האם ניסויי חשיבה אינם אלא טיעונים מילוליים בתחפושת, או שהם בעלי מעמד שונה ומתקרבים ביכולת השכנוע שלהם לניסויים ממש?
ד”ר מריוס כהן | גליליאו
טיטוס לוקרציוס (Lucretius) קָרוּס היה משורר ופילוסוף רומאי שחי במאה הראשונה לפנה”ס. ביצירתו “על טבע הדברים” ניסה להוכיח את אינסופיות החלל באמצעות ניסוי החשיבה הזה: נניח שלחלל יש גבול. אם מישהו יתקרב לגבול זה וישליך לעברו רומח, אז או שהרומח יעבור את מה שחשבנו בטעות לגבול ובכך יעמידנו על טעותנו, או שהרומח יירתע חזרה. אולם כדי שהרומח יירתע חייב לעמוד בדרכו גוף כלשהו (חומה, למשל), ומכיוון שגוף זה צריך שיימצא מעבר לגבול, הרי ששוב אין זה גבול אמיתי לחלל.
אין אנו רוצים לדון כאן בתקפות טיעונו של לוקרציוס, אלא להראות כיצד ניסויי חשיבה, שמזוהים לרוב עם הפיזיקה של העת החדשה, מלווים אותנו לאורך ההיסטוריה של התבונה האנושית. היכולת להגות ניסוי חשיבה היא תוצר נלווה ליכולתנו לנבא את תוצאותיה של פעולה אפשרית על סמך היכרותנו את העולם. אנו מנצלים את דמיוננו ואת הבנתנו לגבי אופן פעולת העולם כדי לשער את תוצאותיו האפשריות של ניסוי, שלרוב אין ביכולתנו או אין ברצוננו לבצע בפועל. ללוקרציוס הרי היה ברור שאין זה אפשרי להרחיק לכת עד למקום שעשוי להיחשב לגבול החלל, אולם הדבר לא מנע מהפילוסוף לשער מה היה קורה אילו היה אי מי מצליח לעשות זאת.
בעידן המודרני רבים הם ההוגים והמדענים שהציעו ניסויי חשיבה, כשהידועים שבהם הם: גליליאו גליליי (Galilei), אייזק ניוטון (Newton), ג’יימס קלרק מקסוול (Maxwell), אלברט איינשטיין (Einstein) וארנסט מאך (Mach). מטרת ניסויים דמיוניים אלו היא לרוב לשכנע באמיתותם או באי אמיתותם של עיקרון או תיאוריה, ורבים מהם הפכו לקלאסיקה של המדע המודרני.
אך מהו מעמדם האפיסטמולוגי והמדעי של ניסויי חשיבה? יש הטוענים שניסויים כאלו אינם אלא טיעונים רגילים שעושים שימוש בלשון ציורית, ואילו אחרים סבורים שלניסויי חשיבה מעמד מיוחד ושונה מזה של טיעונים מילוליים, ויש להם יכולת שכנוע המתקרבת לזו של ניסויי מעבדה רגילים, ממשיים. כדי שנוכל לדון בעמדות השונות לגבי מעמדם של ניסויי החשיבה במדע, נסקור שניים מהמפורסמים שבניסויי החשיבה (מבלי לדון בתקפותם).
גליליאו נגד אריסטו
אריסטו, הפילוסוף הגדול בן המאה הרביעית לפנה”ס, טען שככל שגוף כבד יותר כך הוא נופל מהר יותר. כעבור כמעט אלפיים שנה הראה גליליאו גליליי, חלוץ המדע המודרני, שכל הגופים נופלים בתאוצה אחידה, בלא קשר למשקל גופם, וזאת בתנאי שהתנגדות התווך שבו הם נעים זניחה.
גליליאו היה חוקר הטבע הראשון שיישם במחקריו שיטות אמפיריות ומתמטיות, אולם הוא גם הגה ניסויי חשיבה, כולל ניסוי מחשבתי שמטרתו היתה להפריך את קביעתו של אריסטו לגבי גופים נופלים: נניח שאריסטו צודק, וכאשר מפילים יחדיו שני גופים בעלי משקל שונה, הגוף הכבד נופל מהר יותר. נוכל לשאול: מה יקרה אם נצמיד את שני הגופים וניצור מהם גוף אחד גדול? מצד אחד המערכת כולה כבדה יותר מן הגוף הכבד לבדו, ועל כן היא אמורה ליפול מהר ממנו; ומצד שני הגוף הקל, שאמור ליפול לאט יותר מן הגוף הכבד, יעכב במידת מה את נפילתו של הגוף הכבד, ועל כן תיפול המערכת (הכבדה יותר) דווקא לאט יותר מהגוף הכבד לבדו.
מאחר שהנחתו של אריסטו שככל שגוף כבד יותר כך הוא נופל מהר יותר מביאה לסתירה, אין לנו ברירה, טען גליליאו, אלא לדחות אותה ולהחליפה בהנחה שמהירות נפילתם של גופים אינה תלויה במשקלם.
איינשטיין תרם תרומה של ממש להתפתחותה של תורת הקוואנטים בתחילת המאה ה-20, אולם מסקנותיה מרחיקות הלכת לגבי מהות הממשות עוררו בו התנגדות, שכן בין השאר משתמעים ממנה הדברים המפתיעים האלו:
1. ברמה המיקרוסקופית הטבע אינו דטרמיניסטי: מצב פיזיקלי א’ עשוי להתפתח למצב פיזיקלי ב1 או למצב פיזיקלי אחר ב2 באותם תנאים בדיוק.
