[ad_1]

به نظر می رسد مکانیک کوانتوم در ترتیب زمان مشکلی دارد که ممکن است نیاز به یک قانون کاملاً جدید را نشان دهد.تصویرگری از Ekaterina Kulaeva / Shutterstock

تیتاریخ علم تاکنون یک پیروزی کاهش گرایی بوده است. زیست شناسی را می توان به شیمی تقلیل داد ، شیمی را می توان به فیزیک اتمی تقلیل داد و اتم ها از ذرات بنیادی مانند الکترون ، کوارک و گلوئون تشکیل شده اند. در حال حاضر ، 25 ذره ابتدایی شناخته شده را می توان از اجسام کوچکتر هنوز کشف نشده تهیه کرد – مطمئناً اکثر همکاران من در فیزیک ذرات چنین فکر می کنند. اما اگر کیارا مارلتو حق دارد ، موفقیت کاهش تقلیل می یابد. قوانین بهتر بعدی طبیعت ممکن است از اجسام ماکروسکوپی ناشی شود ، نه از اجسام میکروسکوپی. ماده مخفی آن است؟ تقلبی

تصور کنید که آدولف هیتلر هرگز متولد نشده است. این با واقعیت ها مغایرت دارد – “مخالف” در اصطلاحات عمومی. که در علم می تواند و نمی تواند، اولین کتاب او (گزیده ای در ناوتیلوس) Gauze از تعریف وسیع تری از خلاف آن استفاده می کند: تناقض ، واقعیت هایی درباره آنچه ممکن است باشد یا نباشد. وی معتقد است ، فیزیک مدرن واقعیتهای مخالف را در نظر نمی گیرد و این “مانع پیشرفت می شود”.

مطمئناً درست است که فیزیک مدرن کاستی هایی دارد ، به احتمال زیاد به این دلیل که قوانینی که ما در حال حاضر در فیزیک استفاده می کنیم به همین روش عمل می کنند. اول ، آنها از ما می خواهند که پیکربندی یک سیستم را به طور کامل در یک زمان مشخص به عنوان مشخص کنیم شرایط آغازین. سپس یک معادله داریم – که اغلب به آن گفته می شود قانون پویا یا معادله تکامل“که در حالت اصلی خود کار می کند.” سرانجام ، با استفاده از معادله تکامل در حالت اولیه ، می توانیم پیکربندی سیستم را در هر زمان از زمان محاسبه کنیم. به عنوان مثال ، اگر موقعیت و سرعت اولیه یک پیکان را مشخص کنید ، می توانید از قوانین نیوتن برای محاسبه محل فرود آن استفاده کنید.

او تقلیل گرایی را روی سر خود می چرخاند.

در حال حاضر ، تمام نظریه های بنیادی در فیزیک از این تقسیم حالت اولیه و معادله تکامل استفاده می کنند. و این نظریه ها مسیری طولانی را طی کرده اند ، اما ، همانطور که مارلتو اشاره کرد ، محدودیت هایی دارند. مهمتر از همه ، هیچ نظریه ای هرگز نمی تواند شرط اولیه خود را توضیح دهد: ما باید شرایط اولیه را به عنوان ورودی برای پیش بینی ارائه دهیم ، در غیر این صورت نمی توانیم چیزی را محاسبه کنیم. این بدان معناست که مثلاً اگر هرگز بخواهیم بفهمیم ، بگوییم چرا جهان از همان آغاز آغاز شده است ، به نوع دیگری از نظریه نیاز خواهیم داشت.

نظریه های مدرن همچنین در تلاشند تا توضیح دهند که چگونه پیچیدگی در جهان در حال رشد است. ما می دانیم که جهان می تواند پیچیده باشد – فقط به اطراف نگاه کنید ، اما فیزیکدانان نمی دانند که چگونه این ویژگی را در ترکیب حالت پایه و معادله تکامل شناسایی کنند. و به نظر می رسد مکانیک کوانتوم در ترتیب زمان مشکلی دارد ، که ممکن است نیاز به یک قانون کاملاً جدید را نشان دهد.

کتاب مارلتو خلاصه ای از چندین سال کار با دیوید دویچ فیزیکدان انگلیسی است که وی با او نظریه سازندگان را توسعه داده است. بهترین تلاش من برای توضیح تئوری طراحی این است که بیان می کند قوانین طبیعی بین آنچه ممکن است و غیر ممکن است تفاوت قائل می شوند. و بهترین راه برای توصیف این ممکن است نه با یک شرط اولیه و یک قانون تکامل ، بلکه با اشیا mac ماکروسکوپی باشد – سازندگان“این می تواند وظایف خاصی را انجام دهد ، اما بعضی دیگر را انجام نمی دهد.” آنچه برای این سازندگان اهمیت دارد این نیست که آنها از چه ساخته شده اند بلکه آنچه می توانند و نمی توانند انجام دهند.

