Menneisyyskään ei ole ennallaan.
Hienoa että jotkut fyysikotkin ovat nähneet valkeuden.
Lähes sata vuotta olemme tienneet, että mittaaminen muuttaa mittaustulosta. Ilmiö liittyy kvanttien lomittumiseen. Jo kauan on ollut tapana siirtää taustat toisille ja laskea reippaasti, suu kiinni, kynää nuoleskelematta.
Pintapuolisissakin katsauksissa mainitaan, että Einstein ja Niels Bohr kinasivat elämänsä päivät jostain omituisesta asiasta, ja samalla ehkä myönnetään, että B ohrin johdolla luotu ns. Kööpenhaminan konkordanssi on hiukan ongelmallinen.
Luin eilen saunan jälkeen Kauhavan historiaa. Se oli virhe. Siinä ei muuten puhuttu mitään kvanttimekaniikasta, mutta sitäkin enemmän menneisyyden voudintileistä. Joen etelärannassa oli ollut Matsomppi -niminen talo, josta ei enää minun aikanani eli 70 vuotta sitten ollut merkkiäkään. Ja veroluetteloista löytyy Matti Somppi ja lisäksi Martti Somppi, joita oli verotettu siitä talosta, niiltä jalansijoilta.
Muisteleminen muuttaa menneisyyttä. Runous perustuu siihen, ja musiikki myös, välillisesti. Kerrankin muistelin kansakoulua, jota kävin, samoin kuin äitini ja sen puolen sukulaiset, ja kun ajoin siitä viimeksi, se oli palanut ja tilalle oli rakennettu toinen. Täsmälleen Schrödingerin lineaarisen osittaisdifferentiaaliyhtälön mukaista. Noin käy, kun päästetään aaltofunktiot romahtamaan.
Muuta väitetään, mutta menneisyyttä voi muuttaa. Menneisyyksiä on nimittäin tosi paljon. Ei nyt kuitenkaan mennä n-ulotteisiin vektoriavaruuksiin. Meille joulua kohti käyville riittää yhteinen kokemuksemme, että vuosi on ollut sangen tuonpuoleinen.
Itkuisuus- ja vapinakohtausta tapaileville lukijoille teen ehdotuksen puuttuvaksi joululahjaksi.
Sean M. Carroll on CalTechin professori (teoreettinen fysiikka). Hänen uusi kirjansa ”Something Deeply Hidden” on selvästi parempi kuin lähes vuosikymmenen takainen historiikki lopullisen ajan teorian historiasta (”From Eternity to Here”).
Carroll vie rohkeasti eteenpäin ajatusta rinnakkaisista maailmankaikkeuksista (Many Worlds), joka hylätään aina silloin tällöin mahdottomana. Carroll tietenkin aloittaa huomauttamalla, että koko toimiva ja koko ajan käytetty kvanttimekaniikka on mahdoton ajatus.
Pankaa joulupukki asialle! Harvemmin kohtaa huippuasiantuntijaa, joka on huippukirjoittaja ja osaa eläytyä lukijoihinsa ja auttaa heitä saamaan selvää sellaisestakin, mistä ei saa selvää.
Ettei olisi sukua Lewis Carrollille, meinaan että vähän vastaavia ihmeellisiä kvanttihyppymaailmoja hänkin loi.
VastaaPoistaMutta eikö termodynamiikan toinen pääsääntö estä menneisyyden muuttamisen? Särkynyt syd... ei kun lasi ei palaa ehjäksi?
Ehkä koko ajan ongelma on ihmisen ongelma ja kiteytyy ajan perimmäiseen luonteseen. "Aika" on jotain muuta kuin miten me sen luontaisesti koemme.
Aika tieteen lisäksi taiteessa: Tarkovski, Sculpting in Time.
Poista"Ajasta tulee ihmiskunta tekemään suurimmat keksintönsä."
Eikö aika ole sitä, miksi sen määrittelemme.
Poista"Carroll tietenkin aloittaa huomauttamalla, että koko toimiva ja koko ajan käytetty kvanttimekaniikka on mahdoton ajatus. "
VastaaPoistaEi saa kertoa vanttitietokoneen kehittäjille.
