Arkisto
- joulukuu 2023
- marraskuu 2023
- lokakuu 2023
- syyskuu 2023
- elokuu 2023
- kesäkuu 2023
- toukokuu 2023
- huhtikuu 2023
- maaliskuu 2023
- helmikuu 2023
- tammikuu 2023
- joulukuu 2022
- marraskuu 2022
- lokakuu 2022
- syyskuu 2022
- elokuu 2022
- kesäkuu 2022
- toukokuu 2022
- huhtikuu 2022
- maaliskuu 2022
- helmikuu 2022
- tammikuu 2022
- joulukuu 2021
- marraskuu 2021
- lokakuu 2021
- syyskuu 2021
- elokuu 2021
- kesäkuu 2021
- toukokuu 2021
- huhtikuu 2021
- maaliskuu 2021
- helmikuu 2021
- tammikuu 2021
- joulukuu 2020
- marraskuu 2020
- lokakuu 2020
- syyskuu 2020
- elokuu 2020
- kesäkuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- helmikuu 2020
- tammikuu 2020
- joulukuu 2019
- marraskuu 2019
- lokakuu 2019
- syyskuu 2019
- elokuu 2019
- heinäkuu 2019
- kesäkuu 2019
- toukokuu 2019
- huhtikuu 2019
- maaliskuu 2019
- helmikuu 2019
- tammikuu 2019
- joulukuu 2018
- marraskuu 2018
- lokakuu 2018
- syyskuu 2018
- elokuu 2018
- kesäkuu 2018
- toukokuu 2018
- huhtikuu 2018
- maaliskuu 2018
- helmikuu 2018
- tammikuu 2018
- joulukuu 2017
- marraskuu 2017
- lokakuu 2017
- syyskuu 2017
- elokuu 2017
- kesäkuu 2017
- toukokuu 2017
- huhtikuu 2017
- maaliskuu 2017
- helmikuu 2017
- joulukuu 2016
- marraskuu 2016
- lokakuu 2016
- syyskuu 2016
- elokuu 2016
- kesäkuu 2016
- toukokuu 2016
- huhtikuu 2016
- maaliskuu 2016
- helmikuu 2016
- tammikuu 2016
- joulukuu 2015
- marraskuu 2015
- lokakuu 2015
- syyskuu 2015
- elokuu 2015
- kesäkuu 2015
- toukokuu 2015
- huhtikuu 2015
- maaliskuu 2015
- helmikuu 2015
- tammikuu 2015
- joulukuu 2014
- marraskuu 2014
- lokakuu 2014
- syyskuu 2014
- elokuu 2014
- kesäkuu 2014
- toukokuu 2014
- huhtikuu 2014
- maaliskuu 2014
- helmikuu 2014
- tammikuu 2014
- joulukuu 2013
- marraskuu 2013
- lokakuu 2013
- syyskuu 2013
Raja-aitojen pystyttämistä
Palaan kurssin Fysiikkaa runoilijoille aiheisiin. Olen aiemmin käynyt läpi klassisen taivaanmekaniikan paljastamaa uudenlaista kauneuden muotoa, suppean suhteellisuusteorian syrjäyttämää eetteriä esimerkkinä järkevästä mutta väärästä ideasta sekä sitä, miten yleinen suhteellisuusteoria lopetti Newtonin tuomitseman suuren järjettömyyden. Nyt on vuorossa kvanttimekaniikka ja ymmärryksen rajat.
Fysiikka on kasvattanut ymmärrystämme maailmasta verrattomasti. Sen lisäksi, että se on vastannut moniin ihmisiä pitkään askarruttaneisiin kysymyksiin, fysiikka on avannut ovia uusiin ilmiöihin, joita ei aiemmin tultu edes ajatelleeksi. Usein ei ole lainkaan selvää, mitä tietty fysiikan teoria pystyy selittämään. Esimerkiksi Isaac Newtonin gravitaatioteorian mukainen Aurinkokunta ei ole stabiili, vaan planeetat voivat ajautua radoiltaan toistensa häiritseminä. Newton piti tätä ongelmana, koska oli vaikea käsittää miten planeetat voisivat säilyttää ratansa pitkiä aikoja, ja hän sysäsi ratkaisun Jumalan harteille. Nykyään tiedämme, että Aurinkokunta on käynyt läpi monia muodonmuutoksia, ja planeettojen siirtyminen välillä lähemmäs ja sitten kauemmas Auringosta on keskeinen osa Aurinkokunnan kehitystä. Niinpä ratojen epävakaus on osoitus Newtonin teorian menestyksestä, ei sen puutteista.
