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Le Rubriche di Positano News - Pensieri in parole di Luigi Di Bianco

LO SCORRERE DEL TEMPO E´ SOLO UN´ILLUSIONE? foto

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Cos’è il tempo? Aristotele definì il tempo “il numero del movimento secondo il prima e il poi”. S. Agostino decise che il tempo “è un’estensione dell’anima”. Cominciamo bene … dirai tu.

Sono convinto che per chi ha studiato filosofia queste due definizioni siano pregnanti di intuizioni e concetti raffinati. Non so a te … ma a me, purtroppo, non dicono niente.

 

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Come definirei io il tempo? (adesso qualcuno, come Rita S., dirà che io mi ritengo più intelligente di S.Agostino). La prima definizione che mi viene in mente è che il tempo è “ciò che viene misurato dagli orologi“. Come vedi sono ben lontano dalla profondità del pensiero filosofico! Comunque per me va bene così … almeno per il momento. Un’altra cosa che, senza spremermi le meningi, posso aggiungere è che il tempo è composto da passato, presente e futuro. E adesso comincia il bello! Mi tocca definire cos’è il passato, il presente e il futuro!

Ma più che il passato (ciò che è già stato) e il futuro (ciò che sarà) è il concetto di presente che mi crea dei problemi.

 

Nella nostra esperienza siamo portati a pensare che solo il presente sia reale: il passato esiste solo nella nostra memoria ma in realtà non esiste più. Anche il futuro non è reale in quanto esiste solo nella nostra immaginazione. Il passato ed il futuro, secondo il buon senso, non esistono nella realtà: infatti, per un uomo che non ha memoria il passato non esiste; cosi, per un uomo che non ha immaginazione, il futuro non esiste. Quindi pensiamo che solo il presente sia reale.

Ma è proprio così? Vediamo di analizzare il presente. Innanzitutto quanto dura il presente? Un’ora, un minuto? A pensarci bene, il presente dura pochissimo. Immaginiamo che duri un secondo: per ogni secondo che passa la realtà del presente diventa passato e contemporaneamente un secondo del futuro si materializza nella realtà del presente. Ma il presente dura proprio un secondo? Si può essere più precisi nel definire la durata del presente? Può essere che il presente duri un millesimo o un milionesimo di secondo? Perché no!

In effetti, da un rigoroso studio logico e matematico, risulta che il presente non ha estensione temporale: la sua durata, per quanto la si voglia delineare e limitare, di fatto è infinitamente piccola, e quindi non si può misurare. Solo se si concepisce un periodo di tempo che non sia più possibile dividere in parti, anche minutissime di momenti, lo si può dire presente. Ma il presente trapassa così furtivamente dal futuro al passato che non ha la pur minima durata. Qualunque durata avesse, diventerebbe divisibile in passato e futuro, quindi il presente non ha alcuna estensione e si può immaginare come una linea verticale a-dimensionale, cioè senza spessore, che separa il passato dal futuro sulla linea orizzontale del tempo.

Sono arrivato ad un bel paradosso: il passato ed il futuro non esistono e il presente non ha estensione temporale.

 

Ci sarebbe una scappatoia: si potrebbe definire il presente come il momento della nostra percezione sensoriale degli eventi. Sembra ovvio che quello che io sperimento con i miei sensi avvenga nel presente. Purtroppo anche questo non è vero. Faccio un esempio.

L’altro giorno sono andato a correre nel bosco verso Sciaves. Lo stretto sentiero sul quale correvo è delimitato a destra e sinistra da un fitto bosco. Mentre correvo o, diciamo la verità, più precisamente trotterellavo, un capriolo ha attraversato il sentiero un centinaio di metri più avanti con un unico balzo, da sinistra a destra, ed è scomparso nel bosco.

Ora qual è il meccanismo attraverso il quale ho visto il capriolo? Un raggio di luce ha colpito il capriolo, è rimbalzato sul suo corpo ed entrato nel mio occhio. Ebbene, quel raggio di luce ci ha messo un po’ di tempo per fare i 100 metri che c’erano fra me e il capriolo. Quel tempo è stato piccolissimo perché la luce viaggia a 300.000 Km/sec e, ai fini pratici, è naturale considerarlo uguale a zero. Da un punto di vista matematico, però, un tempo di 0,0000003 secondi non è un tempo nullo; per la realtà fisica ogni nanosecondo è un elemento essenziale della trama del tempo. Il mio occhio ha visto il salto del capriolo in leggerissimo ritardo rispetto a quando il salto è stato fatto nella realtà.

