The concept of time (below)
„Zeit“ spielt in der modernen Physik, speziell in der Relativitätstheorie und der Quantenphysik eine besondere Rolle. Die allgemeine Relativitätstheorie stellt Zeit als vierte Dimension in einem raumzeitlichen Kontinuum dar („Blockuniversum“). Die Relativität der Zeit in ihrem jeweiligen Bezugssystem wird ergänzt durch die absolute Größe der Lichtgeschwindigkeit, die den zeitartigen Verlauf eines Ereignisses innerhalb seines Lichtkegels bestimmt. Die durch die Gravitation gekrümmte Raumzeit bringt einen weiteren Aspekt hervor: dass Zeit jenseits des Ereignishorizonts eines Schwarzen Loches überhaupt nicht mehr bestimmt werden kann.
Theorien, welche die Gravitation in die Quantenmechanik einbeziehen, verändern den Zeitbegriff aus der relativistischen Raumzeit: Zeit kann nicht mehr als Hintergrundreferenz in einem raumzeitlichen Blockuniversum dienen, sondern wird durch die Gravitation selbst zu einer dynamischen Größe.
If one sticks to the universality of quantum theory – and there is no evidence to the contrary – gravity and spacetime must be quantized, too, leading to a theory of quantum gravity. It is obvious that this will have drastic consequences for the concept of time. The clash between the external time in quantum theory and the dynamical time in general relativity is one aspect of the problem of time in quantum gravity.
Claus Kiefer, Time in Quantum Gravity, in: The Oxford Handbook of Philosophy of Time, Ed. Craig Callender, Oxford University Press, 2011, S. 664
In den fortgeschrittensten Theorien zur Quantengravitation (Loop-Quanten-Gravitation, String-Theorie) taucht „Zeit“ als Basisgröße nicht mehr auf. Sie „emergiert“ vielmehr aus dem Grundrauschen der Quantengravitation, ebenso wie vielleicht auch die dritte Raumdimension entsprechend dem „Holographischen Prinzip“.
The Holographic Principle.
An important concept for understanding black holes is the holographic principle. The principle states that a quantum theory of gravity that can describe black holes should be formulated in two dimensions – like the surface of their spherical event horizons – not three, like the volume inside. The reason has to do with the black hole’s entropy, which is a measure of the amount of stuff you can stick inside of it. This entropy depends on the area of the black hole, not the volume.… according to the holographic principle. And these techniques can be used in situations more like our universe, giving a potential avenue for understanding the holographic principle in the real world. A remarkable fact about cosmological horizons is that they also have an entropy, given by the exact same formula as the one we use for black holes. The physical interpretation of this entropy is much less clear, and many of us hope that applying the new techniques to our universe will shed light on this mystery.
Edgar Shaghoulian, Black Hole Mysteries Solved, in: Scientific American, September 2022, S. 44
Als gutes Beispiel für die Diskussion der Zeit in der neueren Physik kann der Quantenphysiker Carlo Rovelli genannt werden, ein namhafter Vertreter der Loop-Quantengravitation. Er hat in „Die Ordnung der Zeit“ 6) die Auswirkungen der Quantengravitation auf unseren geschichtlich entwickelten Zeitbegriff thematisiert.
Die Welt ist gequantelt und die Gelatine der Raumzeit ebenfalls eine Näherung. In der elementaren Grammatik der Welt gibt es weder Raum noch Zeit: nur Prozesse, die physikalische Größen in andere verwandeln, deren Wahrscheinlichkeiten und Beziehungen wir berechnen können .
Auf der grundlegendsten Ebene, die wir heute kennen, gibt es somit wenig, was der Zeit aus unserer Erfahrungswelt ähnelt. Es gibt keine spezielle Variable «Zeit», keinen Unterschied zwischen Vergangenheit und Zukunft und keine Raumzeit. Dennoch können wir Gleichungen aufstellen, welche die Welt beschreiben. In ihnen entwickeln sich die Variablen in Beziehung zueinander. Es gibt keine «statische» Welt, auch kein «Blockuniversum», in dem Veränderung illusorisch wäre: Die Welt ist im Gegenteil eine der Geschehnisse, nicht der Dinge. Dies war die Hinreise zu einem Universum ohne Zeit.
Rovelli, a,a,O. 160
Durch zahllose Experimente abgesichert sind praktisch sämtliche Phänomene, die im ersten Teil des Buchs dargelegt wurden: die Beschleunigung des Zeitablaufs in der Höhe und seine Verlangsamung bei höherer Geschwindigkeit, die Nichtexistenz von Gegenwart, die Beziehung zwischen Zeit und Gravitationsfeld, die Tatsache, dass die Beziehungen zwischen verschiedenen Zeiten dynamisch sind, dass die Grundgleichungen keine Richtung der Zeit kennen, die Beziehung zwischen Entropie und der Richtung der Zeit und dass zwischen Entropie und Unschärfe eine Beziehung besteht. All dies ist gut abgesichert.
Dass das Gravitationsfeld Quanteneigenschaften aufweist, ist eine allgemein geteilte Überzeugung in der Physik, auch wenn sie bislang allein durch theoretische Argumente und nicht durch Nachweise anhand von Experimenten gestützt wird. Plausibel ist das Fehlen der Variablen Zeit in den Grundgleichungen, auch wenn um die Form dieser Gleichungen eine Debatte entbrannt ist. Der Ursprung der Zeit in der Nichtkommutativität der Quanten, die thermodynamische Zeit und die Tatsache, dass die beobachtete Zunahme der Entropie von unserer Interaktion mit dem Universum abhängt, sind Ideen, die mich faszinieren, aber alles andere als gesichert sind.
