Home » Articole » RO » Societate » Filozofie » Filozofia științei » Mai există conceptele de spațiu și timp în gravitația cuantică?

Mai există conceptele de spațiu și timp în gravitația cuantică?

Orice ramură a fizicii va pune diferite întrebări filosofice: de exemplu despre conceptele și cadrul său general, și compararea acestora cu structuri analoage din alte ramuri ale fizicii. Într-adevăr, o analiză atentă a oricărui câmp de știință conduce în mod natural la întrebări din filosofia științei.

Cu toate acestea, în cazul gravitației cuantice, întâlnim rapid probleme fundamentale care depășesc cu mult întrebările din filosofia științei în general. Pentru a explica acest punct, trebuie mai întâi să rețineți că, prin „gravitației cuantice“ înțelegem orice abordare combinată a problemelor (sau, într-un fel, „reconciliere“), teoriei cuantice cu relativitatea generală. O cantitate imensă de efort a fost dedicat în în ultimii ani pentru combinarea acestor doi piloni ai fizicii moderne. Cu toate acestea, deși multe lucruri au fost învățate în cadrul acestui demers, nu există încă o teorie satisfăcătoare: mai degrabă, există mai multe abordări concurente, fiecare dintre ele având probleme grave, atât tehnice, cât și conceptuale.

Această situație înseamnă că există trei moduri largi în care gravitația cuantică ridică întrebări dincolo de filozofia științei în general.

1. În primul rând, fiecare dintre „teoriile ingredientelor” – teoria cuantică și relativitatea generală – prezintă probleme conceptuale semnificative în sine. Mai multe dintre aceste probleme sunt relevante pentru diverse subiecte legate de gravitația cuantică.

2. În al doilea rând, bazele fundamentale disparate ale celor două teorii ale ingredientelor generează noi probleme majore atunci când se încearcă combinarea lor. Aceste probleme sunt strâns legate una de alta și de problemele tehnice.

3. În al treilea rând, contrastul dintre lipsa unei teorii satisfăcătoare a gravitației cuantice și a teoriilor ingredientelor cu succes, ridică întrebări cu privire la natura și funcția discuției filosofice a gravitației cuantice. Este clar că nu poate „să se ia teoria așa cum este dată” în felul în care face în cea mai mare parte filozofia fizicii; atunci cum ar trebui să se procedeze?

În ciuda varietății programelor și a controverselor, în gravitația cuantică, majoritatea lucrătorilor ar fi de acord asupra următoarelor aspecte, cu siguranță foarte generale, a diagnosticării a ceea ce se află la baza majorității problemelor conceptuale ale gravitației cuantice. Anume: relativitatea generală nu este doar o teorie a câmpului gravitațional – într-un sens adecvat, este, de asemenea, o teorie a spațiului în sine; și deci o teorie a gravitației cuantice trebuie să aibă ceva de spus despre natura cuantică a spațiului și a timpului. Dar, deși expresia „natura cuantică a spațiului și timpului” este plină de culoare, este și foarte obscură și deschide o cutie a noțiunilor provocatoare ale Pandorei.

Dar există, de fapt, multe lucruri comune între tratamentele spațiului și timpului date de teoriile ingredientelor, de teoria cuantică și de relativitatea generală. Mai exact: ambele tratează spațiul și timpul ca aspecte ale spațiutimpului, care este reprezentat ca o varietate topologică diferențiată în 4 dimensiuni, în timp ce structura metrică a spațiutimpului este reprezentată de o metrică Lorentziană pe această varietate.

În acest sens, se așteaptă, în mod firesc, că o teorie a gravitației cuantice va adopta ea însăși acest tratament comun sau cel puțin principalul său ingredient, concepția variată a spațiului și a timpului. Cele trei programe principale de cercetare în gravitatea cuantică acceptă această concepție. Astfel, revenind la expresia noastră, „natura cuantică a spațiului și timpului”: deși „cuantic” ar putea sugera „discret”, „natura cuantică a spațiului și timpului” nu trebuie să însemne abandonarea unei concepții variate de spațiu și timp la cel mai fundamental nivel. Și în consecință: problema menționată mai sus – între bazele disparate ale teoriilor ingredientelor, teoria cuantică și relativitatea generală – nu trebuie să fie atât de simplă ca și contradicția dintre discretitudine și continuitate.

Dar, în diferite moduri și din diferite motive, aceste programe nu acceptă tratamentul comun complet, în special în ceea ce privește dimensionalitatea și structura metrică a spațiutimpului: principala diferență fiind folosirea unor tipuri de măsurare cuantificată. Mai mult decât atât, cele două programe actuale actuale sugerează, în diferite moduri, că concepția variată a spațiutimpului este inaplicabilă pe scalele minuscule de lungime caracteristice gravitației cuantice.

Deci, situația este curioasă: deși teoriile ingredientelor au mult în comun în tratamentul lor de spațiu și timp, acest tratament comun este amenințat de încercarea lor de unificare. Această situație determină ideea de a se îndepărta mai radical de tratamentul comun. În afară de aceasta, pe lângă aceste provocări, alte programe de gravitație cuantică resping această concepție încă de la început.

Este utilă distingerea a două strategii generale pentru depășirea tratamentului obișnuit, primul mai specific decât cel de-al doilea. (1) Se poate cuantifica o structură clasică care face parte din acel tratament și apoi se recuperează ca un fel de limită clasică a teoriei cuantice care urmează. (2) În general, se poate considera o astfel de structură ca fenomenologică, în sensul fiziciir de a fi o aproximare, valabilă doar în regimuri în care efectele gravitației cuantice pot fi neglijate, la o altă teorie (nu neapărat o teorie cuantică). Într-un jargon mai filosofic, această a doua strategie este aceea de a considera structura clasică ca fiind emergentă din cealaltă teorie – deși aici „emergența” trebuie bineînțeles înțeleasă ca o relație între teorii, nu ca un proces temporal. Ambele aceste strategii pot fi aplicate fie structurii metrice, fie structurilor necesare doar prin concepția variată, cum ar fi topologia.

Dar, oricare dintre aceste două strategii se adoptă, există în mod clar două moduri de a gândi mai degrabă relația dintre tratamentul familiar al spațiului și timpului – în comun între teoriile ingredientelor – și tratamentul dat de teoria încă necunoscută a gravitației cuantice.

Sursa: J. Butterfield, Spacetime and the Philosophical Challenge of Quantum Gravity

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *