Τετάρτη, 26 Οκτωβρίου 2011

Κβαντικός χαμός

Ο χρόνος είναι απόρροια μιας ανάγκης του ανθρώπου να ταχτοποιήσει αν θέλετε, επιμέρους δραστηριότητες οι οποίες δε σχετίζονται με τα βασικά του ένστικτα: μαμ, κακά και νάνι. Εργασία, ψυχαγωγία, κοινωνικοποίηση, εκπαίδευση, διασκέδαση. Όλα ορίζονται από το πλάισιο του χρόνου. Τώρα για ποιον ηλίθιο λόγο ένα έτος έχει 365 μέρες και κάθε μέρα έχει 24 ώρες και κάθε ώρα 60 λεπτα και κάθε λεπτό 60 δευτερόλεπτα....δεν ξέρω. Αυτό που ξέρω είναι ότι πιο random πεθαίνεις. Μα είναι νούμερα αυτά;

Τέλος πάντων. Αν συμφωνείτε με την παραπάνω θεώρηση, πέσατε στην παγίδα του Νέυτωνα. Επόμενο δεν είναι; Ο Νewton πήρε το χρόνο ως κάτι δεδομένο. Και είναι δηλαδή για τα δικά μας μέτρα και σταθμά. Δυστυχώς, το μεγάλο αυτό μυαλό δεν είχε στη διάθεση τα μέσα του σήμερα. Η έννοια της ταχύτητας και της επιτάχυνσης δε θα μπορούσαν να πάρουν ποτέ τις διαστάσεις που κυβερνούν το σύμπαν στα 1600, μια εποχή απαίσια και πανβρώμικη και κατά κύριο λόγο με μια εκκλησία που προσπαθούσε να ελέγξει τους πάντες και τα πάντα και έκαιγε μάγισσες. Duh. Ο απόηχος της κοινωνικής δυσκαμψίας ακολούθησε και τις επιστήμες για αρκετά χρόνια.

Οι "μορφωμένοι" αποτελούνταν από μια κάστα πλουσίων που για πρωινό έτρωγαν γουρουνόπουλο με παντεσπάνι και όλη την υπόλοιπη μέρα αγνάντευαν τη μοίρα τους. Το αστείο δε ήταν ότι οι μεγαλοέμποροι και τα συναφή συνήθως δε μπορούσαν να φτάσουν την οικονομική άνεση των δουκάτων και των υπολοίπων του συναφιού. Μέσα στο συρφετό της πλουτοκρατίας κατάφεραν να ξεχωρίσουν μυαλά που έκαναν το εξής καταπληκτικό: ΒΑΡΙΟΝΤΟΥΣΑΝ.

Ναι, ναι, ας μην κολλάμε σε δυσπιστίες. Είναι δεδομένο ότι η βαρεμάρα τους έτρωγε και έπρεπε να βρουν κάτι να κάνουν. Μορφωμένοι ήταν, την ανάγκη για δουλειά ΔΕΝ την είχαν οπότε έκαναν πειράματα και φιλοσοφούσαν με μαθηματικούς όρους.
HINT: Kάπου εδώ πρέπει να μπαίνουμε σε σκέψη για τα πολιτικά κατεστημένα περί καπιταλισμού, κομμουνισμού, ελευθερία σπουδών στη χώρα μας κλπ κλπ κλπ...

Φως. 300.000.000 μέτρα το δευτερόλεπτο. Ασύλληπτο ακόμη και για τα δικά μας μυαλά. Δε θα μπορούσε ποτέ να φανταστεί ο τύπος (o Newton ντε...) ότι κάτι τέτοιο είναι εφικτό. Γι αυτό και ήρθαν αργότερα ένας σκασμός από τεράστια μυαλά (αναφορικά με τη βλέψη τους για τις επιστήμες πάντα...Από EQ δεν ξέρω τι έκαναν...) και προσπάθησαν να εξηγήσουν τα ανεξήγητα. Τα μικρά. Τα τόσο μικρά που δε φαίνονται ούτε με μικροσκόπιο. Και δε σας κρύβω ότι το μέγεθος μετράει. Και πάρα πολύ μάλιστα.

Όταν μικρύνουμε σε κλίμακα, για κάποιο λόγο χάνουμε την προλεψιμότητα μας. Δηλαδή: Ο Νεύτωνας, καταλάθος μάλλον ο άνθρωπος, δημιούργησε την άμεση σχέση αιτίου-αποτελέσματος. Το κίνημα του ντετερμινισμού κοινώς. Τι λέει αυτό; Αυτό λέει ότι γνωρίζοντας ακριβώς τις αρχικές συνθήκες μπορώ να περιγράψω επακριβώς το αποτέλεσμα. Αυτό σημαίνει ότι αν ρίξω ένα νόμισμα σε απόλυτα ελεγχόμενες συνθήκες, χρησιμοποιώντας Νευτώνειους όρους, μπορώ να προβλέψω με βεβαιότητα το αποτέλεσμα. Αυτό επεκτάθηκε σε πάρα πολλές επιστήμες βασικά και ήταν ίσως κακό. (βλ. Φρόυντ)

Παρακάτω. Σε ατομική κλίμακα παρατηρήθηκε το εξής απίστευτο. Δεν μπορούσαν να προβλέψουν τίποτα. Τίποτα όμως. Όλα είχαν έναν δικό τους τρόπο να "συμμαζέυονται" και να ταχτοποιούνται. Θα μου πεις, αφού τα μικρά συμπεριφέροντα ως μικρά και τα μεγάλα ως μεγάλα, τι μας νοιάζει; Άκρη βγάζουμε. Δεν είναι έτσι όμως.

