גורלו המסתורי של הזמן

השאלה מדוע הזמן נע קדימה מובילה לאזורים העמוקים של חקר היקום והחוקים המושלים בו, וללא מעט מחלוקת בין חוקרים והוגים
X זמן קריאה משוער: 24 דקות

באחת הסצינות המפורסמות בסרט "סופרמן", מתרחשת רעידת אדמה אשר גורמת להרס רב בכדור הארץ ובעיקר למותה הטראגי של אהובתו של סופרמן, לואיס ליין. סופרמן, נסער במיוחד, מנסה לחשוב כיצד להתמודד עם הטרגדיה ואז עולה בראשו מחשבה – הוא יחזיר את הזמן לאחור! במהלך מבריק, הוא עף במהירות שיא סביב כדור הארץ והופך את כיוון תנועתו. כתוצאה מכך, כיוון הזמן משתנה, האדמה חוזרת למקומה, המים שזרמו לאחר שהסכר נשבר ונפרץ חוזרים למקומם והסכר נבנה מחדש. וכמובן, לואיס אהובתו חוזרת לחיים. העולם ניצל שוב!

מדוע הסצינה שבה המים חוזרים למקומם והסכר נבנה מחדש מהריסותיו, היא תיאור דימיוני שמתאים לסרטי ספורמן, אבל לא לחיים האמיתיים?

מדוע כל זה נשמע ונראה לנו מוזר? מדוע הסצינה שבה המים חוזרים למקומם והסכר נבנה מחדש מהריסותיו, היא תיאור דימיוני שמתאים לסרטי ספורמן, אבל לא לחיים האמיתיים? התשובה לשאלות הללו עומדת להפתיע אתכם. הבעיה היא לא בחוקי הפיזיקה. האירוע הזה בהחלט יכול לקרות מבחינה פיזיקלית, אלא שהסיכויים שלו נמוכים, כל כך נמוכים שהדבר פשוט לא יקרה (אני כמובן לא מתייחס להפיכת תנועתו של כדור הארץ. תנועתו ההפוכה של כדור הארץ, לא תשפיע, כהוא זה, על כיוון תנועת הזמן מהעבר לעתיד).1

כדי להבין את התשובה הזו ומה משמעותה מבחינת חיי היומיום שלנו, צריך לחזור קצת אחורה ולדון בשאלה הכי מוכרת בנוגע למושג הזמן – חידת חץ הזמן. חידה אשר הפיזיקה הצליחה במידה רבה לפצח ולספק לה תשובה די טובה.

חידת חץ הזמן פשוטה להסבר: החוויה שלנו את העולם היא חד כיוונית. רוב התהליכים שאנו רואים ביקום נראים בלתי הפיכים וכל ניסיון להפוך אותם, הופך את האירוע לחסר היגיון. קחו כל סרט שאתם מכירים ותקרינו אותו לאחור. באותו הרגע הוא הופך לקומדיה. מעולם לא ראיתם בחיים האמיתיים אדם קופץ מן המים ונעמד על רגליו בקצה הבריכה. מעולם לא ראיתם ביצה שבורה על הרצפה מתאחדת עם חלקיה וקופצת חזרה לתבנית שלמה לחלוטין. מעולם לא ערבבתם את כוס הקפה שלכם ובאופן פלאי, החלב נפרד מן המים ומגרגרי הקפה לשלוש שכבות אחידות ונבדלות.

אבל מדוע זה לא קורה? מדוע לכל האירועים בעולם יש חץ זמן ברור מהעבר לעתיד ואנחנו לא רואים תהליכים שמשמעותם הפיכות של חץ הזמן?

התשובה האינטואיטיבית לשאלה זו תהיה: זה לא הגיוני. ייתכן, אבל כבר ראינו בעולם תהליכים שאינם הגיוניים או אינטואיטיביים וזה אף פעם לא טיעון מספיק משכנע ובודאי שאינו משכנע מבחינה מדעית. התשובה האינטואיטיבית הבאה תהיה: זה לא קורה, מכיוון שפיזית הדבר לא אפשרי. ובכן, פה מחכה לנו הפתעה. מבחינת חוקי הפיזיקה, אף אחד מהתהליכים שתיארתי אינו בלתי אפשרי. אם מסתכלים על המתמטיקה ועל התיאור הפיזיקלי של האירועים הללו, ניתן להפוך אותם בזמן והם עדיין יעמדו בתחזיות הפיזיקה והמתמטיקה. הסיבה היא, שחוקי הפיזיקה הם סימטריים בזמן. כל תהליך כזה הוא אפשרי מבחינה פיזיקלית ואין זה משנה לאיזה כיוון בזמן אנו מריצים אותו.

נתאר דוגמא פשוטה יותר, שאולי ההפיכות שלה בזמן תראה יותר הגיונית: כדור ביליארד לבן, נע על המשטח ופוגע בכדור השחור ומעיף אותו קדימה. כעת נריץ את הסרט לאחור. הכדור השחור מתקדם לכדור הלבן ומעיף אותו לכיוון השני. נראה הגיוני לחלוטין בשני כיווני הזמן. באותה מידה, אם נעמיד תבנית של קוביות קרח על השיש במטבח, נראה לאט לאט, שהן תהפוכנה לשלוליות מים קטנות. אולם, אם הטמפרטורה בחדר תרד באופן דרסטי, נראה את שלוליות המים קופאות לאט לאט והופכות חזרה לקוביות קרח מושלמות. שתי הסצינות הללו, תראינה לנו הגיוניות ולא נוכל להבדיל ביניהן. באותו אופן, שאר התהליכים הפיזיקליים הם אפשריים אבל פשוט לא נראים לנו הגיוניים משום שהם סותרים את החוויה היומיומית שלנו בזמן.

אבל כעת נשאלת השאלה: אם הפיזיקה אינה מונעת מתהליכים כאלה להתרחש, מדוע הם אינם מתרחשים? מדוע חץ הזמן הוא מאוד חד משמעי בעולם ותמיד אירועים נראים הגיוניים רק בכיוון אחד של הזמן ולא בכיוון ההפוך?

הכל שאלה של חום

בסופו של דבר, התשובה לשאלה זו נמצאת במושג הטמפרטורה או במושג החום. אם נבין מדוע באופן רגיל טמפרטורה גבוהה נוטה לרדת לשיווי משקל ותהליך הפוך, שבו באופן ספונטני מתרחשת עליה בטמפרטורה אינו קורה בפועל, נבין את התשובה לחידת חץ הזמן.

עד אמצע המאה ה-19, החום הוסבר על ידי מושג שנקרא "קָלוֹרִיק". קלוריק היה נוזל צמיגי, בלתי נראה, שעובר ממקום למקום וכפי שמים, נוטים לנזול ממקומות גבוהים לנמוכים, כך נוזל הקלוריק נוטה לרדת מאזורים של טמפרטורה גבוהה לטמפרטורה נמוכה. במהלך אותה מאה, התחילה תפיסה חדשה שגרסה כי תנועה של מרכיבי החומר היא שגורמת לתופעת החום ובכך, התבססה התרמודינמיקה כענף בפיזיקה המסביר באופן המוצלח ביותר את תופעת שינויי הטמפרטורות.

אחד החוקים הבסיסיים ביותר בעולם, שהמשמעות שלו על חיינו היא הגדולה ביותר, מגיע מהתרמודינמיקה והוא מסביר, לדוגמא, מדוע אנו מזדקנים ומתים בסופו של דבר.

