למה הפיזיקה תקועה

תופעות החורגות ממערכת ההגדרות של פיזיקאים דוחקות בהם להמציא עולמות מקבילים ותרחישים הזויים כדי להסביר אותן. יותר מכל, הן מצביעות על מגבלותיה של הפיזיקה עצמה
X זמן קריאה משוער: 20 דקות

הפיזיקה התיאורטית רדופה על-ידי פרדוקס שנותר מסתורי כיום לא פחות משהיה לפני מאה שנים: ברמה התת-אטומית, הדברים הם בה בעת חלקיקים וגלים. בדומה לאשליית הברווז-ארנב שתוארה לראשונה בשנת 1899 על-ידי הפסיכולוג האמריקאי יליד פולין, ג'וזף ג'סטרו, המציאות התת-אטומית נראית לנו כשתי קטגוריות קיום שונות.

אבל יש עוד פרדוקס בפעולה. הפיזיקה עצמה קרועה בין שתי גישות מתחרות, תורת הקוונטים ותורת היחסות הכללית, שתיאוריהן השונים לעולמנו משקפים באופן מפחיד את המתח שבין גלים לחלקיקים. כשמדובר בדברים גדולים מאוד וקטנים ביותר, נדמה שאין מציאות פיזיקלית אחת בלבד, אלא שתיים. בשעה שתורת הקוונטים מתארת את הממלכה התת-אטומית כממלכת הקוונטים הבודדים, העצבניים והקופצניים, תורת היחסות הכללית מתארת את ההתרחשויות בקנה מידה קוסמולוגי, כוואלס זורם וחלק של זמן-חלל. תורת היחסות היא כמו שטראוס – עמוקה, מכובדת וחיננית. תורת הקוונטים, בדומה לג'אז, מנותקת, עקומה ומודרנית להפליא.

פיזיקאים מודעים באופן עמוק לאופיו הסכיזופרני של המדע שלהם, ומשתוקקים למצוא סינתזה, או איחוד. זוהי מטרתה של התורה המכונה "התיאוריה של הכול". עם זאת, למי שאינו פיזיקאי, קווי המחשבה המתחרים האלה, והפרדוקסים שהם מייצגים, עלולים להיראות לא רק מבלבלים, אלא אף מגוחכים. מניסיוני ככתבת מדע, אין עוד דיסציפלינה מדעית שמעוררת תגובות סותרות כאלה.

דימוי של "ברווז וארנב" כפי שפורסם ב-1892.

דימוי של "ברווז וארנב" כפי שפורסם ב-1892.

את עומקו של הפילוג הבנתי לאשורו לפני כמה חודשים, כשבתוך שבועיים השתתפתי בשני פאנלים ציבוריים, אחד עם קוסמולוג מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה בפסדינה, והאחר עם מלומד ספרותי מוביל מאוניברסיטת דרום קרוליינה. בפאנל עם הקוסמולוג, חוקר שאני מעריצה את עבודתו, פנה הדיון לנושא הזמן, שעליו הוא כתב לאחרונה ספר נפלא. כמו פילוסופים, גם פיזיקאים מתקשים עם מושג הזמן כבר מאות שנים, אבל כעת, הוא אמר לנו, הם השתלטו עליו מתמטית, ואנחנו נמצאים על סִפָּהּ של הבנה מוחלטת. לדעתו של חברי מהמכון הטכנולוגי, פיזיקה היא התקדמות לעבר אמת מדויקת וכוללת יותר. בפאנל האחר, המלומד הספרותי לא הסכים עם העמדה הזאת בכלל. כחוקר של לואיס קרול, הוא הצטרף אליי לדיון על מתמטיקה ביחס לספרות, אמנות ומדע. בשבילו, מתמטיקה היא צורת משחק נהדרת, צורה שובבה של פורמליזם שיש להעריץ וליהנות ממנה; אבל לדעתו, טענותיהם של פיזיקאים לגבי האמת שבעבודתם הן "שטויות." המדע מבוסס המתמטיקה הזה, כך הוא אמר, הוא רק "עוד דרך לספר סיפורים."

מחד גיסא, אם כן, פיזיקה נתפסת כמסע לעבר הבנה מוחלטת של המציאות; מאידך גיסא, היא נתפסת כמי ששווה במעמדה לפרשנויות שירשנו מהמיתוסים, הדת, ולא פחות מזה, חקר הספרות. מכיוון שאני מחלקת את זמני שווה בשווה בין עולמות המדע והאמנות, אני נתקלת לא מעט בדואליזם הזה. אני מנהלת שני סוגים שונים לגמרי של שיחות, תלוי מי מולי. האם כולנו מדברים על אותו נושא?

פיזיקאים רבים נוקטים גישה אפלטונית, לפחות כשהם מדברים עם מי שמגיע מחוץ לתחום. הם מאמינים שמערכות היחסים המתמטיות שהם מגלים בעולם, אינן תלויות בעולם הפיזי, ואולי אף עומדות ביחס א-פריורי אליו. לפי נקודת המבט הזאת, היקום נוצר לפי תוכנית מתמטית, מה שהפיזיקאי הבריטי, פול דייוויס, מכנה "תוכנית קוסמית". גילוי ה"תוכנית" הזאת היא מטרתם של פיזיקאים תיאורטיים רבים, ולכן השבר שבבסיס מסגרת העבודה שלהם מתסכל כל כך. כאילו שהאדריכל הקוסמי תכנן פאזל שטני שבו צריך לחבר בין שני חלקים שאינם מתאימים, לכאורה. שניהם נחוצים, כי שתי התורות ביצעו תחזיות שאושרו עד לתריסר מקומות, בערך, אחרי הנקודה, ועל בסיסן בנינו פלאים כמו מיקרו-שבבים, לייזרים ולווייני GPS.

העובדה שהמתמטיקה מאפשרת כמות אדירה של גרסאות נתפסת כהוכחה לקיומם של המון עולמות אמתיים. מדובר בהפיכה של משוואות לדבר מוחשי, וזה בדיוק מה שנראה לחלק מחוקרי מדעי הרוח תמים וילדותי

אם נתעלם לרגע מהמתחים הפיזיקליים שביניהן, תורת היחסות ותורת הקוונטים יוצרות כל אחת בעיות פילוסופיות. האם חלל וזמן הם תכונות יסודיות ביקום, כפי שטוענת תורת היחסות, או שמא הן תוצרי לוואי של תהליך קוונטי? בתורת הקוונטים, דיונים סוערים סובבים את המצבים הפשוטים ביותר. האם היקום מתחלק לעותקים מרובים של עצמו בכל פעם שאלקטרון משנה את מסלולו בתוך אטום, או בכל פעם שפוטון חומק מבעד לסדק בחלון? יש מי שמסכים, ויש מי שאומר, בשום פנים.

פיזיקאים תיאורטיים אפילו לא מסכימים על משמעותם של הגלים הידועים של תורת הקוונטים. מה יוצר את הגלים? האם יש להם קיום פיזי, או שהם רק ייצוג מתמטי של התפלגויות הסתברותיות? האם ה"חלקיקים" מונחים על-ידי ה"גלים"? ואם כן, כיצד? הדילמה שיוצרת דואליות הגל-חלקיק היא קצה הקרחון האפיסטמולוגי שבו התנגשו ספינות רבות וטבעו.

ישנם פיזיקאים תיאורטיים שאינם נרתעים ומשתמשים באמצעים נועזים יותר ויותר בניסיונותיהם לפתור את הדילמות האלה. ראו לדוגמה את פירוש "העולמות המרובים" לתורת הקוונטים, שלפיו בכל פעם שפעילות תת-אטומית מתרחשת, היקום מתפצל לעותקים מרובים של עצמו, כל אחד שונה מעט מהאחר. כל "עולם" חדש מייצג את אחת התוצאות האפשריות.

כשהפיזיקאי האמריקאי יו אוורט העלה לראשונה את הרעיון הזה בשנת 1957, הוא נחשב לפרינג', ואף לטירוף. גם עשרים שנה אחר כך, כשאני הייתי סטודנטית לפיזיקה, רבים מהמרצים שלי חשבו שצריך להיות משוגע כדי לחקור את האפשרות הזאת. אבל בשנים האחרונות נכנסה עמדת העולמות המרובים לזרם המרכזי. הרעיון של מערך קוואזי-אינסופי של יקומים, שרק הולך ומתרבה, קיבל חיזוק נוסף מאנשי תורת המיתרים, שטוענים כי כל גרסה אפשרית מבחינה מתמטית של משוואות תורת המיתרים, מתקשרת ליקום שקיים בפועל, ומעריכים שיש 10 בחזקת 500 אפשרויות שונות. לשם הפרספקטיבה: פיזיקאים מאמינים שביקום שלנו יש כ-10 בחזקת 80 חלקיקים תת-אטומיים. לפי קוסמולוגיית המיתרים, יש יותר יקומים מאשר כמות החלקיקים ביקום שלנו, בהפרש של מעל ל-400 סדרי גודל.