Fysiikan kehitys ei ole ainoastaan laajentanut ymmärrystämme, se on myös rajannut joitakin alueita ymmärryksen ulottumattomiin osoittamalla, että jotkut kysymykset eivät ole mielekkäitä.
Klassisessa mekaniikassa aine koostuu hiukkasista, jotka ovat pieniä jyväsiä, joilla on tietty paikka ja nopeus. Tästä lähtökohdasta aineen ymmärtämisessä on kyse vain siitä, että tiedetään paremmin, millaisia voimia hiukkaset kohdistavat toisiinsa ja mitä siitä seuraa. Klassinen sähkömagnetismi järkytti tätä kuvaa jo 1800-luvulla tuomalla mukaan sähkömagneettiset kentät, joita ei voi kuvata hiukkasten avulla. Kvanttimekaniikka meni vielä pidemmälle: se ei vain lisännyt uutta, vaan kajosi myös hiukkasten luonteeseen, joka luultiin jo tunnetuksi.
Kvanttimekaniikan mukaan hiukkasilla ei ole määrättyä paikkaa eikä nopeutta, ainoastaan tietty todennäköisyys olla jossain paikassa ja liikkua jollain nopeudella. Mitä tarkemmin paikan todennäköisyys on keskittynyt johonkin alueeseen (eli mitä luultavammin hiukkanen löytyy sieltä), sitä laajemmalle nopeuden todennäköisyys on levinnyt. Tämä pitää paikkansa myös päinvastoin: mitä tarkemmin määrätty kappaleen nopeus on, sitä epämääräisempi sen paikka on. Tämä todellisuuden piirre tunnetaan nimellä Heisenbergin epämääräisyysperiaate. Joskus kuulee käytettävän ilmaisua Heisenbergin epätarkkuusperiaate, mutta kyse ei ole siitä, että hiukkasen ominaisuuksia ei tiedettäisi tarkasti, vaan se, että niistä ei ole enempää tiedettävää. Kysymykset ”missä hiukkanen todella on” ja ”mitä rataa hiukkanen todella liikkui” (esimerkiksi kaksoisrakokokeessa) eivät merkitse mitään.
Kvanttimekaniikka sumentaa käsityksen hiukkasesta. Jos hiukkanen ei ole pieni jyvänen, jolla on tietty paikka, niin mikä se sitten on? Mitä on se, mitä havaitaan tietyllä todennäköisyydellä? Yksi syy asian hahmottamisen vaikeuteen on se, että kvanttimekaniikassa hiukkasta kuvaava aaltofunktio on hyvin erilainen malli aineesta kuin jyvänen tai aalto, ja tuntuu siksi vieraalta. Mutta kvanttimekaniikan pystyttämät raja-aidat ymmärrykselle ovat perustavanlaatuisempia. Vieläkään ei ymmärretä, miten tuntemuksemme siitä, että todellisuus on määrätty seuraa kvanttimekaniikasta. Havaitseminen ja oleminen ovat klassisessa fysiikassa niin ilmeisiä asioita, että niistä ei ole paljon sanottavaa, mutta kvanttimekaniikassa ne ovat osoittautuneet kaikkein hankalimmaksi kysymykseksi. Ongelman vaikeutta kuvaa se, että joskus kvanttimekaniikka muotoillaan pelkästään havaintojen kautta, sivuuttaen kysymykset niiden taustalla olevasta todellisuudesta.
