Posted By: Lumo (http://www.motl.org/) on 'CZphilosophy'
Title: Nahodnost. Velikost a poznani.
Date: Thu Nov 13 23:21:18 1997
Caues lidi, ;-)
reknu jen par blbustek, ktere me napadaji, kdyz ctu Vase posty.
> > > No ano, v zadne rovnici neni random(), ale znas nejakou rovnici, ktera
> > by
> > > presne pasovala na jev ktery popisuje? Ja ne. Pokud se pamatuju dobre,
> > > vetsinou se pocita s hmotnym bodem a idealnimi systemy.
Recnik pravdepodobne zobecnil svoje zkusenosti ze zakladni skoly na cely svet.
Jen bych chtel vsechny ujistit, ze realna veda dnes jen velmi zridkakdy
pocita s hmotnymi body :-) - to snad jedine v astronomii, kde to dava
vysledky skutecne perfektni, polohy hvezd na obloze se neodchyli ani o
uhlovou vterinu za stoleti (a to je 1/3600 stupne!!!). Tim proboha nechci
rici, ze astronomove jsou neschopni zapocitat vliv tvaru kosmickych teles na
jejich pohyb apod.!
Jinak realna fyzika pocita s rovnicemi, ktere pasuji v nejlepsich pripadech
na 15 mist (experiment uz vice cislic na kontrolu dat nemuze) na jev, ktery
popisuji, cili nemuze byt zadna experimentalni namitka proti nim. Mluvim o
vypoctech magnetickeho momentu elektronu, rozptylu castic na urychlovacich,
spektralni cary vodiku i dalsich plynu atd.atd. Take neni pravda, ze "se
vetsinou pocita s idealnimi systemy". Veda pocita vetsinou netrivialni
neidealni systemy (neidealni alespon z hlediska vyuky ve skole). Samozrejme,
ze ve skole nebudeme deti zatezovat nejakymi nudnymi exaktnimi vypocty
realnych jevu, protoze hlavni myslenka je casto obsazena i v idealnim pripade.
Brownuv pohyb je prikladem jevu, v jehoz rovnici explicitne vystupuje
random(). Skutecne se zde pocita s nahodne pusobici silou narazejicich molekul
tekutiny. Je to ale spise vyjimka. Typicke rovnice fyziky neobsahuji random,
protoze jsou zcela deterministicke a davaji jednoznacnou evoluci v case.
V tomhle tvaru to plati i pro kvantovou teorii. Schrodingerova rovnice se
vyviji jednoznacne v case. Jinou dulezitou veci v tomto pripade je to, ze
hodnota Schrodingerovy vlnove funkce nedava primo veliciny, ktere merime, ale
dava jen pravdepodobnosti ruznych vysledku mereni. Nahoda zde vstupuje
nikoliv pres formulaci rovnice, ale pres interpretaci jejiho reseni!
> > 1. y <-> nikdo nevi, jaky zakony jsou jeste k objeveni
Tohle je (pri spravnem chapani) dulezita vec, ktere si musime byt vedomi.
Clovek nejenze nevi vsechno o svete, ale ani nevi, co vlastne jeste nevi a
kolik toho je. Soucasne s tim, jak zacnete pronikat do problemu, zacnete si
teprve ujasnovat, ktere veci jsou celkem jednoduche (ackoliv jste je
podezrivali ze slozitosti) a ktere veci jsou slozite (ackoliv jste si o nich
lehkomyslne mysleli, ze jsou proste, a vas nazor na ne mohl byt spatny).
> > 2. ? <-> castice jsou tvoreny dalsimi casticemi a nejsme uplne
> u gruntu ? >
Doporucuji si na me strance http://www.kolej.mff.cuni.cz/~lumo/ kliknout vlevo
na "animovane struny v cestine" (pripadne vpravo na "ceske texty o strunach"
a pak na prvni odkaz), zaradil jsem tam cesky preklad velmi popularniho
textu, v nemz se mimo jine rozebira i tahle otazka ruskych matrjosek.
Predpokladat, ze kvarky se mohou skladat z dalsich podcastic apod., je
prirozena vec, proto ji lide zkouseli. Ale tahle idea se ukazala chybna.