שום דבר שחווינו לא משתווה למספר הנרחב והבלתי נתפס הזה. כל יקום שאפשר לדמיין מתמטית עם פרמטרים של תורת המיתרים – כולל יקומים שבהם יש לכם זנב שמתפקד כיד נוספת, אם להשתמש בדוגמה שנתן חוקר תורת המיתרים האמריקאי, בריאן גרין – נוצר איפשהו במערך על-מרחבי אדיר שנמצא "מעבר" לבועת הזמן-חלל של היקום שלנו. הנועזות האפיסטמולוגית כאן היא ההתייחסות למשוואות כאל מציאות יסודית. העובדה שהמתמטיקה מאפשרת כמות אדירה של גרסאות נתפסת כהוכחה לקיומם של המון עולמות אמתיים.

ב-30 השנים שחלפו מאז שהייתי סטודנטית, הפרשנויות שמעניקים פיזיקאים לתחומם מתקרבות יותר ויותר לליטרליזם, בשעה שמדעי הרוח נוטים לפוסט-מודרניזם. וכך נוצר קיפאון

מדובר בהפיכה של משוואות לדבר מוחשי, וזה בדיוק מה שנראה לחלק מחוקרי מדעי הרוח תמים וילדותי. לכל הפחות, עולות שאלות לגבי מערכת היחסים בין מודל המציאות המתמטי שלנו למציאות עצמה. אמנם בתולדות הפיזיקה צצו תגליות חשובות רבות מתוך משוואות – ייתכן שתיאור האנטי-חומר של פול דיראק הוא הדוגמה המפורסמת ביותר – אבל לא צריך להיות רלטיביסט תרבותי כדי לפקפק ברעיון שהדרך היחידה הקדימה היא ההשלמה עם קיומו של "נוף" קוסמי אינסופי של יקומים שמכיל את כל הגרסאות האפשריות של תולדות העולם, כולל אלה שבהן ימי הביניים מעולם לא הסתיימו או היטלר ניצח.

ב-30 השנים שחלפו מאז שהייתי סטודנטית, הפרשנויות שמעניקים פיזיקאים לתחומם מתקרבות יותר ויותר לליטרליזם, בשעה שמדעי הרוח נוטים לפוסט-מודרניזם. וכך נוצר קיפאון. נראה שאף צד לא מוכן לבחון ניואנסים שונים. קשה לראות פתרון באופק, אבל אני חושבת שבעבודתה של האנתרופולוגית הבריטית המנוחה, מרי דאגלס, אפשר למצוא כלי לבחינת חלק מהמשוואות האלה.

על פני השטח, ספרה הדגול של דאגלס, Purity and Danger, לא קשור בכלל לפיזיקה; הוא חקירה של לכלוך וניקיון בתרבויות ברחבי העולם. דאגלס חקרה טקסי טאבו שעוסקים בחוסר ניקיון, אבל ספרה מסתיים בתזה מרחיקת לכת על השפה האנושית וגבולותיהן של כל מערכות השפה. מכיוון שפיזיקה מנוסחת בשפת המתמטיקה, כדאי לשקול את הטיעון שלה כאן.

בקצרה, דאגלס אומרת שכל השפות מחלקות את העולם לקטגוריות; באנגלית, למשל, אנחנו קוראים לדברים מסוימים "יונקים" ולדברים אחרים "לטאות" ואין לנו בעיה להבחין בין שתי הקבוצות. אבל יש דברים שלא מסתדרים בשום קטגוריה: הפנגולין, למשל, אוכל נמלים משוריין. אף על פי שלפנגולין יש דם חם כמו ליונקים, והוא מוליד את צאצאיו, יש לו גוף משוריין כמו איזו לטאה מוזרה. לא רק באנגלית יש אסונות הגדרתיים כאלה. דאגלס מציינת שכל מערכות הקטלוג מכילות בלבולים לימינליים, והיא טוענת שריבוי המשמעויות הזה הוא המהות של מה שנתפס כלא טהור, או לא נקי.

כל מה שלא נכנס לקטגוריה ברורה במערכת לשונית נתונה, עלול להפוך למקור של חרדה בתרבות שמדברת בשפה הזאת, ולעורר מנהגים טקסיים שמטרתם, טוענת דאגלס, היא למעשה ההכרה בגבולות השפה עצמה. בתרבות הלֶלֶה בקונגו, למשל, העימות האפיסטמולוגי הזה מתרחש סביב כת מיוחדת המוקדשת לפנגולין, שחניכיה אוכלים במסגרת טקס את החיה המתועבת, וכך מקדשים אותה ומעבדים את ה"לכלוך" שלה בשביל כלל החברה.

"לכל מבנה רעיוני מיוחסים כוחות," כותבת דאגלס. כולנו נוטים לחשוב שקטגוריות ההבנה שלנו הן אמתיות בהכרח. "הכמיהה לנוקשות קיימת בכולנו," היא ממשיכה. "הערגה לקווים נוקשים ולמושגים ברורים היא חלק ממצבנו האנושי." אבל כשיש לנו [אותם]", היא אומרת, "עלינו להשלים עם העובדה שיש מציאויות שקצרה ידם מלהכיל, או פשוט להעלים עין מליקוייהם." לא רק הללה לא מסוגלים לקטלג את הפנגולין: גם ביולוגים עדיין מתווכחים לגבי מיקומו הנכון בעץ החיים הגנטי.

בגלגולה המודרני, הפיזיקה מעוגנת בשפת המתמטיקה. היא מדע "קשה", בניגוד, למשל, לביולוגיה, שמערכות הסיווג שלה תמיד עמדו בספק. בהתבסס על מתמטיקה, הסיווגים של פיזיקאים אמורים להיות קשיחים יותר מאשר אלה של מדעים אחרים

לתפיסתה של דאגלס, אפשר לקטלג את התרבויות עצמן לפי יכולתן להתמודד עם ריבוי משמעויות לשוני. ישנן תרבויות שמשלימות עם מגבלות השפה שלהן, ועם מגבלות השפה בכלל, ומבינות שתמיד יהיו דברים שאי אפשר לקטלג במדויק. אחרות נעשות אובססיביות ומפתחות עוד ועוד תתי-קטגוריות בניסיון לפטור את עצמן מכל חריגת "ברווז-ארנב" דמויית פנגולין. בחברות כאלה, טוענת דאגלס, מתפתחת מעין נוירוזה, שמחריפה ככל שפרויקט הקטלוג דורש עוד ועוד מרץ ומשאבים שכליים. אם נסתמך על הניתוח הזה, האם אפשר לומר שהגל-חלקיק הוא הפנגולין שלנו? אולי אנחנו לא ניצבים בפני סף המציאות, אלא בפני מגבלותיה של מערכת הקטגוריות של הפיזיקאים.

בגלגולה המודרני, הפיזיקה מעוגנת בשפת המתמטיקה. היא מדע "קשה", בניגוד, למשל, לביולוגיה, שמערכות הסיווג שלה תמיד עמדו בספק. בהתבסס על מתמטיקה, הסיווגים של פיזיקאים אמורים להיות קשיחים יותר מאשר אלה של מדעים אחרים, וחלק ניכר מהשיח המיסטי-כמעט שאופף את הנושא תלוי ברעיונות לגבי המקום שממנו המתמטיקה "באה." לפי גלילאו גליליי ואחרים שחוללו את המהפכה המדעית, טבע הוא "ספר" שנכתב על-ידי אלוהים בשפת המתמטיקה; המתמטיקה נראתה להם נעלה ועל-זמנית בקנה מידה אפלטוני. בשעה שפיזיקה מודרנית אינה קשורה עוד פורמלית לדת הנוצרית, עדיין נותרו סימנים לקשר הארוך שלה עם הדת בהתייחסויותיהם הרבות של פיזיקאים לגבי "נפשו של אלוהים", ורבים מתומכיה העכשוויים של "התיאוריה של הכול" הם אפלטוניים בתוך תוכם.

