רשת הקונפיגורציות השזורות



המסע האישי שלי בעקבות הזמן החל בשנת 1999 ("סוף המאה ה – 20" נשמע טוב יותר). עם או בלי קשר למעבר המילניום ובהמשך ללימודים האקדמיים שלי ומספר קורסים בפילוסופיה בהם השתתפתי, הבנתי להפתעתי, שמה שנראה לי מובן מאליו הוא עדיין חידה גדולה. הזמן הוא כאמור, אחד ממושגי הבסיס המיסתוריים ביותר. עד היום, טרם ניתן ל"זמן" הסבר אשר יספק את שלושת העולמות שנוגעים במושג זה: הפיזיקה, הפילוסופיה והאינטואיציה האנושית. אני מאמין, שהזמן האינטואיטיבי שלנו והאופן שבו הוא זורם ויוצר סיפור אחיד ומתפתח, הוא העדות המרכזית לכך שישנו קשר מיסתורי בין כל המרכיבים כולם.


המטרה שלי בפוסט הזה היא לעשות את החיבור הזה. אני אראה כעת, ששילוב של כל המרכיבים הידועים לנו יכול ליצור תמונת עולם חדשה אשר תתהווה מתוך המערכת הכוללת. לקחת את כל המרכיבים השונים וליצור ביניהם את הקישורים אשר יהפכו את כל התחנות שעברנו במסע הזה לרשת של צמתים אשר בשלב מסוים, הקישור הכולל של כל הידע הזה יגרום למעבר הפאזה שאליו כולנו כמהים. בהמשך לבסיס התאורטי שהצגתי בבלוג, אפרט בפוסט הזה את התפיסה שפיתחתי בנוגע למושג הזמן אשר משלבת את כל הידוע לנו ברשת אחת חדשה – "רשת הקונפיגורציות השזורות" ("Entangled Configurations Network"). הסתכלות חדשה על המציאות הבסיסית תוך חיבור בין העולם הקוואנטי המיקרוסקופי, תורת היחסות המתארת את העולם המקרוסקופי וכל זה בשילוב התובנות של תורת המורכבות והרשתות אשר לדעתי, מהוות את הבסיס להבנה של היקום כולו. אני אזהיר ואומר שכל מה שנאמר בפוסט זה הוא בגדר השערה ספקולטיבית אשר אינה מבוססת על מחקר אמפירי ואינה מוכחת. זוהי הצעה פילוסופית המבוססת על שילוב של מרכיבים אשר נחשבים כקונצנזוס בקהילה הפיזיקלית וחלקם הוכח באופן אמפירי, בשילוב השערות חדשות מצידי בנוגע לאופן פעולתם של מרכיבים אלו ביקום וכל זה, תחת תפיסת העולם של תורת המורכבות והרשתות שמעולם לא שולבה בתמונת העולם הפיזיקלית עד היום. כמו כל השערה חדשה, יש צורך להפוך אותה לתאוריה פיזיקלית אשר ניתן יהיה לחקור אותה באופן תיאורטי ואמפירי. את זה אני אשאיר למי שזהו התחום המקצועי שלו.

כמובן, שבהמשך להבנה שלנו את המדע והתפתחותו, על ההשערה להלן חייב לחול עיקרון ההפרכה ולכן, אני אנסה גם להציע כיווני חקירה מסוימים אשר מאפשרים תחזיות של התיאוריה אשר תיאורטית ניתן יהיה לבחון ולאשש או להפריך.


אם כך, אפשר להתחיל...



הקונפיגורציה – ה"רגע"



הזמן בנוי מאוסף קונפיגורציות. קונפיגורציה היא תצורה קפואה של כל מה שיש ביקום ברגע מסוים, מסודר בצורה מסוימת, כלומר, תמונה קפואה של כל החומר ביקום כולו. בהמשך לתפיסתו של ג'וליאן ברבור[i], ישנו אוסף אינסופי של רגעים ("Nows") אפשריים כאלה. כל רגע בזמן, הוא קונפיגורציה מסוימת שונה של היקום כולו, בין אם היא קונפיגורציה אשר תתממש מתישהו או קונפיגורציה שלא תתממש במציאות. על כן, יכולות להיות קונפיגורציות בהן אתם יושבים כרגע וקוראים פוסט זה וקונפיגורציות אחרות בהן אין כלל חיים ביקום ובחלקן אין כלל כוכבים וגלקסיות. בחלק מהקונפיגורציות אני מסיים לכתוב את הפוסט הזה ובחלקן, אני מוותר על הרעיון ברגע האחרון, מקים סטארט אפ ויוצא לפנסיה בגיל 45 (או במילים פשוטות – "חי בסרט"). הכל אפשרי. כל תצורה אפשרית של החומר ביקום יכולה להופיע בקונפיגורציה מסוימת.


כל קונפיגורציה, כל תמונה רגעית כזו אינה קיימת בפועל במציאות, אלא, יש לה פוטנציאל להתממש במציאות. כל אוסף הקונפיגורציות נמצא בסופרפוזיציה. הן כולן בו-זמנית קיימות ולא קיימות. בדיוק כפי שחלקיק אינו בעל תכונות מסוימות ברגע מסוים ומשוואת הגל שלו מתארת את ההסתברויות השונות שבהן הוא יקבל תכונות מסוימות, ברגע שתתבצע עליו מדידה ובהתאם לכך, הוא יקבל את קיומו במצב מסוים בהתאם להסתברויות. כך, כל קונפיגורציה אינה בעלת קיום במציאות וההסתברות להתקיימותה מוגדרת תחת משוואת הגל של היקום כולו. הכוונה שלי ב"התממשותה במציאות" היא בדיוק החוויה שלנו של מה שקרה בפועל לעומת מה שלא קרה. אם לדוגמא, היו רק שתי קונפיגורציות, באחת מהן אתם קוראים ברגע זה את הפוסט ובשנייה, אתם נמצאים בחופשה בקאריביים, הרי שהקונפיגורציה שהתממשה במציאות ברגע זה היא שאתם קוראים את הפוסט והקונפיגורציה השנייה, שבה ברגע הזה אתם בקאריביים כבר לא תתממש לעולם (אלא אם כן, אתם קוראים כרגע את הפוסט בקאריביים במהלך חופשתכם. אבל אם זה מצבכם כרגע, אזי הטעות שלי כנראה לא תפר את השלווה שלכם). הסיבה שדווקא הקונפיגורציה הזו התממשה במציאות ולא אחרת נובעת מכך שההסתברות שלה להתממש במציאות, כנראה, הייתה גבוהה יותר ולכן, זהו הרגע שהתממש במציאות ולא אחר. בהמשך, אני אטען ואסביר שהסיבה שההסתברות של הרגע הזה הייתה גבוהה יותר קשורה גם לעובדה שרגע לפני שקראתם את הפוסט לא הייתם בארוחת בוקר במלון בקאריביים, אלא, בחיפוש הפוסט שלי באינטרנט. כלומר, הקוהרנטיות והרצף החוויתי שלנו את הרגעים קשורה באופן ישיר להסתברויות שיש לכל רגע להתממש. העובדה שכל רגע שאנו חווים קשור לרגע הקודם והוא המשך קוהרנטי שלו נובעת מההסתברות הגבוהה שכל הרגעים הללו מקבלים. אם כך, כל קונפיגורציה יכולה להיות ממשית או בסופרפוזיציה. כלומר, קונפיגורציה ממשית היא קונפיגורציה שהתרחשה בפועל ועתה היא נתפסת בזכרון שלנו כעבר. קונפיגורציה שטרם התממשה במציאות נמצאת במצב קוואנטי של סופרפוזיציה ובהסתברות מסוימת להתממש במציאות ולכן, מוגדרת כפוטנציאל לעתיד. כל רגע יכולה להתממש במציאות כל קונפיגורציה אפשרית, אולם, הקונפיגורציות שהן בעלות ההסתברות הגבוהה ביותר, באופן משמעותי מכל השאר, הן אלו שניתן להגדיר אותן כדומות לקונפיגורציה הקודמת בשינוי קל. בודאי שמתם לב שכבסיס להשערה שלי בחרתי בתשתית של ברבור אשר נותנת לנו תמונה של אוסף רגעים סטטיים וקפואים, אולם, אני אנסה בהמשך להפיח חיים באוסף הרגעים הללו ואין בבחירה ב"רגעים" של ברבור, כדי להפחית מחשיבותו של הזמן כגורם אמרגנטי בעל קיום.


