Dimensiuni fizice şi filosofice ale timpului

[Lenuş Lungu]

Pentru început vom vedea cum este privit timpul din perspectiva fizicii clasice şi care sînt particularităţile timpului în fizica relativistă. În final vom prezenta cîte ceva despre timpul biologic şi psihologic.Dintr-un dicţionar de filosofie din 1978 aflăm că „timpul reflectă durata de existenţă a fenomenelor, simultaneitatea şi succesiunea lor; a fi în timp înseamnă a fi unul după altul”.B. Strehler în 1962 scria: „În general, măsurăm timpul fără a-l defini şi este îndoielnic că o definiţie completă a timpului poate fi dată, deoarece cunoştinţele folosite în acest scop utilizează concepte ca viteză, acceleraţie, care conţin în ele în mod explicit parametrul timp.”Timpul, afirmă Hegel în „Filosofia spiritului”, se înfăţişează ca fiind „forma a ceea ce este negativ în sine însuşi, a fiinţării succesive, a naşterii şi a dispariţiei, astfel că el este întrucît el nu este şi nu este întrucît este”. Materialismul dialectic defineşte timpul ca pe o formă universală de existenţă a materiei. Sf. Augustin era de părere că timpul este o proprietate a universului creat de Dumnezeu şi că începe o dată cu creaţia universului. El exclamă: „Trecutul nu mai este, viitorul nu este încă, iar prezentul este o limită adimensională între ele. În aceste condiţii, unde este timpul? Ajută-mă, Doamne, să înţeleg!” După Kant, timpul nu este decît condiţia subiectivă a intuiţiei noastre şi, în sine, în afara subiectului, el nu este nimic. Cu toate acestea, în raport cu lucrurile de care luăm cunoştinţă prin experienţă, timpul este în mod necesar obiectiv.Martin Heideger respinge reprezentările curente ale trecutului, prezentului şi viitorului, considerînd că esenţialul fiinţei nu este eternitatea ci clipa, că fiinţa şi timpul se întreţes.Conform noii paradigme a fizicii moderne care, printre altele, neagă chiar existenţa obiectivă a legilor, ecuaţiilor şi principiilor fundamentale ale universului, pe care le consideră ca fiind simple creaţii ale minţii omului menite să pună ordine în cunoştinţele ştiinţifice acumulate, timpul ca şi spaţiul sînt şi ele simple elemente de limbaj.Desigur, mulţi alţi filosofi, fizicieni şi gînditori şi-au exprimat punctele lor de vedere cu privire la timp. În ciuda varietăţii acestor opinii, se poate spune cu certitudine că definirea timpului este extrem de dificilă. Edificator în acest sens este faptul că în cartea „Scurtă istorie a timpului”, scrisă de un mare fizician al timpului nostru, Stephen Hawking, în 1994, nu există nici cea mai neînsemnată încercare de definire formală a timpului. Timpul absolut şi unidirecţional al fizicii clasice Să vedem acum punctul de vedere al fizicii clasice în problematica timpului. Atît timpul cît şi spaţiul au o existenţă obiectivă şi absolută, fiind independente faţă de particulele materiale existente, precum şi faţă de interacţiunile considerate instantanee între aceste particule.Spaţiul este considerat ca fiind tridimensional şi putînd fi analizat cu mijloacele oferite de geometria euclidiană. În ceea ce priveşte timpul, fizica clasică consideră că acesta curge uniform de la trecut către viitor, prezentul fiind punctul de întîlnire al acestor două domenii temporale. Teoretic, evenimentele care se petrec în universul newtonian pot fi descrise cu maximă precizie cu ajutorul ecuaţiilor mecanicii clasice, evenimentele care nu s-au produs încă pot fi cunoscute plecînd de la datele furnizate de evenimentele care au avut deja loc.Acest cadru conceptual al fizicii clasice este de o soliditate impresionantă şi permite atît gînditorului cît şi experimentatorului să opereze cu certitudini într-o ordine desăvîrşită.Fizica clasică postulează caracterul absolut al timpului, ceea ce înseamnă că fiecărui eveniment i se poate atribui în mod univoc o valoare numerică numită „timp”, iar toate ceasurile vor fi de acord asupra intervalului de timp care desparte două evenimente. Timpul curge uniform pentru toate obiectele şi acest fapt ne permite stabilirea unei ordini temporale precise a lor, prin constatarea simultaneităţii sau succesiunii acestora.În sfîrşit, fizica clasică admite că timpul curge într-un singur sens pe axa imaginară a direcţiei sale. Ceea ce Eddington a numit „săgeată a timpului” este orientată în mod constant şi permanent de la trecut către viitor. Legile mecanicii clasice nu pretind existenţa unui sens unic al curgerii timpului, iar evenimentele s-ar putea desfăşura foarte bine şi dinspre viitor către trecut fără ca valabilitatea acestor legi să fie afectată.