Filosofia dello spazio e del tempo - Philosophy of space and time

La filosofia dello spazio e del tempo è la branca della filosofia che si occupa delle questioni che circondano l' ontologia , l' epistemologia e il carattere dello spazio e del tempo . Sebbene tali idee siano state centrali per la filosofia sin dal suo inizio, la filosofia dello spazio e del tempo è stata sia un'ispirazione sia un aspetto centrale della prima filosofia analitica.. Il soggetto si concentra su una serie di questioni di base, tra cui se il tempo e lo spazio esistono indipendentemente dalla mente, se esistono indipendentemente l'uno dall'altro, cosa spiega il flusso apparentemente unidirezionale del tempo, se esistono tempi diversi dal momento presente e domande sul natura dell'identità (in particolare la natura dell'identità nel tempo).

Vedute antiche e medievali

La prima filosofia del tempo registrata è stata esposta dall'antico pensatore egiziano Ptahhotep (c. 2650-2600 aC) che ha detto:

Segui il tuo desiderio finché vivi, e non fare più di quanto è ordinato, non diminuire il tempo del desiderio successivo, perché la perdita di tempo è un abominio per lo spirito...

—  11° massima di Ptahhotep

I Veda , i primi testi sulla filosofia indiana e sulla filosofia indù , risalenti alla fine del II millennio a.C. , descrivono l'antica cosmologia indù , in cui l' universo attraversa ripetuti cicli di creazione, distruzione e rinascita, con ogni ciclo della durata di 4.320.000 anni. Gli antichi filosofi greci , tra cui Parmenide ed Eraclito , scrissero saggi sulla natura del tempo.

Gli Inca consideravano lo spazio e il tempo come un unico concetto, chiamato pacha ( Quechua : pacha , Aymara : pacha ).

Platone , nel Timeo , identificava il tempo con il periodo di moto dei corpi celesti, e lo spazio come quello in cui le cose vengono ad essere. Aristotele , nel libro IV della sua Fisica , definì il tempo come il numero dei mutamenti rispetto al prima e al dopo, e il luogo di un oggetto come il confine più intimo e immobile di ciò che lo circonda.

Nel libro 11 delle Confessioni di sant'Agostino , rimugina sulla natura del tempo, chiedendo: "Che cos'è allora il tempo? Se nessuno me lo chiede, lo so: se voglio spiegarlo a chi chiede, non lo so". Prosegue commentando la difficoltà di pensare al tempo, sottolineando l'inesattezza del discorso comune: "Poche cose infatti ci sono di cui si parla propriamente; della maggior parte delle cose si parla impropriamente, tuttavia, le cose intese sono comprese". Ma Agostino ha presentato il primo argomento filosofico per la realtà della creazione (contro Aristotele) nel contesto della sua discussione sul tempo, dicendo che la conoscenza del tempo dipende dalla conoscenza del movimento delle cose, e quindi il tempo non può essere dove non ci sono creature misurarne il passaggio (Confessioni libro XI ¶30; Città di Dio libro XI cap.6).

In contrasto con gli antichi filosofi greci che credevano che l'universo avesse un passato infinito senza inizio, i filosofi e i teologi medievali svilupparono il concetto dell'universo con un passato finito con un inizio, ora noto come finitismo temporale . Il filosofo cristiano Giovanni Filopono ha presentato i primi argomenti, adottati dai successivi filosofi e teologi cristiani della forma "argomento dell'impossibilità dell'esistenza di un infinito reale", che afferma:

"Un vero infinito non può esistere."
"Un infinito regresso temporale degli eventi è un infinito reale."
"∴ Non può esistere un infinito regresso temporale degli eventi."