אחד החוקים הבסיסיים ביותר בעולם, שהמשמעות שלו על חיינו היא הגדולה ביותר, מגיע מהתרמודינמיקה והוא מסביר, לדוגמא, מדוע אנו מזדקנים ומתים בסופו של דבר. החוק הזה הוא החוק השני של התרמודינמיקה אשר טוען כי בכל מערכת סגורה אי הסדר רק ילך ויגדל. אי סדר מוגדר על ידי המושג "אֶנְטְרוֹפְּיָה". אנטרופיה גבוהה מעידה על כך שיש הרבה אי סדר ואנטרופיה נמוכה מעידה על כך שיש מעט אי סדר או שהמערכת היא יחסית מסודרת. על פי "החוק השני", בכל מערכת סגורה האנטרופיה תמיד תגדל. למשל, בחדר שלכם כאשר יש סדר בימים הראשונים של החורף וכל הבגדים מקופלים יפה במדפים אשר בארון, הרי שיש מעט אי סדר ולכן האנטרופיה נמוכה בחדר. לאורך הזמן הארון מתבלגן, הקיפול כבר אינו כפי שהיה וחלק מן הבגדים בכלל מפוזר בכל המרחב של החדר ולכן יש אי סדר גבוה יותר והאנטרופיה של החדר עלתה. כלומר, כאשר דברים מפוזרים יותר ופחות מסודרים במקום ספציפי האנטרופיה גבוהה יותר. כל חדר שלא תושקע אנרגיה בסידורו, בסופו של דבר, יעבור ממצב של אנטרופיה נמוכה (חדר מסודר) למצב של אנטרופיה גבוהה (חדר מבולגן). זהו החוק השני של התרמודינמיקה והוא תקף לכל התהליכים המוכרים לנו.

עכשיו אולי תטענו, שיש מערכות שאינן עוברות ממצב של סדר למצב של אי סדר, אלא, שנוצר בהן סדר לאורך זמן. לדוגמא, גוף האדם מתפתח למצב יותר ויותר מסודר בשלבי ההתפתחות הראשוניים שלו ונוצר בו סדר באופן שוטף. התשובה הפשוטה לשאלה מדוע גוף האדם סותר, כביכול, את החוק השני של התרמודינמיקה היא העובדה שמושקעת בגוף האדם אנרגיה מחוץ למערכת. החוק השני של התרמודינמיקה מדבר על מערכת סגורה. כלומר, כדי שמערכת תיצור סדר מאי-סדר, היא חייבת להיות מערכת שפתוחה לתהליכים חיצוניים לה וחייבת להיות מושקעת בה אנרגיה מבחוץ. במקרה של גוף האדם, האנרגיה המגיעה מן השמש ומהאוכל שמוכנס לגוף מאפשרת למערכת ליצור סדר מאי סדר. במקרה זה, אם נסתכל על גוף האדם יחד עם השמש והמזון שלנו ונבחן את המערך הכולל הזה כמערכת סגורה אחת, הרי שמערכת סגורה זו, בסופו של דבר, עוברת באופן כולל גם כן, מאנטרופיה נמוכה לגבוהה. וזאת, משום שהשמש מאבדת אנרגיה וייצור המזון ועיכולו יוצר אי סדר גדול יותר במערכת כולה. אבל אם נבודד את גוף האדם מהסביבה שלו ונסתכל עליו שוב כמערכת סגורה, כתוצאה מתהליך הגידול באנטרופיה של הגוף עצמו, הוא יהפוך ממערכת מסודרת למערכת חסרת סדר ובסופו של דבר, חסרת חיים. במילים אחרות, כל מערכת סגורה חייבת לעבור מאנטרופיה נמוכה לאנטרופיה גבוהה. זהו אחד החוקים החזקים ביותר בטבע.

מכיוון שעל פי החוק השני של התרמודינמיקה יש תהליך חד משמעי של מעבר מסדר לאי-סדר על ציר הזמן, הרי שהוא חוק יוצא דופן בפיזיקה, משום שהוא אינו סימטרי בזמן. כלומר, לעומת שאר חוקי הפיזיקה, שהם הפיכים בזמן והם אינם מאבדים ממשמעותם כאשר אנחנו הופכים את כיוון הזמן, הרי שהחוק השני הוא חוק בעל משמעות מיוחדת משום שאם הופכים את כיוון הזמן בתהליכים המוגדרים על ידו מאבדים את היכולת לתאר את המציאות כפי שהיא. ולכן, החלו לחקור אותו מתוך רצון להבין האם הוא מהווה את ההסבר לעובדה, שחץ הזמן נע רק בכיוון אחד.

 

הולדת פרומתיאוס אנדרה בלינט

"הולדת פרומתיאוס", אנדרה בלינט (1970). תמונה: ויקיארט.

הגיבור הטרגי של הזמן הסטטיסטי

הדמות המשמעותית ביותר בתהליך הבנת חץ הזמן ובניית ההסבר לחידה עתיקה זו היה לודוויג בּוֹלְצְמָן. בולצמן היה דמות טראגית בהיסטוריה של המדע המודרני ונלחם על רעיונותיו במשך שנים רבות בקהילה האקדמית של אירופה מול מתנגדים רבים. בסופו של דבר, הוא שם קץ לחייו בתחילת המאה ה-20, רגע לפני שהתיאוריה האטומית שלו, שעמדה במתקפות רבות, הוכחה מעל לכל ספק. על קברו חקוקה עד היום הנוסחה שלו למציאת האנטרופיה של המערכת.

בולצמן הסתכל על החוק השני של התרמודינמיקה וניסה להסביר מדוע אנחנו רואים חץ זמן מובהק ותמיד מערכות סגורות בטבע עולות ברמת האנטרופיה שלהן. הפתרון של בולצמן הוא גאוני, לא רק משום שהוא הסביר את התופעה הפיזיקלית שאנו רואים, אלא משום שהוא היה הסבר פשוט מאוד. חלק גדול מהמהלכים הגאוניים של ענקי המדע בכל תקופת האנושות נבעו לא רק מן היכולת למצוא את הסבר חדש ומוצלח, אלא גם מתוך היכולת לנסח אותו בפשטות ובבהירות.

בולצמן התבסס בתיאורו על התורה הקינֶטית של הגזים. תפיסה זו טוענת שהגז מורכב מכמות עצומה של חלקיקים או מולקולות אשר נמצאות בתנועה מתמדת. אם נסתכל על גז בתוך מיכל סגור נראה אוסף עצום של מולקולות אשר נעות ומתנגשות זו בזו. ההתנגשויות ביניהן מעבירות חלק מהתנועה אחת לשנייה ומשנות את כיוון תנועתן. כמו בשולחן ביליארד, שבו נעים כל הכדורים ומתנגשים זה בזה ובסופו של דבר, יש פיזור די אחיד של הכדורים על השולחן, כך חלקיקי הגז מתנהגים באותו האופן. אזורים חמים בענן הגז הם אזורים בהם המולקולות נעות במהירות גבוהה ואזורים בעלי טמפרטורה נמוכה הם אזורים בהם המולקולות נעות במהירות נמוכה.