Kvanttiteorian seuraava porras, kvanttikenttäteoria, selventää hiukkasten luonnetta kenttien tihentyminä, mutta epämääräisyyden selitys jää silti uupumaan. On epäselvää, tarvitaanko siihen uutta teoriaa, vai selittyykö se kvanttifysiikan monimutkaisten seurauksien hahmottamisen kautta kuten planeettojen ratojen kehitys klassisessa mekaniikassa. Vain tutkimus voi kertoa sen, mikä on ymmärrettävissä.
9 kommenttia “Raja-aitojen pystyttämistä”
Vastaa
Miksi kaiken teorialla on merkitystä?
Laskennallisen materiaalifysiikan professori Kai Nordlund pyysi minut Tieteen päiville puolustamaan sitä, että kaiken teorian löytämisellä olisi väliä. Puhuin aiheesta tänään. Esitys meni jokseenkin näin.
Fysiikassa on kahdenlaisia lakeja: perustavanlaatuisia ja emergenttejä.
Emergentit lait voidaan, ainakin periaatteessa, johtaa muista tunnetuista laeista. Esimerkiksi molekyylit rakentuvat atomeista, joten niiden lait palautuvat atomifysiikkaan. Vastaavasti solujen toiminta palautuu molekyyleihin ja eläinten käytös soluihin. Usein emergentit lait ovat hyvin erilaisia kuin niiden pohjalla olevat lait. Esimerkiksi vettä ja muiden nesteitä kuvaava hydrodynamiikka poikkeaa muodoltaan ja luonteeltaan täysin atomeja kuvaavista laeista. Yleensä emergenttejä lakeja ei pystytä edes yksinkertaisissa tapauksissa käytännössä johtamaan, vaikka se olisi periaatteessa mahdollista. Esimerkiksi kvarkit ja niiden vuorovaikutukset ovat hyvin yksinkertaisia, mutta niistä koostuvien protonien, neutronien ja muiden hiukkasten ominaisuuksia ja vuorovaikutuksia –eli ydinfysiikkaa– ei vieläkään pystytä täysin päättelemään kvarkeista lähtien. Vasta 2000-luvulla aiheesta on saatu luotettavia tuloksia supertietokoneiden avulla, mutta vieläkin vain pieni osa ydinfysiikasta osataan palauttaa kvarkkien ominaisuuksiin.
Perustavanlaatuisia lakeja ei voida, ainakaan toistaiseksi, johtaa mistään. Tällä hetkellä meillä on kaksi perustavanlaatuista fysiikan teoriaa. Kvanttikenttäteoria kuvaa ainetta ja aineen osien välisiä vuorovaikutuksia, ja yleinen suhteellisuusteoria kuvaa aika-avaruutta ja sen vuorovaikutusta itsensä ja aineen kanssa. Tiedämme kuitenkin, että nämä kaksi tukipilaria eivät ole viimeinen sana. Ne ovat vain approksimaatioita jostain vielä perustavanlaatuisemmasta teoriasta, jota ei vielä tunneta: kvanttigravitaatioteoriasta.
Kvanttiteoria ja gravitaatio on onnistuneesti yhdistetty kosmisessa inflaatiossa, joka kuvaa sitä, miten kaikki maailmankaikkeuden rakenteen siemenet ovat syntyneet aineen ja aika-avaruuden kvanttivärähtelyistä maailmankaikkeuden ensimmäisen sekunnin perukoilla. Inflaatio on ainoa fysiikan osa-alue, missä kvanttigravitaatiota on pystytty kokeellisesti luotaamaan, ja havainnot ovat varmentaneet teorian ennusteita. Inflaatiossa kvanttiteoria ja gravitaatio yhdistetään kuitenkin vain hyvin yksinkertaisella tavalla, eikä tiedetä, miten ne kokonaisuudessaan nivoutuvat yhteen.
Monet tutkijat odottavat, että kvanttigravitaatioteoria olisi aidosti perustavanlaatuinen siinä mielessä, että sitä ei edes periaatteessa voisi johtaa mistään: lopullinen sana todellisuudesta. On kuitenkin mahdollista, että kvanttigravitaation takana on vielä uutta fysiikkaa ja kaiken teoria on luultua kauempana. Periaatteessa teorioiden ketju saattaa myös jatkua loputtomiin, niin että mitään kaiken teoriaa ei ole, ainoastaan yhä tarkempia ja tarkempia kuvauksia.