בנוסף, יש בתיאור זה משום יישור קו עם התפיסה הפרזנטיבית אשר נותנת מעמד מיוחד מבחינת הקיום לרגע העכשווי על פני רגעים בעבר ובעתיד. בתפיסה שלי, הקיום של העבר וההווה הוא זהה והעתיד אינו בעל תכונת קיום שלמה עדיין, אלא, רק כרגעים קפואים פוטנציאליים. כלומר, יש פה שילוב של התפיסה האתרנליסטית של "יקום הגוש" עם התפיסה המעניקה להווה מעמד ייחודי. מצד אחד, הרגעים בעתיד קיימים במידה מסוימת כפי שחלקיקים "קיימים" בטרם אנחנו מביטים בהם, אולם, הקיום הזה אינו שלם והוא קיום בסופרפוזיציה. ההתממשות במציאות תעניק לרגע הזה מעמד קיום שלם וגבוה יותר על פני רגעי העתיד. רגעי העבר הם כבר בעלי קיום מלא, אולם, עדיין יש להווה תכונה נוספת שהוא אקט ההתממשות. זו "הקריסה" של משוואת הגל המעניקה ברגע מסויים קיום לקונפיגורציה מסוימת ולא לאחרת. אקט ההתממשות הוא ייחודי לרגע ההווה ומרגע שהוא קרה, אותו רגע כבר הופך להיות בעל קיום זהה לכל רגעי העבר. על כן, אני רואה בגישה זו מעין גישת ביניים בין האתרנליזם המוחלט של אוסף רגעים קפואים בעלי קיום זהה ללא קשר להיותם עבר, הווה או עתיד, כפי שמתאר "יקום הגוש" לבין גישת הפרזנטיזם, אשר מעניק את הקיום לרגע ההווה בלבד וסותר את תורת היחסות. לפי עניות דעתי, הגישה שלי מצד אחד, מאפשרת לתאר את היקום בהתאם לתורת היחסות ול"יקום הגוש" הנובע ממנו משום שבסופו של דבר, כל הרגעים כולם קיימים במידה כזו או אחרת ומצד שני, מאפשרת להעניק ייחוד מסוים לרגע ההווה על פני שאר הרגעים.



הרשת – אוסף ה"רגעים"



היקום שלנו, הוא רשת. כמו כל רשת גם רשת היקום מורכבת מצמתים. הקונפיגורציות הן הצמתים ברשת. כל נקודת קישור ברשת היא קונפיגורציה אחרת. כל הצמתים ברשת הם כל הרגעים האפשריים מהמפץ הגדול ועד סוף היקום. כל רגע ורגע אפשרי הוא קונפיגורציה פוטנציאלית. הרשת מורכבת משני סוגים של צמתים; צמתים שהם קונפיגורציות שכבר התממשו במציאות, הן כבר לא בסופרפוזיציה וקיבלו כבר את תכונת הקיום וצמתים שטרם התממשו במציאות והם נמצאים עדיין בסופרפוזיציה. חלק מהקונפיגורציות מן הסוג השני לא תתממשנה לעולם במציאות וחלק תתממשנה וניתן להגדירן במונחים שלנו כ"עתידיות".


הסיבה שכתבתי את המילה עתידיות במרכאות היא שכל ההבחנה בין עבר, הווה ועתיד היא הבחנה אנושית הנובעת מהחוויה שלנו את העולם דרך הקונפיגורציות. בסופו של דבר, הצמדת התוית של עבר, הוה או עתיד לכל קונפיגורציה היא פעולה של מתן שם ותו לא. קונפיגורציות שכבר התממשו במציאות יכולות להיות מתויגות כ"עבר", קונפיגורציות שמתממשות בכל רגע הן "הווה" וקונפיגורציות שטרם התממשו יכולות להקרא "עתיד", אולם, מה שיש לנו באמת זו רשת של צמתים שכל צומת נמצא במצב מסוים כשהקונפיגורציות ה"עבריות" התממשו למציאות בסדר מסוים ואלו ה"עתידיות" טרם התממשו. הסיבה היחידה, שיש לנו צורך לראות את רצף ההתממשות של הקונפיגורציות למציאות כמהלך זורם של עבר לעתיד נובעת מתוך כך שנוצר רצף סיפורי בהתקדמות מימוש הקונפיגורציות והרצף הסיפורי הזה תואם את מה שאנו מגדירים כציר זמן מעבר לעתיד.


במונחים של תורת הרשתות חשוב להדגיש שהרשת של היקום היא דינמית ומתפתחת כל הזמן. את הדינמיות ותהליך ההתפתחות של הרשת אתאר בעוד מספר פסקאות, אולם, כבר עכשיו אני מדגיש שהיא אינה סטטית והקישורים בין הצמתים נמצאים כל הזמן בתהליך של שינוי והתפתחות. בנוסף, רשת היקום נופלת תחת ההגדרה של רשת "עולם קטן", רשת אשר הקישורים בין הצמתים המרכיבים אותה יכולים להיות מקושרים לכל צומת שהוא ברשת כולה ולא רק לצמתים הקרובים לה.



הקישוריות – שזירה קוואנטית



על מנת שתיווצר רשת יש צורך בקישורים בין הצמתים השונים. קישורים יכולים להיות קוי החשמל ברשת החשמל, לינקים בין אתרים באינטרנט או סינפסות שנוצרות בין הנוירונים במוח. ברשת היקום מה שמקשר בין הקונפיגורציות היא השזירה הקוואנטית. תורת הקוואנטים מלמדת אותנו ששני חלקיקים או שתי מערכות יכולות להיות מקושרות זו עם זו באופן מיוחד ולא לגמרי מובן ובלי קשר למרחק הפיזי שביניהן. בהתאם לכך, אני מציע שהקונפיגורציות השונות ברשת היקום מקושרות זו לזו באמצעות שזירה קוואנטית של החלקיקים המרכיבים את הקונפיגורציה. אולם, לא כל חלקיק בכל קונפיגורציה שזור קוואנטית עם כל חלקיק אחר בכל קונפיגורציה, אלא, ישנה חוקיות מסוימת בנוגע לאילו חלקיקים בקונפיגורציה מסוימת שזורים לאילו חלקיקים בקונפיגורציה אחרת. החוקיות הזו קשורה לדימיון במצבם של החלקיקים בקונפיגורציות שונות. כל קונפיגורציה כוללת בתוכה חלקיקים שונים השזורים זה בזה. אם קיימת שזירה קוואנטית בין שני חלקיקים בקונפיגורציה מסוימת ואותם חלקיקים שזורים גם בקונפיגורציה אחרת הרי שנוצר קישור בין הקונפיגורציות הללו. כלומר, ככל שישנו דימיון גדול יותר בשזירה הקוואנטית בין החלקיקים המרכיבים קונפיגורציות שונות כך יווצרו יותר קישורים בין הקונפיגורציות הללו. על מנת להבין זאת, ניקח כדוגמא את השולחן העומד מולנו. השולחן הזה, כמו כל עצם חומרי אחר ביקום, מורכב מאוסף חלקיקים המסודרים במצב מסוים ובעלי תכונות מסוימות והחלקיקים הללו שזורים בדרך מסוימת זה בזה. בקונפיגורציה מסוימת אנחנו מקבלים את השולחן כפי שהוא נראה מולנו, בקונפיגורציות אחרות יכול להופיע שולחן זהה ובקונפיגורציות נוספות, ייתכן והחלקיקים המרכיבים את השולחן מסודרים באופן שונה והם בעלי תכונות שונות ועל כן, בקונפיגורציות אלו לא יופיע השולחן הספציפי הזה. על פי ההשערה שאני מעלה כאשר חלקיקים נמצאים במצב מסוים וזהה בקונפיגורציות שונות ושזורים זה בזה בכל קונפיגורציה באופן זהה, למשל, כאשר השולחן המורכב מחלקיקים אלו נמצא בקונפיגורציות דומות הרי שההתאמה הזו בין החלקיקים השזורים בכל קונפיגורציה יוצרת קישור בין הקונפיגורציות. המשמעות היא שבין כל שתי קונפיגורציות בהן סידור החומר דומה נמצא מספר קישורים גדול יותר מאשר בין כל שתי קונפיגורציות שהסידור שלהן שונה אשר ביניהן נמצא פחות שזירה ולכן פחות קישורים. במילים אחרות, במידה ובשתי קונפיגורציות קיימת שזירה בין אותם שני חלקיקים המופיעים בשתי הקונפיגורציות הרי שנוצר קישור אחד בין הקונפיגורציות. כל קישור ברשת נוצר באמצעות שזירה קוואנטית בין המרכיבים הזהים מהם בנויות הקונפיגורציות המקושרות. ככל שהקונפיגורציה כוללת חלקיקים שזורים זהים לחלקיקים בשזירה זהה בקונפיגורציות אחרות כך הקונפיגורציה הופכת למקושרת יותר. אם כך, בתמונת עולם זו אנחנו מקבלים רשת של קונפיגורציות המקושרות ביניהן בשזירה קוואנטית בהתאם לדימיון בין השזירות הקיימות במסגרת החלקיקים המרכיבים כל קונפיגורציה. הרשת הזו כוללת קישוריות מורכבת מאוד היכולה להכיל כמות עצומה של קישורים בין הקונפיגורציות השונות בכלל ואף בין שתי קונפיגורציות בפרט. ניתן גם להסיק מכך שככל שישנם יותר קישורים בין שתי קונפיגורציות הרי שככל הנראה, ישנו דימיון גדול יותר בין הקונפיגורציות בסידור של החומר הפנימי של כל קונפיגורציה.


