اَینشتین و ناشناختگی زمان

بسیاری مدعی شده اند که نظریه ی نسبیت در مقایسه با تفکر مکانیکی- و آن جبر فیزیکی که ما در تفکرات نیوتن راجع به هستی می بینیم- آزادی بیشتری به عنصر عمل کننده عرضه می کند. با این حال، زمان اَینشتین به اندازه ی زمان نیوتن عینی، دقیق و سنجش پذیر است. ادعای نظریه ی نسبیت- مبنی بر وابستگی زمان به موقعیت نظاره گر و سرعت ماده- به این معنا نیست که فیزیک درک زمانی متنوعتر و یا وسیعتری را می پذیرد. فاصله ی میان درک زمانی فیزیکی با درک زمانی روزمره و معمولی چه در فیزیک نیوتنی و چه اَینشتینی به یک اندازه است.
زمان مطلق نیوتن (1687) می خواست یک اندازه ی نظری باشد که تمام فرآیندهای طبیعی را بشود با آن اندازه گرفت. از طرف دیگر فرض نیوتن راجع به زمان کلی و عام بر تلقینات ماوراء الطبیعی- راجع به قدرت مطلق پروردگار- متکی بود. نیوتن تصور می کرد که اگر دو حادثه همزمان و یا در مکان مشترکی روی داده باشد، دلیل بر اعتبار عینی انگاری است. تصور نیوتن از جهان و توضیح مفهوم علی مکانیکی بر عقایدی راجع به زمان مطلق و مکان مطلق بنا شده بود. در این عرصه امکان هیچ گونه چند معنایی وجود نداشت. شروط متافیزیکی روشن بود: تمام جهان نتیجه ی فکر یک متفکر است.
لایب نیتس به راه حل های نیوتن با تردید می نگریست، زیرا به نظر او مکان چیزی جز نظام رابطه بین چیزها نبود. مکان، بیرون و یا مستقل از چیزهایی که در جهان هست، هیچ گونه وجود مستقلی ندارد. این حکم در مورد زمان هم صادق است. نه در مکان و نه در زمان نقطه ی ثابتی وجود ندارد. مناظره ی بین نیوتن و لایب نیتس در وهله ی اول نظری و فنی است. هر دو راه حلّ با تصورات فیزیک کلاسیک از جهان قابل آشتی بود.
در فیزیک کلاسیک نوعی قرینِگی زمان حاکمیت داشت. برای مثال الگویی از منظومه ی شمسی می تواند در هر دو جهت حرکت کند، بدون آنکه با قوانین مکانیک در تناقض قرار بگیرد. این بدان معنا نیست که سمت حرکت فرآیندهای بازگشت ناپذیر بیرون از محدوده ای که با الگوهای مکانیکی توضیح داده می شود، قرار دارد. به همین خاطر بحث درباره ی بازگشت ناپذیری زمان از جمله بحث هایی است که در محدوده ی الگوهای مکانیکی واقع شده است. در مکانیک نیوتن بشر نمی توانست با نظارت بر حرکت ها تعیین کند که زمان در کدام سمتی جریان دارد، چرا که قوانین مکانیک قرینه هستند و در نتیجه مستقل از سمت زمان به نظر می آیند. اما قرینگی مکانیک تنها برای رابطه ی میان واقعیت های مرده و بی جان اعتبار دارد. به محض اینکه موجودات زنده را در این حرکت دخالت می دهیم، نقش زمان و مسیر زمانی بازگشت ناپذیر ضروری می شود.
همچنین پس از اَینشتین، ادراک زمان از دیدگاه نیوتن برای توصیف فرآیندهای عرصه هایی محدود و با سرعتی کمتر از سرعت نور کفایت می کند. به علاوه نظریه ی خاص نسبیت کماکان به قرینگی زمان در فیزیک کلاسیک گره خورده است. آنچه که به "نیزه ی زمان" منسوب است، همیشه به یک سمت اشاره دارد، هرگز بازگشتی در آن نیست، و برای اَینشتین همان قدر ناشناخته است که برای الگوی مکانیکی نیوتن ناشناخته بود. شیوه ی هنرمندانه و اصیل نویسندگان علمی- تخیّلی استفاده از ترکیب مقولات است. وقتی آنها به شخصیت اصلی داستان اجازه می دهند تا در زمان سفر کند، حدس می زنند که موجودات زنده و فرآیندها همان امکانات انتزاعی را در خود دارند که حرکات فیزیک. اما بدن، یک شیء مرده نیست. در موجود زنده زمان بازگشت پذیر نیست.
