Úvod. 2

1. Problém stať sa. 3

2. Oživenie paradoxu času. 3

3. Základné problémy a pojmy paradoxu času. 5

4. Klasická dynamika a chaos. 6

4.1 Teória KAM ... 6

4.2. Veľké Poincaré systémy. osem

5. Riešenie paradoxu času. 9

5.1 Zákony chaosu. 9

5.2 Kvantový chaos. 10

5.3 Chaos a fyzikálne zákony. trinásť

6. Teória nestabilných dynamických systémov - základ kozmológie. 14

7. Perspektívy nerovnovážnej fyziky. šestnásť

Priestor a čas sú hlavnými formami existencie hmoty. Nie je priestor a čas oddelený od hmoty, od hmotných procesov. Priestor a čas mimo hmoty nie sú ničím iným ako prázdnou abstrakciou.

V interpretácii Iľju Romanoviča Prigogina a Isabelly Stengersovej je čas základným rozmerom nášho bytia.

Najdôležitejším problémom na tému mojej eseje je problém prírodných zákonov. Tento problém „uvádza do popredia paradox času“. Zdôvodnenie tohto problému zo strany autorov je, že ľudia sú natoľko zvyknutí na pojem „zákon prírody“, že sa považuje za samozrejmosť. Hoci v iných pohľadoch na svet takýto koncept „zákonov prírody“ absentuje. Podľa Aristotela sa živé bytosti neriadia žiadnymi zákonmi. Ich činnosť je spôsobená ich vlastnými autonómnymi príčinami. Každá bytosť sa snaží dosiahnuť svoju vlastnú pravdu. V Číne dominujú názory na spontánnu harmóniu kozmu, akási štatistická rovnováha, spájajúca prírodu, spoločnosť a nebo.

Motiváciou autorov k zamysleniu sa nad problematikou paradoxu času bola skutočnosť, že paradox času neexistuje sám o sebe, úzko s ním súvisia ďalšie dva paradoxy: kvantový paradox, kozmologický paradox a koncept chaosu. ktorý k riešeniu paradoxu času.

Koncom 19. storočia sa pozornosť upriamila na formovanie paradoxu času súčasne z prírodovedného a filozofického hľadiska. V dielach filozofa Henriho Bergsona hrá čas hlavnú úlohu pri odsudzovaní interakcií medzi človekom a prírodou, ako aj limitov vedy. Pre viedenského fyzika Ludwiga Boltzmanna bol úvod do fyziky času ako pojmu spojeného s evolúciou cieľom celého jeho života.

V diele Henriho Bergsona „Kreatívna evolúcia“ bola vyjadrená myšlienka, že veda sa úspešne rozvíja iba v tých prípadoch, keď dokáže zredukovať procesy prebiehajúce v prírode na monotónne opakovanie, čo možno ilustrovať deterministickými zákonmi prírody. Ale kedykoľvek sa veda pokúsila opísať tvorivú silu času, vznik nového, nevyhnutne zlyhala.

Bergsonove zistenia boli brané ako útok na vedu.

Jedným z cieľov, ktoré Bergson sledoval pri písaní svojej práce „Creative Evolution“ bol „zámer ukázať, že celok má rovnakú povahu ako ja“.

Väčšina vedcov v súčasnosti vôbec neverí, na rozdiel od Bergsona, že na pochopenie tvorivej činnosti je potrebná „iná“ veda.

V knihe „Poriadok z chaosu“ bola predstavená história fyziky 19. storočia v centre, ktorá bola problémom času. V druhej polovici 19. storočia teda vznikli dva pojmy času zodpovedajúce opačným obrazom fyzického sveta, jeden z nich sa vracia k dynamike, druhý k termodynamike.

Posledné desaťročie 20. storočia bolo svedkom oživenia paradoxu času. Väčšina problémov, o ktorých diskutovali Newton a Leibniz, je stále aktuálna. Najmä problém novosti. Jacques Monod ako prvý upozornil na konflikt medzi predstavou prírodných zákonov ignorujúcich evolúciu a stvorením nového.

V skutočnosti je rozsah problému ešte širší. Samotná existencia nášho vesmíru spochybňuje druhý zákon termodynamiky.

Podobne ako vznik života pre Jacquesa Monota, aj zrodenie vesmíru vníma Asimov ako každodennú udalosť.

Prírodné zákony už nie sú proti myšlienke skutočnej evolúcie, ktorá zahŕňa inovácie, ktoré sú z vedeckého hľadiska vedecky určené tromi minimálnymi požiadavkami.

Prvá požiadavka- nezvratnosť, vyjadrená porušením symetrie medzi minulosťou a budúcnosťou. To však nestačí. Ak vezmeme do úvahy oscilačné kyvadlo, ktoré postupne vyhasína, alebo Mesiac, ktorého perióda otáčania okolo vlastnej osi sa stále viac znižuje. Ďalším príkladom môže byť chemická reakcia, ktorej rýchlosť vyprchá pred dosiahnutím rovnováhy. Takéto situácie nezodpovedajú skutočným evolučným procesom.

Druhá požiadavka- potreba zaviesť pojem udalosti. Podľa ich definície nemožno udalosti odvodiť z deterministického zákona, či už je to zvratné v čase alebo nie: udalosť, bez ohľadu na to, ako je interpretovaná, znamená, že to, čo sa deje, sa nemusí stať. Preto možno v najlepšom prípade dúfať v popis udalosti z hľadiska pravdepodobnosti.

to znamená tretia požiadavka vstúpiť. Niektoré udalosti musia mať schopnosť zmeniť priebeh evolúcie, t.j. evolúcia musí byť nestabilná, t.j. vyznačovať sa mechanizmom schopným urobiť z určitých udalostí východiskový bod nového vývoja.

Darwinova evolučná teória je vynikajúcou ilustráciou všetkých troch vyššie uvedených požiadaviek. Nezvratnosť je zrejmá: existuje na všetkých úrovniach z nových ekologických výklenkov, ktoré následne otvárajú nové možnosti pre biologickú evolúciu. Darwinova teória mala vysvetliť prekvapivú udalosť – vznik druhov, no Darwin túto udalosť opísal ako výsledok zložitých procesov.

