La doppia natura del tempo nella fisica
Esplorando il tempo geometrico e creativo nella fisica e nella matematica.
― 6 leggere min
Il tempo è un concetto che tutti noi viviamo ogni giorno. Tuttavia, nel campo della fisica, il tempo può essere compreso in due modi diversi: tempo geometrico e tempo creativo.
Tempo Geometrico
Il tempo geometrico è il tempo descritto dalla fisica classica. È una misura semplice che ci aiuta a capire come si muovono gli oggetti nell'universo. Questo tipo di tempo agisce come un'etichetta, permettendoci di ordinare gli eventi in una sequenza. È molto simile alle coordinate su una mappa; possiamo individuare dove e quando accadono le cose, ma non ci dà un'idea della natura del cambiamento stesso.
Nel tempo geometrico, tutto può essere visto come fisso e predeterminato. Immagina un film già girato; tutte le scene sono lì, e non può succedere niente di nuovo. Questa prospettiva si allinea con una visione comune in scienza dove passato, presente e futuro sono trattati allo stesso modo. Fanno tutti parte di un quadro più grande, e dà la sensazione che il tempo sia solo una dimensione, come la lunghezza o la larghezza.
Tempo Creativo
D'altra parte, il tempo creativo riflette il cambiamento reale. Cattura il processo degli eventi mentre si svolgono e mette in evidenza come nuove informazioni vengano create. Questo tempo riguarda cosa succede quando qualcosa di incerto diventa noto. In questo senso, il tempo creativo è dinamico: rappresenta momenti in cui risultati potenziali diventano realtà effettive.
Per capire meglio il tempo creativo, considera l'esempio delle previsioni del tempo. Se cerchiamo di prevedere il meteo usando formule complesse, stiamo usando il tempo geometrico. Partiamo da dati noti, calcoliamo lo stato futuro e possiamo anche ottenere un risultato specifico in una certa data. Tuttavia, se aspettiamo semplicemente un mese e poi osserviamo il meteo, stiamo usando il tempo creativo. Vediamo il risultato effettivo, e la nostra conoscenza sulla situazione diventa completa solo quando lo viviamo. In questo caso, lo svolgimento degli eventi introduce nuove informazioni che non c'erano prima.
Comprendere il Tempo Attraverso Esempi
Rompiamo questo concetto con un altro esempio: una previsione meteorologica. Supponiamo di voler sapere che tempo farà tra un mese. Potremmo usare tutti i dettagli su aria, temperatura e umidità per simulare le condizioni e fare una previsione. Questo metodo si basa sul tempo geometrico perché stiamo semplicemente calcolando cosa accadrà in base ai dati.
In alternativa, potremmo aspettare un mese e vedere cosa succede realmente. Questo metodo si basa sul tempo creativo perché implica assistere al risultato e raccogliere informazioni man mano che accade. Qui, il momento presente è fondamentale; distingue tra il passato (ciò che è già accaduto) e il futuro (ciò che deve ancora verificarsi).
L'Influenza della Fisica
Questi due tipi di tempo possono coesistere nella fisica, ma nascono da diverse interpretazioni di come funziona l'universo. Nella teoria classica, dove tutto è deterministico, gli eventi sono prevedibili se si conoscono le condizioni iniziali. Qui il tempo geometrico brilla. Tuttavia, in scenari che coinvolgono caos o meccanica quantistica, le cose diventano meno certe. Quando introduciamo l'idea di indeterminazione fondamentale, cominciamo a capire perché il tempo creativo è importante.
Nella meccanica quantistica, le particelle non hanno proprietà definite finché non vengono misurate. Questa incertezza significa che gli eventi non sono predeterminati. Pertanto, quando qualcosa accade e un risultato specifico si realizza, vediamo il funzionamento del tempo creativo in atto. Questa transizione da stati potenziali a un risultato unico riflette come funziona il tempo creativo.
Applicazione in Matematica
La discussione sul tempo trova anche posto nella matematica, anche se è meno frequentemente affrontata. Nella matematica, possiamo distinguere tra due tipi di tempo.
Nella matematica classica, i numeri sono spesso visti come entità fisse che semplicemente esistono. Ad esempio, molti numeri reali sono non calcolabili, il che significa che non c'è modo di calcolare le loro cifre attraverso un processo. Vengono visti come strutture senza tempo.
