دکتر سید سلمان فاطمی

مغز، ابزار درک تمایزها در ابعاد کیهان مادی(فضا و زمان)

ممکن است فضا و زمان یک چیز باشند که با هم به نتیجه رسیده اند و همه با هم در یک لحظه هستند.

درک ابعاد کیهان(مکان و زمان و یا ابعاد فراتر از این ابعاد بر اساس نظریه ریسمان ها)در حضور محیط های نامعمول کیهان مادی مانند سیاه چاله های فضایی چگونه است؟
با ما همراه باشید: (همچنین میتوانید برای بررسی بیشتر به مقاله یطعم سقوط، به وسیله ی ابزارهای حسی و ادراکی و مغز یا روح ما چگونه است در همین کانال مراجعه کنید.)

#زمان، شگفت انگیز و مرموز است!
زمان در سرعت های بالا و اطراف اشیای غول آسا کند میشود؛ در سرعت نور و در افق رویداد سیاهچاله کاملا متوقف میشود و در مرکز سیاهچاله وجود ندارد. زمان چیست؟

زمان، فاصله و تفاوتی میان دو نقطه ی متفاوت است مانند مکان- که فاصله ی دو نقطه ی متفاوت است. از این نقطه تا آن نقطه، تفاوت فقط فاصله ی مکانی نیست بلکه این فاصله، تفاوت در زمان انتقال دو نقطه بر روی هم، نیز هست.

در حقیقت، تمایز زمانی بین دو نقطه به دلیل تفاوت در پرتوهای نورانی است که از آن دو نقطه به ما می‌رسد و ثابت بودن سرعت نور، باعث درک این تمایز است. ولی در سرعت برابر با سرعت نور، این تمایز در میان دو نقطه از میان میرود. زیرا اساسا بیننده سوار بر پرتویی است که از دو نقطه می آید و درک تمایز برای او ممکن نیست . یعنی تمایز مکانی و زمانی محو می‌شود.

در افق رویداد سیاهچاله فضایی- که پرتوی نور قادر به فرار نیست و در نتیجه قابل مشاهده توسط ناظر بیرون از سیاهچاله نیست- دوباره این تمایز و در نتیجه زمان، رنگ می‌بازد و در درون سیاهچاله با جاذبه ی شگفت انگیز آن- که حتی به نور اجازه ی خروج نمیدهد- اگر اشیا با سرعت نور حرکت کنند زمان رنگ میبازد.

و حتی از دید ناظری که از بیرون سیاهجاله می‌نگرد مفهوم گذر زمان در درون سیاهچاله ی محتوی همه چیز حتی نور، بسیار متفاوت است زیرا ناظر بیرون سیاهچاله با پرتوی نور مواجه نیست بلکه با پرتوهای دیگری به جای پرتوی نور مواجه است(پرتوهای هاوگینگ)که از سیاهچاله می گریزد و به ناظر میرسد. اینکه سرعت این پرتوها چقدر است و از سرعت نور، بیشتر یا کمتر است مشخص نیست. در هر حالت میتواند، حرکات نور را در درون سیاهچاله، متفاوت درک شود.

آنچه درک و احساس میکنیم تابع شرایط محیط بر ما و مجموعه ای که در آن هستیم و پرتوهایی که به ما میرسد(نور یا غیر نور)، میتواند متفاوت و نسبی باشد.

درک و احساس- که پایه و اساس شکل دادن به کیهان است- بدون در نظر گرفتن این عوامل دخیل، ساده نیست.

درک و احساس ما تایع قدرت دید بیننده، محیط اطراف او(که بر سرعت حرکت بیننده تاثیر میگذارد) و سرعت پرتوهایی است که به بیننده می رسد. سرعت این پرتوها میتواند همه ی ادراک ما را از مکان و زمان متفاوت کند.