במילים אחרות, מה שאתם חווים כ"חום" הוא בסופו של דבר, מהירות התנועה של החלקיקים של החומר אותו אתם מודדים. אם נחמם אזור מסוים של הגז, המולקולות באזור החם הזה ינועו מהר יותר לעומת האזורים הקרים יותר של הגז. אזור חם כזה הוא מצב מסודר של הגז (אנטרופיה נמוכה), מכיוון שבמצב זה המולקולות המהירות נמצאות באזור מסוים וקטן בכלי ובנפרד משאר המולקולות. עם הזמן מה שיקרה הוא שאותו תהליך שקורה כאשר אנחנו מתחילים במשחק הביליארד בסידור הכדורים במשולש בשטח מסוים של המשטח ואז נותנים מכה עם הכדור הלבן. הכדורים המסודרים, אשר נמצאים באנטרופיה נמוכה, מתנגשים זה בזה ומתפזרים באופן אחיד על השולחן. באופן דומה, במיכל הגז המולקולות המהירות המסודרות באזור מסוים במיכל תתנגשנה בשכנותיהן האיטיות יותר ולאט לאט, כלל המולקולות במיכל יתייצבו על אותה המהירות. כלומר, האזור החם יחזור לאט לאט לשיווי המשקל בטמפרטורת החדר כשל שאר המולקולות במיכל. זהו תהליך טבעי, שבו אזור חם ללא התערבות חיצונית תמיד ילך ויאבד מחומו לקראת שיווי משקל תרמי. זה ההסבר הפיזי של החוק השני של התרמודינמיקה לתהליך הזה.

אם כך, מה שקורה בפועל בתהליכים בטבע הוא שחלקיקים או מולקולות במצב מסודר (אנטרופיה נמוכה) עוברים בעקבות תנועה והתנגשויות ביניהן למצב מפוזר יותר ובעל אי סדר גדול יותר (אנטרופיה גבוהה).

אנתרופיה

"אנטרופיה", תצלום: רנה בנייה

ואז התמונה מושלמת

אולם, עולה השאלה, מדוע אנו רואים בטבע רק מעבר ממצבים מסודרים למצבים חסרי סדר ומדוע אנחנו לא רואים מפעם לפעם גז שמתחמם מעצמו או כוס קפה שערבוב שלה יפריד בין המולקולות של החלב והקפה או ביצה שהחלמון והחלבון שלה מתחברים למצב ההתחלתי שלהם? מדוע חץ הזמן הוא כל כך מובהק ומדוע לעולם איננו רואים מצב הפוך, שהוא אפשרי לחלוטין על פי ההסבר הקינטי שתיארתי. שהרי ייתכן שההתנגשויות בין המולקולות תגרום למצב שבו באופן אקראי, יתרכזו מולקולות מהירות באזור מסוים ובכך תעלה הטמפרטורה רק באזור זה, אולם, זה לעולם לא קורה.

מדוע אנחנו לא רואים מפעם לפעם גז שמתחמם מעצמו או כוס קפה שערבוב שלה יפריד בין המולקולות של החלב והקפה או ביצה שהחלמון והחלבון שלה מתחברים למצב ההתחלתי שלהם?

את ההסבר לסוגיה הזו מצא בולצמן באופן פשוט ומעורר הערכה ובכך פיתח את תורת המכניקה הסטטיסטית.

בולצמן טוען, שכל מצב של הגז במיכל הוא סידור מסוים של החלקיקים במיכל. ישנם סידורים בהם החלקיקים כולם מרוכזים בפינה אחת של המיכל וישנם סידורים בהם החלקיקים מפוזרים באופן אחיד במיכל כולו. ישנן אפשרויות שונות, שבהן החלקיקים מסודרים בצורה מסוימת במיכל וכל סידור ניתן להגדירו כבעל אנטרופיה נמוכה או גבוהה. סידורים בהם כל חלקיקי הגז מרוכזים באזור מסוים הם בעלי אנטרופיה נמוכה וההפך. ישנה כמות עצומה של אפשרויות לסידורים שונים במיכל.

מדוע אנחנו נראה תמיד רק את האפשרויות בהן האנטרופיה גבוהה יותר? רק משום שהסיכויים לכך גבוהים באופן משמעותי מאשר הסיכויים למצוא סידורים בעלי אנטרופיה נמוכה. ניקח שני מקרים קיצוניים: מקרה ראשון שבו החלקיקים של הגז מסודרים בצורת פירמידה בפינת המיכל. לסידור כזה יש מספר מוגבל של אפשרויות סידור של החלקיקים. המקרה השני הוא מצב שבו החלקיקים מפוזרים במיכל כולו. לסידור הזה יש כמות עצומה של אפשרויות סידור של החלקיקים במיכל אשר גבוהה משמעותית ממספר האפשרויות של המקרה הראשון. כאשר אנחנו מדברים על גופים בטבע הכוללים מספרים אסטרונומיים של חלקיקים, ההבדל בין כמות האפשרויות ולכן בין הסיכויים שכל סידור כזה יקרה בפועל, הוא כל כך גדול שהופך להיות פשוט בלתי אפשרי בפועל למצוא את הגז במצב של סידור גבוה (למשל בצורה של פירמידה בפינה) אם לא נעשתה פעולה אקטיבית להביא אותו לשם. לכן, כל מערכת סגורה של חלקיקים תמיד תעבור למצב של אנטרופיה גבוהה משום שהסיכויים שזה יקרה שואפים ל 100%.

אנלוגיה נוספת להבנת נושא הסבירויות היא קוביה הונגרית. בקוביה הונגרית יש כמות עצומה של אפשרויות שבהן היא אינה מסודרת, ליתר דיוק יש 43,252,003,274,489,856,000 אפשרויות כאלה. לעומת זאת, יש רק אפשרות אחת שבה הקוביה מסודרת. עכשיו, תחשבו מה הסיכוי שבאופן אקראי תגיעו במספר מהלכים לסידור היחיד הנכון של הקוביה. כמעט אפס. עכשיו תקחו אובייקט בעולם שמורכב ממספר אסטרונומי של חלקיקים ותחשבו מה הסבירות שהם יסתדרו דווקא במבנה מסודר יחסית. התשובה היא אפס!

עניין הסידורים של חלקיקים במיכל גז הוא בעל משמעות מאוד מעניינת לגבי היומיום שלנו. הסיבה היחידה שאתם רואים בכל יום תהליכים כפי שאתם רואים אותם היא סטטיסטית. ואין מדובר בחוק טבע כמו שאר חוקי הטבע. במילים אחרות, הסיבה שאתם רואים תמיד חלב נשפך על הרצפה ולא חלב חוזר לבקבוק והסיבה שתמיד מים שחיממתם יהפכו לפושרים ושאתם תמיד תלכו ותזדקנו עד יום מותכם היא עניין הסתברותי בלבד – הסיכוי שיקרה ההפך הוא פשוט קטן מאוד באופן קיצוני אבל באופן עקרוני ותיאורטי מאוד, לא בלתי אפשרי לחלוטין.

מוחות בולצמן והשערת העבר

אחרי שהבנו שחץ הזמן הוא סטטיסטי בלבד, עולה עדיין שאלה מטרידה ביותר. אם הסיכויים למצוא את החומר בטבע בסידורים מסויימים הרבה יותר גבוהים מאשר בסידורים אחרים, כיצד יתכן שאנחנו רואים תמיד את החומר בעבר באנטרופיה נמוכה שהולכת ועולה עם המעבר לעתיד? אם הסיכויים של סידורים מסוימים גבוהה משמעותית, היינו אמורים לראות את הסידורים האלו גם בעבר באנטרופיה גבוהה או במילים אחרות, מדוע היקום נמצא בעבר באנטרופיה נמוכה אם הסיכוי שזה יקרה כל כך נמוך?