Darwinovský prístup poskytuje iba model. Ale každý evolučný model musí obsahovať nezvratnosť udalosti a možnosť, aby sa niektoré udalosti stali východiskom pre nový poriadok.

Na rozdiel od darwinovského prístupu sa termodynamika 19. storočia zameriava na rovnováhu, ktorá spĺňa len prvú požiadavku, od r. nevyjadruje sedemrozmernosť medzi minulosťou a budúcnosťou.

Za posledných 20 rokov však termodynamika prešla výraznými zmenami. Druhý termodynamický zákon sa už neobmedzuje len na popis vyrovnávania rozdielov, ktoré sprevádza prístup k rovnováhe.

Paradox času „pred nás stavia problém zákonov prírody“. Tento problém si vyžaduje podrobnejšie zváženie. Podľa Aristotela sa živé bytosti neriadia žiadnymi zákonmi. Ich činnosť je spôsobená ich vlastnými autonómnymi vnútornými príčinami. Každá bytosť sa snaží dosiahnuť svoju vlastnú pravdu. V Číne prevládali názory na spontánnu harmóniu vesmíru, akúsi štatistickú rovnováhu, ktorá spája prírodu, spoločnosť a nebo.

Dôležitú úlohu zohralo kresťanské poňatie Boha ako ustanovenia zákonov pre všetko živé.

Pre Boha je všetko dané. Nové, voľba alebo spontánna akcia sú z ľudského hľadiska relatívne. Takéto teologické názory sa zdalo byť plne podporované objavom dynamických zákonov pohybu. Teológia a veda dosiahli dohodu.

Pojem chaos sa zavádza preto, lebo chaos rieši paradox času a vedie k zahrnutiu šípky času do základného dynamického opisu. Chaos však dokáže viac. Prináša pravdepodobnosť do klasickej dynamiky.

Časový paradox neexistuje sám o sebe. Úzko s ním súvisia dva ďalšie paradoxy: „kvantový paradox“ a „kozmologický paradox“.

Medzi paradoxom času a kvantovým paradoxom existuje úzka analógia. Podstatou kvantového paradoxu je, že za kolaps je zodpovedný pozorovateľ a jeho pozorovania. Analógia medzi týmito dvoma paradoxmi je teda taká, že osoba je zodpovedná za všetky vlastnosti spojené s stávaním a udalosťami v našom fyzickom popise.

Teória KAM skúma vplyv rezonancií na trajektórie. Treba poznamenať, že jednoduchý prípad harmonického oscilátora s konštantnou frekvenciou nezávislou od akčnej premennej J je výnimkou: frekvencie závisia od hodnôt akcie J vykonanej premennými. Fázy sú v rôznych bodoch rôzne. vo fázovom priestore. To vedie k tomu, že v niektorých bodoch fázového priestoru dynamického systému je rezonancia, zatiaľ čo v iných bodoch nie je rezonancia. Ako viete, rezonancie zodpovedajú racionálnym vzťahom medzi frekvenciami. Klasický výsledok teórie čísel sa redukuje na tvrdenie, že miera racionálnych čísel v porovnaní s mierou iracionálnych čísel sa rovná nule. To znamená, že rezonancie sú zriedkavé: väčšina bodov vo fázovom priestore je nerezonančných. Okrem toho pri absencii porúch vedú rezonancie k periodickému pohybu (tzv rezonančné tori), zatiaľ čo vo všeobecnom prípade máme kváziperiodický pohyb (nerezonančné tori). Skrátka, periodické pohyby nie sú pravidlom, ale výnimkou.

Tradične ďalším dôvodom, prečo väčšina vedcov odmieta myšlienku cestovania v čase, sú časové paradoxy. Napríklad, ak sa vrátite v čase a zabijete svojich rodičov pred okamihom vášho narodenia, potom sa narodenie stane nemožným. Takže na začiatok neexistuje spôsob, ako sa vrátiť v čase a zabiť svojich rodičov. Nie je to najlepší príklad, ale je dôležitý, pretože veda je založená na koherentných myšlienkach; takýto časový paradox by stačil na to, aby zavrhol myšlienku cestovania v čase. Tieto časové paradoxy spadajú do niekoľkých kategórií:
Paradox starého otca. Podľa tohto paradoxu je možné zmeniť minulosť tak, že existencia prítomnosti sa stane nemožnou. Napríklad, keď cestujete do vzdialenej minulosti, aby ste sa pozreli na dinosaury, niekto by mohol náhodne stúpiť na malého chlpatého tvora, ktorý mohol byť prvým predkom ľudskej rasy. Zničením svojho predka sa logicky vytvorí vaša vlastná existencia
nemožné.

Informačný paradox. Podľa tohto paradoxu informácie pochádzajú z budúcnosti, čo znamená, že nemajú začiatok. Môžete si napríklad predstaviť, že nejaký vedec vytvoril stroj času a cestuje späť v čase, aby sám sebe v mladosti prezradil tajomstvo cestovania v čase. Toto tajomstvo nebude mať začiatok, nákupné centrum. stroj času, ktorý vedec vytvorí, nevynájde on) – tajomstvo jeho konštrukcie mu odovzdá jeho staršia inkarnácia.

Bilkerov paradox. Predpokladajme, že človek vie, aká bude jeho budúcnosť, a urobí nejaký čin, ktorý znemožní existenciu takejto budúcnosti. Napríklad vytvoríte stroj času, ktorý môže človeka preniesť do budúcnosti, a teraz zistí, že je predurčený vziať si ženu menom Anna. Napriek osudu sa však rozhodne oženiť sa so ženou menom Galya. znemožňuje existenciu takejto budúcnosti.

Sexuálny paradox. Podľa tohto paradoxu ste vlastným otcom, čo je biologicky nemožné. Hrdinom príbehu, ktorý napísal britský filozof D. Harrison, je nielen vlastný otec, ale aj sám seba. V klasickom diele R. Heinleina „Všetci ste zombie“ je hrdinom súčasne jeho vlastný otec, matka, dcéra a syn – teda je v nej stelesnený celý rodokmeň. Odhaliť záhadu sexuálneho paradoxu je v skutočnosti dosť ťažké, keďže si vyžaduje znalosť teórie cestovania v čase aj mechaniky DNA. Ale stále má právo na život – odporúčam vám prečítať si Heinleina a Harrisona.