در سال 1675 فیزیکدان دانمارکی "اوله کریستینسن سَنت رومر" (1) (1710-1644) می دانست که نور بالاترین سرعت را دارد. او متوجه شد که با هر تأخیری سیاره ی برجیس دچار تیرگی به مراتب بیشتری می شود، مادامی که بین زمین و این سیاره بیشترین مسافت وجود داشت، اما همین که در مدار خود به زمین نزدیک می شد، از میزان تیرگی اش کاسته می شد. او حدس زد که تأخیر سبب می شود که انتقال اطلاع به طور آنی اتفاق نمی افتد. رومر سرعت نور را 300،000 کیلومتر در ثانیه محاسبه کرد. نیوتن کشف رومر را قبول کرد اما نمی فهمید که همین کشف مفاهیم او راجع به زمان و مکان مطلق را مردود خواهد ساخت.

سالها بعد یعنی در 1881 آلبرت. آ. نیکلسون- در آزمون مجددی بر روی نظریه ی جیمز سی. مَکسوِل (2) راجع به اِتر- فهمید که حرکت منبع نور تأثیری بر سرعت نور نخواهد داشت. از این زمان به طور رسمی اصول مکانیک درباره ی زمان عام و مکان عام به دست فراموشی سپرده شد. ارسطو مدعی بود که زمان و مکان همزاد شیء اند. وقتی که شیء متحرک و یا ساکنی وجود نداشته باشد، زمان و مکان هم وجود ندارد. ارسطو وجودی برای مکان خالی قائل نبود، و به همین خاطر خلأ زمانی و یا به عبارت دیگر زمان بدون حوادث را نیز قبول نداشت. اما نیوتن و پیروان تفکر مکانیکی با قطعیت به موجودیت زمان و مکان خالی باور داشتند. مکانیک افلاک به وسیله ی هندسه ی اقلیدسی پشتیبانی می شد، زیرا این هندسه معتقد بود که زمان و مکان اندازه هایی همگون و کلی بودند.

فیزیک مُدرن پس از اَینشتین نشان داده است که مفاهیم روزمره درباره ی زمان و مکان، و علّت و معلول تنها در عرصه ی محدودی از واقعیت معتبر است. جهان بی نهایت کوچک، جهان بی نهایت بزرگ و سرعت های نزدیک و یا معادل نور ناتوانی قوانین مکانیک را افشا می کنند. کشف اَینشتین این بود که دو اندازه ی مطلق به نام زمان و مکان وجود خارجی ندارد، بلکه تنها یک چیز وجود دارد: و آن سرعت نور است. قوانین متافیزیکی راجع به زمان مطلق و مکان مطلق به نظر نیوتن مفهومی بود درباره ی همزمانی عام و کلی، اما چیزی به نام همزمانی عام وجود ندارد. آنچه که بر آسمان پُرستاره می بینیم، فرآیندهایی است که چند دقیقه پیش و یا میلیونها سال پیش به وقوع پیوسته است. فاصله و مکان، اشیاء نظارت شده را از زمان ما جدا می کند، یعنی همزمانِ نظارت کننده. وقتی ما یک "سوپرنوا" را می بینیم که منبسط می شود، این حادثه تنها در جا و مکان دیگری اتفاق نمی افتد، بلکه در زمان دیگری نیز به وقوع پیوسته است که کاملاً متفاوت با دوران ماست.
بنیاد تئوری نسبیت کشف سرعت نور به مثابه مرزی مطلق برای انتقال اطلاع در کهکشانها بود. اَینشتین فکر می کرد که تمام مفاهیم راجع به زمان و مکان از حرکت نور- به مثابه بنیاد و اساس- جدا شده و به آن رجعت خواهد کرد. ناظر همچنین یک خداوند در معیاری کوچکتر نیست که در یک لحظه ی معین بتواند برای همه ی هستی جایگاهی را معین کند، بلکه او خود نیز بخشی از این فرایندها و بی مُنتهایی هاست که توصیف می کند. جهان خانه ای پایدار و تمام شده نیست که بشر بتواند در تمام جوانب آن قدم بزند، بلکه زنجیره ای از فرآیندهاست که نظاره گر خود در آن واقع شده است.