(Mimochodem, Vlada Leninu byl presvedcen, ze kazdy elektron je celym vesmirem,
ktery ma nekonecne hlubokou vnitrni strukturu atd. Tento jeho nazor byl
rozdrcen objevem identicnosti elementarnich castic, mozna i drive.)
Priroda neni tak nudna, aby jedna idea, ktera se jednou osvedcila (konkretne
slozenost protonu z kvarku) se mohla stejne uspesne pouzivat donekonecna.
Dalsi kroky, ktere musime udelat, nespocivaji v rozsekani kvarku na podkvarky
(viz ten animovany text). Obecne teorie strun ma padne duvody verit, ze
Planckova delka (cca 10^{-35} metru) je nejkratsi mozna delka, o niz ma vubec
smysl mluvit, proto nemuze existovat zadna jemnejsi struktura nez je na teto
delce.
Cili idea matrjosek, tj. ze bleska ma blesky a ty maji zase svoje blesky a
tak donekonecna, je dnes prakticky vytlacena argumentem o Planckovych
rozmerech. (Na Planckove delce kvantove efekty zasadne ovlivnuji i teorii
gravitace a proto zde geometrie ztraci smysl. Geometrie je zde nahrazena
obecnejsi algebraickou konstrukci, zatim ne zcela znamou, jejimz je geometrie
jen jednim z moznych limitnich priblizeni.)
> memu neumelemu "gravitacnimu" prikladu. Jenom mam takovy, zrejme zcela
> iracionalni pocit, ze rozebrat atom je snadnejsi, nez obsahnout cely
> vesmir. Proto jsem nesahl po elektronech, ale po planetach.
Zalezi na tom, co chceme pochopit. Cela moderni fyzika, rekl bych fakticky
cela moderni veda, vznikla diky pochopeni pohybu planet! Pokud jsou pro nas z
celeho sveta cizich planet dulezite jen jejich polohy (coz samozrejme dlouho
byla pravda), splnuji tyto polohy celkem jednoduche zakony na to, aby
je dostatecny genius (Keplera, Galilea a Newtona) mohl rozklousknout.
Samozrejme, planety maji vnitrni strukturu apod., takze muzeme jejich vzajemne
pusobeni chapat jako slozene pusobeni vsech jejich elementarnich castic,
pokud chceme byti mikroskopicti. :-) To nic nemeni na platnosti efektivni
teorie pro idealizovane hmotne body, kterymi lze planety nahradit! Tuto
teorii take lze z mikroskopicke odvodit.
Naopak, pokud dnes studujeme detaily elementarnich sil mezi elementarnimi
casticemi (coz musime, protoze ty hrube veci jsou dnes jiz dost znamy), divame
se pokud mozno na jeden elektron, jednu vlnu apod., proste jednoduche
systemy. Fyzika vzdy chtela objevit podstatu nejfundamentalnejsich deju na
svete, coz se nejlepe dela studiem tech nejjednodussich jevu, kde mohou byt
vypocty apod. provedeny celkem presne. Fyzik obecne veri, ze jevy v prirode
se skladaji z techto fundamentalnich jevu, proto pochopeni techto
fundamentalnich jevu znamena pochopeni zakonu, ktere stoji za vsim denim.
Fakt, ze dnes fyzici davaji nejvetsi penize na vyzkum elementarnich castic, je
jen odrazem dnesniho stavu poznani, diky nemuz je rozumne predpokladat, ze
prave deje v mikrosvete jsou dulezite pro pochopeni podstat vesmiru. Jak jsem
jiz rekl, v sedmnactem stoleti, kdy se moderni veda zrodila, lide zkoumali
jine jevy - pohyb dostatecne vzdalenych objektu, ktere lze priblizit jen
znalosti jejich poloh a hmot (pripadne naboju), tj. teoretickou konstrukci
tzv. hmotnych bodu. Nicmene uzite matematicke nastroje mohou byt podobne.
Jevy na uplne nejdelsich delkach (kosmologie) a uplne nejkratsich delkach
(elementarni castice) maji nejblize k zakladnim zakonum sveta. Deje na
vzdalenostech nekde uprostred v logaritmicke skale (napriklad metr, tj.
clovek) jsou mnohem slozitejsi a podstatu prirody z nich primo vycist nelze.