Noi non vediamo mai quello che accade mentre accade, vediamo quello che è accaduto un ‘pochino’ prima, dove questo pochino può essere piccolissimo ma non è mai zero. In pratica, noi vediamo sempre cose del passato! Il presente non corrisponde con il momento della nostra percezione sensoriale degli eventi.

Mi sono messo in un bel ginepraio. Il tempo allora esiste solo nella nostra testa? Si potrebbe dire, con una fraseologia un po’ sibillina, che, il tempo è il presente del passato (la memoria), il presente del presente (la percezione delle cose presenti), il presente del futuro (l’aspettativa), ma … che è tutto solo nella nostra testa. Forse è questo che intendeva S.Agostino quando diceva che il tempo “è un’estensione dell’anima”?

Sembra che la realtà esista solo nella nostra mente come ricordi del passato ed aspettative per il futuro. Ma allora la realtà fisica è solo un’astrazione generata dalla nostra mente? Viviamo forse in una realtà virtuale generata, per esempio, da un grande computer cosmico? Che bel casino!

 

Meglio cambiare approccio! Analizziamo il tempo dalla prospettiva della fisica moderna.

Secondo la teoria della relatività di Einstein il tempo non esiste, come non esiste qualcosa che si chiama spazio. Essa definisce invece il concetto di una nuova cosa che si chiama ‘spaziotempo’. Nell’universo quadridimensionale dello spaziotempo, il tempo e lo spazio formano un tutt’uno indissolubile.

Cos’è un oggetto quadridimensionale? Come dice la parola, è un oggetto a quattro dimensioni.  Nella nostra mente riusciamo bene a visualizzare un oggetto tridimensionale, per esempio un cubo, e riusciamo, con l’immaginazione, a vedere le tre dimensioni: altezza (y), larghezza (x), profondità (z). Ma se aggiungiamo una quarta dimensione, il tempo (t), possiamo ancora visualizzare il risultante oggetto quadridimensionale? Secondo me, non è possibile. Ho letto da qualche parte che l’oggetto quadridimensionale derivante dal cubo si chiama Hypercube ed è formato da 8 cubi, con 16 spigoli e 24 facce, ma dove si trovano questi 8 cubi se non sono nel nostro spazio tridimensionale? Ma forse non è importante avere una immagine visiva dell’Hypercube per andare avanti nel discorso.

Per fortuna ci sono dei sotterfugi per avere una visione intuitiva  di un oggetto quadridimensionale: basta tralasciare una delle tre dimensioni spaziali. Per esempio, delle tre dimensioni spaziali x,y,z, ne consideriamo solo due (x,y) e tralasciamo la terza (z). In questa maniera possiamo disegnare un oggetto tridimensionale che ci permette di avere una visione intuitiva di un oggetto quadridimensionale. 

In figura 1, lo spaziotempo dell’universo quadridimensionale è raffigurato da un cubo con le dimensioni larghezza (x) e altezza (y) che sintetizzano lo spazio tridimensionale e la dimensione profondità che rappresenta il tempo (t).

Immaginiamo di tagliare il cubo in sottili fette verticali come delle fette di salame: ogni fetta o sezione verticale del cubo rappresenta una certa configurazione di spazio in un determinato momento. Ho estratto dal cubo la fetta di spaziotempo (… o di salame ) corrispondente al tempo t0+4 e disegnato due punti rappresentanti gli eventi A e B. Sulla fetta al tempo t0 ho riportato l’evento C. Cos’è un evento? Subito detto: un evento è un fatto che si verifica in un piccolo spazio fisico e che dura poco tempo. Per esempio: lo schioccare delle dita, lo sparo di un fucile, la collisione di due particelle, il rintocco di una campana (non inteso come onda sonora ma come l’impatto del batacchio sul bronzo della superficie della campana)

Come potrai facilmente capire se mi hai seguito fin qui, gli eventi A e B si verificano simultaneamente, al tempo t0+4, in punti diversi dello spazio, gli eventi C e A, invece,  si verificano in tempi diversi, rispettivamente ai tempi t0 e t0+4, nello stesso punto dello spazio fisico.

