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.

Δεν υπάρχουν σχόλια: