• Цаг хугацаа яагаад зөвхөн ирээдүй рүү чиглэдэг юм бол?

1983 онд Киото хотод өрнө дорнын зүсэн зүйлийн эрдэмтэн судлаачид чуулж, “Цаг хугацаа” гээч юмны тухай хэлэлцжээ. Гэвч үр дүнд нь, салбар бүрийн илтгэлүүд дээр бусад салбарын хүмүүсээс тавьсан асуултууд оогт байндаа тусахгүй байгаа нь илэрсэн төдий л явдал болсон гэдэг.

Зохион байгуулагч Киотогийн Их Сургуулийн профессор хожим нь ийм сэтгэгдэл үлдээсэн нь бий:

- Харамсалтай нь шулуухан хэлэхэд физикч Хакен, философич Билли, сэтгэлзүйч Паппел нарын яриа хоорондоо ерөөсөө огтлолцоогүй. “Цагийн сум” гээч зүйлээр физикчдийн гаргаж тавьсан асуудал нь юу байсан гэхээр, физикийн үндсэн хуулиудад (буюу хөдөлгөөний томьёонд) “цагийн сум”-ны чиглэл ирээдүй болон өнгөрсөний аль руу нь ч чиглэлээ гээд огт ялаагүй байтал “Яагаад бодит амьдрал дээрх үзэгдлүүдийн цагийн сумны чиглэл үргэлж ирээдүй рүү чиглэж байдаг юм бол?” гэх фактыг ойлгож тогтоох гээд махаа иддэг боловч, физикч биш хүмүүсийн хувьд чухам юу нь асуудал болоод байгааг ерөөсөө ойлгож чадаагүй. Ялгаатай мэргэжил бүхий хүмүүсийн хоорон дахь яриа гэдэг ийм л дотор загтнам хүндрэлтэй байдаг юм байна.

Хөөрхий дөө, их л бачуурсан бололтой (хэхэ).

Гэхдээ нээрээ л тийм юм. Физикчид бол философичид болон сэтгэлзүйчидтэй харьцуулахад тэс хөндлөн цагийн талаарх ойлголттой. Цагийн талаар тэдний хоолойд тээглэдэг асуудал гэвэл, дээрх профессорын хэлсэнчлэн:

-Яагаад цаг хугацаа зөвхөн ирээдүй рүү чиглэдэг юм бол?

гэх асуудал юм.

Ерөөс гээд бодоод үзье л дээ. Жишээ нь нарны аймгийн системийг чанх эсрэг зүг рүү нь эргүүлсэн ч татах хүчний хууль хүчинтэй л байна. Гэрлийг призмээр спектр хувиргалт хийсэн ч, ахиад нэг призмээр оруулчихад л анхныхаа төлөвт орно. Өөрөөр хэлбэл, цагийг ухраасан ч физикийн хуулинд ямар нэгэн зөрчил үүсэхгүй.

Бодитоор физикийн томьёонуудыг бодоод үзсэн ч, Ньютоны томьёо, Максвеллийн цахилгаан соронзон орны томьёо, Шрёдингерийн томьёо, Харьцангуй онолын томьёо гээд бүхий л суурь томьёонуудад цагийн өнгөрсөн ирээдүйг ангилдаггүй. Өөрөөр хэлбэл цаг (t)-ийг цаг (-t) болгож орлуулсан ч (цагийг урвуулсан ч) томьёоны хэлбэрт өөрчлөлт орохгүй. Үүнийг “цагийн урвалтын үл хувирах шинж” гэнэ (Гэхдээ, К мезоны задрах үзэгдэл дээр л цагийн урвалтын үл хувирах шинж байдаггүй).

Физикийн томьёоноос сайтар бодон тунгаавал, энэ ертөнцийн цаг гээч юм (t) ч байна уу (-t) ч байна уу, үнэндээ аль нь ч байлаа гээд асуудалгүй. Гэх атал бодит байдал дээр цаг зөвхөн ирээдүй рүү чиглэж, цаг ухарч буй мэт үзэгдэл ажиглагдсан удаа үгүй. Өөрөөр хэлбэл, томьёоны цаг (-t) болдог үзэгдэл гэж байдаггүй.

Нэг ёсондоо, “Цаг хугацаа яагаад зөвхөн ирээдүй рүү л чиглэдэг юм бол?” гэдэг нь тодорхойгүй байгаа юм. Физикийн ухаан дахь цагийн талаарх хамгийн том асуудал бол “Өнгөрсөн, ирээдүй хоёрын тэгш хэмт бус шинж” гэсэн үг.