All'inizio dell'XI secolo, il fisico musulmano Ibn al-Haytham (Alhacen o Alhazen) discusse la percezione dello spazio e le sue implicazioni epistemologiche nel suo Libro dell'ottica (1021). Rifiutò anche la definizione aristotelica di topos ( Fisica IV) attraverso dimostrazioni geometriche e definì il luogo come un'estensione spaziale matematica. La sua prova sperimentale del modello di visione intro-missione ha portato a cambiamenti nella comprensione della percezione visiva dello spazio, contrariamente alla precedente teoria dell'emissione della visione sostenuta da Euclide e Tolomeo . Nel "legare la percezione visiva dello spazio alla precedente esperienza corporea, Alhacen ha rifiutato inequivocabilmente l'intuitività della percezione spaziale e, quindi, l'autonomia della visione. Senza nozioni tangibili di distanza e dimensione per la correlazione, la vista non può dirci quasi nulla su queste cose ."

Realismo e antirealismo

Una posizione realista tradizionale nell'ontologia è che il tempo e lo spazio esistono separatamente dalla mente umana. Gli idealisti , al contrario, negano o dubitano dell'esistenza di oggetti indipendenti dalla mente. Alcuni antirealisti , la cui posizione ontologica è che gli oggetti al di fuori della mente esistono, tuttavia dubitano dell'esistenza indipendente del tempo e dello spazio.

Nel 1781, Immanuel Kant pubblicò la Critica della ragion pura , una delle opere più influenti nella storia della filosofia dello spazio e del tempo. Descrive il tempo come una nozione a priori che, insieme ad altre nozioni a priori come lo spazio , ci permette di comprendere l' esperienza sensoriale . Kant sostiene che né lo spazio né il tempo sono sostanza , entità in sé o apprese dall'esperienza; sostiene, piuttosto, che entrambi sono elementi di un quadro sistematico che usiamo per strutturare la nostra esperienza. Le misurazioni spaziali vengono utilizzate per quantificare la distanza tra gli oggetti e le misurazioni temporali vengono utilizzate per confrontare quantitativamente l'intervallo tra (o la durata di) eventi . Sebbene lo spazio e il tempo siano ritenuti trascendentalmente ideali in questo senso, sono anche empiricamente reali, cioè non mere illusioni.

Alcuni scrittori idealisti, come JME McTaggart in The Unreality of Time , hanno sostenuto che il tempo è un'illusione (vedi anche The flow of time , sotto).

Gli scrittori qui discussi sono per la maggior parte realisti in questo senso; per esempio, Gottfried Leibniz riteneva che le sue monadi esistessero, almeno indipendentemente dalla mente dell'osservatore.

Assolutismo e relazionalismo

Leibniz e Newton

Il grande dibattito tra la definizione di nozioni di spazio e tempo come oggetti reali stessi (assoluti), o meri ordinamenti su oggetti reali ( relazionali ), iniziò tra i fisici Isaac Newton (tramite il suo portavoce, Samuel Clarke) e Gottfried Leibniz nelle carte del Leibniz –Clarke corrispondenza .

Argomentando contro la posizione assolutista, Leibniz offre una serie di esperimenti mentali con lo scopo di mostrare che c'è contraddizione nell'assumere l'esistenza di fatti come la posizione e la velocità assolute. Questi argomenti commerciano pesantemente su due principi centrali della sua filosofia: il principio di ragione sufficiente e l' identità degli indiscernibili . Il principio di ragione sostiene che per ogni fatto c'è una ragione sufficiente a spiegare cosa e perché è così com'è e non altrimenti. L'identità degli indiscernibili afferma che se non c'è modo di distinguere due entità, allora sono la stessa cosa.

L'esempio usato da Leibniz riguarda due universi proposti situati nello spazio assoluto. L'unica differenza percepibile tra loro è che quest'ultimo è posizionato cinque piedi a sinistra del primo. L'esempio è possibile solo se esiste una cosa come lo spazio assoluto. Una tale situazione, tuttavia, non è possibile, secondo Leibniz, perché se lo fosse, la posizione di un universo nello spazio assoluto non avrebbe una ragione sufficiente, come potrebbe benissimo essere altrove. Pertanto, contraddice il principio di ragione sufficiente, e potrebbero esistere due universi distinti che erano in tutto e per tutto indiscernibili, contraddicendo così l'identità degli indiscernibili.