Rovelli, a.a.O., S. 163f.
Hier trifft die quantentheoretische Diskussion über die Zeit auf neuere philosophische, metaphysische Entwürfe zum Zeitbegriff. Peter Rohs präsentiert in seinem „Entwurf einer analytischen Transzendentalphilosophie“ 1) eine Philosophie der Zeit im Anschluss an McTaggart, die sich an Immanuel Kant orientiert und als eine transzendentale Philosophie des Geistes gedacht wird. Diese Verknüpfung von Zeit und Geist als Grundlage des Mentalen ist ein Ansatz, der sowohl den Monismus der Naturwissenschaften (Physikalismus) als auch den cartesischen Dualismus zu vermeiden sucht. Die Eigentümlichkeit der irreduziblen Subjektivität ergibt sich aus den speziellen Bestimmungen eines doppelten Zeitbegriffs. Letzterer sei hier kurz dargestellt.
McTaggart hatte zwei Zeitordnungen unterschieden. Ereignisse können zeitlich in den Relationen „früher als / später als / gleichzeitig mit“ bestimmt werden – dies nennt McTaggart „B-Series“ – oder Ereignisse können als Erfahrungen bezogen werden auf je meine Gegenwart, zu der sie erst zukünftig, dann gegenwärtig und schließlich vergangen sind, die „A-Series“. Kann Zeit innerhalb der B-Serie eindeutig unveränderlich bestimmt werden (zu einem bestimmten Zeitpunkt / Datum an bestimmtem Ort), so sind Ereignisse der A-Serie „fließend“: von der Zukunft über die Gegenwart in die Vergangenheit, wobei die jeweilige Gegenwart, mein „Jetzt“, zum veränderlichen Bezugspunkt wird. Da beide Zeitordnungen zueinander inkompatibel sind (fix – fließend), hatte McTaggart geschlossen, dass Zeit „unreal“ ist und eine dritte Zeitfolge, „C-Series“, postuliert, die den beiden anderen Serien zugrunde liegen sollte. Aber dies konnte McTaggart nicht zufriedenstellend klären 2). Wegweisend ist allerdings die Unterscheidung der Zeitstrukturen in einer objektiven B-Serie und einer von der jeweiligen Gegenwart abhängigen A-Serie. Zutreffend ist auch, dass Zeitpunkte in beiden Serien nicht aufeinander abgebildet werden können: mein „morgen“ ist immer relativ, wohingegen ein Datum 31.12.2022 fix ist und bleibt. Was sich allerdings am 31.12.2022 ereignen wird, ist heute, 10.10.2022, noch keineswegs fix. Ein bestimmter fester Zeitpunkt (‚time stamp‘) einerseits und der Zeitverlauf in Zukunft, Gegenwart, Vergangenheit (‚tense‘) andererseits sowie die Erfahrung vom ‚Vergehen‘ bzw. ‚Fließen‘ (‚passage‘) der Zeit, bzw. ihrem ‚Werden‘ (Bieri) scheinen inkommensurabel zu sein und auf unterschiedliche Erfahrungen zu verweisen.
Auf diesen „temporalen Dualismus“ (M. Willaschek) 3) bezieht sich Rohs, indem er darauf einen gegenüber Kant veränderten Dualismus von Dingen an sich und Erscheinungen aufbaut.
Im vorliegenden Buch entwickelt Peter Rohs seine Analytische Transzendentalphilosophie … als eine Transformation des kantischen Dualismus von Erscheinungen und Dingen an sich. An die Stelle der letzteren tritt bei Rohs das vierdimensionale Raum-Zeit-Feld, dessen zeitliche Dimension aber nur die statischen Beziehungen des Früher-, Später- und Gleichzeitigseins umfasst und das Rohs daher auch als »Blockuniversum« bezeichnet. Zu ihm gehören alle materiellen Gegenstände und physischen Vorgänge. Nicht darin enthalten sind der Bereich des Mentalen einerseits und der Bereich der Sinne, Begriffe, Bedeutungen und Tatsachen andererseits. Dabei versteht Rohs Tatsachen mit Frege als wahre Propositionen und diese als Inhalte unserer propositionalen Einstellungen des Glaubens, Wünschens etc. Für mentale Vorgänge und ihre propositionalen Inhalte (und deren Bestandteile) gilt Rohs zufolge, dass sie nicht angemessen in einem rein physikalischen Vokabular beschrieben und erklärt werden können.
Willaschek, a.a.O. S. 7f.
Letzteres ist unter anderem deswegen der Fall, weil die Erfahrung des „Werdens“, also der fließenden Zeit, nicht im naturwissenschaftlich definierten „Blockuniversum“ abgebildet werden kann. Rohs‘ Entwurf einer Transzendentalphilosophie des Geistes beruht auf der Dualität unterschiedlicher und nicht aufeinander reduzierbarer Zeitordungen, den B- und den A-Serien. Die Unabhängigkeit und naturwissenschaftliche Unbestimmbarkeit der Subjektivität des Mentalen beruht genau auf dieser Unvereinbarkeit und Unabhängigkeit der subjektiven bzw. objektiven Zeitordnungen. Hier kann Rohs nun die Kantischen transzendentalen Bestimmungen der Zeit („reine Formen der Anschauung“) einbringen, sofern sie auf die Zeit im Raum der Erscheinungen bezogen werden. Nur dort gibt es einen fließenden Zeitverlauf und die Erfahrung der Veränderung, des Werdens und Vergehens, von Wahrnehmungen, Vorstellungen und Tatsachen (Frege). Physik dagegen kennt nur eindeutige Punkte in der Raumzeit.