אם כך, ההסבר הסטטיסטי מסביר מדוע תהליכים עוברים ממצב מסוים לאחר, אבל הוא אינו מסביר מדוע חץ הזמן שאנו חווים ביקום שלנו הוא כזה.

מדוע ביקום שלנו יש תהליך של מעבר מאנטרופיה נמוכה לגבוהה ומדוע מראש האנטרופיה לא גבוהה? הדיון שנעשה במהלך השנים בשאלה מדוע האנטרופיה כל הזמן עולה הוא דיון שלא שואל את השאלה הנכונה. ההבנה שהתרמודינמיקה היא סטטיסטית מוכיחה כי דווקא מצבים של אנטרופיה גבוהה הם המצבים השכיחים והטבעיים יותר, משום שההסתברות שהם יקרו היא הגבוהה ביותר ולכן לא צריך לשאול מדוע האנטרופיה עולה בכיוון העתיד ולא בכיוון העבר, אלא, צריך לשאול מדוע מלכתחילה אנחנו נמצאים בתקופה שבה האנטרופיה נמוכה.2

הניסיון לתת תשובה לשאלה זו העלה תיאוריות שונות ומשונות על היקום ועלינו כצורת חיים שהתפתחה באופן שמאפשר לנו לשאול שאלות על היקום.

התשובה הפשוטה לשאלה הזו מבוססת על "העקרון האַנתרופי". פה אין הכוונה לאנטרופיה שבה אנו דנים, אלא, למושג בעל שם זהה שמקורו במילה היוונית "אַנתרופוס" – אדם. העקרון האנתרופי גורס שהסיבה שהיקום שאנו רואים הוא בעל חוקים מסוימים, מקורה בעובדה שרק יקום כזה מאפשר התפתחות של חיים ותבונה שתאפשר לשאול את השאלה מדוע היקום הוא כזה.

כלומר, אם היקום היה אחרת בכל פרמטר שהוא לא הייתה מתאפשרת התפתחות של חיים תבוניים ולכן, כל שאלה מדוע היקום לא נראה אחרת נענית בתשובה שאחרת לא היינו כאן לשאול את השאלה הזו. העקרון הזה הוא בעייתי, מכיוון שהוא פוטר אותנו מלהמשיך ולחקור שאלות שאין לנו עליהן עדיין תשובה. אולם, במקרה של החוק השני של התרמודינמיקה ניתן לטעון שהעובדה שהיקום נמצא במצב של אנטרופיה נמוכה יחסית היא שמאפשרת התפתחות של חיים ולכן, השאלה מדוע היקום נמצא במצב כזה אינה רלוונטית, אחרת לא היינו כאן לשאול אותה. על אף שטיעון זה קנה לא מעט אוהדים, עדיין ניסו רבים למצוא את התשובה הפיזיקלית לשאלה הזו.

בולצמן עצמו שם לב לבעייתיות של המצב הייחודי שבו היקום שלנו נמצא ולכן הציע תשובה בעצמו. לטענתו, ייתכן מאוד שבאמת היקום שלנו באופן רגיל נמצא במצב של אנטרופיה גבוהה ובשיווי משקל שאינו מאפשר התפתחות צורות מורכבות וחיים, אולם, מעצם העובדה שסטטיסטית זה אפשרי ובהמשך לידיעה שהיקום קיים כל כך הרבה זמן, הרי שייתכן שאנחנו נמצאים בתקופה ייחודית בחיי היקום שבה תנודה מסוימת גרמה ליקום להיות במצב חריג של אנטרופיה נמוכה. הסיבה שאנחנו קיימים דווקא בזמן החריג הזה בתולדות היקום הוא העקרון האנתרופי כי אחרת לא היה מתאפשר לנו להתפתח ולדון בסוגיה.

ההצעה הזו של בולצמן היא מעניינת בעיקר עקב כך שבולצמן לא הכיר את תורת היחסות, את תורת הקוונטים ואת תיאוריית המפץ הגדול וכן עקב העובדה, שהשערה לגבי תנודות אקראיות כאלה במצב היקום יכולה לקבל חיזוק משמעותי דווקא מתורת הקוונטים.

אם אתה רוצה לאפות עוגה, אתה זקוק למרכיבים שלה ולשם כך, אתה צריך שיווצרו היסודות האטומיים וכדור הארץ ומערכת השמש והגלקסיות והחוקים הפיזיקליים על פיהם העולם פועל והתנור וכו'...

ההתנגדות להצעתו של בולצמן יכולה להגיע משני מקורות: ראשית, אנחנו יודעים היום שהיקום קיים כ 14 מליארד שנים, תקופת זמן שהסתברותית אינה מאפשרת תנודה כל כך קיצונית וחריגה במצב היקום (לא מאפשרת מבחינה סטטיסטית ולא מבחינה עקרונית). כלומר, הסיכוי שבתקופת זמן קצרה יחסית במונחים של ההסתברויות שעליהן אנחנו מדברים תתרחש תנודה כזו הוא שואף לאפס. התנגדות עוד יותר משמעותית מגיעה מהשאלה הבאה: אם אכן היקום שלנו הוא תוצאה של תנודה אקראית ונדירה, מדוע התנודה הזו כל כך רחבה וכל כך מורכבת? קרל סייגן, אסטרונום וסופר מדע פופולארי ובידיוני, כתב בספרו "קוסמוס":

"אם אתה רוצה לאפות פאי תפוחים, אתה צריך, ראשית, לברוא את היקום" 3

הציטוט של סייגן מתאר בפשטות את הבעיה שבטיעון של בולצמן. אם אתה רוצה לאפות עוגה, אתה זקוק למרכיבים שלה ולשם כך, אתה צריך שיווצרו היסודות האטומיים וכדור הארץ ומערכת השמש והגלקסיות והחוקים הפיזיקליים על פיהם העולם פועל והתנור וכו'...

מאבק לאבנים קרל סייגן

"מאבק לאבנים", תצלום: תנזיס פפאתנסיוס

אם אנחנו חיים בתנודה אקראית, הסבירות שהיא תהיה כל כך מורכבת היא אפסית. הרבה יותר הגיוני, שהייתה נוצרת תנודה כזו במקום מאוד מצומצם ביקום ובצורה מאוד מתומצתת. ישנה סבירות הרבה יותר גבוהה שכל מה שנוצר בתנודה זו הוא מוח בלבד המכיל את כל המידע והזכרונות שיש לנו על העולם. על כן, הטיעון הזה נקרא "מוחות בולצמן" .4

כלומר, אם אנחנו מקבלים את הטיעון של בולצמן, הרבה יותר סביר שמה שנוצר בתנודה האקראית הזו הם מוחות צפים בחלל שמחזיקים בתמונות הוויזואליות שאנו קוראים להם המציאות מאשר שיווצר כל היקום כולו עם הגלקסיות ומערכת השמש וכדור הארץ והיסודות הכימיים שיאפשרו חיים ויצורים חד תאיים שיתפתחו במשך מליארדי שנים ליצורים חיים מורכבים ותבוניים שישבו בחדר מול מחשב ויעסקו בשאלות הרות גורל על מושג הזמן... התפתחות כזו היא לא סבירה באופן קיצוני ולכן, ייתכן מאוד שאנחנו מוחות בלבד.

