Arkisto
- 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
- 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
- tammikuu 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
Miksei kukaan ymmärrä
Luin Tanya Bubin ja Jeffrey Bubin sarjakuvan Totally Random: Why Nobody Understands Quantum Mechanics (A Serious Comic on Entanglement). Sen tarkoitus on selittää, mitä on kvanttimekaniikan lomittuminen (entanglement).
Lomittumisessa on karkeasti
sanottuna kyse siitä, että järjestelmän eri osat ovat kytköksissä toisiinsa,
olipa niiden etäisyys miten iso tahansa. Heti alkuun kirjoittajat siteeraavat kvanttimekaniikan
erään kehittäjän Erwin Schrödingerin sanoja: ”En kutsuisi sitä kvanttimekaniikan
yhdeksi vaan keskeiseksi piirteeksi, mistä seuraa tämän koko poikkeama
klassisesta ajattelutavasta.”
Schrödingerin kuuluisa ajatuskoe laatikkoon
suljetusta kissasta perustuu lomittumiseen, ja sen tarkoitus oli osoittaa,
miten kvanttimekaniikka on vaillinainen, koska se johtaa niin kummallisiin
johtopäätöksiin. Myös Albert
Einstein, kvanttimekaniikan kehittäjiä hänkin, havainnollisti
lomittumisen avulla sitä, että kvanttimekaniikkaa pitäisi muuttaa, koska se
johtaa niin isoon ristiriitaan arkiajattelun (ja, Einstein luuli, suhteellisuusteorian)
kanssa. Nykyään monet pitävät lomittumista avaimena siihen, miksi
maailma näyttää arkiselta.
Ensimmäisessä osassa kerrotaan mitä lomittuminen on ja miten sen voi todentaa Bellin epäyhtälön avulla. Tämä on vaikea aihe, mutta se on käyty läpi selkeästi ja tinkimättä, olennaiseen keskittyen.
Toisessa osassa kvanttimekaniikan merkkimiehet (”ilmeisesti ajalta ennen naisten olemassaoloa”, kuten toinen kertojista toteaa) esittelevät näkemyksiään siitä, mitä lomittumisesta pitäisi päätellä kvanttimekaniikasta ja todellisuudesta. Schrödinger tekee selityskotikäyntejä apurikissansa kanssa, monimaailmatulkinnan kehittäjä Hugh Everett on showmies, joka lupaa paljon ja antaa lähinnä selityksiä sitä, miksi asiakas ei näytä saavan mitään. Epäilevä Einstein ja deterministisen kvanttimekaniikan laajennuksen kehittänyt David Bohm istuvat terapiassa, missä tohtori Niels Bohr yrittää saada heidät hyväksymään, että kvanttimekaniikan takana ei ole mitään todellisuutta. Kuten Bohr aikoinaan lausui: ”On väärin ajatella, että fysiikan tehtävänä olisi selvittää, millainen maailma on. Fysiikka käsittelee sitä, mitä voimme sanoa maailmasta.”
Osa dialogista koostuu henkilöiden
kuuluisista lausumista tai kirjoittamista, mikä tekee siitä hieman kömpelöä. Kokonaisuus
on isompi ja vaikeammin hahmotettava kuin ensimmäisessä osassa, mutta juttu kulkee,
ja tyyli on epämuodollinen.
Kolmannessa osassa palataan ihmisten mielipiteistä epäinhimillisen
kvanttimekaniikan saloihin. Kryptaan sijoitettu kvanttikryptografia on havainnollistettu
mieleenpainuvasti. Kvanttiteleportaatio, joka herättää usein hämmennystä, on
selitetty kirkkaasti. Lomittumisen käyttöä tiedonvälityksessä on havainnollistettu
kvanttikasinolla, mutta tässä tapauksessa aiheen lähestyttäväksi tekevä vertaus
vie tilaa ymmärrykseltä: epäselväksi jää, mikä on esitellyn ilmiön todellisen
merkitys, koska uhkapeleistä tuskin on kyse.
Tanya ja Jeffrey ovat
tytär ja isä, ja osa sarjakuvasta on lisäksi heidän alter egojensa kiistelyä
kvanttimekaniikasta ja sen esittämisestä sarjakuvassa. Näiden osuuksien huumorin
viehätys on varmaan lukijakohtaista. Kerrontaa on sävytetty ilmeisimmillä mahdollisilla
populaarikulttuuriviitteillä Star Warsista Star Trekkiin.