V „Koniec večnosti“ A. Azimov kreslí vo svojich predstavách „dočasnú políciu“, ktorá je zodpovedná za predchádzanie takýmto paradoxom. Vo filme "Terminátor" je dej založený na informačnom paradoxe - vedci študujú mikročip odobratý robotovi z ďalekej budúcnosti, potom vytvoria celú rasu robotov, ktorí sú obdarení vedomím, a podmania si celý svet. Inými slovami, samotný dizajn týchto robotov nevytvoril žiadny vynálezca; je jednoducho prevzatý z trosiek jedného z robotov v ďalekej budúcnosti. V Návrate do budúcnosti sa J. Fox snaží vyhnúť „paradoxu starého otca“, keď sa vráti v čase a stretne svoju dospievajúcu matku, ktorá sa do neho okamžite zamiluje. Ale ak odmietne návrhy Foxovho otca, potom bude ohrozená samotná existencia Michaela.

Scenáristi ochotne porušujú fyzikálne zákony a vytvárajú hollywoodske trháky. Ale medzi fyzikmi sa takéto paradoxy berú veľmi vážne. Akékoľvek riešenie takýchto paradoxov musí byť kompatibilné s teóriou relativity a kvantovou teóriou. Napríklad, aby bola rieka času v súlade s teóriou relativity, musí byť nekonečná. Vo všeobecnej teórii relativity je čas prezentovaný ako hladký rozšírený povrch, ktorý nemožno zlomiť a na ktorom sa nemôžu vytvárať žiadne vlnky. Jeho topológia sa môže zmeniť, ale rieka sa nemôže len tak zastaviť. To znamená, že ak zabijete svojich rodičov pred vlastným narodením, nemôžete zmiznúť. Tento scenár by bol v rozpore s fyzikálnymi zákonmi.

V súčasnosti sa fyzici delia na 2 skupiny podporujúce 2 možné riešenia týchto časových paradoxov. Ruský kozmológ I. Novikov sa domnieva, že sme nútení konať tak, akoby boli paradoxy nevyhnutné. Jeho prístup sa nazýva „škola dôslednosti“. Ak sa rieka času jemne obráti späť a znova sa uzavrie do seba, čím vytvorí vírivku, potom, podľa Novikovových predpokladov, ak sa rozhodneme vrátiť čas, čo by bolo spojené s vytvorením dočasného paradoxu, potom nejaké " neviditeľná ruka“ musí zasiahnuť a zabrániť skoku do minulosti. No v Novikovovom prístupe sú problémy so slobodnou vôľou.... Ak sa vrátime v čase a stretneme vlastných rodičov, potom by sme si mohli myslieť, že vo svojom konaní sa riadime vlastnou vôľou; Novikov verí, že stále neobjavený fyzikálny zákon zakazuje akékoľvek konanie, ktoré by zmenilo budúcnosť (napríklad také konanie, ako je zabitie vlastných rodičov alebo zabránenie skutočnosti vlastného narodenia). Poznamenáva: „Nemôžeme poslať cestovateľa v čase do rajských záhrad, aby požiadal Evu, aby to nerobila
vybrať jablko zo stromu.“ Čo je to za tajomnú silu, ktorá neumožňuje zmeniť minulosť a vytvoriť časový paradox? „Takýto tlak na našu vôľu je nezvyčajný a tajomný, no napriek tomu má svoje paralely,“ píše
Novikov. - Napríklad môžem vyjadriť vôľu chodiť po strope bez špeciálneho vybavenia. Zákon gravitácie mi to nedovolí; Ak sa o to pokúsim, spadnem na zem, a preto je moja slobodná vôľa obmedzená."

Ale dočasné paradoxy môžu nastať aj vtedy, keď sa neživá hmota (ktorá nemá slobodnú vôľu ani silu úmyslu) vrhne do minulosti. Predpokladajme, že pred bitkou Alexandra Veľkého s perzským kráľom Dareiom III. v roku 330 pred Kr. e. vedci posielajú do minulosti guľomety s pokynmi v starej perzštine na ich použitie. Všetky nasledujúce európske dejiny by sa zmenili (a možno by sa zistilo, že namiesto jedného z európskych jazykov teraz hovoria nejakým dialektom perzštiny).

V skutočnosti aj ten najmenší zásah do minulosti môže spôsobiť tie najneočakávanejšie paradoxy v súčasnosti. Napríklad teória chaosu používa metaforu „motýľový efekt“. V kritických momentoch formovania zemskej klímy stačí najmenšie mávnutie krídel motýľa na vlnenie vody, ktoré môže narušiť rovnováhu síl a spôsobiť búrku strašnej sily. Aj tie najmenšie neživé predmety, keď sú poslané do minulosti, nevyhnutne zmenia minulosť tým najnepredvídateľnejším spôsobom, čo spôsobí dočasný paradox.

Druhým spôsobom, ako vyriešiť časový paradox, je možnosť, v ktorej sa rieka času jemne rozvetví na dve rieky alebo ramená, ktoré tvoria dva rôzne vesmíry. Inými slovami, ak sa vrátite v čase a zabijete svojich rodičov pred vlastným narodením, potom ľudia, ktorí sú geneticky na nerozoznanie od svojich rodičov v alternatívnom vesmíre, v tom, kde sa cestovateľ v čase nikdy nenarodí, by zomreli súčasne. čas. Ale jeho rodičia v jeho rodnom vesmíre zostanú nažive.

Druhá hypotéza sa nazýva „teória mnohých svetov“: jej podstatou je, že všetky možné početné svety môžu existovať súčasne. To vylučuje nekonečné množstvo nezrovnalostí, ktoré Hawking našiel, pt.k. žiarenie nebude prechádzať portálom znova a znova, ako v priestore Misnera (viď predchádzajúce príspevky). Ak prenikne portálom, pôjde len raz. Zakaždým, keď prejde portálom, vstúpi do nového vesmíru.

A tento paradox sa možno vracia ku globálnej otázke kvantovej teórie: ako môže byť mačka živá aj mŕtva súčasne?

Na zodpovedanie tejto otázky museli fyzici vziať do úvahy dve šokujúce rozhodnutia: buď existuje Kozmická inteligencia, ktorá dohliada na nás všetkých, alebo existuje nekonečné množstvo kvantových vesmírov.

