Bagi masyarakat Eropa, waktu bagaikan sebuah garis lurus. Masa lalu sudah berlalu, masa depan ada di depan, dan kehidupan bergerak maju. Gambaran yang familiar... Tapi tidak untuk semua orang. Ada orang yang yakin bahwa waktu mengalir dengan cara yang sangat berbeda: dari depan ke belakang, dalam lingkaran, atau bahkan menanjak. Hal ini menunjukkan bahwa gaya hidup modern telah banyak mengubah pemahaman kita tentang waktu. Penelitian terbaru mengenai persepsi waktu yang “tidak standar” membawa para ilmuwan ke Papua Nugini, ke desa Gua, pemukiman suku Yupno.
Rafael Nunez, seorang karyawan Universitas California di San Diego (AS), dan rekan-rekannya pergi ke lereng punggung bukit Finisterre di timur laut negara itu. Tidak ada jalan raya, listrik atau bahkan padang rumput di daerah ini. Cara hidup suku ini hampir tidak tersentuh selama berabad-abad. Berkomunikasi dengan penduduk setempat, peneliti Amerika memperhatikan gerak tubuh penduduk asli pada saat pembicaraan beralih ke perjalanan waktu, peristiwa masa lalu, sekarang atau masa depan. Gestur lawan bicaranya tampak tidak biasa bagi Nunez dan rekan-rekannya.
Jika pembicaraan terjadi di jalan raya, maka ketika menyebutkan masa lalu, penduduk asli menunjuk ke kaki gunung setempat dan muara sungai, dan jika berbicara tentang masa depan, mereka menunjuk ke puncak gunung, dimana sumber sungai itu tersembunyi. Gestur diulangi ke mana pun pandangan orang tersebut diarahkan. Semua penduduk asli yakin: masa depan ada di pegunungan, dan masa lalu ada di lembah.
Di dalam gubuk, penanda geografis hilang, dan di sana garis waktu menjadi lebih langsung. Namun, penduduk asli menunjuk ke arah pintu ketika berbicara tentang masa lalu dan menjauh dari pintu masuk ketika berbicara tentang masa depan, terlepas dari orientasi rumah. Hal ini mungkin disebabkan oleh fakta bahwa pintu masuk gubuk tersebut ditinggikan di atas permukaan tanah, para peneliti berspekulasi. Jadi, masa lalu, seperti pintu keluar rumah, letaknya “menuruni lereng”, dan ruang di dalam gubuk berada di atas, artinya di masa depan.
Para peneliti telah mengajukan hipotesis sejarah yang menjelaskan gambaran dunia ini: nenek moyang Yupno tiba di tempat-tempat tersebut melalui laut dan kemudian naik ke ketinggian 2.500 meter. Mungkin itu sebabnya dataran rendah tampak seperti masa lalu bagi mereka. Hal yang paling mengejutkan bagi para ilmuwan adalah garis waktu tersebut mengulangi lanskap sekitarnya. “Ini pertama kalinya konsep waktu sehari-hari memiliki sifat topografi,” Nunez menyimpulkan.
Namun, Yupno memiliki orang-orang yang berpikiran sama. Bagi suku Pormpuraau Australia, waktu mengalir dari timur ke barat. Pemikiran tentang waktu beberapa suku yang tinggal di pelosok bumi membuat kita memikirkan banyak hal. Misalnya, gambaran dunia yang biasa kita lihat tidaklah universal.
Misalnya, di Quechua, bahasa kelompok suku yang pada zaman dahulu menciptakan negara yang kita kenal sebagai Kerajaan Inca, waktu tidak dapat dipisahkan dari ruang: kedua konsep tersebut dilambangkan dengan kata yang sama "pacha". Selain itu, suku Quechua tidak membedakan masa lalu dan masa depan: menurut mereka, hanya ada dua jenis ruang-waktu: ruang yang ada di sini dan saat ini, dan ruang yang “bukan sekarang” dan bukan di sini. Masa lalu-masa depan seperti itu dalam bahasa Quechua disebut “navya-pacha”.
Dalam beberapa bahasa India Kuno, termasuk bahasa Hindi, kemarin dan besok juga dilambangkan dengan kata “kal” yang sama. Hanya dengan kata kerja terdekat Anda dapat memahami apakah kita berbicara tentang bentuk lampau atau masa depan. Bahasa masyarakat ini mencerminkan persepsi siklus waktu yang merupakan ciri khas nenek moyang kita. Panen, pergantian musim, siklus alam—peristiwa yang biasa terjadi berputar-putar, berulang terus menerus.
Orang mungkin berasumsi bahwa gagasan modern tentang kemajuan dan pencapaian pribadi serta perjuangan ke depan tidak akan menarik bagi mereka. Sukses dalam pemahaman mereka lebih berarti tidak keluar dari lingkaran waktu yang biasa - menabur dan memanen tepat waktu, tidak mati karena sakit di masa muda, melahirkan dan membesarkan anak yang akan melanjutkan siklus hidup.
Kita tidak bisa menghentikan waktu. Bahkan di tengah kemacetan, waktu seolah membeku dan berhenti. Menghemat cahaya di siang hari juga tidak membantu; waktu terus bergerak maju. Kenapa tidak kembali? Mengapa kita mengingat masa lalu dan bukan masa depan? Fisikawan...
Kita tidak bisa menghentikan waktu. Bahkan di tengah kemacetan, waktu seolah membeku dan berhenti. Menghemat cahaya di siang hari juga tidak membantu; waktu terus bergerak maju. Kenapa tidak kembali? Mengapa kita mengingat masa lalu dan bukan masa depan? Fisikawan percaya bahwa jawaban atas pertanyaan mendalam dan kompleks ini mungkin terletak pada gravitasi yang kita kenal.
Hukum dasar fisika sama sekali tidak peduli ke arah mana waktu bergerak. Misalnya, aturan yang mengatur orbit planet berlaku baik Anda bergerak maju atau mundur dalam waktu. Anda dapat melihat pergerakan di tata surya secara terbalik dan semuanya akan terlihat normal, tanpa melanggar hukum fisika apa pun. Apa yang membedakan masa depan dengan masa lalu?
“Masalah panah waktu selalu mengganggu orang,” kata Flavio Mercati dari Perimetric Institute for Theoretical Physics di Waterloo, Kanada.
Kebanyakan orang yang berpikir tentang panah waktu mengatakan bahwa hal itu ditentukan oleh entropi, besarnya ketidakteraturan (chaos) dalam suatu sistem, baik itu semangkuk bubur atau alam semesta. Menurut hukum kedua termodinamika, entropi total suatu sistem tertutup selalu bertambah. Saat entropi meningkat, waktu bergerak ke arah yang sama.
Ketika es batu di gelas Anda meleleh dan mengencerkan wiski dan cola, misalnya, entropi meningkat. Saat Anda memecahkan telur, entropi meningkat. Kedua contoh tersebut tidak dapat diubah: Anda tidak dapat membekukan es batu dalam segelas cola hangat atau menyusun kembali telur. Urutan peristiwa - dan karena itu waktu - hanya bergerak dalam satu arah.