Tanya on verkkosivuja tekevän yrityksen perustaja, Jeffrey on fysiikan filosofi,
jonka erikoisala on kvanttimekaniikan ja informaatioteorian risteyksessä. Ei
olisi ollut pahitteeksi, jos sarjakuvan tekemiseen olisi otettu mukaan sarjakuvantekijä.
Sivujen yleinen ilme on ikävän mustanharmaa, ja kuvallinen kerrontaa on usein sekä
korutonta että sekavaa.
Verrattuna vaikkapa Feynman-sarjakuvaan, jossa on haukattu iso pala elämänkertaa ja fysiikan selittämistä, Totally Random on tiukasti rajattu esitys. Kerronta ei rönsyile, ja sarjakuva on helppolukuinen ja ainakin ensimmäisessä ja kolmannessa osassa asiat käydään läpi tarkkuudesta tinkimättä. Tämän sarjakuvan lukeminen saattaa olla helpoin tapa ymmärtää, mistä lomittumisessa on kyse.
18 kommenttia “Miksei kukaan ymmärrä”
Vastaa
Kädestä käteen
Luin hiukkasfyysikko Mikhail Shifmanin toimittaman kirjan Under the Spell of Landau: When Theoretical Physics was Shaping Destinies. Se on kokoelma fyysikoiden muisteloita Lev Landausta, hänen kollegoistaan ja tieteellisistä jälkeläisistään ja heidän tekemästään fysiikasta.
Vuonna 1908 syntynyt Landau on monella tapaa kuin Neuvostoliiton Richard Feynman, mutta länsimaissa paljon vähemmän tunnettu. Tänä vuonna tosin tuli julki ohjaaja Ilja Hržanovskin Landauta käsittelevä tai käyttävä suureellinen ja kiehtova taideprojekti DAU (lisää siitä täällä ja täällä).
Kuten Feynman, Landau oli harvinaislaatuisen taitava ja omapäinen fyysikko, joka monella tapaa määritti 1900-luvun keskivaiheen fysiikkaa. Landau oli Niels Bohrin oppilas ja harmitteli syntyneensä liian myöhään osallistuakseen kvanttimekaniikan kehittämiseen modernin fysiikan alkutaipaleella, mutta hän oli seuraavan sukupolven kärkinimiä. Landaulle annettiin vuonna 1962 Nobelin palkinto ”uraauurtavista kiinteän olomuodon teorioista, erityisesti nestemäisestä heliumista”, mutta –kuten Feynmanin tapauksessa– se kattaa vain murto-osan hänen ensiluokkaisista saavutuksistaan.
Feynmanin lailla Landau muistetaan tutkijan lisäksi opettajana. Landaun ja hänen oppilaansa Jevgenij Lifšitsin kymmenosainen kirjasarja Course of Theoretical Physics, joka kattoi aikansa teoreettisen fysiikan jokseenkin kaikki alueet, on legendaarinen siinä missä Feynman Lectures on Physics. Aloittelevana yliopisto-opiskelijana minua neuvottiin, että ”kannattaa lukea Landau & Lifshitziä; siitä joko ymmärtää jotain tai sitten ei”.
Landau, enemmän kuin Feynman, myös loi tutkimusryhmiä ja kehitti aikansa tieteellistä kulttuuria. Vuonna 1932 Landau aloitti Harkovan yliopiston teoreettisen fysiikan laitoksen johtajana Ukrainassa, mutta siirtyi vuonna 1937 Moskovan fysikaalisten ongelmien instituutin teoreettisen osastoon. Landaun johdolla siitä tuli yksi maailman parhaita teoreettisen fysiikan tutkimuskeskuksia.
Pelkästään pääsykoe Landaun oppilaaksi on legendaarinen. Se oli nimeltään ”teoreettinen minimi”, ja koostui yhdeksästä fysiikan ja kahdesta matematiikan kokeesta. Kunkin kokeen tekeminen kesti noin tunnin, mutta niihin valmistautumisessa saattoi mennä vuosia. Landau oli tekemisissä vain sellaisten opiskelijoiden kanssa, jotka läpäisivät kokeen. Landaun aikana vain 43 henkilöä suoritti ”teoreettisen minimin”, ja heistä tulikin tunnettuja tutkijoita.
Korkeita standardeja oli mahdollista ylläpitää, koska fyysikoksi haluavia teräviä nuoria riitti. Neuvostoliitossa (kuten Yhdysvalloissa) panostettiin toisen maailmansodan jälkeen fysiikan perustutkimukseen, joka oli osoittanut valtavan sotilaallisen ja taloudellisen merkityksensä. Niinpä teoreettista perustutkimusta rahoitettiin avokätisesti, ja fyysikkona oleminen oli arvostettua.