Ο Einstein (με το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο ντε) παρατήρησε (ξαναλέω, ΤΟΤΕ, όχι τώρα. Γύρω στα '10s) ότι το φως συμπεριφερόταν με εντελώς ανορθόδοξο τρόπο ο οποίος μάλιστα προσέγγιζε την όποια λογική των μικρών. Άρα, αγνοώντας την περίεργη συμπεριφορά των μικρών, παρερμηνέυουμε σημαντικά (ίσως) φαινόμενα των μεγάλων. (Για ξεκαθάρισμα περισσότερο. Δεν είμαστε εμείς τα μεγάλα. Μιλάω για θηρία τύπου πλανήτες αστέρια και τα συναφή...)

*Οφείλω να πω ότι ψοφάω για τις πραγματικές ιστορίες πίσω από όλες τις επιστημονικές ανακαλύψεις οπότε μετά το τέλος αυτού το ό,τι να ναι ποστ, αν θέλετε μπορώ να γράψω και ένα κειμενάκι για τους επικούς καβγάδες μεταξύ πολλών διασημων επιστημόνων και όχι μόνο...;)

Και κάπως έτσι οδηγήθηκε στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο το οποίο το ξέρετε όλοι γιατί το ζείτε καθημερινά. Όταν σε μια μεταλλική πινακίδα (απ 'αυτές του Κ.Ο.Κ μωρέ) πέσει μια δέσμη φωτός αυτή φαίνεται να λάμπει στιγμιαία.

Αυτό ο Einstein το απέδωσε στο γεγονός ότι κάποια μικρά υποατομικά σωματίδια, τα ηλεκτρόνια, προσλαμβάνουν ενέργεια από το φως και αν θέλετε, μεταπηδάνε σε υψηλότερη ενεργειακή στάθμη. Αν θυμηθούμε από προηγούμενο ποστ (My sweet entropy, part 1) η υψηλή ενέργεια είναι κακό πράγμα. Πρέπει να την αποβάλλουμε. Έτσι το ηλεκτρόνιο θέλοντας να επιστρέψει στην πρότερή του αλλά και σταθερότερη ενεργειακή κατάσταση αποβάλλει αυτή την ενέργεια ως ακτινοβολία.

Ναι. Γι'αυτό το πήρε το Νόμπελ.


Δευτέρα, 17 Οκτωβρίου 2011

Περί κβαντικής ανησυχίας

Πάλεψα αρκετά μέσα μου για το αν θα έπρεπε να πιάσω ένα τόσο βαθύ και περίπλοκο θέμα αλλά πάντα ήθελα να γράψω γι αυτό. Αυτό που με ανησυχεί ακόμη περισσότερο είναι το ότι δε μπορώ να το συνδέσω με πτυχές τις καθημερινότητας.

Το χρονικό των κβαντικών επιστημών είναι περίεργο, γεμάτο ίντριγκες και καβγάδες και φυσικά αναλύσεις εκ βαθέων για θέματα που δεν πρόκειται να απασχολήσουν πολύ κόσμο. H φάση είναι ότι απασχολούν και συναρπάζουν εμένα και το blog το κραταω για μένα οπότε what the hell, δωστου να πάει στο καλό.

Θα ξεκινήσουμε λίγο παράδοξα τη διαδρομή στο παρελθόν. Για την ακρίβεια πάμε στο δικό μου παρελθόν, Γυμνάσιο, στο μάθημα της Χημείας όπου και είχα σπάσει τα νεύρα της καθηγήτριας γιατί τη ρωτούσα ασταμάτητα για θέματα στα οποία δε μπορούσε να απαντήσει καθώς θα τρώγαμε μήνες μέχρι να καταλάβω τις απαντήσεις. Εκεί έκανα την εξής ερώτηση που ήταν σαν να της έκανα κρύο ντούζ.

"Κυρία, γιατί άτομο; Αφού δεν είναι άτομο (α και τέμνω για όσους δεν πήγαν σχολείο). Από τη στιγμή που κάτι υπάρχει μπορούμε να το κόψουμε κι άλλο."

Και αφού συνήλθε από την εντελώς κουλή ερώτηση μου δωσε μια καταπληκτική απάντηση:

"Από τη στιγμή που κάτι χρειάζεται ποσά ενέργειας (για να τμηθεί) που εμείς αδυνατούμε να του τα δώσουμε, τότε θεωρούμε ότι δεν κόβεται άλλο."

Η απάντηση είναι ορθότατη αλλά δεν είναι σωστή. Θα εξηγήσω παρακάτω. Εμένα μου έφτανε. Για πρώτη φορά μπήκε στο μυαλό μου η έννοια της σύμβασης. Στο προηγούμενο ποστ κάναμε αρκετές από δαύτες. (hint: κλειστό σύστημα) Οι συμβάσεις στην ουσία είναι ένα τεκμήριο αν θέλετε που έχουμε εμείς οι επιστήμονες. Είναι το μεγάλο βήμα που πιθανότατα θα χρειαστεί να κάνεις για να καταλήξεις κάπου. Δεχόμαστε κάτι ως δεδομένο ώστε να πάμε παρακάτω. Τα παραδείγματα είναι πολλά και απτά και στην καθημερινότητά μας (για δες. Proving yourself wrong. First stage to psychopathy :P) Κατακλυζόμαστε από συμβάσεις της στιγμής μόνο και μόνο για να πάμε παρακάτω.

Δε θέλω να εντρυφήσω σε παραδείγματα αλλά έλα που πρέπει. Δεχτήκαμε ότι το άτομο είναι άτμητο μόνο και μόνο για να μας επιτρέψει να δομήσουμε πάνω του μια περίεργη και συναρπαστική θεωρία η οποία τελικά απέρριψε την αρχική μας υπόθεση. (!!!) Αυτό στα μαθηματικά δε θα μπορούσε να γίνει. Η απαγωγή σε άτοπο είναι από τις πιο βασικές μεθόδους επιλύσεων προβλημάτων. Τότε αφού όλα διέπονται από μαθηματικούς κανόνες, και τα μαθηματικά απαγορεύουν κάτι τέτοιο, τι στο καλό κάναμε λάθος;

Η σύμβαση που κάνεις όταν ανάβεις το μάτι της κουζίνας έιναι ότι θα σου ζεστάνει το υγρό που του έβαλες επάνω. Δεν ξέρεις το αποτέλεσμα ακόμη, αλλά επειδή Νευτωνειακά και ενστικτωδώς (και με ανάποδη σειρά) λειτουργούμε ντετερμινιστικά και πιθανοκρατικά (αλλιώς θα 'μασταν νεκροί) αφήνουμε το μάτι να μας εξυπηρετήσει. Αν το μάτι δε σου ζεστάνει το νερό, τότε κάτι πήγε στραβά. Ας υποθέσουμε (σύμβαση ντε!) ότι ξέχασα να συνδέσω την κουζίνα στο ρεύμα. Τι κάνω; Τη συνδέω φυσικά. 