23.10.2015 - admin

Kto z nás nesníval o cestovaní v čase? Ach, keby som sa mohol vrátiť do tej doby, aby som zmenil chybu, vrátil sa do čias svojej mladosti, videl milovaného človeka, ktorý už dlho nebol s nami v bezpečí a v poriadku, a povedal mu, čo nestihli, resp. nemohli povedať počas svojho života. Pri pohľade na staré fotografie sa v spomienkach môžeme preniesť do minulosti, keď si spomenieme na niektoré udalosti z minulých dní. Znamená to, že týmto spôsobom sme? V našej pamäti áno, môžeme sa presunúť do minulosti, ale len v spomienkach a nie v čase. Ale čo je čas? Väčšina z nás si myslí, že na túto otázku poznáme odpoveď. Mnohí sa však mýlia. Keď sa pozrieme na Slnko a myslíme si, že ho vidíme v reálnom čase, ale v skutočnosti vidíme to, čo bolo v minulosti, konkrétne pred 8 minútami, pretože svetlo zo Slnka na Zem robí cestu 148 miliónov kilometrov za sekundu. 8 minút.
Čas plynie na rôznych miestach inak. Takže napríklad vo vesmíre čas plynie pomalšie ako na Zemi, čo znamená, že pri cestovaní v čase musíme zabudnúť na mechanický čas a začať o čase uvažovať ako o meraní. Vedci už dlho hovoria o pluralite svetov a iných dimenzií, ale mnohým sa podarilo navštíviť iné svety, a teda aj iné dimenzie. A Jevgenijov príbeh je toho dôkazom. Kedysi dávno, pred mnohými rokmi, Eugene stretol Natashu, nadviazal priateľstvo, ktoré prerástlo do niečoho viac, čoskoro sa vzali a o niekoľko mesiacov neskôr Natasha povedala Zhenyi, že budú mať dieťa, ten chlap bol nadšený, plný hrdosti. jeho srdce, tak som sa stal dospelým a čoskoro sa stanem otcom. Ale radosť netrvala dlho, pred samotným narodením Natasha ochorela na chrípku, čo spôsobilo komplikácie, a potom sa stalo to najhoršie, dievča zomrelo počas pôrodu a dieťa zomrelo so svojou matkou. Lekári urobili všetko pre to, aby zachránili aspoň jedného z nich, no všetky pokusy boli márne.

Eugene sa dlho obával straty, niekedy si na ulici v dave všimol známu postavu dievčaťa s dieťaťom a zdalo sa mu, že je to jeho Natasha, dobiehal dievča, bral ju ruky a rozprávanie Natasha! A keď sa dievča otočilo, nemal inú možnosť, ako povedať „Prepáč, mýlil som sa,“ stalo sa to niekoľkokrát. Ten chlap sa dlho neodvážil zoznámiť sa, dlho sa mu zdalo, že teraz sa otvoria dvere a do bytu vstúpi jeho rodina, jeho Nataša a malý lúč svetla, jeho malá dcérka Svetlana. Roky plynuli, bolesť zo straty postupne začala ustupovať a o pár rokov neskôr Eugene stretol Marinu, ktorá bola jemná, milá a sympatická, zaľúbili sa do seba a o rok sa vzali. Prešlo desať rokov, šťastný rodinný život, celá rodina často vyrážala do prírody na hory, do tajgy, na ryby, snažila sa ísť čo najďalej od ľudí, aby sme si naplno užili pokoj.

Ani tento čas nebol výnimkou, Jevgenij s Marínou a ich synom Maximom sa rozhodli stráviť víkend v prírode. Vošli sme do hlbín tajgy, kde boli len traja a nikto iný nepostavil stan, zapálili, Eugene urobil krok a zmizol pred Marínou a Maximom, ako keby vkročil za nejakým neviditeľným. stena. Žena sa ponáhľala za manželom, ale zastavila sa, spomenula si na svojho syna, pretože by zostal úplne sám v tajge, kde v okruhu niekoľkých desiatok kilometrov nie je ani živá duša. A Eugene cítil, ako ho vťahujú do istého tunela, v ktorom sa začal pohybovať veľkou rýchlosťou ako na horskej dráhe, doprava, potom doľava, potom hore a dole, okolo blikali nejaké svetlá a teraz rýchlosť začal spomaľovať a muž bol na brehu oceánu. Teplý vzduch, palmy rastú pozdĺž pobrežia a piesok je taký čistý, teplý a mäkký, že vŕzga pod nohami. Eugene sa obzrel, zdvihol hlavu k nebu a nad hlavou uvidel úplne inú oblohu ako na zemi, miestami bola ružová, miestami modrá a svietili na nej dve slnká.

Muž nemohol pochopiť, kde je, čo sa s ním stalo? Je to nejaký sen? A v diaľke zbadal dve postavy kráčať po brehu, bola to žena s asi šesťročným dieťaťom, onedlho sa priblížili k Eugenovi a on spoznal ženu ako svoju Natašu, muž sa nezmohol na slovo, slzy sa kotúľali z jeho očí ako krupobitie vystúpila Nataša a jemne ako kedysi v mladosti ho objala, tichým a jemným hlasom povedala „neplač, milovaný, je nám tu veľmi dobre, len sa ma na teba často pýtala naša dcéra , a teraz si prišiel ty,“ naklonila sa k dieťaťu a povedala „dcéra, toto je náš ocko, teraz žije v inom svete, ale nemôže byť s nami, pretože jeho cesta v tom svete ešte neskončila, ale na nás spomína a má nás veľmi rád." Eugene objal Natashu a jeho dcéru, pritisol ich k sebe a srdce mu v hrudi bilo ešte silnejšie, cez slzy sa zmohol len na „moji drahí, ako ťa milujem a chýbaš mi“. Natasha povedala: „Poznám svoju milovanú, ale teraz nie je čas, aby si bol s nami, cítime sa tu dobre a čas tu plynie pomalšie ako na zemi, a preto tu má naša dcéra iba šesť rokov.