Dabei ist bemerkenswert, dass eine naturwissenschaftliche Beschreibung der Welt allem Anschein nach allein mit B – Bestimmungen auskommt (bzw. in naturwissenschaftlichen, insbesondere physikalischen Theorien A – Bestimmungen nicht vorkommen können). Von Physikern ist die Realität der A – Bestimmungen daher häufig bestritten worden. Zwar gibt es auch bei physikalischen, chemischen und biologischen Phänomenen eine ausgezeichnete Richtung der Zeit, da es irreversible Prozesse gibt, doch kommt deren Erklärung ohne A – Bestimmungen aus.
Willaschek, a.a.O. S. 10
Inwiefern das zeitliche Werden (A-Serie) als „nicht-natürlicher“ Prozess und „nicht-sinnlicher“ Vorgang dennoch keine Illusion ist und als „intersubjektiver“ Vorgang in der Wirklichkeit stattfindet, führt Willaschek in seiner Einführung näher aus. Peter Rohs erarbeitet seine Position in zehn Kapiteln sehr umsichtig und argumentativ schlüssig. Seine Verankerung der Einzigartigkeit und Unableitbarkeit des menschlichen Geistes und der freien Subjektivität ist durch die Konstitution der Zeit als jeweilige Ich-Gegenwart an die Welt der Erscheinungen gebunden. Dabei präsentiert Rohs in Aufnahme und Weiterführung Kants die Idealitätsthese sowie eine spezielle und eine generelle Konstitutionsthese.
Kants Theorie der Zeit enthält drei grundlegende Thesen. Es ist zweckmäßig, für sie je eigene Bezeichnungen zur Verfügung zu haben, um bequem auf sie Bezug nehmen zu können. Die erste ist die eigentliche Idealitätsthese, in der Kant die vornehmste Voraussetzung seiner gesamten Philosophie sieht. Sie lautet in seinen Worten:
Rohs, a.a.O. S. 55
Die Zeit ist nicht etwas, was für sich selbst bestünde, oder den Dingen als objektive Bestimmung anhinge, mithin übrig bliebe, wenn man von allen subjektiven Bedingungen der Anschauung derselben abstrahiert.
Die generelle Konstitutionsthese sei also in folgendem Sinn verteidigt: Erscheinungen ergeben sich aus unseren epistemischen Bezugnahmen auf eine unabhängige Realität (das Feld, das universale Gesamtereignis). Diese Bezugnahmen sind direkt oder indirekt stets an Anschauung gebunden als der einzigen Art von Vorstellung, die »unmittelbar auf den Gegenstand geht« , auf die darum »alles Denken als Mittel abzweckt« . Ein anschaulicher Weltbezug ist notwendig von perspektivischer Art. Die für die Zeittheorie wichtigste Perspektive besteht darin, dass die so gegebenen Sachverhalte durch eine temporale A – Bestimmung konstituiert sind. …
Die Abhängigkeit von einer solchen Art des perspektivischen Weltbezugs lässt sich zwar theoretisch distanzieren, aber nicht vollständig abschütteln. Deswegen sind die an die temporale Kopula gebundenen Zeitbestimmungen eine »formale Bedingung a priori« für alle Erscheinungen, für alle wahren Gedanken, für alle Tatsachen. Es gibt keinen Weg zu Tatsachen, der an dieser Bedingung vorbeiführt. Und es ist die spezifische wenn auch nur lokale Intersubjektivität dieser formalen Bedingung a priori, die allen weiteren, mit welchen Kategorien auch immer erreichbaren theoretischen Konstruktionen zugrundeliegen bleibt.
Peter Rohs, a.a.O. S. 61f
Neben diese generelle tritt die spezielle Konstitutionsthese, die besagt, dass das zeitliche Werden für mentale Prozesse in spezifischer Weise eine »formale Bedingung a priori« ist. Die generelle These betrifft innere wie äußere Erscheinungen in gleicher Weise …
Es werden nun also zwei Typen von Prozessen unterschieden: solche, die auch im Eisblock (also unabhängig vom zeitlichen Werden) möglich sind – dass z. B. das Universum sich ausdehnt, Galaxien sich drehen oder die Erde um die Sonne kreist – und solche, für die dies nicht gilt, weil das zeitliche Werden eine formale Bedingung a priori für sie ist – das Denken. Das Denken kann nicht vom zeitlichen Werden getrennt und irgendwie von ihm distanziert werden, es ist immer unmittelbar auf es angewiesen.
Rohs, a.a.O. S.62
Damit hat Rohs den Grund gelegt für das, was er als „analytische Transzendentalphilosophie“ des Geistes und der Zeit auf knapp 200 Seiten entfaltet, – eine fast herkulische Aufgabe mit faszinierenden Gedanken und Einsichten. Die Selbstbegrenzung und Selbstverpflichtung auf eine sich von Kant herleitende „Philosophie des Geistes“ zwingt Rohs dazu, weitgehend auf eine kontroverse Auseinandersetzung und Diskussion gegensätzlicher Positionen zu verzichten. Die dualistische Zeitstruktur wird von ihm in Aufnahme und Weiterführung Kants metaphysisch so in Anschlag gebracht, dass eine idealistische (dualistische) Transzendalphilosophie konzipiert werden kann. In ihr lässt sich die Selbständigkeit des Mentalen und die Freiheit der Subjektivität begründen.