מכיוון שהטיעון הזה הוא מאוד מושך, בעיקר עבור סופרי מדע בדיוני, אבל פחות עוזר לנו להתקדם בהבנת היקום, אנחנו ניאלץ, לעת עתה, לזנוח אותו לטובת המשך החיפוש אחר הסבר משכנע יותר.

דיוויד אלברט, מהפיזיקאים המפורסמים של סוף המאה ה-20, טבע את המושג "השערת העבר" כתשובה לשאלה מדוע אנו חיים בעולם בעל אנטרופיה נמוכה. לטענתו של אלברט, הדרך היחידה להסביר את המצב הזה הוא בהשערה שהיקום התחיל במפץ הגדול כיקום מסודר מאוד, מסיבה שאינה ידועה לנו.

כלומר, המפץ הגדול הוציא את היקום לדרכו באנטרופיה נמוכה מאוד ומאז היא הולכת ועולה. המפץ הגדול הוא אותו אירוע שתורת היחסות חוזה שבו היקום כולו היה כל כך דחוס עד שהוא הפך לנקודה סינגולרית שבה כל החוקים המוכרים לנו קורסים. תורת היחסות אינה מסוגלת להסביר את המצב ששרר בנקודה זו ומדענים מקווים שתורה שתאחד בין תורת היחסות ותורת הקוואנטים (תורת הכבידה הקוונטית) תוכל לתאר את המצב הפיזיקלי של נקודה זו. מרגע שהיקום התחיל להתפשט, אנחנו יודעים היום להסביר את שלביו השונים, אולם, העובדה שאיננו מסוגלים להסביר את הרגעים הראשונים של היקום יכולה להבהיר לנו מדוע איננו יודעים את הסיבה לכך שהיקום שלנו התחיל באנטרופיה נמוכה כל כך. "השערת העבר" היא אומנם מאוד הגיונית ורוב הקהילה הפיזיקלית מאמינה היום שהיא גם נכונה, אולם, היא שוב משאירה אותנו ללא הסבר מספק לגבי הסיבה שהיקום התחיל בתצורה כזו ולא אחרת.

גם אם אנחנו מקבלים את העובדה שהסיבה להיות היקום שלנו במצב של אנטרופיה נמוכה ולכן בעל חץ זמן מובהק עם תהליכים בלתי הפיכים אל עבר האנטרופיה הגבוהה יותר נעוצה בשניות הראשונות להיווצרותו, עדיין אנחנו נשארים עם השאלה, מדוע היקום שלנו הוא כל כך ייחודי ולא סביר?

אפשרות נוספת ומעניינת הועלתה על ידי תומס גולד ונקראה בשל כך על שמו: "יקום גולד". גולד טען, שאם אנחנו רואים את העולם כסימטרי בחוקים הפיזיקליים שלו, הרי שעלינו להניח שהיקום הוא סימטרי גם בנוגע לתהליכי שינויי האנטרופיה שלו. בדיוק כמו שבתחילת היקום יש אנטרופיה נמוכה, גם בסופו של היקום תהיה אנטרופיה נמוכה . גולד יוצא מנקודת הנחה שליקום שלנו יש שני גבולות, התחלה וסוף. בתחילה היקום התפשט וגדל ואנו נמצאים בשלב זה של היקום ולכן רואים את היקום כולו הולך ומתרחב בקצב הולך וגדל, אולם בשלב מסוים, היקום יגיע לשיא ההתרחבות שלו ואז יהפוך את כיוונו ויתחיל בקריסה הגדולה שבסופה היקום כולו יחזור להיות נקודה סינגולרית (ואולי אז יתחיל שוב מההתחלה). לדעת גולד, מה שיקרה בתהליך הקריסה הגדולה הוא שהחוק השני של התרמודינמיקה יהפוך אף הוא את כיוונו ויחד איתו יתהפך חץ הזמן. בשלב הזה בעתיד היקום אנחנו נראה את כל התהליכים הפוכים במעבר מאנטרופיה גבוהה לאנטרופיה נמוכה. כוסות קפה תיפרדנה לחלב, קפה ומים, גלים היתכנסו חזרה למקור שלהם, אור ייצא מטלסקופים ויימצא את מקומו חזרה בכוכבים שיבלעו אותו וכו'.

על אף שהתיאור הזה נשמע מאוד לא הגיוני, מבחינה פיזיקלית הוא אפשרי לחלוטין. יקום גולד פותר את שאלת האנטרופיה מכיוון שהיקום הופך להיות סימטרי ולא חריג בעולם התופעות הפיזיקליות, אולם הוא גם נשמע תמוה מאוד. אחת הבעיות הגדולות של ההסבר הזה של גולד היא שאנחנו די משוכנעים היום שהיקום לא יתכווץ בעתיד ושהתאוצה שלו בכיוון ההתרחבות תימשך לעד. סופו של היקום לא יהיה יקום מסודר בחזרה לסינגולריות, אלא, יקום רחב בשיווי משקל, קר ו"מת", באי סדר מוחלט (מלבד תנודות קלות פה ושם...).

יקום נסתר, רומול נוציו

"יקום נסתר", רומול נוציו (2003). תמונה: ויקיארט

הפתרון האינסופי: רב-יקומים

אחת התיאוריות אשר מנסה להסביר, בכל זאת, את חידת האנטרופיה הנמוכה ותופסת תאוצה חזקה בקרב הקהילה הפיזיקלית בעולם בשנים האחרונות, היא תיאוריית "הרב-יקומים" (Multiverse). באופן מאוד פשטני, מה שגישה זו גורסת הוא שהיקום שלנו הוא רק אחד מיני אינסוף יקומים נפרדים אשר נבראים כל רגע ורגע. העולם בנוי מאינסוף בועות נפרדות שכל אחת היא יקום נפרד בצבר יקומים המתפתחים בלי קשר ובלי אינטראקציה כלשהי ביניהם. אנחנו חיים רק ביקום אחד כזה מיני רבים. שימו לב, שבהקשר של חץ הזמן אנחנו מדברים על רב-יקומים ולא על הפרשנות לתורת הקוונטים שנקראת פרשנות העולמות המרובים.

כיצד תיאוריית ה"רב-יקומים" פותרת את בעיית חץ הזמן?

אם יש אינסוף יקומים, שכל אחד מהם שונה מהשני בפרמטרים ובחוקים שעל פיהם נברא והתפתח, הרי שקיימת סבירות גבוהה מאוד שלפחות אחד מאותם יקומים יתחיל במצב מסודר מאוד ובאנטרופיה נמוכה. היקום שבו אנו חיים הוא אותו יקום חריג בעל אנטרופיה נמוכה וחץ זמן מובהק ולכן, שונה מאינסוף יקומים אחרים שקיימים במקביל לנו ושבהם האנטרופיה גבוהה ואין חץ זמן מובהק. שון קרול מוסיף תיאוריה שנקראת "יקומי תינוק", שהם יקומים הנוצרים כל הזמן כתוצאה מתנודות קוואנטיות כבועות הנפרדות מתוך המרחב-זמן שלנו ומתנתקות ממנו כיקומים נפרדים. בדרך זו ישנו תהליך אינסופי של יצירת יקומים נוספים מתוך היקומים הקיימים.5

תיאוריית "הרב-יקומים" היא שילוב של תיאוריה הגורסת שיש אינסוף יקומים מלבדנו יחד עם העקרון האנתרופי, שגורס שאנחנו דווקא ביקום החריג הזה כי רק שם יכולים להתפתח חיים תבוניים ועם "השערת העבר" הטוענת כי היקום הזה בו אנו חיים נוצר כבר בתחילתו עם אנטרופיה נמוכה.