כדי לנסח בצורה מדויקת יותר מהי פיזיקה, עלינו להציע חלופה לגישה האפלטונית. עלינו להסביר כיצד "קמה" המתמטיקה בעולם, בלי להניח מראש שישות או תהליך אלוהיים שמו אותה שם. כדי לגשת לשאלה הזאת ללא משוא פנים, עלינו לזנוח את מטאפורת הספר הקוסמי היפה אך הטעונה – וכן את כל הדיה בכתיבה – ולהתמקד לא ביצירת העולם, אלא ביצירת הפיזיקה כמדע.

הציור הגותי "אלוהים הוא גאומטריקן" מהמאה ה-13.

הציור הגותי "אלוהים הוא גאומטריקן" מהמאה ה-13.

כשאנחנו אומרים ש"מתמטיקה היא שפת הפיזיקה," אנחנו מתכוונים לומר שהפיזיקאים סורקים את העולם במודע, בחיפוש אחר דפוסים שניתן לתארם בצורה מתמטית; הדפוסים האלה הם "חוקי הטבע" שלנו. מכיוון שהדפוסים המתמטיים בנויים על מספרים, רוב עבודתו של הפיזיקאי היא למצוא דרכים לחלץ מספרים מתופעות פיזיקליות. במאות ה-16 וה-17, הדיון הפילוסופי התייחס לזה כאל תהליך של "כימות"; כיום אנחנו קוראים לזה מדידה. אפשר לראות בפיזיקה המודרנית תהליך מתוחכם מתמיד של כימות, שמכפיל ומגוון את הדרכים שבהן אנחנו מחלצים מספרים מהעולם, וכך מספק לנו את החומר הגולמי הנדרש לנו במסענו למציאת דפוסים או "חוקים". זאת אינה משימה פשוטה. ואכן, תולדות הפיזיקה נסובו סביב השאלות: מה אפשר למדוד, ואיך אפשר למדוד אותו. עצרו לרגע והביטו סביבכם. מה לדעתכם אפשר לכמת? אילו צבעים וצורות מתגלים לכם? האם החדר מואר או חשוך? האם חם או קר בו? האם הציפורים שרות? אילו צלילים נוספים אתם שומעים? אילו מרקמים אתם חשים? אילו ריחות אתם מריחים? אילו מתכונות החוויה האלה, אם בכלל, אפשר למדוד?

בתחילת המאה ה-14, קבוצה של נזירים מלומדים מאוניברסיטת אוקספורד, הידועים כ-calculatores , התחילו לעסוק בבעיה הזאת. אחד מתחומי העניין שלהם היתה התנועה, והם היו הראשונים לזהות את התכונות שכיום אנחנו מכירים כ"מהירות" ו"תאוצה" – הראשונה היא השיעור שבו הגוף משנה את מקומו, והשנייה היא השיעור שבו המהירות עצמה משתנה. מדהים לחשוב, בעידן שבו אפשר לראות את המהירות של המכוניות שלנו על לוח מחוונים דיגיטלי, שמישהו היה צריך לגלות את התכונה "מהירות".

אבל למרות התקדמותם של הנזירים, מדע הקינמטיקה כמעט ולא התקדם בכלל עד שגליליאו ובני דורו לקחו את העניינים לידיים בסוף המאה ה-16. בין לבין, היה צורך לחלץ את תהליך הכימות מתוך הביצה שבה הוא דשדש. כי יחד עם התנועה, ה- calculatores  התעניינו גם בתכונות כמו חטא וחסד וניסו למצוא דרכים לכמת גם אותן. בין ימיהם לימיו של גלילאו, אלה שעסקו בכימות, נדרשו להבין מה לא לכלול בפרויקט. במילים אחרות, כדי שהפיזיקה תוכל לצאת לדרך, היה עליהם לצמצם את החזון. מי שניסח כיצד יש לצמצם אותו, היה המתמטיקאי והפילוסוף הצרפתי בן המאה ה-17, רנה דקארט. מה נוכל לתאר בעזרת מדע המבוסס על מתמטיקה? תשובתו של דקארט הייתה שעל הפילוסופים הטבעיים החדשים להגביל את עצמם למחקר של חומר הנע בחלל ובזמן. מתמטיקה, הוא אמר, תוכל לתאר את עולם החומר – res extensa. מחשבות, תחושות, רגשות והשלכות מוסריות, הוא מיקם ב"עולם הרוח" או res cognitas, והכתיר אותם כבלתי ניתנים לכימות, ולכן כנמצאים מחוץ לתחום פעילותו של המדע. דקארט לא ניסה להפריד בין גוף לנפש (את זה כבר עשו היוונים), אלא רק להבהיר מהו תחום עיסוקו של המדע הפיזי החדש.

אז מה אפשר לכמת מלבד תנועה? במידה רבה, ההתקדמות בפיזיקה נעשית על-ידי הרחבה אטית של טווח התשובות. נביט לדוגמה בצבע. במבט ראשון, אודם נראה כמו תכונה שאי אפשר לתארה או לצמצמה. אבל בסוף המאה ה-19, גילו הפיזיקאים שלכל אחד מצבעי הקשת, כשהם נשברים במנסרה, יש אורך גל שונה. לאור אדום יש אורך גל של כ-700 ננו-מטר, לאור סגול כ-400 ננו-מטר. אפשר להתאים בין צבע למספרים – אורכו ותדירותו של הגל האלקטרומגנטי. והנה חצי מהדואליות שלנו: הגל.

למעשה, גילוי הגלים האלקטרומגנטיים היה אחד הניצחונות הגדולים של פרויקט הכימות. בשנות העשרים של המאה התשע עשרה, הבחין מייקל פאראדיי שאם הוא מפזר שבבי ברזל על מגנט, השבבים יסתדרו באופן ספונטני בדפוס שהוא שיער כי נגרם על-ידי "שדה מגנטי". מבחינת הפיזיקאים של ימינו, שדות הם היבט מרכזי של הטבע, אבל בתחילת המהפכה התעשייתית, כשהפילוסופיה המכניסטית הייתה בשיאה, עמיתיו של פאראדיי לעגו לו. שדות בלתי נראים העלו ריח של קסם. אבל בשלב מאוחר יותר במאה ה-19 הוכיח ג'יימס קלרק מקסוול ששדות מגנטיים וחשמליים מקושרים במערכת מדויקת של משוואות – הידועה כיום כמשוואות מקסוול – שאפשרו לו לחזות את קיומם של גלי רדיו. הכימות של היבטים אלה של עולמנו – ה"שדות" החבויים והבלתי נראים האלה – שקיומם לא היה ידוע עד אז, יצר את טכנולוגיות התקשורת המודרניות שעליהן מבוסס כיום חלק גדול מהחיים המודרניים.

אם נפנה לצד האחר של הדואליות שלנו – החלקיק – התפתחות הציוד החשמלי והמגנטי הובילה את הפיזיקאים של סוף המאה התשע עשרה ותחילה המאה העשרים לחקור את הנושא. הם גילו שאטומים מורכבים מחלקים שכוללים מטען חיובי ושלילי. האלקטרונים השליליים חגים בזוגות סביב גרעין חיובי, כשכל אחד מהאלקטרונים בזוג נמצא במצב, או "סְפִּין", מעט שונה. מסתבר שספין הוא התכונה היסודית של הממלכה התת-אטומית. לחלקיקי חומר, כגון אלקטרונים, יש ערך ספין של חצי. לחלקיקי אור, או פוטונים, יש ערך ספין של אחד. בקיצור, אחת התכונות שמבדילות בין "חומר" ל"אנרגיה" היא ערך הספין של חלקיקיהם.

ראינו שאור מתנהג כמו גל, אבל ניסויים שנערכו במאה האחרונה הראו שבתנאים רבים הוא מתנהג כמו זרם חלקיקים. באפקט הפוטואלקטרי (ההסבר שבגינו זכה אלברט איינשטיין בפרס נובל בשנת 1921), פוטונים בודדים מעיפים אלקטרונים ממסלוליהם האטומיים. בניסוי החריץ הכפול הידוע לשמצה שערך תומאס יאנג בשנת 1805, האור התנהג בה בעת כגלים וכחלקיקים. כאן, זרם של פוטונים, נפרדים בבירור, מונחה באופן מסתורי על-ידי גל שהשפעתו נגלית לאורך פרק זמן ארוך. מה מקור הגל הזה ואיך הוא משפיע על מיליארדי פוטונים מבודדים שמופרדים זה מזה בזמן ובחלל? חתן פרס נובל המנוח, ריצ'רד פיינמן – חלוץ בתורת השדות הקוונטית – ציין בשנת 1965 שניסוי החריץ הכפול נמצא "בלב מכניקת הקוונטים." כבר 200 שנה מתלבטים פיזיקאים איך לפרש את ההוכחה שמספק הניסוי לדואליות של האור.