2. יש זוגות של גדלים שאינם יכולים להיות מוגדרים יחדיו באופן מדויק בעבור גוף נתון. כך, למשל, אם נמדוד את מהירותו המדויקת של חלקיק, מיקומו המדויק לא יהיה מוגדר, ואם נמדוד את מקומו המדויק, תהיה זו מהירותו שלא תהיה מוגדרת (ולא בשל מגבלות מדידה, אלא בשל תכונה מהותית של הטבע, שנקראת עיקרון אי הוודאות). סוג המדידה הוא זה שקובע איזו מהתכונות מקבלת ערך מדויק ואיזו נשארת בלתי מוגדרת.
אלברט איינשטיין, בוריס פודולסקי (Podolsky) ונתן רוזן (Rosen) הגו בשנות ה-30 של המאה ה-20 ניסוי חשיבה שאמור היה להפריך מסקנות אלו של תורת הקוואנטים (לאחר פרסומו כונה ניסוי החשיבה “EPR”, כראשי התיבות של שמות הפיזיקאים הללו), ולהלן גרסה פשוטה שלו: חוקי שימור מאפשרים לנו לשלוח שני חלקיקים בכיוונים מנוגדים, כך שבין השניים חייב להיות מתאם בתכונות מסוימות (למשל, במהירויותיהם) גם כאשר הם מרוחקים זה מזה מרחק רב. ואולם אם תכונות אלו לא יהיו מוגדרות עד למדידתן וייקבעו באופן אקראי בעת המדידה (כשהמדידות מתבצעות על שני החלקיקים במקביל), אזי קיום מתאם בין תכונות החלקיקים פירושו העברת מידע ביניהם במהירות הגבוהה ממהירות האור, דבר שעל פי תורת היחסות אינו אפשרי.
מסקנת הפיזיקאים היתה שערכי התכונות המתואמים נקבעים עוד בשלב שבו היתה אינטרקציה בין החלקיקים, לפני שאלו הופרדו והורחקו זה מזה, גם אם התיאוריה אינה מאפשרת לנו לדעת ערכים אלו עד למדידה עצמה. במילים אחרות, תורת הקוואנטים אינה תורה שלמה: אי-הדטרמיניזם ואי-הוודאות אינם בטבע אלא נובעים מכך שהתיאוריה אינה מספקת לנו את כל המידע על המתרחש בעולם המיקרוסקופי.
לימים הוכח שאיינשטיין, פודולסקי ורוזן טעו, ושתכונות שני החלקיקים אכן נקבעות באופן אקראי בעת המדידה למרות המתאם שביניהן. אף שבין החלקיקים לא מועבר מידע במהירות הגבוהה ממהירות האור, חושפת תורת הקוואנטים מוזרות נוספת של הממשות: חלקיקים עשויים להיות קשורים בתכונותיהם על פני מרחקים גדולים (תיאורטית ללא הגבלה) מבלי שמידע כלשהו יעבור ביניהם (תופעה שמכונה אי-לוקליות).
אז מהו ניסוי חשיבה?
אין זה מקרה ששני ניסויי החשיבה שתוארו נועדו להפריך פרדיגמות קיימות. ניסויי חשיבה רבים משמשים לניגוח עקרונות או תיאוריות קיימות על ידי כך שהם מראים (או מנסים להראות) כיצד מעקרונות או מתיאוריות אלו מתקבלות מסקנות אבסורדיות. לעתים ניסויי חשיבה כאלו הופכים עם הזמן לניסויי מעבדה, שתוצאותיהם האמפיריות מאששות או מפריכות את מסקנת ניסוי החשיבה, ולעתים, בהיעדר טכנולוגיה מתאימה לביצוע הניסוי בפועל, ניסוי החשיבה נשאר נושא לדיון תיאורטי בין חסידיו למתנגדיו.
אחת השאלות המרכזיות הנוגעות לשימוש בניסויי חשיבה היא השאלה אם אפשר ללמוד מהם משהו חדש על העולם. מקובל לחלק את הידע שלנו לידע אפריורי, שאינו תלוי בידיעותינו על העולם, כמו ידע מתמטי, לוגי או אנליטי (כזה שנובע מהגדרות), ולידע אפוסטריורי (או אמפירי), שנרכש באמצעות תצפיות על העולם.
היכן יש למקם ניסויי חשיבה? מצד אחד מסתמך ניסוי החשיבה על היכרותנו את העולם, כלומר על ממצאים אמפיריים; אך מצד שני מתקבלות מסקנותיו באופן אפריורי, כלומר מבלי שהניסוי יבוצע בפועל. נראה שמהלכים לוגיים המבוצעים על נתונים אמפיריים אכן יכולים לתת לנו מידע חדש על העולם, וזאת אף על פי שמידע זה התקבל באופן אפריורי, ודוגמה טובה לכך היא מושג האליבי: אם יש עדויות לכך שהחשוד בפשע נכח במקום מרוחק ממקום האירוע בעת שזה התרחש, אנו מסיקים, על בסיס ההנחה שאדם אינו יכול להיות נוכח בשני מקומות שונים בו זמנית, שהחשוד לא השתתף בביצוע הפשע. האליבי מאפשר מהלך לוגי אפריורי, שמסקנתו מספקת מידע חדש על העולם, מידע שעקרונית אפשר היה לקבל גם בדרך אמפירית (באמצעות עד שנכח באירוע עצמו, למשל).