Die raumzeitlich ausgedehnten Dinge und Ereignisse dagegen existieren unabhängig von allen »epistemischen Eigenleistungen«. Abgesehen von der mit der Affektion verbundenen kausalen Wechselwirkung (die auf der Ebene der Elementarteilchen auch epistemisch wichtig wird, da diese Objekte dadurch, dass sie beobachtet werden, beeinflusst werden) gibt es keine Einflussnahme des erkennenden Subjektes auf diese Gegenstände. Für das Erkennen ist eben von zentraler Bedeutung das, was als solches nicht an Raumzeitstellen vorkommt – Universalien, Propositionen, auch Zahlen und Mengen. Dass Begriffe und Urteile ein Produkt » epistemischer Eigenleistungen« sind, ist eine bekannte kantische Auffassung. Sie sind aber ebenfalls nicht » Teil oder Modus« einer Einzelseele. Ich sehe den » Kerngedanken der kantischen epistemischen Revolution« darin, dass die mentale Spontaneität und nur sie derartiges hervorbringen kann. Ohne mentale Spontaneität keine Sinne und keine Intersubjektivität.
Rohs, a.a.O. S 138
Rohs setzt sich ausführlich mit Kausalität (Kap. 6) und Freiheit (Kap. 8) auseinander, um sein Verständnis der freien Subjektivität und menschlicher Freiheit überhaupt zu entfalten. Mentale Verursachung gibt es für ihn nicht nur im Handeln des Menschen, sondern in Vorstellungen, Sprache, Begriffen und der durch sie ermöglichten Ausübung der Urteilskraft und des freien Willens.
Mentale Verursachung und Freiheit werden also nicht ausgeschlossen durch die Annahme, dass das Mentale auf dem Physischen superveniert, sondern durch die davon unabhängige, dass der Bereich des Physischen kausal geschlossen ist. Die Möglichkeit von Freiheit, ja überhaupt von intentionaler Tätigkeit hängt davon ab, dass sie falsch ist.
Rohs, a.a.O. S 155
Es ließe sich noch weit mehr ausführen, denn Rohs schlägt einen weiten Bogen bis hin zur Evolutionstheorie und endet mit der Einsicht der „erstaunlichsten Eigenschaften unserer Welt …, dass sie in einem so hohen Maße intelligibel ist.“(181). „Die Intelligibilität der Welt“ lautet darum der Titel seines zusammenfassenden letzten Kapitels, in dem er sich noch einmal zwischen Transzendentalphilosophie, Naturalismus und Theismus bewegt und abgrenzt.
Von der Freiheit des Geistes und der Intelligibilität der Welt legt Peter Rohs‘ Buch selber, gewissermaßen als Vermächtnis seiner Philosophie, ein beeindruckendes Zeugnis ab, – ein spannender philosophischer Entwurf, der zur weiteren Diskussion anregt.
*
Die moderne (analytische) Philosophie der Zeit ist sich des Problems eines einheitlichen, widerspruchsfreien Zeitbegriffs bei dem Phänomen ‚unterschiedlicher Zeiten‘ (spacetime – tense) und bei dem Thema ‚passage‘ sehr wohl bewusst. Auch die moderne Physik ist über die Vorstellung eines ‚Blockuniversums‘ hinausgegangen. In einem äußerst konzentrierten Beitrag erhellt Steven Savitt den Zeitbegriff im Hinblick auf ‚Gegenwärtigsein‘ und ‚Werden‘ (‚tense‘) in der modernen relativistischen Physik (’spacetime‘) 4) – und seine Schwierigkeiten mit dem Alltagsverständnis von Zeit. Das Thema stellt er so vor:
What is time, and is it real? If it is, does time flow or lapse or pass? Are the future or the past as real as the present? These metaphysical questions have been debated for more than two millennia, with no resolution in sight. Modern physics provides us, however, with tools that enable us to sharpen these old questions and generate new arguments. Does the special theory of relativity, for example, show that there is no temporal passage or that the future is as real as the present? The focus of this entry will be on these new insights into those old questions.
Savitt, PDF 1
Die nun folgende detaillierte Darstellung bietet einen Rückblick zur absoluten Zeit bei Newton, greift McTaggart’s Unterscheidung von A- und B-Serien auf und stellt dann die relativistische Zeit (Gegenwart / Gleichzeitigkeit) in der Relativitätstheorie dar. Er fasst zusammen:
Time, in the special theory of relativity, appears in two guises – coordinate time, which has held center stage thus far, and proper time. The histories of material objects, always moving with speeds less than that of light, are represented in Minkowski spacetime by timelike world lines (curves in Minkowski spacetime such that the tangent vector at each point is timelike). Timelike world lines can be parameterized by a quantity, proper time, which is measured by ideal clocks following such world lines…. (PDF 40)
Becoming in Minkowski spacetime may be thought of locally, as the advance of proper time along a timelike worldline or, even more basically, as the successive happening of events along such a world line. The passage of time or temporal becoming (along a given timelike world line, of course) will be directly indicated by a clock, albeit an ideal clock. (PDF, 41)
In pre-relativistic spacetime (and common sense) it is tempting to identify the passing of time with a succession of presents, as did Kurt Gödel. So, if one thinks of presents in Minkowski spacetime as spheres or causal diamonds, one might try to identify passage as a succession of such diamonds or spheres along each timelike path. It is not easy, however, to order a succession of such regions of spacetime when their size is variable. Perhaps, then, one should not succumb to this temptation. The lesson to learn is that temporal concepts that coincide in common sense may more clearly be seen to be distinct when re-considered in more mathematically sophisticated spacetime settings. (PDF 43)
Steven Savitt, a.a.O., PDF 40 – 43
Darüber hinaus findet sich im Oxford Handbook of Philosophy of Time 5), Part IV, eine ausführliche Diskussion von „Time in Classical and Relativistic Physics“ und von „Time in Quantum World“, Part V. Explizit mit dem Werden / Verfließen der Zeit beschäftigen sich zwei Aufsätze „The Flow of Time“ (Huw Price) und „Time, Passage and Immediate Experience“ (Barry Dainton). Beide gehen davon aus, dass die Zeitbewegung objektiv eine Illusion ist, für Huw ist es eine Sackgasse, für Dainton ein notwendiger Teil menschlicher Erfahrung. Auch wenn das Handbuch vor mehr als zehn Jahren erschienen ist, bietet es doch zahlreiche Darstellungen und Problemzusammenhänge moderner Zeitphilosophie. Auf den sehr guten Beitrag von Steven Savitt „Time in the Special Theory of Relativity“ sei besonders hingewiesen.