آیا گذشته، امروز وآینده در همین زمان، وجود دارد؟
آیا زمان، واقعیت است یا یک اشتباه حسی(ایلوشن) است؟
آیا تفاوت ها و فاصله ها در میان ما، فاصله حقیقی است و یا فقط فاصله ای است که ذهن ما می سازد؟
آیا تمایزهای کیهان ما، چیزی جز برداشت ذهن ما است؟
و اگر این ذهن، جور دیگری بنگرد و فاصله ها را به گونه ی دیگری ببیند، سرعت ها و ابعاد، چگونه میشود؟

گذر زمان، در جهانی که تمایزها و فاصله های آن در ذهن مشاهده گر آن، تمایزهای حقیقی نیست و شاید مشاهده گر اساسا این فاصله ها را نبیند چگونه خواهد بود؟!

از قوانین گالیله تا نیوتن تا نسبیت عام و خاص اینشتین تا قانون هم ارزی و در هم شکستن تاثیر جرم، بر شتاب حرکت تا در هم تنیدگی کوانتومی- که گویا در آن فاصله ها کاملا از میان میرود و در اثر پروانه ای، هزاران کیلومتر فاصله، منعی برای ارتباط و انتقال اثر فوری با سرعت بی نهایت نیست- نقش ناظر بر رفتار کیهان ما، بسیار تاثیر گذار است.

تناقضات قوانین نیوتن با نسبیت عام و تناقض نسبیت خاص با نسبیت عام، اینگونه نیست که ما را از سیاهی ای کامل، وارد نوری کامل کند یعنی اینگونه نیست که با کشف نسبیت، قوانین نیوتنی به طور کامل از رده خارج شود و یا با کشف نسبیت عام، نسبیت خاص از رده بیرون رود؛ بلکه هرکدام در جایگاه خودش، درست است یا نگاهی از دید ناظرانی است که از مراتب مختلف می نگرند و این تصور که نسبیت عام و در هم تنیدگی، پایان مشاهدات مشاهده گران، است توهمی بیش نیست
پای صحبت های برخی از فیزیک دان ها در مورد مفهوم زمان می نشینیم:
زمان حقیقتا واقعی است ولی سوال اینکه منظور ما از کلمه ی زمان چیست؟
زمان ممکن است تو را شگفت زده کند، فیزیکدان ها پاسخ ساده ای برای زمان ندارند. فیزیکدان ها واقعا دید مشترکی روی موضوع ندارند که آیا چیزی به نام زمان وجود دارد؟ یا چیزی مرسوم و عادتی و فسلفی برای ماست که به یک قرن اخیر باز می گردد؟

ولی من تصور میکنم خوب است بگوییم از یک جهت این اختلاف، چیزی مسخره است این یک عقیده مسخره است. چگونه تو میتوانی بگویی زمانی وجود ندارد وقتی ما در ابتدا و در همه لحظات چنان تجربه ی عمیقی از آن داریم؟ و دوم اینکه ما دائما در مورد آن سخن می گوییم؟ منظور من این است که ما نباید این جمله را بدون رفر دادن(بازگشت) به زمان به کار ببریم. من می گویم ما نمیتوانیم در روز، راه برویم بدون آنکه زمان را توضیح دهیم.

مشخص است وقتی یک فیزیک دان در مورد وجود زمان سوال میکند آنها کوشش میکنند چیزی تخصصی و تکنیکال را توضیح دهند. توجه کن: در انگلستان ما کلمه ی دیگری برای زمان به جز خود زمان(Time) نداریم. این منحصر به فرد است.
این بعد چهارم وحشی در طبیعت است. زمان بعد چهارم است و ما آن را بعد چهارم می دانیم واین فقط در فیزیک نظری نیست بلکه در مهندسی هم کاربرد دارد. من در طراحی یک خودران چهار بعدی کار کرده ام. این خودران به تو میگوید تو کجا بودی کجا میخواهی بروی و چه ارتفاعی بالاتر از سطح دریا حرکت میکنی و بعد از آنجا به کجا میخواهی بروی!(با تحلیل و نگهداری اطلاعات قبلی، میتواند وقایع آینده را پیش بینی کند. یعنی اطلاعات گذشته و امروز را در کنار هم قرار میدهد و آینده هم با پیشگویی در اختیار ماشین است. از این رو آن را خودران چهار بعدی مینامند.)