Nella risposta di Clarke (e di Newton) alle argomentazioni di Leibniz spicca l'argomento del secchio : l'acqua in un secchio, appesa a una corda e pronta a girare, inizierà con una superficie piana. Quando l'acqua inizia a girare nel secchio, la superficie dell'acqua diventa concava. Se il secchio viene fermato, l'acqua continuerà a girare, e mentre la rotazione continua, la superficie rimarrà concava. La superficie concava non è apparentemente il risultato dell'interazione del secchio con l'acqua, poiché la superficie è piatta quando il secchio inizia a girare, diventa concava quando l'acqua inizia a girare e rimane concava quando il secchio si ferma.

In questa risposta, Clarke sostiene la necessità dell'esistenza di uno spazio assoluto per spiegare fenomeni come la rotazione e l'accelerazione che non possono essere spiegati su un conto puramente relazionale . Clarke sostiene che poiché la curvatura dell'acqua si verifica nel secchio rotante così come nel secchio fisso contenente l'acqua rotante, può essere spiegato solo affermando che l'acqua ruota in relazione alla presenza di una terza cosa: lo spazio assoluto.

Leibniz descrive uno spazio che esiste solo come relazione tra oggetti, e che non ha esistenza al di fuori dell'esistenza di quegli oggetti. Il movimento esiste solo come relazione tra quegli oggetti. Lo spazio newtoniano ha fornito il quadro di riferimento assoluto all'interno del quale gli oggetti possono avere movimento. Nel sistema di Newton, il sistema di riferimento esiste indipendentemente dagli oggetti in esso contenuti. Questi oggetti possono essere descritti come in movimento in relazione allo spazio stesso. Per quasi due secoli, l'evidenza di una superficie d'acqua concava ha avuto autorità.

Mach

Un'altra figura importante in questo dibattito è il fisico del XIX secolo Ernst Mach . Pur non negando l'esistenza di fenomeni come quello visto nell'argomento del secchio, negò comunque la conclusione assolutista offrendo una risposta diversa su ciò a cui il secchio stava ruotando in relazione: le stelle fisse .

Mach ha suggerito che gli esperimenti mentali come l'argomento del secchio sono problematici. Se dovessimo immaginare un universo che contiene solo un secchio, per conto di Newton, questo secchio potrebbe essere impostato per ruotare rispetto allo spazio assoluto, e l'acqua che contiene formerebbe la caratteristica superficie concava. Ma in assenza di qualcos'altro nell'universo, sarebbe difficile confermare che il secchio stesse davvero girando. Sembra ugualmente possibile che la superficie dell'acqua nel secchio rimanga piatta.

Mach sosteneva che, in effetti, l'esperimento dell'acqua in un universo altrimenti vuoto sarebbe rimasto piatto. Ma se un altro oggetto fosse introdotto in questo universo, forse una stella lontana, ci sarebbe ora qualcosa rispetto al quale il secchio potrebbe essere visto ruotare. L'acqua all'interno del secchio potrebbe avere una leggera curvatura. Per tenere conto della curva che osserviamo, un aumento del numero di oggetti nell'universo aumenta anche la curvatura nell'acqua. Mach sosteneva che la quantità di moto di un oggetto, angolare o lineare, esiste come risultato della somma degli effetti di altri oggetti nell'universo ( Principio di Mach ).

Einstein

Albert Einstein propose che le leggi della fisica dovessero essere basate sul principio di relatività . Questo principio sostiene che le regole della fisica devono essere le stesse per tutti gli osservatori, indipendentemente dal sistema di riferimento utilizzato, e che la luce si propaga alla stessa velocità in tutti i sistemi di riferimento. Questa teoria è stata motivata dalle equazioni di Maxwell , che mostrano che le onde elettromagnetiche si propagano nel vuoto alla velocità della luce . Tuttavia, le equazioni di Maxwell non danno alcuna indicazione a cosa sia relativa questa velocità. Prima di Einstein, si pensava che questa velocità fosse relativa a un mezzo fisso, chiamato etere luminifero . Al contrario, la teoria della relatività ristretta postula che la luce si propaghi alla velocità della luce in tutti i sistemi inerziali ed esamina le implicazioni di questo postulato.