שאלה חשובה נוספת לגבי אופיים של ניסויי החשיבה היא השאלה אם יש להם מעמד אפיסטמולוגי ייחודי, או שאין הם יותר מטיעונים רגילים ב”תחפושת”, שמשתמשים בלשון ציורית. הפילוסוף האמריקני ג’ון נורטון (Norton), למשל, סבור שניסויי חשיבה אינם שונים מטיעונים רגילים שכוללים הנחות, מהלך לוגי ומסקנה, גם אם באופן הצגתם המיוחד יש משום תועלת פסיכולוגית. הפיזיקאי והפילוסוף האוסטרי הידוע ארנסט מאך, לעומת זאת, טען שניסויי חשיבה מסתמכים על “ידע אינסטינקטיבי” מבוסס ניסיון, וידע כזה לא תמיד אפשרי לניסוח מילולי מלא. כך או כך, אי אפשר להתכחש ליופיים של ניסויי החשיבה שמקשטים את המדע המודרני ולנקודות המבט המרעננות שהן מציעות במאמצינו להבין את העולם.
ניסוי חשיבה לקינוח
את ניסוי החשיבה שלהלן שמאך אהב במיוחד הגה סימון סטבין (Stevin), מתמטיקאי ומהנדס פלמי בין המאות ה-16 וה-17. התבוננו במערך הכדורים, המסודרים במרחקים שווים זה מזה, שבאיור 3, ונסו לשער לאיזה צד תחליק מחרוזת הכדורים המונחת על מדרונות ההתקן המשולש.
מאחר שמחרוזת הכדורים שנוספה למערך המקורי סימטרית, היא אינה משפיעה על תנועת המחרוזת המקורית. לכן אם המחרוזת המקורית תחליק לכיוון כלשהו, תנוע גם השרשרת כולה לכיוון זה. אך מאחר שתנועת השרשרת לכל כיוון שהוא לא תשנה את מבנה המערך הניסויי, אין מנוס מלהסיק שאם השרשרת תתחיל לנוע, היא תיצור תנועה נצחית (פרפרטום מובילה). מסקנה אבסורדית זו מחיבת אותנו להסיק שהמחרוזת באיור 3 נמצאת בשיווי משקל.
לקריאה נוספת: וורם, אריה, רציונליות וקידמה במדע, אוניברסיטה משודרת, משרד הביטחון (2004).
ד”ר מריוס כהן מלמד פילוסופיה באוניברסיטת בן-גוריון.
הכתבה המלאה התפרסמה במגזין גליליאו, יולי 2010
63 תגובות
חשבתי שרק אני לא ישן, בוקר טוב יובל 🙂 רק עכשיו שמתי לב לתגובתך.
לוקה
המדענים טוענים כיום שהיקום מורכב מ 74% אנרגיה אפלה ו22% מסה אפלה, השארית מורכבת מחומר בריוני.
בהנחה שמכל זה מורכב היקום אז היקום אמור להיות ‘מגודר’ בחומר ואנרגיה מסוגים הללו.
בהנחה שזה באמת כך אז אין מנוס מלחשוב שליקום קיימים גבולות. כלומר היקום הוא לא מרחב אינסופי כפי שנהוג לחשוב אלא (כפי שאני חושב)- היקום הוא בעל גבולות וסופי.
חוץ מזה, את המרחב האינסופי והשטוח/פתוח (לפי אינשטיין) של היקום אי אפשר למדוד בשום דרך, אלא אם כן הגבולות מוגדרים וסופיים ואז הם כן ניתנים לחישוב.
שלום לוקה, קבל דָיים בחזרה.
ראשית, בהתנצלות, מעט דיוק קטנוני: החומר האפל והאנרגיה האפילה שמדברים עליהם היום אינם אותו דבר.
על החומר האפל אנו למדים מתוך זה שהגרביטציה בתוך הגלקסיות גדולה יותר ממה שהיינו מצפים מתוך מדידת כמות החומר הנראה. זה מתבטא בזה שהחומר בתוך הגלקסיה אינו בורח ממנה למרות מהירות הסיבוב הגדולה, תנועה של גופים מתרחשת במהירות גדולה יותר מן המצופה (אפילו בתוככי מערכת השמש שלנו), עידוש גרביטציוני (השפעת הגראביטציה על תנועת האור) חזק דווקא באזורים הריקים של גלקסיות ואולי עוד תצפיות.
על האנרגיה האפילה אנו למדים מכך שהחומר ביקום מתפשט במהירות גדלה והולכת, דהיינו קיימת תאוצה. השילוב בין מאסה לתאוצה, על פי נוסחאות פיסיקליות ידועות, מוסברת על ידי קיומה של אנרגיה. מקורה של האנרגיה הזאת עדיין לא ידוע, ולכן אנו מכנים אותה “אפילה”.
שנית, הגישה שלך יפה מאד ובהחלט נכונה. היקום גדול ואנחנו איננו רואים אלא רק מעט ממנו. אם הוא אינסופי, הרי כל הכדור ברדיוס 14 ביליון שנות אור הנצפה על ידינו אינו אלא אפס קצהו. ואם היקום הוא סופי, הרי עדיין לא גילינו את סופו. כך או כך, יתכן שמעבר לאופק מסתתרים דברים שאיננו מכירים אשר קיומם עשוי לפתור את התעלומות.
פוסט מעניין ותגובות מלומדות.
אני רוצה לתרום את הסנט שלי לדיון: השערה פראית במיוחד..
אולי החומר / אנרגיה אפילה הם בעצם המרחב עצמו?
אולי המרחב בנוי מסוג של חומר / מסה / אנרגיה / משהו שמשלים את התמונה, כפי שהאנרגיה היא בעצם מסה בצורה אחרת וההיפך. למה שהמרחב לא יהיה עצמו בנוי מסוג של מסה/אנרגיה?
אם למדנו משהו מהפיסיקה עד כה, הוא שאין לקבל דברים הנראים מובנים מאליהם – כמובנים מאליהם.
קאזימיר הראה שגם בוואקום מוחלט טמונה אנרגיה.
איינשטיין הראה את השקילות מאסה אנרגיה, ואת השקילות בין שדה גרביטציה לתנועה מואצת.