Jika panah waktu mengikuti peningkatan entropi, dan jika entropi di alam semesta selalu meningkat, maka entropi pasti pernah berada pada titik rendah di masa lalu. Di sinilah muncul misteri: mengapa entropi Alam Semesta pada awalnya rendah?
Menurut Mercati dan rekan-rekannya, tidak ada keadaan awal yang khusus sama sekali. Sebaliknya, keadaan yang memberi tahu waktu untuk bergerak maju muncul secara alami di alam semesta di bawah kendali gravitasi. Para ilmuwan mengungkapkan argumen ini dalam makalah yang baru-baru ini diterbitkan di Physical Review Letters.
Untuk menguji ide mereka, para ilmuwan memodelkan Alam Semesta sebagai kumpulan ribuan partikel yang berinteraksi satu sama lain hanya melalui gravitasi dan mewakili galaksi dan bintang yang melayang di angkasa.
Para ilmuwan menemukan bahwa terlepas dari posisi awal dan kecepatan, pada titik tertentu partikel-partikel tersebut pasti akan berkumpul menjadi sebuah bola sebelum berhamburan lagi. Momen ini bisa disebut setara dengan Big Bang, ketika seluruh alam semesta runtuh hingga titik yang sangat kecil.
Alih-alih menggunakan entropi, para ilmuwan mendeskripsikan sistem mereka menggunakan besaran yang mereka sebut “keterikatan”, yang didefinisikan sebagai rasio kasar antara dua partikel yang jaraknya lebih jauh satu sama lain dibandingkan dengan jarak antara dua partikel terdekat. Ketika semua partikel saling menempel, keterjeratan berada pada nilai terendah.
Gagasan utama dari semua ini, seperti dijelaskan Mercati, adalah bahwa momen keterjeratan paling kecil ini muncul secara alami dari sekelompok partikel yang berinteraksi secara gravitasi—tidak diperlukan kondisi khusus. Keterikatan ini meningkat ketika partikel-partikel tersebut bergerak menjauh, mewakili perluasan alam semesta dan pergerakan maju waktu.
Jika itu belum cukup, peristiwa yang terjadi sebelum partikel-partikel tersebut berkumpul – yaitu sebelum Big Bang – bergerak ke arah waktu kedua. Jika Anda memutar ulang kejadian dari titik ini, partikel-partikel tersebut secara bertahap akan terbang menjauh dari cluster. Ketika keterjeratan meningkat ke arah mundur ini, panah waktu kedua ini juga akan menunjuk ke masa lalu. Yang mana, berdasarkan arah waktu kedua, sebenarnya akan menjadi “masa depan” alam semesta lain yang ada di sisi lain Big Bang. Cukup membingungkan, Anda pasti setuju.
Idenya serupa dengan yang diajukan 10 tahun lalu oleh fisikawan Sean Carroll dan Jennifer Chen dari California Institute of Technology. Mereka menghubungkan panah waktu dengan gagasan yang menggambarkan inflasi, perluasan alam semesta secara tiba-tiba dan cepat yang terjadi segera setelah Big Bang.
“Yang menarik dari gagasan ini adalah bahwa gagasan ini masuk akal bagi kami,” kata Carroll, menggambarkan karyanya yang diterapkan pada panah waktu. “Mungkin alasan kita mengingat hari kemarin dan bukan besok adalah karena kondisi yang terkait dengan Big Bang.”
Menghubungkan arah waktu dengan sistem sederhana dari fisika klasik relatif baru, kata fisikawan Steve Carlip dari University of California, Davis. Hal baru di sini adalah meninggalkan entropi demi gagasan keterjeratan. Masalah dengan entropi adalah entropi didefinisikan dalam bentuk energi dan suhu, yang diukur melalui mekanisme eksternal seperti termometer. Dalam kasus alam semesta, tidak ada mekanisme eksternal, sehingga diperlukan besaran yang tidak bergantung pada satuan pengukuran apa pun. Sebaliknya, keterjeratan adalah hubungan tanpa dimensi dan sesuai dengan kebutuhan.
Ini tidak berarti bahwa entropi harus ditinggalkan sepenuhnya. Pengalaman kita sehari-hari - seperti limun dingin Anda - bergantung pada entropi. Namun ketika mempertimbangkan masalah waktu dalam skala kosmik, kita harus menggunakan istilah keterjeratan, bukan entropi.
Salah satu keterbatasan utama model ini adalah model ini hanya didasarkan pada fisika klasik, dan sepenuhnya mengabaikan mekanika kuantum. Ini juga tidak termasuk teori relativitas umum Einstein. Ia tidak mengandung energi gelap atau apa pun yang diperlukan untuk membuat model Alam Semesta yang akurat. Namun para peneliti sedang memikirkan bagaimana cara memasukkan fisika yang lebih realistis ke dalam model, yang kemudian dapat menghasilkan prediksi yang dapat diuji.
“Masalah besarnya bagi saya adalah adanya begitu banyak panah waktu yang berbeda secara fisik,” kata Carlip. Arah waktu ke depan paling sering terwujud tanpa melibatkan gravitasi sama sekali. Misalnya, cahaya selalu dipancarkan dari sebuah lampu - dan tidak pernah mengarah ke sana. Isotop radioaktif meluruh menjadi atom yang lebih ringan, bukan sebaliknya. Lalu mengapa panah waktu, yang muncul dari gravitasi, mendorong panah waktu lainnya ke arah yang sama?
“Ini adalah pertanyaan besar yang masih terbuka. Saya rasa belum ada orang yang punya jawaban bagus untuk pertanyaan ini.”
Pikiran ini menghantui saya. Apakah pencarian Tsar telah dimulai di Rusia? Di satu sisi, siapa pun yang telah mencapai tingkat kekuasaan tertinggi ingin menjadi raja. Tetapi perlukah menjaga kesinambungan? Misalnya menjadi seperti Nicholas II. Ngomong-ngomong, di Inggris ada lebih dari cukup kerabat mendiang raja kita! Yang serupa dapat ditemukan.
Di Rusia - Anatoly Dmitrievich. Sulit untuk mengatakannya, tapi dia adalah gambaran seorang raja! Orang-orang melihatnya!
Namun, Putin... Saya diam! Pada titik ini semua kata-kata padam, seperti lilin di gereja yang terkena angin.
Baiklah kalau begitu! Mereka memilih seorang tsar, sama seperti mereka pernah memilih Boris Godunov. Apakah akan ada manfaatnya?
Kini, hari libur gereja telah kembali. Orang-orang mulai berdoa. Tuhan mendengar dan bergegas menuju kami. Belum tiba? Aneh. Bukankah kita semua berdoa? Negara Kerajaan kita yang malang!
Di sini kita dijanjikan kedatangan tank Jerman langsung ke Moscow Yard! Tiga negara kecil yang disebut “Negara Baltik” siap memperjuangkan kebebasan bahkan di bawah ancaman pemboman seluruh Negara Baltik dengan satu bom oleh Rusia!
Apakah ada kecurigaan bahwa separuh wilayah Jerman juga akan terkena dampak satu bom? Bagaimana jika itu seluruh Eropa?
Di sini, marilah kita memilih seorang raja, yang diurapi Allah untuk memerintah kumpulan orang percaya yang ditugaskan,
Mari kita kumpulkan kembali semua orang yang berada di Rusia bersatu sebelum tahun 1917, dan tidak perlu lagi melempar bom!