Muisteloiden perusteella Neuvostoliitossa vaikuttaa olleen enemmän naisia fyysikkoina kuin länsimaissa, oletettavasti kommunistiseen ideologiaan kuuluvan sukupuolten tasa-arvon ihanteen takia. He olivat silti selvä vähemmistö, ja sopii miettiä, miten Landaun asenne ylläpiti tätä: Shifmanin mukaan Landau arvosti naisia vain sen perusteella, miten seksuaalisesti viehättävinä hän heitä piti. Tämä seksismi sekin muistuttaa Feynmanista.
Pari kirjoittajaa mainitsee kuinka fysiikka tarjosi pakoreitin totalitaristisen järjestelmän sorrosta ja ideologisista vääristymistä. Neuvostoyhteiskunta oli valheiden läpitunkema, ja etenkin Josef Stalinin aikaan totuuden puhumisella oli vakavat seuraukset, mutta fysiikassa totuuden tavoittelu ei ollut vain sallittua, vaan vaadittua ja palkittua. (Shifman mainitsee musiikin samanlaisena väylänä omaan neuvostoideologialta osin suojattuun yhteisöön.)
Shifman esittää, että Landaun rohkaisema tapa arvostella ideoita rehellisesti ja ankarasti statukseen katsomatta saattoi osittain olla vastareaktio siihen, että yhteiskunnassa se ei ollut mahdollista. Tämä asenne näkyi Landaun isännöimissä seminaareissa, joiden tyyli tunnetaan nykyään ympäri maailmaa ”venäläisenä seminaarina”. Seminaarissa puhujalla oli vastuu selittää kaikki yksityiskohdat mitä yleisö halusi tietää ja vastata kaikkeen kritiikkiin. Seminaari jatkui kunnes asiasta oli päästy selvyyteen, vaikka se veisi kahdeksan tuntia. Oli tavallista, että yleisössä istuvat ryntäsivät taululle ja kiistelivät keskenään (joskus sattui niinkin, että puhuja itse poistui salista). Seminaarissa pistettiin Landau itsekin niin koville, että hän kerran otti yleisön jäsenen tieteellisen artikkelin kanssakirjoittajaksi, kun ei pystynyt vastaamaan tämän esittämään arvosteluun.
Avointen instituuttien vastakohtana oli kahdenlaisia suljettuja tutkimuslaitoksia, yksi korkealla yhteiskunnan hierarkiassa ja toinen lähellä pohjaa: valtion salaiset asetutkimusinstituutit ja vankileirien tutkimusosastot. Kumpaankaan ei haluttu. Landau vältti vankileirin, mutta joutui sekä vankilaan että ydinaseiden tutkimuslaitokseen.
Vuonna 1938 KGB pidätti Landaun syytettynä vastavallankumouksellisesta toiminnasta. Syytteeseen kuului muun muassa osallistuminen vappuparaatissa jaettavaksi tarkoitetun lentolehtisen tekemiseen. Lehtisessä syytettiin Stalinia lokakuun vallankumouksen aatteen pettämisestä, sosialismin vihaamisesta, fasistisesta vallankaappauksesta ja maan heikentämisestä siinä määrin, että siitä tulee helppo saalis saksalaiselle fasismille. Joidenkin tuttujen mukaan koko tarina (kuten monet tuon ajan ”tunnustukset”) oli KGB:n sepitelmää, koska Landau olisi ymmärtänyt, että lehtisellä ei saavuta mitään. Toiset ovat sitä mieltä, että lehtisen tarkkanäköisyys ja selkeys todistaa Landaun osallisuudesta. Jos näin on, Landau eroaa tässä Feynmanista, joka ei koskaan käyttänyt verrattoman paljon suurempaa vapauttaan protestoidakseen maansa ihmisoikeusloukkauksia.
Landaun vapautumisesta on siitäkin tullut osa legendaa. Arvostettu fyysikko Pjotr Kapitsa kirjoitti pääministeri Vjatšeslav Molotoville, että vain Landau voi selittää modernin fysiikan ytimessä vasta tehdyt havainnot. Landau vapautettiin, ja muutamassa kuukaudessa hän tosiaankin kehitti suprajuoksevuuden teorian, mistä hänelle sittemmin annettiin Nobelin palkinto.