היות והיקום מלא למעשה באנרגיה אפילה/חומר אפל, ואף אחד עוד לא מצא אפילו רמז לאיך שהחומר/אנרגיה ההאלו נראים, מה התכונות שלהם , ממה עשויים וכו’…מדוע לא להציץ למה שבעצם מקיף אותנו מכל עבר – המרחב עצמו? הוא מפסיק גדול, ומי יודע אילו סוד תהוא צופן עוד.
ותיקון קטנטן: אתה אכן נכדו של המייסד, אך אני דווקא נין
למתדיינים שלום,
מביני דבר טוענים שאסור להתעסק בתורת הקבלה (כי לטענתם זה מסוכן וחורץ גורלות) אלא לאנשים שהם באמת גדולים בתורה. עפ”י אותו היגיון, לעניות דעתי, כדי לחפש תשובות לבעיות ותיאוריות חדשות ולהצליח בכך, יש תחילה להבין על בוריין את התיאוריות הקיימות ואת החולשות והמיגרעות שלהן, אחרת אומרים דברים לא מדוייקים, לא מבוססים ולא נכונים. לאחר מכן יש לשאול את השאלות הנכונות, (וכאן טמון חלק נכבד בפיתרון או לכל הפחות בדרך הנכונה למצוא אותו במידה וקיים) ולבסוף יש לחשוב כמו שגאונים חושבים – דהיינו מחוץ לקופסא. עצתי לנכד של אחד ממקימי שכונת רוממה שבירושלים, המשך ללמוד פיסיקה, התעמק בנושא, ורק לאחר שתבין אותו על בורייו – חפש פיתרון לבעיות שהוא מציף. איני רוצה לרפות את ידיך, אבל הסטטיסטיקה אומרת, שהתיאוריות המהפכניות פורסמו ע”י מדענים בשנות העשרים והשלושים שלהם. בברכה ובהצלחה.
אנונימי 55:
לא. אין לדברים כל קשר.
לביג’ומבום, 54:
האם תוכל, בבקשה, לפרט? מן הניסוח הלקוני לא ברור לי מה לא מובן לך.
מכאל
‘…כל שעלינו לעשות הוא לדאוג שקצות השרשרת יהיו בדיוק באותו הגובה.’
אומר משהו על ‘שזירה קוונטית’ של, נגיד, מידע? או שבעולם הקונטי זה לא עובד ככה?
מישהו יכול להסביר לי כיצד האור יכול להגיע למהירות האור?
אתמול הגיע לידי הגיליון החדש של גליליאו שבו התפרסמו הדברים שכתבתי בתגובה 27 כאן.
לצד תגובתי, הופיעה שם תגובה רבת תובנה של דוד אגמון מחיפה ואני מוצא לנכון לצטט כאן את החלק בתגובה שממש אהבתי.
ציטוט:
אם ברצוננו לייצב שרשרת אחידה בשדה כובד אחיד על פני משטח עקום כלשהו (ולאו דווקא משולש ישר זווית) כל שעלינו לעשות הוא לדאוג שקצות השרשרת יהיו בדיוק באותו הגובה.
יש להדגיש שמדובר במשטח חלק הנמצא בשדה כובד אחיד וששיווי המשקל המוצג בתרשים הוא שיווי משקל רופף.
אגב, בעיית הכלים השלובים היא “תאומה סיאמית” של בעיה זו; גם שם פני הנוזל מתייצבים בגובה זהה אלא שבבעיה זו שיווי המשקל הוא יציב.
סוף ציטוט.
הוא מתייחס בדבריו לתרשים שצירף אבל קל להבין את הדברים גם ללא התרשים (שהוא בסך הכל דוגמה).
ואכן – מסקנת השיקול של סטבין אינה מוגבלת לצורת משולש – היא נכונה לכל צורה.
גם את זה אפשר להוכיח אנליטית אבל אחסוך מעצמי את הצגת ההוכחה – אלא אם מישהו ממש רוצה לראות אותה ויבקש מאד יפה.
ליובל (האנונימי מתגובה 51):
לקודם כל: אם כדי לפתור בעיה אחת אתה מניח הנחות נוספות, אתה צריך להסביר גם אותן. אם מספר ההנחות החדשות גדול ממספר הבעיות שנפתרו, זו בעיה.
המגירה שלי קיבלה את כל הפיסיקה (שהייתה ידועה אז) בתוספת משהו קטנטן מקורי שלי.
מה שאני מציע זה ניסיון לפתרון. היות שמצאתי קווי דמיון בין המודל שבמגירה לבין החומר האפל, שלפתי אותו משם. ברור לי שהמודל הזה רחוק משלימות, בעיקר משום שהוא לא מסביר הרבה דברים אחרים שהתגלו מאז ועד היום.
חומר אפל ואנרגיה אפלה הנם, נכון למה שסבורים עכשיו, שני דברים שונים. אבל אולי ישתנו הדברים, וכבר היו דברים מעולם.
מישהו כאן טעה, ואני בטוח כמעט לחלוטין* כי המישהו הזה הוא אני. אחזור על מה שאמרתי באחת מתגובותי המוקדמות כאן: אם לא אנסה, לא אטעה. אבל גם לא אגיע לשום מקום.
(* אני אומר “כמעט לחלוטין” לא כי אני מחפש איזה שביב תקווה להראות איזו עליונות על איש שיחי אלא כי אני כמעט אף פעם לא בטוח בשום דבר)
הצעת הסבר שהוא ניסיון לפתרון לשאלה. ברשותך, הבה לא נבזבז זמן על סמנטיקה.
אם נתחיל להתעסק במה שיכול לבלבל אותי לא נגמור לעולם.
אני פורש כעת לשינה. אם תפנה אלי משהו כעת, אענה לך רק מחר. ליל מנוחה.