Seluruh wilayah Baltik akan berlutut di depan orang yang berkuasa dan meratap: - Maafkan kami, Leopold! Kami tidak akan melakukan ini lagi!
Mungkin kita masih bergerak maju? Apa yang harus kita cari di abad kesembilan belas?
Akankah kita tetap bersama Presiden? Mari kita buat versi non-kapitalisme?
Nah, haruskah kita memikirkan sesuatu? Agar tidak terus-menerus memperbaharui jalan yang sama dengan aspal setiap tahun! Sehingga rumah-rumah berdiri selama berabad-abad, seperti di Eropa, dan bukan lima puluh tahun, hancur akibat ledakan gas, seperti rumah kartu!
Mereka lupa bagaimana bekerja dengan jujur di bawah Sekretaris Jenderal, dan mulai melakukan penipuan, pelaporan dan pencarian musuh Revolusi! Ya, mobilnya tahan lama! Kami berkendara dengan tenang, tapi untuk waktu yang lama. Mesin cuci menyaring air yang buruk tanpa menggunakan cologne. Dan rumah-rumah itu runtuh dalam satu masa hidup pemilik apartemen!
Di sinilah kita mulai merestrukturisasi politik! Rumah harus berdiri selama tiga abad! Aspal harus tahan lama minimal lima tahun! Pipa air tidak boleh membusuk selama dua puluh lima tahun! Saluran bawah tanah harus dipasang untuk pipa! Dan setiap pipa yang berkarat tidak boleh diganti dengan pipa berkarat yang baru!
Dalam setiap kasus saat ini, negara mengeluarkan biaya dua kali lipat, tidak peduli ke mana kita memandang dengan pandangan kritis. Rumah itu harus dibongkar setelah ledakan gas. Apakah pembangunannya langsung buruk? Tidak diragukan lagi!
Sebuah jembatan sedang dibangun. Sebelum banjir musim semi pertama? Apa lagi yang dibangun dengan buruk di sini?
Di manakah kita kehilangan miliaran rubel? Di mana kita dapat menemukan miliaran rubel baru?
Semua pertanyaan bukan untuk saya.
Kepada para spesialis. Apakah mereka ada? Di sini juga ada pertanyaan.
Pesan: hubungi spesialis saja! Apakah spesialis memasak? Ya, ya! Tukang las dengan ijazah!
“Zaporozhets” terbakar di depan mataku. Terbakar habis dalam dua menit! Siapa yang mengelas panci mobil dengan elektroda? Spesialis!
Siapa yang mengelas pipa air di rumah? Spesialis! Dia hanya bingung antara pipa gas dengan pipa air!
Mungkinkah kita masih bergerak mundur, bukan maju?
Siapa yang akan menjawab? Spesialis? Pendidikan seperti apa yang dia miliki? Dengan bantuan lembar contekan atau dengan bantuan pembayaran tunai untuk setiap kelulusan poin?
Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa waktu selalu bergerak maju? Semua orang tahu bahwa, tidak seperti beton bertulang dan waktu mekanika Newton yang tidak berubah, dalam Teori Relativitas waktu tidak mutlak, bersifat plastis dan mengalir lebih lambat atau lebih cepat tergantung pada kerangka acuan pengamat, waktu dapat diperlambat dan dipercepat, tetapi ia tidak pernah berhenti atau berbalik. Tidak peduli bagaimana kita berakselerasi, roket apa yang kita naiki, lubang hitam apa yang kita tuju, waktu tidak dapat diputar ulang. Itu selalu berjalan hanya dalam satu arah, mengalir dari masa lalu langsung melalui otak kita (di sinilah letak momen rumit dan tidak sepenuhnya dipahami, yang kita sebut "masa kini" atau "sekarang") dan mengalir dari sana seperti anak panah ke masa depan. . Konsep ini disebut dalam sains "panah waktu", karena mempunyai arah yang jelas.
Jika kita mengambil langkah mundur, kita dapat membayangkan waktu itu panah paling alami. Ujungnya yang tajam menusuk tengkorak setiap orang pada saat lahir (atau pembuahan, sesuka Anda), dan sepanjang hidup mereka, batang panjang itu terbang menembus kepala, dan di suatu tempat di kejauhan bulu sudah menjulang. Dan segera setelah anak panah itu tergelincir di antara mata dan meninggalkan tubuh, meninggalkan kepribadian, waktu juga akan berakhir. Dan untuk individu - untuk selamanya.
Namun bukan itu yang ingin saya bicarakan, melainkan tentang mengapa waktu selalu mengalir hanya ke depan, selalu ke satu arah. Fenomena ini mempunyai penjelasan ilmiah yang terkenal terkait dengan hukum entropi yang tidak menurun, meskipun bukan tanpa kekurangan, terutama karena para ilmuwan masih belum mengetahui secara lengkap dan tepat apa itu waktu, apa itu waktu. esensi batin. Ini adalah konsep yang semakin jauh Anda berbicara, semakin dalam Anda menggali, semakin Anda mulai mengulanginya, sampai Anda menyelesaikan seluruh siklus dan menjadi yakin bahwa tidak mungkin menjelaskan jam berapa sekarang sampai Anda menjelaskan jam berapa sekarang.
Tapi mari kita tidak membahas metafisika dan filsafat, sekali lagi ini bukan yang akan kita bicarakan hari ini. Saya ingin mendedikasikan postingan untuk kesimpulan yang tidak terlalu terkenal dan bahkan sedikit tidak terduga tentang mengapa waktu bergerak maju, yang mengikuti hukum dan fenomena alam, dari mana, tampaknya, Anda tidak akan mengharapkan apa pun terkait terhadap waktu dan arahnya.
Karena kita akan membahas tentang hukum Ampere yang sudah diketahui (diketahui, diketahui, walaupun sebagian besar sudah lupa tentunya) semua orang sejak kelas tujuh sekolah. Anda bahkan tidak perlu mengetahui rumus apa pun, ingatlah bahwa jika arus mengalir melalui dua konduktor dalam satu arah, keduanya mulai tarik menarik. Atau menolak jika arus mengalir ke arah yang berbeda.
Tentu saja, pengetahuannya tidak terlalu bagus. Jika Ampere di awal abad ke-19 bisa menakuti para petani yang tidak berpendidikan dengan penemuannya, kini, di awal abad ke-21, bahkan orang yang paling terbelakang pun tahu mengapa hal ini terjadi, dan mengapa jarum kompas berputar ketika dibawa ke sebuah konduktor dengan Saat ini, contoh ini telah membuat semua orang gelisah sejak masa kanak-kanak. Kata mereka, medan magnet muncul di sekitar kawat, dan jika Anda menunjukkan soket ibu jari Anda, dan sepertinya arus masuk ke telapak tangan kanan, maka ini adalah aturan tangan kanan dan gimlet kanan, jika di kiri, lalu gimlet kiri, dan jika keduanya sekaligus telapak tangan masuk, maka 220 Volt akan melonjak signifikan, bahkan mungkin sampai mati.