Tutti i tentativi di misurare qualsiasi velocità relativa a questo etere fallirono, il che può essere visto come una conferma del postulato di Einstein che la luce si propaga alla stessa velocità in tutti i sistemi di riferimento. La relatività ristretta è una formalizzazione del principio di relatività che non contiene un sistema di riferimento inerziale privilegiato, come l'etere luminifero o lo spazio assoluto, da cui Einstein ha dedotto che tale sistema non esiste.

Einstein ha generalizzato la relatività a sistemi di riferimento non inerziali. Ha ottenuto questo postulando il Principio di Equivalenza , che afferma che la forza percepita da un osservatore in un dato campo gravitazionale e quella percepita da un osservatore in un sistema di riferimento in accelerazione sono indistinguibili. Ciò ha portato alla conclusione che la massa di un oggetto deforma la geometria dello spazio-tempo che lo circonda, come descritto nelle equazioni di campo di Einstein .

Nella fisica classica, un sistema di riferimento inerziale è quello in cui un oggetto che non subisce forze non accelera. Nella relatività generale, un sistema di riferimento inerziale è uno che segue una geodetica dello spazio-tempo. Un oggetto che si muove contro una geodetica sperimenta una forza. Un oggetto in caduta libera non subisce una forza, perché sta seguendo una geodetica. Un oggetto in piedi sulla terra, tuttavia, sperimenterà una forza, poiché viene trattenuto contro la geodetica dalla superficie del pianeta.

Einstein sostiene in parte il principio di Mach secondo cui le stelle lontane spiegano l'inerzia perché forniscono il campo gravitazionale contro il quale si verificano l'accelerazione e l'inerzia. Ma contrariamente al resoconto di Leibniz, questo spazio-tempo deformato è parte integrante di un oggetto come lo sono le sue altre caratteristiche che lo definiscono, come il volume e la massa. Se si sostiene, contrariamente alle credenze idealiste, che gli oggetti esistono indipendentemente dalla mente, sembra che la relativistica li impegni a ritenere anche che spazio e temporalità abbiano esattamente lo stesso tipo di esistenza indipendente.

Convenzionalismo

La posizione del convenzionalismo afferma che non esiste un dato di fatto per quanto riguarda la geometria dello spazio e del tempo, ma che è decisa per convenzione. Il primo proponente di tale visione, Henri Poincaré , reagendo alla creazione della nuova geometria non euclidea , sostenne che quale geometria applicata a uno spazio fosse decisa per convenzione, poiché geometrie diverse descriveranno ugualmente bene un insieme di oggetti, in base a considerazioni dalla sua sfera-mondo .

Questa visione è stata sviluppata e aggiornata per includere considerazioni di fisica relativistica da Hans Reichenbach . Il convenzionalismo di Reichenbach, applicato allo spazio e al tempo, si concentra sull'idea di definizione coordinativa .

La definizione coordinativa ha due caratteristiche principali. Il primo ha a che fare con il coordinamento delle unità di lunghezza con determinati oggetti fisici. Ciò è motivato dal fatto che non possiamo mai comprendere direttamente la lunghezza. Invece dobbiamo scegliere un oggetto fisico, ad esempio il metro standard del Bureau International des Poids et Mesures (International Bureau of Weights and Measures), o la lunghezza d' onda del cadmio da considerare come unità di lunghezza. La seconda caratteristica si occupa di oggetti separati. Sebbene possiamo, presumibilmente, testare direttamente l'uguaglianza di lunghezza di due aste di misurazione quando sono l'una accanto all'altra, non possiamo scoprirlo altrettanto per due aste distanti l'una dall'altra. Anche supponendo che due verghe, quando accostate l'una all'altra, si vedano eguali in lunghezza, non siamo giustificati nell'affermare che sono sempre eguali in lunghezza. Questa impossibilità mina la nostra capacità di decidere l'uguaglianza di lunghezza di due oggetti distanti. La parità di lunghezza, al contrario, deve essere fissata per definizione.