Kuten Feynman, Landau osallistui joukkotuhoaseohjelmaan salaisessa tutkimuslaitoksessa, ja hänellä oli fuusiopommin kehittämisessä tärkeä rooli. Stalinin kuoleman jälkeen Landau lopetti työn ydinaseiden parissa. Feynmankaan (toisin kuin esimerkiksi kollegansa Murray Gell-Mann) ei Manhattan-projektin jälkeen enää tehnyt yhteistyötä armeijan kanssa.
Shifmanin kirja yhdistää henkilökohtaisia muistoja tieteellisiin selityksiin. Niistä näkyy se, miten keskeistä ydinasetutkimus oli toisen maailmansodan jälkeisen teoreettisen fysiikan kehitykselle. Neuvostoliitossa asiaan liittyi omanlaisensa käänne. Stalinin hallinto käynnisti ”kosmopolitanismin vastaisen kamppailun”, suomeksi sanottuna juutalaisvainot. Monet johtavat teoreettiset fyysikot, Landau mukaan lukien, olivat juutalaistaustaisia, mutta pelastuivat ydinaseohjelman hyödyn takia. Tarinan mukaan ydinaseohjelman johtaja Igor Kurtšatov kysyi Stalinilta, haluaako tämä murskata ”porvarillisen idealismin ja kosmopolitanismin” vai saada ydinpommin valmiiksi aikataulussa. Fysiikan hyödyllisyys asetuotannossa myös suojasi sitä kommunistisen puolueen innolta pakottaa tiede ”marxilais-leninistisen materialismin” harhateille, minne ihmistieteitä ja biologiaa ajettiin.
Stalinin kuoleman jälkeenkin pelkkä juutalaiselta vaikuttava sukunimi riitti syyksi evätä työpaikka tai matkustuslupa. Kirjan muistelmista välittyy vahvasti se, miten teoreettiset fyysikot muodostivat epäoikeudenmukaisen yhteiskunnan keskellä perheen, jonka jäsenet tukivat toisiaan. Tosin kirja tarjoaa valikoidun kuvan, koska Shifman on poiminut kirjoittajat, ja he ovat kaikki sisäpiirissä menestyneitä. Niiden, jotka jäivät ulkopuolelle tai eivät pärjänneet, ääni ei ole mukana. Shifman vertaa tätä yhteishenkeä nykyisiin yliopistoihin, missä paikat ovat lyhytaikaisia ja ihmiset tulevat ja menevät.
Kirjoittajien moninaiset teoreettisen fysiikan alat muistuttavat, että Landau työskenteli ennen teoreettisen fysiikan erikoistumista kapeisiin aloihin: hän tutki ydinfysiikkaa, hiukkasfysiikkaa, astrofysiikkaa, kvanttimekaniikkaa, magnetismia, tilastollista fysiikkaa, atomifysiikkaa, nesteiden ja kaasujen fysiikkaa ja kiinteän olomuodon fysiikkaa. Siirtyminen aiheesta toiseen oli nykyistä helpompaa myös siksi, että ei tarvinnut tehdä apurahahakemuksia, missä pitää etukäteen perustella, miksi uudesta aiheesta voi tulla läpimurto ja mitä tuloksia saadaan.
Toinen ero nykypäivään on se, että Landaun koulukunnassa suhtauduttiin torjuvasti spekulaatioihin, jotka olivat liian kaukana tunnetusta fysiikasta ja korostettiin yhteyttä havaintoihin. Nykyään teoreettisessa hiukkasfysiikassa ja kosmologiassa on villejä ehdotuksia turhankin paljon, mutta vahvat linjanvedot asioiden sulkemiseksi pois eivät ole ongelmattomia nekään.
Kosmologiassa siteerataan usein Landaun lentävää lausetta (hän puhui astrofyysikoista, mutta astrofysiikka ja kosmologia eivät olleet tuolloin vielä eriytyneet): he ovat usein väärässä, mutta eivät koskaan epäröi. Tämä pätee yhtä lailla Landauhun. Kun hän oli päättänyt, että jokin idea ei toimi, sitä ei hänen laitoksessaan sopinut ottaa vakavasti. Tämä varmasti auttoi suuntaamaan tutkimusta hedelmällisille reiteille, mutta vahvojen johtajien ongelma on se, että hekin ovat joskus väärässä.