בדיוק כפי שגלי אור מתנהגים לפעמים כחלקיקי חומר, גם חלקיקי חומר עשויים להתנהג כמו גלים. במצבים רבים, אלקטרונים הם בבירור חלקיקים: אנחנו יורים אותם מאקדחי אלקטרונים בתוך שפופרת של קרניים קתודיות של טלוויזיות ישנות, וכל אלקטרון שפוגע במסך גורם לנקודת זרחן קטנה לזהור. אבל כשאלקטרונים חגים סביב אטומים, הם מתנהגים כמו גלים תלת-ממדיים. מיקרוסקופ אלקטרונים משתמש בתכונה הגלית של החלקיקים האלה; כאן הם מתנהגים, למעשה, כמו אורכי גל קצרים של אור.

דואליות הגל-חלקיק היא תכונה מרכזית של עולמנו. יש לומר, בעצם, שהיא תכונה מרכזית של התיאורים המתמטיים של עולמנו. הברווזים-ארנבים נמצאים בכל מקום, מתרבים ומאכלסים את דמיונם של פיזיקאים כמו, נו, ארנבים. אבל מה שחשוב מאוד לציין כאן, הוא שעל אף ריבוי המשמעויות, היקום עצמו נותר שלם, וברור שהוא אינם נשבר לרסיסים סכיזופרניים. השלמות המדהימה הזאת שדוחפת את הפיזיקאים קדימה, כמו אור שקורא להם ללא הרף, אור שנראה קרוב כל כך אבל לעולם אינו בהישג ידם.

מבחינה מעשית, פרויקט הכימות הניב לפיזיקאים תובנות משמעותיות ותועלות מעשיות: המחשב שבו אתם קוראים את המאמר הזה לא היה קיים אלמלא גילו פיזיקאים את המשוואות שמתארות את פערי האנרגיה בחומרים מוליכים למחצה. מיקרו-שבבים, מסכי פלזמה וטלפונים סלולאריים כולם תוצרי לוואי של כימות, ובכל עשור מזהים פיזיקאים תכונות חדשות שאפשר למדוד, ופותחים אפשרויות טכנולוגיות חדשות. במובן זה, פיזיקה אינה רק עוד סיפור על העולם: היא סיפור שונה מבחינה איכותנית מאלה שמספרים במדעי הרוח, במיתוסים ובדתות. אין אף שפה אחת אחרת מלבד מתמטיקה שמסוגלת לבטא אינטראקציות בין ספין של חלקיקים ועוצמה של שדות אלקטרומגנטיים. הפיזיקאים, עם משוואותיהם, הראו לנו ממדים חדשים של עולמנו.

עם זאת, יש להיזהר מהצהרות לגבי אמת אולטימטיבית. פרויקט הכימות אמנם רחוק מלהסתיים, אך כבר עולה שאלה פתוחה לגבי התחומים שהוא יכלול בסופו של דבר. נביט שוב בצבע אדום. אדום אינו רק תופעה אלקטרומגנטית, הוא גם תופעה תפיסתית והקשרית. בהו לרגע בריבוע ירוק ואז הפנו את מבטכם: אתם עדיין תראו בבואה של ריבוע אדום. אור אדום לא הוצג בפניכם, ובכל זאת, המוח שלכם יתפוס צורה אדומה חדה. כפי שגתה טען בסוף המאה ה-18, ואדווין לנד (שהמציא את סרט הפולארויד בשנת 1932) החרה החזיק אחריו, אי אפשר לצמצם צבע לכדי תופעותיו הפריזמטיות בלבד. הוא קיים במוחותינו לא פחות מאשר בעולם האמתי. בהקשר אישי: הבנה של הספקטרום האלקטרומגנטי לא תעזור לי להבין למה גוונים מסוימים של צהוב מעוררים בי בחילה, בעוד שכתום בוהק ממלא אותי באושר.

דקארט לא היה טיפש; כשהוא קטלג את המציאות ל-res extensa ו-res cognitas, הוא תפס דבר מכריע לגבי החוויה האנושית. לא צריך להיות דואליסט אדוק כדי להבין כי ייתכן שהחוויה הסובייקטיבית אינה מצייתת לחוקי המתמטיקה. מבחינתה של דאגלס, " הניסיון להכניס את החוויה בכוח לקטגוריות הגיוניות של אי-סתירה" הוא "הפרדוקס הסופי" בחיפוש אובססיבי אחר טוהר. "אבל החוויה אינה מתמסרת [לצמצום הזה]," היא מתעקשת, ו"אלה שמנסים, נתקלים בסתירות."

בעיקרו של דבר, האיכויות שכן אפשר לכמת הן האיכויות המשותפות. כל האלקטרונים זהים במהותם: בהינתן מערך של נסיבות פיזיקליות, כל אלקטרון יתנהג כמו כל אלקטרון אחר. אבל בני אדם אינם כאלה. האינדיבידואליות שלנו היא זו שעושה אותנו אנושיים במידה מרגיזה כל כך, וכשהמדע מנסה לצמצם אותנו לכדי אלקטרונים ומצבם הפיזיקלי, אין פלא שמרצים לספרות מגחכים בבוז.

הנקודה של דאגלס לגבי הניסיון לכלוא את החוויה בקטגוריות לוגיות של אין-סתירה רלוונטית מאוד לפיזיקה, ובמיוחד לעבודה שנעשית לאחרונה על הממשק בין תורות הקוונטים והיחסות. אחד הממצאים המסתוריים ביותר של מדע הקוונטים הוא ששני חלקיקים תת-אטומיים או יותר עשויים להיות "שזורים". ברגע שהחלקיקים נשזרים, מה שנעשה לאחד ישפיע מיד על האחר, גם אם החלקיקים במרחק מאות קילומטרים זה מזה. אבל זה סותר את ההנחה הבסיסית של תורת היחסות הפרטית, שמציינת כי אין אות שמסוגל לנוע מהר יותר ממהירות האור. השזירה אומרת לנו שיש לשקול מחדש את תורת הקוונטים, תורת היחסות הפרטית, או שתיהן.

בימיה הראשונים של מכניקת הקוונטים, נילס בוהר נהג לומר שאולי לעולם לא נדע מהי "מציאות". בוהר השתמש במטבע הלשון של ג'ון וילר, וקרא ליקום "דרקון גדול ומעלה עשן"

בעיה מאתגרת אף יותר: מה יקרה אם ננסה לשלוח שני פוטונים שזורים לשני לוויינים נפרדים שחגים בחלל, כפי שמקווה כעת לעשות קבוצה של מדענים סינים, שעובדת עם אנטון זיילינגר, מומחה לנושא השזירה. כאן מצטרף קושי נוסף, כי מה שקורה בקרבת כדור הארץ מושפע גם מיחסות כללית וגם מיחסות פרטית. הנושא מורכב, אבל מספיק לומר שלפי תורת היחסות הכללית, תנועת הלוויינים תגרום לזמן להיראות כאילו הוא מאט, בשעה שהשפעתו של שדה הכבידה החלש יותר בחלל אמורה לגרום לזמן להיראות כאילו הוא מאיץ. לפיכך, אי אפשר לומר מי מהפוטונים יגיע ראשון לאיזה לוויין. למי שמשקיף מכדור הארץ, ייראה כאילו הפוטונים מגיעים באותו זמן. אבל למי שמשקיף מאחד הלוויינים, ייראה כאילו הפוטון בלוויין האחר מגיע קודם, ולהפך. אנחנו שקועים בביצה של סתירות, ואף אחד לא יודע מה למעשה יקרה פה. אם הניסוי הסיני ייצא לפועל, אנחנו עשויים לגלות שיש צורך בפיזיקה חדשה ורדיקלית.

אולי שמתם לב שהאי-בהירות בדוגמאות האלה קשורה לנושא הזמן – כמו פרדוקסים רבים אחרים שמתייחסים לתורת היחסות ותורת הקוונטים. זמן הוא אכן תעלומה גדולה בפיזיקה, והוא אפוף פרדוקסים ברמות רבות של קיום. בספר Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe (2013), הפיזיקאי האמריקאי, לי סמולין, טוען שבמשך 400 שנה, פיזיקאים חושבים על זמן בדרכים שמנוגדות מהותית לחוויה האנושית, ולכן שגויות. כדי לחלץ את עצמנו מכמה מהפרדוקסים העמוקים ביותר בפיזיקה, הוא אומר, יש להגות מחדש את יסודותיה. במאמר דעה בניו סיינטיסט באפריל, סמולין כתב:

הרעיון שהטבע מורכב באופן יסודי מאטומים בעלי תכונות נצחיות הנעים במרחב בלתי משתנה בהנחייתם של חוקים על-זמניים, עומד בבסיס תפיסה מטאפיזית שהזמן נעדר ממנה או מצומצם בה. התפיסה הזאת היא הבסיס למאות שנות התקדמות במדע, אבל אין בה עוד תועלת לפיזיקה היסודית ולקוסמולוגיה.