Kaiken teoria luultavasti poikkeaisi ennusteiltaan kvanttikenttäteoriasta (tai ainakin sen tämänhetkisestä perustavanlaatuisesta toteutuksesta, Standardimallista) ja yleisestä suhteellisuusteoriasta vain hyvin pienissä mittakaavoissa, isoilla energioilla ja vahvoissa gravitaatiokentissä. Kvanttigravitaatioon liittyvien ilmiöiden odotetaan tyypillisesti olevan merkittäviä vain pituusskaaloilla, jotka ovat pienempiä suhteessa protoniin kuin mitä protoni on suhteessa meihin. On kuitenkin kaksi syytä, miksi kaiken teorian löytäminen ei ole vain akateeminen kysymys. (Huvittavaa ja huolestuttavaa muuten, että yleisessä kielenkäytössä sana ”akateeminen” tarkoittaa samaa kuin ”merkityksetön”.)
Ensinnäkin kaiken teorialla voi olla yllättäviä teknologisia sovelluksia. 1800-luvun lopulla klassinen fysiikka, eli Newtonin mekaniikka ja Maxwellin sähkömagnetismi, kuvasivat hyvin kaikkia arkiskaalan ilmiöitä, ja kuvaavat vieläkin. Mutta vaikka atomit ovat yhtä pieniä suhteessa meihin kuin me olemme suhteessa Aurinkoon, niiden lakien löytäminen on mullistanut arkielämän. Vetyatomia tutkittaessa löydettiin kvanttimekaniikka, mihin pohjautuu kaikki elektroniikka ja nykykemia, sekä DNA:n ja muiden biologisten rakennuspalikoiden ymmärtäminen. Arkemme on kvanttimekaniikan sovellusten läpitunkema. Olisi ollut 1800-luvulla täysin mahdotonta ennustaa, millaisia sovelluksia atomifysiikalla tulee olemaan, saati sitten aavistaa siihen pohjaavan teknologian ajamia yhteiskunnallisia muutoksia. Yhtä lailla on mahdotonta sanoa, millaisia sovelluksia kaiken teorialla voi olla.
Toisekseen, kvanttiteoria ja yleinen suhteellisuusteoria muuttivat perin pohjin kuvamme todellisuudesta. Kvanttimekaniikka paljasti, että arkikäsityksemme aineesta, tapahtumisesta ja olemisesta ovat tyystin virheellisiä. Yleinen suhteellisuusteoria mullisti kuvamme ajasta ja avaruudesta, ja avasi oven maailmankaikkeuden historiaan. Emme vieläkään täysin sulattaneet näitä muutoksia, emme esimerkiksi hahmota, miten arkimaailma seuraa kvanttimekaniikasta. Kaiken teoria oletettavasti muuttaisi käsityksemme yhtä perinpohjaisesti, tavoilla, joita on mahdotonta vielä kuvitella.
Fysiikan sovellusten merkitystä on vaikea yliarvioida. Jos Maapallolla koskaan päästään tilanteeseen, missä ihmiset voivat kaikki elää ihmisarvoista elämää ja osallistua yhtäläisesti ihmisyhteisön asioihin, niin se on mahdollista ainoastaan fysiikan sovellusten, kuten modernin tiedonvälityksen, avulla. Yhtä tärkeää on kuitenkin se, miten fysiikka auttaa meitä ymmärtämään maailmaa: se selittää sateenkaaren värit, kertoo tähtien olevan kaukaisia aurinkoja, paljastaa maailmankaikkeuden historian olevan meidän historiaamme. Lyhyesti sanottuna, fysiikka kehystää inhimillisen kokemuksen.
33 kommenttia “Miksi kaiken teorialla on merkitystä?”
-
Mika sanoo:
Haluaisitko hiukan avata sitä, mitä tarkoittaa, jos ”Periaatteessa teorioiden ketju saattaa myös jatkua loputtomiin, niin että mitään kaiken teoriaa ei ole, ainoastaan yhä tarkempia ja tarkempia kuvauksia.”?