În general vorbind, toate legile fizicii rămîn valabile dacă sensul de curgere al timpului s-ar inversa (tot aşa cum ar rămîne valabile dacă particulele ar fi înlocuite cu alte particule, iar configuraţia lor ar fi înlocuită cu cea a imaginii lor în oglindă). Particularităţile timpului în fizica relativistă Premisele fizicii clasice pot fi considerate valabile numai într-o lume a obiectelor de dimensiuni medii, animate de mişcări ce se realizează cu viteze mult mai mici decît viteza luminii. Numai la acest nivel de organizare a universului se poate beneficia cu adevărat de cadrul conceptual al fizicii clasice şi de determinismul ei.Cu cît ne îndepărtăm de această lume familiară nouă şi abordăm microcosmosul sau macrocosmosul, sîntem siliţi să renunţăm la tot mai multe certitudini şi să acceptăm că nici timpul nici spaţiul nu sînt realităţi absolute şi neschimbătoare; chiar mai mult, ele nici nu pot exista în absenţa obiectelor şi particulelor materiale şi a cîmpurilor de forţă. Conform teoriei relativităţii restrînse, universul este cvadri-dimensional; continuul spaţiu-timp are trei dimensiuni ale spaţiului şi o a patra a timpului. În aceste condiţii atît timpul cît şi spaţiul nu mai pot avea o existenţă absolută: timpul curge mai încet pentru un obiect care se mişcă foarte repede. Un observator aflat în repaus relativ faţă de un ceasornic aflat în mişcare va constata că limbile acestuia se rotesc mai încet decît cele ale propriului său ceas. Este cunoscut paradoxul gemenilor, conform căruia un om revenit pe pămînt la întoarcerea dintr-o deplasare efectuată în cosmos cu viteze apropiate de viteza luminii, va avea surpriza să-şi găsească fratele geamăn (în cazul în care are un frate geamăn, desigur), mult mai bătrîn decît el. Deşi paradoxul gemenilor nu a fost confirmat experimental, valabilitatea lui este atestată de rezultatele măsurătorilor privind durata de viaţă a unor particule subatomice; timpul mediu scurs pînă la dezintegrarea acestor particule creşte de 1,7 ori dacă ele se mişcă cu 80 % din viteza luminii şi de 7 ori dacă ele ating 99 % din viteza luminii.Dar timpul poate curge neuniform şi din cauză că, aşa cum prevede teoria generalizată a relativităţii, suprafaţa continuului spaţiu-timp este curbată ca urmare a forţelor gravitaţionale. Se poate spune că suprafaţa curbată a spaţiu-timpului se „mulează” pe zonele de densitate crescută a materiei.Timpul curge mai încet la nivelul mării decît la altitudine. Hawking menţionează un experiment efectuat în 1962 cu ajutorul a două ceasuri foarte exacte plasate la baza şi la vîrful unui turn. Într-adevăr, ceasul de la baza turnului rămînea în urmă faţă de cel de la vîrf. De această variaţie a vitezei curgerii timpului cu altitudinea se ţine seama în coordonarea prin sateliţi a navigaţiei aeriene.Din cele de mai sus reiese că fizica modernă nu mai ignoră existenţa observatorului. Timpul şi spaţiul pe care le măsoară un observator diferă, în general, de valorile similare măsurate de alt observator. Evenimente simultane pentru un observator pot apărea ca o succesiune pentru un altul. Evenimentele nu par a se succeda, în realitate, într-o anumită ordine; ordinea există numai din punctul de vedere al observatorului. Timpul şi spaţiul devin, în fizica modernă, simple elemente de limbaj care permit observatorului să descrie segmentul de univers pe care îl cercetează.În lumea subatomică se legitimează noţiunea de timp negativ, compatibilă cu cea de timp pozitiv. O particulă care se mişcă înainte în timp pozitiv este echivalentă cu antiparticula ei care se mişcă înainte în timp negativ. Apare astfel o simetrie completă referitoare la direcţia şi sensul de curgere a timpului. Pentru particulele subatomice nu există „înainte” sau „după”.Lumea fotonilor, în care particulele sînt identice cu antiparticulele, este atemporală; pentru ea timpul, pur şi simplu, nu există.Faptul că o particulă materială poate exista ca atare, ocupînd un volum infim, dar fiind în acelaşi timp şi răspîndită în spaţiu (sub formă de undă) într-un volum mult mai mare, contrazice un principiu fundamental al logicii bivalente şi anume cel al identităţii. Nu trebuie să ne mire, în aceste condiţii, că faimoasa maşină a timpului, atît de frecvent întîlnită în literatura ştiinţifico-fantastică, pare a fi totuşi realizabilă la nivel microscopic, unde domneşte principiul nedeterminării al lui Heisenberg alături de principiul einsteinian al relativităţii. Timpul biologic şi timpul psihologic Aceste considerente asupra timpului capătă alte dimensiuni în concepţia biologilor şi psihologilor. Astfel fiinţele vii par a dispune de un simţ al timpului care le face capabile să extragă numai „felia” îngustă a prezentului din continuul spaţiu-timp care conţine totalitatea evenimentelor care au avut sau care vor avea loc vreodată. Există