Jine vedy, cim jsou vzdalenejsi od fundamentalni fyziky, tim studuji
slozitejsi systemy, u nichz je precizni matematicky popis stale mene
adekvatni. Proto vysledky, ktere dostavaji, jsou kvantitativne stale mene
presne, nehlede na to, zda jsou uzitecnejsi pro kazdodenni zivot lidstva.
Presto, pochopeni slozitejsich jevu je jiz prakticky jen otazkou dostatecne
matematicke zrucnosti, kterou potrebujeme pro uziti zakonu na slozitejsi jevy.
Tim samozrejme nechci rici, ze prime vypocty z teorie superstrun apod. jsou
zpusobem, ktery se bezne uziva v jinych oblastech vedy. :-) Uzivaji se tam
samozrejme jine metody, ale dostatecna spravnost techto metod se da dokazat
rozdelenim na logicke kroky z fundamentalni teorie. Svet dovoluje plno
krasnych a zajimavych veci prave proto, ze jeho zakony umoznuji i velice
dlouhou hierarchickou strukturu logickych dusledku a efektivnich teorii, o
nichz jsem ted psal.
> > Neni mozny zjistit vsechny parametry. Na to by musel byt kontejner velky
> > presne tak jako vesmir.
Ted jsem smazal nejaky text, takze presne nevim, o jakych parametrech jde rec.
Pokud jde o parametry zakladni teorie, ktera popisuje deni v tomto svete,
verime, ze zadne takove neexistuji a nepotrebujeme, ze muzeme skutecne
spocitat vsechno (ackoliv stavajici standardni model jich par potrebuje).
Pokud jde o parametry popisujici konkretni stav vesmiru, z nehoz chceme pri
predpovidani budoucnosti vychazet, ani kdybychom je znali (coz samozrejme
neni v principu mozne), nemuzeme spocitat jednoznacne budoucnost diky tomu,
ze ve svete plati kvantova teorie.
BTW i pro filosofy je snad zrejme, ze nelze spocitat presne budoucnost (ani
kdyby byl svet deterministicky), protoze bychom pak mohli spocitat, co zitra
udelame - a umyslne pak udelali neco jineho. :-) Tohle samozrejme neni zadny
dukaz toho, ze determinismus nemuze existovat! Proste proto, ze kdybychom
chteli zmerit vsechny dulezite fyzikalni veliciny, ktere ovlivni system,
ktery chceme predpovidat, museli bychom zapocitat i veliciny popisujici
merici pristroje samotne, protoze i ty zajiste ovlivni budouci deni! Ovsem na
zmereni neceho u objektu A potrebujete objekt B, ktery je tim padem
nezmereny, takze potrebujete C, aby zmeril B - a tak donekonecna.
> > > opacnem pripade, tzn. jestlize konecny neni, neziskame opravdove reseni
> > > nikdy. V obou pripadech jsou nam ale rovnice aplikovane na konkretni jev
Neexistuje zadny takovy trivialni rozdil mezi vesmirem konecnym a nekonecnym.
Relativiste (jako napr. prof. Bicak) obecne preferuji konecny (uzavreny)
vesmir, a to z estetickych duvodu. Otazky okrajovych podminek jsou zde
jasnejsi. Nicmene podle teorie relativity, deni v bode X v budouci casove
periode delky T mohou ovlivnit jen udalosti, ktere se ted deji ve vzdalenosti
nejvyse T.c od bodu X, kde c je rychlost svetla! Cili i pokud je vesmir
nekonecny, deni v dalekych oblastech vesmiru nemuze deni zde ovlivnit!
> > na
> > > kocku. Jevy samotne obsahuji random(), jejich popis nikoli.
To neni pravda. Spravny popis vsech znamych jevu obsahuje uplne stejnou miru a
charakter nahody, kterou tyto jevy ve skutecnosti maji.
///// Superstring/M-theory is the language in which God wrote the world.
/// O __ Your Lumidek. mailto:motl@physics.rutgers.edu, motl@usa.net
/// ---------------------------------------------------
///_______/ http://www.kolej.mff.cuni.cz/~lumo/, http://www.motl.org/
Mazte zbytecne casti replikovanych postu. Uzijte hmat CTRL/K pro smazani radky!
-------------------------------------------------------------------------------