¿Resuelve finalmente la hipótesis del tiempo térmico la paradoja de Zenón?

¿Es el tiempo solo un truco de la mente? ( leer artículo )

A Carlo Rovelli, uno de los fundadores de la teoría de la gravedad cuántica de bucles, le gusta pensar que sí. Además , la entrada de wikipedia destaca:

Esta posición lo ha llevado a enfrentar el siguiente problema: si el tiempo no es parte de la teoría fundamental del mundo, ¿cómo surge el tiempo? En 1993, en colaboración con Alain Connes, Rovelli propuso una solución a este problema llamada hipótesis del tiempo térmico. Según esta hipótesis, el tiempo emerge sólo en un contexto termodinámico o estadístico. Si esto es correcto, el flujo del tiempo es una ilusión, que se deriva de la incompletitud del conocimiento .

Antecedentes: de Aristóteles a Zenón

Aristóteles, quien fue pionero en muchos campos, escribiendo tratados desde el sueño hasta la interpretación de los sueños, desde la memoria hasta la respiración y, por supuesto, desde el alma hasta el tiempo, definió el tiempo como:

Es claro, entonces, que el tiempo es 'número de movimiento respecto del antes y el después', y es continuo puesto que es un atributo de lo continuo.

Aristóteles concibió el tiempo en relación con el cambio o el movimiento ( LIBRO IV, CAP 12 ):

No sólo medimos el movimiento por el tiempo, sino también el tiempo por el movimiento, porque se definen entre sí. El tiempo marca el movimiento, pues es su número, y el movimiento el tiempo.

Después de que Zenón de Elea introdujera sus cuatro paradojas, Aristóteles trató de descartar la dicotomía en términos de infinitos potenciales y reales. ¿Pero en qué medida? Como bien señala Silagadze ( 2005 ):

Pero todos estos desarrollos matemáticos, aunque muy maravillosos, no responden a la pregunta principal implícita en la refutación de Zenón por parte de Aristóteles: cómo tiene lugar realmente el movimiento real y si su imagen matemática actual todavía corresponde a la realidad en el nivel más fundamental.

La ciencia moderna aborda un problema antiguo

Con el advenimiento de la mecánica cuántica, los científicos quizás estén sobre una base sólida para responder a la pregunta. Rovelli, junto con Connes, construyó un sistema mecánico cuántico sin tiempo, quizás por primera vez, refutando la noción empírica de Aristóteles de que el tiempo y el número deben ser conceptos interrelacionados. Formalmente TTH establece:

La hipótesis del tiempo térmico. En la naturaleza, no hay una variable de tiempo física preferida t. No hay estados de equilibrio (rho sub cero) preferidos a priori. Más bien, todas las variables son equivalentes; podemos encontrar el sistema en un estado arbitrario (rho); si el sistema está en un estado (rho), el estado del sistema destaca una variable preferida. Esta variable es lo que llamamos tiempo. ( Rovelli 2008 )

El tiempo, según Rovelli, es solo un concepto ilusorio. En conclusión escribe:

Lo que llamamos el flujo del “tiempo” es el flujo Tomita del estado estadístico (rho) en el que se encuentra el mundo, cuando se describe en términos de los parámetros macroscópicos que hemos elegido.

¿Adiós Zenón?

¿Quantum Loop Gravity pone el clavo final a una vieja paradoja? Si no, ¿cuáles son algunas de las principales críticas o fallas en la teoría de Rovelli?

Respuestas (3)

Rovelli afirma que el tiempo es una ilusión, derivada de la incompletitud del conocimiento.

Dado que la incompletitud del conocimiento es un estado de cosas permanente (y necesario), su hipótesis no nos sirve de nada: todavía estamos firmemente atrapados dentro del tiempo, por ilusorio que sea, sin esperanza de escapar. Y así, para nosotros atrapados dentro de la ilusión, la paradoja de Zenón permanece intacta. El hecho de que su teoría sostenga que la diferencia entre el pasado y el futuro es ilusoria no cambia el hecho de que percibimos (y no podemos dejar de percibir) una diferencia significativa entre ellos.

Dicho de otra manera: Rovelli parece haber propuesto una hipótesis no comprobable que, incluso si fuera cierta, no tendría relación con la mayoría de la filosofía tal como se practica.

Algunas reglas generales: 1) obtener su filosofía de un físico es similar a obtener su física de un filósofo; 2) La revista Forbes no es una buena fuente para la física o la filosofía: 3) si tiene la palabra "Quantum", por lo general se puede ignorar con seguridad.

+1 solo para las reglas generales. (El resto de la respuesta también es bastante útil).
Sobre las reglas generales: obtener su filosofía natural de un físico (O más bien, de un científico del campo apropiado) no es una idea tan mala.
obtener su física de un físico está bien.

Soy un matemático que encontré esta página por accidente, así que no puedo ayudarte con la parte de la paradoja de Zeno (creo que eso se resolvió con cálculo hace cientos de años). Pero me gustaría aclarar algunos conceptos erróneos.