מכיוון שבכל רגע נתון במציאות סידור החומר והשזירה הקוואנטית דומים לרגע העוקב שלו הרי שאם ניקח כדוגמא את שני הרגעים העוקבים הבאים, כל החלקיקים השזורים ברגע זה, ככל הנראה יהיו עדיין באותה שזירה קוואנטית כמו ברגע הבא עם שינוי קל ולכן הרגע הזה דומה בסידור שלו לרגע הבא עם שינוי קל ואנו רואים את אותם אובייקטים ביקום בין שני הרגעים הללו. המשמעות היא שהרגע הזה הוא בעל מספר קישורים מקסימלי עם הרגע הבא וזה שלפניו. כעת כבר מתחיל להיות פשוט יותר להבין לאן אני חותר.


כל קונפיגורציה בנפרד היא תמונת עולם של היקום ברגע נתון ועל כן, היא כוללת את כל חלקיקי החומר הקיימים ביקום בסידור מסוים במרחב-זמן של הרגע הזה. סידור החומר ברגע מסוים כולל גם את סידור השזירה הקוואנטית הקיימת ברגע הזה בין המרכיבים של הקונפיגורציה. אם כך, כל קונפיגורציה היא בעצמה רשת של קישורים בין החלקיקים המרכיבים אותה. הרשת מורכבת מהחלקיקים המסודרים בה שהם הצמתים ברשת והקישורים בין החלקיקים התת-אטומים המרכיבים את הקונפיגורציה נוצרים באמצעות שזירה קוואנטית אשר יוצרת אינטראקציה קוואנטית פנימית בקונפיגורציה עצמה. המשמעות היא שאם אנו מסתכלים על קונפיגורציה אחת בנפרד משאר הקונפיגורציות ברשת היקום אנחנו מוצאים שם רשת בפני עצמה הכוללת קישורים בין החלקיקים השזורים שבה. בתמונה זו כל צומת ברשת היקום, שכפי שראינו היא קונפיגורציה אפשרית, היא בעצמה רשת המקושרת באופן מורכב הן פנימית בין החלקיקים המרכיבים אותה והן חיצונית אל שאר הקונפיגורציות ביקום. בסופו של דבר, כל המרכיבים ביקום מקושרים ברשת של שזירה קוואנטית. ולכן, התמונה שאנו מקבלים היא של רשת המקשרת בין כל הרגעים האפשריים בזמן (קונפיגורציות) וכל צומת כזו היא בעצמה כדור של קשרים בין כל החלקיקים המרכיבים כל קונפיגורציה.



התפתחות הקונפיגורציה – הדינמיות של ה"רגע"



אחרי שבנינו תמונה של יקום הבנוי כרשת של קונפיגורציות או רגעים ב"זמן" אנחנו צריכים להסביר את הדינמיות של הרשת הזו וכיצד היא מתפתחת. רשת הקונפיגורציות שבנינו נראית לצופה החיצוני ליקום כפי שמתארות תפיסת "יקום הגוש" ונוסחת ווילר-דה ויט: עולם קונפיגורציות (ארועים במרחב-זמן) נטול זמן. באופן סותר אנחנו יודעים שרשת סטטית לא יכולה להתפתח ולייצר מבנים וסדר חדש ולכן אינה מעניינת כלל. אם רשת הקונפיגורציות שלנו היא סטטית כמו רשת דייגים מסובכת הרי שהיא אינה יכולה להסביר את היקום כפי שהוא כעולם מתפתח ומשתנה שבו נוצרים כל הזמן מבנים וסדרים חדשים. בנוסף, אין ברשת כזו את היכולת להפיק תכונות אמרגנטיות חדשות. בהמשך, אני אנסה להפיח חיים ברשת הזו ולהראות שיש לנו צורך הכרחי ביכולת כזו של רשת דינמית על מנת לאפשר הסבר אמרגנטי שלם וקוהרנטי ל"זמן".


המהות הבסיסית של הרשת כולה, מתמצא בשזירה קוואנטית בין המרכיבים שלה. שזירה זו היא שבונה את הקישורים הפנימיים בכל קונפיגורציה והיא שבונה את הקשרים שבין הקונפיגורציות השונות. על מנת שנוכל להסביר דינמיות והתפתחות של רשת, אנחנו צריכים להסביר את השינוי וההתפתחות של הקישורים ברשת ועל כן, עלינו למצוא את הדינמיות של הרשת בשזירה הקוואנטית. ככל שנצליח להסביר כיצד שזירה קוואנטית היא דינמית ובעלת יכולת השפעה על התפתחות הרשת כך נצליח להכניס להסבר שלנו את המרכיב הדינמי הכל כך הכרחי.


על מנת לבנות את ההסבר הזה, אני אעזר בתפיסות אשר התפתחו בשנים האחרונות, בדבר הקשר שבין שזירה קוואנטית והגיאומטריה של המרחב-זמן. לאונרד סוסקינד[ii], פרסם את השערתו בדבר הקשר שבין שזירה קוואנטית לבניית "חורי תולעת" ("גשרי ER"). הוא טוען, ששזירה קוואנטית היא שיוצרת גשרי ER במרחב-זמן, מנהרות המקשרות בין החלקיקים המרוחקים זה מזה באמצעות עקמומיות המרחב-זמן. אני טוען, שיש להתייחס לשזירות אלו המתבטאות בגשרי ER כקישורים ברשת המורכבת של הקונפיגורציה שהיא הבסיס להבנת התהליכים הקוואנטים והמקרוסקופיים כאחד.


בהמשך לתפיסתו של סוסקינד והרעיונות שמעלים ואן ראמסדונק[iii] ומלדסנה[iv], אשר תיארתי בפוסטים קודמים, אני טוען, שכל קונפיגורציה נבנית ומתפתחת באמצעות תוספת קישורים של שזירה קוואנטית היוצרת את המרחב-זמן של הקונפיגורציה. כלומר, כל קונפיגורציה נמצאת בתהליך מתמיד של שזירה הולכת וגדלה ועלייה ברמת הקישוריות הפנימית שלה. הקונפיגורציה אינה משתנה והיא סטטית מבחינת המבנה והסידור של החומר שהיא מכילה בתוכה. החלקיקים אינם נעים או משנים את המבנה שלהם במסגרת הקונפיגורציה הבודדת. היא נשארת קפואה במראה שלה הנגלה לצופה חיצוני. התמונה הסטטית הזו מסתירה תהליך פנימי שאינו מקבל את ביטויו בסידור של הקונפיגורציה. התהליך הפנימי הזה הוא שזירה קוואנטית שנוצרת כל הזמן בין המרכיבים הפנימיים והסטטיים הללו. אם כך, הקונפיגורציה עצמה אינה משתנה, אולם, היא חווה במערכת היחסים הפנימית שלה איזשהו שינוי והתפתחות הנובעת משזירה קוואנטית הולכת וגדלה בין המרכיבים שלה. התהליך הזה קורה עוד בטרם הקונפיגורציה מתממשת במציאות והוא תהליך שעובר על כל קונפיגורציה כאשר היא נמצאת בסופרפוזיציה יחד עם שאר הקונפיגורציות וטרם התממשה במציאות.


במאמר מוסגר, אני חייב להעיר הערה שאני מעריך שהיא נדרשת בשלב זה ומאוחר יותר בפוסט אני אסביר ואפרט אותה יותר. מי שעוקב אחר מהלך הטיעון שאני בונה פה (ואני מקווה שישנם כמה כאלה שעוד מחזיקים מעמד...) בודאי שואל שאלה מאוד נכונה: כיצד יכול להיות שבקונפיגורציה נטולת זמן מתפתח תהליך של שזירה קוואנטית על ציר זמן? אני אטען בהמשך, שהשאלה הזו נובעת מתוך תבנית הזמן התפיסתית והאנושית שאנו משליכים על התמונה שציירתי. אני מעלה את האפשרות שהשזירה שנוצרת אינה נוצרת על ציר הזמן, אלא, השזירה הקוואנטית קודמת אונתולוגית למה שאנו קוראים לו "זמן" והוא אמרגנטי מתוך השזירה ועל כן, השזירה הקוואנטית היא הזמן עצמו. לכן, יכולה להיות קונפיגורציה נטולת זמן שמתרחשת בה שזירה קוואנטית. אני מעריך, שהמהלך הזה בטיעון שלי יהיה ובצדק, המהלך מעורר המחלוקת ביותר בטיעון כולו ועל כן, אני אקדיש לו בהמשך הסבר מפורט ומבוסס יותר.