נפתרה הבעיה! האמנם?

האמת שלא ממש. יש שתי בעיות עקרוניות ומאוד משמעותיות שמקשות עלינו לקבל את תיאוריית הרב-יקומים.

ההתנגדויות הן פילוסופיות במידה רבה, מה שמקשה קצת את הדיון מול הפיזיקאים שלא תמיד מוכנים לקבל טיעונים פילוסופיים כשהתיאוריה תואמת מבחינתם מצויין את המתמטיקה ואת התפיסה הפיזיקלית. התנגדות ראשונה עולה דווקא מדבריו של רוג'ר פֶּנְרוֹז, אחד הפיזיקאים המוערכים ביותר של המאה ה-20. פנרוז חישב בזמנו6 שהסבירות של מפץ גדול עם התחלה של אנטרופיה נמוכה הוא אחד חלקי עשר בחזקת עשר בחזקת מאה עשרים ושלוש. כלומר, ההסתברות של היקום שלנו בין שאר היקומים שנוצרו הוא בסבירות נמוכה באופן קיצוני ואם אמנם כל היקומים הללו קיימים במקביל הרי שהיקום שלנו, בעל האנטרופיה הנמוכה, הוא יקום אחד מאוד חריג ומאוד מאוד שולי. בנוסף, פנרוז טוען שכדי שיווצרו חיים, מספיק שתיווצר אנטרופיה נמוכה רק בחלק קטן של היקום, למשל בגלקסיה שלנו. אבל ביקום שלנו יש מאה מיליארד גלקסיות ובהתאם לתיאוריית ה"רב יקומים" יש אינסוף יקומים נוספים. פנרוז טוען שזהו הסבר בזבזני במיוחד ואינו עומד בקריטריונים בסיסיים להסבר מקובל. עולם המחשבה והמדע קיבל מזמן על עצמו את העקרון שהסבר חייב להיות פשוט. על פי עקרון "התער של אוקאם" הידוע, אם יש שני הסברים לאותה תופעה ואחד מהם מורכב הרבה יותר מהשני הרי שתמיד עלינו להעדיף את ההסבר הפשוט יותר. פנרוז טוען שהסבר כזה, שדורש מורכבות אינסופית של כל יקום ושל אוסף יקומים אינסופי, אינו סביר בעליל.

ההתנגדות השנייה מגיעה מהעולם של הפילוסופיה של המדע. אחד העקרונות הבסיסיים ביותר בניתוח השערה מדעית היא ההגדרה האם התיאוריה המוצעת ניתנת לבחינה אמפירית או לא. תיאוריה מדעית שאינה ניתנת לבחינה כלשהי אינה יכולה להיחשב כמדע. קרל פופר, פילוסוף של המדע שפעל במאה ה-20, הגדיר את העיקרון שהוא הקונצנזוס היום בקהילה המדעית כולה לגבי הבחינה האם תיאוריה מסוימת היא מדעית או לא. העקרון שקבע פופר נקרא "עקרון ההפרכה" והוא אומר בפשטות שתיאוריה יכולה להחשב כמדעית רק אם ניתן באופן עקרוני להפריך אותה. אם תיאוריה מסוימת נבחנת ומאוששת במבחן אמפירי כלשהו אין זה מעיד על המדעיות שלה. קחו לדוגמא את ההשערה שכל הברבורים לבנים. גם אם היינו עורכים מאות תצפיות שהיו מאשרות את התיאוריה הזו, מה שהופך אותה למדעית היא האפשרות שיום אחד נמצא ברבור שחור ואז נדע שהפרכנו את התיאוריה הזו.

לכן, קריטריון ההפרכה הוא קריטי לכל תיאוריה מדעית. האם תיאוריית "הרב-יקומים" ניתנת להפרכה?

זו שאלה קשה שאין עליה תשובה עדיין. על פניו, נראה שהיא אינה ניתנת להפרכה מכיוון שאם מדובר על יקומים נפרדים מהיקום שלנו הרי שאין לנו שום גישה אליהם בכדי שנוכל לבצע ניסוי אשר יוכל לאשש או להפריך את קיומם. במידה ולא ניתן להפריך את ההשערה הזו בשום דרך, הרי שלא ניתן לקבל את ההשערה הזו כמדעית. ישנה היום תיאוריה הבוחנת אפשרות שהיקומים הללו מבצעים אינטראקציה כלשהי ביניהם בכך שהם פוגעים לעיתים זה בזה. במידה וזה נכון, נוכל למצוא להתנגשויות הללו עדות ביקום שלנו וזו יכולה להיות עדות אמפירית לקיומם של יקומים נוספים. רק בעתיד נוכל לדעת האם הנחה זו תתממש בפועל, אולם על פניו נראה כרגע שהתיאוריה הזו אינה ניתנת להפרכה ולכן המדעיות שלה מוטלת בספק.

בתחילת המאמר טענתי בשמחה שלפחות לגבי הסוגיה הזו הפיזיקה מספקת תשובה די טובה. למרות הדיון הארוך, אני עדיין טוען שנושא חץ הזמן הוא אחת מהחידות הפחות מטרידות שעומדות לפנינו. ההסבר הסטטיסטי לחץ הזמן הוא הסבר מצוין לתופעות כפי שאנו חווים אותן ולשאלה מדוע העולם עובר מאנטרופיה נמוכה לגבוהה. השאלה היחידה, שטרם נפתרה באופן מספק היא מדוע מראש, אנחנו נמצאים בתקופה ביקום שבה הוא מאופיין באנתרופיה נמוכה. זו שאלה מעניינת, אולם לדעתי, הסוגייה המרכזית כבר הובנה. בנוסף, השערת העבר היא מספיק חזקה והדיון עובר לשאלת מצבו של היקום במפץ הגדול. שאלה שהיא חשובה מאוד מבחינה קוסמולוגית אבל פחות מטרידה מבחינת מושג הזמן.

אלןו הלפרין הוא מרצה ובעל בלוג בנושא ההיסטוריה והפילוסופיה של הבנת המציאות במדע. סיים תואר שני במכון כהן להיסטוריה ופילוסופיה של המדע באוניברסיטת תל אביב וספרו "רשת הזמן" הדן במושג הזמן עומד לצאת לאור בקרוב. ביומיום הוא מנהל בכיר בחברות תוכנה.

מאמר זה התפרסם באלכסון ב על־ידי אלון הלפרין.


תגובות פייסבוק

> הוספת תגובה

18 תגובות על גורלו המסתורי של הזמן

01
נון

אם יצירת סדר במערכת עם אנתרופיה גבוהה דורשת התערבות חיצונית, אולי פשוט יש פה התערבות חיצונית ביקום שלנו (ייתכן שאפילו התפשטותו היא אותה התערבות אשר יוצרת "מרחב פעולה" גדול יותר ליצור סטטיסטית אנתרופיה נמוכה) או שפשוט ישנה התערבות חיצונית של היקום בחלק ממנו (איפה שכדוה"א בין השאר), בדומה למשל האדם והאוכל שניתן בתחילת המאמר.

כמו כן בהתאם לשוני בין תיאוריית היחסות ותאוריית הקאוונטים אולי במערכות גדולות (כמו יקומים) האפשרות הסטטיסטית למעבר מאנתרופיה גבוהה לנמוכה גדול יותר.