به عنوان مثال ، انرژی نه می تواند ایجاد شود و نه از بین برود – ما می دانیم که این امر از نظر تجربی با دقت بالا صحیح است. این بیان عدم امکان است. یا این واقعیت را در نظر بگیرید که مکانیک کوانتوم به ما اجازه نمی دهد بدون از بین بردن سیستم اصلی ، وضعیت سیستم را کاملاً کپی کنیم – غیرممکن دیگر. دستگاه های همراه دائمی – دستگاه هایی که قانون دوم ترمودینامیک را شکست می دهند – نیز ممکن نیست.

اکنون فیزیکدانان با چنین غیرممکنی هایی به عنوان نتیجه قوانین طبیعی رفتار می کنند. نظریه سازنده نشان می دهد که ما در عوض آنها را به عنوان یک نقطه شروع در نظر خواهیم گرفت: با خصوصیاتی که ممکن است اجسام ماکروسکوپی داشته باشند شروع کنید و سپس بیان کنید که اجزای میکروسکوپی این اجسام باید چه کاری انجام دهند. او تقلیل گرایی را روی سر خود می چرخاند.

ایده کلی برای من امیدوارکننده است ، اما نظریه سازنده از زمان پیشنهاد دویچ در سال 2012 تا حدودی مبهم مانده است. من امیدوار بودم که کتاب مارلتو آن را روشن کند. افسوس ، پس از خواندن کتاب ، من خیلی عاقل نیستم. نه تنها توضیح نمی دهد که چگونه تئوری سازندگان واقعاً کار می کند یا برای چه مواردی مفید است ، بلکه چندین جمله درباره فیزیک بیان می کند که به نظر من کاملا گیج کننده است.

برای شروع ، مارلتو استدلال می کند که فیزیک فعلی از واقعیت های مخالف استفاده نمی کند. این همان مسئله فرضی است که وی ادعا می کند رویکردش می تواند آن را حل کند. اما ، البته ، ما از تقلبی در فیزیک استفاده می کنیم. هر وقت پیش بینی وضعیت آب و هوایی احتمالی می کنیم ، درمورد چه چیزی بیانیه می دهیم میتوانست در صورت متفاوت بودن شرایط اولیه رخ داده است. هر بار که ساختار رشته های کهکشانی در جهان را محاسبه کنیم ، درمورد اینکه چه چیزی بیان می کنیم میتوانست اگر توزیع ماده متفاوت باشد اتفاق افتاد. هر بار که همبستگی ها را در مکانیک کوانتوم محاسبه می کنیم ، گزاره ای راجع به چی ارائه می دهیم میتوانست اتفاق افتاده است اگر ما چیز دیگری را اندازه گیری کرده باشیم. اینها همه تقلبی است. مارلتو این تکنیک ها را ذکر نمی کند.

در عوض ، این “تقلیل گرایان” را نکوهش می کند زیرا آنها ادعا می کنند معیارهای در حال ظهور – مانند اطلاعات ، ترمودینامیک و آگاهی “را” رد می کنند “به عنوان” خارج از علم “. اما من هرگز با تقلیل گرایی روبرو نشده ام که چنین کاری انجام دهد. برعکس ، تقلیل گرایان معمولاً تأکید می کنند که آگاهی را می توان دقیقاً توسط علم توضیح داد زیرا از تعامل بسیاری از ذرات سازنده مغز ناشی می شود.

برخلاف آنچه مارلتو می نویسد ، تقلیل گرایان نیز غالباً تأکید می کنند که توضیح خصوصیات در حال ظهور باید نه فقط به این دلیل که ضروری نیست رد شود. در واقع ، نظریه های نوظهور معمولاً در سطح کاربردشان مفیدتر هستند. برای ارائه مثالی که خود مارلتو از آن بحث می کند ، هیچ کس در ذهن درست آنها عملکرد کامپیوتر را بر اساس ذرات اولیه ای که از آن تشکیل شده توصیف نمی کند. تقلیل گرایی می گوید این امکان وجود دارد ، نه مفید بودن آن. این دو مورد (توصیف در سطوح کلان ، مفیدتر اما مشتق شده) با یکدیگر منافاتی ندارند.