נקודה נוספת וחשובה, קשורה לטענה של סוסקינד וחבריו, שהמרחב-זמן עצמו נבנה על ידי השזירה הקוואנטית. תארנו את השזירה הקוואנטית כחוטים האורגים (או שוזרים...) את הבד שאנו קוראים לו מרחב-זמן. כלומר, כאשר השזירה הולכת וגדלה בקונפיגורציה היא יוצרת עוד ועוד מרחב-זמן יש מאין על ידי קישורים של פיסות נוספות למרקם הכולל של המרחב-זמן. המשמעות היא, שייתכן שכל קונפיגורציה גם עוברת בשל התפתחות השזירה תהליך של התווספות מרחב-זמן. אם כך, הקונפיגורציה חווה שזירה קוואנטית הולכת וגדלה של המרכיבים שלה ובכך גם גורמת למרחב-זמן של הקונפיגורציה להתרחב. תהליך זה יכול לתת מענה לאחת התגליות המעניינות של השנים האחרונות שהיקום שלנו מתרחב בקצב מואץ. ההבנה, שהיקום שלנו מתרחב ומתפשט כל הזמן הייתה ידועה כבר מתצפיותיו של אדווין האבל בשנות ה – 20 של המאה ה- 20, אולם רק בשנים האחרונות התברר שהתפשטות היקום מואצת, כלומר, שהיקום מתפשט בקצב הולך וגדל כל הזמן. אחת התאוריות שבאו לתת מענה לתופעה הזו היא השערת ה"אנרגיה אפלה" שקיימת ביקום אשר מאפשרת ליקום להמשיך ולהתפשט בקצב מואץ. "אנרגיה אפלה" היא קונסטרוקט תאורטי שמעולם לא התגלה בתצפית ועל פי החישובים הידועים לנו היום הוא בעל השפעה ניכרת ביקום ומוערך בכ 68% מכלל המאסה-אנרגיה שאנו רואים בו. האם ייתכן, שיצירת מרחב-זמן מתוך שזירה קוואנטית מהווה הסבר חלופי ל"אנרגיה האפלה"? אם שזירה היא הגורם ליצירתו של עוד ועוד מרחב-זמן אזי נראה על פניו, שיכול להיות לתופעה הזו קשר ישיר לעובדה שאנו רואים את היקום מתפשט בקצב מואץ. אם תקחו יריעת בד ובכל ס"מ שלה תוסיפו מיד עוד ס"מ הרי שתראו את הבד כולו גדל ומתפשט באופן משמעותי. האם בכל נקודה ביקום שמבצעת שזירה נוצר מרחב-זמן חדש ונוסף אשר נותן לנו את האשליה שהיקום מתפשט כשהוא בעצם גדל כל הזמן בכל נקודה ונקודה?



התפתחות רשת היקום – הדינמיות של אוסף ה"רגעים"



כל קונפיגורציה, היא רשת בפני עצמה המתפתחת בקישורים הפנימיים שלה באמצעות תוספת של שזירה קוואנטית בין החלקיקים המרכיבים את החומר המסודר בקונפיגורציה. השזירה המשתנה הזו היא הגורם לשינוי וההתפתחות הרשתית של הקונפיגורציה. אולם, לכך יש השפעה משמעותית נוספת. הרי הצעתי כבר שרשת היקום, שהיא רשת הקונפיגורציות כולן המקושרות זו לזו במבנה מורכב, בנויה על קשרים הנובעים משזירה קוואנטית בין הקונפיגורציות. השזירה הזו מבוססת על התאמה בשזירה שבין חלקיקים זהים בקונפיגורציות שונות. כלומר, כל קישור פנימי, כל שזירה פנימית, בין חלקיקים בקונפיגורציה מסוימת שזהה לשזירה פנימית אחרת בין חלקיקים זהים בקונפיגורציה אחרת יוצרת קישור בין שתי הקונפיגורציות הללו. רשת הקונפיגורציות כולן בנויה כרשת של קישורים המבוססים על שזירות זהות בין קונפיגורציות שונות. במידה ובקונפיגורציה מסוימת נוצרה שזירה בין חלקיקים מסוימים ואותם חלקיקים בקונפיגורציה אחרת כבר שזורים ביניהם הרי שבאותו רגע נוצר קישור נוסף ברשת בין שתי הקונפיגורציות הללו. ולכן, מכיוון שכל הזמן נוצרות שזירות חדשות בכל קונפיגורציה הרי שישנו תהליך מתמיד של התפתחות ברמות הקישוריות הפנימית של כל קונפיגורציה וברמת הקישוריות של רשת הקונפיגורציות כולה. מכיוון שכמות השזירה הקוואנטית בכל קונפיגורציה היא עצומה הרי שרמת הקישוריות בין הקונפיגורציות השונות היא עצומה.


זו הדינמיות של הרשת הנובעת משזירה קוואנטית. בנוסף לכך, לרשתות מן הסוג שאנו מחפשים, אשר יודעות לייצר מבנים חדשים ותופעות אמרגנטיות, יש תכונה חשובה נוספת והיא "התקשרות מועדפת" או "המנצח לוקח הכל" היוצרת מבנה של רשת חסרת סקאלה. הסיבה שרשת הקונפיגורציות היא רשת חסרת סקאלה נובע מכך, שקונפיגורציות דומות תהיינה ככל הנראה מקושרות יותר. מדוע? ככל ששתי קונפיגורציות דומות יותר אחת לשנייה הרי שישנה הסתברות גבוהה מאוד שהשזירה הקיימת בקונפיגורציה אחת דומה מאוד לשזירה הקיימת בקונפיגורציה השנייה. לסידור החומר בקונפיגורציה אמורה להיות השפעה מסוימת, אם לא עיקרית, על השזירות הקיימות בה, שבסופו של דבר, יתפתחו באותה קונפיגורציה ועל כן, אם החומר מסודר באופן דומה בשתי קונפיגורציות הרי שתתפתחנה שזירות דומות בשתיהן. אם הקישוריות בין הקונפיגורציות מבוססת על רמת התאימות בשזירות הפנימיות שלהן הרי ששתי קונפיגורציות דומות תהיינה מקושרות יותר אחת לשנייה. ככל שלקונפיגורציה מסוימת יש דימיון גדול יותר בזהות החלקיקים השזורים שבה לשזירה זהה בקונפיגורציות אחרות הרי שהיא יכולה להפוך לרכזת (HUB) של קישוריות ברשת, כלומר, לצומת מקושרת באופן חריג הרבה יותר מאשר קונפיגורציות אחרות וזאת בהתאם לחוק "המנצח לוקח הכל" שאנו מוצאים בעולם הרשתות[v]. אם כך, אנחנו מקבלים תמונה שבה, קבוצות של קונפיגורציות דומות מייצרות ביניהן קישוריות גבוהה באופן משמעותי והולך וגובר, עד שכל אחת מהן הופכת לרכזת ברשת. ככל שהרשת מתפתחת, קונפיגורציות נוספות אשר דומות לקונפיגורציות המקושרות ברכזות הללו יצטרפו ויקבלו כמות עצומה של קישורים לקונפיגורציות אחרות מכיוון שכל קישור, כידוע, המחבר בין שני צמתים מחבר גם בין אוסף הקישורים של כל אחד מהצמתים הללו ולכן, כל קישור נוסף מגדיל באופן אקספוננציאלי את רמת הקישוריות של כל צומת כזו ברשת כולה וגם לצמתים שבשלב הזה אין ביניהן קישור ישיר מכיוון שאין ביניהן תאימות ברמת השזירה.


אחרי שהבנו כיצד הרשת גדלה ומתפתחת, אנחנו חייבים לענות על השאלה שבגינה התכנסנו כאן: איך מתוך המבנה הרשתי של הקונפיגורציות נוצר מה שאנו קוראים לו "רצף הזמן"?



"קריסת" הקונפיגורציה – התממשות ה"רגע"


אם כך, הרשת בכל קונפיגורציה היא אמרגנטית לתהליכי השזירה הקוואנטית המהווים את הקישורים ברשת והם שבונים את המרחב-זמן בתוך הקונפיגורציה.

ככל שנוצרת שזירה רבה יותר בקונפיגורציה נוצרים יותר קישורים ויותר מרחב-זמן בקונפיגורציה עצמה. ככל שישנם יותר קישורים בקונפיגורציה נוצרים קישורים רבים יותר בין הקונפיגורציה לקונפיגורציות נוספות בעלות שזירה דומה לזו שנוספה. הקישוריות ההולכת וגדלה של כל קונפיגורציה כזו הופכת בשלב מסוים, קונפיגורציות מסוימות, לכאלו המקושרות באופן משמעותי יותר מקונפיגורציות אחרות בהתאם לתהליך שתארנו של תופעת "המנצח לוקח הכל" הגורם להתפתחות רכזות ברשתות חסרות סקאלה.