un aşa-numit timp biologic, legat de trăsături fundamentale ale vieţii cum sînt metabolismul, reproducerea, creşterea şi dezvoltarea.Spre deosebire de timpul cronologic, curgerea timpului biologic nu pare a fi uniformă; ea diferă de la specie la specie şi de la individ la individ, depinde de modul de receptare conştientă sau subconştientă de către organismele vii a curgerii timpului cronologic.Biologii afirmă că fiecare individ măsoară timpul în unităţi proprii. Momentul prezent nu este doar un punct de contact între trecut şi viitor ci are o anumită durată, este o cantitate sau o cuantă de timp.Vieţuitoarele par a dispune de structuri mentale înnăscute care le permit să perceapă spaţialitatea, temporalitatea şi, probabil, cauzalitatea. Pentru un copil de şase ani, un an cronologic este perceput ca un interval foarte lung de timp, egal cu a şasea parte a duratei vieţii sale pînă în acel moment. Un bătrîn în vîrstă de optzeci de ani percepe un an cronologic ca a optzecea parte a vieţii sale şi, evident, acel an nu i se pare chiar atît de lung cum i se pare strănepotului său.Timpul biologic poate fi pus în relaţie cu vîrsta biologică, aceasta fiind o noţiune complementară vîrstei cronologice a organismului. Indivizi cu aceeaşi vîrstă cronologică pot avea vîrste biologice diferite în funcţie de istoria vieţii lor, precum şi de viteza cu care se desfăşoară procesele de îmbătrînire în organisme.Un alt domeniu în care este implicat timpul biologic este cel al bioritmurilor. Multe fenomene biologice au o evoluţie ciclică în timp şi se repetă la intervale regulate, fără să poată fi întotdeauna identificat un factor exterior care să le declanşeze sau să le sincronizeze.În ceea ce priveşte timpul psihologic, caracterul său subiectiv este evident; Benussi distinge un timp subiectiv, a cărui curgere ar depinde de „umplerea” lui cu evenimente. Sporirea cantităţii de informaţie procesată duce la o dilatare a timpului psihologic.Profesorul Victor Săhleanu scria în 1974 următoarele: „cînd ni se pare că timpul trece repede sau încet, această apreciere se face în raport cu standarde de productivitate evenimenţială; cînd apreciem timpul care a trecut mai adăugăm criterii legate de realizări şi de speranţe, de caracterul favorabil sau nefavorabil al situaţiilor etc. O zi de post este mai lungă decît o zi de distracţii.”După Henri Bergson, noi traducem timpul trăit într-o proiecţie spaţială; localizăm impresiile şi sentimentele noastre într-un fel de spaţiu determinat, numit timp spaţializat sau spaţiu-timp. Adevăratul „eu”, însă, trăieşte într-un timp veritabil numit „durată pură”, care aparţine sufletului şi este o dimensiune a libertăţii umane.Soren Kierkegaad vorbeşte de „clipă”, care este o ruptură existenţială a timpului datorată străpungerii acestuia de către o decizie liber luată. Existenţa însăşi este ţîşnirea libertăţii responsabile, actul liber al omului care nu reacţionează la ceva, ci inaugurează de fiecare dată un început absolut. Deşi omul acţionează în timp, actul său nu există în timp; există acolo doar efectele actului său. Omul traversează timpul, căruia îi produce o ruptură existenţială. Trebuie să ţinem seama însă, că pentru un om obişnuit este extrem de greu să-şi imagineze un spaţiu tetra-dimensional şi modul în care s-ar realiza curbura gravitaţională a spaţiu-timpului. Organele noastre de simţ nu sînt construite pentru a explora universuri cu mai mult de trei dimensiuni spaţiale. Cu toate acestea, particularităţile timpului şi ale curgerii sale, aşa cum au fost menţionate mai sus, au un impact deosebit asupra spiritului celui care se arată interesat să le cunoască. În lucrarea sa „Spirit şi materie”, Schröedinger scria: „Timpul este stăpînul nostru cel mai sever, cel care, în aparenţă, restrînge existenţa fiecăruia dintre noi în nişte limite înguste de 70-80 de ani. Este o mare uşurare cînd ţi se îngăduie să nu iei în serios programul acestui stăpîn, pînă atunci inatacabil.”Într-o cuvîntare ţinută cu ocazia morţii prietenului său, Michele Besso, Einstein spunea: „Michele a părăsit această lume ciudată înaintea mea. Pentru noi, fizicienii, distincţia dintre trecut, prezent şi viitor este o iluzie, deşi una persistentă.” Iată deci că sînt posibile împrejurări în care ordinea de apariţie a evenimentelor să-şi piardă sensul, iar ceea ce considerăm noi trecut şi viitor să coexiste într-un continuu care ne găzduieşte şi pe noi. Încercările de a trece la explorarea reală a timpului în ambele sale direcţii, nu mai sînt îngrădite de conceptii rigide, gîndirea şi imaginaţia sînt invitate la un zbor liber deasupra vastelor teritorii neexplorate ale acestui domeniu fascinant. autor:Petronela Untu