Έτσι απαντάω και στο προηγούμενο παράδοξο. Δεν απέρριψε η αρχική μας θεωρία τη σύμβαση που κάναμε. Προχωρώντας όλο και περισσότερο στην αλήθεια των πειραμάτων, καταρρίπτω ολοένα και περισσότερες θεωρητικές υποθέσεις. 

Το αυγό έβρασε ή είναι μελάτο; Η νοικοκυρά θα πει άστο λίγο ακόμη για να είμαστε σίγουροι. Ο επιστήμονας θα πει βάλε ένα παραπάνω ώστε να το δοκιμάσουμε σε μια χρονική στιγμή t και να ξέρουμε τι στο καλό είναι. Και εδώ εισάγει μια ακόμη υπόθεση - ντετερμινιστική σας διαβεβαιώ. Υποθέτει ότι όλα τα αβγά μοιράζονται την ίδια κατάσταση. 

Τι πιο λογικό; Τα βάλαμε μαζί, άρα μαζί θα βράσουν. Αν το ένα είναι μελάτο και τα βγάλω όλα εκείνη τη στιγμή θα έιναι μελάτα. Μα αυτή είναι μια υπόθεση που ΔΕΝ έχει λογική. Είναι απλά μια υπόθεση. Οι καταστάσεις του αβγού παραμένουν τρεις: άψητο, μελάτο, σφιχτό. Πρέπει να το βγάλω από το νερό και τότε οι θεωρητικές μου υποθέσεις καταρρέουν και μένω με μια αντικειμενική αλήθεια. (οι φυσικομαθηματικοτέτοιοι σκασμός, ξέρω ότι είναι λάθος η έννοια "καταρρέω")

Μέχρι τώρα θα πρέπει να φαίνεται ξεκάθαρα το πόσο βασιζόμαστε στις συμβάσεις. Είναι τραγικό το ξέρω, αλλά κινούμαστε καθημερινά με ταχύτατους υπολογισμούς που έχει μάθει να κάνει ο εγκέφαλος. Η τελική κατάσταση μας εκρέει πιθανοκρατικά στον εγκέφαλό μας με βάση την αρχική μας. Σπανίως πέφτουμε έξω όπως θα έχετε παρατηρήσει. Αυτό γιατί είμαστε γαμάτοι. 
Αφού σας έπεισα ότι η καθημερινότητά μας πήζει από συμβάσεις θέτω και ένα άλλο ερώτημα.

Τι το τόσο συναρπαστικό έχει λοιπόν η κβαντομηχανική και όλοι ασχολούνται με αυτήν;
Ε, οι πιο πονηρεμένοι το καταλάβατε... :P  Δεν έχει καμία λογική βάση. Δεν μπορείς να προβλέψεις τίποτα με βεβαιότητα. Είναι ένα χαοτικό πράγμα -εξαρχής έτσι φαινόταν δηλαδή. Ο Νεύτωνας τα πάει περίφημα μέχρι και λίγο πριν περάσουμε σε μοριακό επίπεδο. Από κει και πέρα έχουμε πανηγύρι.

Έχει ενδιαφέρον να δούμε το γιατί ο Νεύτωνας έκανε λάθος. Συμπτωματικά να πω ότι θεωρείται ο εξυπνότερος άνθρωπος στη γη έβερ(τ) με στατιστικά υπολογισμένο IQ 200. Δεν ξέρω πως το υπολόγισαν, δεν έχει και ιδιαίτερη σημασία. Να'χαμε να λέγαμε.

Το μέγα λάθος που έκανε ο Νεύτωνας, δεν ήταν λάθος. Ήταν απλά μια σύμβαση. Το νόστιμο της υπόθεσης είναι ότι δε γινόταν να μην κάνει αυτό το "λάθος". Πιο αναλυτικά γιατί σας έχω σκάσει: O Νεύτωνας αναγκάστηκε από τους περιορισμούς της εποχής του να πάρει το χρόνο σαν απόλυτη σταθερά. Όταν λέω αναγκάστικε, δεν εννοώ ότι του έβαλαν το μουσκέτο στην γκλάβα, αλλά ότι μια οποιαδήποτε διαφορετική υπόθεση θα φάνταζε το λιγότερο, άξια για τη λαιμητόμο. Μην ξεχνάμε τον έρμο τον Γαλιλαίο.

Ο χρόνος είναι σταθερός είπε ο κύριος Newton. Τι εννοούσε; Βασικά η σωστή ερώτηση είναι τι ακριβώς εννοώ εγώ. Και που κολλάει ο χρόνος με το θέμα που συζητάμε. Θα πω απλώς κάτι για να διαπιστώσετε πόσο πίσω είμαστε οι άνθρωποι σε κάποια θέματα.

Πέρα από τις βασικές αρχές της φυσικής που διατυπώθηκαν κάπου στα 1600, οποιαδήποτε αναφορά στην κβαντομηχανική χρειάστηκε περί τα 300 χρόνια για να ξεστομιστεί. Μπορεί κάποιος να το διανοηθεί αυτό; 300 χρόνια για μια απλή αλλαγή στα σχέδια του μεγαλύτερου φυσικού που πάτησε πόδι στη γη.