اینشتین و شاید من باید درست تر حرف بزنیم. معلم او و افراد هم دوره ی او یک دید فضا زمان را به عنوان یک چیز چهار بعدی پیشنهاد میدهند و میگویند گذشته و آینده دقیقا مانند ابعاد فضایی هستند. گذشت و آینده فقط مانند جهت شمالی و جنوبی در معادله های فیزیکی هستند! بنابراین تو میتوانی یک دید از جهان بسازی که در آن آینده هم اخیرا در آنجا باشد!
و تو میتوانی بگویی فیزیکدان ها چیزی شبیه این را میگویند که در قوانین بنیادین فیزیک تفاوتی بین گذشته و آینده وجود ندارد. زمان به عنوان چیزی غیرمستقل وجود ندارد. زمان فقط مانند بعد دیگر مانند فضا است. دوباره این نزاعی آشکار در نگاه ما در مورد جهان است. ما طی روز حرکت میکنیم گویا گذشته تمام شده است و آینده هنوز رخ نداده است و شاید اینطور رخ دهد. ما میتوانیم سکه ای را بیندازیم و ببینیم کدام سمت می آید ولی در ابتدا نمی دانیم. و ما این اعتقاد را داشته ایم که در دوره ی ما آینده به طور دقیق، مشخص نشده است و متفاوت از گذشته است.

اگر احساس شخصی ما از جریان زمان یک خطای در احساس(ایلوشن)باشد ما برخورد واضحی بین فیزیک و نوروساینس داریم زیرا فرضیه ی غالب در فیزیک این است که ما در جهانی بلوک مانند، زندگی میکنیم و تا امروز باید روشن شده باشد که اجماعی وجود ندارد؛ توافقی 100% وجود ندارد ولی نگاه استاندارد در فیزیک این است که این تا حد زیادی از نسبیت می آید که ما در جهانی همیشگی زندگی می کنیم در جهانی بلوک مانند که در آن، گذشته حال و آینده، واقعیت حقیقی هستند. بنابراین این سوال مطرح می شود چقدر ما میتوانیم بر مغز خود اعتماد کنیم تا به ما بگوید زمان، جریان دارد!(درک محیط اطراف از طریق ابزارهای حسی و مغز، برای ما نوعی توالی را نشان می دهد و با در نظر گرفتن این توالی، زمان شکل می گیرد؛ یعنی در حقیقت علت ها و معلول ها است که چون پی در پی می آیند، زمان را میسازد.

ولی آیا همه توالی ها مانند توالی گذشته، امروز و آینده است؟(مانند پیدایش شب و روز که وابسته به نور خورشید و بازتاب نور از روی زمین است و عقربه های ساعت ما این تابش و بازتاب آن را نشان میدهد)
آیا همه ی علت و معلول ها مانند علت و معلول های موجود در جهان مادی است که مثلا با پیدا شدن معلول، از علت جدا میشود یا علت ها می تواند معلول را ایجاد کند، بدون آنکه از صحنه خارج شود؟ معلول ممکن است در حضور علت، آنگونه وجود داشته باشد که اصلا معلولی بدون علت قابل تصور نباشد یا به عبارتی معلول جلوه ای از علت، در ظرفی جدید است یا معلول، عدمی است که وجودش در حضور علت و در پیوند با آن، معنی میشود؟ دراین بستر، مفهوم عادی زمان رنگ میبازد. گذشته، حال و آینده ای که همه اش جلوه ای از وجودی بالاتر از خودش است.)