Hukum Ampere bukanlah quasar abstrak dari galaksi yang jauh, jauh sekali, bukan neutrino kuantum atau Big Bang yang muskil - semua orang dapat menyentuhnya dengan tangan mereka. Dan bahkan untuk menyimpulkannya sendiri, sains tidaklah rumit. Saya mengambil konduktor (seutas kawat sepanjang 1 meter), sumber listrik, dan kompas. Dia mengirimkan arus sebesar 1 Ampere melalui kawat (permainan kata yang lucu, bukan? Pada abad ke-19, satu Ampere mengirimkan arus sebesar satu Ampere melalui konduktor), mengukur berapa derajat penyimpangan jarum kompas, dan menuliskannya di buku catatan. Saya menyalakan 2 Amps, “jarumnya menyimpang ke sudut yang lebih besar,” saya menuliskannya di buku catatan saya. Kemudian 3, 4, 5 Ampere, ukur sudutnya, tuliskan, buat grafiknya, turunkan rumusnya, cek ke Wikipedia. Bisnis selama 30 menit, bahkan anak sekolah pun tidak, di sini anak prasekolah dapat mengatasinya.
PERHATIAN! Ini adalah ungkapan; anak-anak prasekolah tidak boleh berada di dekat kabel dengan arus 1 ampere atau lebih. aku serius.
Semuanya lebih sederhana daripada lobak kukus; singkatnya, hukum Ampere mengatakan bahwa arus listrik menimbulkan medan magnet. Dan semakin kuat arusnya, semakin kuat pula medan magnetnya. Ini bisa dimengerti, semua orang tahu ini, ini tidak menarik. Semua orang masih ingat bahwa prinsip tersebut bekerja dengan baik sebaliknya (walaupun dalam hal ini disebut hukum Lorentz) - medan magnet menghasilkan arus listrik, bukan tanpa alasan turbin di stasiun berputar, menghasilkan listrik untuk kita, dan perhatikan bahwa mereka berputar sama seperti sebelumnya, dan sekarang berputar, gaya Lorentz tidak berkurang seiring berjalannya waktu, dan tarif meningkat setiap tahun.
Andre Ampere mengemukakan hukumnya sendiri untuk arus searah; dengan arus bolak-balik semuanya kurang lebih sama, meskipun rumusnya sedikit lebih rumit. Arus bolak-balik adalah variabel, mis. perubahan medan listrik, yang dalam hal ini juga menimbulkan perubahan medan magnet. Namun perhitungan di sana lebih rumit. Pada pertengahan abad ke-19, ilmuwan James Maxwell mengumpulkan semua rumus yang menjelaskan listrik dan magnet ke dalam satu tumpukan (ada 20 rumus!) dan menamainya dengan namanya sendiri. Hasilnya adalah persamaan Maxwell yang terkenal, yang menjadi dasar semua elektrodinamika, yaitu, secara kasar "semua listrik", yang pada gilirannya berarti seluruh kemajuan kita, seluruh peradaban modern.
20 rumus panjang sangat membosankan dan panjang, para ilmuwan setelah Maxwell duduk, merenung, menerjemahkannya ke dalam bentuk diferensial vektor, kami sedikit memperpendek koefisien yang tidak perlu, dan kami mendapatkan 4 persamaan. Saya tidak bisa tidak mengutipnya, meskipun tidak sepenuhnya jelas tentang apa itu, tetap saja, ini adalah salah satu puncak kejeniusan manusia, sesuatu yang setidaknya setiap orang harus coba pahami dalam hidup, sesuatu yang tidak malu untuk menunjukkannya kepada alien. Saya akan mengatakan lebih banyak, jika kita tidak mengetahui 4 rumus ini, maka tidak ada alien sama sekali menunjukkan tidak ada yang berhasil, karena hubungi mereka di radio akan menjadi masalah.
Rumus dapat ditulis dalam berbagai bentuk, versi dan sistem satuan yang berbeda, misalnya seperti ini:
Saya ulangi, inilah intinya, paling sentral, agar gambarnya pas di kaos, jika Anda mulai memahami dan mengungkap apa yang tertulis, setiap simbol akan berubah menjadi persamaan atau konsep yang kompleks, jadi kita akan mencapai angka 20 yang asli, tetapi kita akan menghabiskan dua tahun untuk hal ini dalam mata kuliah matematika tingkat tinggi di institut. Rotor, divergensi, integrasi aliran masuk di permukaan, medan pusaran yang berubah dalam ruang dan waktu, dan hal-hal rumit lainnya akan digunakan. Kami bahkan tidak akan mendekatinya, saya hanya akan menguraikan huruf-hurufnya sedikit sehingga setidaknya kira-kira jelas apa yang sedang kita bicarakan.
Huruf kapital bahasa Inggris E dalam semua rumus berarti kita berbicara tentang medan listrik. Vektor, semuanya sudah selesai, panah sudah di tempatnya. Huruf kapital bahasa Inggris B- karenanya, medan tersebut bersifat magnetis. Besar J- arus listrik (lebih tepatnya tidak persis, tetapi untuk mempermudah kita asumsikan arus listrik), kecil adalah muatan, t adalah waktu, s adalah kecepatan cahaya, nol berarti nol.
Persamaan pertama (dengan lantang) berbunyi seperti ini: “Divergensi medan listrik sama dengan muatan total,” dan ungkapan ini menyiratkan pemikiran sederhana - di dunia ada tetesan kecil yang disebut muatan listrik(misalnya, elektron), yang menyebarkan sesuatu yang tidak diketahui ke sekelilingnya, memanifestasikan dirinya sebagai medan listrik.
Persamaan kedua berbunyi seperti ini: “Divergensi medan magnet adalah nol,” yang berarti, anehnya, monopole magnet tidak ada. Meskipun, Anda mungkin pernah mendengar, pencarian monopole magnet hipotetis (bukan monopoli, seperti Gazprom, tetapi monopole, seperti muatan tunggal) saat ini adalah topik yang sangat hangat dalam sains, tetapi ini adalah sains kuantum yang sama sekali berbeda, atau lebih tepatnya sangat maju; pada pertengahan abad ke-19, monopole magnet tidak ada bagi Maxwell, setidaknya inilah yang dikatakan persamaan keduanya. Artinya magnet selalu mempunyai sepasang kutub, utara dan selatan, dan tidak ada cara untuk memisahkannya secara terpisah.
Pernyataan ketiga terdengar lebih rumit: “Rotor medan listrik sama dengan laju perubahan kerapatan fluks magnet.” Dan juga dengan tanda minus. Dalam istilah manusia, ini berarti, seperti telah saya katakan, perubahan medan magnet menghasilkan medan listrik.
Keempat: “Rotor medan magnet sebanding dengan laju perubahan kerapatan fluks listrik”, ada juga kecepatan cahaya yang tercampur, ditambah beberapa arus tambahan dengan permeabilitas magnetik vakum. ) mengenalinya sebagai apa yang disebut “arus perpindahan” tetapi ini hanyalah detail yang tidak penting sekarang; pada kenyataannya, inilah hukum Ampere, yang menjadi awal cerita saya, hanya dihiasi dengan segala macam perbedaan.