    02
    אלון

    יצירת סדר אינה דורשת התערבות חיצונית. על מנת שהאנתרופיה תרד במערכת (יצירת סדר) יש צורך בהשקעת אנרגיה שבהסתכלות הכוללת של המערכת כולה והסביבה שלה נוכל לראות שהאנתרופיה הכללית ירדה. גוף האדם הוא דוגמא טובה. גוף האדם יוצר באופן קבוע סדר (יצירת תאים ואיברים למשל). על כן גוף האדם הוא מערכת שהאנתרופיה שלו יורדת אולם אם מסתכלים על האדם יחד עם הסביבה שלו רואים שהוא שואב אנרגיה מהסביבה שלו באמצעות מערכות של חילוף חומרים ובסך הכל בהסתכלות כוללת רמת האנתרופיה עולה.

    03
    aranse

    לכן אפשר לבדוק את הקשקושים האלה גם מזווית אחרת שבודקת למה אנחנו מתכוונים כשאנחנו מגדירים דבר מסויים כ"חיצוני", והנסיון הזה נוגע גם בזמן כי ההגדרה של הקוו המבדיל בין החיצוני לפנימי היא גם מאוד תקופתית,חלקית וזמנית וגם שונה בין מרחבים שונים בו זמנית.

    השמש חיצונית לגוף האדם ? לא בדיוק, אולי כגוף, אבל תוצריה כמו גם אלה של כוכבים אחרים הם הכי פנימיים לו.

    פרסקטיבה כזאת גם יכולה לספק תשובה שתסתור את ההנחה הבסיסית,
    שמתבססת על סדר כמשקף דבר מסוג מסויים,
    כי למה פירמידה היא יותר מסודרת מחלל שבו כל החלקיקים נמצאים במרחק שווה אחד מהשני ?,
    אז מה עם בחלל כזה יש אין סוף אפשרויות, אולי, כמו שאנחנו רואים מהדרך שבה החברה ככלל מתפתחת מאי סדר לסדר דווקא מספרן הגדל והולך של האפשרויות מצביע על סדר מהותי יותר והוא זה שמאפשר יציבות עמוקה יותר ולאורך זמן גדול יותר ?

    הנחת הבסיס לגבי סדר היא גם פוליטית חברתית ורחוקה מלהיות מתמטית טהורה (אין דבר כזה מתמטיקה טהורה) וככזאת היא משקפת סוג של דעות קדומות וסובייקטיביות בהחלט לגבי מה סדר בכלל.

    יש אנשים, רובם, שמזהים סדר רק עם צורות היררכיות, בולטות, נדירות, יוצאות מהכלל, ויש אנשים שלהפך, מזהים סדר דווקא עם צורות הדדיות,"שטוחות" יותר, שבהן הכל זהה ושונה בדיוק באותה המידה,
    והחברה, והמחשבה, מתפתחים באופן שלא ניתן לערער עליו מצורה אחת לשניה,
    כך שניתן לומר, שסדר, בדיוק כמו הזמן, הוא נגזרת של נקודת היחוס,
    מה שמסודר למבט מהעבר יתפש כחסר סדר למבט מהעתיד ולהפך.

    מבחינה זאת, המדענים, הם בדיוק כמו הפונדמנטליסטים הדתיים, עדיין שבויים ברעיון של גן העדן כמקום המושלם שממנו גורשנו, עדיין מתגעגעים לילדות שבה העולם היה פשוט", אבל האמת היא הפוכה לחלוטין, ההיסטוריה מראה בבירור שהעתיד הוא מסודר מהעבר, מורכב ממנו, משוכלל ממנו.

    אז איך זה קורה ? כמו שכתבתי, לדעתי צריך לבדוק מחדש את ההגדרה של "חיצוני" למערכת ומה הפירוש האמיתי והמהותי של סגור ופתוח,
    אין דבר כזה מערכת סגורה, זו פשוט שטות, לא קיימת כזאת וגם לא הייתה קיימת כזאת מעולם,
    כל המערכות הן פתוחות אחת לשניה, בצורה משתנה, והסדר שנוצר מעצים ומעמיק את התקשורת בין המערכות ( כמו שלמשל אנחנו רואים כהתפתחות התקשורת בחברה על חשבון מערכות כחניות יותר, התפתחות שמעמיקה את שיתוף הפעולה על חשבון האלימות)

    בקיצור
    אנשי המדע, פועלים תמיד גם מרוח התקופה (הרבה יותר משנדמה להם זה בטוח) וככאלה הם נוטים לייחס לסדר תכונות היררכיות, סמכותיות, שמרניות בעיקר.

    העולם מתפתח לסדר, אלא שסדר אינו זהה להנחה המוקדמת לגבי צורתו,
    התפתחות זאת, גם מאיטה ומשנה את קצב וצורת המעבר לא רק בין אנתרופיה גבוהה לנמוכה אלא גם את עצם ההגדרה של נמוך וגבוה בכלל.

    מאותה סיבה, היקום לא מתרחב ולא מתכווץ אלא מתרחב ומתכווץ בו זמנית,
    אנחנו מזהים סדר עם נשימה, עם מעבר מהתרחבות ושאיפה פנימה להתכווצות ופליטה החוצה,
    אבל התנועה הזאת מתאזנת, ואפשר לראות זאת בבירור, למצב שבו הסטאטי שקול לדינמי, שבו ההתרחבות וההתכווצות מתרחשות בו זמנית במימד שבשבילנו אינו זמין אלא כאופק בלבד, בינתיים.

04
ת׳ור

מאמר מרתק. לא הבנתי למה התיאוריה של גולד לא יכולה להיות הפוכה- כלומר שהיקום התחיל באנתרופיה גבוהה, ירד לאנתרופיה נמוכה ועכשיו הוא שוב במעבר לאנתרופיה גבוהה? הרי כך התהליך הוא עדיין סימטרי, וגם היקום ממשיך להתרחב.

    05
    אלון

    מכיוון שעל פי התאוריות הפיזיקליות העכשוויות, היקום התחיל באנתרופיה נמוכה מאוד בנקודה סינגולרית וימשיך להתפשט ולהגדיל את האנתרופיה שלו עד שיהפוך ליקום קר ו"מת". את ההסבר המפורט לשאלתך תוכל למצוא בספרו של היו פרייס, "חץ הזמן ונקודת ארכימדס" עמודים 147-155 (אני מזהיר שהוא אינו קל לקריאה אבל חשוב לכל מי שמתעניין בנושא). ייתכן שהתיאוריה הזו תופרך יום אחד ונוכל לדבר על התקדמות מחזורית של יקומים עוקבים למשל ואז יפתח פתח לדיון מחדש ביקום גולד.

    07
    אלון

    לא. בדיוק ההיפך. עקרון ההפרכה של פופר אומר שתיאוריה יכולה להחשב כמדעית אם היא ניתנת להפרכה לפחות באופן תיאורטי. אלוהים הוא תיאוריה (אם אתה רוצה לקרוא לכך תיאוריה. לדעתי מדובר באמונה חוויתית ולא תיאורטית עבור המאמין) שאינה ניתנת להפרכה אפילו באופן תיאורטי ולכן לא יכולה להחשב כתיאוריה מדעית (ובודאי שלא אלגנטית ופשוטה). התער של אוקאם אינו קשור כלל לאלוהים משום שהתער של אוקאם מדבר על בחירה בין שתי תיאוריות אפשריות הנחשבות כמקובלות מבחינה מדעית. מכיוון שאלוהים לא נכנס לקטיגוריה הזו, התער לא יכול לפעול עליו.