אני עומד לטעון, שהתהליך הזה של התפתחות רכזות ברשת הקונפיגורציות הוא המקור וההסבר להתממשותה של כל קונפיגורציה במציאות. מה שתיארנו עד עכשיו היא רשת של קונפיגורציות, כלומר, רשת של סידורים סטטיים שכל אחד מהם יכול לשמש כ"רגע" אחד בזמן. כל קונפיגורציה יכולה לשמש כתמונה אחת ברצף התמונות בפילם של היקום. אולם, רשת הקונפיגורציות מדברת על קונפיגורציות בפוטנציה או בסופרפוזיציה. לא כל קונפיגורציה כזו מתממשת במציאות ורצף הזמן שאנו חווים כולל רק חלק קטן מאוד מכל הקונפיגורציות הפוטנציאליות. השאלה היא, מהו התהליך שגורם לקונפיגורציות להתממש במציאות ומדוע רק חלק מהקונפיגורציות מתממשות במציאות ואחרות נשארות פוטנציאליות בלבד?


כדי לענות על השאלה הזו, נצטרך לחזור לאחת הפרשנויות לבעיית המדידה המופיעה בתורת הקוואנטים. כזכור, בהמשך לבעיית המדידה והשאלה מדוע משוואת הגל קורסת לתוצאה אחת מתוך אוסף של הסתברויות, קמו מספר פרשנויות שונות לתורת הקוואנטים שמטרתן הייתה להוסיף אלמנטים או הסברים נוספים על מנת להשלים את התמונה ולהוציא ממנה את האלמנט המסתורי וה"קסום" שבתורה הזו.


אחת הפרשנויות לתורת הקוואנטים אשר באה לפתור את בעיית המדידה ולענות על השאלה: מדוע אנו לא רואים בעולם המקרוסקופי תופעה של סופרפוזיציה היא הפרשנות של ג'יררדי, רימיני וובר (GRW Theory)[vi]. פרשנות GRW טוענת כי כל חלקיק, בשלב מסוים, קורס באופן ספונטני ממצב של סופרפוזיציה למצב מסוים ומוגדר. תופעת הדה-קוהרנטיות מסבירה מדוע כאשר חלקיק אחד קורס כל החלקיקים סביבו קורסים אף הם ויוצאים ממצב הסופרפוזיציה שלהם. כלומר, כאשר מסתכלים על עצם מקרוסקופי (למשל, שולחן) אנחנו לא רואים אותו בסופרפוזיציה מכיוון שהוא בנוי מאוסף עצום של חלקיקים ולכן, ההסתברות שאחד מהם יקרוס באופן ספונטני ויגרום בכך לכל החלקיקים המרכיבים את העצם הזה לקרוס לעצם מוגדר שאינו בסופרפוזיציה היא גבוהה מאוד וגובלת ב 100%. מכיוון, שכל העצמים שאנו רואים בעולם המקרוסקופי מורכבים ממספר עצום של חלקיקים הרי שההסתברות שנראה עצם מקרוסקופי בסופרפוזיציה היא כל כך נמוכה עד שהדבר הופך להיות בלתי אפשרי. במילים אחרות, GRW מציעה שבשלב מסוים, כל חלקיק יעבור "קריסה" שאינה נגרמת כתוצאה מסיבה מסוימת, אלא, באופן אקראי וספונטני. כאשר זה יקרה הוא יגרום לקריסה של כל החלקיקים שנמצאים בקרבתו ועל כן, כאשר אנו מסתכלים על אובייקט מסוים במציאות שבנוי מכמות עצומה של חלקיקים איננו רואים אותו אף פעם בסופרפוזיציה, אלא, אנו מקבלים אובייקטים ממשיים שקרסו למציאות.


כעת, ננסה ליישם את העקרונות של השערת GRW במסגרת תהליך הקריסה להתממשות במציאות של קונפיגורציה מסוימת ברשת היקום. כדי לעשות זאת, נשלב את התפיסה הזו עם התהליך של "מעבר פאזה"[vii] שהכרנו במסגרת תורת הרשתות, אשר מדבר על התפתחות רשת עד שלב שבו היא עוברת רמת סף מסוימת ואז נוצרים בה תכונות ומבנים אמרגנטיים. כלומר, אם נחזור לעולם הקונפיגורציות שלנו ובהתאם לתאוריה של GRW הרי שככל שמתרחשות יותר שזירות קוואנטיות בתוך הקונפיגורציה וכתוצאה מכך, בינה לבין קונפיגורציות אחרות, הרי שנוצרים יותר קישורים ברשת, הקונפיגורציה מגיעה בשלב מסוים לרמת קישוריות העוברת את סף הקריסה של המערכת וקורסת למציאות. בכך אנו משיגים קריסה של קונפיגורציה מסוימת מתוך הסופרפוזיציה של הקונפיגורציות וזאת מבלי להזדקק לצופה-מודד.


שלא כמו בפרשנות של GRW, הקריסה של כל קונפיגורציה אינה אקראית וספונטנית, אלא, נובעת כתוצאה מכמות הקישורים שיש לקונפיגורציה מסוימת והפיכתה לרכזת ברשת. ככל שיש יותר שזירה נוצר יותר מרחב-זמן שהופך את הקונפיגורציה מפוטנציאלית בסופרפוזיציה עם שאר הקונפיגורציות למציאותית. כל רגע מחדש, מתוך תהליך סנכרון שנוצר בין הקונפיגורציות ביקום קונפיגורציה מסוימת עוברת רמת סף מסוימת של קישוריות והרשת חווה מעבר פאזה לשלב הבא. כתוצאה מכך, הקונפיגורציה קורסת ומתממשת במציאות בהתאם לכמות השזירה שבה.


הסנכרון בין הקונפיגורציות נוצר כתוצאה מהתאמה בין שזירות קוואנטיות המתרחשות בתוך הקונפיגורציה לשזירות זהות הקיימות בקונפיגורציות אחרות. ככל שיש התאמה בשזירה מסוימת בקונפיגורציה עם שזירה זהה בקונפיגורציה אחרת, הן כאמור, יוצרות קישור ביניהן ובכך יוצרות סנכרון חדש בין הקונפיגורציות. ככל שיש לקונפיגורציה מסוימת יותר התאמה לקונפיגורציות אחרות רמת הקישוריות הסיכרונית שלה עולה, היא הופכת לרכזת, אשר בשלב מסוים עוברת את סף הקריסה הנדרש וקונפיגורציה זו מתממשת במציאות.


אם כך, כמו שחלקיק המתואר על ידי משוואת הגל של שרדינגר נמצא בסופרפוזיציה עד שהוא נמדד ואז "קורס" למצב יחידי מסוים ומתממש במציאות, כך כל "רגע" בזמן נמצא בסופרפוזיציה עד שהוא בשלב מסוים עובר רמת סף של קישוריות, "קורס" למציאות וגורם למעבר פאזה ברשת כולה. כך, כל רגע ורגע, זו אחר זו, מתממשת קונפיגורציה מסוימת במציאות. רצף הקונפיגורציות המתממשות במציאות הוא כרצף התמונות בפילם של היקום. על כן, רצף התממשות הקונפיגורציות יוצר בעצם, תופעה אמרגנטית שנקראת "זמן".


באופן עקרוני, יכול כל רגע להיות רגע שונה מאוד מקודמו. הרי שכל קונפיגורציה שמתממשת במציאות יכולה להיות מאוד שונה מקודמתה ואז, לא היה רצף זמן קוהרנטי בין הרגעים שאנו חווים. במילים אחרות, כל רגע במציאות היה קופץ לסידור חומר שונה במרחב ולחוויה שונה מאוד ממה שנחווה רגע קודם לכן וכל הזיכרונות וההיסטוריה של הקונפיגורציות הקודמות שהתממשו (מה שאנו קוראים לו "עבר") היה נעלם. עולם כזה היה עולם חסר משמעות שבו לא היינו יכולים אפילו להיות מודעים לכך שכל רגע שונה מאוד מקודמו מכיוון שהאינפורמציה על העבר לא הייתה זהה מרגע לרגע.


אולם, זה לא העולם שאנו מכירים וחווים ושהיינו רוצים לחיות בו. איך תהליך התממשות הקונפיגורציות במציאות שומר על הקוהרנטיות של רצף הרגעים ומייצר מציאות שבה כל רגע שונה במעט מקודמו וכל רגע מכיל מידע על כל הרגעים הקודמים, מה שיוצר סיפור רציף והגיוני?