Persamaan ada karena suatu alasan; persamaan tersebut terpecahkan. Jika kita mulai menggabungkan keempat rumus secara bersamaan, menetapkan segala macam kondisi batas, menyamakan sisi-sisi yang berbeda dengan nol, membawanya ke penyebut yang sama, dan seterusnya, kita dapat memperoleh, misalnya, sesuatu seperti ini:
Atau sama halnya dengan komponen magnet, simetris sempurna dengan komponen listrik dalam hal ini:
Ini adalah rumus gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa. James Maxwell meramalkan dengan persamaannya bahwa jika Anda mengambil medan listrik yang berubah karena suatu alasan, maka akan segera menghasilkan medan magnet di sebelahnya. Yang ternyata juga akan berubah, dan karena berubah, berarti pada gilirannya juga akan mulai menimbulkan medan listrik yang berubah, yang (lihat awal kalimat) akan menghasilkan medan magnet baru, yang.. . dan dalam lingkaran, bidang-bidang ini akan mulai menghasilkan satu sama lain, tetapi pada kasus ini, mereka tidak akan diam, tetapi akan lari dari kita ke kejauhan dengan kecepatan cahaya.
Panah merah muncul di sini kekuatan medan listrik E, dan medan magnet biru B.
30 tahun setelah dimulainya penelitian teoretis dan rumus Maxwell, ilmuwan Jerman Heinrich Hertz, yang diberi nama gigahertz Pentium kita, secara eksperimental menemukan gelombang radio elektromagnetik, dan setelah beberapa waktu menjadi jelas bahwa cahaya tampak adalah gelombang radio yang persis sama. , hanya saja bukan "radio -", singkatnya. Dan berangkatlah: stasiun radio, televisi, Internet, komunikasi seluler, komunikasi antarplanet, globalisasi, sebagai tahap baru dalam perkembangan umat manusia.
Secara umum, nyatanya 99,9% dari apa yang kita lihat, rasakan, sentuh, dan sebagainya, semua itu yang kita sebut dengan kenyataan disekitarnya Oleh karena itu, seluruh hidup kita dan lebih dari itu tidak lebih dari manifestasi gelombang elektromagnetik dan interaksinya dengan reseptor dan organ indera kita. Dan tidak hanya di luar, tapi juga di dalam diri kita, di otak kita sendiri. Bagi setiap individu, seluruh dunia di sekitarnya adalah sekumpulan impuls listrik yang menciptakan kembali gambaran realitas dan menempatkan subjek (diri sendiri) sebagai pusatnya.
Semua ini, seperti yang telah saya katakan, dijelaskan dengan sempurna (kecuali untuk beberapa efek kuantum marginal) melalui rumus-rumus yang ditemukan dan dipecahkan secara matematis pada pertengahan abad kesembilan belas, beberapa tahun sebelum penghapusan perbudakan di Rusia. Ya, atau beberapa tahun sebelum penghapusan perbudakan di AS, siapa yang tergila-gila dengan apa.
Perhatikan kembali baik-baik rumus gelombang elektromagnetik. Izinkan saya menjelaskan secara singkat apa yang kita bicarakan di sini; ini penting untuk narasi selanjutnya.
Terlihat pertama medan listrik E dibagi menjadi x, y dan z, yang berbentuk bujur sangkar, dan beberapa bilangan lainnya 6, hanya dibalik - ∂. Secara keseluruhan itu disebut turunan kedua sepanjang sumbu koordinat, yaitu menunjukkan bagaimana medan listrik kita ditata sepanjang sumbu ruang x, y dan z. Tahukah Anda apa itu sumbu ruang, mengapa ruang kita berbentuk tiga dimensi, dan sebagainya? Ada juga postingan tentang topik ini di jari Anda™. Dan kemudian, jika Anda tidak memperhatikan Dengan 2 (kecepatan cahaya dikuadratkan), kita akan melihat bahwa medan listrik diperluas dengan cara yang persis sama (walaupun dengan tanda minus) sepanjang sumbu t, yaitu. sepanjang sumbu waktu. Kecepatan cahaya dalam rumusnya hanya diperlukan agar dimensinya sama dimana-mana, sehingga meter bisa ditambah dengan meter. Sekilas saja sudah jelas, jika tidak terlalu memperhatikan tanda plus atau minusnya, bahwa pemuaian medan listrik sepanjang sumbu ruang, seperti pemuaian sepanjang sumbu waktu, kurang lebih sama, atau setidaknya masalah yang sangat mirip.
Saat itulah fisikawan mulai mencurigai hal itu waktu ini adalah sesuatu yang sangat mirip dengan ruang angkasa bahwa mereka saling terkait satu sama lain, setidaknya ketika menggambarkan perilaku gelombang elektromagnetik. Meski mereka belum berani langsung menggabungkan konsep-konsep tersebut menjadi satu kesatuan, Anda tidak pernah tahu apa yang tertulis di rumusnya. Tahukah Anda, apa yang tertulis pada sesuatu bisa sangat berbeda dengan isi sebenarnya yang tersembunyi di balik prasasti atau dinding gudang.
Butuh waktu setengah abad dan seorang jenius sekaliber Einstein untuk mempercayai matematika dan menyatakannya kesatuan ruang-waktu bukan kejadian lucu dalam rumus menghitung gelombang elektromagnetik, melainkan dasar struktur alam semesta atau setidaknya Teori Relativitas.
Di sisi lain, tidak mungkin untuk tidak menyebutkan bahwa bukan Einstein yang secara pribadi menemukan ruang-waktu ini dari kepalanya. Saya beritahu Anda, sudah diketahui setengah abad sebelumnya bahwa pikiran hampir semua orang yang terlibat dalam ilmu pengetahuan mutakhir pada masa itu sedang membara tentang topik ini - Lorentz, Poincaré, Planck, Minkowski, Riemann...
Saya akan sedikit menyederhanakan rumus di atas, menghilangkan turunan, dan menuliskannya dengan kotak. (Perhatian, Anda tidak dapat melakukan ini secara matematis, ini tidak dapat diterima! Guru di institut merobek kaki siswa untuk ini, saya menggunakan trik serupa hanya sebagai bagian dari penjelasan di jari Anda™, jangan pernah berpikir untuk melontarkan hal seperti itu di suatu tempat saat ujian!) Ini tidak sepenuhnya benar, atau lebih tepatnya salah, tetapi bisa saja, kesimpulannya sama, dan penjelasannya jauh lebih mudah.
E Ini adalah medan listrik kita, dengan medan magnet B itu akan menjadi rumus yang persis sama. Namun perhatikan baik-baik, ini pada dasarnya adalah persamaan kuadrat! Pembaca yang sangat perhatian mungkin memperhatikan bahwa rumusnya sangat mirip dengan teorema Pythagoras, hanya saja tidak untuk segitiga datar, tetapi untuk segitiga tiga dimensi, atau lebih tepatnya empat dimensi, karena waktu t juga merupakan koordinat, dari mana ia akan lancar. beralih ke konsep interval invarian, tapi kami tidak akan pergi ke sana. Perhatikan juga - kecepatan cahaya Dengan dia belum pergi kemana-mana, itu dia, juga di alun-alun, yang tidak begitu penting sekarang. Penting untuk memasukkannya ke dalam persamaan Maxwell, menentukan kecepatan rambat gelombang elektromagnetik. Dan jika kita beralih ke Einstein dan Teori Relativitas, ini umumnya merupakan kecepatan penyebaran informasi tertinggi di seluruh Alam Semesta kita.
