מדוע הזמן נע רק קדימה? לשאלה הפשוטה הזאת אין תשובה פשוטה. הצטרפו למסע בעקבות התשובה
מאת אורן פרבר, חמד”ע
אנו מביטים בסרטון בו מוקרן כדור הנע על השולחן במהירות קבועה. האם נוכל לקבוע בוודאות שהסרטון מורץ מההתחלה לסוף (כרגיל) או שאולי הוא מוצג מהסוף להתחלה? מסתבר שאם החיכוך זניח, אין לנו דרך להכריע. מה לגבי כדור נופל? גם כאן לא ניתן לדעת, כיוון שיכול להיות שבסרטון המקורי זרקו את הכדור כלפי מעלה, ומבחינת הפיזיקה של נפילה חופשית (בהעדר התנגדות אוויר), זריקה מעלה וצניחה מטה מבוטאות על ידי אותן משוואות בדיוק.
מה לגבי כוס נשברת, פיצוץ או התנגשות? במקרים אילו ברור הכיוון ה’נכון’ של זרימת הזמן: מעולם לא נצפו שברים שיתאחו לכוס, או מכונית חדשה שתתהווה (לשמחת הביטוח) מתוך שבריה המעוכים. אפשר לתת אינספור דוגמאות נוספות: חום אינו זורם ספונטנית ממקום קר למקום חם, אפשר להפוך ביצים לחביתות אבל לא חביתות לביצים; קוביות קרח מפשירות, אבל מים לא קופאים בטמפרטורת החדר. דוגמאות אילו ממחישות היבט מרכזי של חץ הזמן, ויוצרות בנו את התחושה החזקה שלזמן יש כיוון.
עוד בנושא באתר הידען
בעקבות זאת נוכל לשאול, מה בדיוק הופך תהליך לבלתי הפיך בזמן? כלומר, אילו תהליכים ייראו לא סבירים (או בלתי אפשריים) כאשר נקרין אותם מהסוף להתחלה? בניסוח כללי יותר: האם יש לכל התהליכים שאינם הפיכים מכנה משותף בר הגדרה? מסתבר שכן, והתשובה לכך ניתנת במסגרת ענף בפיזיקה הנקרא, מכניקה סטטיסטית שצמח בעקבות תורת התרמודינמיקה.
המפתח להגדרת ההפיכות בזמן של תהליך קשורה למושג ‘אנטרופיה’ שניתן לפירוש כמידת ‘אי-הסדר’. זו פרשנות פופולארית ולא מדויקת, אבל יש בה משהו מן האמת. בהתאם להגדרה זו, האנטרופיה של פאזל מורכב קטנה יותר מזו של פאזל מפוזר והאנטרופיה של כוס שלמה נמוכה מזו של כוס מרוסקת; אם נדמיין את סידור האטומים במרחב, נוכל לומר שהאנטרופיה של קוביית קרח (מאוד מסודר) קטנה יותר מזו של אותה מסה במצב נוזל (פחות מסודר), שקטנה מזו של מים במצב גזי (מאוד לא מסודר).
המכאניקה הסטטיסטית דייקה יותר ופרשה את האנטרופיה כ- “מדד למספר המצבים המיקרוסקופיים שיוצרים מצב מקרוסקופי מובחן”. יש רק מצב אחד של פאזל ‘פתור’ אבל הרבה מצבים של פאזל מעורבב – ולכן הרכבת הפאזל היא תהליך שבו יורדת האנטרופיה. באופן דומה, לחביתה יש אנטרופיה גדולה יותר משל ביצה מכיוון שיש יותר דרכים לארגן את האטומים המרכיבים אותה למצבים שאותם נגדיר כ- ‘חביתה’ מאשר מצבים מיקרוסקופיים של ‘ביצה’.
והנה דבר מעניין: מסתבר שבעולמנו תהליכים ספונטאניים נוטים להגדיל את מידת האנטרופיה או אי-הסדר. אפשר להמחיש זאת בדוגמה: אם לא נקפיד לסדר, השולחן במשרד יהפוך מבולגן יותר, הגינה תהפוך מוזנחת, וחלקי הפאזל יישארו מפוזרים על הרצפה (ואולי יאבדו ברחבי הבית). נכון שיש אפשרות להוריד את מידת אי-הסדר באופן מקומי, אבל הדבר יגרור עלייה גדולה יותר במידת אי הסדר של הסביבה. למשל, אפשר לשים מים במקפיא ובכך להוריד את האנטרופיה שלהם, אבל החום שיוצר המקרר יגרום לעלייה גדולה באנטרופיה של מולקולות הגז שבחדר (בשורות רעות למי שחשב שאפשר להשתמש בפריזר כמזגן). באופן כללי, האנטרופיה הכוללת של היקום (או של מערכת סגורה) הולכת וגדלה עם הזמן, וזה אחד הניסוחים של החוק השני של התרמודינאמיקה – חוק טבע עמוק ויסודי, שטרם נמצאה ראיה שתפריך אותו.
אגב, הורדת האנטרופיה באופן מקומי מושגת על ידי הזרמה של אנרגיה מהסביבה למערכת. המקרר, למשל, לא יכול להוריד את האנטרופיה של המים אלמלא אספקה מתמדת של אנרגיה מחברת החשמל. באופן דומה האנטרופיה של גופים חיים היא יחסית קטנה (רמת ארגון גבוהה) , בזכות תהליכי הומיאוסטאסיס המווסתים קליטה של אנרגיה מהסביבה. כאשר תהליכים אלו פוסקים, הגוף מת ומתפורר, כלומר, האנטרופיה שלו עולה. בלשון התרמודינאמיקה: “מאנטרופיה גבוהה באת, לאנטרופיה גבוהה תשוב”
מעכשיו אמור: מוריד אנטרופיה מקומי
וזה מביא אותנו למכנה המשותף שחיפשו קודם לכל התהליכים שאינם הפיכים בזמן: בכולם מידת אי הסדר (או האנטרופיה) עולה ולכן התהליך ההפוך (ירידת האנטרופיה) הוא מאוד לא סביר. מדוע ‘לא סביר’ ולא ‘בלתי אפשרי’? ובכן, עד כמה שזה ישמע מוזר, תהליכים שבהם האנטרופיה יורדת באופן ספונטאני יכולים להתרחש. כדי להבין מדוע, נדמיין מיכל סגור שבו מולקולות גז מפוזרות באופן הומוגני. היות שלכל מולקולה יש מהירות וכיוון, יכול באופן תיאורטי להיווצר מצב בו כל המולקולות (ויש הרבה מאוד) יכוונו לפינה השמאלית של התיבה, ובכך תרד האנטרופיה. מדוע שיקרה דבר שכזה? באמת שאין שום סיבה, אבל זה אפשרי מבחינה תיאורטית. גם אם נושיב קוף מול מחשב וניתן לו לחבוט אקראית על המקלדת, הוא יוכל תיאורטית לייצר מחזה של שייקספיר. הסיכוי לזה הוא אפסי במידה לא נתפסת ולכן זה פשוט לא יקרה. זו בדיוק הסיבה שהאנטרופיה לא יורדת בתהליכים ספונטאניים.
אקראיות מטורפת שכזו מודגמת בפרסומת המושקעת של Bangkok Insurance:
http://www.youtube.com/watch?v=aS7rJyFQezo
הסבטקסט הוא כמובן, “זה אפשרי, אבל לא היית רוצה להסתמך על זה..לכן תעשה ביטוח! ”
לאתר הפנסיה של משרד האוצר שבאדיבותו התמונה בכתבה זו
לבלוג של אורן פרבר מדע ושאר רוח
117 תגובות
ישראל
זה בהחלט יכול להיות. ההרגשה שלי היא שמעשית -אנחנו באמת לבד, אבל בפלנטות דומות לשלנו, יש לפחות חיים פשוטים. אל תשכח שגם אצלינו, רוב צורות החיים הם חד-תאיים.
כבר אמרתי – אנחנו די לבד.
כבר אמרתי – אנחנו די לבד.
סבירות נמוכה בנמוכה שיש עוד הרבה פלנטות שבהן חיים כמו שלנו.
ישראל
סמיילי – אתה צודק.
מולקולה שמשתכפלת? אתה טועה. יש לנו כבר כמה כאלה שמתקרבים למה שחושבים הוא צורת חיים.
אם יש לך רעיון למקור אחר לחיים – אשמח לשמוע.
לא צריך טריליוני אטומים, גם אם תמצא צורה פשוטה של סמיילי באיזו פלנטה, תדע שמישהו יצר אותה..