כדי לפתור את הסתירות בין האופן שבו פיזיקאים מתארים את הזמן לאופן שבו אנחנו חווים את הזמן, אומר סמולין, על פיזיקאים לזנוח את התפיסה שהזמן הוא אידאל בלתי משתנה ולאמץ תפיסה אבולוציונית של חוקי הטבע.

אלה טענות קיצוניות, וסמולין ידוע בעמדותיו הניגודיות – הוא מבקר קולני של תורת המיתרים, למשל. אבל בלב ספרו שוכן רעיון בעל ערך: סמולין מתנגד להפיכה אוטומטית של משוואות לדבר מוחשי. מכיוון שהתיאורים המתמטיים שלנו לזמן שונים כל כך מחוויית הזמן שלנו, התיאורים הם אלה שחייבים להשתנות, הוא אומר.
אם לומר זאת במונחים של דאגלס, הכוחות שיוחסו למבנה הרעיוני של הפיזיקאים היו מופרזים. "הניסיון להכניס את החוויה בכוח לקטגוריות הגיוניות של אי-סתירה", היא הייתה אומרת, נכשלו באופן בלתי נמנע. פנגולין הגל-חלקיק הראה לנו את גבולותיה של המערכת הלשונית של הפיזיקאים. כמו סמולין, גם אני מאמינה מזה זמן רב שתפיסת הזמן כ"בלוק", זו שמציעה הפיזיקה, אינה מתאימה, ואני מצדיעה לספר המרתק הזה, גם אם לעתים הוא השערתי מאוד. ולמרות זאת, אפילו אם נוכל לתקן את המערכת הקיימת על-ידי המצאה מחדש של האקסיומות שלה, אז (בהנחה שדאגלס צודקת) גם המערכת החדשה תכיל פנגולינים משלה.

בימיה הראשונים של מכניקת הקוונטים, נילס בוהר נהג לומר שאולי לעולם לא נדע מהי "מציאות". בוהר השתמש במטבע הלשון של ג'ון וילר, וקרא ליקום "דרקון גדול ומעלה עשן". הוא טען שכל מה שאנחנו יכולים לעשות עם המדע שלנו הוא ליצור מודלים שמתבססים יותר ויותר על חיזוי. הפוזיטיביזם של בוהר כבר לא באופנה בקרב פיזיקאים תיאורטיים, הוא הוחלף באפלטוניות שעיקשותה הולכת וגוברת. טענתם של תיאורטיקנים מסוימים מתחום תורת המיתרים, שכל הגרסאות האפשריות של המשוואות שלהם צריכות לקבל ביטוי חומרי, נראית לי כמו ליטרליזם מטורף ומזכירה את התלמאים, שנהגו לחשוב שכל אפיציקל מתמטי במכשיר התיאורי שלהם צריך לייצג גלגל שיניים קוסמי שקיים פיזית.

אנחנו סוטים כאן לעבר תפיסת הנוירוזה של דאגלס. האם נשלים, בשלב כלשהו, עם מגבלותיו של פרויקט הכימות, מגבלות שקיימות בכל סכמה טקסונומית? או שמא נתפתה למסעות רחבים ומורכבים מתמיד – CERN 2, האבל: השיבה – וננסה לעקר כל פרדוקס ופרדוקס? לתפיסתה של דאגלס, ריבוי משמעויות הוא תכונה בסיסית של שפה, ועלינו להשלים איתה מתישהו, אחרת דעתנו תתפזר.

מרגרט ורטהיים היא מנהלת ה-Institute For Figuring בלוס אנג'לס. ספרה האחרון, Physics on the Fringe, ראה אור ב-2011.
AEON Magazine. Published on Alaxon by special permission. For more articles by AEON, follow us on Twitter.

מאמר זה התפרסם באלכסון ב על־ידי מרגרט ורטהיים, Aeon.


תגובות פייסבוק

> הוספת תגובה

34 תגובות על למה הפיזיקה תקועה

02
אחד

ואני שואל אתכם, רבותיי: "האם נשלים, בשלב כלשהו, עם מגבלותיו של פרויקט הכימות, מגבלות שקיימות בכל סכמה טקסונומית? או שמא נתפתה למסעות רחבים ומורכבים מתמיד – CERN 2, האבל: השיבה – וננסה לעקר כל פרדוקס ופרדוקס? ".

03
דורון

מעניין מאד.
רק תיקון קטן: "בניסוי החריץ הכפול הידוע לשמצה שערך תומאס יאנג בשנת 1805, האור התנהג בה בעת כגלים וכחלקיקים.", אני לא יודע על השנה המדוייקת של הניסוי אך אין שום סיכוי שהוא נעשה בשנת 1805. אולי 1905..

    04
    אברום רותם

    תומס יאנג דנן, עם הניסוי המפורסם של אור גלי, חי בין השנים 1773-1829, אז הניסוי אכן היה ב- 1805.... ועל זה נאמר חכמים היזהרו וג'ו.....

    אגב, מאמר טוב ומאלף, אם כי עריכה וקיצור היו עושים בו נפלאות.

06
בטח בטח

דורון, הניסוי כל כך פשוט שאתה יכול לבצע אותו בבית עם קרטון גדול. מפתיע שלא גילו את התופעה מוקדם יותר בהתחשב בכך שהיא (ותופעות התאבכות אחרות) כל כך נפוצה בטבע. (ראה: http://www.youtube.com/watch?v=Iuv6hY6zsd0)

הפסקה האחרונה מדגימה את הבלבול והפיזור שבמאמר. מה הכוונה ב"דעתנו תתפזר" ומה כל כך נורא בזה שהניסוי הסיני יתן תוצאות מפתיעות ויעודד יצירת "פיזיקה חדשה ורדיקלית", מה היינו אומרים היום על מי שהיה כותב שאנחנו צריכים להשלים עם ריבוי המשמעויות הגלום באפקט הפוטואלקטרי ושאין טעם לנסות לעקר את הפרדוקס שנקרא "הקטסטרופה של האולטרא-סגול".
האם אין טעם בגילויים בתחום הפיזיקה רק משום שהם אינם "נכונים" בצורה מוחלטת ומושלמת? האם ניסוח חוקי תנועה של ניוטון הוא מיותר מכיוון שבתנאים מסויימים יש לתקנם לפי תורת היחסות?

07
דניאל ר

לדורון ותומר:
המשפט מטעה - כיום הניסוי מפורסם יותר הוא זה שבו אלקטרונים מתנהגים כגלים, והוא נערך לראשונה ב-1961 בטובינגן ע"י קלאוס יונסון (ניסוי שזכה בתואר "הניסוי היפה ביותר בהיסטוריה" לפי הצבעת קוראי "Physics World").
הניסוי שמתואר בטקסט מוכיח שהאור מתנהג כגל, וכיום הוא מפורסם פחות בגלל שהתכונות הגליות של האור נחשבות מובנות מאליהן.

אגב, חיפשתי בטקסט את הביטוי "קריסת פונקציית גל" ולא מצאתי, וזה נראה לי קצת מוזר לחפור על הדואליות של חלקיק וגל בלי להזכיר את ההסבר המקובל - שהן פוטונים והן אלקטרונים הם גלים, ושפונקציית הגל פשוט קורסת באינטראקציה עם "מערכת מאקרוסקופית", כלומר מערכת עם המון מצבים קוונטיים שמשתנים ללא הרף.
בנוסף לכך, עם התקדמות כושר המדידה אספקטים נוספים של תורת הקוונטים מתגלים כאמיתיים לכל דבר: האורביטלים המולקולריים (פונקציית הגל של אלקטרון במולקולה) נמדדו בצורה ישירה במיקרוסקופ מינהור אלקטרונים (עבודה של ליו גרוס וגרהארד מאייר מאיי.בי.אם ציריך), uקבוצת מדענים מליון ואמסטרדם הצליחה לדמת את האלקטרונים של אטום המימן ע"י איתור אלקטרונים שנפלטו כתוצאה מיינון. צריך עבודת סינון יסודית כדי להצביע על כך שרעיון הכימות במדע קרוב לסוף דרכו.