Landaun tunnetuin virhe koski kvanttielektrodynamiikkaa (QED). QED on vuonna 1948 kehitetty ensimmäinen kvanttikenttäteoria, ja se käsittelee elektronien ja fotonien vuorovaikutusta. Vuonna 1954 Aleksei Abrikosov, Isaak Khalatnikov ja Landau osoittivat, että elektronin mitattu varaus on sitä isompi mitä korkeammilla energioilla sitä luodataan. Tarpeeksi korkealla energialla varaus kasvaa äärettömäksi ja teoria on ristiriitainen. Ainoa ratkaisu on se, että varaus on alusta alkaen nolla, eli kentät eivät vuorovaikuta. Tästä Landau päätteli, että mitkään kvanttikenttäteoriat eivät kuvaa todellisuutta.
Lasku oli oikein, mutta johtopäätös väärin. Vuonna 1973 David Gross, Frank Wilczek ja David Politzer osoittivat, että kvarkkeja ja gluoneja kuvaavassa vahvan vuorovaikutuksen teoriassa (QCD) varaus pienenee energian kasvaessa, jolloin ongelmaa ei ole. Kauan ennen kuin saavutaan energioille, joilla QED:n ongelmat näkyvät, se pitää korvata hiukkasfysiikan Standardimallilla, johon myös QCD kuuluu, ja joka oletettavasti on osa jotain ristiriidatonta teoriaa. QED:n ongelmat ovat sen pätevyysalueen ulkopuolella.
Itse asiassa Landau oli ensin tehnyt merkkivirheen ja luuli, että QED:ssäkin varaus pienenee energian kasvaessa, joten hän tiesi tämän mahdollisuuden, mutta oli vakuuttunut, että se ei toteudu missään kvanttikenttäteoriassa. Yksi kirjassa muisteltavista fyysikoista, Aleksei Anselm, tosin esitti vuonna 1959 vastaesimerkin Landaun johtopäätökselle rakentamalla kvanttikenttäteorian, jossa varaus heikkenee energian kasvaessa, kuten QCD:ssä. Teoria kuvasi kaksiulotteista maailmaa, joten se sivuutettiin epäoleellisena todellisen maailman kannalta.
Neuvostoliitossa ei myöskään otettu hiukkasfysiikan Higgsin mekanismia vakavasti. Kvanttikenttäteoria ja Higgsin mekanismi osoittautuivat avaimiksi hiukkasfysiikan Standardimalliin, joka tarjosi kattavan selityksen vuosikymmeniä tutkituille ydinfysiikan, heikkojen ja vahvojen vuorovaikutusten ilmiöille. Niinpä siihen liittyvät ratkaisevat läpimurrot tehtiin lopulta länsimaissa. Tiedettä haittasi Neuvostoliitossa myös totalitaristinen järjestelmä, joka rajoitti tutkijoiden matkustamista ja tiedonsaantia.
Vuonna 1962 Landaun auto törmäsi rekkaan. Laundaun aivot vaurioituvat, eikä hän koskaan toipunut entiselleen. Landau kuoli vuonna 1968, mutta hänen koulukuntansa jatkoi teoreettisen fysiikan kärjessä. Sen pysäytti vasta Neuvostoliiton hajoaminen. Yhteiskunnan romahtaessa bruttokansantuote laski enemmän kuin toisen maailmansodan aikana ja köyhyys kasvoi ennätysvauhtia. Yksi kirjoittajista kuvailee romahduksen aikaa ”ennemmin henkiinjäämisenä kuin elämänä”. Monet fyysikot kuolivat tai lähtivät pois. Yksi kirjoittaja kertoo miten tutkimuslaitoksissa ”kaapelit tippuivat katosta ja maali seiniltä”.
Landaun koulukunnan perintö kuitenkin levisi laajalle entisen Neuvostoliiton alueelta muuttaneiden fyysikoiden mukana. Sen vaalima periksi antamaton ja romanttinen kuva fysiikasta nivoutuu hyvin yhteen Feynmanin ja muiden tunnettujen tieteilijöiden tunnetuksi tekemien käsitysten kanssa. Shifman kirjoittaa:
Teoreettinen fysiikka, kuten olympiasoihtu, kulkee kädestä käteen. Se ymmärrys, että teoreettisessa fysiikassa on kyse syvän intuition kehittämisestä tutkimusaiheestasi, päivä toisensa jälkeen, siinä määrin että näet sen unissasi yöllä ja sitten, aivan yllättäen, etsimäsi vastaus nousee mieleesi, aluksi hämärästi, summittaisessa muodossa, ennen kuin varsinaista laskua on tehty – tämä ymmärrys kulkee kädestä käteen.
11 kommenttia “Kädestä käteen”
-
Kiitos kauniista kirjoitelmasta!