🙂
ישראל
אנחנו לא יודעים מה היה המשכפל הראשון, וייתכן שהיה לא מורכב במיוחד. בכל מקרה – זהו מולקולה יחידה, ולא עט שמכיל טריליוני אטומים.
ובנוסף – כימיה אינה תהליך אקראי. לכן, קשה לדבר בצורה מושכלת על הסתברויות ואנטרופיה.
יוצא שהאנטרופיה של תא משתכפל – מנגנון מורכב ביותר – גבוהה מזו של כמעט כל חפץ דומם: עט, עיפרון, מפתח, מסמר, או צמד האותיות תט..
נו שוין, אבל אל תתפלא שלהרבה אנשים חכמים ונבונים לא פחות ממך קשה לקבל את זה.
ישראל
בויקיפדיה באנגלית כתוב:
“There is no single, generally accepted model for the origin of life. ”
כלומר, אין מודל אחד שהרוב מסכימים עליו. זה נכון.
אם אתה רוצה להבין ספציפית את הנוסח העברי, אני מציע לך לפנות לכותב הערך.
המשתכפל הזה שלך – הוא יכול לסביר אולי את מה שויקי אומרת:
״למרות זאת עד היום לא נמצא הסבר שלם ומניח את הדעת להיווצרותו של אותו יצור חי ראשוני, וזאת חרף התקדמות עצומה בהבנת התפתחות החיים וכדור הארץ הקדום״.
ישראל
אני מניח שהירידה במשתכפל ראשון הרבה יותר נמוכה מאשר בעט.
ודרך אגב, יש דברים שההסתברות להיווצרותם היא בדיוק 0.
ההסתברות אגב תמיד גדולה מ0 – זו רק שאלה של כמה זמן אפילו פנטום ייווצר ספונטנית.
(הרבה..).
אז האם ניתן להסיק מדבריך שירידת האנטרופיה במקרה של יצירה ספונטנית של תא משתכפל קטנה מירידת האנטרופיה במקרה של יצירה ספונטנית של עט?
ישראל
אני מסייג את נושא העט – יכול להיות שכל חלק שלו יכול היווצר בצורה ספונטנית, ואז החלקים יתלכדו.
כלומר – ההסתברות אינה בהכרח 0.
וכמובן שבן-אדם שנוצר “ספונטנית” יכול לבנות את העט….
ישראל
כן.
בוא ניגש לעיקר.
האם אתה טוען שעט – או רפיל של עט – או מילה שנכתבה עיי עט – לא יכולים להיווצר ספונטנית במשך חיי היקום אבל תא משתכפל כן?
ישראל
איפה כתבת שהמערכת סגורה?
כימיה אינה אקראית. אם תערבב מספר אטומים ביחד מכל מיני סוגים, יווצרו חומרים מסויימים, בהתאם לכל מיני תנאים. אלה לא כדורי ביליארד אינרטיים שיכולים להסתדר בכל צורה אקראית.
במקרה של העט – אפשר להניח שהחמצן תמיד יתרכב עם הברזל, ולא יווצרו חומרים פלסטיים.
אפשר גם להקל עליך: כשהעוזרת שלך מסדרת את הבית אז האנטרופיה שלו יורדת..
אז מה הכוונה ב״האנטרופיה תמיד עולה במערכת סגורה״? אם היא יכולה לרדת מתי שבא לה?
ואם היא אכן יכולה – אז איך אתה מסכים שעט רולקס לא יוכל להיווצר ספונטנית (טעות אגב, הוא כן יכול, רק צריך הרבה הרבה זמן..).
ישראל
1. האם אתה מסכים עם המשפט הבא: הסיכוי לירידת האנטרופיה במערכת מסדר גודל של מספר אבוגדרו בפרק זמן השווה לאורך חיי היקום הוא כמעט אפסי.
לא, אני לא מסכים. אם ניקח ענן של גז בחלל, הכבידה יכולה לגרום לירידה באנטרופיה. אם אשכח לרוקן את מערכת ההשקיה שלי בחורף המים יקפאו – ירידה באנטרופיה. אם ארתיח מים, אמיס בהם מלח עד לרוויה, ואתן למים להתקרר – נקבל ירידה באנטרופיה (התגבשות).
2. האם אתה מקבל שהיווצרות תא היכול לשכפל את עצמו מתוך חומר דומם (להלן מרק קדמון״) היא ירידה באנטרופיה.
כן, לזה אני מסכים. גם היווצרות של גביש היא ירידה באנטרופיה.
סופסוף כתבת משפט נכון ״אני באמת לא מבין מה אותה שואל, או מציע״ ולא קפצת ישר למסקנות (שגויות) כהרגלך.
1. האם אתה מסכים עם המשפט הבא: הסיכוי לירידת האנטרופיה במערכת מסדר גודל של מספר אבוגדרו בפרק זמן השווה לאורך חיי היקום הוא כמעט אפסי.
זו הטענה של המגיב סטודנט טכניון, שאגב אינו סטודנט אלא בוגר (מזמן) שלדבריו תחום ההתמחות שלו הוא אנטרופיה
2. האם אתה מקבל שהיווצרות תא היכול לשכפל את עצמו מתוך חומר דומם (להלן מרק קדמון״) היא ירידה באנטרופיה.
ישראל
כתבת “סטודנט טכניון, שמבין דבר או שניים בנושאים אילו, גורס שההסתברות להיווצרות ספונטנית של תא בודד המסוגל לשכפל את עצמו ב13.7 ביליון שנות היקום נמוכה ביותר.”
וגם כתבת “אז איך נוצרנו ספונטנית בלי בורא ללא תא שמשכפל את עצמו?”.
אני כתבתי שהמשכפל הראשון כנראה לא היה תא מורכב (כמו חיידק), אלא משהו הרבה יותר פשוט. לכן – הטיעון להסתברות נמוכה ביותר אינה רלוונטית.
כתבתי גם שיש מספר השערות למשכפל ראשון, אבל ייתכן ולעולם לא נדע אם אחת ההשערות האלה היא מה שהתחיל את החיים שלנו.
אז – אני באמת לא מבין מה אותה שואל, או מציע.
על איזה דיון אתה מדבר, יש פה דיון?
בדיון הצדדים אמורים להקשיב לטיעונים של הצד השני ולהתייחס אליהם, לא להמציא את הטיעונים של הצד השני.
מקודם טענת שאני מנסה להוכיח את קיומו של אלוהים. מכחיש? להראות לך איפה? האם טענתי דבר כזה?
עכשיו אתה אומר שאני מסכים שמה שטען המגיב סטודנט טכניון הוא שטות. איפה אמרתי את זה?
אז בשביל מה אתה צריך אותי פה, ממילא כמו תמיד אתה ממציא מה הם הטיעונים שלי ואז עונה עליהם.
אה שכחתי, הבנת העברית והנקרא לא משהו היום..
ישראל
אין טעם לדיון הזה. ציינת משפט של איזה סטודנט, והסכמת שהוא אמר שטות. אז עכשיו אתה מתווכח על המשמעות של כל אות?
אתה מוכן להסביר מדוע זו טענת איש קש?
אולי משהו כמו ההסבר האחרון שלך ״יש רק סיבה אחת להגיד שתא זה חייב היה להיווצר בצורה אקראית: אתה מנסה “להוכיח” שיש אלוהים״.
ישראל
לא סביר שעט יווצר ללא יוצר.
אם אין טענה שתא בודד נוצר אקראית, אז המשפט שלך:
“תא בודד המשכפל את עצמו בכדה״א ב13.7 ביליון שנה היא נמוכה מנמוכה כפי שטוען סטודנט משיקולי אנטרופיה – אז איך נוצרו החיים על הארץ?”
הוא טענת איש-קש.
מקבל, מקבל, לא ממש מבין מה הקשר. נראה לי שאף אחד פה לא.
מה עם השאלה שלי? עט רולקס יכול להיווצר מעצמו ללא יוצר חיצוני?
ישראל
אתה מתכוון לענות לשאלה שלי או לא?
כאחד שמודה שהעברית שלו היא לא בדיוק שפת עבר, ושכותב משפט חכם כמו ״יש רק סיבה אחת להגיד שתא זה חייב היה להיווצר בצורה אקראית: אתה מנסה “להוכיח” שיש אלוהים״, הייתי חושב כמה פעמים לפני שהייתי כותב ״עוד יותר לאט״ ושאר פלצנייתא. זה רק גורם לך להשמע יותר מגוחך.
קח למשל את מה שאתה אומר:
כתבת “בקיצור – אנחנו כנראה די לבד ביקום.”
עכשיו אתה אומר שלא כתבת את זה?
