الزّمن في العلم الحديث

في العقود الأخيرة وبسبب الثورة العلمية في جميع المجالات وخاصة مجال الفيزياء وعلم الكون، تطورت رؤيتنا عن الزّمن بشكل كبير ودخلت مفاهيم جديدة كاختراق الزّمن باعتباره أصبح بعداً من أبعاد الزمكان الرباعي لا يختلف كثيراً عن أبعاد المكان الثلاثة التي ننتقل خلالها بسهولة. وعلى الجانب العملي فقد زادت دقّة حساب الزّمن بشكل كبير لأهميته في التنسيق بين الحركات المعقّدة للآلات مثلاً كالسيارات والطائرات والمراكب الفضائية التي أصبحت تستطيع أن تهبط على الكواكب البعيدة بدقة عالية وبزمن محسوب بدقة كبيرة، من أجل ذلك تطورت أدوات التوقيت كالساعات الالكترونية والذرّية والنجمية (pulsars). ولكن على الرغم من المفاهيم المجرّدة الجديدة حول الزّمن، مثل السفر عبر الزّمن وتحدب الزّمن التي جاءت بها النظريّة النسبيّة، فقد طغى المفهوم العملي للزمن على المفهوم الفلسفي، إذ رغم قدرتنا على الاستفادة من الدقة في حساب الزّمن في الأجهزة والآلات لم نستطع أن نكشف حقيقة الزّمن بل ربما زادت الأسئلة المطروحة حوله كما ابتعد الناس عن التفكير بحقيقته الفلسفية بعدما اندمجوا في الحياة وتعقيداتها اليومية التي تتجلى فيها الأهمية العملية للزمن من غير ضرورة واضحة لفهم معناه وحقيقته. ففي الحقيقة لقد أضافت النظريّات الحديثة للفيزياء وعلم الكون أسئلة وتناقضات جديدة حول الزّمن من غير أن تجيب بشكل مُرضٍ على الأسئلة المطروحة من قبل.

تعتبر نظريّة الحقول الكمّية ونظريّة النسبية العامة والخاصة من أهم النظريّات الأساسية الحديثة التي كان لها أثر كبير في الفيزياء. طبقاً لهذه النظريّات فإنّ الزمكان هو الفراغ الرباعي الأبعاد المؤلّف من مجموعة النقاط التي تقع فيها الأحداث الطبيعية، وليس هناك فرق بين الزّمان والمكان من حيث التعامل معه من الناحية الرياضية رغم اختلاف طبيعتهما؛ فليس هناك زمان فقط ولا مكان فقط بل هناك زمكان أي زمان ومكان ملتصقان معاً ككيان أو حقل واحد.

في عام 1908 كان عالم الرياضيات هيرمان مينكوفسكي، وهو معلّم آينشتاين، أوّل من أدرك أهمية الزمكان كفراغ واحد بدلاً من الزّمان والمكان، فهو يقول في إحدى محاضراته:

إن رؤيتي عن المكان والزّمان التي أريد أن أوضحها لكم قد نبعت من تربة الفيزياء التجريبية، حيث النتائج القوية والحاسمة، وبالتالي فإن فكرة الزّمان لوحده أو المكان لوحده بدأت تتلاشى وبدأت تبرز أهمية الإتحاد بينهما في حقيقة مستقلة تحفظهما معاً.[75]

يعتمد مينكوفسكي في هذا الاقتراح على حقيقة أنّ الأحداث الحقيقية تكون مستقلة عن المراجع أو الأُطُر التي نستقبلها فيها مما يعني أن ترتيب الأحداث حسب أقسام الزّمان الماضي والحاضر والمستقبل ليس حقيقياً، كما اقترح مك- تكارد كما رأينا أعلاه.

فعلى عكس وجهة النظر النيوتونية الكلاسيكية، تعتمد فترات الزّمن كثيراً على مرجعية الإسناد التي يعتمدها المراقب. ففي الميكانيكا الكلاسيكية، وأيضا حسب الحسّ العام، إذا كانت الفترة الزّمنية بين ومضتين ضوئيتين 100 ثانية على ساعة شخص ما، فإنها ستكون كذلك على جميع الساعات بغض النظر عن حالتها وحركتها. ولكن آينشتاين رفض هذا الحسّ العام في نظريّة النسبية الخاصّة التي اقترحها سنة 1905 حيث أعلن أنّ فترة الزّمن (والمسافة) بين حدثين تعتمد بشكلٍ كبيرٍ على المرجع الذي يقيس منه المراقب. فيقول آينشتاين إنّ كلّ مرجعٍ له زمنه المعيّن الخاص؛ وما لم يحدد لنا المرجع الذي نقيس عنده الزّمن فليس هناك أي معنى لزمن الحدث.[76]

وهكذا فإنّ كلّ مرجع يقسم الزمكان بشكل مختلف إلى الزّمان والمكان، ويظهر الفرق بشكل واضح بين المراجع التي تتحرك بالنسبة إلى بعضها البعض بسرعات كبيرة قريبة من سرعة الضوء، في حين أنّ المراجع التي هي ساكنة أو شبه ساكنة بالنسبة إلى بعضها البعض تبدو جميعها متساوية ومتكافئة عندما تقيس الزّمان ولهذا لا نلاحظ الفرق في الحالات العادية. لقد فتحت نسبية الزّمان هذه الأبواب أمام الخيال العلمي عن إمكانية الرجوع بالزّمن إلى الوراء كما نفعل بشكل اعتيادي في المكان، ولكنّ ذلك لم يحصل في الواقع أبداً رغم أن بعض المعادلات الرياضية تسمح به من حيث المبدأ.

A. Pais,Subtle Is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein(New York: Oxford University, 1982), p. 152.

[76] انظر في الفصل التاسع "النسبيّة والآنيّة" في:

A. Einstein,Relativity: The Special and General Theory, trans. Robert W. Lawson (New York: Henry Holt, 1920).