ראשית נענה על שאלת הקוהרנטיות, כלומר, מדוע כל רגע מתממשת קונפיגורציה ששונה רק במעט מהקונפיגורציה הקודמת ובכך, נוצר בחוויה שלנו רצף אירועים המספר סיפור רציף, הגיוני וקוהרנטי. באנלוגיה, שאנו פונים אליה שוב, מדוע רצף התמונות בפילם הוא רצף של תמונות דומות מאוד המכילות שינויים קלים היוצרים אשליה של רצף סיפורי. התשובה לשאלה זו נעוצה בהתאמה בין השזירות של הקונפיגורציות המתממשות בכל רגע. כפי שתארנו קודם לכן, הקונפיגורציה שמתממשת כל רגע היא זו בעלת רמת הקישוריות הגבוהה ביותר, רמת קישוריות שמעבירה את הקונפיגורציה רמת סף מסוימת שתוצאתה היא "קריסה" למציאות. רמת הקישוריות של הקונפיגורציה קשורה להתאמה בשזירות שבין החלקיקים המרכיבים את הקונפיגורציה לשזירות של הקונפיגורציות המקושרות אליה. ההתאמה בשזירות הקוואנטיות בין הקונפיגורציות מעידה על התאמה בסידור של החומר בין הקונפיגורציות. במילים אחרות, על פי גישת "המנצח לוקח הכל" בתורת הרשתות, ככל שיש התאמה בין השזירה הקיימת בקונפיגורציה מסוימת לקונפיגורציה שקרסה קודם לכן, הרי שהסנכרון ביניהן יהיה הגבוה ביותר וכך, הסיכוי שהיא תתממש במציאות אחריה הופך להיות כמעט ודאי. על כן, אם כל רגע מתממשת במציאות קונפיגורציה כתוצאה מהקישוריות הגבוהה שלה לקונפיגורציות נוספות, כולל לקונפיגורציה הקודמת ובהתאמה, כתוצאה מהתאמת סידור החומר שבה לזה שבקונפיגורציה הקודמת, הרי שיש סבירות גבוהה במיוחד שסידור החומר בין רגע אחד למשנהו יהיה דומה מאוד ועם שינוי קל בלבד. כאשר אנחנו מדברים על כמות עצומה כזו של קישוריות, שזירות קוואנטיות וסידורי חומר, אנחנו מקבלים עולם שמתקדם מרגע לרגע בין קונפיגורציות כמעט זהות ובעלות שינוי קל. בדיוק כמו ברצף התמונות בסרט הנפשה, שכל תמונה כמעט זהה לקודמתה ומכילה רק שינוי קל אשר ניתן להבחין בו רק כאשר אנחנו חווים את רצף התמונות כולן. כך הקונפיגורציות במציאות הן רצף תמונות כמעט זהות ובעלות שינוי קל זה מזה אשר החוויה שלהן ברצף, יוצרת סיפור רציף, עקבי וקוהרנטי.


השאלה השנייה שהעלנו קשורה למידע שלנו על העבר ש"עובר" ומצטבר מרגע לרגע. כיצד אנחנו שומרים את האינפורמציה על ההיסטוריה כולה, מראשית הזמן ועד היום, באופן רצוף וכיצד המידע הזה ממשיך להצטבר ולהתפתח בעקבות כל רגע שמתממש. ג'וליאן ברבור יצר לצורך תשובה לשאלה זו, מבנה תאורטי, שהוא יצק למציאות שנקרא "קפסולת זמן". מכיוון, ששמתי לעצמי כמטרה לנסות לבנות תיאור של היקום ללא בנייה של מבנים תאורטיים חדשים אני אנסה להסביר כיצד המידע הזה נצבר וממשיך להצטבר מרגע לרגע. האמת היא, שעל פי ההשערה המתוארת בפרק זה אין צורך בהצטברות של המידע והמעבר שלו מרגע לרגע, אלא, הוא פשוט קיים שם בכל קונפיגורציה. כל תמונה שהיא מכילה מידע על העבר שלה ועל השינוי שקדם לה ושהיא חלק ממנו. דמיינו את עצמכם עומדים ברחוב ובאופן פלאי מוענקת לכם היכולת העל טבעית לעצור את הזמן. אני משוכנע שכל אחד התפלל, לפחות פעם בחיים, שהיכולת הזו תוענק לו. כעת עיצרו את הזמן. אומנם, פעולה זו תגרום מיד לכך שהעולם יהפך לחשוך לחלוטין ואתם תחנקו למוות מכיוון שהאור לא ינוע ומולקולות החמצן לא יגיעו לריאותיכם, אבל בואו נזרום עם הרעיון. תסתכלו מסביבכם, כל התנועה סביבכם נעצרה, אולם, יש בתמונה הזו מספיק מידע כדי שתוכלו לדעת מי מהמכוניות מתקדמת ולאן, אילו הולכי רגל עומדים ואילו נמצאים בתנועה, האם יורד גשם או שהשמש זורחת, האם הרוח נושבת וכו'. ייתכן שתמצאו יומן שיכיל אינפורמציה על עברו של מי שכתב אותו ואולי תמצאו ספר היסטוריה שיספר את כל תולדות האנושות. כלומר, תמונה סטטית יכולה להכיל בקרבה אינסוף מידע על "עברה" של התמונה. האם העובדה שיש מידע כזה מעידה על כך שלתמונה הזו היה "עבר"? ממש לא. ייתכן מאוד, שמי שצייר את התמונה הזו, כלל בציורו את כל המידע הזה וטבע בה את "העבר" הפיקטיבי הזה בציור. גם ספר היסטוריה על כל עמודיו והאותיות המודפסות בו, גם תאי המוח המכילים את הזיכרונות על העבר האישי של כל אחד מאיתנו וגם טביעות הרגליים שלנו בחול מאחורינו, הם בסופו של דבר, סידור או קונפיגורציה מסוימת של החומר ביקום, באופן אשר ניתן להסיק ממנו מידע, אבל אינו מעיד על כך שהיה לתמונה הזו עבר. על כן, העובדה שלכל רגע יש מידע על ה"עבר" והעובדה שכל רגע דומה לרגע הקודם לו יכולה לתת הסבר מדוע יש "רצף" היסטורי בין הרגעים ו"הצטברות" של מידע על העבר.


כעת עולה השאלה האחרונה והקשה מכולן. הזכרתי את השאלה הזו עוד קודם והבטחתי לפרט יותר את ההסבר שהועלה בתחילת הפוסט. השאלה היא, כיצד מתפתחות הקונפיגורציות והרשת כולה בעולם נטול זמן? אם המרכיבים הבסיסיים של רשת היקום הם בעצמם נטולי זמן והרשת שנוצרת מהם אף היא נטולת זמן, מהיכן מגיעה חווית הזמן שלנו? או במילים אחרות, מהו הזמן?



הגדרת מושג ה"הזמן הרשתי" – "רצף הזמן"



אם כך, הגענו לתחנה האחרונה במסע. פגשנו במסע שלנו אינספור מושגים ותפיסות שונות של מושג הזמן. בנינו את הרקע התאורטי, שיאפשר לנו להבין את בעיית הזמן ולבנות מודל משוער חדש. ההשערה שאציע כאן באה מתוך רצון לשלב תפיסות סותרות שליוו אותנו לאורך השנים ומנעו מאיתנו להגיע לתובנה אחת ומאוחדת. התפיסות שברצוני לשלב, הן התפיסה האתרנליסטית, הטוענת שתחושת רצף הזמן שלנו היא אשליה וכל הרגעים קיימים מאז ומעולם יחד עם התפיסה הפרזנטיבית, הגורסת שכל רגע הוא רגע שנוצר מחדש ותחושת רצף הזמן שלנו נובעת מבריאה של היקום בכל רגע מחדש. בנוסף לזה, מטרתי בפוסט זה לנסות ולפתור את השאלה העתיקה, האם הזמן הוא בעל קיום נפרד כישות אונתולוגית בפני עצמה או כתופעה אמרגנטית שנובעת ממשהו בסיסי יותר?


עד היום, ניסו הפילוסופים והפיזיקאים שהתמודדו עם שאלת הזמן לקחת צד בדיון ולנסות לקדם אותו לקראת תשובה אחת ומוסכמת. כל צד ניסה, באופן סיזיפי, להוכיח שהזמן תואם את תפיסתו הפילוסופית והפיזיקלית. אלו אשר תמכו בגישה האתרנליסטית נתקלו, בסופו של דבר, במבוי הסתום של הסתירה עם החוויה והאינטואיציה שלנו של זמן "זורם" ושל עולם שהולך ומתחדש מרגע לרגע. אלו אשר תמכו בגישה הפרזנטיבית נתקלו במבוי הסתום של התמונה הפיזיקלית והפילוסופית שתארה עולם שאינו מאפשר להכניס לתיאור שלו את מושג הזמן הדינמי. בהתאם לאנלוגיה שנתתי עוד קודם לכן בספר, בנוגע לניסיונות הסיזיפיים הללו, אין כוונתי לנסות ולגלגל את אחת האבנים הללו במעלה ההר, אבנים אשר גולגלו פעמים רבות כל כך במשך השנים, רק כדי לגלותן שוב למחרת למרגלות ההר. אני אנסה להשאיר את האבן קפואה במרגלות ההר ולהפיח בה חיים.