בוודאי שכתבתי וגם הסברתי:
״אם ההסתברות להיווצרות ספונטנית של תא בודד המשכפל את עצמו בכדה״א ב13.7 ביליון שנה היא נמוכה מנמוכה כפי שטוען סטודנט משיקולי אנטרופיה – אז איך נוצרו החיים על הארץ?
או שאולי התשובה היא טריוויאלית: היא נמוכה מנמוכה בארץ – אך אם ניקח ביליונים רבים של פלנטות בהם קיימים תנאים ליצירת חיים, אז ההסתברות שבאחד מהם אכן ייווצרו חיים נהפיכת לגבוהה שבגבוהות״.
אז למתקשים שבינינו דוגמה מספרית: אם ההסתברות להיווצרות ספונטנית של תא בודד המשכפל את עצמו בכדה״א ב13.7 ביליון שנה היא אחד למיליארד – נמוכה מנמוכה – אז אם יש לך מיליארד פלנטות תואמות ארץ אז ההסתברות שבאחת מהן ייווצר תא משתכפל כבר קרובה לוודאות. ואם יש טריליון פלנטות כאלו אז יהיו בסביבות אלף פלנטות עם סיכוי טוב לחיים, שלא לדבר אם יש אינסוף.
עדיין, אנחנו די לבד מכיוון שאם רק פלנטה ממיליון תואמת ארץ, ורק באחת ממיליארד נוצרו חיים, אז רק באחת מאלף טריליון פלנטות יש חיים. אך זה רחוק מאוד מלהגיד שאנחנו לבד ביקום.
קפיש?
בינינו, אתה מבין מהי טענתו של סטודנט טכניון? או מה זה בכלל איש קש?
בוא נתחיל ממשהו פשוט יותר: האם המחשב בו אתה משתמש – או אפילו המקלדת – או אפילו עט רולקס – היה יכול להיווצר בכדה״א ללא יוצר חיצוני, מתוך מרק קדמון של מולקולות וכוחות טבע כמו אילו שלטענתך כפי שאני מבין אותה היו קיימים בארץ לפני ביליוני שנים ומתוכם נוצר התא המשתכפל הראשון וזאת ללא יוצר חיצוני?
ישראל
וואוו. עוד יותר לאט???? 🙂
אנסה…
האם אתה מקבל את זה שהמדע לא טוען שתא משתכפל נוצר בצורה אקראית? הכוונה לתא שכולל מעטפת, גרעין וכן הלאה.
ישראל
כתבת “בקיצור – אנחנו כנראה די לבד ביקום.”
עכשיו אתה אומר שלא כתבת את זה?
“אם ההסתברות להיווצרות ספונטנית של תא בודד המשכפל את עצמו בכדה״א ב13.7 ביליון שנה היא נמוכה מנמוכה כפי שטוען סטודנט משיקולי אנטרופיה – אז איך נוצרו החיים על הארץ?”
זו טענת איש קש״.
למה?
״אמרת שאולי אנחנו החיים היחידים ביקום״.
איפה?
ישראל
אני צריך להקפיד להסביר לך יותר לאט, ולמספר את התגובות שלי…
כתבת “אם ההסתברות להיווצרות ספונטנית של תא בודד המשכפל את עצמו בכדה״א ב13.7 ביליון שנה היא נמוכה מנמוכה כפי שטוען סטודנט משיקולי אנטרופיה – אז איך נוצרו החיים על הארץ?”
זו טענת איש קש. לא אתה המצאת אותה ולא אותו סטודנט מבין מהטכניון. גם לא הויל וויקרמאסינגה המציאו אותה, למרות שהם אלה שעשו את החישוב….
אמרת שאולי אנחנו החיים היחידים ביקום. זו טענה בעייתית בגלל (לפחות 2 סיבות). הראשונה היא שאם היקום אינסופי אז אין שום דרך לבדוק את הטענה. השנייה היא שייתכן וחיים הם יחסית נפוצים, אבל לא באותו זמן. אולי באמת חריג שהחיים אצלינו שורדים כבר 3-4 ביליון שנה, והרבה פעמים הם שורדים הרבה פחות.
ועוד משהו קטן – כימיה היא לא אקראית. אין לחישוב כזה כל משמעות.
מהי טענת הקש שלי?
עוד הפעם עברית..
ישראל
הטענה הרווחת היא שנוצרו משתכפלים הרבה יותר פשוטים מחיידקים. יש מספר השערות למה היו המשתכפלים הראשונים, ולא צריך שוב ושוב לעלות את טענת הקש הזו.
חבל שאתה לא קורא קישורים…
די ברור למה כתבתי את זה: איני יודע מה התשובה, לכן שאלתי.
אם ההסתברות להיווצרות ספונטנית של תא בודד המשכפל את עצמו בכדה״א ב13.7 ביליון שנה היא נמוכה מנמוכה כפי שטוען סטודנט משיקולי אנטרופיה – אז איך נוצרו החיים על הארץ?
או שאולי התשובה היא טריוויאלית: היא נמוכה מנמוכה בארץ – אך אם ניקח ביליונים רבים של פלנטות בהם קיימים תנאים ליצירת חיים, אז ההסתברות שבאחד מהם אכן ייווצרו חיים נהפיכת לגבוהה שבגבוהות.
בקיצור – אנחנו כנראה די לבד ביקום.
ישראל
עברית לא שפת האם שלי, אז אני מתנצל מראש.
אני אמרתי שיש מספר הסברים (טבעיים) אפשריים להיווצרות החיים. גם אמרתי שמי שטוען אחרת, מנסה למכור משהו – ובד”כ, הוא מנסה למכור את האמונה הדתית שלו.
אתה התחלת את הדיון ב”סטודנט טכניון, שמבין דבר או שניים בנושאים אילו, גורס שההסתברות להיווצרות ספונטנית של תא בודד המסוגל לשכפל את עצמו ב13.7 ביליון שנות היקום נמוכה ביותר.”
את זה יודע ילד בכיתה ח’, כך שאותו סטודנט מבין, לא אמר משהו בדיוק חדשני. אז למה כתבת את זה?
קשה לך כל העניין הזה של העברית, אה?
קח מישהו – בן 8 ומעלה – ועבור איתו על השירשור. זה יעזור לך להימנע מפדיחות בעתיד.
רמז: כתבת: “למרות שלדעתי קיימת עוד אפשרות: ” כהרגלך לא ציינת מה האפשרות….”
אבל המשפט המלא שכתבתי הוא: “למרות שלדעתי קיימת עוד אפשרות: אני מנסה להבין כיצד נוצר יש מאין תא שמסוגל לשכפל את עצמו”. אז טכנית לפחות, ציינתי מה האפשרות, לא?
טוב, זה נהיה קצת יצירתי מהרגיל. תבין – טוב. לא תבין – גם כן טוב.
ישראל
כתבת “למרות שלדעתי קיימת עוד אפשרות: ” כהרגלך לא ציינת מה האפשרות….
אתה זורק משפט אחת מויקיפדיה, שוב כהרגלך – כי אתה מנסה להוכיח את מה שאתה מאמין בו, במקום לנסות לסתור…
אז – קרא את https://en.wikipedia.org/wiki/Abiogenesis – וענה לי על השאלה הבאה: האם לדעתך כל ההסברים האלה שגויים בעיינייך?
וחוץ מזה – מה ההסבר שאתה מציע? אשמח לדון על משהו מעניין, יותר מאשר לעשות מלחמת ציטוטים.
בסיעתא ד׳שמייא עלית עלי.. אכן סוכן ספרי קודש עבדך.
אך לא לבד אנוכי במערכה. אצל החברה הטובה שלי – ויקי – כתוב בערך ״מוצא החיים״:
״למרות זאת עד היום לא נמצא הסבר שלם ומניח את הדעת להיווצרותו של אותו יצור חי ראשוני, וזאת חרף התקדמות עצומה בהבנת התפתחות החיים וכדור הארץ הקדום״.
תוכל לשלוח משפט זה למעבדה לשונית פורנזית ולמצוא את ההבדל ממה שאני אומר?
השערות.. רעיונות.. מה עם ממצאים ועובדות יא אחיין של עכביש?
ומה פירוש המשפט: ״ואתה זה שמסובב. אתה אמרת שאין היום הסבר לתחילת החיים, ובגלל זה, אתה מציע הסבר אחר״ – איזה הסבר אחר הצעתי ניסימיינו? התחלנו גלוג גלוג קצת מוקדם מהרגיל היום?
שלושים כפיפות ועשר קריאות שמע ישראל, אולי אעתר ואמחל.
סברי מרנן.
ישראל
פתח גוגל וחפש. אתה יכול להתחיל בויקיפדיה, אבל יש המון מידע על זה.