Per esempio, l’evento C è il primo rintocco della campana della Chiesa di Positano a mezzogiorno del 10 aprile 2009, l’evento A è il primo rintocco della stessa campana a mezzogiorno del 14 aprile 2009, l’evento B è il primo rintocco della campana del Duomo di Amalfi a mezzogiorno del 14 aprile 2009.

Fin qui non c’è niente di strano, niente che non possa essere compreso con l’immaginazione. In effetti, così è la realtà come la percepiamo noi umani. E’ abbastanza semplice immaginare la fetta di salame al tempo t0+4 come il presente reale, le sezioni precedenti come il passato esistente solo nella nostra memoria e le sezioni successive come il futuro esistente solo nella nostra immaginazione.

 

Ma per capire come vanno le cose del mondo bisogna uscire dal nostro angusto angolo di spaziotempo, e assumere la prospettiva della totalità. In questa prospettiva la Terra è un piccolo pianeta che si muove nello spazio a velocità pazzesche e nelle direzioni più disparate. Intanto miliardi di miliardi di corpi celesti danzano in cielo e, con la loro massa, incurvano lo spaziotempo. Senza contare che tutti i corpi celesti sono come immersi in una sorta di ‘gelatina’ vibrante per le infinite onde elettromagnetiche che la percorrono in continuazione in tutte le direzioni alla velocità di 300.000 Km al secondo. In questa prospettiva lo spazio e il tempo non sono valori assoluti.

Cosa vuol dire tempo e spazio assoluti? Se il tempo è assoluto allora il tempo t0+4 che intercorre fra l’evento C e l’evento A è lo stesso sia per Alberto, seduto sulla spiaggia di Positano, sia per Mario, imbarcato su Andromeda, un astronave in viaggio verso Giove. Se lo spazio è assoluto, le coordinate spaziali (x,y,z) della campana del campanile di Amalfi sono le stesse sia per l’arciprete del Duomo di Amalfi che per un omino verde su Marte.

Ma la teoria della relatività ci dice però che né lo spazio, né il tempo sono assoluti. Non c’è un punto teorico nello spazio che possa essere considerato l’origine delle coordinate spaziali per tutti gli abitanti dello spazio. Per Alberto la campana di Positano è sempre nello stesso posto sia il 10 aprile sia il 14 aprile. Per l’omino verde su Marte, la campana, in quattro giorni, si è invece spostata, trasportata dalla Terra, di alcuni milioni di chilometri.

Inoltre, per quanto riguarda il tempo, non c’è un grande orologio universale che segna il tempo, tic-toc, tic-toc… dell’universo. Ogni viaggiatore nello spaziotempo può essere immaginato dotato di un orologio personale che segna il suo tempo privato. Il tempo segnato dall’orologio di due diversi viaggiatori può non coincidere: lo scarto fra il tempo segnato da un orologio rispetto all’altro dipende dalla velocità relativa di un viaggiatore rispetto all’altro. In altre parole, il tempo segnato sull’orologio di Alberto, imbarcato sulla navicella spaziale chiamata Terra, non coincide con il tempo segnato dall’orologio di Mario imbarcato su Andromeda. (purtroppo per spiegare questo concetto dovrei raddoppiare la lunghezza dell’articolo! … devi fare un atto di fede nella teoria della relatività!)

 

Tutto questo per dire che la teoria della relatività di Einstein rende il concetto di presente e di adesso ancora più problematico.

 

La teoria di Einstein è così lontana dalla nostra esperienza sensoriale di ogni giorno che, oltre alla gente comune, anche filosofi e scienziati hanno difficoltà a capirla nel suo senso più profondo. Il fisico Tipler sostiene che sono solo cinque le persone che l’hanno capita veramente (e fra le cinque persone chiaramente include sé stesso). Con le sue improbabili teorie di distanze e corpi che si rimpiccioliscono e tempi che si allungano, essa sembrerebbe del tutto assurda se non fosse stata testata e validata da una infinità di esperimenti e osservazioni. Basta pensare che senza le equazioni della relatività generale il sistema GPS potrebbe sbagliare di qualche chilometro la nostra posizione sulla terra. Addio a Tom-Tom e navigazione satellitare. Senza parlare della formula E=mc2 alla base dell’energia nucleare.