Αυτή την αλλαγή την έκανε (ναι, σίγουρα πήγε το μυαλό σας εκεί) ο αξιαγάπητος Einstein. Αλλά κάτι που δεν ξέρει πολύς κόσμος δυστυχώς είναι ότι ο Einstein δεν βραβέυτηκε για τη θεωρία της σχετικότητας. Όχι. Ο Einstein τιμήθηκε με βραβείο Νομπέλ (και όχι Νόμπελ) για την ερμηνεία του στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Τι είναι αυτό; Στο δεύτερο μέρος γιατί το σεντόνι παραμεγάλωσε.

Σάββατο, 15 Οκτωβρίου 2011

My sweet entropy (part 3)

Αρρώστησα. Χρμμμπφ. Το σιχαίνομαι. Τέλος πάντων. Πάμε παρακάτω.

Τα δυο τελευταία κείμενα είχαν χαβά όμολογουμένως. Το τρίτο δε θα έχει και τόσο. Θα μπορούσα να το ονομάσω και "Αντί επιλόγου".

Όπως είπα ήδη, η εντροπική θεώρηση των πραγμάτων δε χρησιμεύει πουθενά. Είναι εντελώς λάθος να προσπαθούμε να ερμηνέυσουμε κοινωνικά και πολιτικά φαινόμενα με κανόνες που διέπουν τη φύση. Είναι καθαρά η προσθήκη μιας ακόμη οπτικής γωνίας και θέλω να πιστεύω αρκετά αποχρωματισμένης. Αν κάποιον τον βοηθάει να σκέφτεται έτσι, καλώς. Έχω συγγράματα να του προτείνω. Αλλά συμβουλή μου είναι να μην πορευόμαστε βασισμένοι σε κανόνες και νόμους. Αυτά αφήστε τα για εμάς τους φυσικοχημικομαθηματικοτέτοιους.

Η αντικειμενική αλήθεια δεν υπάρχει. Υπάρχει όμως η συλλογή και κατηγοριοποίηση πολλών υποκειμενικών βιωμάτων. Το συμπέρασμα μετά είναι όλο δικό μας να το κάνουμε ο,τι στο καλό θέλουμε.

Η πολιτική και οικονομική αστάθεια της χώρας μας ερμηνεύεται με την εντροπία. Με δική μου τοποθέτηση όμως. Μια δική σας ίσως να αποτύχει. Και αυτό γιατί εγώ τη σπούδασα την εντροπία και ξέρω να επιλέξω τις μεταβλητές της υπόθεσής. Ένας άλλος όχι. Όχι, δεν είμαι ψωνάρα, αν και σύμφωνα με την ephee θα πρεπε. Θα επιβεβαιώσω με παράδειγμα.

"Εντροπικά" λοιπόν έχουμε: Το δημόσιο χρέος, τον Α.Ε.Π. και την οικονομική κρίση.

Περίπτωση Α: Συγκεντρωμένη ενέργεια (δηλαδή χρήμα) βρίσκεται στο χρέος. Αυτή προκάλεσε κάποιου είδους ισορροπία ανάμεσα στην ανισόρροπη κίνηση του χρήματος. Πιο όμορφα, θα μπορούσαμε να πούμε ότι το σύστημα δύναται να κινηθεί προς την αταξία αν και μόνον αν του επιτραπεί, ειδάλλως παραμένει ως έχει.

Η συσσώρευση του χρέους δημιουργεί κωλύματα στη διασπορά της ενέργειας-χρήματος και ως εκ τούτου, απλά και μαγικά έχουμε έρθει σε μια κατάσταση λίγο πολύ γνωστή: την πλήρη ακινησία. Γιατί πως να υπάρξει κίνηση όταν όλα είναι σε στάση. Ουφ, τέλος πάντων.

Περίπτωση Β: Αν αλλάξουμε τις μεταβλητές θα οδηγηθούμε σε "λάθος συμπέρασμα". Κάποιος θα πει ότι η ανισορροπία υποστηρίζεται μέσω της κρίσης και ότι όλα βαίνουν προς το καλύτερο. Και αν μάλιστα εξισώσουμε το χρήμα με την ενέργεια τότε το ότι παίρνουμε όλο και λιγότερα χρήματα είναι καλό. Οδηγούμαστε σε ευνοϊκότερες ενεργειακά καταστάσεις. Είναι έτσι; Γιατί φαίνεται σωστό;

Αυτό που συμβαίνει και μας μπερδεύει είναι ότι αφήσαμε ένα πολύ σημαντικό μέρος αυτού του παραλογισμού απ'έξω.  Και είναι οι ενεργειακές καταστάσεις. Βλέπετε, είναι σχεδόν αδύνατο από τη στιγμή που κάτι αποκτήσει μια άλφα ενεργειακή "δομή" (ας μου επιτραπεί η έκφραση) να επιστρέψει σe παλαιότερη και ας είναι ενεργειακά ευνοϊκότερη. Μπέρδεμα έ; Όχι και τόσο.

Ας σκεφτούμε ένα αέριο. Σε φυσιολογικές συνθήκες (δηλαδή στη γη) δε θα γίνει ποτέ στερεό. Θα πρέπει να αλλάξει δραστικά κάτι από το περιβάλλον του για να αλλάξει αυτό. Για μια στιγμή όμως. Μιλούσαμε για κλειστά συστήματα. Ουδέποτε αναφέρθηκα σε συστήματα ανταλλαγής ενέργειας με το περιβάλλον. Είναι μια σύμβαση που δε δεχόμαστε να κάνουμε γιατί τα μαθηματικά είναι κομματάκι περίπλοκα.Μπορούμε βέβαια να δεχτούμε όλη τη γη σαν περιβάλλον.

Και τότε έρχεται το μεγαλύτερο λάθος. Ίσως είναι προφανές σε μερικούς. Οι άνθρωποι είναι σε διαρκή αλληλεπίδραση με το περιβάλλον τους. Είναι αδύνατον να εφαρμόσεις "εντροπικές" θεωρήσεις σε ανθρώπινες συμπεριφορές.

