Reklama

Czas na czas

Czas na czas

22.10.2018
Czyta się kilka minut
Dobra, ciekawa i popularna książka o czasie. Wydawcy twierdzą, że każdy wzór matematyczny zmniejsza liczbę czytelników – tu jest tylko jeden: E=mc2.
C

Czas to jedno z najpowszechniej używanych pojęć fizycznych. Ale czym on jest? „Gdy nikt mnie nie pyta, wiem, co to jest, a gdy zapyta, nie wiem” – pisał św. Augustyn. Podstawową własnością czasu jest to, że nieustannie upływa. Gdy ktoś mnie pyta, czy możliwe są podróże w czasie, odpowiadam: tak, nawet obowiązkowe, tyle że w jednym kierunku. W przestrzeni możemy się poruszać w dowolnym kierunku i powracać do punktu wyjścia – nie ma natomiast powrotu do przeszłości i nie da się przeskoczyć do dowolnej chwili w przyszłości.

Tę (jedno)kierunkowość fizycy nazywają „strzałką czasu” i są bezradni, próbując wywieść ją z podstawowych zasad fizyki. Pojęcia przeszłości, teraźniejszości i przyszłości też wcale nie są proste i oczywiste. Heraklit powiedział, że nie można dwa razy wejść do tej samej rzeki. Ale Sekstus Empiryk zauważył, że nie jest to możliwe nawet jeden raz, bowiem każdy proces fizyczny jest rozciągnięty w czasie. Stąd paradoks: skoro początek zdarzenia miał miejsce w przeszłości, której już nie ma, a koniec to przyszłość, której jeszcze nie ma, to żadne zdarzenie nie jest możliwe...

Czas jest problemem nie tylko dla fizyków i filozofów. Konstrukcje czasu gramatycznego bywają bardzo skomplikowane. Czas jest subiektywny: kwadrans spędzony z miłą osobą wydaje się szybko płynąć, na nudnym kazaniu wlecze się niemiłosiernie. Dzieci wcześnie zaczynają rozumieć, czy coś jest daleko, czy blisko, wysoko czy nisko, ale zdolność wyobrażenia sobie, co to znaczy „za godzinę”, „przedwczoraj”, „w przyszłym miesiącu”, przychodzi później.

Umawiamy się, że czas jest tym, co mierzą „zegary”. Dla fizyków zegarem jest dowolny proces fizyczny dający się powtórzyć: obrót Ziemi wokół własnej osi albo wokół Słońca, spalająca się świeca, wahadło, próbka radioaktywnego izotopu, którego atomy się rozpadają, odmawiane w standardowym tempie zdrowaśki. Ale i tu zaczynają się problemy. Kiedy w 1925 r. powstało Polskie Radio, zaczęło w południe nadawać sygnał czasu („z dokładnością do pół sekundy”) i hejnał z wieży mariackiej. Jedna z gazet wysłała reportera do krakowskiego obserwatorium astronomicznego, by zapytał, skąd taka dokładność. Tadeusz Banachiewicz odpowiedział: „Co rano przechodzę obok sklepu ze szwajcarskimi zegarkami, reguluję własny i wiem, kiedy podać sygnał”. Reporter pobiegł do owego sklepu, by zapytać, jak tam ustawia się zegary. W odpowiedzi usłyszał: „W południe włączamy radio i sprawdzamy, kiedy prof. Banachiewicz podaje sygnał”...

Anegdota opowiedziana przez Marka Abramowicza zawiera głęboką prawdę: nie ma innego sposobu mierzenia czasu niż porównywanie wskazań różnych zegarów. Oficjalny światowy czas jest czasem, którego nie wskazuje żaden zegar! To uśredniony czas z kilkuset zegarów różnych typów (głównie atomowych) w kilkudziesięciu laboratoriach na całym świecie.

Czas to pieniądz. Jego mierzenie potrzebne było do określania terminu zabiegów rolniczych i świąt czy pory codziennych modlitw, długo jednak wystarczała niewielka dokładność. W 1707 r. flotylla brytyjskiego admirała Shovella poszła na dno w pobliżu wysp Scilly – powodem były niedostatki nawigacji, do której potrzeba dokładnych zegarów, działających w trudnych warunkach na morzu. Katastrofa przyspieszyła prace nad technikami pomiaru czasu. Dziś dokładny czas (do miliardowych części sekundy na rok) jest niezbędny w laboratoriach, systemie GPS, sieciach komputerowych, systemach telekomunikacyjnych czy infrastrukturze światowego systemu finansowego.

Rewolucyjne zmiany przyniosły szczególna i ogólna teoria względności oraz mechanika kwantowa. Okazało się, że czas jest względny. Że długość przedziału czasowego pomiędzy dwoma zdarzeniami jest zależna od obserwatora. Że w pewnych sytuacjach nawet kolejność zdarzeń okazuje się względna. Czas okazał się powiązany z przestrzenią: razem tworzą czterowymiarową czaso- przestrzeń, a podział tego tworu jest nieoczywisty. Nie są to tylko myślowe igraszki fizyków, ale zjawiska obserwowane w laboratoriach.

Książka Richarda A. Mullera jest dobra i ciekawa. Wedle wydawców każdy wzór matematyczny zmniejsza liczbę czytelników o połowę – tu jest tylko jeden, E=mc2, ale to przecież jeden z symboli współczesności, jak znaczek Mercedesa czy twarz Marilyn Monroe z obrazów Warhola. Muller, amerykański fizyk z Berkeley, przedstawia współczesne rozumienie (i nierozumienie) czasu w historycznym i filozoficznym kontekście. Nie jest to podręcznik, ale piękna opowieść o tym, co nas wszystkich unosi od narodzin ku nieuchronnemu końcowi. ©

Richard A. Muller, TERAZ. FIZYKA CZASU, przeł. Tomasz Krzysztoń, Prószyński i S-ka, Warszawa 2018, seria „Na ścieżkach nauki”

Ten materiał jest bezpłatny, bo Fundacja Tygodnika Powszechnego troszczy się o promowanie czytelnictwa i niezależnych mediów. Wspierając ją, pomagasz zapewnić "Tygodnikowi" suwerenność, warunek rzetelnego i niezależnego dziennikarstwa. Przekaż swój datek:

Dodaj komentarz

Usługodawca nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczane przez Użytkowników w ramach komentarzy do Materiałów udostępnianych przez Usługodawcę.

Zapoznaj się z Regułami forum

Jeśli widzisz komentarz naruszający prawo lub dobre obyczaje, zgłoś go klikając w link "Zgłoś naruszenie" pod komentarzem.

Zaloguj się albo zarejestruj aby dodać komentarz

© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]