Alexei Anselmin idea asymptoottisen vapauden mekanismista 2-ulotteisina kiertoina pinnalla saattaa hyvinkin kokea renesanssin…
https://arxiv.org/pdf/hep-ph/9605400
https://arxiv.org/pdf/hep-th/0312015
Renormalisoituvuus 2d-pinnalla ja symmetrioiden rikkomattomuus saattaa nousta vielä arvoonsa…
Jaha, venäläinen z-kirjain bongattu.
-
Oliko Neuvostoliitossa ketään KV Laurikaisen tapaisia tyyppejä, eli suhteellisen arvostettuun asemaan nousseita teoreettikkoja jotka jossain vaiheessa laittavat tosissaan filosofiavaihteen päälle ?
-
Tämä ei varsinaisesti liity täsmällisesti aiheeseen, mutta toivottavasti sallit pienen sivupolun.
Chernobyl -tv-sarjasta on kohistu paljon ja itsekin sen katselin sekä luin Jaakko Leppäsen Fissioreaktori -blogista hänen asiantuntijakommentit jokaisesta jaksosta.
Olin itse 11-vuotias onnettomuuden aikaan ja muistan kuinka koulun välitunneilla neuvottiin hengittämään käsipapereiden läpi (ne keltaiset käsienkuivauspaperit, joita edelleen on monissa paikoissa).
Sarja tarjoaa jonkin verran mielenkiintoista ajankuvaa silloisesta Neuvostoliitosta.
Itse pääsin (tai jouduin, miten päin sen nyt ottaa) käymään Neuvostoliitossa 1989 (Tallinna) ja 1990 (Leningrad).
Oletko, Syksy, itse katsonut sarjaa, ja onko sinulla suunnilleen itseni kanssa samanikäisenä jotain muistoja kyseisestä tapahtumasta?
-
Mielenkiintoinen kirjoitus! Siis siitä, kuinka yhteiskunta/idelogia voi ohjata tieteen kehitystä – ja Neuvostoliitossa ironisesti se ohjasi parhaimpaan mahdolliseen suuntaan.
Toki täytyy pitää kirkkaana mielessä, että ympäröivä yhteiskunta ohjaa varmasti (enemmän tai vähemmän) tieteen kehitystä vielä nykyäänkin. Ainahan se on ohjannut; Aristotelesta pidettiin niin kovana guruna,että hänen esittämäänsä maailmankuvaa ei uskallettu kritisoida vuosisatoihin, ellei jopa vuosituhansiin. Galileo Galilein väitetään sanoneen ”se pyörii sittenkin” kun hän sai näpeilleen ..hm.. väärästä tavasta tehdä tiedettä. Darwinin evoluutioteoria sai (ja saa osin edelleenkin) jyrkkää vastustusta – Einsteinkin sai nobelin jostain muusta kuin suhteellisuuteoriasta koska se oli ikäänkuin silloin aivan liian rankkaa kamaa. Noin niinkuin muutamia mainitakseni.
Ja varmaan te tieteen tekijät tämän tiedättekin, mutta meidän sivustaseuraajien olisi hyvä tiedostaa asia! Sillä mitens se menikään… kuka ei opi historiasta on pakotettu elämään sen uudelleen.
-
Syksyltä mielenkiintoinen katsaus suuren naapurimaan muutamaan keskeiseen fyysikkoon. Landaulta, Kitaigorodskilta ja Rumerilta on julkistettu ja suomennettu myös muutama fysiikkaa ja kemiaakin käsittelevä yhteistyökirjanen 1970 ja 1980 luvuilta. Kohtuullisen sopivia lukiotason opintoihin noin ajatusten virkistykseksi – jotta itänaapuristakin löytyy jotain positiivista.
-
Seksismi muistuttaa Feynmanista? Olihan Feynman tosiaan hetero ja tykkäsi naisista, mutta Feynman oli esimerkiksi etukenossa opettamassa siskollensa fysiikkaa, josta myös tuli sitten fyysikko, vaikka ajan ajatusmalli oli äideilläkin että naisten kuuluisi olla keittiössä.
Vastaa
Taas fysiikkaa runoilijoille
Luennoin tänä syksynä Helsingin yliopistolla toista kertaa kurssin Fysiikkaa runoilijoille. Tarjolla on on opastettu retki fysiikan maailmaan.
Luennot ovat maanantaisin ja tiistaisin kello 12.15-14.00. Ensimmäinen luento on 3.9. ja viimeinen 15.10.. Tarkempia tietoja kurssista löytyy sen kotisivulta. Kirjoitin vuoden 2016 vedoksesta hieman tässä blogimerkinnässä, sen sisältöä voi tiirailla täällä.