Schrödingerin yhtälöihin on aluksi hyvä opetella ainakin nabla, eikä divergenssistäkään ja roottorista haitaksi ole.
Niiden hallinnasta olisi saattanut olla hyötyä Matsompin "vuorelta laskettaessa, notta ei löytäisi itseään vahingossa Hopiavuorelta.
On selvää, että lähimenneisyyskin on muuttuvaa. Siitä ovat pitäneet ja pitävät huolen Putin, Trump sekä muutama muukin heidän hengenheimolaisensa. Alakoulun opettajani aviomiehellä oli ajoittain kvanttinäkö. Hänen silmänsä yllättäen vetivät silloin tällöin kieroon. Kun hän sattui olemaan sillä hetkellä auton ratissa, tuli näkökenttään kaksi tietä. Usein hän valitsi niistä väärän. Tiedän, että joillakin on runsaiden joulujuomien jälkeen tullut näkökenttään kolmekin todellisuutta. Kvantit voivat olla vaarallisia.
VastaaPoistaScientific Americanissa on Avi Loebin hauska ajatelma siitä, että alkumossahduksen singulariteetin takana voisi olla tyyppejä labrassa. Ajankulukseen pullauttelevat erilaisia universumeita vähän erilaisilla lähtöarvoilla kenties nähdäkseen, mitä jännää niissä kussakin tapahtuu.
VastaaPoistaIhminen ajattelee toisia mekanismeja ja prosesseja itsensä kuvina: jos minä olisi tuo, miten toimisin. Tällä tavalla lähi-idässä selitettiin itselle "Jumala", vähän kuin koira selittää itselleen ihmisen olettamalla, että se on johtajakoira.
PoistaTästä kannattaisi tiedettä symboloidessa pyrkiä eroon, sillä usko muovaa tutkimustuloksia. Tai tajuntaa.
Menneisyys muuttuu nykyään vähän väliä ja nopeasti. Juuri äsken oli mediassa ja politiikassa suurta mekkalaa siitä, että perustuslakivaliokuntaan on yritetty vaikuttaa ulkopuolelta. Ja tänään sitten aamun lehti kertoo tuntien tarkkuudella ruodittuna, ettei sellaista käsittelyn aikana ollutkaan.
VastaaPoistaHuvittaa jossain määrin nämä multiuniversumispekulaatiot joita maailmalla jaksetaan esittää. Voisi kuvitella että jotain havaintoa olisi asiasta jos sellainen ryske kävisi että koko ajan uusia universumeita syntyisi hirmuisella vauhdilla. Kun mitään ei näy. Fysiikka on pohjimmaltaan empiirinen tiede vaikka pohjautuukin nykyisin matematiikkaan. Se tarkoittaa että havainnot tuottavat impulsseja kehittää uusia tai korjattuja selityksiä. Jos lähdetään kehittämään malleja jotka ennustavat jotakin ei ole vähintäkään varmuutta että kyseinen teoria olisi tosi ennenkuin jotain todistetaan.
VastaaPoistaSchrödingerin yhtälön saa vempautettua epälineaariseksi tietyllä funktiomuunnoksella. Se kertoo siitä että kyse on erittäin monimutkaisesta yhtälöstä jolta voi odottaa mitä vain. Sen ratkaisu on muutenkin erittäin hankalaa lukuunottamatta yksinkertaisempia systeemejä ja tiettyjä litistettyjä erikoistapauksia. Tietokoneella tietenkin voi numeerisesti ratkoa esimerkiksi molekyylejä ja kiinteän aineen tapauksia ja paljon muita, mutta onpa työlästä sekin vaatien melkoisesti laskenta-aikaa.
Multiversumiteorian huikeus piileekin siinä, ettei ole mitään mahdollisuuksia todistaa, että niitä toisia universumeja on tai ei ole.
PoistaNehän eivät putkahtele esiin tässä meidän universumissamme vaan "jossain muualla", ja "sieltä" me emme ikinä voi saada mitään informaatiota. (Madonreiätkin operoivat vain tässä kotiuniversumissamme.)