Un tale uso della definizione coordinativa è in effetti, sul convenzionalismo di Reichenbach, nella Teoria della Relatività Generale dove si presume che la luce, cioè non scoperta, segni distanze uguali in tempi uguali. Dopo questa impostazione di definizione coordinativa, tuttavia, viene impostata la geometria dello spaziotempo.

Come nel dibattito assolutismo/relazionalismo, la filosofia contemporanea è ancora in disaccordo sulla correttezza della dottrina convenzionalista.

Struttura dello spazio-tempo

Partendo da un mix di intuizioni dai dibattiti storici dell'assolutismo e del convenzionalismo, nonché riflettendo sull'importanza dell'apparato tecnico della Teoria della Relatività Generale, i dettagli sulla struttura dello spazio-tempo hanno costituito un'ampia parte della discussione all'interno la filosofia dello spazio e del tempo, così come la filosofia della fisica . Di seguito è riportato un breve elenco di argomenti.

Relatività della simultaneità

Secondo la relatività ristretta ogni punto dell'universo può avere un diverso insieme di eventi che compongono il suo istante presente. Questo è stato usato nell'argomento Rietdijk-Putnam per dimostrare che la relatività predice un universo a blocchi in cui gli eventi sono fissati in quattro dimensioni.

Invarianza vs. covarianza

Facendo valere le lezioni del dibattito assolutismo/relazionalismo con i potenti strumenti matematici inventati nel XIX e XX secolo, Michael Friedman traccia una distinzione tra invarianza su trasformazione matematica e covarianza su trasformazione.

L'invarianza, o simmetria, si applica agli oggetti , cioè il gruppo di simmetria di una teoria dello spazio-tempo designa quali caratteristiche degli oggetti sono invarianti, o assolute, e quali sono dinamiche, o variabili.

La covarianza si applica alle formulazioni delle teorie, cioè il gruppo di covarianza designa in quale gamma di sistemi di coordinate valgono le leggi della fisica.

Questa distinzione può essere illustrata rivisitando l'esperimento mentale di Leibniz, in cui l'universo viene spostato di oltre cinque piedi. In questo esempio si vede che la posizione di un oggetto non è una proprietà di quell'oggetto, cioè la posizione non è invariante. Allo stesso modo, il gruppo di covarianza per la meccanica classica sarà qualsiasi sistema di coordinate ottenuto l'uno dall'altro da spostamenti di posizione e da altre traslazioni consentite da una trasformazione galileiana .

Nel caso classico, il gruppo di invarianza, o simmetria, e il gruppo di covarianza coincidono, ma si separano nella fisica relativistica. Il gruppo di simmetria della teoria della relatività generale include tutte le trasformazioni differenziabili, cioè tutte le proprietà di un oggetto sono dinamiche, in altre parole non esistono oggetti assoluti. Le formulazioni della teoria della relatività generale, a differenza di quelle della meccanica classica, non condividono uno standard, cioè non esiste un'unica formulazione abbinata alle trasformazioni. In quanto tale, il gruppo di covarianza della teoria della relatività generale è solo il gruppo di covarianza di ogni teoria.

Quadri storici

Un'ulteriore applicazione dei moderni metodi matematici, in combutta con l'idea di gruppi di invarianza e covarianza, è cercare di interpretare le visioni storiche dello spazio e del tempo in un linguaggio matematico moderno.

In queste traduzioni, una teoria dello spazio e del tempo è vista come una varietà accoppiata con spazi vettoriali , più spazi vettoriali più fatti ci sono sugli oggetti in quella teoria. Si ritiene generalmente che lo sviluppo storico delle teorie dello spaziotempo inizi da una posizione in cui molti fatti sugli oggetti sono incorporati in quella teoria e, man mano che la storia progredisce, viene rimossa sempre più struttura.