יובל
קודם כל מה אמור להביע המשפט הזה: ‘ואם כן, האם הם פותרים יותר משהם מעוררים שאלות חדשות?’ ?
אין הרבה מה להתעמק במה שכבר סיפרת, מפני שמה שסיפרת אפשר לספר גם בדרכים אחרות, העניין הוא שהרעיון היה ידוע לאנשים גם לפני שהמגירה שלך ידעה על כך.
חוץ מזה
מה שאתה מציע זה פתרון ולא אישוש או הפרכה של חומר אפל.
אתה מציע פיתרון כזה: חומר אפל ואנרגיה אפלה הם דבר אחד.
אבל אתה אומר ש ‘הוכחות יש במתמטיקה. במדע יש הפרכות ואישושים. מה שאני כותב לא נופל באחת מן הקטגוריות האלה.’
ו- ‘ההשערות שלי לא מתיימרות לפתור דברים אלא באות להציע הסבר’.
מישהו כאן טעה וזה לא אני.
חוץ מזה 2
אם תקרא שוב את מה שכתבתי תוכל להבין שבמחשבה שנייה לא הצגתי פיתרון אלא הצגתי הסבר.
נכון שזה יכול לבלבל אותך?
ל-48:
מה אתה רץ ישר לחורי תולעת? 🙁 יש הרבה מה להתעמק במה שכבר סיפרתי 🙂
ליהודה: מכל מלמדי השכלתי – אם היה לי די שכל 🙂
למגיב 46:
בוא ננסה לבדוק מדוע לא נראה לך שמישהו יתייחס ברצינות למה שאמרת.
האם אתה בעצמך מאמין שהדברים נכונים?
ואם כן, האם הם פותרים יותר משהם מעוררים שאלות חדשות?
אני דווקא מסתכל על מה שכתבת באהדה. הסיבה היחידה (באמת היחידה) לכך שאינני יכול להתייחס אליה כרגע היא העייפות שהצטברה אצלי מהבוקר עד לשעה מאוחרת זו. גם אם תספר לי שרק התלוצצת, אסתכל עליה באהדה.
אבל כעת יש לי שאלה אליך: אמרת “אני לא מבין למה שאני אבזבז על זה זמן”. אם יש לך משהו טוב יותר לעשות עם הזמן שלך, הלא תעשה?
הוכחות יש במתמטיקה. במדע יש הפרכות ואישושים. מה שאני כותב לא נופל באחת מן הקטגוריות האלה. ההשערות שלי לא מתיימרות לפתור דברים אלא באות להציע הסבר (שאני יודע שהוא צולע על שבע רגלים) בתקווה שמישהו חכם ויצירתי ממני (או סתם מזליסט – אולי אתה) יביא משהו מוצלח יותר.
יובל
אם תוסיף גם תאורה, מלמעלה על המגש, אז תוכל לראות את הצל של הגולה כ’חור תולעת’ שדרכו עובר המידע של הגולה למקום אחר במרחב של המגש 🙂
לבעל תגובה 39, בהתנצלות. עניתי בשטחיות ובנימה מזלזלת אך לא התכוונתי לעשות כן. אענה לך כעת באיזשהו “גרור והדבק” מן הדברים שכתבתי למגירה לפני 40 שנה.
קח לך מגש (מספיק לעשות זאת בדמיון) והנח עליו הרבה גולות. הרשה לגולות לנוע באופן ספונטני בתוך המגש. שים לב לדבר החשוב הבא: כאשר גולה נעה ממקום אחד למקום שני, החלל הריק שהיה במקום השני נעלם (כי הגולה תפסה את מקומו) אך מופיע במקום הראשון (כי הגולה שהייתה שם הלכה למקום אחר). אבל זה לא רק כאילו שני דיירים החליפו דירות. האופן בו הגולה נעה איננו זהה לאופן בו החלל הריק נע. הגולה נעה בתנועה רציפה בעוד החלל הריק התכווץ במקום אחד עד שנעלם תוך כדי כך שהוא מופיע במקום אחר ומתחיל לגדול. אם תרצה, זה משל לחומר ואנרגיה.
יובל, גם אני סומך על הפיסיקאים שהם ימצאו את הדרך וגם לי יש השערות. הנה אחת:
אחרי שביקום שלנו נשאר יותר חומר מאנטי חומר, האנטי חומר התפרק לחלקיקים אחרים (שהם אנטי חלקיק וחלקיק שונים מהאנטי-חומר המקורי ושונים מהחומר הקיים).
ואותם חלקיקים הם אלו שמהווים את גרעין החומר האפל והאנרגיה האפלה.
אבל לא נראה לי שמישהו יתייחס לזה ברצינות, ובגלל זה אני לא מבין למה שאני אבזבז על זה זמן, כבר עדיף לא לכתוב, וזה מה שהייתי מציע לך ולעוד כמה שרוצים לכתוב השערה כזאת או אחרת מבלי שיש להם הוכחות.
ליובל חייקין
אכן, אולי המורה שלי בתיכון קצת הגזים, ובמקום לזרוק הייתי צריך להשתמש במילה לשנות.
מעניין איפה הוא היום?
הרבה בריאות מורי היקר!