هر نظارتی یک مقایسه از فرایندهاست. هیچ نقطه ی ثابتی وجود ندارد. هیچ لحظه ی مشترک و عامی هم وجود ندارد. در نور هیچ زمانی وجود ندارد. زیرا ادراک زمان وابسته به آن است که حامل های پیام وجود دارند و این حامل های پیام دارای سرعت های انتقالی متفاوتی هستند. سرعت نور موقتاً مرزی است که نه زمان گذشته و نه زمان آینده را می شناسد. نور نمی تواند چیزی را پیشگویی کند، زیرا چیزی سریعتر از نور حرکت نمی کند. نور نمی تواند چیزی را تجسم کند، زیر نور را نمی توان از چیزی که قبلاً بوده است، استخراج کرد.
نسبیت، ادراکی عادی و روزمره است، اما در زندگی روزمره به طور معمول می توان مشکلات را با مراجعه به زمان و مکان به مثابه مقادیر حلّ کرد. نظریه ی اَینشتین مشکلات زمان و مکان را که تنها با مراجعه به سرعت نور می توان حلّ کرد، دربر می گیرد. اگر بشر با سرعت نور خود را از حیطه ی زمان مکانیکی خارج کند، خواهد دید که عقربه های ساعت در جای خود ثابت خواهد ماند: هرچه ما حرکت خود را به سرعت نور نزدیک می کنیم، زمان کُندتر می شود. فیزیک در سرعت های فوق العاده زیاد از مباحثی چون "انبساط زمان" و "انقباض طول" سخن می گوید. این نظریه در درجه ی اول یک پیروزی نظری است که به ندرت در تجربیات خاص معنی می دهد.
انبساط زمان و انقباض طول تنها برای مشاهدات "سیستم اینرشیال" معتبر است. به زبان دیگر برای نظام ثقل و جاذبه یعنی جایی که قانون نیوتن معتبر است. کسی که بر شعاع نور سوار است، خواهد دید که ساعت مچی اش به طور معمول کار می کند، آنان نیز که بر زمین ایستاده اند، می بینند که ساعت دیواری با سرعت عادی همیشگی کار می کند. اما مشاهده گری که از زمین به شعاع نور نگاه می کند و یا عکس آن یعنی مشاهده گری که از بالا به زمین می نگرد، نوعی بی زمانی نسبی را مشاهده خواهد کرد. به زبان دیگر تغییر وقتی شروع می شود که بشر به سرعت نور نزدیک می شود. یعنی وقتی که به سیستم اینرشیال دیگری وارد می شود.
شروطی مکانی چون بلندا، پهنا و ژرفا تنها دمی به فکر بشر خطور می کند که با پدیده ی زمانی همراه باشد. زمان چیزی به نام بُعد چهارم نیست، بلکه تنها یک شرط برای سه شرط دیگر است، زیرا سرعت نور بی مُنتها نیست، سرعت نور مرز دارد، علی رغم فاصله های عظیم چیزی به نام همزمانی وجود ندارد. می دانیم که استفاده از عبارت "سالِ نوری" به عنوان معیار طول، آشکار می کند که مفاهیمی چون زمان، مکان و سرعت نور به هم گره خورده اند. آری هرچه تلسکوپها مسافت های دورتر را تشخیص می دهند به همان نسبت ما در عرصه ی زمان گامی به عقب برمی گردیم.
نظریه ی نسبیت خاص "1905" درباره ی خط مستقیم، حرکت همگون و رابطه ی میان زمان و مکان بحث می کند. نظریه ی عام نسبیت "1916" که درباره ی حرکت تندشونده بحث می کند، نشان می دهد که جاذبه مانند وزن است و رابطه ی میان جرم و انرژی را به بحث می گذارد. زمان و مکان نیز از سرعت متأثر می شود. به علاوه جرم با توان سرعت افزایش می یابد، طوری که حرکت در ورای سرعت نور غیرممکن می شود. جرم با سرعت های فوق العاده سریع به سمت بی مُنتهایی میل می کند، و برای آنکه سرعت جرمی را به سرعت نور نزدیک کنیم به بی نهایت انرژی نیازمندیم.
حرکت با سرعت نور تنها با زمان و مکان سروکار ندارد، بلکه انرژی و جرم نیز حضور دارند. انرژی جرم دارد. جرم انرژی فوق العاده ناچیز است، اما آن را می توان اندازه گرفت، این حادثه زمانی اتفاق افتاد که "اِدینگتون" در خسوف سال 1919 نشان داد که نور با گذشتن از کنار جرمی بزرگ تغییر مسیر می دهد. مکان متصور می شود زیرا نور علی الظاهر دارای وزن است. وقتی جرم انرژی بی نهایت ناچیز است، در عوض انرژی جرم بی نهایت زیاد می شود. انرژی جرم به اشکال گوناگون و از جمله از طریق تشعشع و انفجار اتمی آزاد می شود.