به نظر من، زمان هم احساس شخصی(سابژکتیو)و هم حقیقت آبژکتیو است. آنچه ما در علم و مهندسی و زندگی و ستاره شناسی می کنیم اندازه گیری دقیق زمان است زیرا برای جهان روزانه ما بسیار مهم است. تو میوه میکاری و میخواهی بدانی چه زمانی آن را درو کنی اگر تو بخواهی یک سیستم مکان یابی جهانی روی گوشی خود داشته باشی تا مشخص کند تو در کدام طرف خیابان هستی، نیاز داری همه مسیرهای سنتی زمان را که تو با آن آشنا هستی اندازه گیری کنی و این با مشاهده ی ساعتی در اینجا روی سطح زمین است.

گذر زمان وقتی زمان تحت تاثیر سرعت فضاپیما قرار میگیرد و گذر زمان وقتی تحت تاثیر جاذبه ی خود زمین قرار میگیرد...هر دوی نسبیت خاص و عام گیج کننده هستند. ما خیلی سخت کار میکنیم تا زمان را با همه ی انواع ساعت های فوق العاده اندازه بگیریم ولی ابهامی در برخورد با مغزهای خود نداریم که کامپیوترهای خیس شیمیایی است؛ ما مسیر زمان را گم میکنیم؛ ما نمی دانیم مغز، آن را چگونه حس میکند گاهی زمان را کوتاه و گاهی آن را بلند حس میکند. من تصور میکنم با اندازه گیری زمان به وسیله ی مغزمان، ما تحت فشار هستیم؛ به همین دلیل ما سوالی را میسازیم تا زمان را بیرون از ذهن خودمان اندازه بگیریم.

حتی گیاهان توانایی اندازه گیری زمان را از طریق ساعت روزانه دارند بنابراین منطقی است بپرسیم مغز(ابزار هوشمندی)چگونه زمان را اندازه گیری می کند؟

آیا مغز یک ارتعاش سنج دارد که در چرخه ای روان میشود و آن تیک و تاک ها را اندازه گیری میکند؟ جواب نه است.
مغز به نظر میرسد اساسا روش های متفاوتی داشته باشد تا زمان را محاسبه کند. وقتی ساعت های مکانیکی که ما می سازیم از جمله ساعت کوارتز می تواند زمان را در محدوده ی وسیعی از ده ها میلی ثانیه تا چند ساعت و دقیقه و روز و ماه و سال مشخص کند، مغز ما ساعت های بسیار توانمندتر و متفاوتی دارد تا میلی ثانیه ها و ثانیه ها را اندازه گیری کند.

بنابراین یک روش برای فکر در این مورد، ساعت شبانه روزی است ساعت میتواند بگوید چه ساعتی از روز است و چه ساعتی باید بیدار شد یا خوابید آن ساعت، عقربه ی دقیقه شما را ندارد و حتی عقربه ی ثانیه شمار را هم ندارد. برعکس ساعتی است که به تو اطلاع میدهد و وسیله اندازه گیری زمان در مغز تو است. این ساعت، مشخص میکند مثلا چراغ قرمز چقدر طول میکشد. آن ساعت، عقربه ی ساعت شمار ندارد و در مقایسه با روزهای تو تعداد روزهای کمتری دارد. بنابراین مغز، منطق و مکانیسم های متفاوتی دارد تا زمان را اطلاع دهد.

ما به طور کامل نمی دانیم چگونه مغز به تواطلاع میدهد گذر موسیقی یک آواز چگونه است یا کی چراغ قرمز تغییر میکند؟ ولی به نظر نمیرسد یک مکانیسم شمارنده و نوسان سنج داشته باشد بلکه به نظر میرسد با دینامیک نورونی کار می کند که واقعی است یعنی انواع نورون ها با هم درارتباط هستند و وقتی تو برخی نورون ها را فعال میکنی آن گروه از نورون ها میتواند گروه دیگری از نورون ها را فعال کند پس تو میتوانی با آن، انواع فعالیت نورونی در حال ایجاد و ارتقا را داشته باشی، این همزمان با چیزی است که ما اصل ساعت های چند گانه می نامیم.(نسبیت مفهوم زمان، وقتی وسیله ی سنجش این گذر حوادث، متفاوت باشد.)