-
Syksy Räsänen sanoo:
Sitä, että ei ole aidosti perustavanlaatuista teoriaa, jota ei voitaisi johtaa mistään, vaan kaikki teoriat ovat emergenttejä.
-
Eikö kuitenkin olisi oletettavaa, että yhä hienojakoisempaan todellisuuden kuvaukseen mentäessä, jossain vaiheessa ”päästään pohjalle”?
-
Valtaosa alan tutkijoista ajattelee tosiaan että on olemassa kaiken teoria, muuta vaihtoehtoa ei usein edes mainita.
-
Minun on tosiaan hiukan hankala kuvitella, millainen olisi sellaisen todellisuuden rakenne, jossa kaikki teoriat olisivat loputtaman emergenttejä, eikä (edes teoriassa) mitään perustavanlaatuista ”pohjarakennetta” olisi.
-
-
-
-
-
Ja jollei Maassa päästäisikään, niin avaruussiirtokunnat voisivat olla toinen mahdollisuus, mikä sekin olisi sitten toki fysiikan ansiota.
-
Jos Maapallolla ei saada oikeudenmukaista yhteiskuntaa aikaan, niin teknologisen sivilisaation elinaika lienee niin lyhyt, että täältä ei avaruuteen levitä. Kirjoitin aiheesta vähän täällä: http://www.hybrislehti.net/unelmia-itsemurhan-partaalla
-
Eivät yhteiskunnat ole menneisyydessäkään olleet oikeudenmukaisia, ja tässä sitä silti edelleen ollaan. Osa kansoista on kansanmurhattu, mutta laji elää.
Olen sinänsä samaaa mieltä kanssasi monista tuon hybrislehden kirjoituksen detaljipuolen asioista. Ydinaseet ovat eksistentiaalinen riski. Suurin ympäristöongelma on minusta elinympäristöjen häviäminen ja pirstoutuminen ja siitä johtuva lajien sukupuutto.
Ja kovasti tehdään töitä sen puolesta että aurinkokuntaan leviämisen aikaskaala olisi mahdollisimman lyhyt. Ei sen takia ettei maapallolla voisi olla, vaan sen takia että O’Neill -tyyppisissä pyörivissä habitaateissa on potentiaalisesti enemmän elintilaa kuin planeetoilla sekä vakaammat olosuhteet.-
Kuten jutussa kirjoitan, tilanne on nykyään erilainen:
”Kymmeniä tuhansia vuosia lajillamme oli niin suuri lukumäärä ja laaja levinneisyys, että sen tuhoutuminen vaatisi maailmanlaajuisen mullistuksen, mutta emme vielä olleet teknologisesti tarpeeksi edistyneitä, että pystyisimme saamaan sellaisen aikaan. 1900-luvulla tilanne muuttui.”
-
-
-
-
Markku Tamminen sanoo:
“Kvanttimekaniikka paljasti, että arkikäsityksemme aineesta, tapahtumisesta ja olemisesta ovat tyystin virheellisiä.”
Tarkoitatko, että teemme arkikokemustemme perusteella virheellisiä hypoteeseja? Itse kokemuksethan ovat evoluution myötä muodostuneet tarkoituksenmukaisiksi ja toimiviksi, ja ovat tässä mielessä enimmäkseen “oikeita”. Näin ollen se kuva maailmasta, joka arkikokemusten kautta muodostuu, on mielestäni pikemminkin puutteellinen kuin virheellinen.
-
Arkikäsitykset mainituista asioista ovat perusteiltaan virheellisiä, tarkemmin, ks.
http://www.tiede.fi/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/kaikki_jarjestyksessa
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/kahden-ikkunan-nakoala/
-
Eusa sanoo:
On kyseenalaista arvottaa nisäkäskäsitys virheelliseksi verrattuna kvanttimekaniikkaan. Sillä on kuitenkin miljoonien vuosien koeteltu kehityspolku.
Kvanttimekaniikan logiikan tulkinnat ovat vielä hyvin hataria. Sitä paitsi, redusoitu mekanismi ja sen emergenssi ovat perusteiltaan yhteismitattomia.