Všetci traja kráčali pozdĺž pobrežia a Jevgenij po chvíli nevidel veľké mesto, v meste boli väčšinou jedno a dvojposchodové udržiavané domy, ulice boli čisté, okolo rástli kvety, ľudia, ktorých stretli na ulici boli priateľskí. Vošli do Natašinho domu, bol to útulný jednoposchodový dom, bolo v ňom všetko a na komode Evgeny videl ich fotku s Natašou, ktorá sa stratila a dlho ju hľadal, no nenašiel. Už sa stmievalo a Natasha povedala, že je čas, aby sa vrátil, išli na miesto na brehu oceánu, kde ich stretol. Eugenovi sa zdalo, že tu strávil celý deň, prišiel na miesto, kde Eugene skončil, znova cítil, ako ho ťahajú do istého tunela, rýchlosť bola ohromujúca, svetlá znova blikali a teraz sa Eugene cítil pevne. zem pod nohami, urobil krok a uvidel Marínu a Maxima, ako stoja v rozpakoch.

Muž povedal svojej žene, kde bol, že tam videl Natashu a jeho malá dcéra Sveta povedala, že tam bol takmer celý deň. Aké však bolo prekvapenie toho muža, keď mu Marina povedala, že tu na zemi prešiel týždeň a on a Maxim sem opäť prišli v nádeji, že sa ich otec vráti, Marina povedala, že ju sem ťahá a vedie nejaká neviditeľná sila. a že vedela, že sa vráti rovnako ako odišiel. Eugene nejaký čas nechápal, ako to môže byť, pretože sa mu zdalo, že bol v paralelnom svete takmer deň, ale ukázalo sa, že tu chýbal celý týždeň. Tento príbeh naznačuje, že v rôznych dimenziách a priestoroch plynie čas rôznymi spôsobmi, a to nielen niekde tam vo vzdialených hlbinách Vesmíru, ale aj tu na Zemi. Všetci si pamätáme, ako sme v detstve chceli všetci dospieť, stať sa dospelými a ako dlho sa to vlieklo. Ale keď máme po tridsiatke, postupne si začíname všímať, ako sa čas postupne zrýchľuje, a teraz o desať rokov neskôr si spomenieme a povieme si: „Panebože, ale tých desať rokov nám utieklo ako jeden rok!“

Takéto paradoxy sa časom stávajú nám všetkým, tu je ďalší paradox: ponáhľate sa na veľmi dôležité stretnutie, odchádzate z domu, prichádzate na miesto, kde vždy máte kľúče, no nie sú tam. , začínate ich chaoticky hľadať, pozeráte a sem-tam, no nikde nie sú, mrknete na hodiny a všimnete si, že sa vám zdá, že za čas hľadania neubehlo až tak veľa, ale hodiny hovoria, že ubehlo desať minút vaše hľadanie a teraz ste takmer v zúfalstve, choďte na miesto, kde máte neustále kľúče, a uvidíte, že ležia neďaleko na najnápadnejšom mieste a jednoducho ste ich tam nemohli minúť, a potom si všimnete, že vám to trvalo dvadsať minút na hľadanie. A s takýmito paradoxmi času sa stretávame všade takmer každý deň, no okolo nás v našej dimenzii plynie čas rovnomerne. Ale prečo má v niektorých prípadoch každý z nás po čase takéto paradoxy?

Môže to byť veľa dôvodov, možno s naším priestorom, nejakým sa prelínajú, alebo je to možno čisto náš psychologický stav. Ale nech je to akokoľvek, z príbehu o Eugenovi a z teórie plurality svetov sa hovorí, že čas plynie všade rôznymi spôsobmi, naznačuje to aj slávny teoretický fyzik Stephen Hawking, ktorý hovorí, že čas vo vesmíre prúdi všade rôznymi spôsobmi, temná energia, temná hmota, všetky majú rôzne časy, dokonca aj v niektorých zákutiach energie a hmoty, z nejakého dôvodu plynie čas rôznymi spôsobmi a dokazuje to lom svetla. Svetlo akoby narážalo do nejakej šošovky, ohýbalo sa okolo nej a pokračuje vo svojej dráhe v priestore a čase. Ale v mieste, kde sa svetlo lámalo, je to možné a čas plynie inak, ale prečo sa to deje, veda dnes, žiaľ, nevie dať odpoveď. Medzitým sa v priebehu času neustále vyskytujú rôzne paradoxy, a to ako v našom každodennom živote, tak aj v univerzálnom meradle. A preto je čas najdrahšou menou nielen na svete, ale aj vo Vesmíre, pretože peniaze sa dajú zarobiť, ale čas sa nevráti. Vo vesmíre môže nová hviezda, ktorá vznikla, dať vzniknúť zlatu a mnohým ďalším kovom, atómom a dať život novým planétam, ale ani tam sa starý čas nedá vrátiť, rovnako ako nie je možné skočiť vpred. Na základe vyššie uvedeného by som vám, milí čitatelia, rád zaželal, vážte si svoj čas, nestrácajte ho nadarmo, kontemplujte a užívajte si každú minútu, každú sekundu života na tomto svete.

pozrite sa na abstrakty podobné "Time Paradox"

Plán
Úvod 2
1 problém stať sa 3
2. Znovuzrodenie paradoxu času 3
3. Základné problémy a pojmy paradoxu času 5
4. Klasická dynamika a chaos 6

4.1 Teória KAM 6

4.2. Veľké Poincarého systémy 8
5 riešenie paradoxu času 9

5.1 Zákony chaosu 9

5.2 Kvantový chaos 10

5.3 Chaos a fyzikálne zákony 13
6. Teória nestabilných dynamických systémov - základ kozmológie 14
7 Perspektívy nerovnovážnej fyziky 16
Záver 19

Úvod

Priestor a čas sú hlavnými formami existencie hmoty. Nie je priestor a čas oddelený od hmoty, od hmotných procesov. Priestor a čas mimo hmoty nie sú ničím iným ako prázdnou abstrakciou.

V interpretácii Iľju Romanoviča Prigogina a Isabelly Stengersovej je čas základným rozmerom nášho bytia.

Najdôležitejším problémom na tému mojej eseje je problém prírodných zákonov. Tento problém „uvádza do popredia paradox času“. Zdôvodnenie tohto problému zo strany autorov je, že ľudia sú natoľko zvyknutí na pojem „zákon prírody“, že sa považuje za samozrejmosť. Hoci v iných pohľadoch na svet takýto koncept „zákonov prírody“ absentuje. Podľa Aristotela sa živé bytosti neriadia žiadnymi zákonmi. Ich činnosť je spôsobená ich vlastnými autonómnymi príčinami. Každá bytosť sa snaží dosiahnuť svoju vlastnú pravdu. V Číne dominujú názory na spontánnu harmóniu kozmu, akási štatistická rovnováha, spájajúca prírodu, spoločnosť a nebo.