Ora, tornando al nostro discorso sul concetto di presente, occorre prendere atto che la teoria della relatività comporta due complicazioni. La prima è che quello che noi comunemente chiamiamo ‘adesso’, nello spaziotempo quadridimensionale si dovrebbe più correttamente definire ‘qui–adesso’. Abbiamo visto i problemi che ci sono per definire l’adesso, ma c’è un problema altrettanto grosso per definire il ‘qui’. Il mio ‘qui’ non è un punto fermo nello spazio: io e te non stiamo mai fermi, viaggiamo nello spazio a velocità pazzesche trasportati dalla Terra.

Possiamo dire, se più ci aggrada, che le montagne, gli alberi, le case sono immobili, mentre gli animali, le automobili e gli aeroplani si muovono. Ma la Terra è tutt’altro che immobile, essa si sposta attraverso lo spazio in modo vertiginoso e complicatissimo.

Oltre alla sua rotazione giornaliera attorno al suo asse, alla velocità di 1.600 km. all’ora, e alla sua rivoluzione annuale attorno al sole alla velocità di 32 km. al secondo, la terra compie un certo numero di altri moti meno conosciuti. Contrariamente a quanto si crede in generale, la luna non ruota attorno alla terra; i due corpi ruotano attorno al comune centro di massa. L’intero sistema solare per di più si muove entro a quello che si chiama ‘sistema locale’ di stelle alla velocità di 22 km. al secondo; il sistema stellare locale a sua volta si muove entro la Via Lattea alla velocità di 320 km. al secondo, ed infine l’intera Via Lattea va alla deriva con riferimento alle remote galassie esterne alla velocità di 160 km. al secondo; tutto questo in diverse direzioni! Come faccio a definire il mio qui?

 

La seconda complicazione deriva dal concetto di relatività del tempo. Se il tempo è relativo anche la simultaneità è relativa. Vale a dire che due eventi possono risultare simultanei per un osservatore e non simultanei per un altro osservatore.

Per esempio, l’evento A, il primo rintocco della campana di Positano a mezzogiorno del 14 aprile 2009, e l’evento B, il primo rintocco della campana di Amalfi a mezzogiorno del 14 aprile 2009 sono senz’altro simultanei per l’arciprete del Duomo di Amalfi (presupponendo che gli orologi del campanile di Positano ed Amalfi siano perfettamente sincronizzati).

Per la teoria della relatività, i due eventi non saranno invece simultanei per Mario imbarcato su Andromeda in rapido movimento verso Giove e non saranno simultanei neanche per l’omino verde in movimento nello spazio su Marte.

Tornando al disegno in figura 1, per l’arciprete i due eventi A e B sono sulla stessa fetta di salame, per Mario, invece, i due eventi sono su due fette di salame diverse; per l’omino verde i due eventi sono su altre due diverse fette di salame. Chi ha ragione? Tutti hanno ragione dal loro punto di vista ma il risultato a cui siamo giunti che non esiste un ‘adesso’ assoluto uguale per tutti. In altre parole come faccio a tagliare una fetta di salame che rappresenti il presente di tutti? Semplicemente non è possibile!

A questo punto, se si ammette che ciascuno osservatore avrà la sua propria idea privata della simultaneità, che senso ha lo scorrere del tempo come noi lo sperimentiamo nella nostra vita quotidiana?

Certo, tu potrai obiettare che la relatività della simultaneità, come pure quella del tempo e dello spazio, non ha alcun effetto sulla nostra esperienza di vita di tutti i giorni. Vero! Relegati e incatenati come siamo nell’angolo buio della caverna, mi riferisco alla metafora della caverna di Platone, cosa ce ne può importare degli uccelli multicolori, degli alberi, dei monti, dei fiumi e dei mari della realtà fuori della caverna? La realtà per il cavernicolo è il suo angolo in penombra. (sembrerà strano, ma tanta gente ‘vuole’ rimanere nell’angolo in penombra della caverna) 

 

Ma se vogliamo capire come funziona il mondo dobbiamo mettere la testa fuori dalla caverna, fuori dal nostro angusto angolo di spaziotempo terrestre. Allora la relatività della simultaneità assume una importanza filosofica e metafisica incalcolabile.