• Макро ертөнцөд “цаг хугацаа ухрах боломжгүй” боловч, микро ертөнцөд бол “цаг хугацаа ухрах боломжтой”.

Бид бүхэн ямар нэгэн зүйлийг ажиглах үедээ цаг хугацааг ямагт “өнгөрсөнөөс ирээдүй рүү” гэсэн чиглэлээр урсаж байна гэж бодоцгоодог. Тэгээд, “ирээдүйгээс өнгөрсөн рүү” гэсэн урвуу чиглэлээр цаг ухрах нь байх боломжгүй зүйл гэж боддог.

Яагаад тэгж боддог юм бол?

Яагаад гэвэл, цаг хугацаа ухарч буй мэт үзэгдэл бидэнд “байгаллаг бус” гэж санагдах учраас тэр юм.

Жишээ нь, “Ваар тонгойж, ус асгарч байна” гэх үзэгдлийг видео камераар бичиж аваад, тэрийгээ хөмрүүлж үзэх юм бол “Асгарсан ус цуглаж ваар руу орж байна” гэсэн бичлэг болж, тэр нь байж боломжгүй “байгаллаг бус” харагдана (Бид нар тийм үзэгдэл хэзээ ч харж байгаагүй).

Тиймээс ердийн мэдрэмжээр бол цаг хугацаа ухарч буй мэт үзэгдэл бол яагаад ч өрнөх боломжгүй зүйл бөгөөд, эндээс “ирээдүйгээс өнгөрсөн чиглэлээр цаг урсах явдал хэзээ ч байхгүй” гэсэн бодол төрдөг. Ёстой л нөгөө “Бандан тас” гэдэг болно.

Гэвч байна шүү. Ус гэдэг чинь явж явж усны молекул гэх бөөмний (шарик шиг зүйл) бөөгнөрөл шүү дээ. Тэр усыг бүрдүүлдэг атом, молекулуудын микро хөдөлгөөнд анхаарлаа хандуулах юм бол, яриа тэс өөр болж хувирна.

Жишээ нь, “Молекул А молекул В-тэй мөргөлдөж, молекул В нь ойгоод явчихлаа” гэдэг үзэгдлийг видео камераар бичиж аваад, өөр хүнд тэрийгээ хөмрүүлсэн хөмрүүлээгүй хоёулангаар нь үзүүлж, “Аль нь хөмрүүлсэн бичлэг вэ?” гээд асуувал, тэр хүн зөв хариулж чадах болов уу?

Үнэндээ бол зарчмын хувьд аль нь аль болохыг зөв хариулах ямар ч боломжгүй.

Учир нь тэр бичлэгийн хөмрүүлсэн бичлэг болох “Молекул В нь молекул А-тай мөргөлдөж, молекул А нь ойгоод явчихлаа” гэдэг бичлэг бол хэрхэвч “байгаллаг бус” биш буюу, байдаг л энгийн үзэгдэл болж харагдана.

Нэг ёсондоо зөвхөн микро биетүүдийн хөдөлгөөнийг харвал, тэнд “өнгөрсөнөөс ирээдүй рүү” гэсэн цагийн сум анзаарагдахгүй гэсэн үг. Цаг хугацаа (t) ч байна уу, (-t) ч байна уу, аль нь ч байсан падгүй болно.

Бичил хөдөлгөөн дэхь цагийн сумны чиглэлийг тогтоож болохгүй атал, түүгээр бүтээгдэх аварга үзэгдэл дээр цагийн сумны чиглэлийг тогтоох боломжтой байгааг хэрхэн тайлбарлавал зохилтой вэ?

гэсэн эргэлзээ “Цагийн үл ухрах шинжийн асуудал” гэх нэрээр 100-аад жилийн өмнөөс яригдах болж, одоо ч бүрэн шийдэгдээгүй байгаа гэдэг.

• Цагийг ухраавал биетүүдийн хөдөлгөөний чиглэл эсрэг болох боловч, хүчний чиглэл эсрэг болохгүй

Цаг хугацаа ухраад эхэлбэл ертөнц юу болох бол?

Хүрхрээ дээшээ хөөрч, алим мод руу үсэрч, наалдсан соронзнууд бут үсэрч, арай гэж учирсан хосууд салаад алга болно. Арай л замбараагүй юу?