Multiversumiteoria pohjautuu oivallukselle, että kun me emme tiedä miten tämä meidän universumimme on syntynyt, niin kai niitä nyt saatana voi sitten syntyä enemmänkin...
Kuulostaa hieman hölmöläisäijän pöllikuorman lastaukselta.
Siteeraan Kari Enqvistiä:
Poista"Voin arvata, että kaikki paikallishistoriat eivät ole ristiriidattomia maailmanhistorian kanssa. Voin arvata, että jotkin historiat eivät ikään kuin kypsy reaalisiksi vaan murenevat ennen kiinteytymistään kvanttidarwinismin viitoittamalla tavalla...
...Voisin lyödä vaikka vetoa muutamasta kympistä, että kaikki, mikä saattaisi tapahtua, ei monimaailmatulkinnan paralleelitodellisuuksissa sittenkään tapahdu."
Kun menneisyyys koostuu joukosta ei-olevista nyt-hetkistä, mitä se on?
Poista"Kun menneisyyys koostuu .."
PoistaMinusta kyse on aivan samasta asiasta kuin siirryttäessä toiseen paikkaan jossa ryhdytään tarkastelemaan tilannetta. Edellistä paikkaa ei enää ole ja uusi paikka on vieras. Aika on samankaltainen koordinaatti kuin paikka, sillä erotuksella että liikumme pitkin sen akselia emmekä voi palata ajassa taaksepäin emmekä siirtyä tulevaisuuteen.
Aikadilataatio hieman sekoittaa asiaa mutta vain lievässä mitassa. Hyvin suurella nopeudella liikkuvan kappaleen paikallinen aika kuluu hitaammin kuin levossa olevalla vaikka lähtöhetkellä kellot laitettiin samaan aikaan. Valon nopeudella liikkuvalla kappaleella oma aika pysähtyy. Tällä hetkellä tiedossa on vain massaton valokvantti joka sellaiseen nopeuteen pystyy. Materiaalinen hiukkanen vaatii siihen nopeuteen päästäkseen äärettömän määrän energiaa jota ei ole tarjolla puhumattakaan yli valon nopeuden kulkevista. Niinmuodoin sellaisia hituja ei ole tavattu. Spekulaatioita toki on runsaasti mutta todellisia havaintoja ei yhtään. Einsteinin yleisestä ja suppeastakin suhteellisuusteoriasta on kulunut yli 100 vuotta mutta kaikkiin asioihin ei ole saatu silti täyttä ymmärrystä. Einsteinin teoriat ovat kuitenkin dramaattisen merkittäviä luonnonlakien ja universumin ymmärtämiselle. Käytännön sovelluksia löytyy ylläkuvatulle jonkin verran. GPS paikanmääritys perustuu satelliitteihin jotka lähettävät signaaleja GPS-vastaanottimeen. Samaan aikaan ne kaikki liikkuvat ja se tuottaa aikadilataatiota joka sekoittaisi paikanmäärityksen jos ei sitä otettaisi huomioon. Einsteinin teoriat selvittävät tämän ongelman täysin ja GPS kykenee parhaimmillaan määrittämään koordinaatit maan pinnalla tarkemmin kuin 5 mm virheellä.
Se on elämän merkki että kykenemme tämän havaitsemaan.
Käsitän asian juuri kuvaamallasi tavalla. Kirjoitin kommenttini mielessäni se usein toistettu väite, jossa olemassa oleviksi hyväksytään vain tulevaisuus ja menneisyys. Niiden käännepistettä, "nyt-hetkeä", ei näiden teorioiden mukaan ole lainkaan olemassa. En siis ymmärrä, mitä "menneisyys" ja "tulevaisuus" voisivat mielekkäästi tarkoittaa ilman niitä erottavaa rajaa. Ongelma "nyt-hetken" olemattomuudella on ilmeinen. Milloin tulevaisuus muuttuu menneisyydeksi, vai eikö sellaista tapahdu lainkaan?
PoistaHenrik: ”Materiaalinen hiukkanen vaatii valon nopeuteen päästäkseen äärettömän määrän energiaa.”