Se on totta, että ihmisestä tuntuu hienolta saada tietoa niin eri mittaluokasta ja sovellustenkin kannalta tutkimus on tietysti sangen tärkeää. Kiistäisin kuitenkin hokeman arkijärjen vastaisuudesta, kyllä luonnon logiikka, olipa mitä tahansa, on varmasti aina arkijärjellistä, tuntuipa tulkitsijalta miltä tahansa…
-
Luulen, että tässä on kyse perustavanlaatuisesta erosta ajattelutavoissamme.
Alkeishiukkaset ja niiden vuorovaikutukset ovat sen laatuisia, että ne mahdollistavat esimerkiksi kärpäsen kaltaisten monimutkaisten rakenteiden olemassaolon. Niinpä meillä on kärpäsiä kiusanamme. Ja ihmisiä tietoisuuksineen. On selvää, että ihminen fysiologisena organismina koostuu alkeishiukkasten vuorovaikutuksista, mutta kun sanotaan, että ihmisen kuvaus voidaan periaatteessa palauttaa kvarkkien värähtelyiksi, annetaan sellainen vaikutelma, että nämä värähtelyt olisivat myös ontologisesti perustavanlaatuisempia kuin ihmiset sellaisina kuin heidät välittömästi kohtaamme. Itse ajattelen, että tämä elämismaailmamme on ontologisesti ensisijainen, ja kvarkkien taso kaikkine kummallisuuksineen vain syventää maailmankuvaamme, joka on pääosin kunnossa.
-
Alkeishiukkasten käytöstä ei ole mahdollista selittää arkikäsittein, mutta arkikäsitteet on mahdollista selittää alkeishiukkasia kuvaavien lakien avulla. (Tilan romahtamisen osalta tätä tosin ei ymmärretä kokonaan.)
-
Tämä on tietenkin totta, koska arki-ilmiöiden selittämiseksihän kvanttiteoria on kehitetty, mutta halusin vain sanoa, että arkikäsitteet eivät välttämättä ole virheellisiä vaan joskus hyvinkin toimivia elleivät ne johda virheellisiin, kokemuksen kanssa ristiriidassa oleviin hypoteeseihin. Mielestäni useimmat arkielämämme käsitteet ovat tällaisia.
-
Kvanttiteoriaa ei ole kehitetty arki-ilmiöiden selittämiseksi, vaan atomien.
-
Olen huonompi sanoo:
Mutta kvanttiteorian kehitys alkoi kyllä valon kummallisuuksista, eikä atomien – siitähän sana kvantti tulee myös.
-
-
Esimerkiksi tietokone koostuu transistoreista jne., joten koneen toiminta voidaan periaatteessa palauttaa niiden toimintaan. Mutta toisaalta koneen käyttäytyminen riippuu (tietyin oletuksin) vain ohjelmasta, ei transistoreista tai edes prosessorin käskykannasta. Reduksionismi ei ole ainoa vaihtoehto, vaan vain yksi näkökulma asiaan.
-
-
Otetaan nyt vaikka deterministinen vs. indeterministinen käsitys tapahtumisesta. Jos sanon taitavalle biljardin pelaajalle, että pallon A osuessa palloon B pallo B lähtee mielivaltaiseen suuntaan, hän varmaan sanoisi, että olen lopettanut lääkityksen liian aikaisin. Deterministinen käsitys tapahtumisesta on tässä tapauksessa oikea, indeterministinen väärä. Alkeishiukkasista pelaajamme ei ehkä ole kuullutkaan, ja vaikka olisikin, toteaisi varmaan että ne saavat hänen puolestaan käyttäytyä niin mielivaltaisesti kuin haluavat.