08
תמיר גרינברג

להוציא ביקורתה המוצדקת בעיני על תיאוריית העולמות המרובים ועל נטייתם של פיסיקאים להפוך כל פיתרון אפשרי של המשוואות למציאות - לא ממש הבנתי מה היא ניסתה לאמר. שמכניקת הקוונטים אינה מובנת להיגיון האנושי? ידוע מאז 1905, ודבר לא השתנה מאז. שקיימת סתירה בין מכניקת הקוונטים ליחסות כללית? ידוע מאז 1915 ודבר לא השתנה מאז. שיכולתה של הפיסיקה לתאר את המציאות מוגבלת? אינני סבור שיש פיסיקאי בעולם שלא יסכים עם הקביעה הזו, כולל חסידיה המובהקים ביותר של TEO.
השאלה המטרידה ביותר בעיני בחקר הפיסיקלי היא אחרת לגמרי. זו שאלה בסיסית ביותר:
היכן מתקימות המשוואות הפיסיקליות? אם הם קיימות ברוח האדם בלבד - כיצד ה'מציאות' הפיסיקלית מצייתת להם ומדוע בכלל מתקיימת הדירות (כלומר - שימור של החוקים לאורך הזמן וברחבי המרחב)? מדוע בכל רגע נתון או מקום נתון חוקי הפיסיקה אינם משתנים?
אם כך - דומה שאין לנו מנוס אלא להסיק שחוקי הפיסיקה קיימים במציאות הפיסיקלית גופה, ואז נשאל: באיזה אופן הם מתקיימים? כיצד יודע הפוטון באיזו מהירות עליו לנוע, ומה גורם לאלקטרון לנוע במסלולו ולא לפצוח במחול הסמבה?
קיימות שתי אפשרויות (למיטב הבנתי המוגבלת): או שלחוקי הפיסיקה עצמם יש ממשות פיסיקלית או שאין להם ממשות פיסיקלית. כל אחת מהאפשרויות בלתי נתפשת. אם יש להם ממשות פיסיקלית - באיזה אופן? ואם אין להם ממשות פיסיקלית - כיצד הם מכתיבים את אופייה?
קשה מאוד שלא להגיע למטאפיסיקה לנוכח שאלות כאלו.

    09
    עוזי בן צבי

    כששואלים את השאלה היכן מתקיימות המשוואות הפיזיקליות, כדאי קודם כל להבהיר על מה מדובר. למעשה, עלול להיות כאן בלבול מושגים בין שני דברים שונים מהותית: האחד החוקים (אם אכן יש כאלו) שעל פיהם מתנהל העולם, והשני האופן שאנחנו מבינים אותם.
    אני יוצא מהנחה שלמוח האנושי, על כל מורכבותו המופלאה, אין, ולא תהיה לעולם אפשרות לתפוס בשלמות את העולם, ולו רק משום שהתפיסה האנושית איננה אלא חלק זעיר מן העולם הזה. כפועל יוצא מכך ניתן להניח שכל אחת מהמשוואות הפיזיקליות איננה אלא ביטוי לאספקט מסוים של העולם, כפי שהוא נצפה מנקודת מבט מסוימת. אין פלא איפה שהניסיונות להרחבת המשוואות לאספקטים נוספים, או שינוי נקודת המבט מובילים אותנו שוב ושוב למבוי סתום.
    הפילוסופיה של המדע מקבלת את אי השלמות הזו, אבל הפסיכולוגיה של המדען (ולא רק שלו) מתקוממת נגדה, וחווה אותה ככישלון. ייתכן שקצת יותר ספקנות, וקצת פחות שאיפה למערכת מושלמת, יכולים לחולל פתיחות, ובעקבותיה תובנות חדשות.

    10
    אברום רותם

    לייק גדול לתגובה של תמיר גרינברג.
    אני לא יודע מה זה "קשה שלא..." אבל מה שברור כשמש בצהריים (בלי התפלספות מה זה שמש ומה זה צהריים, כן?), שהעיוורון שלנו בהבנת מימוש הלכה למעשה בתצפיות ומדידות של מודלים מתמטיים-פיזיקאליים, גדול בהרבה ממה שאנו משלים עצמנו שאנו מבינים, ולכן אנו מקטינים זאת למינימום הכרחי לשם שרידות אינטלקטואלית, והודאה הקוצר הבנתינו.
    למרות ההישגים האינטלקטואלים הכבירים שהושגו עד היום. נראה שחשכת אי הידיעה ואי ההבנה רק תלך ותעמיק, ככל שנפענח יותר. זאת לצד האשלייה שתלך ותעמיק שאו-טו-טו, עוד משןןאה, עוד מודל, והבנו הכל... :-)

    11
    אשר שטרן

    זה קצת מחזיר אותנו לקאנט.
    החוקים מתקיימים במוחנו בלבד. כל העולם כפי שהוא נתפס במחשבתנו, קיים במחשבתנו בלבד.
    העולם קיים קיום עצמאי, אך העולם (או "הדבר") כפי שהוא לעצמו נותר עלום ובלתי ידוע. מה שכן ידוע הוא העולם כפי שהוא נתפס במחשבתנו.

    חוק הטעם המספיק ("לכל דבר יש סיבה") קיים רק במחשבתנו. ומכיוון שאת העולם אנו תופסים במחשבתנו, אז העולם כפי שהוא נתפס במחשבתנו "מציית" לחוק הזה. אך החוק הזה הוא בסך הכל סוג של תפיסה. הוא בסך הכל משקפיים שדרכם אנו רואים את העולם.

    כך גם המתמטיקה. קיימת בראש שלנו בלבד. העולם שנתפס אצלנו נתפס "מבעד למשקפיים" של המתמטיקה, ולכן חייב להיראות לנו מתמטי.

12
אבירם

מאמר מבולבל ומפוזר, שאינו מצליח לומר שום דבר על כלום, מלבד לעשות רושם שהכותבת מבינה משהו. הדיון לא ממוקד, יש ערבוב מושגים ואי הבנה בסיסית של דברים.

לפי מה שאני זוכר מלימודי פיסיקה- הבעיה של הדואליות גל-חלקיק קיימת לפני שפיתחו את תורת הקוונטים, ומסתכלים מתוך התאוריה המכנית בלבד, ומתוך התורה האלקטרומגנטית בלבד (איך אלקטרון מתנהג כגל בניסוי הסדקים, ואיך אור מתנהג כחלקיק בניסוי הפוטו-אלקטרי) אבל לאחר פיתוח תורת הקוונטים - אין יותר הבחנה בין חלקיקים לגלים, והכל מהות אחת, וניתן לתיאור ע"י פונקציית הגל (שאיתה יש אולי בעיות אחרות).
והערה נוספת לגבי קטע הוידאו שבכתבה- כאשר יש עין צופה - היא משנה את תוצאות הניסוי - אז אכן זה ניראה פארדוקסאלי מאוד - הרי התמונה על המסך אמורה להיות תלויה ברוחב הסדקים ובאורך הגל. אז איך יתכן שה"עין" הצופה תשנה את התמונה ? וניראה לי שהסרט מטעה מכיוון שהעין הצופה היא לא פאסיבית - אלא אקטיבית (יש מדידה שמתערבת בחלקיק/גל/אוביקט שמגיע לסדק - ולכן ההתערבות היא שגורמת לשינוי תוצאות הניסוי)

14
אילן

לגבי ה"עין הצופה" בסרטון, מה שמבלבל הוא האופן שבו הציגו אותה. הרעיון של צופה בניסוי שני הסדקים הוא, שכאשר אנו מנסים לברר, תוך כדי שיגור החלקיקים, באיזה מהסדקים הם עוברים, אנו בעצם קובעים באילו מהם הם עוברים ובכך אנו גורמים ל"קריסת פונקצית הגל" של החלקיק לאחד משני המצבים או הסדקים. צריך גם לזכור גם את הפרקטיקה של ה"צפייה"- אנחנו בעצם מכניסים מכשיר מדידה שמשפיע על מיקומו ותנועתו של האלקטרון (עקרון אי הוודאות) וזה מה שגורם לקבלת אחד משני המצבים- "עבר" או "לא עבר" בסדק.

15
יהודה עתי

מאמר ראוי המפורסם בעתו.