Үүнийг хараад ихэнх хүмүүс физикийн хуулиудыг ч бас урвуу болчихлоо гэж бодно. Цаг хугацаа ухардаг ертөнцөд өнөөгийн ертөнцийн физикийн хуулиуд огт үйлчлэхээ больж ээ..., гэж бодох вий.

Гэвч!

Үнэндээ бол ерөөс “хүч” гэдэг бол, огторгуйн координатын системд цагаас 2 удаа уламжлал авсан зүйлийг хэлдэг учир, цагийн тэмдгийн +/- хувирсан ч хүчний чиглэл өөрчлөгдөхгүй.

...энэ тэр гэсэн ойлгомжгүй яриаг хойш нь тавиад, зүгээр л бичлэг үзэцгээе.

Жишээ нь А цэг дээр зогсож байсан бөмбөгт “→” чиглэлтэй хүч үйлчилж, бөмбөг хөдөлжээ гэе.

Тэгтэл

Мэдээж бөмбөг “→” чиглэл рүү өнхөрнө.

За тэгвэл, одоо энэ бичлэгээ ухрааж харъя. Өөрөөр хэлбэл, цаг хугацаа ухарвал юу болохыг харъя.

Саяын үзэгдлийн урвуу нь юм чинь, мэдээж бөмбөг “←” чиглэл рүү өнхрөөд ирнэ.

Тэгснээ А цэг дээр яг очоод тасхийтэл зогсох учиртай. Гэвч, үүн дээр сайн ажиглана уу. Бөмбөг зогссон гэдэг маань, өнхөрч ирсэн чиглэлтэй эсрэг чиглэл бүхий хүч түүнд үйлчилсэн гэсэн үг. Өөрөөр хэлбэл, “→” чиглэлтэй хүч түүнд үйлчилсэн.

Өөрөөр хэлбэл, бичлэгийг ухраасан ч, урагшлуулсан ч авь адилхан чиглэлтэй хүч түүнд үйлчилж байна.

Нэг ёсондоо, цаг хугацаа ухарсан ч, “хүч”-ний үйлчлэлд ямар ч өөрчлөлт гарахгүй гэсэн үг.

За тэгвэл ийм жишээ байвал яах бол? Налуугийн орой дээр байгаа бөмбөгийг хөнгөхөн түлхтэл, бөмбөг өнхөрч уруудаад, яваандаа агаарын эсэргүүцэлд хурд нь саарсаар зогсчээ гэе.

Энэ бичлэгийг ухрааж үзвэл, өөрөөр хэлбэл цаг хугацааг урвуулбал гарцаа байхгүй бөмбөг “налуугаар өгсөөд гараад ирнэ” гэсэн бичлэг болон хувирч таарна.

Үүнийг харвал “Цаг хугацаа ухартал татах хүч эсрэг болчихлоо” гэж хэлмээр санагдах вий. Гэвч, үнэндээ физик талаасаа энд ямар ч хачирхалтай зүйл байхгүй юм.

Үүнийг бага зэрэг нарийвчлан ажиглая. Юуны өмнө цаг хугацаа эерэг чиглэлд байх үед

Юуны өмнө ерөөс налуугаар уруудсан бөмбөг зогссон гэдэг бол, ямар нэгэн хүч түүнд үйлчилжээ гэсэн үг. Энэ тохиолдолд агаарын эсэргүүцэл бий тул, бөмбөг өнхрөнгөө зөндөө олон агаарын молекултай мөргөлдөж, тэр бүрийд бөмбөгний хөдөлгөөнийг саатуулах тул, бөмбөг бага багаар хурдаа саасаар эцэстээ зогссон.

Үүнийг толгойдоо тогтоож авсныхаа үндсэн дээр, бичлэгээ ухрааж сонирхъё.

Хаанаас ч юм бүү мэд тоогүй олон агаарын молекулууд бөмбөгийг ирж мөргөсөөр, сүүлдээ бөмбөг хөдөлж, явсаар налууг өгсөж эхэлнэ.

Гэхдээ энэ үед ч бас бөмбөгт доошоо чиглэсэн татах хүч үйлчилж байгаа. Цаг хугацаа ухарч, бөмбөг налуугаар өгсөж байх үед ч бас татах хүч доошоо чиглээд үйлчилдэгээрээ л үйлчилнэ. Тийм ч учраас бөмбөг налуугаар өгсөх явцдаа бага багаар хурд нь саарч, эцэстээ налуугийн орой дээр хуруунд тээглээд тасхийтэл бүрэн зогсох болно.