Am Ende seines Buches zum Zeitbegriff formuliert Carlo Rovelli die Suche nach dem Sinn der „Zeit“ wie folgt:
Die Physik hilft uns, Schicht um Schicht in das Geheimnis vorzudringen. Sie zeigt, inwieweit sich die Zeitstruktur der Welt von der unserer intuitiven Vorstellung unterscheidet. Sie gibt uns Hoffnung, ins Wesen der Zeit vorzustoßen, wenn wir uns vom Nebel unserer Emotionen befreien.
Aber auf der Suche nach der Zeit, die in immer weitere Ferne rückte, haben wir am Ende vielleicht etwas von uns selbst gefunden, so wie Kopernikus, der die Bewegungen der Himmelssphären zu untersuchen meinte und am Ende erkannte, wie sich die Erde unter seinen Füßen bewegt. Am Ende sind die Gefühle, die das Phänomen Zeit in uns auslöst, vielleicht doch nicht die Nebelwand, die uns daran hindert, das objektive Wesen der Zeit zu erkennen. Vielleicht ist die emotionale Haltung gegenüber der Zeit genau das, was für uns die Zeit ausmacht.
Rovelli, a.a.O. S. 165
Das letzte Wort soll Peter Rohs haben:
In der hier vorgelegten Darstellung tritt an die Stelle des Satzes, dass Freiheit nicht ohne die Idealität der Zeit zu retten ist, der, dass sie nicht ohne die spezielle Konstitutionsthese, also ohne die Zuweisung des zeitlichen Werdens an die Anschauungsform des inneren Sinnes zu retten ist. Es gibt Freiheit nicht ohne die Offenheit der Zukunft, es gibt keine Zukunft ohne vergehendes Jetzt, und es gibt dieses nicht ohne die Anschauungsform. Die Verbindung mit der Intelligibilität der Welt liegt darin, dass jedes Erkennen von dieser Anschauungsform abhängig ist (im Sinn der generellen Konstitutionsthese). Erst recht gilt diese Abhängigkeit für alles planende Handeln, wie es schon für jedes Experiment erfordert ist. Mit Kants Metapher für die » kopernikanische Wende « könnte man sagen, dass der » bestallte Richter« eine freie Person sein muss, wenn er fähig sein soll, dem Zeugen sinnvolle Fragen zu stellen.
Rohs, a.a.O. S. 191
The concept of time
„Time“ plays a special role in modern physics, especially in relativity and quantum physics. General relativity represents time as the fourth dimension in a spatiotemporal continuum („block universe“). The relativity of time in its respective reference system is supplemented by the absolute magnitude of the speed of light, which determines the time-like course of an event within its light cone. Spacetime, which is curved by gravity, produces another aspect: that time beyond the event horizon of a black hole can no longer be determined at all.
Theories that incorporate gravity into quantum mechanics change the concept of time from relativistic space-time: time can no longer serve as a background reference in a spatiotemporal block universe, but becomes a dynamic quantity through gravity itself.
If one sticks to the universality of quantum theory – and there is no evidence to the contrary – gravity and spacetime must be quantized, too, leading to a theory of quantum gravity. It is obvious that this will have drastic consequences for the concept of time. The clash between the external time in quantum theory and the dynamical time in general relativity is one aspect of the problem of time in quantum gravity.
Claus Kiefer, Time in Quantum Gravity, in: The Oxford Handbook of Philosophy of Time, Ed. Craig Callender, Oxford University Press, 2011, S. 664
In the most advanced theories of quantum gravity (loop quantum gravity, string theory), „time“ no longer appears as a basic quantity. Rather, it „emerges“ from the background noise of quantum gravity, as perhaps does the third space dimension according to the „holographic principle“.
The Holographic Principle.
An important concept for understanding black holes is the holographic principle. The principle states that a quantum theory of gravity that can describe black holes should be formulated in two dimensions – like the surface of their spherical event horizons – not three, like the volume inside. The reason has to do with the black hole’s entropy, which is a measure of the amount of stuff you can stick inside of it. This entropy depends on the area of the black hole, not the volume.… according to the holographic principle. And these techniques can be used in situations more like our universe, giving a potential avenue for understanding the holographic principle in the real world. A remarkable fact about cosmological horizons is that they also have an entropy, given by the exact same formula as the one we use for black holes. The physical interpretation of this entropy is much less clear, and many of us hope that applying the new techniques to our universe will shed light on this mystery.