Motiváciou autorov k zamysleniu sa nad problematikou paradoxu času bola skutočnosť, že paradox času neexistuje sám o sebe, úzko s ním súvisia ďalšie dva paradoxy: kvantový paradox, kozmologický paradox a koncept chaosu. ktorý k riešeniu paradoxu času.

1 problém stať sa

Koncom 19. storočia sa pozornosť upriamila na formovanie paradoxu času súčasne z prírodovedného a filozofického hľadiska. V dielach filozofa Henriho Bergsona hrá čas hlavnú úlohu pri odsudzovaní interakcií medzi človekom a prírodou, ako aj limitov vedy. Pre viedenského fyzika Ludwiga Boltzmanna bol úvod do fyziky času ako pojmu spojeného s evolúciou cieľom celého jeho života.

V diele Henriho Bergsona „Kreatívna evolúcia“ bola vyjadrená myšlienka, že veda sa úspešne rozvíja iba v tých prípadoch, keď dokáže zredukovať procesy prebiehajúce v prírode na monotónne opakovanie, čo možno ilustrovať deterministickými zákonmi prírody. Ale kedykoľvek sa veda pokúsila opísať tvorivú silu času, vznik nového, nevyhnutne zlyhala.

Bergsonove zistenia boli brané ako útok na vedu.

Jeden z cieľov, ktorý Bergson sledoval pri písaní svojej práce
„Kreatívna evolúcia“ bola „zámerom ukázať, že celok má rovnakú povahu ako ja“.

Väčšina vedcov v súčasnosti vôbec neuvažuje, na rozdiel od
Bergson, že na pochopenie tvorivej činnosti je potrebná „iná“ veda.

Kniha „Order from Chaos“ vyložila históriu fyziky 19. storočia do centra, čo bol problém času. V druhej polovici 19. storočia teda vznikli dva pojmy času zodpovedajúce opačným obrazom fyzického sveta, jeden z nich sa vracia k dynamike, druhý k termodynamike.

2. Znovuzrodenie paradoxu času

Posledné desaťročie 20. storočia bolo svedkom oživenia paradoxu času. Väčšina problémov, o ktorých diskutovali Newton a Leibniz, je stále aktuálna. Najmä problém novosti. Jacques Monod ako prvý upozornil na konflikt medzi predstavou prírodných zákonov ignorujúcich evolúciu a stvorením nového.

V skutočnosti je rozsah problému ešte širší. Samotná existencia nášho vesmíru spochybňuje druhý zákon termodynamiky.

Podobne ako vznik života pre Jacquesa Monoda, aj zrodenie vesmíru vníma Asimov ako každodennú udalosť.

Prírodné zákony už nie sú proti myšlienke skutočnej evolúcie, ktorá zahŕňa inovácie, ktoré sú z vedeckého hľadiska vedecky určené tromi minimálnymi požiadavkami.

Prvou požiadavkou je nezvratnosť, ktorá sa prejavuje porušením symetrie medzi minulosťou a budúcnosťou. To však nestačí. Ak vezmeme do úvahy oscilačné kyvadlo, ktoré postupne vyhasína, alebo Mesiac, ktorého perióda otáčania okolo vlastnej osi sa stále viac znižuje. Ďalším príkladom môže byť chemická reakcia, ktorej rýchlosť vyprchá pred dosiahnutím rovnováhy. Takéto situácie nezodpovedajú skutočným evolučným procesom.

Druhou požiadavkou je potreba zaviesť pojem event. Podľa ich definície nemožno udalosti odvodiť z deterministického zákona, či už je to zvratné v čase alebo nie: udalosť, bez ohľadu na to, ako je interpretovaná, znamená, že to, čo sa deje, sa nemusí stať.
Preto možno v najlepšom prípade dúfať v popis udalosti z hľadiska pravdepodobnosti.

Z toho vyplýva tretia požiadavka, ktorú treba zaviesť.
Niektoré udalosti musia mať schopnosť zmeniť priebeh evolúcie, t.j. evolúcia musí byť nestabilná, t.j. vyznačovať sa mechanizmom schopným urobiť z určitých udalostí východiskový bod nového vývoja.

Darwinova evolučná teória je vynikajúcou ilustráciou všetkých troch vyššie uvedených požiadaviek. Nezvratnosť je zrejmá: existuje na všetkých úrovniach z nových ekologických výklenkov, ktoré následne otvárajú nové možnosti pre biologickú evolúciu. Darwinova teória mala vysvetliť prekvapivú udalosť – vznik druhov, no Darwin túto udalosť opísal ako výsledok zložitých procesov.

Darwinovský prístup poskytuje iba model. Ale každý evolučný model musí obsahovať nezvratnosť udalosti a možnosť, aby sa niektoré udalosti stali východiskom pre nový poriadok.

Na rozdiel od darwinovského prístupu sa termodynamika 19. storočia zameriava na rovnováhu, ktorá spĺňa len prvú požiadavku, od r. nevyjadruje sedemrozmernosť medzi minulosťou a budúcnosťou.

Za posledných 20 rokov však termodynamika prešla výraznými zmenami. Druhý termodynamický zákon sa už neobmedzuje len na popis vyrovnávania rozdielov, ktoré sprevádza prístup k rovnováhe.

3. Základné problémy a pojmy paradoxu času

Paradox času „pred nás stavia problém zákonov prírody“.
Tento problém si vyžaduje podrobnejšie zváženie. Podľa Aristotela sa živé bytosti neriadia žiadnymi zákonmi. Ich činnosť je spôsobená ich vlastnými autonómnymi vnútornými príčinami. Každá bytosť sa snaží dosiahnuť svoju vlastnú pravdu. V Číne prevládali názory na spontánnu harmóniu vesmíru, akúsi štatistickú rovnováhu, ktorá spája prírodu, spoločnosť a nebo.

Dôležitú úlohu zohralo kresťanské poňatie Boha ako ustanovenia zákonov pre všetko živé.