PoistaMutta onhan leikitelty ajatuksella, että mentäisiin tunneli-efektillä tämän ’valovallin’ läpi, jonka jälkeen energia olisikin taas äärellinen. Tosin massa olisi Einsteinin yhtälöiden mukaan imaginaarinen, mikä taitaa romuttaa ajatuksen.
Imaginaarinen massa hujahtaa ajatuksen siivin miljardikertaista valonnopeutta niin ettei tee tiukkaakaan.
Poista"Mutta onhan leikitelty ajatuksella,.."
PoistaNiin, aina voi spekuloida mutta pitäisi olla kunnon teoria ja sitten jotain havaintoa mallia CERN jotta voisi olla vahvemmalla pohjalla. Nyt sitä ei ole. CERNin kaverit aina kertovat: ".. mutta me tarvitsemme lisää energiaa kiihdyttimeen jotta voimme todentaa tämän teorian...". Pojilla ja tytöillä on siellä melkoiset tykit ja niitä rakennetaan aina vaan suuremmiksi. He kuitenkin toimivat vakavalla pohjalla ja tekevät työnsä perusteellisesti eivätkä innostu liiaksi uusista spekulaatioista.
Olen ehkä konservatiivinen näissä asioissa mutta perustan näkemykseni pitkään kokemukseen ja siihen ettei ole havaintoja monista spekuloiduista ajatuksista jos mistään niistä. Lisäksi, kuten olen joskus aiemminkin maininnut, hyvin monet spekulaatiot on laitettu liikkeelle jotta niillä saataisiin pyydystettyä Nobel jossain vaiheessa. Se ei maksa mitään mutta ei sellaisesta Nobeliakaan ole vielä annettu. Joitakin rajatapauksia on kyllä olemassa mutta ei mennä niihin. Sinänsä spekulaatiot ovat hyvien ideoiden lähde mutta pitäähän ne prosessoida kunnolla loppuun asti jotta niistä olisi varteenotettaviksi teorioiksi.
Pimeä aine ja pimeä energia ovat jo tuottaneet valtavan määrän teorioita joita tulevina vuosina pureksitaan mutta ei kehitys ole tähän loppunut vaan uusia tulee jatkuvasti. Vahva ehdokas puuttuu edelleen. Mystiikkaa tuottaa se että astronomiset havainnot kosmologisten etäisyyksien takaa kertovat että kaikkea ei todellakaan vielä ymmärretä. Liian pitkälle meneviin johtopäätöksiin on mielestäni hypätty tähän liittyvissä teorioissa.
Arvostan kovasti Henrik Stenlundin näkemystä ja ajattelutapaa tässä.
PoistaVain systemaattisen työn kautta voidaan tiedon piiriä laajentaa ja vain tekemällä laskuharjoitukset kunnolla voi jotakin esim. kvanttifysiikasta ymmärtää, jos kognitiivinen kapasiteetti siihen muutoin riittää. (Minulla ei oikein tahdo riittää, vaikka Alonso-Finnit olen aikanaan varsin hyvin arvosanoin tenttinytkin).
Vierastan jokin verran noita pinnallisia pyrkimyksiä ohituskaistoihin ja vaikkapa kvanttimekaniikan tai kosmologian "intuitiiviseen ymmärtämiseen" tuosta noin vain ohimennen puhtaasti humanistiselta pohjalta (tämä toki kaikella kunnoituksella humanismia kohtaan).
Mutta hauskoja ja nokkeliahan monet omatekoiset spekulaatiot ja "tieteen popularisoinnit" voivat kyllä joskus olla, kunhan niitä vain ei oteta liian vakavasti.
Matias,
PoistaKiitos sanoistasi. Fyysikoillakin mielikuvitus yleensä lentää ja monella on kova kunnianhimo lisäämässä painetta saada jotain näkyvää aikaan akateemisella urallaan. Se tuottaa hyvin helposti vaikuttavan tuntuisia spekulaatioita joita sitten tuodaan esiin alan julkaisuissa.
Menneisyys on muistoja, jotka ovat muuttuneet matkan varrella, mutta ei kaikkien muistelemisesta synny runoutta, ei ainakaan minun. Liian heikko mielikuvitus?
VastaaPoistaMuistoja on menneisyys,
VastaaPoistamuutosta on synkkä syys,
unohtaa tai muistella,
aatoksia punoa
- no, ei synny runoa.