Einstein ha scritto:

Since there exists in this four dimensional structure [space-time] no longer any sections which represent “now” objectively, the concepts of happening and becoming are indeed not completely suspended, but yet complicated. It appears therefore more natural to think of physical reality as a four dimensional existence, instead of, as hitherto, the evolution of a three dimensional existence.

 “Siccome nella struttura a quattro dimensioni dello spazio-tempo non è più possibile rappresentare obiettivamente il ”NOW”, l’adesso, i concetti di accadimento e mutamento (divenire, ndt) sono, se non proprio completamente sospesi, certamente resi più complicati. Sembra quindi più naturale pensare alla realtà come ad una esistenza quadridimensionale, piuttosto che all’evoluzione (nel tempo, ndt) di una esistenza tridimensionale”.

Per essere più esplicito, qualche anno dopo, negli anni della sua vecchiaia, ha scritto:

For us physicists, the distinction between the past, the present, and the future is only an illusion

Per noi fisici, la distinzione fra passato, presente e futuro è solo un’illusione”.

Ma è Kurt Goedel, uno dei più grandi matematici del XX secolo e collaboratore per un certo periodo di Einstein, a essere ancora più chiaro.

Goedel ha scritto un saggio dal titolo “A Remark about the relationship between Relativity Theory and Idealistic Philosophy“. Partendo dalla constatazione che è impossibile scomporre lo spazio-tempo in sezioni significative di presente, egli dice:

Non è realistico pensare che il mondo consista di una serie di attimi indefinibili che, in rapida successione, appaiono e svaniscono dall’esistenza. E’ più realistico pensare che il passato ed il futuro esistono permanentemente“.

Cosa vuol dire? A pensarci bene tutto questo porta ad una conclusione sbalorditiva: tutto è per sempre; il passato, presente e futuro esistono tutti insieme simultaneamente. Ed ancora più stupefacente è la conseguenza di questa premessa: il divenire non esiste. Le cose non nascono, non si trasformano, non muoiono; esse non esistono nel passato e non saranno nel futuro, semplicemente esse ‘SONO’. La mia nascita e la mia morte, in figura 2, sono due eventi che esistono eternamente come “bolle d’aria nel blocco di ghiaccio dell’universo quadridimensionale” (S. Battersby).

Il serpentello azzurro che unisce i due eventi è la mia “worldline”, cioè la storia della mia vita, nello spazio quadridimensionale.

Il tempo è come lo spazio, è semplicemente come lo spazio. Se io vado a Roma, non causo l’esistenza di Roma. Io arrivo a Roma ma la città è stata lì per tutto il tempo ben prima che io ci arrivassi. Allo stesso modo io raggiungo eventi nel futuro spostandomi lungo la freccia del tempo ma io non causo gli eventi, essi sono già lì da sempre e per sempre. Platone ci aveva azzeccato: il tempo è “immagine mobile dell’eternità“.

Certo, sono d’accordo con te, la nostra immaginazione fatica a concepire l’idea che il futuro esiste ora, simultaneamente al nostro presente. Un esempio può essere utile ad intuire come è possibile che presente e futuro possano esistere insieme. Mettiamo che degli omini blu abitino un pianeta distante 100 milioni di anni luce dalla Terra. Ad un certo punto, nell’anno 5010 del loro calendario, gli omini blu mettono a punto un telescopio potentissimo e cominciano a scrutare il loro cielo. Consideriamo che, nello spazio simultaneo, il loro anno 5010 corrisponde al nostro anno terrestre 2009. Gli omini blu intercettano la Terra con il loro telescopio, zoomano incuriositi e cosa vedono? Deserti e praterie rossastre percorse da animali mastodontici, i dinosauri, … dell’uomo nessuna traccia. Ma c’è qualche dubbio, adesso, che quando fra 100 milioni di anni gli omini blu inquadreranno di nuovo la Terra nel loro telescopio vedranno grattacieli altissimi e miliardi di piccoli animali bipedi che scorazzano in giro come formiche impazzite? No, non c’è alcun dubbio, è già determinato; anzi più che determinato è già realizzato: il nostro presente è nel loro futuro.