Kyseessä on humanistisen tiedekunnan kurssi, jonka tarkoituksena on avata fysiikan käsitteitä ja maailmankuvallista merkitystä. Käsittelytapa on kvalitatiivinen ja keskusteleva. Aiheisiin kuuluu Newtonin klassinen mekaniikka, suppea suhteellisuusteoria, yleinen suhteellisuusteoria, kvanttimekaniikka, kvanttikenttäteoria ja hiukkasfysiikka, kosmologia sekä yritykset kohti kaiken teoriaa. Tämä ei ole tieteen historian eikä filosofian kurssi, vaikka niitä vähän käsitelläänkin, vaan fyysikon kuvaus fysiikan teorioiden kehityksestä ja sisällöstä.
Kurssi on suunnattu heille, jotka eivät ole luonnontieteilijöitä eivätkä matemaatikkoja. (Vaikka hekin ovat tervetulleita, ja etenkin aloitteleville fysiikan opiskelijoille se saattaa olla kiinnostava.) Kurssi ei edellytä esitietoja fysiikasta eikä sisällä laskemista.
Luentoja voi tulla kuuntelemaan vaikka ei olisikaan yliopiston opiskelija tai suorittaisi kurssia. Sanaa sopii levittää asiasta mahdollisesti kiinnostuneille.
Päivitys 1 (19/08/19): Tiistain luentojen kellonaika korjattu.
Päivitys 2 (21/08/19): Tiistain luentojen kellonaika korjattu takaisin.
6 kommenttia “Taas fysiikkaa runoilijoille”
-
Hei,
Haluaisin osallistua tälle kurssille ihan vaan kuuntelijana, jos mahdollista. Olisikohan tarkka aikataulu saatavilla, niin voisin järjestää työni niin, että pääsisin kaikille luennoille?
Kiitos etukäteen ja kaikkea hyvää,
T. Maria -
Kiitos paljon mahtavasta Fysiikkaa runoilijoile-kurssista 2019! Sain juuri sitä mitä kvanttikemiaa opiskelleena kemistinä hain, suurten fyysikoiden ajattelua/ideoita teorioiden/kaavojen takana! Luentosi oli aivan mahtavan innostavia ja mielenkiintoisia: Kauneus on totuus vai totuus on kauneus?
Kiitos siitä sinulle, Syksy.
Kai se hämmentävin juttu kvanttilomittumiseen liittyen on se, ettei osata yleistajuisesti kuvata avaruudellisesti levittynyttä korrelaatiota.
Esimerkiksi kuvailut näin: ”kun mittaat kvanttitilan tiettyyn arvoon yhtäällä, se vaikuttaa lomittuneen tilan arvoon toisaalla riippumatta yleisestä vuorovaikutusten nopeusrajoituksesta valonnopeus c” – ovat sekä väärin että nimenomaan harhautumiseen johdattelevia.
Olisi helppoa sanoa, että lomittuneiden tilojen välillä avaruus säilyttää korrelaation ja kun mittalaite on osa avaruutta ja ainetta, toisen kvanttitilan selvittäminen asettaa avaruuden sellaiseksi, ettei toisenkaan tila voi olla kuin tietty.
Oletetaanpa oliot, jotka eivät ymmärrä kätisyyttä (tai mitään antipodaalista) ollenkaan. Mitatessaan lomittumista he löytävät tilojen vastakkaisuuden säilymisen ja iloitsevat, että todellisuus toimii edelleen luotettavasti. 🙂
Sulkuihin laittamasi virke pitää paikkansa. Sarjakuva selventää tämän mainiosti!
Avaruudella ei ole mitään tekemistä asian kanssa. Tämä riittäköön tästä.
”…Niels Bohr yrittää saada heidät hyväksymään, että kvanttimekaniikan takana ei ole mitään todellisuutta.” Bohrin terapia ei uponnut kuitenkaan Einsteiniin, sillä hänelle kvanttimekaniikalla oli yhteys todellisuuteen. Einstein nimittäin selitti valosähköisen ilmiön (v. 1905) juuri Planckin kvanttiteorian avulla. Einstein sai selityksestään fysiikan Nobelin v. 1921. Eli kvanttimekaniikka kuvaa todellisuutta paremmin kuin klassinen fysiikka, jonka perusteella ilmiötä ei osattu selittää. Ja kun kukaan täysijärkinen ei kyseenalaistane klassisen mekaniikan yhteyttä todellisuuteen, niin Bohrin väitteeltä menee pohja pois. En tiedä, oliko Bohr opiskellut Hegelin dialektiikkaa, mutta minusta hänen väitteensä on hyvin hegeliläinen. Marx ja Engels eivät hyväksyneet Hegelin filosofiaa vaan kehittivät siitä todellisuuteen perustuvan dialektisen materialismin, jota kantaa edustavat tässä fyysikkojen kiistassa Einstein ja Bohm. He molemmat olivat myös tunnettuja ateisteja.