یعنی مغز یک ساعت اصلی ندارد. مغز چرخه های متفاوتی دارد که هر کدام، خاص هستند یا با پردازش کننده ای خاص روی یک درجه یا درجه ی دیگر بر زمان تمرکز میکند. چیزی که ما کاملا به آن اطمینان داریم اینکه سرعت زمان تغییر میکند؛ پیشرفت زمان مانند یک رودخانه ی ساده نیست که مدام و با سرعتی ثابت، جریان دارد و این زمان میتواند بر اساس اینکه تو با چه سرعتی در فضا حرکت میکنی تغییر کند و این فرضیه نسبیت خاص اینشتین است.(نسبیت مفهوم زمان، وقتی وسیله ی سنجش یکی است ولی سرعت حرکت وسیله ی سنجش یا محیط اطراف، تغییر میکند.)

ایده این است که هر چه تو سرعت بیشتری داشته باشی زمان به نظر میرسد کندتر برای تو حرکت میکند. اگر مشاهده گرهای ثابت دیگر بر توی در حال حرکت نگاه کنند سرعت تو را ثبات می بینند ولی وقتی تو سریعتر و سریعتر حرکت کنی و سرعت نور را هم در نظر بگیریم زمان برای خودت، بیشتر و بیشتر کند میشود و یک چیز عجیب اینکه در سرعت نور، زمان هرگز تغییر نمیکند. این موضوع کاربردهای روزانه ی زیادی هم دارد: برای نمونه ماهواره هایی که به تو اجازه میدهد مکان خود را با گوشی هوشمند تعیین کنی آن ماهواره ها با سرعت بسیار بسیار زیاد، نزدیک به 20 هزار مایل در ساعت حرکت میکنند یعنی به اندازه ی کافی سریع است تا زمان، کند بگذرد آنها حقیقتا در مقایسه ی با ما در یک قاب زمانی متفاوت حرکت می کنند و ما باید آن وضعیت را در نظر بگیریم. ما باید آن را از نظر ریاضی اصلاح کنیم و در غیر این صورت، مکان درست را به دست نمی آوریم.

ما امروز می دانیم زمان کندتر می گذرد؛ ما این را مشاهده می کنیم و این در اطراف ما رخ میدهد. این مطلبی دشوار در فیزیک جدید است؛ حدود 10 سال قبل برای مردم سخت بود این ایده را داشته باشند که زمان غیرثابت است. در حقیقت، زمان میتواند در سرعت های متفاوتی برای مشاهده گران متفاوت، حرکت کند.(به مقاله ینسبیت نگاه و ادراک با توجه به موقعیت بینندهدر همین کانال مراجعه شود.)

دکتر سید سلمان فاطمی . نورولوژیست, [3/3/2022 9:46 AM]
سوالی مطرح هست: زمان، نسبت به فضا چیست و تو ممکن است شنیده باشی اینشتین درمورد چیزی به نام فضا-زمان سخن گفته است. او اعتقاد نداشت که فضا و زمان چیزهای جدایی هستند. ما حقیقتا آنها را در مغزهای انسانی خود، متفاوت درک می کنیم.(تفاوت ها و تمایزها که مغز، آن را به شکل های مختلف درک می کند.) ما می توانیم در فضا حرکت کنیم ولی زمان همیشه به نظرمی رسد فقط با یک سرعت و در یک جهت حرکت کند ولی اینشتین فکر میکرد اینها بخشی از یک پارچه و بافت هستند و آنها در هم تنیده هستند.
یک از راه هایی که او بر این استدلال می کرد، اینکه تو فضا-زمان را تنظیم می کنی به گونه ای که آنها همیشه در تعادل با هم هستند.