אתה יכול לקרוא על ההשערה של קיינרנס-סמית’, על הרעיונות של מנפרד איגן, על אמילואידים, על עולם ה-RNA. ויש עוד ועוד.
השתמש בשיטה הבא:
1. חפש את מה שאתה לא רוצה למצוא
2. בדוק את האמינות של מה שמצאת.
ואתה זה שמסובב. אתה אמרת שאין היום הסבר לתחילת החיים, ובגלל זה, אתה מציע הסבר אחר. אני אמרתי שמי שטוען שאין הסבר – מנסה למכור משהו.
ניסים, יא בן דוד של איגואנה, לא הפכנו קצת סיבה וסובב?
אתה זה שטוען שיש הסבר, אז אתה הוא זה שאמור להביא אותו ולשכנע. אני אומר שלא ידוע לי על כזה.
אם לא תביא אז גם לי יש טיעון שווה ערך: אותיות סאל – מושך אנרגיה של שפע ופרנסה. ראה:
https://www.eol.co.il/articles/40#
גם זה לא אמור לשכנע אותך?
ישראל
בוא נדייק – אני טוען שיש אנשים חכמים שטוענים שיש להם הסברים כאלה. כלומר – אין הסבר יחיד.
אני מכיר חלק מההסברים, כי חקרתי את הנושא לפני מספר שנים במסגרת תיזה לתואר שני. זה אמור לשכנע אותך … בדיוק כמו שלתת לי ציטוט של מייקל אמור לשכנע אותי…. אולי פשוט תשתמש גישה של יהודה “זה לא נראה לי”, ונסגור עניין? 🙂
אני גם צריך לדייק במה שאני אומר – לא צריך בהכרח למצוא מולקולה אחת שמשתכפלת. ייתכן מאד שזו קבוצה קטנה של מולקולות שונות שיחד משתכפלות.
אז אתה טוען שיש הסבר לכיצד נוצר מחומר דומם תא המסוגל לשכפל את עצמו..
זה מעניין. מייקל – תוכל למצוא חלק מתגובותיו בשרשור למטה – אמר אם אני זוכר נכון שאין עדיין הסבר ושזו תעלומה.
אז אולי גם מייקל הוא דוס בארון כמוני?
ישראל
כן. אבל שים לב לשני דברים:
1) המשכפל הראשון לא היה תא כמו שאנחנו מכירים היום, אלא מולקולה הרבה יותר פשוטה.
2) אין לנו את “ההסבר” לתחילת החיים על כדור הארץ. יש לנו מספר הסברים אפשריים, ואולי אחד מאלה מתאר מה באמת קרה.
ניסים, האם אתה טוען שיש הסבר לכיצד נוצר מחומר דומם תא המסוגל לשכפל את עצמו?
ישראל
אז אגיד את זה בפעם הרביעית: אף אחד לא טוען שתא נוצר כתוצאה של תהליך אקראי. סביר להניח שיש מולקולות יחסית פשוטות שיודעות להשתכפל (זה יותר מסביר….)
זה מה שאני עושה? נו שוין שיהיה, אז אני מנסה להוכיח שיש אלוהים..
יש אלוהים!
למרות שלדעתי קיימת עוד אפשרות: אני מנסה להבין כיצד נוצר יש מאין תא שמסוגל לשכפל את עצמו.
ישראל
בוא נניח שזה נכון שיש תא קדום אחד שכל היצורים החיים הם צאצאים שלו. יש רק סיבה אחת להגיד שתא זה חייב היה להיווצר בצורה אקראית: אתה מנסה “להוכיח” שיש אלוהים.
מה עם קריסטלים? הם לא משתכפלים לבד לפעמים?
איך שלא תגלגל את זה, תגיע לתא שיודע להשתכפל. בלי זה אין חיים, ולא משנה מה היו השלבים קודם.
ישראל
החיים לא התחילו (כנראה) בתא שלם, אלא בדבר הפשוט ביותר שיודע לשכפל את עצמו.
אנחנו לא יודעים מה זה היה – לא כי אין לנו רעיון – אלא, כי יש לנו מספר השערות והיום אין לנו דרך לדעת אם אחת ההשערות האלה היא זו שבאמת מתארת את תחילת החיים, או אולי השערה שלא חשבנו עליה.
עצרת? שיהיה עצרת.
אז איך נוצרנו ספונטנית בלי בורא ללא תא שמשכפל את עצמו?
ישראל
יש 24 דרכים לסדר 4 קלפים. באחד מהם הסדר עולה ובאחד הסדר יורד (4 עצרת). בינום לא קשור לעניין.
מי אומר שיש טענה שתא משתכפל נוצר בצורה אקראית? רק בריאתנים חשוכים….
24 או 12? אנא ערף, שיהיה 24 או 12..
בינום עלק..
24 או 12!
סטודנט טכניון, שמבין דבר או שניים בנושאים אילו, גורס שההסתברות להיווצרות ספונטנית של תא בודד המסוגל לשכפל את עצמו ב13.7 ביליון שנות היקום נמוכה ביותר.
ישראל
הסבר מצויין! רק במקום 16 … זה 24 (או 12).
משה
החוק השני הוא סטטיסטי ביסודו. אם תפתח חבילת קלפים חדשה היא במצב של אנטרופיה 0 כאשר כל צבע מסודר בה מהמספר הקטן לגדול. ערבוב יבלגן את החבילה ולכן יעלה את האנטרופיה שלה. אך מידי פעם יתרחש מה שנקרא fluctuation of probability, והערבוב דווקא יסדר את החבילה – תוכל לנסות זאת עם 4 קלפים ותראה שאם תערבב אותם, אז בפעם אחת מ16 הם יסתדרו בעצמם בסדר עולה (או יורד).
אין בכך סתירה לחוק השני. עד כמה שקשה לקבל זאת, יתכן גם שהיווצרות החיים מחומר דומם היא רק fluctuation of probability, ואין בכך התערבות אלוהית או כוח עליון כלשהו.
משה כהן
החוק השני מתקיים רק כאשר אין מקור אנרגיה חיצוני למערכת.
הסתכל על עיר שגרים בה לעומת עיר נטושה, או אפילו על בניין בודד. בלי עבודה, החוק השני “מפרק” כל דבר.
שאלה:
“חום אינו זורם ספונטנית ממקום קר למקום חם” וכן הפוך – לבה תקרין את חומה לסביבה ו…תתגבש לסלע שהאנטרופיה בו נמוכה יותר. זו גם התחזית ליקום שלנו – הוא מתפשט ומתקרר, ממרק חלקיקים יסודיים, לאטומים, דרך הכבידה ומיזוג גרעיני לאטומים כבדים יותר, מענני גזים מפוזרים לכוכבים סדורים יותר ולגלקסיות וצבירי גלקסיות. כאשר חומרים מתקררים הם מתגבשים ובגבישים האנטרופיה נמוכה יותר – מולקולות מים בגביש קרח מסודרות בהרבה מבנוזל שמסודר יותר מבקיטור שמסודר יותר מבפלסמה. הלא כן?
כלומר ישנם תהליכים ספונטניים המעלים את מידת הסדר ומורידים את האנטרופיה, כולל המפץ הגדול? איך זה מסתדר עם החוק השני של התרמודינמיקה?
נקודה:
לא זה מה שאני הרגשתי.
אני הרגשתי שנתתי לכל טענותיך תשובה ניצחת ואתה לא ענית לתשובה זו.
אם אתה אומר שזו טחינת מים אז חבל, בדיעבד, על המאמץ שהשקעתי.
מיכאל זה שהפסקנו בשלב זה או אחר בויכוח זה לא בגלל הסכמה אלא בגלל שזה הגיע למצב של טחינת מים, כל הטענות שטענתי נשארות, ולא ראיתי שבאיזשהו מקום באמת ענית עליהם, רק הצגת את העמדה שלך, ולפעמים אין מה להתווכח על עמדות כי זה בסה"כ נובע מסדר עדיפויות מחשבתי שונה.
נקודה:
זו לא חכמה לדבר בכותרות.
אמור לי מהם הטיעונים שלי שעמם אינך מסכים והצבע על מה שנראה לך שגוי בהם.
אם אינך יכול לעשות זאת ועדיין אינך מסכים – אמור לי מדוע המסקנה אינה נובעת מהם.
לנפנופי ידיים אין שום ערך.
מכניקת הקוונטים מציגה את הטבע כלא דטרמיניסטי בכל מובן מקובל.
כמובן שקיים מפלט השיחדש שאתה נוקט בו בכל הזדמנות אבל בשיח המקובל – מה שקורה בטבע הוא מה שמוגדר כהיעדר דטרמיניזם.