D'altra parte, nella matematica costruttiva, i numeri sono considerati come qualcosa che si sviluppa nel tempo. Questa prospettiva consente una nozione di tempo in cui i numeri vengono creati man mano che progrediamo, simile a come viviamo eventi nel mondo reale. Qui, il passaggio del tempo è cruciale per capire come gli enti matematici si evolvono.
Concetti in Diverse Discipline
I concetti di tempo geometrico e creativo si allineano anche con varie visioni filosofiche sul tempo. La teoria A suggerisce che il tempo sia legato al cambiamento e sia focalizzato sul momento presente. Al contrario, la teoria B tratta il tempo come più statico, dove passato, presente e futuro sono visti come membri uguali di un modello quadrimensionale dell'universo.
Il tempo geometrico corrisponde alla teoria B, dove gli eventi sono collocati su una linea temporale. Descrive una realtà in cui gli eventi sono fissi nello spazio e nel tempo, proprio come punti su una mappa. Al contrario, il tempo creativo si allinea di più con la teoria A, dove l'attenzione è su ciò che sta accadendo ora e su come gli eventi si determinano attraverso il loro svolgimento.
Il Ruolo dell'Indeterminazione
La distinzione tra questi due tipi di tempo diventa importante quando consideriamo l'indeterminazione nella natura. In situazioni come la previsione del tempo o eventi quantistici, ci troviamo di fronte a situazioni in cui non tutti gli stati futuri sono noti. Quest'incertezza significa che possono emergere nuove informazioni, rendendo necessaria l'idea di tempo creativo.
Ad esempio, quando si trattano sistemi caotici come il meteo, piccole variazioni nelle condizioni iniziali possono portare a risultati completamente diversi. Qui, i potenziali stati futuri sono molti, e determinare quale di essi si verificherà spesso si basa su processi associati al tempo creativo.
Implicazioni per Comprendere il Cambiamento
È fondamentale riconoscere che il tempo creativo cambia radicalmente la nostra comprensione della realtà. In situazioni in cui i risultati non sono stabiliti, come nel caso delle particelle quantistiche o dei sistemi caotici, l'atto di attualizzazione-dove un risultato potenziale diventa una realtà-modella la nostra esperienza del tempo. Questo aspetto trasformativo del tempo creativo sottolinea che il tempo non è solo uno sfondo per gli eventi, ma un attore vitale nello svolgimento della realtà.
Il tempo creativo porta anche l'idea dell'esperienza umana in gioco. Mentre viviamo le nostre vite, navighiamo costantemente nella transizione da possibilità incerte a risultati tangibili. Proprio come nel tempo creativo, non esistiamo semplicemente in un quadro geometrico di eventi fissi; piuttosto, facciamo parte del processo dinamico del tempo mentre si sviluppa.
Conclusione
Sia il tempo geometrico che il tempo creativo offrono preziose intuizioni su come comprendiamo il mondo che ci circonda. Mentre il tempo geometrico fornisce un modo strutturato per misurare e prevedere eventi, il tempo creativo cattura l'essenza del cambiamento e dell'emergere. Riconoscendo ed esplorando questi due concetti, approfondiamo la nostra comprensione sia della fisica che della matematica, e guadagniamo una prospettiva più ricca sulla natura del tempo stesso.
Alla fine, l'interazione tra tempo geometrico e tempo creativo mette in evidenza la complessità della realtà. Le nostre esperienze non riguardano semplicemente il ticchettio di un orologio; riguardano la natura in evoluzione degli eventi, l'incertezza delle possibilità e la ricchezza della vita mentre si svolge. Questo punto di vista multifacetico del tempo ci invita a riconsiderare le nostre assunzioni e ad apprezzare la bellezza del mondo nella sua dinamicità.
Titolo: Creative and geometric times in physics, mathematics, logic, and philosophy
Estratto: We propose a distinction between two different concepts of time that play a role in physics: geometric time and creative time. The former is the time of deterministic physics and merely parametrizes a given evolution. The latter is instead characterized by real change, i.e. novel information that gets created when a non-necessary event becomes determined in a fundamentally indeterministic physics. This allows us to give a naturalistic characterization of the present as the moment that separates the potential future from the determined past. We discuss how these two concepts find natural applications in classical and intuitionistic mathematics, respectively, and in classical and multivalued tensed logic, as well as how they relate to the well-known A- and B-theories in the philosophy of time.
Autori: Flavio Del Santo, Nicolas Gisin
Ultimo aggiornamento: 2024-04-09 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2404.06566
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.06566
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.