ושנה טובה
סבדרמיש יהודה
ליהודה (תגובה 40):
דבריך הזכירו למיכאל ולי את הוויכוח המשעמם עד לעצבן ביו הדרוויניסטים לבין הבריאתנים. ככלל, בביקורת מדעית יש כלים נוספים. אחד מהם הוא זה שהזכיר מיכאל (בתגובה 34) – תערו של אוקהם. העיקרון הזה מקובל לא רק במדע אלא בתחומי חשיבה רבים אחרים. אפשר לסתור אותו במקרים מסוימים (כמו, למשל, כששופט בבית משפט צריך להחליט בין תמונה פשוטה המתבררת על פי עדויות של עדים לבין האפשרות שהעדים כולם הם עדי שקר שנשכרו בידי בעל עניין להטות את הדין), אבל לרוב הוא תקף. הפלוגיסטון נזנח לא משום שהוא לא מסביר נכון אלא משום שנמצא הסבר פשוט ממנו (אוקהם) אשר משתלב טוב גם עם הסברים לתופעות נוספות (יעילות). לדעתי, ראוי לדון בתערו של אוקהם בהרחבה. אולי כדאי שאחד מן הכותבים הקבועים של הידען יקדיש לו סדרת כתבות למרות שיתכן כי הוא ישכנע רק את המשוכנעים (ואני נכלל בם). עד אז נצטרך להסתפק בויקיפדיה.
אבל בדבר אחד אני מסכים אתך לחלוטין: במדע שום דבר אינו קדוש, אפילו לא תערו של אוקהם.
שבוע טוב ושנת דיונים פוריים מוצלחת.
למיכאל (תגובה 41):
אתה יכול בוודאי לנחש בקירוב טוב בן כמה אני, אם לפני 40 שנה נזרקתי מבית הספר התיכון בגלל נונקונפורמיזם.
נתתי לעצמי הזדמנות שנייה והיום, בגילי המופלג, אני חובש שוב את ספסלי האוניברסיטה. לא תצליח לנחש היכן. בדיוק במקום בו גילה קלוין את האפס המוחלט, באותו בניין ממש, אני מחפש את עצמי מתוך ידיעה ברורה שלא אמצא כלום 🙂
שבוע טוב ושנה טובה גם לך, יהודה, ומשנה תודה על העידוד ♥
“לזרוק” זו תגובה קצת קשה. לא? התגובה העדינה היא “להרחיב” את המודל. כשהתברר שתופעות מסוימות אינן עומדות בקנה אחד עם חוקי ניוטון, לא “זרקו” את תורתו אלא הרחיבו אותה. הוסיפו לה פרמטרים וקיבלו את תורת היחסות. במרחקים קצרים, במסות נמוכות ובתנועה אטית תורת היחסות היא ממש תורת ניוטון. בידי ניוטון לא היו תוצאות התצפיות של המדענים בסוף המאה ה-19. אך אילו היו, יתכן שאיינשטיין היה נשאר אלמוני.
איינשטיין גילה (ואפשר אפילו להעז ולומר שהוא גילה באקראי) את הפרמטרים שהוספתם לחוקי ניוטון מאפשרת לחשב תופעות בדיוק גדול יותר. היום מתברר כנראה כי גם תורת היחסות זקוקה להרחבה. בינתיים מכנים את זה “חומר אפל” כי לא יודעים עליו הרבה חוץ מזה שהוא מעורב בשני סוגים של תהליכים (שמיכאל טוען, בצדק מסוים – אם נדבוק בתורת היחסות, כי הם מופעים שנים של אותו דבר): כבידה ועידוש כבידתי. מודל טוב שיסביר בפשטות (תער אוקהם) וביעילות (יאפשר חישובים מדויקים יותר) את התצפיות החדשות יחליף, מן הסתם, את תורת היחסות. כפי שאתה ואני מכירים את הסוציולוגיה של המדע, קרוב לוודאי שההחלפה תתבצע באמצעות הוספת פרמטרים למשוואות – כרגיל.
לזה ששכח להזדהות, תודה גם לך.
גם לי לא ברור איך שניהם יכולים להיות דבר אחד, אבל אני סומך על הפיסיקאים שהם כבר ימצאו את הדרך.
הדיון כאן ממחיש את ההבדל בין ההבנה הלקויה של הבריאתנים את תורת האבולוציה לבין מה שהאבולוציה בפועל.
הסיכויים שצירוף מילים כלשהו יתחבר לתיאוריה נכונה הוא אפסי אבל כשכל פעם פוסלים את המילים השגויות ומשאירים את המילים הנכונות יוצרת הברירה המצטברת תיאוריה סבירה.
סוג הברירה הזה הופך את האבולוציה לבלתי אקראית למרות שהמוטציות אקראיות לחלוטין.
יובל:
עכשיו (37) אתה מדבר על משהו לגמרי אחר.
זה דבר הגיוני ולמעשה הצעתי כבר תיאוריה בעניין זה לכמה פיזיקאים.
זה יותר מורכב ממה שאתה מתאר אבל זה נראה לי דבר שיש בו טעם.
ליובל חייקין היקר
וודאי שמסה ואנרגיה אפלה, שניהם, הם אותו דבר, ואני אסביר לך למה.
כי אנרגיה אפלה היא מסה אפלה שלילית!!!, רק שלא קוראים לה כך. אבל אם למסה אפלה יש כוח משיכה אז למסה אפלה שלילית יש….נכון, כוח דחיה!
אז למה בכל זאת קוראים לזה אנרגיה אפלה???
כי כניראה יש לזה רקע הסטורי.
פעם היה הייתה תאוריה חמודה שקראו אותה תיאוריית הפלוגיסטון. היא נסתה להסביר איך גופים מתחממים וזה ע”י כך שזורם לתוכם נוזל מיוחד שקוראים לו פלוגיסטון ואם הגוף מתקרר אז הפלוגיסטון בורח אבל מה קרה, פעם מישהו לקח חלודה וחימם אותה ונוצר ברזל כלומר חדר פלוגיסטון לחלודה בחימום ונוצר ברזל. אבל מה לעשות והברזל עם הפלוגיסטון שוקל פחות מהחלודה?, הפיתרון:- לפלוגיסטון יש מסה שלילית!!.