Και δηλαδή τι, έγραψες όλα αυτά μόνο για να τα αναιρέσεις; Δεν ξέρω. Είπα και κάτι άλλο πριν. Να δεχτούμε όλη τη γη σαν περιβάλλον. Αν κάνουμε το ανάποδο; Αν η γη είναι το κλειστό μας σύστημα; Εμείς αποτελούμε τα άτομα της; Και τότε, σε τι κατάσταση βρισκόμαστε; Αταξίας η μή αταξίας;

Όπως είπα, το παν είναι η τροφή για το κοκονιό. Όλα τ'άλλα είναι λεπτομέρειες. ;)

Δευτέρα, 10 Οκτωβρίου 2011

My sweet entropy (part 2)

Διασπείρει. Όχι απόλυτα κατάλληλη λέξη αλλά προτείνω να μείνουμε με αυτήν. Θα ταίριαζε και ο όρος ανακατανομή αλλά είναι ελαφρώς λανθασμένος. Θα γίνω πιο σαφής. Έστω σφαίρα που κρούεται ελαστικά με το πάτωμα. Ελαστικά στη φυσική σημαίνει ότι δεν υπάρχει κρατς, πουφ, μπόινγκ αλλά το γνώριμο τόινγκ. Κοινώς το μπαλάκι και το πάτωμα χαίρουν άκρας υγείας μετά το άνωθεν πείραμα. Είναι γνωστή παρατήρηση ότι κανένα μπαλάκι δε θα φτάσει στο ίδιο ύψος δύο τυχαίες φορές.


Για να συμβεί το αντίθετο θα έπρεπε να αποκλειστούν κάποια σημαντικά φυσικά φαινόμενα μερικά εκ των οποίων είναι:

1) Ελαστική παραμόρφωση της μπάλας την ώρα της κρούσης,
2) Να μην ακουστεί τόινγκ
3) Να μη ζεσταθεί τίποτε από τα δυο. Το τελευταίο δεν είναι παρατηρήσιμο με τα μέσα που διαθέτουμε αυτή τη στιγμή αλλά trust me, συμβαίνει.

Bear with me, ξέρω ότι περάσαμε σε χοντρή θεωρία αλλά το συμπέρασμα είναι όμορφο και μαγευτικό, I promise.

Η μόνη διέξοδος της ενέργειας είναι να εξαφανιστεί. Η ενέργεια όμως δε χάνεται, μετατρέπεται. Έτσι φεύγει προς τυχαίες κατευθύνσεις. Διασπορά. Αλλά! Εδώ είναι η παγίδα. Η ενέργεια όσο και να θέλει να φύγει, έχει μια συγκεκριμένη διέξοδο.

Μπορώ να το εξηγήσω με ποικίλους τρόπους αλλά χρειάζεται παράδειγμα για να μπορέσω να περάσω μετά στους -πλέον- ρετρό -και άσχετους- παραλληλισμούς μου. Δεν υπάρχει -ιδιαίτερη- περίπτωση το εν λόγω μπαλάκι να κινηθεί ανάποδα. Δηλαδή: Εκεί που κάθεται ωραία και καλά, να δώσει ένα ανεξήγητο σάλτο άνωθεν και να συνεχίσει να ανεβαίνει όλο και ψηλότερα με κινητήριο δύναμη την ενέργεια που συσσωρεύτηκε στο πάτωμα, ακριβώς κάτω από τη θέση της μπάλας. Θα ήταν πολύ κουλό έτσι; Εξού και ο όρος διασπορά. Διαφαίνεται καλύτερα το τυχαίο της υπόθεσης. Με τον όρο ανακατανομή  πέφτουμε σε παγίδα.

Και κομμουνιστικά να το δεις δηλαδή, με τον όρο ανακατανομή σε λούμπα πέφτεις. Η διασπορά του πλούτου θα ήταν εφικτή εάν και μόνον αν δεν υπήρχε άνθρωπος να τη μοιράσει. Όπως η ενέργεια μοιράζεται τυχαία*, έτσι και ο πλούτος. Το γελοίο της υπόθεσης είναι πως αυτό συμβαίνει. Πρακτικά είναι αδύνατον να δεις την ενέργεια να συγκεντρώνεται κάπου τυχαία. Τυχαία διασπείρεται. Έτσι και το χρήμα. Τυχαία κατανέμεται. Σκοπίμως συγκεντρώνεται. Θα μου πεις, το συμπέρασμα είναι ότι το χρήμα είναι ενέργεια; Και ναι και όχι.


*τυχαία: Θα ήταν καλό να διευκρινιστεί ότι ο όρος τυχαία αναφέρεται στην πρακτικά μη ακριβή προβλεψιμότητα της εκάστοτε διασποράς. To σύστημα είναι πιθανοκρατικά δύσχρηστο και μη διαχειρίσιμο. Μην ξεχνάμε ότι μιλάμε για άτομα και οι αριθμοί τους σε φάσεις υπερβαίνουν τα όρια της λογικής. Σαφώς και η ίδια η φύση ξέρει που στέλνει τι, και το αναλύσαμε στην ενότητα της φυσικής επιλογής. Το τυχαίο εδώ δε σημαίνει σε καμία περίπτωση παράλογο. Μόνο τυχαίο.