ההכרה האנושית היא פנומנולוגיה התרחשותית, התהוותית "למה שהינו", תפיסה הכרתית של היחיד את עצמו ואת המציאות בכללותה, בקהילתו ובסביבתו. לכן, שינוי בתפיסת ההכרה האנושית מתחולל עם שינוי בתפיסת המציאות.

לכן, נדרשת תפיסה הכרתית רדיקלית של המציאות (קוסמוס), שיסודה בראייה חדשה את אופן התרחשותה של המציאות בפועל.

ספר הגות שלי שזה עתה יצא לאור :"הגיונות אמסטרדמיים - פנומנולוגיה של ההכרה" - קורא לפתיחת אופק חדש במרחבי ההכרה האנושית ולהערתה אל ראיית המציאות על-פי עקרון המשמעויות הפועלות ולא על-פי עקרון הסיבתיות והשלמות. ראייה חדשה זו תאפשר פריצת דרך והרחבת ידע בתחומי המדע החמור – מפיסיקה, מתמטיקה ותורת החומרים ועד לנוירוביולוגיה, כימיה ותחומי מדע אחרים - ותאפשר לחברה האנושית וליחידיה לחיות וליצור בפועל, באופקי הכרה רחבים ומופלאים, ביתר שלווה ואחווה בתוך מציאות אפשרית.

לא מזמן התפרסם כאן מאמר השואל האם לפילוסופים יש מה להציע למדע - ולהפך. המאמר המרתק הנוכחי עונה בעצם על השאלה הזו ב"כן" גדול. אחד המאמרים המעניינים ביותר שפורסמו כאן. אשריכם, המשיכו להביא לנו חומר טוב.

    17
    ארז

    מה היה לפילוסופיה להציע למדע במאמר הזה?

    תחימת גבולות פרוייקט הכימות? ניחא. אני סבור שמדענים יודעים גם כך שלא תמיד התיאוריות שלהם חובקות את כל מה שהיו רוצים להכליל.

    שהשפה מוגבלת ולא מאפשרת קטגוריזציה מוחלטת? כל עוד זה לא הוכח (ואיני יודע כיצד ניתן להוכיח זאת אלא בכלים מתמטיים) אין סיבה להניח זאת ולייתר את החתירה המדעית לשלמות

18
ארז

התזה המרכזית של המאמר, שעל פיסיקאים להשלים עם דבריה של דאגלאס לגבי מגבלותיה של כל שפה לתת קטגוריזציה מלאה, חוטאת לאמונה היסודית של המדע כיום.
האמונה הזו גורסת שככול שנהיה יותר רדוקציויסטית ונדע להסביר יותר בפחות מושגים, כך נקרב יותר לאמ, וכשנדע להסביר הכל באמצעות יחידת הסבר אחת, נבין הכל לגבי העולם הפיסי. האמונה הזו הוכיחה עצמה לאורך שנים של מחקר, עת מדענים הצליחו לאחד תופעות זרות לגמרי זו לזו במבט ראשון כמו חשמל ומגנטיות, חומר ואנרגיה, גלים וחלקיקיםטמפרטורה ותנועה ועוד.
לוותר על האמונה הזו היא לקעקע את יסוד המפעל המדעי, ואף שכבר ראינו שזה יכול לקרות לענפים אחרים (המתמטיקה ידעה שבר כזה עקב משפטי גדל שהראו שהיא לעד תהיה חסרה), אין סיבה להניח מראש שזה המצב גם כאן. עלינו להמשיך לחתור לאמת היסודית, הרדוקציוניסטית והכוללת ולא להתפתות ל"הנחות" לעצמנו של חוסר שלמות ואי-אפשרות מבלי שהוכחנו שכך הדבר.

בסרט "Theory of everything", אומר זאת יפה בן דמותו של הפיסיקאי סטיבן הוקינג שמטרת חייו היא מציאת משוואה יסודית אחת:
"One simple, elegant equation that explains everything in the universe"
הקושי שלנו ליישב את תורת היחסות ומכניקת הקוונטים היא האתגר לפעולה, לא הסיבה להנחת הפרוייקט המדעי.

20
ארז

"ביולוגים עדיין מתווכחים לגבי מיקומו הנכון בעץ החיים הגנטי"
"דקארט לא ניסה להפריד בין גוף לנפש (את זה כבר עשו היוונים), אלא רק להבהיר מהו תחום עיסוקו של המדע הפיזי החדש."
"לא צריך להיות דואליסט אדוק כדי להבין כי ייתכן שהחוויה הסובייקטיבית אינה מצייתת לחוקי המתמטיקה"
"במשך 400 שנה, פיזיקאים חושבים על זמן בדרכים שמנוגדות מהותית לחוויה האנושית, ולכן שגויות"
"האינדיבידואליות שלנו היא זו שעושה אותנו אנושיים במידה מרגיזה כל כך, וכשהמדע מנסה לצמצם אותנו לכדי אלקטרונים ומצבם הפיזיקלי, אין פלא שמרצים לספרות מגחכים בבוז."

האמנם? תמהני..

    22
    ארז

    אתה ככול הנראה צודק.
    אלא שיש גם אפשרות שלישית שלא מנית והיא שהפסיקאים לא מגיבים לא בשל חוסר חשיבות הפלטפורמה הזו בעינהם אלא בשל חוסר חשיבות המאמר בעינהם.

    23
    עופר

    (בלי כל קשר לשמך) אם בארזים נפלה שלהבת, מה יגידו אזובי הקיר? כלומר, האין במאמר הזה כדי להעיד על נפיחות פסאודו-אינטלקטואלית שאין מאחריה דבר העוברת כחוט השני בכל הדיונים? מעין פוזה של "השכלה" באין השכלה? פוזה של עומק בהיעדר עומק? סוג של 'שופוני' פסאודו-אינטלקטואלי?

    25
    עופר

    כוונתי היתה שאם מאמר בנושא כ"כ רציני הוא כ"כ לא רציני מה נוכל לאמר על מאמרים בנושאים פחות רציניים? מפריע לי שמישהי שלא מתמצאת בנושאים האלו כותבת כאילו הוא מומחית תוך שהיא מחפה על חוסר הבנתה/ידיעתה באמצעות שפה שהיא כביכול גבוהה ומתוחכמת. זאת ועוד, היא אף ממנפת את בורותה לצרכי התנשאות שאין לה כל בסיס ("אין פלא שמרצים לספרות מגחכים בבוז..."). אמנם לא כל מה שהיא כותבת הוא שטות אבל שטויות ואמיתות משמשים בכתיבתה בעירבוביה והקוראים התמימים בולעים את כל התמהיל.

26
Aetzbar

מושגי היסוד של הפיסיקה החדשה הם זמן סטטי ואנרגיה.
זמן סטטי הוא כמותי בלבד, (ניתן למדידה), ואין בו הבחנה של עבר, הווה ,ועתיד .
זמן סטטי הוא נח מוחלט וקר מוחלט. ( הוא האפס המוחלט)
זמן סטטי ממלא את המרחב האינסופי, והוא התווך שבו נעים גלי זמן במהירות C גל זמן הוא נדנוד של זמן סטטי. גלי זמן נושאים אנרגיה הניתנת למדידה.
כמו שגל זמן קיים, גם חלקיק זמן סטטי קיים.
החומר הוא תוצר משני, והוא נוצר מצירוף כמויות של זמן סטטי ואנרגיה.
מצבו הטבעי של החומר הוא מצב של תנועה מוחלטת , והכוכבים נעים לנצח דרך הזמן הסטטי
הזמן הסטטי לא מפריע לתנועת הכוכבים..
לחומר אין כוח משיכה, והתפוח נופל מעצמו (על יסוד האנרגיה הפנימית שלו) תנועת הנפילה המואצת באה לקיים את חוק שימור האנרגיה. אין כבידה ואין גלי כבידה ( יש רק נדנודי זמן סטטי , בתוך הזמן הסטטי הממלא את המרחב )
זמן סטטי הוא גילוי חדש , והוא אך ורק כמותי ( אין הבחנה של עבר, הווה, עתיד) זמן דינמי מוכר לכל, ויש בו הבחנה של עכשיו ועתיד.
זמן דינמי, צמוד תמיד לפעולה פיזיקלית.
זמן סטטי ניתן למדידה, וזמן דינמי ניתן למדידה וברור שיש גם את הזמן התודעתי ( שאינו ניתן למדידה) המובחן על פי עבר הווה ועתיד.
בפיזיקה החדשה קיים חוק טבע חדש המופיע בכל מערכות התנועה ביקום, והוא חוק שוויון הזמנים.
חוק שוויון הזמנים, מבוסס על מפעלם של גליליאו גלילי ויוהן קפלר.
א.עצבר
Aetzbar

29
Aetzbar

הטעות של ניוטון - מסקנת הכובד במקום חוק שוויון הזמנים
הפיזיקה של בריאת היקום על פי התיאוריה העצברית, The Aetzbarian Theory

היקום נברא מ 5 דברים כמותיים רציפים, והם אורך, שטח, נפח, זמן ואנרגיה.
דבר כמותי רציף, קיים בין אפס כמות לכמות אינסופית.
יש בעולם רק 5 דברים כמותיים רציפים, אך הזמן שונה מכולם, ויש לו 3 הופעות.
הופעה ראשונה היא בתודעה , עם עבר, הווה ועתיד, אך הופעה זו אינה נמדדת.

