Filosofia fizicii se ocupă de aspecte conceptuale și interpretative în fizica modernă și se suprapune adesea cu cercetarea făcută de anumite tipuri de fizicieni teoreticieni. Filosofia fizicii poate fi în mare măsură concentrată în trei domenii principale:
- Interpretările mecanicii cuantice: În ceea ce privește problemele, în principal, cu privire la modul de formulare a unui răspuns adecvat la problema de măsurare, și pentru a înțelege ce ne spune teoria despre realitate.
- Natura spațiului și a timpului: Sunt spațiul și timpul substanțiale, sau pur relaționale? Este simultaneitatea convențională sau relativă? Este asimetria temporală pur redusă la asimetria termodinamică?
- Relațiile inter-teoretice: relația dintre diferitele teorii fizice, cum ar fi termodinamica și mecanica statistică. Aceasta se suprapune cu problema reducționismului științific.
Filosofia spațiului și timpului
Existența și natura spațiului și a timpului (sau spațiu-timp) sunt subiecte centrale în filosofia fizicii.
Timp
Timpul este adesea considerat a fi o cantitate fundamentală (adică, o cantitate care nu poate fi definită în termeni de alte cantități), pentru că timpul pare a fi un concept fundamental de bază, astfel încât nu se poate defini în termeni de ceva mai simplu. Cu toate acestea, anumite teorii, cum ar fi gravitația cuantică în buclă, susțin că spațiu-timp este emergent. După cum a spus Carlo Rovelli, unul dintre fondatorii gravitației cuantice în buclă: „Nu mai există alte câmpuri în spațiutimp: doar câmpuri peste câmpuri”. Timpul este definit prin măsurare – prin intervalul său de timp standard. În prezent, intervalul de timp standard (numit „secunda convențională” sau pur și simplu „secunda”) este definit ca fiind 9.192.631.770 oscilații ale unei tranziții hiperfine în atomul de cesiu 133. (ISO 31-1). Ce este timpul și cum funcționează acesta rezultă din definiția de mai sus. Timpul poate fi combinat matematic cu cantitățile fundamentale de spațiu și masă pentru a defini concepte precum viteza, impulsul, energia și câmpurile.
Atât Newton cât și Galileo, precum și majoritatea oamenilor până în secolul al XX-lea, au crezut că timpul este același pentru toată lumea de pretutindeni. Concepția modernă a timpului se bazează pe teoria relativității lui Einstein și pe spațiu-timp al lui Minkowski, în caretimpul diferă diferit în diferite cadre de referință inerțiale, iar spațiul și timpul sunt îmbinate în spațiu-timp. Timpul poate fi cuantizat, timpul cel mai scurt teoretic fiind de ordinul timpului Planck. Relativitatea generală a lui Einstein, precum și schimbarea în roșu a luminii de la îndepărtarea unor galaxii aflate la mare distanță, indică faptul că întregul Univers și eventual spațiul-timp însuși au început cu aproximativ 13,8 miliarde de ani în urmă prin Big Bang. Din teoria relativității speciale a lui Einstein (deși nu universală) a rezultat teoriile-A ale timpului, unde existanța a ceva special din punct de vedere metafizic despre prezent pare mult mai puțin plauzibil, deoarece dependența de cadrul de referință a timpului pare să nu permită ideea unui moment prezent privilegiat.
Călătoria în timp
Unele teorii, mai ales relativitatea specială și generală, sugerează că o geometrie adecvată a spațiului, sau anumite tipuri de mișcare în spațiu, pot permite călătoria în timp în trecut și viitor. Conceptele care ajută la o astfel de înțelegere includ curba temporală închisă.
Teoria relativității speciale a lui Albert Einstein (și, prin extensie, teoria generală) prevede o dilatare a timpului care ar putea fi interpretată ca o călătorie în timp. Teoria afirmă că, în raport cu un observator staționar, timpul pare să treacă mai lent pentru corpurile cu mișcare mai rapidă: de exemplu, un ceas în mișcare va apărea să merge mai lent; când ceasul se apropie de viteza luminii, limbile sale par să se oprească aproape din mișcare. Efectele acestui tip de dilatare în timp sunt discutate mai departe în popularul „paradox al gemenilor”. Aceste rezultate sunt observabile experimental și afectează funcționarea sateliților GPS și a altor sisteme high-tech folosite în viața de zi cu zi.
Un al doilea tip de călătorie în timp este permisă de relativitatea generală. În acest tip, un observator îndepărtat vede că timpul trece mai lent pentru un ceas în partea inferioară a unui puț gravitațional profund, iar un ceas coborât într-un puț gravitațional profund și tras înapoi va indica faptul că a trecut mai puțin timp în comparație cu un ceas staționar care a rămas cu observatorul îndepărtat.
Aceste efecte sunt într-o oarecare măsură similare cu hibernarea sau răcirea obiectelor vii (care încetinesc ritmul proceselor chimice în subiect), suspendându-le aproape în mod nelimitat viața, ceea ce duce la „călătoria în timp” către viitor, dar niciodată înapoi. Ea nu încalcă cauzalitatea. Acest lucru nu este tipic pentru „călătoria în timp”, prezentată în science fiction (unde cauzalitatea este încălcată după cum dorește subiectul) și nu există nicio îndoială în privința existenței sale. „Călătoria în timp” se va referi în continuare la călătoriile cu un anumit grad de libertate în trecutul sau viitorul timpului propriu.
Mulți din comunitatea științifică consideră călătoria în trecut ca fiind foarte puțin probabilă, deoarece încalcă cauzalitatea, adică logica cauzei și a efectului. De exemplu, ce se întâmplă dacă încercați să vă întoarceți în timp și să vă omorâți într-o etapă mai devreme în viața voastră (sau bunicul dvs., ceea ce duce la paradoxul bunicului)? Stephen Hawking a sugerat mai demult că absența turiștilor din viitor constituie un argument puternic împotriva existenței călătoriei în timp – o variantă a paradoxului Fermi, cu călătorii în timp, în loc de vizitatori extratereștri.
Spaţiu
Spațiul este una dintre puținele cantități fundamentale din fizică, ceea ce înseamnă că nu poate fi definit prin alte cantități, deoarece nu există nimic mai fundamental cunoscut în prezent. Astfel, similar cu definiția altor cantități fundamentale (cum ar fi timpul și masa), spațiul este definit prin măsurare. În prezent, intervalul standard de spațiu, numit metru standard sau simplu metru, este definit ca distanța parcursă de lumină în vid în timpul unui interval de timp de 1/299792458 dintr-o secundă.
În fizica clasică, spațiul este un spațiu euclidian tridimensional în care orice poziție poate fi descrisă folosind trei coordonate și parametrizat de timp. Relativitatea specială și generală utilizează spațiul-timp patrudimensional, nu spațiul tridimensional; și în prezent există multe teorii speculative care folosesc mai mult de patru dimensiuni spațiale.
Traducere din Wikipedia
Lasă un răspuns