 

A questo punto la domanda da porci è: “cosa causa l’illusione del tempo che scorre?”. In molti hanno cercato di dare una risposta. Quella che preferisco è la teoria che David Park presenta nell’articolo “The Myth of the Passage of Time”. L’idea di Park è che noi SIAMO in ogni istante della nostra vita. Partendo dalla premessa che ogni momento della storia passata e futura esiste per sempre nello spazio quadridimensionale egli conclude che:

[…] the illusion of the passage of time is a consequence of the fact that the memory traces of an event are always located at space-time points whose time coordinates have greater value than the time coordinate of the event

[…] l’illusione dello scorrere del tempo è una conseguenza del fatto che la memoria di un evento è sempre localizzata (nel nostro cervello, ndt) in un punto dello spazio-tempo le cui coordinate temporali hanno un valore più grande delle coordinate temporali dell’evento stesso”.

Non ci avevo mai pensato prima … ma sì certo … a pensarci bene anche il nostro cervello ha una struttura quadridimensionale. In un mio precedente articolo ho cercato di capire come funziona il nostro cervello tridimensionale. Se adesso inserisco la quarta dimensione posso immaginare che gli “eventi nel mondo fisico” vengono registrati come “eventi di memorizzazione” nello spazio quadridimensionale del nostro cervello. L’illusione del tempo che scorre è generata da come gli eventi del mondo esterno vengono ordinati nella nostra mente.

L’esistenza di un mondo fisico statico, che esiste tutto in blocco, che è così e basta per l’eternità e che non evolve nel tempo è solo un’ipotesi scientifica. Lo stesso Goedel dice “è più realistico pensare […] ”, non certo propone una teoria scientifica.  Ma questa ipotesi mi affascina intimamente e sono pronto ad accettarla senza riserve. Non certo per la sua valenza scientifica ma perché questo modello della Realtà si adatta perfettamente al Dio Sostanza di Spinoza.

Il Dio di Spinoza è perfetto, quindi immobile non soggetto al divenire; è eterno in quanto è eterno presente; è onnisciente perché racchiude in sé anche il futuro; si manifesta nella natura “dove non vi è nulla di contingente” e dove anche il libero arbitrio dell’uomo è determinato: “la volontà non può essere chiamata causa libera, ma solo causa necessaria”.

Esiste quindi una sintesi perfetta fra la natura secondo la teoria della relatività e la Natura con la “N” maiuscola, cioè il Dio Sostanza di Spinoza. Infatti, quando nel 1929 il rabbino di New York, H. Goldstein chiese ad Einstein con un telegramma:  “Credi in Dio? STOP risposta pagata di 50 parole”, Einstein rispose con un altro telegramma: “Credo nel Dio di Spinoza che si manifesta nell’armonia dell’universo, non credo nel Dio che si preoccupa del destino e delle azioni del genere umano”.

Nel prossimo articolo parlerò del libero arbitrio … a presto

 

Luigi Di Bianco

  

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Citazioni:

Emanuele Severino, Filosofo

Ogni cosa che ha la proprietà di essere ha, per la stessa natura dell’essere, la proprietà di essere eterna

Stephen Hawking, Titolare della cattedra di Newton a Cambridge – Autore di ‘A Brief History of Time’

I still believe the universe has a beginning in real time, at the big bang. But there’s another kind of time, imaginary time, at right angles to real time, in which the universe has no beginning or end“.  “[…] This might suggest that the so-called imaginary time is really the real time, and that what we call real time is just a figment of our imaginations

Brian Greene, Fisico – Teoria delle Stringhe – Autore di ‘The Fabric of the Cosmos’

Just as we envision all of space as really being out there, as really existing, we should also envision all of time as really being out there, as really existing too

David Bohm, Fisico – Meccanica Quantistica – Autore di ‘Wholeness and the Implicate Order’

Ultimately, all moments are really one. Therefore now is eternity

Julian Barbour, Fisico – Autore di ‘The End of Time’

What really intrigues me is that the totality of all possible Nows of any definite kind has a very special structure. You can think of it as a landscape or country. Each point in the country is a Now

Herman Weyl, Matematico tedesco – Teoria dei Numeri

The objective world simply is; it does not happen

Stephen Battersby, Giornalista – scrive su New Scientist

All the events that have happened or will ever happen are marked by points in this “block” of space-time, like bubbles suspended in ice. Past and future have the same footing, and there’s no flow 

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