ומהר מאוד, זה היה השלב הראשון לוויתור על הפלוגיסטון היקר.
אתה מבין שהכרזה על משהו כמסה שלילית תהיה תחילת הסוף של המשהו
לכן מכיוון שנוסחת ניוטון היא קדושה (אמרנו כבר?) אז לא קוראים לזה מסה אפלה שלילית כי אם השם היפה- אנרגיה אפלה!
אבל תאמין לי יובל חייקין , נרצה או לא, זה תחילת הסוף הן של המסה האפלה והן של האנרגיה האפלה
יום טוב
סבדרמיש יהודה
תראה, יובל, ‘אנרגיה’ במובן של ‘אנרגיה אפלה’ היא בעצם ‘תנועה’. כלומר תהליך של משהו.
והתנועה הזאת אינה יכולה להתבצע מבלי שתהיה לה מסה -שאותה הכוח/אנרגיה תניעה.
יכול להיות שהמסה הזאת מתגלמת כ-‘חומר אפל’ ויכול להיות שלא, עדיין לא ברור לי איך ‘שניהם יכולים להיות דבר אחד’, במיוחד כאשר האחד אינו מגיב לכלום חוץ מכוח כבידה והשני מגיב להכול חוץ מכוח כבידה?!
ליובל חייקין
המשך לשאול כי זו הדרך.
לא לקבל שום דבר כאילו הוא ברור מאליו.
תיאוריית החומר האפל יכולה להיות קיימת רק עם האנרגיה האפלה כי היקום מאיץ למרות החומר האפל שדווקא אמור להאט אותו ולגרום לקריסתו.
מה שקורה כאן היא שיש נוסחה קדושה- נוסחת הגרביטציה של ניוטון , וכאשר תוצאות המדידות לא מתאימות לה אז… משנים את המדידות! איך?, בעזרת חומר אפל שלא יודעים מהו או אם גם זה לא מתאים אז מוסיפים אנרגיה אפלה שנוצרת מהריק (?) שגם אותה לא יודעים מה היא.
אותי לימדו בתיכון שאם מדידות לא מתאימות לנוסחה אז יש צורך לזרוק את הנוסחה ולא לשנות את המדידות. אבל מה לעשות, נוסחת הגרביטציה של ניוטון היא נוסחה קדושה(אמרתי כבר?) ובחיים לא יזרקו אותה.
וצריך לזרוק אותה ועוד איך שצריך לזרוק אותה. לא ייתכן שתוצאות לא יתאימו פי 10עשר פי מאה או אפילו פי עשרת אלפים ועדין ידבקו לנוסחה כמעט כמו שחבר כנסת נידבק לכסא שלו.
שבוע טוב יובל
ושנה טובה לכולם
נא להגיב בעדינות
סבדרמיש יהודה
היום מדברים על חומר אפל ועל אנרגיה אפלה כעל שני דברים שונים. אולם, כפי שמצאו שמאסה ואנרגיה חד הם או כי עיקום המרחב וכוח משיכה בין שני גופים חד הם, לא מן הנמנע הוא שיתברר כי חומר אפל ואנרגיה אפלה הם פנים שונים של אותו דבר. ככלות הכל, הכל נזיל ואנחנו עדיין לא יודעים היכן אנו עומדים.
יובל, אולי התבלבלת, האם התכוונת לחומר אפל ואנרגיה אפלה כשכתבת ‘שני סוגים של חומר אפל’?
למיכאל,
נכון. ההסברים שאני מנסה לתת בוודאי צולעים מאד. אבל השאלות עדיין קיימות ובוערות.
יובל:
החומר האפל יוצר רק את האפקטים שיוצרת מסה (עיקום המרחב – על פי איינשטיין וגרביטציה בשפה המדוברת).
הוא אינו עושה שום דבר אחר ולכן יש פה רק דבר אחד.
מאידך, הוא מסביר ממצאים רבים שבעיקרם הם מהירות סיבוב כוכבים בגלקסיות (שפעמים רבות, למעשה לרוב, אינן עולות בקנה אחד עם החומר הנראה) ועידוש גרביטציוני סביב אזורים שאין בהם מסה נראית.
אני מניח שידוע לך שככל שמספר קטן של הנחות נותן הסבר למספר גדול יותר של תופעות – כך התורה נחשבת לעדיפה (ע”ע תער אוקהאם).
לא ברור לי על אלו שתי תופעות בלתי קשורות אתה מדבר.
גם המינוח “שני חומרים אפלים” לא מתיישב לי עם כלום.
איש מעולם לא חשב על חומר אפל לפני שהתגלו השפעותיו הגרביטציוניות.
לא מצאתי בדבריך הסבר לתופעה בלתי מוסברת כלשהי וכל מה שאני רואה בהם זו תוספת מיותרת של הנחות שאף מקלקלת חלק מן ההסברים הקיימים (למשל – חומר אפל לא קיים בכל מקום והניסיון לקשור בו תופעות דמויות EPR – המתרחשות בכל מקום – הוא חסר כל היגיון).
תודה למיכאל וצבי.