Edgar Shaghoulian, Black Hole Mysteries Solved, in: Scientific American, September 2022, S. 44
A good example of the discussion of time in recent physics is the quantum physicist Carlo Rovelli, a renowned representative of loop quantum gravity. In „The Order of Time“ 6) he addressed the effects of quantum gravity on our historically developed concept of time.
The world is quantised and the gelatin of space-time is also an approximation. In the elementary grammar of the world there is neither space nor time: only processes that transform physical quantities into others whose probabilities and relationships we can calculate .
Rovelli, ibd. 160
At the most basic level that we know today, there is thus little that resembles time from our world of experience. There is no special variable „time“, no difference between past and future, and no space-time. Nevertheless, we can set up equations that describe the world. In them, the variables develop in relation to each other. There is no „static“ world, nor a „block universe“ in which change would be illusory: on the contrary, the world is one of happenings, not of things. This was the journey towards a universe without time.
Virtually all the phenomena presented in the first part of the book are backed up by countless experiments: the acceleration of the passage of time at altitude and its deceleration at higher speeds, the non-existence of presence, the relationship between time and the gravitational field, the fact that the relationships between different times are dynamic, that the basic equations do not know the direction of time, the relationship between entropy and the direction of time, and that there is a relationship between entropy and fuzziness. All this is well established.
That the gravitational field has quantum properties is a generally shared conviction in physics, even if it has so far been supported solely by theoretical arguments and not by evidence based on experiments. The absence of the variable time in the basic equations is plausible, even if a debate has flared up about the form of these equations. The origin of time in the non-commutativity of quanta, thermodynamic time and the fact that the observed increase in entropy depends on our interaction with the universe are ideas that fascinate me but are anything but certain.
Rovelli, ibd., S. 163f.
Here, the quantum-theoretical discussion of time meets more recent philosophical, metaphysical drafts on the concept of time. In his „Draft of an Analytical Transcendental Philosophy“ 1), Peter Rohs presents a philosophy of time following McTaggart, which is oriented towards Immanuel Kant and conceived as a transcendental philosophy of mind. This linking of time and spirit as the basis of the mental is an approach that seeks to avoid both the monism of the natural sciences (physicalism) and Cartesian dualism. The peculiarity of irreducible subjectivity results from the special provisions of a double concept of time. The latter is briefly presented here.
McTaggart had distinguished two orders of time. Events can be determined temporally in the relations „earlier than / later than / simultaneously with“ – this is what McTaggart calls „B-series“ – or events can be related as experiences to my present, to which they are first future, then present and finally past, the „A-series“. If time within the B-series can be unambiguously determined in an unchanging way (at a certain time / date at a certain place), events of the A-series are „flowing“: from the future via the present into the past, whereby the respective present, my „now“, becomes the changeable point of reference. Since both orders of time are incompatible with each other (fixed – flowing), McTaggart had concluded that time is „unreal“ and postulated a third sequence of time, „C-Series“, which should underlie the other two series. But this could not be satisfactorily clarified by McTaggart 2). However, the distinction of the time structures in an objective B-series and an A-series dependent on the respective present is groundbreaking. It is also true that points in time in both series cannot be mapped onto each other: my „tomorrow“ is always relative, whereas a date of 31.12.2022 is and remains fixed. However, what will happen on 31.12.2022 is by no means fixed today, 10.10.2022. A certain fixed point in time (‚time stamp‘) on the one hand and the course of time in the future, present, past (‚tense‘) on the other hand as well as the experience of the ‚passing‘ or ‚flowing‘ (‚passage‘) of time, or its ‚becoming‘ (Bieri) seem to be incommensurable and refer to different experiences.
Rohs refers to this „temporal dualism“ (M. Willaschek) 3) by building on it a dualism of things in themselves and appearances that has changed in comparison to Kant.
In this book, Peter Rohs develops his Analytical Transcendental Philosophy … as a transformation of the Kantian dualism of appearances and things in themselves. In Rohs‘ work, the latter are replaced by the four-dimensional space-time field, whose temporal dimension, however, only comprises the static relations of being earlier, later and at the same time, and which Rohs therefore also calls the „block universe“. All material objects and physical processes belong to it. It does not include the realm of the mental on the one hand and the realm of the senses, concepts, meanings and facts on the other. Rohs understands facts with Frege as true propositions and these as contents of our propositional attitudes of believing, desiring, etc. According to Rohs, mental processes and their propositional contents (and their components) cannot be adequately described and explained in a purely physical vocabulary.
Willaschek, ibd. p. 7f.
The latter is the case, among other things, because the experience of „becoming“, i.e. of flowing time, cannot be mapped in the „block universe“ defined by natural science. Rohs‘ draft of a transcendental philosophy of mind is based on the duality of different and irreducible orders of time, the B-series and the A-series. The independence and scientific indeterminability of the subjectivity of the mental is based precisely on this incompatibility and independence of the subjective and objective orders of time respectively. Here Rohs can now bring in the Kantian transcendental determinations of time („pure forms of Anschauung“), insofar as they are related to time in the space of appearances. Only there is a flowing course of time and the experience of change, of becoming and passing away, of perceptions, ideas and facts (Frege). Physics, on the other hand, only knows unambiguous points in space-time.
It is noteworthy that a scientific description of the world seems to make do with B – determinations alone (or A – determinations cannot occur in scientific, especially physical theories). Physicists have therefore often disputed the reality of A-determinations. Although there is also an excellent direction of time in physical, chemical and biological phenomena, since there are irreversible processes, their explanation does not require A – determinations.
Willaschek, ibd. p.. 10
Willaschek elaborates in his introduction on the extent to which temporal becoming (A-series) as a „non-natural“ process and „non-sensory“ process is nevertheless not an illusion and takes place as an „intersubjective“ process in reality. Peter Rohs elaborates his position in ten chapters in a very circumspect and argumentatively conclusive manner. His anchoring of the uniqueness and understandability of the human mind and free subjectivity is bound to the world of appearances through the constitution of time as the respective I-present. In doing so, Rohs presents the ideality thesis as well as a special and a general constitution thesis in taking up and continuing Kant.
Kant’s theory of time contains three fundamental theses. It is expedient to have separate designations for each of them in order to be able to refer to them conveniently. The first is the actual ideality thesis, in which Kant sees the most noble premise of his entire philosophy. It reads in his words:
Rohs, ibd. p. 55
Time is not something that exists for itself, or that would be inherent in things as an objective determination, and would therefore remain if one abstracted from all subjective conditions of the perception of it.
The general constitution thesis is thus defended in the following sense: appearances result from our epistemic references to an independent reality (the field, the universal overall event). These references are always directly or indirectly bound to Anschauung as the only kind of conception that „goes directly to the object“, to which therefore „all thinking aims as a means“. A vivid reference to the world is necessarily of a perspectival kind. The most important perspective for the theory of time consists in the fact that the facts thus given are constituted by a temporal A – determination. …
The dependence on such a kind of perspectival world reference can be theoretically distanced, but not completely shaken off. That is why the time determinations bound to the temporal copula are a „formal condition a priori“ for all appearances, for all true thoughts, for all facts. There is no way to facts that leads past this condition. And it is the specific if only local intersubjectivity of this formal condition a priori that remains the basis for all further theoretical constructions that can be achieved with whatever categories.
Peter Rohs, op. cit. p. 61f
In addition to this general thesis, there is the special constitution thesis, which states that temporal becoming is a „formal condition a priori“ for mental processes in a specific way. The general thesis concerns inner as well as outer phenomena in the same way …
Rohs, ibd. p. 62
Thus, two types of processes are now distinguished: those that are also possible in the ice block (i.e. independent of temporal becoming) – that e.g. the universe expands, galaxies rotate or the earth revolves around the sun – and those for which this does not apply because temporal becoming is a formal condition a priori for them – thinking. Thinking cannot be separated from temporal becoming and somehow distanced from it; it is always directly dependent on it.
Rohs has thus laid the foundation for what he unfolds as an „analytic transcendental philosophy“ of mind and time in just under 200 pages – an almost Herculean task with fascinating thoughts and insights. The self-limitation and self-commitment to a „philosophy of mind“ derived from Kant forces Rohs to largely dispense with controversial debate and discussion of opposing positions. The dualistic time structure is metaphysically applied by him in taking up and continuing Kant in such a way that an idealistic (dualistic) transcendental philosophy can be conceived. In it, the independence of the mental and the freedom of subjectivity can be justified.
The spatiotemporally extended things and events, on the other hand, exist independently of all „epistemic intrinsic performances“. Apart from the causal interaction associated with affectation (which also becomes epistemically important at the level of elementary particles, since these objects are influenced by the fact that they are observed), there is no influence of the cognising subject on these objects.
Rohs, ibd. Sp.138
What is of central importance for cognition is precisely that which does not occur as such at spacetime locations – universals, propositions, even numbers and quantities. The fact that concepts and judgements are a product of „epistemic achievements of their own“ is a well-known Kantian conception. But they are also not „part or mode“ of a single soul. I see the „core idea of the Kantian epistemic revolution“ in the fact that mental spontaneity and only it can produce such things. Without mental spontaneity, there are no senses and no intersubjectivity.
Rohs deals extensively with causality (chap. 6) and freedom (chap. 8) in order to develop his understanding of free subjectivity and human freedom in general. For him, mental causation exists not only in human action, but also in ideas, language, concepts, and the exercise of judgement and free will made possible by them.
Mental causation and freedom are thus not excluded by the assumption that the mental supervenes on the physical, but by the independent assumption that the realm of the physical is causally closed. The possibility of freedom, indeed of intentional activity at all, depends on it being false.
Mental causation and freedom are thus not excluded by the assumption that the mental supervenes on the physical, but by the independent assumption that the realm of the physical is causally closed. The possibility of freedom, indeed of intentional activity at all, depends on it being false.
Rohs, ibd. p. 155
Much more could be elaborated, for Rohs draws a wide arc all the way to the theory of evolution and ends with the insight of the „most astonishing properties of our world … that it is intelligent to such a high degree“(181). „The Intelligibleness of the World“ is therefore the title of his summarising last chapter, in which he once again moves between and delimits transcendental philosophy, naturalism and theism.
Peter Rohs‘ book itself bears impressive witness to the freedom of the mind and the intelligibility of the world, in a sense as a legacy of his philosophy – an exciting philosophical sketch that stimulates further discussion.
*
Moderm (analytical) philosophy of time is well aware of the problem of a unified, contradiction-free concept of time in the phenomenon of ‚different times‘ (spacetime – tense) and in the subject of ‚passage‘. Modern physics has also moved beyond the idea of a ‚block universe‘. In an extremely concentrated contribution, Steven Savitt illuminates the concept of time in terms of ‚being present‘ and ‚becoming‘ (‚tense‘) in modern relativistic physics (’spacetime‘) 4) – and its difficulties with the everyday understanding of time. He introduces the subject in this way:
What is time, and is it real? If it is, does time flow or lapse or pass? Are the future or the past as real as the present? These metaphysical questions have been debated for more than two millennia, with no resolution in sight. Modern physics provides us, however, with tools that enable us to sharpen these old questions and generate new arguments. Does the special theory of relativity, for example, show that there is no temporal passage or that the future is as real as the present? The focus of this entry will be on these new insights into those old questions.
Savitt, PDF 1
The detailed account that now follows offers a review of Newton’s absolute time, takes up McTaggart’s distinction between A and B series, and then presents relativistic time (present / simultaneity) in relativity. He summarises:
Time, in the special theory of relativity, appears in two guises – coordinate time, which has held center stage thus far, and proper time. The histories of material objects, always moving with speeds less than that of light, are represented in Minkowski spacetime by timelike world lines (curves in Minkowski spacetime such that the tangent vector at each point is timelike). Timelike world lines can be parameterized by a quantity, proper time, which is measured by ideal clocks following such world lines…. (PDF 40)
Becoming in Minkowski spacetime may be thought of locally, as the advance of proper time along a timelike worldline or, even more basically, as the successive happening of events along such a world line. The passage of time or temporal becoming (along a given timelike world line, of course) will be directly indicated by a clock, albeit an ideal clock. (PDF, 41)
In pre-relativistic spacetime (and common sense) it is tempting to identify the passing of time with a succession of presents, as did Kurt Gödel. So, if one thinks of presents in Minkowski spacetime as spheres or causal diamonds, one might try to identify passage as a succession of such diamonds or spheres along each timelike path. It is not easy, however, to order a succession of such regions of spacetime when their size is variable. Perhaps, then, one should not succumb to this temptation. The lesson to learn is that temporal concepts that coincide in common sense may more clearly be seen to be distinct when re-considered in more mathematically sophisticated spacetime settings. (PDF 43)
Steven Savitt, a.a.O., PDF 40 – 43
Furthermore, in the Oxford Handbook of Philosophy of Time 5), Part IV, there is a detailed discussion of „Time in Classical and Relativistic Physics“ and of „Time in Quantum World“, Part V. Explicitly dealing with the becoming / passing of time are two essays „The Flow of Time“ (Huw Price) and „Time, Passage and Immediate Experience“ (Barry Dainton). Both assume that the movement of time is objectively an illusion, for Huw it is a dead end, for Dainton a necessary part of human experience. Even though the handbook was published more than ten years ago, it offers numerous accounts and problem contexts of modern philosophy of time. Special mention should be made of the very good contribution by Steven Savitt, „Time in the Special Theory of Relativity“.
At the end of his book on the concept of time, Carlo Rovelli formulates the search for the meaning of „time“ as follows:
Physics helps us to penetrate the mystery layer by layer. It shows to what extent the time structure of the world differs from that of our intuitive imagination. It gives us hope to penetrate into the essence of time if we free ourselves from the fog of our emotions.
But in the search for time, which has become ever more distant, we may have found something of ourselves in the end, like Copernicus, who thought he was investigating the movements of the celestial spheres and ended up recognising how the earth moves beneath his feet. In the end, the feelings that the phenomenon of time triggers in us may not be the smokescreen that prevents us from recognising the objective nature of time after all. Perhaps the emotional attitude towards time is precisely what constitutes time for us.
Rovelli, ibd. p. 165
Peter Rohs should have the last word:
In the account presented here, the proposition that freedom cannot be saved without the ideality of time is replaced by the proposition that it cannot be saved without the special constitution thesis, that is, without the attribution of temporal becoming to the form of representation of the inner sense. There is freedom not without the openness of the future, there is no future without the passing now, and there is this not without the form of representation. The connection with the intelligibility of the world lies in the fact that all cognition is dependent on this form of perception (in the sense of the general constitution thesis). This dependence applies all the more to all planning action, as is already required for every experiment. Using Kant’s metaphor for the „Copernican turn“, one could say that the „appointed judge“ must be a free person if he is to be able to ask the witness meaningful questions.
Rohs, ibd. p. 191
(Translation using Deepl.com)
Anmerkungen / Notes
- Peter Rohs,“Geist und Gegenwart. Entwurf einer analytischen Transzendentalphilosophie Münster 2016 [zurück] [back]
- siehe dazu / look at Kris McDaniel, John M. E. McTaggart, in: Stanford Encyclopedia of Philosophy. First published Thu Dec 10, 2009; substantive revision Tue Apr 7, 2020, Abschnitt 3. The Unreality of Time [zurück] [back]
- Markus Willaschek, Einleitung: Zeit und Subjektivität, in: Peter Rohs, Geist und Gegenwart, 2016, S. 7 – 19 [zurück] [back]
- Steven Savitt, „Being and Becoming in Modern Physics“, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Winter 2021 Edition), Edward N. Zalta (ed.) [zurück] [back]
- Oxford Handbook of Philosophy of Time, ed. by Craig Callender, 2011; Tim Maudlin, Philosophy of Physics: Space and Time, Princeton 2012 [zurück] [back]
- Carlo Rovelli, Die Ordnung der Zeit, it. 2017, de 2018 ; Laudisa, Federico and Carlo Rovelli, „Relational Quantum Mechanics“, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Winter 2021 Edition), Edward N. Zalta (ed.) [zurück] [back]
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