על מנת שאוכל להשלים את התמונה כולה ולסכמה עדיין חסרה לי הפיסה האחרונה בפאזל. הפיסה הזו היא המענה לשאלה הראשונית, כיצד מעולם נטול זמן, כפי שעולה מהתיאור הפיזיקלי והפילוסופי שפגשנו לאורך המסע שלנו ומ"רשת הקונפיגורציות השזורות" שהצעתי בפוסט זה, נוצרת חוויה של עולם הנע בזרימה רצופה מרגע לרגע או בקיצור מהיכן מופיע "רצף הזמן"?. את הפיסה האחרונה הזו של הפאזל מצאתי בניסוי, שתארתי שבוצע בשנת 2013 על ידי צוות פיזיקאים מטורינו[viii], בהמשך להשערה התיאורטית של פייג' וווטרס משנת [ix]1983. נבחנו שתי גרסאות לניסוי. בגרסא אחת נבדקה מערכת קוואנטית, שבה המרכיבים שזורים זה לזה והשעון שזור בתוך המערכת אף הוא ונמדד על ידי צופה פנימי למערכת. בגרסא זו, נצפו הפוטונים כמתפתחים ומשנים את תכונותיהם על ציר הזמן, כלומר, התוצאה היא יקום שיש בו זמן והוא משתנה על ציר הזמן הזה. בגרסא השנייה, נבדקה אותה מערכת קוואנטית שבה המרכיבים שזורים זה בזה, אולם, השעון שבחן את התפתחות המערכת היה חיצוני לה. בגרסא זו, הצופה בעצם בחן את המערכת באמצעות שעון חיצוני והתוצאה הייתה מערכת סטטית ללא שינוי, כלומר, יקום שאינו כולל את ציר הזמן והוא כתמונה קפואה ללא שינוי. המשמעות של תוצאות הניסוי הזה היא שהזמן הוא אמרגנטי בלבד ואינו קיים עבור צופה חיצוני ליקום, אולם, במערכת הקוואנטית השזורה מתהווה הזמן עבור מרכיביה הפנימיים. במילים אחרות, הזמן מתהווה באופן אמרגנטי מתוך תופעת השזירה הקוואנטית. המטרה הייתה להראות ששעון פנימי המוצמד למערכת קוואנטית יתקתק ויעיד על התקדמות והתפתחות של המערכת בזמן שעבור צופה חיצוני אותה מערכת בדיוק תראה כסטטית ללא שום שינוי. ואמנם, אנחנו מקבלים יקום שניתן להסתכל עליו משתי נקודות מבט: מזוית אחת חיצונית ליקום אנחנו רואים יקום קפוא וסטטי. יקום שבו לא ניתן למצוא את "הזמן" ומזוית שנייה, של מי שנמצא בתוך היקום, נוצרת חוויה של תנועה בזמן הנע מרגע לרגע כתוצאה מהשזירה הקוואנטית שבין המרכיבים של היקום ובין המרכיבים הללו לצופה הפנימי החווה את חווית הזמן בתוך היקום. כפי שטענתי קודם לכן בתחילת הפוסט, המשמעות היא ששזירה קוואנטית קודמת באופן אונתולוגי לתופעת הזמן והיא המקור שלו.


אני טוען, שזו בדיוק הפיסה החסרה בתיאור הכולל של "רשת הקונפיגורציות השזורות" שהצעתי. רשת הקונפיגורציות, עבור צופה חיצוני המסתכל עליה ואינו מהווה אובייקט שזור בתוכה, מתגלה כעולם סטטי נטול זמן ומעין "יקום גוש" של רשת קונפיגורציות הכוללות את כל הרגעים האפשריים בסופרפוזיציה ומתוארת באמצעות משוואת הגל של ווילר ודה-ויט. עבור צופה פנימי (אנחנו) אשר מהווה חלק מרשת הקונפיגורציות עצמה והוא מרכיב שזור בתוכה ישנה חוויה של זמן אמרגנטי מתוך תהליכי השזירה הקוואנטית. במילים אחרות, כמו שבניסוי של הצוות בטורינו כאשר השעון היה שזור עם שאר מרכיבי המערכת הוא הראה שינוי המעיד על התקדמות זמן כך אנחנו, כמרכיבים של הקונפיגורציה ושזורים בתוכה, חווים שינוי המעיד על התקדמות זמן, אולם, צופה תיאורטי שיחזיק שעון מחוץ לרשת הקונפיגורציות ויביט בה יראה רשת קפואה שאינה משתנה עם הזמן.


אם כך, אנחנו מקבלים רשת של קונפיגורציות שכתוצאה משזירות קוואנטיות פנימיות ובין קונפיגורציות גדלה הקישוריות באופן מתמיד וצמתים ברשת עוברים רמות סף ההופכים אותם לרכזות ובכך, גורמים למעבר פאזה של הרשת כולה ו"קריסה" כל רגע מחדש של קונפיגורציה מסוימת למציאות. הרשת כולה נראית מבחוץ כרשת סטטית המתוארת באמצעות משוואת הגל של ווילר-דה וויט, אולם, עבור המרכיבים הפנימיים ברשת נוצר זמן אמרגנטי מתוך השזירה הקוואנטית שביניהם.


כעת, ניתן לטעון כנגד התיאור הזה, ש"הזמן" המתואר בו הוא אמרגנטי בדיוק כפי שנטען עד היום אשר סותר את החוויה האישית שלנו של זמן בעל קיום מוחלט ולכן, אנחנו נופלים שוב לאותן תפיסות קודמות וסותרות ואין בתפיסה זו שום דבר חדש. יש בטיעון הזה בסיס של אמת, אבל אני אנסה להסביר מדוע אני חושב שהזמן האמרגנטי שנוצר בהמשך לתמונת העולם שציירתי שונה מהזמן האשלייתי שנבע עד היום מהתיאורים ההיסטוריים בפיזיקה ובפילוסופיה.


כדי להבין את ההבדל, אני אבדיל בין שני סוגים של תופעות אמרגנטיות. אני אקרא להן: תופעות אמרגנטיות "מוחשיות" ותופעות אמרגנטיות "מופשטות". שני סוגי התופעות הללו נוצרים מתוך התנהלות של מערכות מורכבות או רשתות חסרות סקאלה, אולם, ניתן להבחין בין תופעות השייכות לסוג הראשון, המוחשי יותר, לבין התופעות המשויכות לסוג השני, המופשט יותר. כדי להבין את ההבחנה הזו נעזר בדוגמאות. התופעות האמרגנטיות "המוחשיות" הן ישויות חדשות שחלקן ממש פיזיקלי שנוצרות מתוך מערכת מורכבת. לדוגמא, מושג ה"חום". "חום" אינו קיים במרכיבים הבסיסייים של היקום. בכל מערכת המורכבת מכמות גדולה של חלקיקים ומולקולות וכתוצאה מתנועתם של המרכיבים הללו אנחנו מקבלים תופעה של טמפרטורה משתנה של המערכת כולה. אם כך "חום" הוא תופעה אמרגנטית של מערכת מורכבת של מולקולות. באופן דומה, "תודעה" היא תופעה אמרגנטית של מערכת מורכבת של נוירונים. לא ניתן למצוא "תודעה" במרכיבים הבסיסיים של המוח. ה"תודעה" היא אמרגנטית לפעילות החשמלית והכימית שבין האוסף העצום של הנוירונים והסינפסות במוח. אם כך, "חום" ו"תודעה" הן תופעות אמרגנטיות מוחשיות מאוד בחוויה שלנו כישויות בעלות קיום נפרד וברור.


לעומת זאת, ניתן למצוא תופעות אמרגטיות הנוצרות מתוך מערכות מורכבות שאינן מוחשיות ואינן נתפסות כישויות בעלות קיום בפני עצמן, אלא, ניתן להגדירן כ"מופשטות" בלבד. דוגמאות לתופעות אמרגנטיות מן הסוג השני הן מגמות של עליות וירידות בבורסת המניות, שניתן לזהותן בהמשך לאינטראקציה של קנייה ומכירה בין פרטים רבים בשוק ההון או מגיפה ויראלית שהיא מושג מופשט שאנו מעניקים למבנה התפשטות והידבקות במחלה של פרטים באופן גאוגרפי. "מגיפה" היא תופעה בעלת קיום מופשט ולא מוחשי בפני עצמו. כל מי שנגע בסיר רותח, יודע להבחין בין מושג ה"חום" לבין תופעה של קריסה של שוק מניות או מגיפה ויראלית. אפילו אם סבלנו מקריסת השוק או מהדבקות במחלה עדיין איננו יכולים לזהות באופן מוחשי את ההבדל בין המחלה שלנו או ההפסד הכספי האישי לבין ה"מגיפה" או "קריסת השוק" מעבר לחוויה שלנו כפרט בתוך המערכת. אני חושב שברור לכל אחד ההבדל בחוויה האינטואיטיבית של מהו "חום" או "תודעה" לעומת מהי "מגיפה" או "מגמה כלכלית".