Pre Boha je všetko dané. Nové, voľba alebo spontánna akcia sú z ľudského hľadiska relatívne. Takéto teologické názory sa zdalo byť plne podporované objavom dynamických zákonov pohybu.
Teológia a veda dosiahli dohodu.

Pojem chaos sa zavádza preto, lebo chaos rieši paradox času a vedie k zahrnutiu šípky času do základného dynamického opisu. Chaos však dokáže viac. Prináša pravdepodobnosť do klasickej dynamiky.

Časový paradox neexistuje sám o sebe. Úzko s ním súvisia dva ďalšie paradoxy: „kvantový paradox“ a „kozmologický paradox“.

Medzi paradoxom času a kvantovým paradoxom existuje úzka analógia. Podstatou kvantového paradoxu je, že za kolaps je zodpovedný pozorovateľ a jeho pozorovania.
Analógia medzi týmito dvoma paradoxmi je teda taká, že osoba je zodpovedná za všetky vlastnosti spojené s stávaním a udalosťami v našom fyzickom popise.

Teraz si treba všimnúť tretí paradox – kozmologický paradox.
Moderná kozmológia pripisuje nášmu vesmíru vek. Vesmír sa zrodil vo veľkom tresku s počtom asi 15 miliárd. pred rokmi. Je jasné, že to bola udalosť. Ale udalosti nie sú zahrnuté v tradičnej formulácii pojmov prírodných zákonov. Tým sa fyzika dostala na pokraj veľkej krízy.
Hawking napísal o Vesmíre takto: "... proste to musí byť, a je to!"

4. Klasická dynamika a chaos

4.1 Teória KAM

S objavením sa Kolmogorovových diel, v ktorých pokračovali Arnold a Moser - takzvaná teória KAM - sa problém integrovateľnosti už nepovažoval za prejav odporu prírody voči pokroku, ale začal sa vnímať ako nový východiskový bod pre ďalšie rozvoj dynamiky.

Teória KAM skúma vplyv rezonancií na trajektórie. Treba poznamenať, že jednoduchý prípad harmonického oscilátora s konštantnou frekvenciou nezávislou od akčnej premennej J je výnimkou: frekvencie závisia od hodnôt akcie J vykonanej premennými. Fázy sú v rôznych bodoch rôzne. vo fázovom priestore. To vedie k tomu, že v niektorých bodoch fázového priestoru dynamického systému je rezonancia, zatiaľ čo v iných bodoch nie je rezonancia. Ako viete, rezonancie zodpovedajú racionálnym vzťahom medzi frekvenciami. Klasický výsledok teórie čísel sa redukuje na tvrdenie, že miera racionálnych čísel v porovnaní s mierou iracionálnych čísel sa rovná nule. To znamená, že rezonancie sú zriedkavé: väčšina bodov vo fázovom priestore je nerezonančných. Okrem toho, pri absencii porúch vedú rezonancie k periodickému pohybu (tzv. rezonančné tori), zatiaľ čo vo všeobecnom prípade máme kváziperiodický pohyb (nerezonančné tori).
Skrátka, periodické pohyby nie sú pravidlom, ale výnimkou.

Môžeme teda očakávať, že po zavedení perturbácií sa povaha pohybu na rezonančných tori dramaticky zmení (podľa Poincarého vety), zatiaľ čo kváziperiodický pohyb sa zmení nevýznamne, aspoň pre malý poruchový parameter (teória KAM vyžaduje splnenie dodatočných podmienok, ktoré tu nebudeme brať do úvahy). Hlavným výsledkom teórie KAM je, že teraz máme dva úplne odlišné typy trajektórií: mierne zmenené kváziperiodické trajektórie a stochastické j trajektórie vznikajúce deštrukciou rezonančných tori.

Najdôležitejší výsledok teórie KAM – výskyt stochastických trajektórií – potvrdzujú numerické experimenty. Predstavte si systém s dvoma stupňami voľnosti. Jeho fázový priestor obsahuje dve súradnice q1, q2 a dve hybnosti p1, p2. Výpočty sa vykonávajú pri danej hodnote energie H (q1, q2, p1, p2), a preto zostávajú iba tri nezávislé premenné. Aby sme sa vyhli konštrukcii trajektórií v trojrozmernom priestore, dohodneme sa, že budeme brať do úvahy iba priesečník trajektórií s rovinou q2p2.
Aby sme obraz ešte viac zjednodušili, skonštruujeme iba polovicu týchto priesečníkov, konkrétne vezmeme do úvahy iba tie body, v ktorých trajektória
"Prepichne" rovinu rezu zdola nahor. Túto techniku ​​som použil aj ja
Poincaré a nazýva sa to sekcia Poincaré (alebo mapa Poincaré). Sekcia Poincaré jasne ukazuje kvalitatívny rozdiel medzi periodickými a stochastickými trajektóriami.

Ak je pohyb periodický, potom trajektória pretína rovinu q2p2 v jednom bode. Ak je pohyb kváziperiodický, t. j. ohraničený povrchom torusu, potom po sebe idúce priesečníky vyplnia uzavretú krivku v rovine q2p2. Ak je pohyb stochastický, potom sa trajektória náhodne pohybuje v niektorých oblastiach fázového priestoru a body jej priesečníkov tiež náhodne vyplňujú niektorú oblasť v rovine q2p2.

Ďalším dôležitým výsledkom teórie KAM je, že zvýšením parametra väzby tak zväčšíme oblasti, v ktorých prevláda stochasticita. Pri určitej kritickej hodnote spojovacieho parametra nastáva chaos: v tomto prípade máme kladný Lyapunovov exponent zodpovedajúci exponenciálnej divergencii s časom akýchkoľvek dvoch blízkych trajektórií. Navyše, v prípade plne rozvinutého chaosu, oblak priesečníkových bodov generovaných trajektóriou spĺňa rovnice typu difúznej rovnice.

Difúzne rovnice porušili symetriu v čase. Opisujú priblíženie sa k rovnomernému rozdeleniu v budúcnosti (t. j. pri t
-> +?). Preto je veľmi zaujímavé, že v počítačovom experimente, na základe programu zostaveného na základe klasickej dynamiky, dostaneme evolúciu s porušenou symetriou v čase.