-
-
-
KariL sanoo:
Kiitos esitelmästäsi tieteen päivillä, se oli ihan paikallaan tuossa sessiossa. Kommentoisin huomautustasi kuinka modernit teknologiat ovat fysiikan sovelluksia. No ainakin fysiikka selittää teknologiaa pätevästi ja auttaa kehittämään sitä. Monet teknologiat on kutenkin syntyneet itsenäisesti ja ennen selittävää fysiikkaa. Lämpövoimakoneet on tuttu esimerkki. Transistorista oli patentteja 1920-luvulla, ja kun toimiva laite syntyi noin 1956, sitä ei ensin osattu selittää (Bellin ryhmä ja Matare & Welker). Led keksittiin 1920-luvulla ja sitten uudestaan 1960- luvulla. Elektroniputki keksittiin kun leikittiin hehkulampuilla, ja siitä (oikeastaan kaasunpurkausputkista) tuli tärkeä fyysikkojen työkalu joka demonstroi mm että kvantit on reaalisia (Planck ei kai ensin uskonut siihen). Olen leikkinyt ajatuksella millaista olisi teknologia ilman fysiikkaa. Mahdoton eksperimentti koska fysiikka on aina ollut niin lähellä. Mutta voihan kuvitella. Varmaan teknologia olisi vähemmän tehokasta, mutta olisi kiva tietää, miten erilaista se olisi. Jokinlainen steampunk- maailma kai.
-
Nykyteknologiaa ei voisi olla ilman fysiikan teorioita, joiden yksityiskohtaiseen tutkimiseen se perustuu.
-
Eipä tietenkään. Minä pohdiskelinkin miten outoa teknologiaa meillä voisi olla jos se kehittyisi pelkästään kokeilujen ja evolutiivisten parannusten varassa. Niinkuin elollinen luonto.
-
Thoops sanoo:
Ehkä kun tekoäly on poistanut tarpeemme opetella tai ajatella monimutkaisia asioita itse ja valtaosa ihmisistä taantuu kokija-yhdistelijöiksi maailmassa joka on täynnä ”taiannomaisia” objekteja ja hilavitkuttimia jotka tuottavat oman energiansa?
-
Länsimaista differentiaaliyhtälöihin perustuvaa luonnonfilosofiaa voi ajatella paitsi tieteenä joka on kaiken perusta myös utilitaristisesti keksintönä keksintöjen joukossa. Se on tehokas työkalu, mutta ei ainoa sellainen. Esimerkiksi suprajohtavuus löydettiin kokeellisesti, ja siihen päätymiseksi tarvittiin vain kaasujen jäähdytys ja tasasähkö. Sellaiset olisi saatettu keksiä ilman teoriaakin jossain vaihtoehtoisessa historiassa.
Toisaalta taivaankappaleiden ja avaruusalusten liikkeen tarkka ennustaminen ei varmaankaan onnistu mitenkään ilman differentiaaliyhtälöitä.
Joissakin yksittäistapauksissa teoretisointi saattaa jopa hidastaa keksimistä, nimittäin jos samalla sorrutaan dogmaattisuuteen.
-
-
-
-
Lentotaidoton sanoo:
Räsänen: ”Tilan romahtamisen osalta tätä tosin ei ymmärretä kokonaan”.
Tämähän on niitä ns Köpistulkinnan suurimpia ongelmakohtia. Romahtaminen ja ”mittaajan” ongelma. Ja sen ”selitämiseksi” tai kokonaan eliminoimiseksi on kehitetty erilaisia ajatelmia (yhtä ongelmallisia ajatelmia kuin Köpistulkinnan dekoherenssin kautta tapahtuva ”romahtaminen” ).
Räsänen: ”Kvanttiteoriaa ei ole kehitetty arki-ilmiöiden selittämiseksi, vaan atomien”.
Kommenteissa nämä kaksi asiaa näyttävät sekoittuvan. Sen takiahan Syksy sanoi: ” Emergentit lait voidaan, ainakin PERIAATTEESSA,johtaa muista tunnetuista laeista”. Jokaiselle on tietysti selvää, että käytännössä tämä on toistaiseksi totaalisen mahdotonta . Kuluu paljon tupakkia ja vuosia emergenssin ja reduktion johtamiseen Schrödingerin yhtälöstä, voi olla että sata/tuhat vuotta tai ei koskaan.
Käsittääkseni vain yksinkertainen vetyatomin reduktio onnistutaan toistaiseksi ”selittämään” kvanttifysiikalla (yksinkertainen kahden kappaleen ongelma).