אני טוען ש"הזמן" האמרגנטי המתואר בתמונת העולם של "רשת הקונפיגורציות השזורות" הוא תופעה אמרגנטית הנובעת מתוך תיאור פיזיקלי של רשת מורכבת ומתוך תהליכי השזירה הקוואנטית ולכן ה"זמן" הזה הוא תופעה אמרגנטית מוחשית כמו "חום" או " תודעה" ואינו דומה ל"זמן" האמרגנטי והאשלייתי אשר נבע מתוך תיאורים פילוסופיים או פיזיקליים קודמים. עד עכשיו בתיאוריות השונות, עלתה הטענה שהזמן הוא אמרגנטי מבלי להסביר את תהליך ההתהוות שלו. זו הפעם הראשונה שבה ניתן הסבר פיזיקלי, אפילו אם תיאורטי בשלב זה, לאמרגנטיות של מושג הזמן.



נקודות למחשבה



לסיום הפוסט הזה, אני רוצה להעלות מספר נקודות מעניינות שנתקלנו בהן במהלך המסע שלנו ולדעתי ניתן להתחיל למצוא להן פתרון במסגרת ההשערה שהצעתי בפוסט זה. הרעיונות שאעלה פה ראשוניים מאוד ומטרתם לעודד מחשבה ומחקר נוסף שיכול להוביל לגיבוש השערות שלמות יותר.


ראשית, אחת השאלות הגדולות בעולם המיקרוסקופי ונובע מתורת הקוואנטים ומתופעת השזירה הקוואנטית היא העדר הלוקליות בעולם. כזכור לכם, אחת הבעיות הגדולות עם פרדוקס EPR וההשלכות של מושג השזירה הקוואנטית היא הטענה ששזירה קוואנטית גורמת למידע לעבור בין נקודות שונות במרחב מעל למהירות האור ולכן סותרת את ההנחה היסודית של תורת היחסות בדבר המהירות הקבועה של האור ואת הנחת הלוקליות בעולם. אני טוען שכל הדיון הזה מוטעה מיסודו. בהמשך להשערת "רשת הקונפיגורציות השזורות" אנחנו מסיקים שהשזירה הקוואנטית היא קודמת אונתולוגית למושג הזמן. אם השזירה הקוואנטית קודמת לזמן והיא המקור להתהוות שלו הרי שלא ניתן לנהל דיון על השזירה הקוואנטית במונחים של זמן. מהירות האור והנחת הלוקליות הם מושגים הכוללים את הזמן. מהירות כמובן כוללת בתוכה את מרכיב הזמן ולוקליות היא בעצם ההבנה שאובייקטים שונים יכולים להשפיע זה על זה במרחב ועל ציר הזמן. על כן, מכיוון ששזירה קוואנטית קודמת לזמן הרי שאין זה מפתיע שכל ניסיון להחיל את המושגים הכוללים בתוכם את מושג הזמן (כגון מהירות האור ולוקליות) על שזירה קוואנטית היא מתכון לפרדוקסים. שני חלקיקים שזורים אינם משפיעים זה על זה במרחב ובזמן, אלא, הם חלק מישות אחת הקודמת לזמן.


פרדוקס נוסף, שניתן לדעתי להעזר בהשערת "רשת הקונפיגורציות השזורות" כדי לפתור אותו, הוא פרדוקס הסבא הידוע בנוגע למסע בזמן. פרדוקס זה שמדבר על האפשרות לחזור בזמן ולרצוח את מי שאחראי להולדתך ובכך למנוע את קיומך ואת האפשרות לחזור בזמן ולרצוח אותו על מנת שאתה תוכל שוב לחזור לחיים וכך בלולאה אינסופית. אין כוונתי פה להביע את דעתי בנוגע לאפשרות לחזור בזמן, אלא, לפתרון הפרדוקס הזה. אם אנו נעים לעתיד על ידי טיסה מהירה וחזרה לכדור הארץ אנחנו לא מוצאים את ה"אני" העתידי שלנו מחכה לנו, אלא, אנו מוצאים את עצמנו בקונפיגורציה עתידית. באותה מידה כאשר אנו מסתכלים על כל הרגעים בעבר כקונפיגורציות שהתממשו במציאות אנחנו פשוט נמצא את עצמנו כפי שהיינו באותה קונפיגורציה, ללא המידע והזכרון של הקונפיגורציות העתידיות ולכן אין שום משמעות למעבר אחורה בזמן. בנוסף, אם הקונפיגורציות בעבר התממשו בהתאם להסתברויות מסוימות ומכיוון שכל רגע בעבר התממש משום שההסתברות שלו להתממש היא כמעט מוחלטת הרי שגם אם תהיה אפשרות למישהו מאיתנו לחזור בזמן לקונפיגורציה ב"עבר" הוא פשוט ימצא את עצמו באותה קונפיגורציה בדיוק וזה מסביר את פרדוקס הסבא בחזרה בזמן. לא משנה באיזה אירוע תבחר בעבר כמעט תמיד מה שיתממש במציאות הוא הרכזת: האירוע בעל הקישורים הרבים ביותר. הסיכוי שהאירוע בו בחרת בחזרה בזמן מקושר לרכזת ולכן, בסופו של דבר, יוביל למימוש של אותו עתיד בדיוק. הקונפיגורציה בה אתם רוצחים את הסבא שלכם היא קונפיגורציה בעלת הסתברות נמוכה יותר כנראה ולכן לא תתממש גם אם "תחזרו" בזמן.


מה בנוגע לתופעות המוזרות שנחשפנו אליהן במסגרת תורת הקוואנטים? האם יש בהשערת "הקונפיגורציות השזורות" כדי לתת מענה לחידות הללו?

קשה לומר בוודאות, אולם, יש בגישה זו משום נקודת מבט נוספת חדשה שאולי יכולה להאיר חלק מהמיסתורין החבוי. כאשר אנו מסתכלים שוב על תופעות כגון דואליות חלקיק/גל ובעיית המדידה נוכל לבחון אותן שוב מנקודת מבט של התממשות "רגעים" מסוימים במציאות כתוצאה ממדידה והאינפורמציה שאנו מגלים בהמשך ל"קריסה" של הרגע הזה דווקא למציאות. אני מעלה את האפשרות שהתופעות שאנו רואים במדידה של מערכת קוואנטית, כמו למשל בניסוי שני החריצים, הן הביטוי הבסיסי ביותר לכך שכל רגע מתממשת קונפיגורציה מסוימת והיא כוללת את האינפורמציה ה"עברית" הרלוונטית לאותה קונפיגורציה שהתממשה. במילים אחרות, אם מדדנו את האובייקט באופן מסוים (כחלקיק או כגל), אזי, האינפורמציה המופיעה בקונפיגורציה מתייחסת לאובייקט הנמדד כבעל תכונות בהתאם לאופן המסוים שבוצעה המדידה משום שזו האינפורמציה הטבועה בקונפיגורציה הזו ובקונפיגורציות העוקבות לה בהמשך לאופן המסוים הזה. ניסוי הבחירה המושהית הוא דוגמא טובה. העובדה שאנו מודדים את האובייקט באופן מסוים אינה באמת משפיעה על עברו של האובייקט "בדיעבד", אלא, גורמת בעקבות השזירה הנוצרת במסגרתה לקונפיגורציה מסוימת להתממש במציאות וקונפיגורציה זו כוללת את העבר של האובייקט בהתאם לאופן בו הוא נמדד. בגישה זו בעיית המדידה אינה נובעת מהשפעה של המדידה על המציאות, אלא, מכך שהמציאות הכוללת היא מערך של סידור החומר בהווה ובעבר שבא יחד כמערכת אחת אשר מציגה תמונה מסוימת המתאימה למערך כולו.

ניתן לדעתי, לתקוף שאלות נוספות רבות, באמצעות התובנות הנובעות מהשערת "רשת הקונפיגורציות השזורות", כגון, מושגי האנרגיה והמסה האפלה והשאלה מדוע אלקטרון קופץ בין רמת אנרגיה אחת לשניה סביב הגרעין, אולם, אשאיר משהו גם להמשך...




[i] Julian Barbour, The End of Time: The Next Revolution in Physics, Oxford, 1999

[ii] Leonard Susskind, "ER=EPR but entanglement is not enough", Stanford University 4/6/2015

https://www.youtube.com/watch?v=IuY4RMehdP8

[iii] Mark Van Raamsdonk, "Building up spacetime with quantum entanglement", May 2010 http://arxiv.org/abs/1005.3035

[iv] Juan Maldacena, "Entanglement and the Geometry of Spacetime" [iv] https://www.ias.edu/about/publications/ias-letter/articles/2013-fall/maldacena-entanglement

[v] אלברט-לסלו ברבאשי, קישורים: המדע החדש של רשתות, ספרי חמד, 2004

[vi] יואב בן דב, תורת הקוונטים: מציאות ומסתורין, דביר, 1997

[vii] Strogatz, S. Sync: How order emerges from Chaos in the Universe, Nature and Daily Life. New York: Hyperion, 2004

[viii] http://www.newscientist.com/article/dn24473-entangled-toy-universe-shows-time-may-be-an-illusion.html#.VPHOkvmUcWI

[ix] Page, D. and Wootters, W. (1983). Phys. Rev. D27, 2885.


0 צפיות

Created by BestSite