אינשטיין לא האמין שאין דטרמיניזם אבל זה בגלל שבזמנו חוסר הדטרמיניזם עדיין לא הוכח.
קרו כמה דברים מאז ומשפט בל הוא אחד מהם.
אינני יודע כיצד אתה מכניס את בוהם לעניין אבל אם כבר הכנסת את בוהם – להלן ציטוט מפיו של יקיר אהרונוב – שותפו של בוהם לחלק גדול מן המחקר (כפי שמופיע בראיון שנתן לגיליון האחרון של אודיסיאה): "המהפכה הקוונטית הוכיחה שבניגוד למה שחשבנו והאמנו, העולם המיקרוסקופי אינו דטרמיניסטי. הוא אינו מתנהג בדרך שהפיזיקה הקלאסית חשבה שהוא אמור להתנהג. יש בו רמה גבוהה של אי-ודאות מובנית. התורה הקוונטית קובעת מעל לכל ספק, שכשמדובר בחלקיקים קטנים לא ניתן לקבוע את התנהגותם בוודאות. זו הייתה מהפכה"
צריך לדייק במובנים, הרבה אנשים מבולבלים מכך ולא יודעים מה לחשוב. מכניקת הקוונטים היא כן דטרמיניסטית במובן זה שהמשוואות הן נגזרות של הזמן (אמנם נגזרות חלקיות אך עדיין הפתרונות הם פונקציות של זמן), מכניקת הקוונטים היא אקראית כפי שהציבור הרחב שמע במובן זה שלא ניתן לנבא מה תהיה התוצאה של מדידה מסוימת וכאן יש 2 גישות עיקריות: שהפונקציות גל קורסות, או שהן מתפתחות לכל המצבים האפשריים.
האקראיות במכניקת הקוונטים היא לגבי הגישה הראשונה שבה לא ניתן לחזות לאן יקרסו הפונקציות, אך האם זאת אקראיות אמיתית? איינשטיין ובוהם חשבו שלא. השאר חושבים שכן. אני בכלל חושב שהמנגנון הזה לא עובד כך, ושבודאי שיש סיבה לכל דבר, וכמו שקורלציה לא מוכיחה סיבתיות, כך גם חוסר קורלציה לא תוכיח אי סיבתיות.
בנושאים של תודעה, קיום, אבולוציה, אקראיות וכו’ לא הסכמנו…
נקודה:
ביחס לתגובה 54:
ממש לא.
אין לדבריך בתגובה זו כל יסוד.
דווקא בעולמך הדטרמיניסטי נחוצה סיבה לכל דבר (וגם אז לא היה כל צורך שתהיה אלוהים וגם אז הייתה נשאלת השאלה מהי סיבתה וגם אז אפשר היה לתאר סידרה אינסופית של סיבות ואפילו כזו שנכנסת כולה בזמן קצוב) אבל בעולם של תורת הקוונטים אפילו אין צורך בסיבה. זה בדיוק מה שמאפיין תורה זו: אתה יכול להתבונן בשני ניטרונים שזהים בכל ובכל זאת הם לא יתפרקו באותו זמן ואין שום סיבה בעבר שגורמת לניטרון אחד להתנהג אחרת ממשנהו.
נקודה:
אני בהחלט חושב שחוקי המתמטיקה תקפים ללא קשר לעולם.
אינני חושב שייתכן עולם שבו חוקים אלה אינם נכונים אבל גם אילו היה, אין לי כל ספק שאין כל טעם לדון בכזה עולם כי אם נדבר על כזה עולם לא נדע על מה אנחנו מדברים.
עדיין לא ברור לי לאילו נושאים אתה מתכוון בדבריך בתגובה 50.
אם זה נכון אז אתה אמור להאמין גם באלוהים כסיבת הסיבות, כי אם קיים עולם ויש תוצאה וסיבה אז חיבת להיות סיבה ראשונית…
נראה לי (לא בודאות) שאתה מחזיק בגישה אפלטוניסטית, למשל שמושגים קיימים, שחוקי המתימטיקה תקפים בלי קשר לעולם וכל מיני טענות כאלו…
מיכאל תמיד הגבתי לדבריך, אולי פה ושם לא שמתי לב ופספסתי עניין אחד, אבל תמיד השתדלתי להגיב לדבריך…
נקודה:
לא.
חשבתי שהעובדה שהפסקת להגיב עליהם מעידה על הסכמה.
אם יש משהו שאינך מסכים לו אנא הגב לתגובתי האחרונה באותו נושא (תוך ציון מספר התגובה אליה אתה מתייחס).
חח, שמת לב שעברנו כמה וכמה נושאים, בלי שום הסכמה?
🙂
נקודה:
זה הניסיון האחרון להסביר לך את הדבר הבלתי חשוב הזה (הוא בלתי חשוב כי כאמור יש בטבע אקראיות מובנית כך שלא חשוב לנתח מה היה קורה אלמלא הייתה).
חוקי ההסתברות והסטטיסטיקה נותנים ניבויים נכונים גם במערכות גדולות עם תנאי שפה שגם אם היו מוגדרים לחלוטין היו "כאילו אקראיים".
זו הסיבה לכך שמדגמי בחירות מעניינים אותנו גם אחרי שכל האנשים הצביעו ולפני שנספרו כל הקולות (מצב שהוא דטרמיניסטי בעליל כי כל התוצאה כבר נקבעה).
מיכאל, כשיש לך מיקום מוגדר בזמן מסויים של כל חלקיק אזי זה נקרא מצב מסודר (אם כולם נעים ישר או כל אחד לכיוון אחר זה חסר משמעות, וזה רק להמחיש שהאנטרופיה לא אמורה לגדול), ומכיוון שזה המצב במכניקה הקלאסית, אז הגידול באנטרופיה לא מוסבר על ידה.
נקודה:
אתה פשוט נכנס לפינות חסרות כל חשיבות ונראה לי שממש חבל"ז של הדיון.
אפשר לתאר הרבה מאד תסריטים שלא התרחשו בטבע ולומר עליהם כל מיני דברים נחמדים ועדיין – דברים אלה לא יהיו תופעות טבע כיוון שנקודת המוצא לא הייתה כזאת.
מסיבה זו או אחרת (וממש לא חשוב מהי, למרות שברור שלאקראיות המובנית של תורת הקוונטים היה בזה חלק) החלקיקים בטבע אינם מסודרים כולם על קוו ישר אחד אלא פזורים באופן שהוא לכל צורך מעשי אקראי (הן מבחינת מיקום והן מבחינת מאפיינים אחרים).
החל מרגע זה ניתן להפעיל עליהם את חוקי ההסתברות.
איך שלא תסתכל על זה, גידול האנטרופיה אינו יוצא חוק יסודי של הפיזיקה אלא תוצאה של חוקים אחרים/תנאי התחלה כאשר מופעלים עליהם חוקי המתמטיקה.
מיכאל אם תשלח מיליון כדורים ישר הם ימשיכו לנוע ישר. אם הם התחילו מסודר הם ימשיכו להיות מסודרים, חוקי ההסתברות לא חלקים על תהליכים לא אקראיים. לכן המכניקה הקלאסית לא יכולה להסביר גידול באנטרופיה.
אז האפשרויות הסבירות הן שהמכניקה הקוונטית אחראית לכך או ע"י תהליכי הקריסה, או ע"י העולמות המרובים.
נקודה:
נתחיל בזה שכפי שבסופו של דבר גם אמרת בעצמך – חוקי הפיזיקה אינם דטרמיניסטים ויש בטבע אקראיות מובנית הנובעת מעיקרון אי הוודאות של תורת הקוונטים.
מעבר לזה, גם התנהגותן של מערכות גדולות רגילות שאין בהן כל אקראיות ניתנת לניבוי על פי חוקי ההסתברות ולספק ניבויים טובים.
האנטרופיה נהנית משני העולמות: גם מן העובדה שהטבע אכן אקראי ברמה החלקיקית וגם מן העובדה שהוא מורכב מדי הרבה חלקיקים.
לכן הניבוי ההסתברותי החוזה גידול אנטרופיה תקף בטבע.
מיכאל, חוקי הפיזיקה הם דטרמיניסטיים, ותורת ההסתברות לא חלה עליהם (תורת ההסתברות מדברת על משהו עם רכיב אקראי), חוקי הפיסיקה הם הפיכים, בניגוד לעובדה שהאנטרופיה גדלה (במובן זה גידול האנטרופיה סותר את חוקי הפיזיקה הידועים לנו).