-
Pentti S. Varis sanoo:
Syksy kirjoitti: ”..emme esimerkiksi hahmota, miten arkimaailma seuraa kvanttimekaniikasta.”
Ainakin joissakin tapauksissa kyseessä voi mielestäni olla karkeistus.
Niin makroskooppiset kuin mikroskooppisetkin aistimuksiin perustuvat tietoisuuden sisällöt ovat mahdollisesti karkeistuksia, jolloin kvanttifysiikkaa syvempi, toistaiseksi paljastumaton olevaisen taso voi olla olemassa.
Karkeistuksesta olen nähnyt sanottavan, että se on informaation hukkaamista. Esimerkkejä silmäillessä on tuntunut, että hukattu informaatio on voittopuolisesti epäoleellista ja karkeistumisprosessiin kuuluu paljon monimutkaista informaatiota, jotka siis lisätään systeemiin karkeistaessa. Tällainen tunne tulee esimerkiksi katsellessa Kari Enqvistin esitystä ”luonnonlain” johtamiseksi
http://www.helsinki.fi/~enqvist/opus.dir/coarsegrain.pdf
Tässä siis systeemiin lisätään runsaasti matemaattista informaatiota integraalin, eksponenttifunktion jne. muodossa.
Voin tietenkin olla, ja luultavasti olenkin väärässä. Informaatiolla olen tarkoittanut P.C.V.Daviesin uumoilemaa materiaakin perimmäisenpää ”stuffia”
http://www.space.com/29477-did-information-create-the-cosmos.html
-
Paluuviite: Kosmokseen kirjoitettua | Suoraviivaista
-
Paluuviite: Kosmokseen kirjoitettua | Maxwellin tiimalasi
Kiitos vastauksesta edellisessä merkinnässä esittämääni kysymykseen, jota tosin et julkaissut.
Tosiaan mennään niillä rajoilla, että joistain deterministisyyksistä ei välttämättä koskaan voida saada varmaa käsitystä kuinka on ja onko kysymys edes mielekäs. Kaikkeus ei ole kokonaisuus kenellekään havaitsijalle ja keskinäiset havaintoaineistotkin voivat muodostaa vain rajallisia yhteisiä leikkauksia.
Maallikkona herää kysymys onko käsitteelle hiukkanen enää oikeasti tarvetta? Voidaanko kaikki selittää pelkästään kentillä ja aaltofunktioilla?
Hiukkanen on yhtä kelpo käsite kuten aaltokin, mutta perustavanlaatuinen rakennuspalikka se ei enää ole. Asiasta vähän täällä:
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/pikkuhyrrien-kertomaa/
Kvanttimekaniikasta tulee mieleen internetissä pelattavat moninpelit ja niiden ”lag”.
Kaukaa katsottuna toinen pelihahmo näyttää olevan oikein vakaa ja kulkea selkeästi.
Läheltä katsottuna se toinen pelihahmo saattaakin hyppelehtiä edestakaisin (”rubberbanding”), eikä sen sijaintia oikein voi varmaksi sanoa.
Ongelma on siinä, että pelaajien ja palvelimien välillä on viivettä. Joten pelaaja A saattaa nähdä, että pelaaja B juoksee vasemmalle, mutta oikeasti pelaaja B onkin jo kääntynyt päinvastaiseen suuntaan. Jos pelissä on tarkoitus paukutella pyssyllä toisia pelaajia kohti, niin tämä aiheuttaa ilmeisiä ongelmia pelaamisen suhteen.
Mielenkiintoista pohdintaa. Tarvitaanko uutta teoriaa, sen kaiketi tutkimus sitten aikanaan näyttää. Kvanttikenttäteoria ja arjen ymmärrys aistimastamme todellisuudesta tai ”todellisuudesta” tarvinnee yhdistäväksi tekijäksi myös filosofisia pohdintoja?
Onpa tuota paljon pohdittukin. Mielestäni fysiikan kannaltakin asiassa on vielä selvitettävää, ja sen selvittämiseen tarvitaan fysikaalisia pohdintoja, laskemista ja ehkä kokeita.