Ad esempio, lo spazio e il tempo aristotelici hanno sia una posizione assoluta che luoghi speciali, come il centro del cosmo e la circonferenza. Lo spazio e il tempo newtoniani hanno posizione assoluta ed è galileiano invariante , ma non ha posizioni speciali.

buchi

Con la teoria della relatività generale, il dibattito tradizionale tra assolutismo e relazionalismo è stato spostato sul fatto che lo spaziotempo sia una sostanza, poiché la teoria della relatività generale esclude ampiamente l'esistenza, ad esempio, di posizioni assolute. Un potente argomento contro il sostanzialismo spaziotemporale , offerto da John Earman, è noto come " argomento del buco ".

Questo è un argomento matematico tecnico, ma può essere parafrasato come segue:

Definire una funzione d come la funzione identità su tutti gli elementi sulla varietà M, eccetto un piccolo intorno H appartenente a M. Over H d viene a differire dall'identità per una funzione regolare .

Con l'uso di questa funzione d possiamo costruire due modelli matematici , dove il secondo è generato applicando d ad elementi propri del primo, in modo tale che i due modelli siano identici prima del tempo t = 0, dove t è una funzione temporale creata da una foliazione dello spaziotempo, ma differiscono dopo t =0.

Queste considerazioni mostrano che, poiché il sostanzialismo consente la costruzione di buchi, l'universo deve, in questa prospettiva, essere indeterministico. Il che, sostiene Earman, è un caso contro il sostanzialismo, poiché il caso tra determinismo o indeterminismo dovrebbe essere una questione di fisica, non del nostro impegno per il sostanzialismo.

Direzione del tempo

Il problema della direzione del tempo nasce direttamente da due fatti contraddittori. In primo luogo, le leggi fisiche fondamentali sono invarianti per l' inversione temporale ; se una pellicola cinematografica fosse ripresa da un qualunque procedimento descrivibile mediante le leggi sopra citate e poi riprodotta a ritroso, rappresenterebbe comunque un procedimento fisicamente possibile. In secondo luogo, la nostra esperienza del tempo, a livello macroscopico , non è invariante per l'inversione temporale. I bicchieri possono cadere e rompersi, ma i frammenti di vetro non possono rimontarsi e volare sui tavoli. Abbiamo ricordi del passato e nessuno del futuro. Sentiamo di non poter cambiare il passato ma di poter influenzare il futuro.

Soluzione di causalità

Una soluzione a questo problema assume una visione metafisica , in cui la direzione del tempo segue da un'asimmetria di causalità . Sappiamo di più sul passato perché gli elementi del passato sono le cause dell'effetto che è la nostra percezione. Sentiamo che non possiamo influenzare il passato e possiamo influenzare il futuro perché non possiamo influenzare il passato e possiamo influenzare il futuro.

Ci sono due obiezioni principali a questa visione. Il primo è il problema di distinguere la causa dall'effetto in modo non arbitrario. L'uso della causalità nella costruzione di un ordinamento temporale potrebbe facilmente diventare circolare. Il secondo problema con questo punto di vista è il suo potere esplicativo. Mentre il resoconto della causalità, in caso di successo, può spiegare alcuni fenomeni asimmetrici nel tempo come la percezione e l'azione, non ne tiene conto molti altri.

Tuttavia, l'asimmetria della causalità può essere osservata in modo non arbitrario che non è metafisico nel caso di una mano umana che lascia cadere una tazza d'acqua che si rompe in frammenti su un pavimento duro, versando il liquido. In quest'ordine, le cause della risultante configurazione di frammenti di tazza e fuoriuscita d'acqua sono facilmente attribuibili in termini di traiettoria della tazza, irregolarità nella sua struttura, angolo del suo impatto sul pavimento, ecc. Tuttavia, applicando lo stesso evento in viceversa, è difficile spiegare perché i vari pezzi della tazza debbano volare su nella mano umana e ricomporre esattamente la forma di una tazza, o perché l'acqua debba posizionarsi interamente all'interno della tazza. Le cause della risultante struttura e forma della tazza e dell'incapsulamento dell'acqua da parte della mano all'interno della tazza non sono facilmente attribuibili, in quanto né la mano né il pavimento possono ottenere tali formazioni della tazza o dell'acqua. Questa asimmetria è percepibile in virtù di due caratteristiche: i) il rapporto tra le capacità di agente della mano umana (cioè, di cosa è e non è capace e a cosa serve) e l'agire non animale (cioè, quali piani sono e non sono capaci e a cosa servono) e ii) che i pezzi di coppa sono venuti a possedere esattamente la natura e il numero di quelli di una coppa prima di essere assemblati. In breve, tale asimmetria è riconducibile al rapporto tra i) direzione temporale e ii) implicazioni di forma e capacità funzionale.