اگر در فضا حرکت نکنیم و مثلا من روی این صندلی دراینجا بنشینم، زمان به نظر میرسد که در سرعتی طبیعی جلو میرود ولی اگر من سریعتر و سریعتر حرکت کنم زمان من کند میشود، بنابرین می توانیم تصور کنیم من در فضا با سرعت زیاد حرکت کنم پس من نمیتوانم در طول زمان به اندازه ای سریع حرکت کنم که قبلا ممکن بود این دو همدیگر را در تعادل نگه می دارند. اگر تو با سرعت زیاد در فضا حرکت کنی زمان شروع به کند شدن میکند و اکنون چیز عجیب تری رخ میدهد: اینشتین تصور کرد که ابتدای کیهان یعنی انفجار بزرگ همه ی فضا و زمان را در آن واحد در یک چاله ی بزرگ ایجاد کرده است؛ پس هر نقطه در گذشته و هر نقطه در آینده فقط مانند نقطه ی کنونی زمان هستند یعنی تو خودت را در زمان حاضر احساس می کنی.

اینتشتین به معنی واقعی کلمه به این اعتقاد داشت. یکی از بهترین دوستان او مرد و او نامه ای به همسر این مرد نوشت و به او گفت همسرش اکنون چگونه زندگی میکند. زمان یک چشم انداز است و اگر تو نگاهی درست بر جهان داشته باشی و تو همه آن را در پیشاپیش خود ببینی همه گذشته، حال و آینده را به عنوان یک چیز می بینی. او گفت تو همسر خود را میشناسی دوست من درست روبروی من روی تپه است ما او را در جایی که اکنون هستیم نمی بینیم ولی ما دراین چشم انداز همراه با اوخواهیم بود. و او هنوز همانطورکه قبلا بود همراه با ما حضور دارد.

اینشتین اعتقاد داشت اگر تو میتوانستی دیدی کامل از جهان داشته باشی، میتوانستی همه ی آن چیزی را- که برای تو اتفاق افتاده است- ببینی.

پرزنتیسم دیدگاهی است که میگوید اکنون، واقعیت است. گذشته، واقعیت بود و برخی ساختار جهان آینده، واقعیت خواهد بود ولی برای اکنون فقط اکنون، واقعیت است برعکس دیدگاه دیگری به نام اترنالیسم(جهان بی پایان) یعنی تو گذشته ، حال و آینده همه آنها دارای واقعیت یکسان هستند. بنابراین اکنون فقط یک نقطه ی اختیاری در زمان است یا یک لحظه اختیاری در زمان است بنابراین یک راه برای اندیشیدن در این مورد این است که اکنون را به عنوان اینجا در زمان تعریف کنیم.

احساسی که من دراینجا هستم و برخی مشاهده گران در بیرون در نقاط دیگر درفضا هستند؛ ما با این ایده راحت هستیم که بقیه ی نقاط در فضا به طور مساوی واقعی هستند.

در اترنالیسم تو باید با این ایده راحت باشی که دیگر لحظات زمان به طور مساوی واقعی هستند و این یک لحظه اختیاری و انتخابی است و اگر یک فیزیکدان به سوی من بیاید و بگوید برخی تطبیق های مجدد لازم است و آینده به نظر، متفاوت از گذشته به نظر میرسد ولی حقیقتا فیزیک به تو میگوید آینده و گذشته یکی هستند من حداقل اذعان میکنم من یک تعهد دارم تا آن را به دقت بررسی کنم و به آن گوش دهم. فیزیکدان ها در مورد همین چیزها با هم جر و بحث می کنند و شایسته است در این مورد بحث شود.

فیزیک جدید ما را نیازمند کرده است در مورد ایده ی زمان به عنوان چیزی که فقط جریان دارد پیش برویم؛ ما می توانیم این را که در اطراف ما در همه جا ماهواره ها، شتاب دهنده های ذرات و هر چیز که سریع حرکت میکند و تغییر میکند اندازه بگیریم. بله ممکن است فضا و زمان یک چیز باشند که با هم به نتیجه رسیده اند و همه با هم در یک لحظه هستند. https://www.youtube.com/watch?v=C8AD9eHKzJA