Saya hanya akan mengatakan satu hal tentang persamaan kuadrat. Siapa pun yang tidak mengetahui apa itu persamaan kuadrat tidak bisa disebut manusia dan tidak bisa masuk ke abad ke-21. Serius, ada masalah filosofis yang abadi - apakah manusia itu dan apa bedanya dengan binatang? Jelas bahwa seseorang jauh lebih kompleks dan sangat terorganisir, tetapi di mana kita menarik garis batasnya? Anjing dapat diajari untuk memahami kata-kata dan perintah. Monyet yang terlatih dapat berbicara sendiri (dalam bahasa orang tuli dan bisu), lumba-lumba di sekolah berkomunikasi dalam bahasanya sendiri, mereka memiliki emosi dan perasaan, mereka memahami banyak hal. Bahkan seekor tikus percobaan pun dapat diajari untuk memecahkan masalah logika sederhana, dan kera dapat menjumlahkan dan mengurangkan benda-benda dalam pikirannya, jika jumlahnya tidak lebih dari sepuluh.
Bagi saya pribadi, inti konsep “homo sapiens” terletak di sekitar persamaan kuadrat. Tidak ada hewan yang dapat memahami apa itu - diperlukan tingkat abstraksi yang terlalu tinggi. Manusia gua yang takut terhadap api dan petir tidak dapat memahami persamaan kuadrat dan juga tidak dapat disebut sebagai orang yang berakal. Saya akan mengatakan lebih banyak... Tidak, saya tidak akan mengatakan lebih banyak. Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa, bagaimanapun, abad ke-21 telah tiba, untuk dianggap sebagai orang di zaman kita, tidak cukup hanya mampu menulis dan membaca suku kata. Jenjang sekolah paroki Minggu tidak lagi cukup; Anda harus menyelesaikan studi Anda setidaknya sampai kelas enam atau tujuh. Dan sama sekali tidak perlu menghafal rumus diskriminan atau menghitung akar-akar di kepala Anda; setidaknya pada prinsipnya cukup mengingat bahwa persamaan seperti itu ada, memahami apa artinya dan cukup berkembang untuk dapat mencari solusi di Google. . Jika tidak, saya minta maaf, tetapi Anda tidak punya masa depan.
Saya berharap setiap orang yang telah membaca sejauh ini telah melihat setidaknya satu persamaan kuadrat dalam hidup mereka dan setidaknya secara kasar mengetahui cara menyelesaikannya. Namun yang terpenting, dia harus memahami hal itu untuk persamaan kuadrat apa pun selalu ada dua solusi, dua akar. Ini adalah tingkat logika dan abstraksi yang diperlukan, yang tidak dapat diakses oleh hewan, tetapi saya usulkan untuk menguji kemanusiaan dan rasionalitas.
Mungkin Anda bahkan ingat bahwa di sekolah mereka menipu kita - mereka mengatakan bahwa jika persamaan kuadrat memiliki diskriminan sama dengan nol, maka ia memiliki satu akar, dan jika kurang dari nol, maka tidak ada akar sama sekali, jadi kami akan melakukannya tuliskan di jawabannya. Waktunya telah tiba untuk mengungkap rahasia mengerikan, yang hanya dapat diakses oleh kelompok elit umat manusia, hanya oleh yang terbaik dari yang terbaik - persamaan kuadrat apa pun selalu memiliki solusi dan selalu ada dua solusi. Inilah yang dibutuhkan matematika, inilah yang dibutuhkan logika. Benar, keputusan mungkin tidak valid, tapi sebaliknya luas, tapi ini tidak membatalkan apa pun.
Matematika abstrak sedikit (pada kenyataannya, banyak) lebih luas dari kenyataan yang dapat diamati. Untuk memahami hal ini, Anda hanya perlu berada sedikit lebih tinggi dari hewan yang hanya bereaksi terhadap serangkaian rangsangan eksternal. Seseorang tidak hanya harus bereaksi, tetapi juga berpikir!
Jadi, tugasnya adalah memikirkannya. Misalkan luas lantai sebuah ruangan berbentuk persegi panjang adalah 54 meter persegi, dan salah satu dinding lebih panjang tiga meter dari yang lain. Apa pendapat Anda tentang panjang dinding ruangan ini?
Seseorang dengan pemikiran abstrak akan berkata: “Satu dinding panjangnya x, dinding kedua x + 3, dan hasil kali keduanya adalah 54.”
x (x + 3) = 54
atau hal yang sama, dalam bentuk yang lebih familiar:
x 2 + 3x - 54 = 0
Kami menyelesaikan persamaan kuadrat, kami mendapatkan dua (dan selalu ada dua, ingat, kan?) akar: 6 dan –9.
Janganlah kita lupa lebih jauh bahwa manusia kita tidak sederhana, tetapi masuk akal; kemungkinan besar dia akan memperluas pikirannya dan berkata: “Meskipun persamaan kita memiliki dua akar yang murni abstrak dan matematis, kita hidup dalam realitas nyata, yang diberikan kepada kita dalam sensasi! perlu diingat bahwa kenyataan seringkali penting sudah(dalam arti kurang) matematika, kita akan membuang jawaban absurd minus sembilan meter. Karena saya tidak hanya menyelesaikan persamaan abstrak, saya mencari luas dan panjang dinding ruangan tertentu yang saya tempati saat ini. Dan saya melihat panjang dindingnya tidak minus sembilan. Artinya dengan membuang satu akar, saya mendapatkan panjang tembok pertama menjadi enam, dan tembok kedua lebih panjang 3 meter, yaitu 9 meter. Manusia biasa, bukan minus meter. Di alam semesta kita, di alam semesta tempat kita tinggal, tidak ada satuan meter pun yang minus di dalam ruangan.”
Situasinya persis sama dengan persamaan gelombang elektromagnetik. Saya sudah mengatakan bahwa ini bukan persamaan kuadrat, sebenarnya ada turunan parsial kedua, tetapi jika Anda tidak terlalu memperhatikannya dan memperluas rumusnya, Anda akan mendapatkan peterseli yang sama.
Dengan menghitung persamaan gelombang elektromagnetik (bagaimana perilakunya dalam ruang dan waktu) kita mendapatkan dua kemungkinan solusi, keduanya benar-benar valid dari sudut pandang matematika. Tapi seperti apa mereka di dunia nyata?
Salah satu solusinya menggambarkan proses berikut: Pria itu mengambil korek api dan menancapkannya pada kotak. Korek api menyala, nyala api menyala, dan foton cahaya, atau dengan kata lain, gelombang elektromagnetik spektrum tampak dan inframerah, terbang ke segala arah ruangan gelap (dengan luas 54 meter persegi ya). Setelah beberapa waktu (cukup cepat, kecepatan cahaya) gelombang ini mencapai dinding ruangan dan menerangi mereka. Jika ada jendela di dinding - gelombang elektromagnetik dari korek api yang menyala dibocorkan menembus kaca dan terus terbang, terus mengembang, memulai penerbangan tanpa akhir melintasi Alam Semesta, sampai mereka dihentikan oleh mata pengamat yang penasaran, apakah ada yang menghentikan mereka sama sekali.