08
גל

היי, ממליץ לשנות "אנתרופיה" ל"אנטרופיה", על פי העקרון ש-t מתועתקת ל-ט, ו-th ל-ת. בדרך זו גם הבלבול בין "אנתרופיה" ל"עקרון האנתרופי" יפחת.

11
רן ישראלי

מאמר מעניין
מדוע הנקודה הסינגולרית מוגדרת כבעלת אנטרופיה נמוכה אם חוקי המדע הידועים לא חלים עליה ?

12
איש חופשי

יופי, עשית רדוקציה מבעיה אחת לשניה.
אבל בעצם לא פתרת דבר, כל עוד לא פתרת את הבעיה השניה.
כל מה שהראית הוא שאם נפתור את בעית האנטרופיה נוכל לפתור את בעית הזמן.
הרדוקציה עצמה יפה מעניינת ואולי אפילו נכונה, אבל כמו שאמרתי לא פותרת את הבעיה המקורית.

13
אברום רותם

נהנתי!
מאמר מוסמך מקצועית ומונגש יפה גם לנו, עם הארץ שלא ידע את הזמן.
למרות המורכבות של סוגיית כיוון הזמן, אף עדכני (לא מסתפק בבולצמן המנוח) ובהיר.
שאפו.

15
רמי פריד

הזמן הוא מושג אפריורי (כמו מרחב) והוא אינו תופעה פיזיקלית! לכן הזמן לא יכול "לנוע" או "לזרום" מן העבר אל העתיד. רק התופעות הפיסיקליות נעות בזמן ובמרחב.

16
ויגדור רכניץ

זמן = סכום מסוים של בחינות, המשתלשלות זו מזו בסדר סיבה ומסובב
כלומר, מצב בו מתקיימת תנועה.
תנועה = כל מצב שבו יש מצוי ולאחריו רצוי, כלומר יש חיסרון או השתוקקות ולאחריה מילוי (גם אם לא התמלאה עדיין קיים מצב 1 ומצב 2)
ואם אין השתוקקות, אם לא קיימת תנועה.
כיצד יכול להתקיים כזה דבר?
כאן צריך לדמיין מכיוון שלא ניתן לקחת דוגמא מהעולם הזה. אבל בוא ננסה לתאר כיצד מרגיש עובר בתוך בטן האם. מצד אחד יש לו עולם ומלואו. מצד שני הוא לא מרגיש את ההשתוקקות למה שממלא אותו (והאם הדוגמא הזו מדוייקת? לא! למה? כי לא שאלתי אותו כשהיה בעובר).
מה אני רוצה להעביר?
את המצב שבו אין לי מצב שיש לי קודם כל רצון - ורק לאחר מיכן את מילוי הרצון.
כלומר אני רוצה לנסות לתאר ששניהם באים יחדיו, הן הרצון והן המילוי.
ואז אין מקום, אין תנועה ואין זמן.
וזהו מושג הזמן על פי חכמת הקבלה, כמו שכתב האר"י בשירו עץ החיים:

דע, כי טרם שנאצלו הנאצלים ונבראו הנבראים,

היה אור עליון פשוט ממלא את כל המציאות.

ולא היה שום מקום פנוי בבחינת אויר ריקני וחלל,

אלא הכל היה מלא אור האין סוף הפשוט ההוא.

ולא היה לו לא בחינת ראש ולא בחינת סוף,

אלא הכל היה אור אחד פשוט שווה בהשוואה אחת,

והוא הנקרא "אור אין סוף".

וכאשר עלה ברצונו הפשוט לברוא את העולמות ולהאציל את הנאצלים,

להוציא לאור שלימות פעולותיו, שמותיו וכינוייו,

שהיתה זאת סיבת בריאת העולמות.

הנה אז צמצם את עצמו אין סוף בנקודה האמצעית,

אשר בו באמצע ממש,

וצמצם את האור ההוא,

והתרחק אל סביבות צדדי הנקודה האמצעית.

ואז נשאר מקום פנוי, אויר וחלל ריקני

מהנקודה האמצעית ממש.

והנה הצמצום הזה היה בהשוואה אחת

בסביבות הנקודה האמצעית הריקנית ההיא.

באופן שמקום החלל ההוא

היה עגול מכל סביבותיו בהשוואה גמורה.

והנה אחר הצמצום,

אשר אז נשאר מקום החלל והאויר פנוי וריקני

באמצע אור האין סוף ממש,

הנה כבר היה מקום,

שיוכלו שם להיות הנאצלים, והנבראים, והיצורים, והנעשים.

ואז המשיך מן אור אין סוף קו אחד שלו מלמעלה למטה,

המשתלשל ויורד תוך החלל ההוא.

ודרך הקו ההוא האציל, וברא, ויצר, ועשה

כל העולמות כולם.

קודם ארבעה העולמות הללו

היה אין סוף אחד ושמו אחד באחדות נפלא ונעלם,

שאין כוח אפילו במלאכים הקרובים אליו

ואין להם השגה באין סוף,

כי אין שום שּׂכל נברא שיוכל להשיגו,

היות כי אין לו מקום, ולא גבול, ולא שם.

17
הארי

מאמר נהדר. שאלות בשולים: 1 -
האם ניתן לומר שהחיים במובן מסויים הם למעשה סוג של השקעת אנרגיה אינסופית (להורדת האנטרופיה) אל מול החומר הפיזי והחוקים הבסיסים שלו שבניגוד למצב "חיים" תמיד שואף להגיע למצב יציב ופשוט ככל הניתן (רמות אנרגיה ויציבות)?
או שמגוחך לומר דבר כזה כי "החיים" (התא האיקריוטי) הם פיפס שולי (ותאונה) על הסקאלה האדירה של תהליכי האנטרופיה ורמות החומר והיציבות של היקום. (כמו החישוב של "מות החום" שלפיו ליקום יקח גוגל שנים להתאדות, ולפי זה כמה בליוני שנות "חיים" אפשריות בודדות הן פסיק זעיר ואפסי על סדר הזמנים הפיסיקאלי)
2 - אם התשובה לשאלה זו היא "כן" האם ניתן לומר איכשהו (או שזה עוד יותר מגוחך) שתא סרטני הוא במובן מסויים "עושה דברה של הפיזיקה"?

18
ויגדור רכניץ

לא ניתן להפריד בין תפיסת המציאות לבין כל חוויה הניתפסת בחושים , וביניהם מימד הזמן.
הזמן נתפס כחוויה המתארת תנועתיות, מצב קודם ומצב הבא.
אם היה מימד שבו לא היה קיים קודם ונמשך, סיבה ותוצאה, או בקיצור: תנועה.
במימד שכזה הזמן לא היה קיים.
למה? כי הוא פועל יוצא של חוויה, של הרגשה שיש מצוי ויש רצוי. וביניהם מורגש הזמן.
אז איך אפשר להוכיח את הטענה?
ניקח יצור כלשהו, נבצע בו מניפולציה כירורגית. נגרה את אותו המקום שבו מתקיימת קבלת תענוגים (גרעין האקומבנס) עד סוף קבלת התענוג. למשך X זמן. ונבדוק לאחר מכן מה חוויתו בנוגע לזמן.