بگیر ناوتیلوس بولتن

جدیدترین و محبوب ترین مقالات در صندوق ورودی شما تحویل داده می شوند!

من معتقدم که بخشی از مشکل این است که مارلتو نه منظور خود را از تقلیل گرایی توضیح می دهد و نه به عنوان ظهور. من در بالا از emergent برای نشان دادن ویژگی یک سیستم سازنده استفاده کردم ، که می تواند از قوانین عناصر تشکیل دهنده سیستم ناشی شود ، اما در سطح عناصر سازنده معنی ندارد. به عنوان مثال رسانایی خاصیت مواد است ، اما برای الکترونهای جداگانه معنایی ندارد. مثال دیگر دما است. امواج در آب ، سیکلون ها ، توانایی تولید مثل خود – اینها همه ویژگی های جدید هستند.

فلاسفه غالباً به طور خاص این امر را “ظاهر ضعیف” می نامند. “ظاهر قوی” در عوض وجود فرضی خواص در سیستم های ماکروسکوپی است که نمی توان از قوانین سازنده ها استخراج کرد. در دنیای واقعی ، هیچ نمونه شناخته شده ای از ظاهر قوی وجود ندارد (به همین دلیل است که فیزیکدانان معمولاً از کلمه “ظاهر” به عنوان مترادف “ضعف ظاهر” استفاده می کنند). اینکه تقلیل گرایی هستی شناختی (برای همه آنچه که در حال حاضر می دانیم) صحیح است ، به معنای عدم وجود پدیده ای قوی است: همه چیز را می توان در اصل از قوانین ذرات بنیادی و نیروها (“همانطور که یک فیلسوف می گوید” تقلیل یافت) بین آنها.

با توجه به اهمیت این تمایز (و همچنین تمایز بین انواع مختلف تقلیل گرایی) برای بحث مارلتو ، شایسته است که توضیح داده شود. همچنین برای من مبهم بود که واقعاً به چه سازه هایی به این سازندگان احتیاج دارد.

تنها مثالی که وی در مورد اینکه تئوری سازنده می تواند به چیزی که نظریه های فعلی نمی توانند بدست بیاورد بحث می کند ، تهیه قوانین ماکروسکوپی است که واقعاً برگشت پذیر نیستند. قوانین ضعیف در حال ظهور ، که با روش استاندارد به دست می آوریم ، فقط برای همه اهداف عملی قابل برگشت نیستند ، اما در اصل قابل برگشت هستند. این بدان معناست که برخی فرایندهای معکوس (مانند شکستن تخمک) از لحاظ تئوری امکان پذیر است ، اما در عمل آنقدر باورنکردنی هستند که ما هرگز آنها را مشاهده نمی کنیم. در هر صورت ، این توضیح استاندارد است.

در نظریه سازندگان ، چنین فرآیندی را می توان واقعاً غیرممکن ، نه تنها بعید دانست. اما روش استاندارد با تمام مشاهدات سازگار است ، بنابراین در واقع نیازی به تغییر چیزی در مورد آن نیست.

منبالاخره خواندن کتاب مارلتو را لذت بخش دیدم ، اما ترسناک نبود. سپس دوباره ، شاید من بیش از حد انتظار داشتم. ارتباط جذابیت یک ایده در حالی که در مراحل اولیه رشد است دشوار است (از من بپرسید که از کجا می دانم). هنوز هم ، این قسمت عمده ای از علوم است ، بنابراین من از تلاش های مارلتو برای ارائه ایده خواننده از یک موضوع تحقیقاتی هیجان انگیز و جوان قدردانی می کنم. اگر می خوانید علم می تواند و نمی تواند، بخاطر داشته باشید که ممکن است شاهد یک تاریخچه علمی در حال ساخت باشید.

سابین هوسنفلدر یک همکار تحقیقاتی در موسسه مطالعات پیشرفته فرانکفورت جایی که او در مورد اصلاح نظریه عمومی نسبیت ، گرانش کوانتومی پدیدارشناختی و مبانی مکانیک کوانتوم کار می کند. اگر می خواهید در مورد آنچه در اصول فیزیک اشتباه است بیشتر بدانید ، کتاب او را بخوانید ریاضیات گمشده: چگونه زیبایی منجر به اوهام فیزیک می شود. او را در توییتر دنبال کنید skdh.



[ad_2]

منبع: khabar-shoma.ir