Köyhän ainut huvitus
on heikko mielikuvitus.
Jos menneisyys, kuten joku tuolla edellä sanoo, koostuu hetkistä, niin voidaanko nuo hetket vielä puolittaa tai jakaa jopa äärettömän moniin osiin?
VastaaPoistaKvanttiteoria perustuu idealle tai tiedolle, että ihan kaikki koostuu perimmältään pienistä jakamattomista murusista, kvanteista.
PoistaEli ei voi. Ei ainakaan saman teorian perusteella.
Planckin aika on se ajanjakso, joka valonnopeudella kulkevalta fotonilta kuluu Planckin pituuden mittaiseen matkaan. Sitä lyhyempi hetki ylittäisi ymmärryksen.
PoistaWikipediasta: "Planckin pituus on käytännössä lyhin matka jota voidaan käyttää fysiikan laskuissa (ottaen huomioon yleisen suhteellisuusteorian ja Heisenbergin epätarkkuusperiaatteen)." Siis "käytännössä".
PoistaAjan mittauksessa ei ole mitään alarajaa ajan pituudelle. Heisenbergin epätarkkuusrelaatio koskee myös ajan ja energian mittausta. Nämä suureet ovat kytköksissä toisiinsa vastaavalla tavalla kuin tutut paikka ja impulssi ovat, muita vastaavia pareja löytyy lisää. Relaatio on siis:
PoistadE dt >= h/(4pi)
Se on epäyhtälö ja dt:lle eli ajan epätarkkuudelle ei ole alarajaa mutta mittaus tapahtuu energian kustannuksella. Siis energian epätarkkuus kasvaa jos päästään pienentämään ajan epätarkkuutta. Aika itsessään ei ole kvantittunutta. Ajan mittaaminen suurella tarkkuudella onkin sitten muista syistä vaikeata kun mennään todella lyhyisiin aikoihin, ainakin toistaiseksi.
Ainoastaan suljettujen kvanttimekaanisten järjestelmien, kuten atomit, energiat tyypillisesti ovat kvantittuneita. Vapaa hiukkanen ei ole kvantittunut vaan sen energia voi muuttua vapaasti. Fotoni on itsessään energiakvantti joka pysyy sellaisenaan. Se voi menettää joissakin erikoisissa törmäyksissä energiaansa mutta jatkaa matkaa sitten edelleen.
Kvantittuminen ei ole mystiikkaa vaan useissa järjestelmissä se on seuraus hiukkaseen kohdistuvista reunaehdoista. Esim. harmoninen oskillaattori kvantittuu siten että aaltofunktioiden on oltava äärellisiä kaikkialla. Käytännössä sellaisia tilanteita löytyy kun ioni asettuu jotenkin sidottuun tilaan lähelle muita ioneja ja alkaa näiden takia värähdellä. Se voi muuttaa ulkoisten energiaimpulssien kautta tilaansa joko suuremmalle tai alemmalle energialle luovuttaen joko fotonin tai fononin jotka siis ovat energiakvantteja. Vetyatomin kohdalla on vastaavia kuvioita ja tuloksena on monipuolinen kvantittuminen useammalla tavalla. Raskaammissa atomeissa tilanne muuttuu entistä mutkikkaammaksi.
Kvanttifysiikassa ei ole lainkaan eilistä, huomista tai tätä päivää. Siellä ei ole myöskään mitään nimiä kuten Planck, Heisenberg tai Pauli. Mikään fysiikan lajeista ei pysty mallintamaan inhimillistä kulttuuria ja sen terminologisia käsitteistöjä. Kvanttifysiikka kuvaa sellaista todellisuutta, jota emme voi havaita. Sellaisia todellisuuksia on olemassa.
VastaaPoistaKvanttifysiikkaa itseään kuvaavat kuitenkin sellaiset termit kuin vakio, epätarkkuus ja kieltosääntö. Kun ne sekoittaa lasilliseen kuohuvaa, saa tulokseksi mainion nyt-hetken nautittavaksi uuden vuoden kunniaksi.
Toivoo Bender, alias nimetön.