Тэгэхээр юу гэсэн үг вэ гэвэл,

Цаг хугацаа ухарсан ч “хүч”-ний үйлчлэлд ямар ч өөрчлөлт орохгүй. “Хүч” гэдэг юманд цаг хугацааны нэмэх хасах огтхон ч нөлөөлдөггүй гэсэн үг.

Цаг хугацаа ухарсан ч татах хүч нөгөө л янзаараа үйлчилж, N туйл S туйлууд нөгөө л янзаараа таталцана.

...Тийм ч учраас дөнгөж өчигдөрхөн цаг хугацаа гэнэт ухарч, учирсан хосууд салж орхилоо ч, тэдний хоорон дахь биесдээ тэмүүлэх таталцлын хүчний чиглэл ердөө ч өөрчлөгдсөн нь үгүй билээ...

Дашрамд:

Хорвоо дээрх физик үзэгдлүүдийг бүгдийг “хүч (буюу харилцан үйлчлэл)” гээч юмаар тайлбарлах боломжтой. Үүн дээр цаг хугацаа ухарсан ч гэсэн “хүч”-ний үйлчлэлд ямар ч өөрчлөлт орохгүй юм чинь, шулуухандаа бол цаг хугацаа урагшаа ч явсан ухарч ч явсан “физикийн хуулиуд огтхон ч өөрчлөгдөхгүй”, “энэ ертөнц ч бас огтхон ч өөрчлөгдөхгүй” гэсэн үг болно.

Тиймийн учир цаг хугацаа ухарлаа гээд ямар нэгэн онцгой зүйл болох уу гэвэл үгүй. Цаг ухрахын өмнө ч хойно ч бүх юм бахь байдгаараа, нөгөө л физикийн хуулиуд дээр оршин тогтнодог тэр ертөнцөөрөө л байна. Тиймээс цаг хугацаа ухардаг ертөнцөд алимыг байдаг хүчээрээ шидвэл парабол зурсаар нисэн одож, явсаар татах хүчинд татагдаад газар унана. Цаг хугацаа ухрахаас өмнөхтэй юугаараа ч ялгарахгүй.

Яагаад гэж үү? Яагаад гэвэл цаг хугацаа ухрахын өмнө ч хойно ч авь адилхан физикийн хууль үйлчлэх учраас.

Гэх боловч..., үүнийг “аан зөв зөв” гээд хүлээн зөвшөөрөөд өнгөрөхийн аргагүй нэг л сонин эргэлзээ цаана нь үлдээд байна уу?

- Хөөе, хөөе! Юугаа яриад байгаа юм бэ? Цаг хугацаа чигээрээ явж байхад нялх хүүхэд хөгшин болж, кофе сүү 2 нийлээд сүүтэй кофе болдог юм шүү. Тэгтэл цаг хугацаа ухарвал хөгшин хүн нялх болж, сүүтэй кофены сүү кофе хоёр нь ялгараад унах болж байна уу? Хэдий тэр нь микро түвшиндээ байдаг л энгийн үзэгдэл байлаа ч, энэ бодит амьдралын хувьд бол байж боломгүй байгаллаг бус юм болдог юм байгаа биз дээ?

гэж танд санагдаж байвал таны түмэн зөв. Энэ асуудлыг арай мэргэжлийн түвшинд тавивал иймэрхүү асуулт болж хувирна.

- Цаг хугацаа хувирсан ч физикийн хууль өөрчлөгдөхгүй гэдгийг ойлголоо. Наадхыг чинь хүлээн зөвшөөрье. Гэвч, эерэг цаг хугацаанд Энтропи гарцаагүй өсдөг юм чинь, сөрөг цаг хугацаанд энтропи гарцаагүй буурна гэж үү? Та гуай цаг хугацаа эерэг ч бай сөрөг ч бай физикийн хуулиуд ижилхэн гэж байгаа ч, нэг дээр нь энтропи гарцаагүй өсч, нөгөө дээр нь энтропи гарцаагүй буурах болчоод байна. Шал өөр байгаа биз дээ? Үүнийг юу гэж тайлбарлах юм?

Нэг ёсондоо физикийн ухаанд цаг хугацааны асуудал нь эцсийн бүлэгтээ “Эерэг цаг хугацаанд яагаад Энтропи өсдөг вэ?” гэсэн асуултанд тулж очдог юм гэнэ лээ.

Харин Энтропи гэж юу болох талаар...

- За дараа ярьж өгье.