Treba zdôrazniť, že teória KAM nevedie k teórii dynamického chaosu. Jeho hlavný prínos je iný: teória KAM ukázala, že pre malé hodnoty parametra väzby máme prechodný režim, v ktorom koexistujú trajektórie dvoch typov - pravidelné a stochastické. Na druhej strane nás zaujíma hlavne to, čo sa stane v limitujúcom prípade, keď opäť zostáva len jeden typ trajektórie. Táto situácia zodpovedá takzvaným veľkým Poincarého systémom (BPS). Teraz sa obrátime na ich úvahy.

4.2. Veľké Poincaré systémy

Pri zvažovaní klasifikácie dynamických systémov navrhnutých Poincarém na integrovateľné a neintegrovateľné sme si všimli, že rezonancie sú zriedkavé, pretože vznikajú v prípade racionálnych vzťahov medzi frekvenciami. No prechodom na BSP sa situácia radikálne mení: v
Veľkú úlohu zohrávajú rezonancie BLB.

Uvažujme ako príklad interakciu medzi časticou a poľom. Pole možno považovať za superpozíciu oscilátorov s frekvenčným kontinuom wk. Na rozdiel od poľa častica vibruje s jednou pevnou frekvenciou w1. Máme pred sebou príklad neintegrovateľného systému
Poincaré. K rezonanciám dôjde vždy, keď wk = w1. Vo všetkých učebniciach fyziky je ukázané, že emisiu žiarenia spôsobujú práve takéto rezonancie medzi nabitou časticou a poľom. Emisia žiarenia je nevratný proces spojený s Poincarého rezonanciami.

Novinkou je, že frekvencia wk je spojitá funkcia indexu k, ktorá zodpovedá vlnovým dĺžkam oscilátorov poľa. Toto je špecifikum veľkých Poincarého systémov, teda chaotických systémov, ktoré nemajú pravidelné trajektórie, ktoré koexistujú so stochastickými trajektóriami. Veľké Poincaré systémy (BSP) zodpovedajú dôležitým fyzickým situáciám, v skutočnosti väčšine situácií, s ktorými sa v prírode stretávame. BLB však tiež umožňujú vylúčiť Poincarého divergencie, t.j. odstrániť hlavnú prekážku integrácie pohybových rovníc. Tento výsledok, ktorý výrazne zvyšuje silu dynamického popisu, ničí identifikáciu newtonovskej alebo hamiltonovskej mechaniky a časovo reverzibilného determinizmu, pretože rovnice pre BLB vo všeobecnosti vedú k zásadne pravdepodobnostnému vývoju s narušenou symetriou v čase.

Prejdime teraz ku kvantovej mechanike. Existuje analógia medzi problémami, ktorým čelíme v klasickej a kvantovej teórii, pretože klasifikácia systémov navrhovaná Poincarém na integrovateľné a neintegrovateľné zostáva platná pre kvantové systémy.

5 riešenie paradoxu času

5.1 Zákony chaosu

Je ťažké hovoriť o „zákonoch chaosu“, keď uvažujeme o jednotlivých trajektóriách. Máme do činenia s negatívnymi aspektmi chaosu, ako je exponenciálna divergencia trajektórií a nevypočítateľnosť. Situácia sa dramaticky zmení, keď prejdeme k pravdepodobnostnému popisu. Opis z hľadiska pravdepodobnosti zostáva vždy platný. Preto by sa zákony dynamiky mali formulovať na pravdepodobnostnej úrovni. To však nestačí.
Aby sme do popisu zahrnuli narúšanie časovej symetrie, musíme sa posunúť z bežného Hilbertovho priestoru. V jednoduchých príkladoch, ktoré tu zvažujú, boli nezvratné procesy určené iba časom Lyapunov, ale všetky vyššie uvedené úvahy možno zovšeobecniť na zložitejšie zobrazenia popisujúce nezvratné! procesy iného typu, napríklad difúzia.

Pravdepodobnostný popis, ktorý sme získali, je neredukovateľný: je to nevyhnutný dôsledok skutočnosti, že vlastné funkcie patria do triedy zovšeobecnených funkcií. Ako už bolo spomenuté, tento fakt možno použiť ako východisko pre novú, všeobecnejšiu definíciu chaosu. V klasickej dynamike je chaos určený „exponenciálnou divergenciou“ trajektórií, ale takáto definícia chaosu nepripúšťa zovšeobecnenie na kvantovú teóriu. V kvantovej teórii neexistuje žiadna "exponenciálna divergencia" vlnových funkcií, a preto neexistuje žiadna citlivosť na počiatočné podmienky v obvyklom zmysle. Napriek tomu existujú kvantové systémy charakterizované neredukovateľnými pravdepodobnostnými popismi. Okrem iného majú takéto systémy zásadný význam pre náš popis prírody.
Ako predtým, základné fyzikálne zákony aplikované na takéto systémy sú formulované vo forme pravdepodobnostných tvrdení (a nie z hľadiska vlnových funkcií). Dá sa povedať, že takéto systémy neumožňujú rozlíšiť čistý stav od zmiešaného stavu. Aj keď si ako počiatočný zvolíme čistý stav, časom prejde do zmiešaného stavu.

Skúmanie mapovaní popísaných v tejto kapitole je veľmi zaujímavé. Tieto jednoduché príklady umožňujú vizualizovať, čo máme na mysli, keď hovoríme o tretej, neredukovateľnej, formulácii prírodných zákonov. Mapovania však nie sú nič iné ako abstraktné geometrické modely. Teraz sa obrátime na dynamické systémy založené na hamiltonovskom popise - základ moderného konceptu prírodných zákonov.

5.2 Kvantový chaos

Kvantový chaos sa stotožňuje s existenciou neredukovateľnej pravdepodobnostnej reprezentácie. V prípade BLB je táto reprezentácia založená na Poincarého rezonanciách.

V dôsledku toho je kvantový chaos spojený s deštrukciou invariantu pohybu v dôsledku Poincarého rezonancií. To naznačuje, že v prípade BLB nie je možné prejsť od amplitúd |? I +> k pravdepodobnostiam |? I +>

Doučovanie

Potrebujete pomoc pri skúmaní témy?

Naši odborníci vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Pošlite žiadosť s uvedením témy práve teraz sa informovať o možnosti získania konzultácie.