  • La hipótesis del tiempo térmico no está directamente relacionada con la gravedad cuántica de bucles. En cambio, es un resultado matemático de la teoría de las álgebras de von Neumann. Sin entrar en su origen o propósito matemático, las álgebras de von Neumann son uno de los principales ingredientes matemáticos utilizados para construir una versión de la mecánica estadística cuántica y la teoría cuántica de campos que generalmente recibe el nombre de teoría cuántica algebraica de campos. El álgebra de von Neumann asociada a un sistema cuántico describe lo que se puede observar sobre el sistema: el 'álgebra de observables'.
  • La teoría algebraica de campos cuánticos tiene muchos problemas para los físicos: es demasiado restrictiva para describir muchos sistemas físicos. Personalmente, solo estoy familiarizado con la forma en que describe la mecánica estadística cuántica, pero nada sobre cómo describe la teoría cuántica de campos en general, por lo que no puedo decir mucho sobre el aspecto de la teoría cuántica de campos. Pero es completamente riguroso, que es su principal atractivo para los matemáticos.
  • Un resultado completamente matemático es que las álgebras de von Neumann vienen 'naturalmente equipadas' con una evolución temporal. Este fue un resultado extremadamente sorprendente que se conoció por primera vez durante los años 60 y 70.
  • Lo que Connes y Rovelli lograron fue demostrar que esta evolución temporal 'natural' con la que vienen equipadas las álgebras de von Neumann puede interpretarse como derivada de razones mecánicas estadísticas puramente cuánticas, por ejemplo, ecuaciones que gobiernan la termodinámica de sistemas cuánticos de muchos cuerpos.

En resumen: el resultado no es un resultado sobre la gravedad cuántica de bucles (aunque puede tener relevancia allí; no sé nada sobre LQG, así que no puedo decirlo), sino más bien una hipótesis de que un resultado puramente matemático de la teoría de las álgebras de von Neumann está vinculado a la noción termodinámica del tiempo presente en un marco matemático específico de la teoría cuántica de sistemas de muchos cuerpos. Esta hipótesis tiene una base matemática muy sólida, pero generalmente es muy difícil saber cuándo la verdad matemática corresponde a la verdad física.

@medivh y Jon. Solía ​​pensar que el cálculo resolvía la paradoja de Zeno, pero ahora no estoy tan seguro. ¿No postulamos simplemente que lim_{n → ∞} ½^nexiste? Podemos resolverlo si lo hace, pero eso realmente no resuelve la paradoja ya que la resolución está en el lado de la suposición, no en el lado de la conclusión. Por ejemplo, digamos que eres ultrafinitista.
También en particular: Arquímedes usó aproximaciones que convergen en ∞ mucho antes de la invención del cálculo (¡y no le demos todo el crédito a Newton por eso!). Entonces, si la paradoja de Zeno pudiera resolverse con límites, no habría tenido que esperar más allá de la antigüedad clásica.
@medivh y cualquier lector interesado puede obtener más información en el artículo científico muy informativo de Z. Silagadze ya citado en la pregunta sobre cuán "superficial" es la resolución de las paradojas de Zeno proporcionadas por el cálculo SI uno está de acuerdo con Silagadze en que esta resolución supone infinito divisibilidad del espacio y el tiempo. Como Loop Quantum Gravity es de alguna manera una construcción teórica tentativa que proporciona un modelo físico de un espacio-tiempo dinámico discreto acoplado a la materia cuántica, podría proporcionar una resolución genuina de la paradoja de Zeno si fuera matemáticamente consistente o probado experimentalmente.
Agradezco mucho a @jon-paproki por compartir su conocimiento matemático sobre el tema abstracto del álgebra de von Neumann y su conexión con la hipótesis del tiempo térmico. Estoy de acuerdo con él sobre la dificultad de delinear la "verdad" matemática de la física. Como físico, pero no experto en el campo de investigación de la gravedad cuántica, me gustaría agregar que a la hipótesis del tiempo térmico todavía le falta un buen modelo físico del espacio-tiempo y una ley dinámica cuántica completa para describir su interacción con la materia. Connes, por ejemplo, se muestra escéptico sobre la consistencia de Loop Quantum Gravity...
... ya que se trata de String / M- Theory! Más sobre el surgimiento del tiempo y la termodinámica de la cuántica i) de manera coloquial aquí denisevellachemla.eu/GetQ-en.pdf & ii) a nivel técnico allí youtube-nocookie.com/embed/…

Creo que Michael ha dado una buena respuesta relacionada con el aspecto filosófico de la pregunta. Solo quiero agregar algo sobre el aspecto de la física.

Rovelli está vendiendo un profundo malentendido de las implicaciones de la termodinámica y la mecánica estadística en relación con el tiempo. No implican en absoluto que el tiempo sea una ilusión. Especialmente la parte incompleta del conocimiento es una completa mierda. Es como decir que Hiroshima es una ilusión debido al hecho de que no teníamos conocimiento de las posiciones exactas de todos los átomos en el momento de la explosión. Ve y díselo a las víctimas.

Es un triste estado de cosas ver a los mejores físicos vender tales tonterías. Recomiendo encarecidamente leer "La ciencia del caos o el caos en la ciencia" de Jean Bricmont, que disipa muchos de estos conceptos erróneos.

Estoy bastante seguro de que Rovelli sabe lo que quiere decir con ilusión. Este es un artículo publicado en Forbes, por lo que hay que simplificar un poco las ideas para permitir a los lectores la ilusión de haber entendido algo profundo.