ברור שכיוון החשיבה הוא שיש איזשהו אפקט קוונטי (קריסה של פונקציות) שמהווה את הגורם האקראי שנותן להתפלגויות להתבטא כפי שחוקי ההסתברויות אומרים.
נקודה:
זה בדיוק העניין!
אין לזה הסבר פיזיקלי כי זה לא חוק פיזיקלי אלא תוצאה של חוקי הפיזיקה כאשר מפעילים עליהם את חוקי המתמטיקה ובכלל זה ההסתברות!
חוקי המתמטיקה (ובכלל זה ההסתברות) אינם תלויים בעולם והם נכונים בכל עולם אפשרי.
זמן הוא מימד . דרך המשקפיים האנושיות, הפיזיות, הוא נצפה כקו ישר וליניארי אך מזוויות שונות רואים דברים אחרת.
האם ניתן להוכיח כי אירועים שונים מזמנים שונים לא קורים בו זמנית ומשפיעים אחד על השני??
מיכאל, אין הסבר פיסיקלי לכך שהאנטרופיה גדלה. בעולם שולטים החוקים הפיסיקליים ולא ההסתברותיים (שהם מסתברים כעובדים במדוייק להסביר במאקרו את חוקי התרמודינמיקה והמכניקה הסטטיסטית אך אין לכך הסבר פיסיקלי עדיין)
http://en.wikipedia.org/wiki/T-symmetry
תוספת לאבי מסיקה:
זה שתורת היחסות אינה פוסלת חזרה בזמן אינו מוכיח דבר.
תורה זו גם לא פוסלת את הטענה שבליעת ציאניד טובה לבריאות.
אבי מסיקה:
אתה קובע נחרצות שאין דבר כזה.
על מה אתה מבסס את טענתך?
המדענים משתמשים בביטוי "חץ הזמן" כיוון שהם חשים שיש לו משמעות.
אין לנו ולו דוגמה או הוכחה אחת לכך שהזמן אינו מתקדם.
כפי שהודגם בתגובות קודמות – גם תופעות קוואנטיות מראות את קיומו של חץ הזמן – אם אלה הקאונים ואם זו קריסת פונקציתהגל (אלה לדעתי הוכחות הרבה יותר רציניות מן האנטרופיה שבעיני אינה אלא תוצאה של התקדמות הזמן ולא הגורם לה).
1. אין ממש כזה מושג "חץ הזמן" בפיזיקה למרות שגם פיזיקאים נוטים להשתמש בו. בכל המשוואות הפיזיקליות (במכניקה, אלקטרומגנטיות, גרביטציה, קוונטים, אסטרופיזיקה וכד") שבהן מופיע משתנה הזמן t ניתן להציב במקומו t- (כלומר מינוס t) והן נשארות ללא שינוי (למעט שני מקרים יוצאי דופן).
2. התחושה שהזמן נע קדימה ייחודית למערכות ביולוגיות (כמו גוף האדם) ולא למערכות פיזיקליות ואין לכך שום קשר להסבר האנטרופיה שמופיע.
3. כפי שאיינשטיין לימד אותנו הזמן (למעשה המכפלה של מהירות האור בזמן, ct, הוא בסה"כ עוד מימד כמו אורך, גובה, רוחב, XYZ, שקשה לנו לתפוס אינטאיטיבית. לכן כמו שאנו לא שואלים מדוע אי אפשר ללכת אחורה במימד X האורך כנ"ל לגבי הזמן. ואכן, תורת היחסות מתירה את האפשרות של חזרה בזמן……
נקודה:
גידול האנטרופיה אינו תוצאה של חוק פיזיקלי אלא תוצאה של הסתברות.
הטענה שהתודעה נמצאת בעולם שבו האנטרופיה גדלה נכונה בדיוק כמו הטענה שהתודעה נמצאת בעולם שיש בו אחד בשם בניזרי שחושב שרעידות אדמה נגרמות על ידי משכב זכור.
האם היית מעז להסיק מן העובדה שיש בעולם אחד כזה את המסקנה שהוא הכרחי לתודעה?
אז נכון – בניזרי לא נמצא בכל מקום בעולם אבל היי! גם האנטרופיה אינה גדלה בכל מקום בעולם. להיפך – דווקא בגופו של האדם היא קטנה!
התודעה שאנו מכירים תמיד נמצאת בעולם שבו האנטרופיה גדלה (וכן אני מדבר על רעיון היקומים המרובים) לכן אני מניח שהתודעה יכולה להתקיים רק בעולם כזה משום מה…
מיכאל חוקי הפיזיקה הם לא הסתברותיים, אין שום סיבה פיזיקלית שהאנטרופיה תעלה ושתהליכים יהיו בלתי הפיכים, אבל כן ניתן לקבל את האפקט של ההסתברות אם יש פיצול להרבה עולמות (הפיצול כן נותן מקום לצירופים והסתברויות).
נקודה:
זו טענה מאד משונה.
מהם "עולמות בהם האנטרופיה גדלה"?
למה היא גדלה בעולמות אלה ולא באחרים? האם באחרים חוקי ההסתברות אינם תקפים?
אם בכל נקודת זמן העולם מתפצל לעולמות רבים (כפי שטוענת הטענה הקלסית של העולמות המרובים אבל אי אפשר להבין מדבריך אם אתה מדבר עליה או על משהו אחר) הרי שכל עולם נתון שבו האנטרופיה גדלה עד לרגע זה, יכול להתפצל לעולם שבו האנטרופיה קצת יותר קטנה. האם החיים בעולם החדש הזה ייפסקו? גם אם קטינת האנטרופיה נמשכה רק עשירית שנייה ואחר כך האנטרופיה שבה לגדול?
דעתי בעניין היא, שאנו חיים בעולמות שמפמתחים במקביל (עולמות מרובים), והתודעה קורית בעולמות שבהן האנטרופיה גדלה, אול יזה קשור למצבים קוונטים של המוח שרק בעולמות שבהן האנטרופיה גדילה יש תודעה…
לסיכום, הזמן לא עובר, התודעה מוגדרת ע"י מעבר במשך זמן (מאיות שניה) בעולם שבו האנטרופיה גדלה.
Hello,
First, let me apologize for the English, it’s hard to find a Hebrew layout around here.
Entropy is measure of disorder/ complexity of a system and it’s true that the second law cannot be violated (as far as me know)a.
All, of our definitions of entropy hold on a micro/macro level systems, but I’m afraid that we cannot assume it on the entire universe, for a couple of reasons:
1. Someone mentioned that entropy holds under constant volume, lets assume that the materia volume is constant since, how are you going to define dark matter since visible matter is only a small fraction of the content of the universe. We don’t know enough about it.
2. We know the shape of the universe and the fact that it’s expanding, but what if (being devil’s advocate) it expands to a constrained volume (like smoke in a bottle).
Also, there are multiple definitions of entropy, depending on your regime of interest.
On his letter to Godel, Einstein wrote that because of the asymmetry of time, time traveling isn’t possible. I’m not sure about EM asymmetry.
It was a nice article, too bad it had a very simple example to a very complex issue.
Not sure if my post helps with anything, just a few random thoughts.
AA
משה,
עיין בספרו של אבשלום אליצור ‘זמן ותודעה’ עמודים 63-72.
אדי
האסימטריות הללו משתייכם לשדות יאנג מילס אלו שדות כיול לא אבליים ואין לכך שום קשר עם העדפה של כיוון הזמן דווקא
רועי,
המחבר שואל על מכנה משותף שיש לתהליכים בלתי הפיכים. תשובתו “מסתבר שכן, והתשובה לכך ניתנת במסגרת ענף בפיזיקה הנקרא, מכניקה סטטיסטית שצמח בעקבות תורת התרמודינמיקה. המפתח להגדרת ההפיכות בזמן של תהליך קשורה למושג ‘אנטרופיה’…” וכו’ וכו’.
אז זהו, שזה לא. ישנם תהליכים שאינם שיכים למכניקה סטטיסטית. תהליכים כאלה הם בלתי הפיכים באופן מוחלט, ולא קימת הסתברות כלשהי (ולו גם זעירה ביותר, כמו שאולי יכול להתרחש בדוגמא של הגזים לפי הנחת פואנקרה ליוביל). הם מעידים על כך שחץ הזמן בלתי הפיך לחלוטין, בלי קשר למכניקה סטטיסטית ותרמודינמיקה.
אדי, רשמת הרבה דברים חכמים…
חבל שרק לא הבנתי מה רשמת ואיך זה מתקשר…
אדם בונים:
לדעתי אין שום סיכוי שזה המצב.
מדובר באנשים עם רמות הבנה שונות לחלוטין וגם עם מידות שונות של נכונות ויכולת לקרוא את מה שהם מגיבים עליו ובאמת לנסות להבין למה התכוון הכותב.