Παύση στο θέμα, πάμε παρακάτω μπας και μας βγάλει πουθενά ο δρόμος. Αυτή η φυσική επιλογή, αυτή η τάση της φύσης να διαλέγει να βρίσκεται πάντα στην πιο απλή -εύκολα διαχειριζόμενη- ενεργειακή κατάσταση δημιουργεί μια περίεργη συνθήκη. H παρακάτω εικόνα δίνει πολύ απλά τα λεγόμενα μου με έναν πιο γραφικό τρόπο:

Αγνοήστε την ερώτηση στην εικόνα αν και μέχρι τώρα μπορείτε να βρείτε την απάντηση. Φαίνεται πως η φύση αγαπάει την αταξία και όχι την τάξη. Είναι μπέρδεμα το ξέρω, πως είναι δυνατόν μια διαλυμένη, διασκορπισμένη οντότητα να καταλήγει σε άριστα διατεταγμένες δομές όπως για παράδειγμα κρύσταλλοι, πρωτεϊνικές δομές και τα συναφή;

Ας επιστρέψουμε στο πρώτο ποστ κατά τη διάρκεια του οποίου γνωρίσαμε τον ορισμό εσωτερική ενέργεια. Ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος έκανε ακριβώς αυτή τη δουλειά. Παρήγαγε μια καταστατική συνάρτηση με την οποία εμείς οι φυσικοτέτοιοι κάναμε τη δουλειά μας: Υπολογίζαμε αν μια αλλαγή στην κατάσταση ενός κλειστού συστήματος είναι εφικτή ή όχι. Εκεί πατάει ο δεύτερος νόμος και εισάγει τη χρήση της εντροπίας προς διευκόλυνση, ως μέτρο της αταξίας ενός συστήματος. Αυτός ορίζει πως:

Η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος αυξάνεται κατά τη διάρκεια αυθόρμητων αλλαγών. 


Εν ολίγοις, μια αυθόρμητη διαδικασία (δηλαδή κάτι που η φύση προτιμάει άρα και είναι ενεργειακά ευνοϊκότερο -βλ. λιώσιμο του πάγου) αυξάνει την εντροπία του συστήματος. Εφόσον η εντροπία είναι μέτρο της αταξίας ενός συστήματος τότε μπορούμε με ασφάλεια να έρθουμε στο εξής μαγικό συμπέρασμα: Η αταξία αυξάνει την ισορροπία! 


Η ανισορροπία προέρχεται από στερεές, νευτώνειες πρακτικές ενώ αντίθετα η ισορροπία προέρχεται από μια απίστευτη αταξία!

Αν το δούμε πιο απτά, μπορούμε να ρίξουμε μια ματιά στο νομικό σύστημα της Ελλάδος. Είναι υπερπλήρες σας διαβεβαιώ. Και δε χρειάζεται να προσπαθήσει ο καθένας από μας για πάνω από ένα δευτερόλεπτο ώστε να θυμηθεί όλες εκείνες τις φορές που η γραφειοκρατία μας τσαλάκωσε τα νεύρα. Υπερπλήρες νομικό σύστημα, απόλυτη τάξη, αρχίδια του καράμπελα. Δε λειτουργεί τίποτα. Σαν να προσπαθήσω να τσαλακώσω ένα χαρτί και να το φέρω πίσω στην αρχική κατάσταση. Μόνο αν ήμασταν ταινία και πατούσα το rewind. Οκ, ο παραλληλισμός δεν είναι ο πιο πετυχημένος αλλά καταλάβατε.

Δεν γίνεται να μηδενίσεις την εντροπία. Θα πρέπει να φτάσεις το απόλυτο μηδέν και τα μαθηματικά όρια είναι ασαφή. Τείνουν να μηδενιστούν. Με μηδενική εντροπία έχεις μηδενική ύλη.

Πάρε το χρέος για παράδειγμα. Όσο περισσότερα χρωστάμε, τόσα πιο πολλά χρήματα βγάζουμε. Είναι παρανοϊκό το ξέρω, αλλά είναι η αλήθεια. Βέβαια θα ήμουν απίστευτα τρελός αν δεν παραδεχόμουν ότι η εντροπική θεώρηση των πραγμάτων δε χρησιμεύει σε τίποτε παρά μόνο σε συζήτηση σε ένα χαζό μπλογκ αλλά εμένα μου έδωσε τροφή για σκέψη.

Παράδειγματα που έχουν πλάκα:

Η κίνηση στους δρόμους. Προέρχεται από την έλευση του κόσμου στο χώρο εργασίας. Στοίχισε όλα τα αυτοκίνητα στη σειρά και κάνε τα φανάρια κόκκινα. Τι κινείται; ΤΙΠΟΤΑ. Ενέργεια μηδέν.

Δώσε όσα λεφτά χρειάζονται σε όλους. Τι τους μένει στο χέρι αφού ξεχρεώσουν; ΤΙΠΟΤΑ.

Ψήφισε στις εκλογές με απόλυτη πειθαρχία στο οικογενειακό πολίτευμα. Τάξις και ασφάλεια. Πότε θα αλλάξει η κατάσταση; ΠΟΤΕ.

Δώσε λεφτά στον ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ζητιάνο. Θα τα ξοδέψει για να πάρει ότι θεωρεί αυτός θεμιτό. Τσιγάρα, πιτόγυρο, ρούχα, whatevah. Μπορείς να το προβλέψεις; ΟΧΙ. Μπορείς να τον κλέψεις; ΟΧΙ. Δε θα έχει ποτέ αρκετά λεφτά επάνω του. Γιατί; Γιατί με την αταξία του και τη μη προβλεψιμότητα των πράξεών του θα είναι για πάντα ζητιάνος. Ένα βήμα παραπέρα στην κοινωνική βαθμίδα θα τον φέρει αντιμέτωπο με περισσότερη αταξία. Λογαριασμοί, ΔΕΚΟ, σκατά, φατά, ματά, Ε9. Θα πρέπει να παλέψει με την περισσότερη αταξία για την "καλύτερη" κατάσταση ισορροπίας...

Και πάει λέγοντας.

Πλάκα δεν έχει;

(to be continued)









Κυριακή, 9 Οκτωβρίου 2011

My sweet entropy (part 1)

Έχω πραγματικά πάρα πολύ καιρό να γράψω "επιστημονικό" άρθρο... Μου 'λειψε. Αν και γενικότερα ο σκοπός μου δεν είναι η εκλαΐκευση της επιστήμης καθώς αυτό είναι κάτι που το κάνουν εκπληκτικά σπουδαίοι επιστήμονες, είναι περισσότερο η ανάμιξη των επιστημονικών προβλημάτων με καθημερινά θέματα που απασχολούν λίγο πολύ όλους μας. Με κίνδυνο να μακρυγορήσω και να μην καθίσει κανείς να διαβάσει το μακρυνάρι λέω να ασχοληθώ λίγο πολύ με την εντροπία. Πριν βαρεθούν οι μη γνώστες και αρχίσουν να βρίζουν οι γνώστες, θα επεκταθώ.