مهمترین خدمت اَینشتین این بود که برای پیوستگی مقادیر در فیزیک الگوی نوی را آفرید. او بر ارتباط میان نور و زمان، زمان و مکان، انرژی و جرم، جرم و مکان و مکان و جاذبه تأکید می کرد. جهان بیرون از طریق الگوهای اَینشتین دگرگون نشد، با این حال چشمانی که جهان بیرون را مشاهده می کردند، از آن پس پُرسش های گذشته را مطرح نمی کردند و به تفاوتهایی که فیزیکدانان پیش از اَینشتین به آن باور داشتند، اعتنایی نداشتند.
درک ژرفتر از تئوریهای اینشتین راجع به زمان در حد فهم متخصصان است. یکی از مهمترین درسهای نظریه های اَینشتین آن است که درک مُدرن از "زمان" در فیزیک قابل دسترس برای فهم همگان نیست. ضمناً اَینشتین هیچ یک از مُعضلات فلسفی را که به درک زمان گره خورده است، باز نخواهد کرد. بسیاری از تناقض هایی که ما از دوران افلاطون، ارسطو و اگوستین راجع به مفهوم زمان می شناسیم، در نظریه ی اَینشتین نیز با هیأت دیگر و زبان دیگر تکرار می شوند. فیلسوفان دوران باستان نیز از اینکه زمان با حرکت در مکان قابل اندازه گیری است و حرکت را می توان در زمان و مکان اندازه گرفت، و آنکه مکان را می توان به مثابه زمان و حرکت اندازه گرفت، در شگفت بودند.
زمان، مکان و حرکت مفاهیمی هستند که به نوعی با هم خویشاوند و به هم وابسته اند. آنها را نمی توان بدون ارتباط با هم به تصور درآورد. حتی در مکانیک هم نمی توان آنها را از یکدیگر جدا کرد و تقدم و تأخری از نظر درجه ی اهمیت برای آنها قائل شد و یا بُعد چهارمی را به عنوان مبنا و پایه برای آنها فرض کرد. گالیله و نیوتن می دانستند که چگونه حرکات با زمان تغییر می کنند. اَینشتین می دانست که چگونه زمان با سرعت حرکت تغییر می کرد. این پُرسش که زمان، مکان و حرکت در حقیقت چه هستند، بستگی به این دارد که چه کسی این پُرسش را طرح می کند، به عبارت دیگر پُرسش کننده در کدام موقعیتی واقع شده است. به علاوه "نومینالیسم" نیز از مفاهیم پایه ای فیزیک استفاده برده است، اما این مفاهیم دارای چنان جوهری نیستند که برای همیشه بتوان تعریفشان کرد. در هر حال این پُرسش که درک جدید فیزیک از زمان چیست برای فهم جهان بینی (Mesokosmos) یعنی آن جهانی که در حدّ فاصل کهکشانها و جهان میکروسکوپی جای گرفته و حواس ما توان درک آن را دارد، هنوز مطرح است.

تئوری نسبیت برای درک این مسئله که مفهوم بشر بودن در عالم چیست، نتیجه گیریهایی ناچیز و غیرمستقیم دارد. تمام آن الگوهایی که طبیعت شناسان خوش نیت می توانند بیابند و از آن برای توضیح نظریه ی نسبیت برای افراد غیرمتخصص استفاده کنند، باید از چیزها و فرآیندهایی گرفته بشوند که ما به آنها یقین داریم. وقتی بشر تصویر قطاری را که با سرعت نور از کنارش می گذرد، مجسم می کند، در حالی که مشاهده گر یک چشمش را به ساعت مچی اش و چشم دیگرش را به ساعت ایستگاه قطار دوخته است و درختان جنگل یا به حالت منبسط و یا منقبض شده ناپدید می شوند، در تمام این تمهیدات تنها یک چیز گفته می شود: درک زمان به شیوه ی فیزیکی از زندگی روزمره ی مردم فاصله دارد. به عبارت دیگر آن درکی که به محاسبات ریاضی بُغرنج و آزمایشگاهی تعلق دارد، از افق زندگی روزمره دور است.