ניחוש:
בולצמן, B5 ו-ביגוםבום
הם אותו בן אדם.
האנטרופיה הוא מושג חשוב בהקשר של חץ הזמן, אבל הוא לא המפתח היחידי. לדעתי ההקשר הנכון יותר הוא ההקשר של האסימטריות. לדעתי קשה לומר שהזמן הוא מימד סתם, בדומה למימדי המרחב. יש בו משהו באמת בלתי הפיך.
אני מבקש להתמקד לא באסימטריות של חץ הזמן הפסיכולוגי, הביולוגי והתרמודינמי. אלא ב –
– אסימטריה האלקטרומגנטית – האלקטרומגנטיות (ע”ע )מוגדרת באמצעות משוואות מקסוול, אשר מבחינה מתמטית טהורה מאפשרות גם את קיומם של גלים המתפשטים מהמקור לחלל- ז”א לכיוון העתיד, וגם של גלים המתכנסים מן החלל אל המקור-ז”א לכיוון העבר. אבל במציאות- מופיע רק סוג אחד של גלים, זה המתפשט לחלל ז”א לכיוון העתיד.
– אסימטריה הקוואנטית; האינטראקציה של חלקיק עם גוף מאקרוסקופי גורמת למעבר מהסופרפוזיציה הקוואנטית אל מצב מוגדר. המעבר מסופרפוזיציה לפוזיציה עקב קריסת גל במקרה של ‘מדידה’ הוא חד כיווני; אין מעבר הפוך של חלקיק מוגדר בפוזיציה למצב של סופרפוזיציה.
– אסימטריה המופיעה באינטראקציה החלשה-האסימטריה הקשורה בסימטריה- C.P.T: שבירת הסימטריה ימין- שמאל(כלומר את הסימטריה P ) וכן את הסימטריה C אף שסימטריה C.P תתקיים בד”כ, אבל לא תמיד- כפי שהתגלה לגבי חלקיקים מסוגmeson Kº, שבה נשברה סימטריית C.P .– כך, רק הסימטריה T.P.C יכולה להציל, אם מניחים שקיימת אסימטריה של T, המאזנת את שתי האסימטריות האחרות, ומשיבה על כנה את הסימטריה הכוללת. אסימטריה כזו של זמן אכן התגלתה בהתפרקות חלקיקים מסוגmeson Kº, שהיא אסימטרית בזמן; אם מקרינים אותה מההתחלה לסוף או מהסוף להתחלה- יש הבדל בין התהליך האמיתי לבין המהופך.
בניגוד לאסימטריות מאקרוסקופיות, שניתן להעמידן על תנאי התחלה בלתי מיטיבים של המערכת, כאן מדובר באינטראקציה יסודית של חלקיקים, שלא נמצא לו הסבר מתקבל על הדעת, וא”א להעמיד את האסימטריה על תנאי התחלה בלתי מיטיבים של המערכת.
אפשר לומר כי הטבע, כבר ברמה יסודית ביותר, מבדיל בין עבר ועתיד ובכך נוצר שוני בין הזמן לבין המימדים המרחביים, שבהם אכן קיימת סימטריה. לכן קשה לומר שהזמן הוא מימד סתם, בדומה למימדי המרחב.
לא התיחסתי לאסימטריה הקוסמולוגית ולאסימטריה הגרוויטציונית – עקרונית הנושאים האלה ספקולטיביים למדי, במצב הדע המדעי הנוכחי.
יכול מעוד להיות שהזמן הולך גם אחורה, אבל אנחנו לא נרגיש את זה
כי בפועל אין תהליך גריעה של מידע, אלה רק הוספת מידע.
כמו בכתיבת מסמך ב word כול פעולה שנבצע גם מחיקה, רק יוסיף מידע ולא ימחוק את הישן, גם בפעולת מחיקה, הקובץ גדל…
יכול מעוד להיות שהזמן הולך גם אחורה, אבל אנחנו לא נרגיש את זה
כי בפועל אין תהליך גריעה של מידע, אלה רק הוספת מידע.
כמו בכתיבת מסמך ב word כול פעולה שנבצע גם מחיקה, רק יוסיף מידע ולא ימחוק את הישן, גם בפעולת מחיקה, הקובץ גדל.
בולצמן:
נכון, היא לא מתבססת על סטטיסטיקה וכל תפקידה הוא לאפשר לחישובים הסטטיסטים לתת תוצאות משמעותיות בעתיד, כלומר, לבסס את חיזוי העתיד על המידע העדכני ביותר שיש לנו והוא המצב הקיים במקום על מידע שעבר זמנו שהוא מצב כלשהו בעבר שבינתיים התפתח והגיע מבלי שיכולנו לצפות זאת בדיוק מראש, למצב הנוכחי.
מיכאל:
מסכים בהחלט, החוק השני הוא משפט מתימטי. אבל הטענה שלך שהאנטרופיה ירדה לא מתבססת על סטטיסטיקה.
בולצמן:
לדעתי מי שרואה בחוק השני של התרמודינמיקה חוק פיזיקלי ולא תוצאה של הסטטיסטיקה פשוט טועה.
מיכאל:
"… אין לו כל שימוש אם הוא דן רק על התפלגות מצבים אפשריים של העולם כשהיא עומדת בפני עצמה והשימוש היחיד שלו הוא בהצגת המצב הנוכחי…"
כאן בדיוק נכנסת ההנחה הארגודית, שמאפשרת להחליף את הממוצע של המצבים האפשרים עם הממוצע של מצב יחיד לאורך זמן. (שים לב – "לאורך זמן", לא "בכל רגע נתון")
"…במצב זה נוהגים לומר שהאנטרופיה ירדה." מי נוהג לומר?
כמו שכבר כתבתי, משפט פואנקרה-ליוביל מבטיח חזרה למצב ההתחלתי, ואם האנטרופיה אכן קטנה נקבל סתירה לחוק השני של התרמודינמיקה (שרבים רואים כאחד החוקים הכי בסיסיים בפיזיקה).
בולצמן:
יכול להיות שדברי יראו לך קצת מבולבלים אבל אסתכן בכל זאת באמירתם.
כל הרעיון של שילוב מושג האנטרופיה בפיזיקה נועד להסביר את העובדה שאנחנו מוצאים את העולם כפי שאנחנו מוצאים אותו וכדי לאפשר לנו ניבויים על העתיד.
אין לו כל שימוש אם הוא דן רק על התפלגות מצבים אפשריים של העולם כשהיא עומדת בפני עצמה והשימוש היחיד שלו הוא בהצגת המצב הנוכחי של העולם על רקע התפלגות המצבים האפשריים וביכולתנו לחזות את המצב העתידי על פי המצב הנוכחי.
העובדה שבחדר נתון בו היו כל מולקולות האוויר מרוכזות בנקודה אחת, נמצא אותן כעבור זמן מה מפוזרות באופן פחות או יותר אחיד מוסברת על ידי נטייתה של האנטרופיה לגדול אבל אין כל טעם לדבר על המשך גידול האנטרופיה אם במקרה חזרו המולקולות והתרכזו בנקודת המוצא. במצב זה נוהגים לומר שהאנטרופיה ירדה למרות שמדובר בסך הכל במקרה אחד מתוך התפלגות שלמה שבה האנטרופיה דווקא גדלה.
כשמדברים על גידול האנטרופיה מדברים על מה שצפוי להתפתח כשיוצאים ממצב נתון.
מה שצפוי להתפתח ממצב שבו כל המולקולות מרוכזות בנקודה אחת אינו משתנה כתוצאה מן העובדה שמדובר בפעם השנייה שהמולקולות התרכזו באותה נקודה ולכן חלף זמן והאנטרופיה בהכרח גדולה יותר.
למעשה, כל ההסתברויות המעניינות ביחס לעתיד הן הסתברויות מותנות (כשהתנאי הוא קיומו בהווה של המצב שבו נמצאת המערכת בהווה).
מיכאל:
אנטרופיה היא גודל שמוגדר על התפלגות מתימטית.
האנטרופיה אינה מוגדרת על מצב יחיד של מערכת דינמית אלא על התפלגות המצבים.
לכן, דרך אגב, משפט פואנקרה-ליוביל אינו סותר את החוק השני של התרמודינמיקה.
נקח משפט נוסף (ושגוי) מהמאמר:
"האנטרופיה הכוללת של היקום (או של מערכת סגורה) הולכת וגדלה עם הזמן"
לגבי היקום: היקום לא מקיים את ההנחה הארגודית (העובדה שהוא מתפשט מונעת כל אפשרות כזו). לכן אין כל משמעות לטעון שהאנטרופיה ביקום גדלה עם הזמן. אפשר היה לטעון שהאנטרופיה של אוסף כל היקומים האפשריים גדלה עם הזמן, אבל זו טענה שונה.