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Jewish_atheists_and_agnostics#Physics
Bohr tarkoitti sitä, että hänen mukaansa kvanttimekaniikka kuvaa tekemiämme havaintoja, mutta ei ole mielekästä kysyä todellisuudesta havaintojen takana.
Eivätkö havainnot ole vain ainoa todellisuus? Miksi olisi jokin eri todellisuus niiden takana?
Nimenomaan fysiikka, joka perustuu muuhun kuin falsifioitaviin observaabeleihin, lienee irti todellisuudesta.
Ja siis havaintommeko eivät ole mitenkään yhteydessä todellisuuteen? Skitsofreenikon tai hallusionogeenejä nauttineen ihmisen tapauksessa näin voi ollakin, mutta en voi hyväksyä tuota väitettä yleisesti.
Kyllä ”todellisuus” on löysä ja vaarallinen sana, joka itsessään ei tarkoita mitään. Tai jokainen voi solipsistisesti antaa sille omat ”selityksensä”. Ei tämä ole tieteen tie. Teorioita ei verrata ”todellisuuteen” vaan havaintoihin.
Jos haluaa saada selvemmän kuvan Bohrin käsityksistä kvanttimekaniikasta, suosittelen tätä artikkelia, jossa käydään läpi kvanttimekaniikan monimaailmatulkinnan vastaanottoa.
https://sci-hub.tw/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1355219808000786?via%3Dihub
Oleellista näyttäisi siis olevan juuri se, ettei arvoteta esim. klassista fysiikkaa sen todellisemmaksi kuin kvanttifysiikkaa tai päinvastoin. Todellisuutta kuvaavat tarkimmin mittaukset muistaen, että mittauslaite tuottaa todellisuuden osana oman vaikutuksensa mittaustulokseen.
Olisiko analogia tiedonvälitykseen osuva? Mitä useampi lähde (mittaustapa) sen objektiivisempi kuva aiheesta muodostuu.
Ei, kyse ei ole ollenkaan tuosta.
Kun fysiikkaan sisällytetään tulkintaa, ollaan ongelmissa.
Kuvitellaanpa suoraan kvanttilogiikkaan nojaava tietoisuus, joka tutkimuksissaan törmää klassiseen logiikkaan. Voi ajatella, että hyvin vaikeaa sellaisen on vastaavasti soveltaa klassista logiikkaa sopeuttamatta sitä tulkinnoin tuttuun logiikkaansa sopivaksi…
Kun puhutaan kvanttimekaniikan ”tulkinnasta”, tarkoitetaan sitä, miten siitä saa ulos klassiselta näyttävän maailman. Tämän selittäminen on oleellinen osa kyseisen teorian ja havaintojen yhdistämistä.
Lisää aiheesta täällä:
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/koopenhaminan-takana/
Jos joku ehdottaa yleisesti hyväksytyn teorian perusteella koetta, joka onnistuu ja tuottaa tuloksen, niin eikö siitä voi päätellä, että teoria vastaa ainakin osittain todellisuutta. Ao. linkissä on aiheeseen liittyvä tuore juttu non-Abelian Aharonov-Bohm-efektin löytymisesta.
https://phys.org/news/2019-09-exotic-physics-phenomenon.html
Loppukevennys:
Schrödinger’s cat plays Hamlet:
” To be and not to be”.
Koska kissalla on tunnetusti yhdeksän henkeä, niin Schrödingerin kissan todellisen tilan selvittäminen vaatii kymmenen koetta!
https://mobile.twitter.com/seanmcarroll/status/1170355961673863168
Sean Carrol on huomannut, etteivät fyysikot edes halua ymmärtää kvanttilogiikkaa…
Kaikkea lukemaansa ei tarvitse uskoa.
Tuossa on linkki haastatteluun (2013), josta käy ilmi Hyvin Sean Carrolin mielipide kvanttimekaniikan tilasta.
https://www.youtube.com/watch?v=ZacggH9wB7Y