Dan sekarang solusi lain terhadap persamaan Maxwell, yang benar-benar dapat diterima dari sudut pandang matematika: Di suatu tempat yang jauh, di perbatasan Alam Semesta yang Dapat Diamati, tidak jelas bagaimana dan untuk alasan apa gelombang elektromagnetik muncul. Gelombang itu hampir tidak terlihat, hampir tidak terlihat, tetapi seiring dengan penerbangannya, ia tumbuh dan memperoleh kekuatan, setelah terbang selama 13,8 miliar tahun, ia menerobos jendela kita, dan segera bergabung dengan gelombang yang persis sama, dengan sangat sukses dan tepat waktu dipancarkan oleh dinding di agar mempunyai waktu untuk menyatu dan memukul korek api dengan kuat, dimana dari sulfur dioksida dan fosfor oksida kita mendapatkan kepala korek api yang utuh, tepat pada saat kita menancapkannya pada kotak. Wah, kebetulan sekali!
Kedua solusi tersebut benar secara matematis, keduanya bisa terjadi, mengapa tidak? Tapi Anda dan saya adalah orang-orang yang berakal sehat. Kami memahami bahwa ada sebab dan ada akibat. Kita mungkin menyadari bahwa salah satu solusi bukanlah gambaran realitas kita, matematika adalah matematika, tetapi salah satu solusi harus ditolak karena dianggap tidak masuk akal. Di dunia kita, hanya satu solusi yang memiliki makna fisik - gelombang elektromagnetik terbang dari korek api yang menyala, dan waktu terus berjalan.
Inilah jawaban dari pertanyaan pada judul artikel. Tidak terduga, bukan? Anda mungkin sudah mulai lupa bagaimana semuanya dimulai, apakah menurut Anda saya melontarkan kata-kata filosofis dan pendidikan matematika untuk siswa kelas enam, sementara benar-benar kehilangan alur ceritanya?
TIDAK. Jadi, saat memecahkan persamaan abstrak Maxwell, kami tiba-tiba menyadari bahwa untuk gelombang elektromagnetik, koordinat spasial dan temporal hampir sama, hanya sebagian dari satu rumus, namun keduanya merambat dalam ruang-waktu empat dimensi yang sama (dan ini adalah klaim serius terhadap Einstein!), tetapi juga bahwa salah satu solusinya tidak masuk akal dari sudut pandang fisik, menggambarkan semacam Alam Semesta yang bukan milik kita, di mana sebab dikacaukan dengan akibat, dan oleh karena itu waktu kita hanya mengalir dalam satu arah, dan bukan dalam dua arah yang mungkin secara matematis.
Catatan! Kata penutup singkat untuk pembaca dengan tanda bintang (*). Saya segera meminta maaf kepada Anda dan mengakui bahwa struktur artikel ini agak mirip tipuan ilusionis. Saya sudah sebutkan di awal bahwa untuk menjelaskan jam berapa, pertama-tama kita harus menjelaskan jam berapa. Ada situasi serupa di sini. Meskipun alasannya sendiri terdengar cukup meyakinkan, jika Anda mulai mempelajari matematika dan rumus, ternyata persamaan Maxwell sendiri memiliki hubungan sebab-akibat yang tertanam di dalamnya sejak awal. Dan kita, yang seharusnya mengandalkan argumen “sebab akibat”, membuang apa yang diperoleh dengan bantuan “sebab akibat” yang sama. Dengan menolak salah satu solusi “sebagai hal yang tidak masuk akal”, kita sebenarnya bertindak sukarela, sehingga tidak menjelaskan atau mengklarifikasi apa pun.
Pendekatan yang jauh lebih tepat untuk menjelaskan fenomena panah (arah) waktu justru terletak pada termodinamika, dalam fisika statistik, dalam transisi menuju entropi tak-berkurang dan pada akhirnya bertumpu pada hukum kedua termodinamika (yang mengatakan bahwa itu tidak mungkin membuat mesin gerak abadi). Tapi tentang ini lain kali, jika ada keinginan seperti itu, di sini saya dengan licik memanfaatkan hasil tak terduga dari penyelesaian persamaan Maxwell untuk menarik perhatian pembaca dan mencoba di jari Anda™ jelaskan apa itu dan mengapa mereka begitu penting bagi peradaban modern. Pembaca yang diberi tanda bintang (*) tentu saja langsung mengetahui rencana saya yang tidak terlalu tersembunyi, khusus untuk Anda saya menyiapkan ide ini untuk membuat Anda terkagum-kagum.
Dalam kenyataan di sekitar kita, para ilmuwan telah menghitung 4 interaksi mendasar, yang melalui manipulasi matematis yang cerdik dapat direduksi menjadi dua: elektromagnetik-kuat-lemah dan gravitasi. Saya telah menyebutkan bahwa 99,9% (atau 99,99%, sesuka Anda, masih merupakan angka perkiraan dan perkiraan) dari fenomena yang diamati dan, oleh karena itu, informasi yang masuk kepada kita, merupakan manifestasi dari efek elektromagnetik-kuat-lemah, tetapi untuk kesederhanaannya, dua komponen terakhir dapat dibuang dan menyatakan bahwa elektromagnetisme adalah esensi yang hampir sepenuhnya mengendalikan realitas dalam skala yang dapat dipahami manusia, meskipun kita juga tidak boleh melupakan gravitasi. Gravitasi - kekuatan tak berperasaan, dan mereka yang teralihkan perhatiannya bahkan untuk sesaat, dia akan segera menggosokkan hidungnya ke aspal, dalam arti kata yang sebenarnya. Kenapa kamu tahu persamaan Maxwell, punya konsep mekanika kuantum, tapi juga jangan salah dalam Teori Relativitas (teori gravitasi), karena sarat.
Hal lainnya adalah virtualitas di sekitar kita. Ya, virtualitas sudah hampir menjadi realitas yang utuh (minimal lapisan realitas baru tambahan), meskipun detailnya masih timpang di beberapa tempat dan koneksi terputus secara berkala. Namun, harap diperhatikan bahwa teks yang Anda baca saat ini, seperti semua artikel lainnya di jari Anda™, seperti banyak hal lainnya, terletak secara eksklusif di virtualitas, mereka tidak pernah memasuki dunia di sekitar kita, dan, mungkin, selamanya hanya akan tetap menjadi sekumpulan byte, yaitu gelombang elektromagnetik yang tidak memiliki massa diam. Mereka tidak tunduk pada hukum gravitasi; di Internet tidak ada gaya gravitasi sama sekali, hanya elektromagnetisme murni. Dalam permainan virtual apa pun, Anda dapat mematikan gravitasi sepenuhnya dengan mengatur parameter yang sesuai, Anda dapat mengubahnya sesuai keinginan, atau Anda tidak dapat mematuhinya sama sekali. Pada saat yang sama, elektromagnetisme terungkap dengan segala kemegahannya, bahkan dualitas gelombang partikel pun hadir. Setiap informasi yang direkam didasarkan pada bit (pada dasarnya kuanta), tetapi transmisi informasi terjadi melalui gelombang elektromagnetik dengan kecepatan cahaya, siapa pun yang bermain Dota dari Eropa di server Amerika tahu apa itu lag (penundaan sinyal), dan sebagian besar Keterlambatan ini pada dasarnya ditentukan oleh kecepatan rambat gelombang elektromagnetik melalui kabel.