הופעה שנייה היא במציאות הממשית הניתנת למדידה.
בהתחלה היקום היה ריק, ואז הוא התמלא בזמן סטטי, שהוא נח מוחלט וקר מחלט.
זמן סטטי הוא דבר כמותי, ללא הבחנה של עבר, עכשיו או עתיד.
זמן סטטי ממלא את נפח היקום, והריק כבר לא קיים.
זמן סטטי קיים , כיוון שהוא נמדד.
בכל כיוון שנבחר, נמדוד 0.0033 מיקרו שנייה למטר.

בהמשך התמזג הזמן הסטטי עם האנרגיה, וכך נוצר החומר של העולם.
מצירוף כמויות נבחרות של זמן סטטי ואנרגיה, נוצר הכוכב הראשון ששמו ארץ.
הכוכב הראשון נע לנצח בקו ישר דרך הזמן הסטטי,בעזרת האנרגיה הפנימית שלו.
הזמן הסטטי לא מפריע לתנועת הכוכב.
תושב הארץ חש כי הוא נח, ואינו מסוגל למדוד את מהירות הארץ ביחס לזמן הסטטי.

מצירוף כמויות נבחרות של זמן סטטי ואנרגיה, נוצר הכוכב ירח.
בהכרח נקבע כי הירח יקיף את הארץ במסלול מעגלי, בעל רדיוס של 384000 ק"מ
לאחר קביעה זו, אפשר לחשב את הזמן בו מקיף הירח את הארץ.
החישוב מתבסס על מפעלם של גלילי וקפלר, ועל חוק טבע חדש, הנושא את השם:
-----חוק שוויון הזמנים במרחק נבחר של 6300 ק"מ ----

חוק זה אומר: אם הירח יקיף את הארץ, במסלול מעגלי בעל רדיוס של 6300 ק"מ,
אז זמן ההקפה יהיה שווה, "לזמן מחזור מנהרתי" של כדור הארץ.

"זמן מחזור מנהרתי" של כוכב מושג בניסוי המתחיל בממש ונמשך בדמיון.
גלילי מציע ניסוי בו מרפים מכדור בפתח מנהרה החודרת את כדור הארץ מקצה לקצה.
תוצאת הניסוי: הכדור יציג תנועת מטוטלת נצחית בין שני הפתחים של המנהרה, עם זמן מחזור מנהרתי של 1.4 שעות.

קפלר מצא חוק המקשר בין שינוי ברדיוס המסלול המעגלי של הירח, לשינוי בזמן ההקפה.
------ אם רדיוס המסלול יגדל פי N אז זמן ההקפה יגדל פי N כפול שורש N

החישוב: 384000 ק"מ גדול פי 61 מ 6300 ק"מ, ולכן זמן ההקפה יגדל פי 476
זמן ההקפה יהיה 666 שעות, שהם כמעט 28 ימים.

לכל כוכב יש זמן מחזור מנהרתי אופייני, וזמני הקפה סביבו קבועים מראש, ואלה מקיימים את החוק של קפלר.
שוויון הזמנים יופיע תמיד במרחק הנבחר של 6300 ק"מ ממרכזו של הכוכב.
המרחק הנבחר הזה – ( 6300 ק"מ ) הוא קבוע בראשיתי של היקום.
לאחר הופעת חומר הכוכבים, הופיעו הפעולות הפיזיקליות והזמן הדינמי.
כל פעולה פיזיקלית ניכרת ברגע התחלה וברגע סיום עתידי.
הזמן הדינמי נמדד.

לאחר הופעת הפעולות הפיזיקליות , הופיעו גלי זמן סטטי , בעלי מהירות C
גלי זמן נושאים אנרגיה ממקום למקום.

א.עצבר
Aetzbar

http://www.amazon.com/Brief-History-Mans-Natural-Knowledge-ebook/dp/B019IAA1GU/ref=pd_rhf_gw_p_img_1?ie=UTF8&refRID=0ZER1BWF1MF32X60M4E6

31
רמי פריד

צריך להבחין בין המתמטיקה והפיסיקה. המתמטיקה בנויה ממשפטים וממבנים (גיאומטריים) שכולם אמת והם תוצרים מופשטים של השכל האנושי. תופעות הטבע (עולם הפיסיקה) נקלטות באמצעות החושים (או באמצעות מכשור המרחיב את טווח קליטתם של החושים) ומתוארות באמצעות מודלים פיסיקליים המנוסחים בשפת המתמטיקה. למרות שמשפטי המתמטיקה כולם אמת, המודלים הפיסיקליים המנוסחים באמצעותם יכולים להיות שגויים ולכן לא יתארו נאמנה את התופעות הנצפות. חשוב להדגיש שאין מודלים במתמטיקה אלא רק משפטים ומבנים. בשונה מהמתמטיקה, בפיסיקה יש מודלים ותאוריות ה"מושלכים" על המציאות כדי לתארה, והם משתנים בהתאם לתגליות והתצפיות המתחדשות מפעם לפעם. תאוריה פיסיקלית לעולם לא תהיה שלמה.

32
חנניה (ננו) כהן

אולי הפיזיקה תקועה לאתר אלכסון ולמדענים מהקהילה המדעית עם מענקי המחקר השמנים, אבל לא לי ולא לעוד איזה אחד או שניים שקראו את הדבר הבא שיש אותו כ-17 שנים ובאינטרנט בשנתיים וחצי האחרונות:
https://www.articles.co.il/article/173064/%D7%AA%D7%99%D7%90%D7%95%D7%A8%D7%99%D7%99%D7%AA+%D7%94%D7%9B%D7%9C-%D7%A8%D7%A7%D7%95%D7%95%D7%99%D7%90%D7%9D+%D7%9C%D7%9E%D7%95%D7%95%D7%AA-%D7%A4%D7%A8%D7%A7+1.%D7%96%D7%9E%D7%9F

33
ניר להב

אוי ואבוי אם נחליט להיכנע ומראש נומר שאי אפשר להבין ולהסביר הכל. מי שלא מנסה בוודאי שאף פעם לא יצליח. יש במאמר כמה אי דיוקים שעוזרים למחברת בהעברת העמדה התבוסתנית הזו. למשל, דואליות גל חלקיק. כבר הרבה שנים שאף פיזיקאי מתחום תורת הקוונטים לא מדבר כך. למרות שעוד לא פתרנו את החידה המרתקת הזו, כן התקדמנו. אין שום דואליות גל חלקיק. זה לא שהאור מתנהג פעם כגל ופעם כחלקיק. אלא, מדובר בחלקיק שההסתברות למצוא איפה הוא מתנהגת כגל. זה נכון תמיד ולכל חלקיק. היום בעזרת המתמטיקה אנחנו יודעים להסביר לחלוטין את ניסוי יאנג, ניסוי שני החריצים. החידה היחידה, והמרתקת, שנשארה היא בעיית המדידה הקוונטית.
ניסיון לדבר כך על גל חלקיק מתאים אולי לתזה שלה על בעיה שפתית בין קטגוריות, אבל זה ארכאי ולא רלוונטי יותר.
דבר שני, צריך לזכור שתורת המיתרים היא רק תיאוריה, היא אף פעם לא אוששה בשום ניסוי וקשה לראות מתי אפשר יהיה לאשש אותה. לכן יותר ויותר פיסיקאים חושדים בה. אין צורך לקחת יותר מדי ברצינות דיבורים אליה.
נקודה אחרונה לגבי התודעה, האם נצליח להסביר אותה או לא בעזרת המתמטיקה. אני חושב שכן. הכוח של המתמטיקה הוא בדיוק שלה וביכולת האבסטרקטית שלה. מלתאר תנועה של גוף ועד לתאר שדות N מימדיים. לדעתי אפשר לתאר איתה כל רעיון ולכן גם תודעה. נחיה ונראה