Είναι συναρπαστική η έννοια της. Για να προχωρήσει κανείς σε μια μικρή κατανόηση (διοτί μεγάλη αρκετά δύσκολο να επιτευχθεί, είναι ο μόνιμoς καβγάς με τους καθηγητές μας γιατί ούτε εκείνοι ξέρουν τι ακριβώς είναι...) πρέπει να υπάρχει μια επάρκεια γνώσεων την οποία είναι αδύνατον να παρέχει κάποιος σε ένα ηλίθιο blog post αλλά μια σούμα θα την παλέψουμε. Θερμοδυναμικά μιλώντας πάντα, και ορίζοντας ένα κλειστό σύστημα (ήτοις απομονωμένο από εξωτερικούς παράγοντες) η ολική ενέργεια του απομονωμένου αυτού συστήματος είναι σταθερή. Ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος. Αυτός είναι και ο λόγος που είναι αδύνατον να κατασκευάσουμε μια μηχανή η οποία θα παράγει χωρίς να καταναλώνει. Παράγει έργο; Καταναλώνει ενέργεια και δη με τη μορφή θερμότητας. Άρα αν ορίσουμε την εσωτερική ενέργεια ίση με U, τη θερμότητα q και το έργο w, έχουμε μια έκφραση του τύπου

dU= q + w

Mε λίγα λόγια, οποιαδήποτε αλλαγή στην ενεργειακή κατάσταση ενός απομονωμένου συστήματος εκλαμβάνεται ως παραγωγή ή κατανάλωση έργου ή πρόσληψη ή αποβολή θερμότητας από και προς το περιβάλλον. Σαν μια πόλη δηλαδή με σταθερούς κατοίκους οι οποίοι παλεύουν για το μεροκάματο. Εάν αφήσεις το σύστημα κλειστό, η "ευτυχία" (ναι, για το χρήμα μιλάω...) θα παραμένει σταθερή και θα ανταλλάσσει χέρια. Για βάλε όμως στην εξίσωση λίγους μετανάστες, μια δυσβάσταχτη φορολογία σε συνδασμό με χαμηλούς μισθούς και θα δεις τί όμορφα κινείται το πράγμα. Η εσωτερική ενέργεια του συστήματος μεγαλώνει πλέον καθώς όλο και περισσότεροι άνθρωποι τείνουν να βοηθήσουν στην είσπραξη φόρων από το κράτος και μπλα μπλα μπλα φτάσαμε στην παραγωγή έργου κτλ κτλ. Κοίτα να δεις πόσο πολιτική μπορεί να γίνει η συζήτηση για την εντροπία. Και ακόμη δεν αρχίσαμε, έ;

Προχωρόντας παρακάτω, θα θίξω το θέμα της φυσικής επιλογής που λένε οι βιολόγοι. Εμείς εδώ το λέμε αλλιώς. Εμείς βλέπουμε τα πάντα με βάση το κόστος τους. Σαν η φύση να είναι μια καλοστημένη επιχείρηση. Μόνο που αυτή δε χρειάζεται να κοπιάζει και πολύ. Έχει κάποια πράγματα έτοιμα γι αυτήν. Για παράδειγμα ένα αέριο θα καταλάβει αυθόρμητα το χώρο που του δίνεται. Ο σίδηρος θα αντιδράσει με το οξυγόνο και θα γίνει εκείνη η πορτοκαλί αηδία επάνω στα κάγκελα που σου λέρωσε την άσπρη τη μπλόυζα. Αυθόρμητη διεργασία. Κοινώς δε χρειάζεται βοήθεια για να συμβει.Προσοχή όμως. Η φύση το ξέρει πολύ καλά ότι τίποτε δε γίνεται χωρίς αντάλλαγμα. Σε αντίθεση με εμάς τους καθυστερημένους που τα θέλουμε όλα έτοιμα. Η λέξη αυθόρμητο μεταφράζεται σε μια φυσική τάση της ύλης να οδηγηθεί σε κάποιες καταστάσεις. Παρόλα αυτά, είναι αδύνατον να προκύψει μια διεργασία χωρίς να παράξει ή να καταναλώσει έργο. Η συμμετοχή του έργου είναι αδιαμφισβήτη. Και έτσι θα έπρεπε να είναι και στις κοινωνίες μας. Για την ακρίβεια ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής εξαγγέλει πως

καμία διεργασία δεν δύναται να συμβεί με μοναδικό στόχο την απορρόφηση θερμότητας από το περιβάλλον και την ολική μετατροπή της σε έργο.

Οπότε αγαπητέ τοσοδούλη Ελληνάρα, μάθε λοιπόν πως τα μεγαλεπίβολα σχέδια σου με χορηγό το κράτος και απώτερο σκοπό το τάισμα της κοιλάρας σου και του πωπουδάκου σου είναι καταδικασμένα να αποτύχουν. Πρέπει να δώσεις. Αυτό καλείσαι να κάνεις. Να δώσεις με σκοπό να πάρεις. Και πάντα αυτό που θα δίνεις έιναι λιγότερο από αυτό που θα πάρεις. Και για να τελειώσω με αυτό το ρήμα, πάρ'το απόφαση. Είσαι ένα γρανάζι ενός συστήματος που είναι πολύ πάνω από σένα. Και το γεγονός ότι κάποτε είχαμε Σπαρτιάτες και Μ. Αλεξάνδρους να καθαρίζουν για την πάρτη μας, πίστεψε με, 3000 χρόνια μετά, ούτε στον κώλο μας να τα βάλουμε. Τώρα τι κάνουμε είναι το θέμα.