אין לי טענות לכותב, אנטרופיה היא מושג שזוכה לפרשנות שגויה בידי רבים וטובים, כולל פרופסורים מכובדים.
מורן:
הרעיון אמנם לא נידון במאמר אבל הוא כמובן שייך לנושא.
כפי שתראה, הוא נדון כאן:
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=49222
מהמעט שידוע לי נראה לי שקריסת פונקציית גל היא תהליך שהוא בלתי הפיך בזמן.
בולצמן:
לדעתי טענותיך נגד הכותב אינן מוצדקות.
האנטרופיה היא מושג המוגדר לגבי מערכת סגורה שאינה מקיימת אינטראקציה עם מערכות אחרות (נכון – ואיש לא טען אחרת – שמדובר במערכת שיש בה רכיבים רבים המתפקדים במובנים רבים כמערכות נפרדות).
אילו ניתן היה לבנות חדר שהוא מבודד לחלוטין מכל השפעה של העולם החיצון היה מקום לדבר על האנטרופיה ששוררת באותו חדר.
זה אמנם לא ניתן לביצוע מבחינה טכנית אבל מבחינה מתמטית ולשם המחשת רעיון זה בפירוש מצב שנכון להתייחס אליו ובהקשר זה כל דברי המחבר הם נכונים ומוצדקים.
B5:
עוד לא קראתי את הדיון המלא שהתפתח כאן אבל התשובה שנתתי הייתה מלאה וכללה מענה לכל הנימוקים שאת העלית בשאלתך לטובת הטענה המוזרה שזה מחזיר אותנו לעולמו של הצופה ןהשפעת הצופה על חלקיקים.
כשמישהו מעלה טענה בלתי מנומקת לחלוטין אין כל סיבה לענות לנימוקים שלא העלה.
את שאלת שאלה שלא היה לה כל בסיס ונראה לי ממש משונה לנסות להמציא לה בסיס זה או אחר (שמן הסתם הוא לדעתי בסיס שגוי) ולהסביר מדוע הוא שגוי.
תשובות חכמות אפשר לתת רק לשאלות חכמות.
ארגודיות היא תכונה מתימטית של מערכת דינמית. בניסוח חופשי: מערכת דינמית היא ארגודית אם (בלי תלות בנקודת ההתחלה) המערכת מבקרת בכל מרחב האפשרויות במידה שווה. המשמעות (וגם הגדרה אלטרנטיבית): ממוצע על כל מצבי המערכת = ממוצע לאורך זמן עבור מערכת אחת.
התורה הארגודית היא ענף מתימטי מפותח ועוסק בעיקר בהוכחה שמערכות דינמיות מסוימות מקימות את התכונה הארגודית.
למכניקה הסטיטסטית יש קיום גם ללא ארגודיות (כמחקר של צברי מערכות), אבל בד"כ אנחנו רוצים להחיל את המכניקה הסטטיסטית על מערכת דינמית בודדת (למשל גז בחלל סגור) ואז חייבים להניח ארגודיות. בפועל הוכחת ארגודיות למערכות פיזיקליות אינה קיימת, לכן ההנחה נשארת כהנחה בלבד.
לגבי משפט ליוביל (ליתר דיוק משפט ליוביל-פואנקרה Poincaré-Liouville) : מערכת דינמית משמרת נפח (נפח במרחב המצבים, כל מערכת המשמרת אנרגיה היא כזאת) הפועלת במרחב סופי (קומפקטי, במינוח מתימטי) חייבת לחזור (בזמן מסוים, לא ידוע) למצב קרוב מאוד (אפסילון קרוב) למצב ההתחלתי אם נחכה פרק זמן ארוך מספיק.
בולצמן,
נושא הארגודיות מעניין, האם תוכל להרחיב על כך מעט וכן על משפט ליוביל?
בוצלמן מה קורה יגבר
יש נקודה שנוטים להתעלם ממנה בדיון על אנטרופיה: ארגודיות. ע"פ המכניקה הסטטיסיטת, אנטרופיה היא גודל שמיוחס לצבר (אפשר לחשוב על אוסף סטטיסטי) מערכות והוא חסר משמעות עבור מערכת בודדת. היכולת ליחס אנטרופיה למערכת דינמית יחידה (דוגמה למערכת כזו: המציאות כפי שנתפסת בחושינו) נובעת מעיקרון הארגודיות: מערכת דינמית נוטה להתנהג (מבחינה סטטיסטית) לאורך זמן כמו צבר מערכות.
הבעיה בעיקרון הארגודיות הוא שיש מערכות רבות בהן עקרון הארגודיות לא תקף, למשל אם מסתכלים על מערכות ביולוגיות. לדוגמא, בכדור הארץ במהלך 5 מיליארד השנים האחרונות נראה שהאנטרופיה קטנה – החיים הופיעו ויצרו סדר מתוך אי סדר. ישנם מדענים שמקדשים את עקרון עליית האנטרופיה (החוק השני של התרמודינמיקה) ומוצאים כל מיני הסברים מסובכים להופעת החיים ללא ירידת האנטרופיה. ההסבר הנכון הוא שהאנטרופיה לא תקפה למערכות כאלו (אלא אם מסתכלי על צבר מערכות, כמו כל ההיסטוריות האפשריות של כדור הארץ).
כותב הכתבה חוטא גם הוא "… תהליכים שבהם האנטרופיה יורדת באופן ספונטאני …יכול באופן תיאורטי להיווצר מצב בו כל המולקולות (ויש הרבה מאוד) יכוונו לפינה השמאלית של התיבה.." (דרך אגב יש משפט מתימטי ע"ש ליוביל שמוכיח שתחת תנאים מסויימים מובטח לנו שזה יקרה ). "… ובכך תרד האנטרופיה" – כאן הטעות – האנטרופיה לעולם לא מיוחסת למצב רגעי של מערכת אחת.
BS:
שבת שלום.
לשאלתך: לא.
מה שאתה מדבר זה על תורת הקוואנטים ועל מערכת שבה יש סופר-פוזיציה, כלומר שהמערכת נמצאת באופן מעשי (לפחות לפי התאוריה) בשני מצבים או יותר.
בתרמודינמיקה לעומת זאת, אתה מדבר על מספר אפשרויות סטטיסטי שאתה יכול לסדר את המערכת, כלומר מצבים תאורטיים, אך המערכת עצמה נמצא תבמצב אחד נתון.
אנלוגיה לא הכי מדוייקת אבל די מסבירה, זה תחשוב על מטריצה או מערכת עם מס’ חורים שבותכם יכול להיות כדור.
תורת הקוואנטים מדברת על כך שיכולים להיות מספר כדורים במספר חורים- כאשר הכדורים מייצגים פוטונים למשל, והחורים הם פתרונות משוואת שרדינגר למיקום הפוטון (מצטער על החפירות בשבת בבוקר)…
התרמודינמיקה תשאף למצב שבו יהיו לך כמה שיותר חורים אך עדיין כדור אחד- כלומר יהיו לך כמה שיותר אפשרויות לסדר את המערכת, אבל היא תהיה במצב אחד בלבד- היכן שנמצא הכדור.
מיכאל:
תשובה 2 בוגרת מאוד ומנומקת כראוי.
זריקה מעלה וצניחה מטה מבוטאות ע"י אותן המשוואות גם אם יש התנגדות אוויר. ההתנגדות נכנסת למשוואה ככוח בכיוון המנוגד לכיוון המהירות (וזה לא מעניין מה כיוון הכוח).
כתבה מעניינת וכתובה היטב, אבל כאילו נפסקת באמצע… הייתי שמח להמשך.
האמת לא קראתי את הכתבה אבל אחלה פרסומת…
B5:
לשאלתך: לא.
כתבה מעניינת על נושא מרתק.
חץ הזמן הוא תעלומה משום שהחוויה האישית שלנו של זרימת הזמן קדימה לא מוצאת אחיזה במשוואות מתמטיות המתארות אותו – שם לזמן אין כיוון.
האנטרופיה לעומת זאת מתארת מציאות שדומה מאוד לחוויה שלנו אם כי זוהי מציאות סטטיסטית ולא אבסולוטית מה שאומר לדוגמא שיש סיכוי ולו קטן ביותר שמים פתאום יקפאו בלי סיבה נראית לעין.
האם כאן אנחנו חוזרים לממלכתו של הצופה והשפעתו על חלקיקים? 🙂