L'applicazione di queste idee di forma e capacità funzionale detta solo la direzione temporale in relazione a scenari complessi che coinvolgono un'agenzia specifica e non metafisica che non dipende semplicemente dalla percezione umana del tempo. Tuttavia, quest'ultima osservazione di per sé non è sufficiente a invalidare le implicazioni dell'esempio per la natura progressiva del tempo in generale.

Soluzione termodinamica

La seconda grande famiglia di soluzioni a questo problema, e di gran lunga quella che ha generato la maggior parte della letteratura, trova l'esistenza della direzione del tempo in relazione alla natura della termodinamica.

La risposta della termodinamica classica afferma che mentre la nostra teoria fisica di base è, di fatto, simmetrica all'inversione del tempo, la termodinamica non lo è. In particolare, la seconda legge della termodinamica afferma che l' entropia netta di un sistema chiuso non diminuisce mai, e questo spiega perché spesso vediamo vetri rompersi, ma non tornare insieme.

Ma nella meccanica statistica le cose si complicano. Da un lato, la meccanica statistica è di gran lunga superiore alla termodinamica classica, in quanto il comportamento termodinamico, come la rottura del vetro, può essere spiegato dalle leggi fondamentali della fisica abbinate a un postulato statistico . Ma la meccanica statistica, a differenza della termodinamica classica, è simmetrica all'inversione del tempo. La seconda legge della termodinamica, come emerge nella meccanica statistica, afferma semplicemente che è estremamente probabile che l'entropia netta aumenterà, ma non è una legge assoluta.

Le attuali soluzioni termodinamiche al problema della direzione del tempo mirano a trovare qualche ulteriore fatto, o caratteristica delle leggi della natura, per spiegare questa discrepanza.

Soluzione delle leggi

Un terzo tipo di soluzione al problema della direzione del tempo, sebbene molto meno rappresentato, sostiene che le leggi non sono simmetriche all'inversione del tempo. Ad esempio, alcuni processi in meccanica quantistica , relativi alla forza nucleare debole , non sono reversibili nel tempo, tenendo presente che quando si tratta di meccanica quantistica la reversibilità nel tempo comprende una definizione più complessa. Ma questo tipo di soluzione è insufficiente perché 1) i fenomeni di asimmetria temporale nella meccanica quantistica sono troppo pochi per spiegare l'uniformità dell'asimmetria temporale macroscopica e 2) si basa sul presupposto che la meccanica quantistica sia la descrizione finale o corretta della fisica processi.

Un recente sostenitore della soluzione delle leggi è Tim Maudlin che sostiene che le leggi fondamentali della fisica sono leggi dell'evoluzione temporale (vedi Maudlin [2007]). Tuttavia, altrove Maudlin sostiene: "[il] passaggio del tempo è un'asimmetria intrinseca nella struttura temporale del mondo... È l'asimmetria che fonda la distinzione tra sequenze che vanno dal passato al futuro e sequenze che vanno dal futuro al futuro". passato" [ibid, edizione 2010, p. 108]. Quindi è probabilmente difficile valutare se Maudlin stia suggerendo che la direzione del tempo sia una conseguenza delle leggi o sia essa stessa primitiva.

Flusso del tempo

Il problema del flusso del tempo, così come è stato trattato nella filosofia analitica, deve il suo inizio a un articolo scritto da JME McTaggart , in cui propone due "serie temporali". La prima serie, che significa che per conto per le nostre intuizioni circa divenire temporale, oppure il movimento ora, si chiama A-series . La serie A ordina gli eventi in base al loro essere nel passato, presente o futuro, più semplice e in confronto l'uno con l'altro. La serie B elimina ogni riferimento al presente e le relative modalità temporali del passato e del futuro, e ordina tutti gli eventi secondo le relazioni temporali precedenti e successive a . In molti modi, il dibattito tra i sostenitori di questi due punti di vista può essere visto come una continuazione del dibattito moderno tra l'idea che esiste un tempo assoluto (difeso da Isaac Newton ) e l'idea che esiste solo un tempo semplicemente relativo (difeso da Gottfried Leibniz ).

McTaggart, nel suo articolo " The Unreality of Time ", sostiene che il tempo è irreale poiché a) la serie A è incoerente eb) la serie B da sola non può spiegare la natura del tempo poiché la serie A descrive una caratteristica essenziale di esso.

Partendo da questo quadro, sono stati offerti due campi di soluzione. La prima, la soluzione della teoria A, prende il divenire come la caratteristica centrale del tempo e cerca di costruire la serie B dalla serie A offrendo un resoconto di come i fatti B escono dai fatti A. Il secondo campo, la soluzione della teoria B, prende come decisivi gli argomenti di McTaggart contro la serie A e cerca di costruire la serie A partendo dalla serie B, per esempio, mediante indicali temporali.

dualità

I modelli della teoria quantistica dei campi hanno dimostrato che è possibile che le teorie in due diversi sfondi spazio-temporali, come AdS/CFT o T-dualità , siano equivalenti.

Presentismo ed eternismo

Secondo il Presentismo , il tempo è un ordinamento di varie realtà . Ad un certo punto alcune cose esistono e altre no. Questa è l'unica realtà con cui possiamo confrontarci e non possiamo ad esempio dire che Omero esiste perché al momento non esiste. Un eternalista , d'altra parte, sostiene che il tempo è una dimensione della realtà alla pari delle tre dimensioni spaziali, e quindi che tutte le cose - passate, presenti e future - possono dirsi altrettanto reali quanto le cose nel presente . Secondo questa teoria, quindi, Homer in realtà lo fa esistere, anche se dobbiamo ancora usare un linguaggio speciale quando si parla di qualcuno che esiste in un momento, proprio distante come vorremmo usare un linguaggio speciale quando si parla di qualcosa di lontano (le stesse parole nei pressi , di gran lunga , above , below e tali sono direttamente paragonabili a frasi come in passato , un minuto fa e così via).

Endurantismo e perdurantismo

Le posizioni sulla persistenza degli oggetti sono in qualche modo simili. Un endurantista sostiene che per un oggetto permanere nel tempo è che esso esista completamente in tempi diversi (ogni istanza di esistenza che possiamo considerare come in qualche modo separata dalle istanze precedenti e future, sebbene ancora numericamente identica ad esse). Un perdurantista sostiene invece che l'esistenza di una cosa nel tempo significa che essa esista come una realtà continua, e che quando consideriamo la cosa nel suo insieme dobbiamo considerare un aggregato di tutte le sue " parti temporali " o istanze di esistente. L'endurantismo è visto come la visione convenzionale e scaturisce dalle nostre idee pre-filosofiche (quando parlo con qualcuno penso di parlare con quella persona come un oggetto completo, e non solo una parte di un essere intertemporale), ma i perdurantisti come David Lewis hanno attaccato questa posizione. Sostengono che il perdurantismo è la visione superiore per la sua capacità di tener conto del cambiamento negli oggetti.

Nel complesso, i Presentisti sono anche endurantisti e gli Eternalisti sono anche perdurantisti (e viceversa), ma questa non è una relazione necessaria ed è possibile affermare, ad esempio, che lo scorrere del tempo indica una serie di realtà ordinate, ma che gli oggetti all'interno queste realtà in qualche modo esistono al di fuori della realtà nel suo insieme, anche se le realtà come insieme non sono correlate. Tuttavia, tali posizioni sono adottate raramente.

Guarda anche

Appunti

Riferimenti

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