Εχέμ.. Παρεκτρέπομαι. Συνεχίζω.

Όσο λοιπόν ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής συμβάλλει με τον τρόπο του στην εγκαθίδρυση ενός χρηματοοικονομικού συστήματος κίνησης της λογικής και της κοινωνίας κατά συνέπεια, γεννάται ένα άλλο ερώτημα. Η σταθερότητα της ενέργειας που ανέφερα παραπάνω έρχεται σε αντίφαση με την είσοδο νέων παραμέτρων (θερμότητα, μετανάστες, φόροι, όπως το καταλαβαίνει κανείς...). Θα περίμενε κανείς τη μεταβολή της ενέργειας ειδικά εάν στο σύστημα εισέρχεται θερμότητα. Βέβαια δεν είναι έτσι. Το σύστημα πρέπει να διατηρήσει την ενέργεια του (την εσωτερική, μην ξεχνιόμαστε) και αναγκαστικά, τη διασπείρει.

(to be continued)

Τρίτη, 4 Οκτωβρίου 2011

Ντεν καταλαβένη.

Σαν βγεις στον πηγαιμό για την Ιθάκη λέει, είσαι τόσο ηλίθιος που θα βρεθείς στη Θράκη. Τάδε έφη ο μεγάλος Αρκάς. Κι αν τον λένε Αντώνη Ευδαίμον όντως χαμογελάω στη συνομωσία που τον γέννησε. Κάπως έτσι είναι και η διαδρομή της χώρας μας. Ναι, ρε μαλάκα, πάλι για τη σκατοχώρα θέλω να γράψω. Αυτή με αγχώνει σε καθημερινή βάση και με κάνει να μισώ τον ίδιο μου τον εαυτό. Αυτή είναι που μας τσαλακώνει μέχρι το σημείο που η παραμόρφωση πάυει να είναι ελαστική.

Κι όμως, είναι απορίας άξιο. Αν το σκεφτεί κανείς (εγώ δηλαδή) όλοι μας παραμένουμε ελαστικοί. Δεν ήταν τυχαία η προπαγάνδα της κρίσεως πριν καν υπάρξει κρίση. Ο λαός έσκυψε το κεφάλι, τέλος. Μεροκάματο 200 έουρος γιατρέ και κάτσε 18 ώρες στα νοσοκομεία και σώζε κόσμο. Βέβαια το ενδιαφέρον είναι ότι ο γιατρουδάκος με το γραφειάκι του που χρέωνε πενηντάρικα, συνεχίζει να χρεώνει πενηντάρικα :P Καλή φάση.

Προσπαθώ επί ματαίω να αναλύσω την οικονομική πορεία της χώρας μας αλλά δυστυχώς κάτι μια γαμιόλα εξεταστική, κάτι οι ελλιπείς μου γνώσεις επί του θέματος με αποτρέπουν από το να δημιουργήσω μια συγκεντρωτική εικόνα, αντιπροσωπευτική μιας διαδρομής που πραγματικά μοιάζει με Οδύσσεια. Αλλά μοιάζει στην άλλη την Οδύσσεια. Αυτήν που ο Οδυσσέας φαγώθηκε από τον Κύκλωπα και η Penelope αδημονούσε μέχρι να φυτρώσουν ρίζες στα πόδια της. Μετά βέβαια έκανε όργιο με όλους τους μνηστήρες ταυτόχρονα και ησύχασε.

Πιθανότατα θα υπάρξει και δεύτερο παρτ διότι κάποια πράγματα μου ξεφεύγουν. Αυτό που με σκανδαλίζει τοιουτοτρόπως είναι η πορεία του χρέους σε σχέση με το πρωτογενές έλλειμα. Είναι να απορείς δηλαδή. Γιατί ΠΩΣ ΣΤΟΝ ΠΟΥΤΣΟ ΜΑΖΕΥΤΙΚΑΝ 300 ΔΙΣ ΣΕ 30 ΧΡΟΝΙΑ; Μα για όνομα του Βραχμαπούτρα δηλαδή, είσαι κράτος με 10 δις έλλειμα. Προφανώς κάτι δεν πάει καλά. Αυξάνεις παραγωγή ντεμέκ, τα γαμάς τη μάνα, αποτυγχάνεις εντελώς να ελέγξεις τον ορυμαγδό από χάρες και ρουσφέτια που έχεις δημιουργήσει και μετά δανείζεσαι για να καλύψεις το έλλειμα.

Όλα καλά αδερφέ, δεν αγχωνόμαστε. Η δική μου απορία εδώ σφηνώνει: ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΠΑΣΙΦΑΝΕΣ ΡΕ ΖΩΝΤΟΒΟΛΑ ΟΤΙ ΜΕ ΤΑ ΙΔΙΑ ΜΕΤΡΑ ΘΑ ΕΧΕΙΣ ΤΟ ΙΔΙΟ ΕΛΕΙΜΜΑ ΚΑΙ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ;

Τι σκατά, απλά μαθηματικά είναι. Άντε μ αυτά και μ αυτά στον τρίτο χρόνο της κυβέρνησης φτάσαμε να χρωστάμε 30 δις πες και πρωτογενές πλεόνασμα μηδενικό. Και τι κάνεις ρε αδερφέ; Δίνεις επιδοτήσεις χωρίς έλεγχο. Μπράβο. Έξυπνο. Μα ηλίθιε, μετά την τετραετία αναπροσαρμόσου. Κόψε μισθούς ελάχιστα. Δημοσίευσε οικονομικά στοιχεία. Μη φοβάσαι να συμπεριλάβεις το λαό στο παιχνίδι. Πες, έχω τόσα, μου περίσσεψαν τόσα, περίμενα τα 8πλάσια. Αυτοί δεν πλήρωσαν φόρο, σας γαμάω την π....α. Τόσο απλό ήταν, Το '84. Γιατί τώρα.... Κλάφτα Χαράλαμπε.