Dalam virtualitas, bukan 99,9%, tetapi 100% fenomena di sekitarnya memiliki komponen elektromagnetik. Di sini sulit untuk mengandalkan pengalaman kebiasaan evolusi yang telah berusia berabad-abad, tidak ada gravitasi, apel bisa jatuh ke atas, dan solusi kedua persamaan Maxwell yang tampaknya “tidak masuk akal” yang dibuang mungkin ternyata tidak masuk akal sama sekali, apa gunanya? kamu mengatakan ini?
Bayangkan ada telur pecah di wajah Anda, dan ini bukan kiasan. Mencoba menyulap telur mengakibatkan salah satu telur jatuh dan pecah di kepala Anda, dan sekarang Anda harus mandi dan berganti pakaian. Tapi bukankah lebih mudah untuk memutar kembali waktu sebentar? Lagi pula, telur itu pecah hanya dalam beberapa detik - mengapa Anda tidak bisa melakukan hal yang sama, hanya secara terbalik? Pasang kembali cangkangnya, masukkan putih dan kuningnya - dan selesai... Anda akan memiliki wajah bersih, pakaian bersih, dan tidak ada kuning telur di rambut Anda.
Bergerak hanya ke depan
Kedengarannya lucu - tapi kenapa? Mengapa tindakan ini tidak dapat dibatalkan? Sebenarnya, tidak ada yang mustahil dalam hal ini. Tidak ada hukum alam yang melarang melakukan hal ini. Selain itu, fisikawan melaporkan bahwa setiap momen yang terjadi di kehidupan sehari-hari, dapat terjadi secara terbalik kapan saja. Jadi mengapa Anda tidak bisa melakukan “reverse break” telur, “reverse-burning” korek api, atau bahkan “reverse-dislokasi” kaki? Mengapa hal ini tidak terjadi setiap hari? Mengapa masa depan berbeda dari masa lalu? Pertanyaan ini nampaknya cukup sederhana, namun untuk menjawabnya kita perlu kembali ke masa lahirnya Alam Semesta, beralih ke dunia atom, dan mencapai batas-batas fisika.
Isaac Newton
Seperti banyak cerita di dunia fisika, cerita ini dimulai dari fisikawan besar Isaac Newton. Wabah pes melanda Inggris pada tahun 1666, dan inilah yang memaksa Newton meninggalkan Universitas Cambridge dan pulang ke ibunya, yang tinggal di pedesaan Lincolnshire. Di sana Newton menjadi bosan dan terisolasi dunia luar, mengambil fisika. Ia menemukan tiga hukum gerak, termasuk pepatah terkenal bahwa setiap aksi mempunyai reaksinya. Dia juga memberikan penjelasan mengapa gravitasi bekerja.
Konsep waktu dalam fisika
Hukum Newton sangat efektif dalam menggambarkan dunia di sekitar kita. Mereka dapat digunakan untuk menjelaskan banyak fenomena, mulai dari mengapa apel jatuh dari pohon hingga mengapa Bumi berputar mengelilingi Matahari. Tetapi mereka memiliki sifat yang aneh - mereka bekerja dengan cara yang persis sama dan sebaliknya. Jika telur pecah, hukum Newton menyatakan bahwa telur dapat kembali ke keadaan semula. Tentu saja hal ini salah, namun sebenarnya setiap teori yang telah dikembangkan oleh para ilmuwan sejak Newton mempunyai masalah yang sama. Hukum fisika tidak memperhitungkan apakah waktu mengalir maju atau mundur. Mereka peduli akan hal ini sama seperti mereka peduli apakah Anda menulis dengan tangan kanan atau kiri. Tapi Anda pasti peduli! Sejauh yang Anda ketahui, waktu memiliki anak panah yang menunjukkan arahnya, dan selalu menghadap ke masa depan. Anda mungkin bingung membedakan timur dan barat, tetapi Anda tidak akan pernah bingung membedakan kemarin dan besok. Namun hukum dasar fisika tidak membedakan antara masa lalu dan masa depan.
Ludwig Boltzmann
Orang pertama yang secara serius menghadapi masalah ini adalah fisikawan Austria Ludwig Boltzmann, yang hidup pada paruh kedua abad ke-19. Pada masa itu, semua gagasan yang sekarang diterima sebagai aksioma masih kontroversial. Secara khusus, fisikawan tidak seyakin sekarang bahwa segala sesuatu di dunia terbuat dari partikel yang disebut atom. Menurut sebagian besar fisikawan, gagasan tentang atom tidak dapat dibuktikan, tidak dapat diverifikasi dengan metode praktis. Boltzmann percaya bahwa atom benar-benar ada, jadi dia menggunakan gagasan ini untuk menjelaskan semua hal sehari-hari, seperti nyala api, fungsi paru-paru, dan mengapa teh menjadi dingin ketika Anda meniupnya. Dia berpikir bahwa dia dapat memahami semua hal ini dengan menggunakan konsep yang sangat dekat dengannya – teori atom.
Penyangkalan
Beberapa fisikawan terkesan dengan karya Boltzmann, namun sebagian besar menolaknya. Dia segera dikucilkan oleh komunitas ilmiah karena ide-idenya. Namun, dialah yang menunjukkan bagaimana atom berhubungan dengan sifat waktu. Pada saat itu muncul teori termodinamika yang menjelaskan bagaimana panas berperilaku. Penentang Boltzmann bersikeras bahwa sifat panas tidak dapat dijelaskan; mereka bilang kehangatan hanyalah kehangatan. Boltzmann memutuskan untuk membuktikan bahwa mereka salah, dan panas disebabkan oleh pergerakan atom yang kacau. Dia benar, tapi dia harus menghabiskan sisa hidupnya untuk mempertahankan sudut pandangnya.
Proses satu arah
Boltzmann memulai dengan mencoba menjelaskan sesuatu yang aneh - "entropi". Menurut hukum termodinamika, segala sesuatu di dunia ini memiliki sejumlah entropi, dan ketika sesuatu terjadi pada benda tersebut, entropinya meningkat. Misalnya, jika Anda memasukkan es batu ke dalam segelas air, es batu tersebut akan meleleh dan entropi di dalam gelas tersebut akan meningkat. Dan pertumbuhan entropi berbeda dari semua hal dalam fisika - prosesnya bergerak dalam satu arah. Fisikawan telah lama bertanya-tanya apakah perjalanan waktu ditentukan oleh peningkatan entropi. Seperti yang telah Anda pahami, Boltzmann adalah orang pertama yang mengajukan pertanyaan ini, tetapi kemudian banyak pemikir ilmiah lainnya mulai mempelajari masalah ini. Dan pada akhirnya, menjadi jelas bahwa waktu berpotensi mengalir ke arah yang berlawanan - tetapi hanya jika entropi menurun, yang merupakan hal yang mustahil.