آن وقتی که فیلسوفان الئایی یونان می خواستند نشان دهند که تمام حرکت ها یک وهم و پندار است، مدعی چیزی بودند که نه مُبتذل و نه غیرجالب بود، با این حال به نوعی بی ربط بوده و هست، زیرا این به میدان بازی شنزاری شبیه است که با پرده ای پوشیده شده است. بشر وسوسه می شود که چیزی در همین حدود درباره ی نظریه ی نسبیت اظهار کند. پیامد ملموس این نظریه در وهله ی اول برای درک جهان بی نهایت خُرد و بی نهایت بزرگ، برای درک سرعت های بی نهایت کُند و بی نهایت سریع بود.
یکی از فرضیه های اساسی تئوری نسبیت این است که سرعت نور در تمام شرایط ثابت و دگرگون ناپذیر است. بشر ناگهان از اینکه این نظریه نسبیت نامیده می شود، تعجب می کند، زیرا این مدعا مثل نقطه ی پایانی است به نسبیت سیال میان زمان، مکان و حرکت که ذهن تمام طبیعت شناسان از ارسطو گرفته تا نیوتن به آن مشغول بود است. اَینشتین یک مفهوم چهارم که مرزی بین زمان، مکان و حرکت را معرفی می کند و به همین خاطر می تواند مفاهیم کلاسیک را تعریف کند، به دست می آورد. او در برابر نسبیت سه بُعدی یک مانع می گذارد و آن را با یک نسبیت سه شاخه عوض می کند که در هر یک از شاخه ها رابطه ی سرعت نور با هر یک از سه مفهوم نامبرده توضیح داده می شود.
برای زمان مربوطه این بدان معناست که این نسبیت تازه همچون یک بُعد چهارم مجسم می شود که کارکردی از بلندا، پهنا و ژرفای مکان و یا حرکت نیست، بلکه اندازه ای مُنعطف است که به تناسب نزدیکی زمان سنجی که سرعت نور را اندازه می گیرد، مُنبسط و یا منقبض می شود. در وضعیت های معین، تقدم و تأخر می تواند برحسب موقعیت مشاهده کننده تغییر کند. باری اندازه هایی که درباره ی آن سخن راندیم، به محاسبات محققان و جهان آزمایشگاهی تعلق دارد و هیچ گونه پیامدی در شرایط زندگی بشر ندارد. اینکه زمان در آخرین مرحله با سرعت نور رابطه دارد، لحظه شماریهای یک محکوم به اعدام و یا دلهُره های کسی را که با تأخیر در محل قرار حاضر می شود، توصیف نمی کند.
برای زمان به مثابه ادراک عام بشری عکاسی و فیلمبرداری معنایی به مراتب عُمده تر از تئوری نسبیت اَینشتین دارد. عکاسی می تواند زمان گذشته را ثبت کند، می تواند آنچه را که اتفاق می افتد و تغییرات فیزیکی آن را با نوعی دقت به عنوان یک سند مشهود کند. آلبوم عکس هم در تجسم جریان زمان و هم نمایش هویت فرد انقلاب بزرگی را ایجاد کرده است. تابلوهای نقاشی تاریخی که حوادث قهرمانی و یا فاجعه های مهم تاریخی را بیان می کرد، به وسیله ی عکس از رونق افتاد. تمام خاطره های تاریخی وسیله ای را کسب کردند که نظم تازه ای را برقرار می کرد.
ویژگی عکسبرداری و فیلمبرداری در بزرگ و کوچک کردن زمان، ادراک را در دسترس مشاهده گری نیز که در آن سوی جهان بود، گذاشت. در عین حال ادراکهای متفاوت را به هم نزدیک کرد. عکسبرداری از یک رعد و برق و یا خلاصه کردن چهار فصل مزرعه ای در یک فیلم کوتاه چهار دقیقه ای، یک آزمایش نیست، بلکه گسترش وجهی ادراکی است که می تواند همسطح تجربه های زنده و روزمره باشد. عکس گرفتن و فیلمبرداری، هم زمان و هم نور را اهلی می کند.

پی نوشت ها:

1. Ole Christensen saint Romer
2. Jamse C. Maxwell

منبع مقاله :
اِریکسن، تروند برگ؛ (1385)، تاریخ زمان، ترجمه ی اردشیر اسفندیاری، تهران: نشر پرسش، چاپ اول