haos je povezan s destrukcijom invarijante kretanja uslijed Poincaréovih rezonancija. Ovo ukazuje da je u slučaju BLB-a nemoguće preći sa amplituda |? I +> na verovatnoće |? I +>

Tutoring

Trebate pomoć u istraživanju teme?

Naši stručnjaci će savjetovati ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite zahtjev sa naznakom teme odmah da se informišemo o mogućnosti dobijanja konsultacija.