לדאבוני, סקרנותי לא באה על סיפוקה. ידוע לנו על החומר האפל כי הוא משתתף בתהליכי גרביטציה. זה אפילו הביא את ההוגים למסקנה כי לחומר האפל יש מסה, פשוט משום שעד היום גרביטציה יוחסה למסה. בתחילה גם אני קיבלתי זאת בסיפוק, אולם די מהר התעוררו אצלי ספקות. תוצאות הניסוי המפורסם שערך אדינגטון לאישוש מסקנה מסוימת של תורת היחסות הכללית שכנעו את עולם הפיסיקה כי מסלול תנועת קרינה אלקטרומגנטית (אור נראה, בניסוי ההוא) מושפע מנוכחותו של גוף מסיבי, מה שזכה לכינוי “עיקום המרחב”. בינתיים גילינו את התופעה הזאת בגלקסיות רחוקות וחישבנו שאת ההשפעה הזו אי-אפשר לייחס רק לגופים הנראים, ומכאן כי בנוסף לחומר האפל שמתערב בתהליכי גרביטציה ישנו גם חומר אפל המתערב בתהליכים אופטיים. אחת השאלות שהתעוררה מיד בהקשר הזה היא האם שני החומרים האפלים הם אותו אחד. מיכאל כתב “הדבר היחיד שאכן מודדים ביחס לחומר האפל הוא המסה שלו” ותורת היחסות מייחסת את העידוש הגרביטציוני למסה, ומכאן התשובה לשאלתי היא כמעט מידית – כן.
אלא שאצלי בראש דוגרות ציפורים נוספות. אני רוצה להבין את מהותו וצורת הפעולה של המנגנון הגורם למסה לעקם את המרחב. חשבתי לתומי שבמקום לקבוע שמסה גורמת לשתי תופעות שונות שלכאורה אינן קשורות זו בזו, אולי כדאי להניח שקיים משהו אחר אשר מפוזר בחלל היקום באופן לא הומוגני ואשר צפיפויות שונות שלו יוצרות תופעות שונות. מידת עיקום מסלולו של האור היא פונקציה של מידת צפיפותו של המשהו הזה; צפיפות מעל סף מסוים יוצרת חלקיקים תת-אטומים וצפיפות גדולה יותר יוצרת מבנים גדולים יותר עד חורים שחורים. את השערתי זו הגיתי, כאמור, לפני כארבעים שנה וקברתיה במגירה אך בעקבות העיסוק המסיבי בחומר האפל שהחל לפני שנים ספורות חזרתי אליה.
ניסוי מייכלסון מורלי לא אישש את קיומו של האתר. הנדריק לורנץ הציע הסבר לפיו האתר קיים אך הניסוי לא גילה אותו כי גופים מתכווצים בכיוון התנועה שלהם. איינשטין התעלם לחלוטין מן האתר, אך תורת היחסות שלו מראה כי גופים אכן מתכווצים בדיוק כפי שהציע לורנץ. לי, ההדיוט (רק שנה שנייה פיסיקה, לעת עתה), אין בעיה לקבל את קביעותיהם השונות של מורי ורבותי, אך עדיין איני חש בנוח לנוכח ריבוי הנחות. היום, כשמתברר כי החלל הריק כלל וכלל אינו ריק אלא מלא וגדוש חומר אפל, אני שב ומחפש בחומר האפל את התווך שבו נעה הקרינה האלקטרומגנטית. לאור הפרכת ניסוי החשיבה “EPR” אני גם מחפש אפשרות לקיומה של תנועה במהירות גדולה יותר מזו שנחשבת היום לגבול העליון של המהירויות. דיברתי על גלי רוחב וגלי אורך רק משום שידוע שגלי אורך מהירים מגלי רוחב. אני לא מתעקש דווקא על זה, אבל הציפורים ממשיכות לנקר לי במוח במרץ בלתי נלאה.
בקיצור, להגנתי אטען שאינני ממציא חוקי פיסיקה חדשים אלא מנסה למצוא לתופעות הקיימות הסבר מתקבל על הדעת.
ליובל,
בתגובתך (6) הזכרת את המצאותו של רכיב אורכי לאור כאפשרות שאולי תוכל להסביר דברים.
משך שנים רבות לא היה ידוע מה טיבו של האור, עד שבסוף המאה ה-19 פיתח מקסוול את ארבע המשוואות הקרוייות על שמו, אשר מתארות את השדה האלקטרומגנטי בצורה מלאה. מן המשוואות הללו, עלה ניבוי לאפשרות התפשטותם של גלים אלקטרומגנטיים אשר קיימו בין היתר שתי תכונות משמעותיות:
– הגלים צפויים היו לנוע בריק במהירות האור
– הגלים צפויים היו להיות גלים רוחביים בלבד (השדה המגנטי והחשמלי ניצבים זה לזה וכן ניצבים לכיוון התנועה).
שתי התכונות הללו התאימו למה שנצפה לגבי האור ולכן נחשד כי האור הוא למעשה קרינה אלקטרומגנטית, מסקנה שאוששה כמה שנים מאוחר יותר (ע”י הרץ).
לאור זאת,
אין סיבה לדון באפשרות שלאור יש מרכיב רוחבי – אין כל סיבה לחשוב על זה שזה קיים ולמעשה זה סותר דברים שעד כה איננו מוצאים כל סיבה לסתור אותם (משוואות מקסוול ועימם היחסות הפרטית).
באשר לרעיון כי החומר האפל הוא התווך בו מתפשטים גלי האור הרי שמניסויי מייקלסון מורליי כבר ברור כי האור לא נע בשום תווך ומבחינה זו אין לחומר האפל כל יתרון על האתר.
יובל:
אינני מנסה לקטול אף אחד אלא אם הוא מפגין זלזול באחרים (כדוגמת המצאת הפיזיקה מבלי לדעת פיזיקה או זלזול במדענים או שקרים בוטים וכדומה).
שאלתך האחרונה אינה כוללת דבר מאלה ואין לי כל בעיה לענות עליה בנחת.
כשאתה מדבר על “גופים עשויים מחומר אפל” אתה מדבר על דבר אחר ממה שנדמה לך.
על פי ההנחה – אין החומר האפל מקיים (או כמעט שאיננו מקיים) אינטראקציות שאינן כבידתיות.
זה אומר שהוא אינו יכול ליצור גופים במובן המקובל של המילה. לכן – ככל הנראה – אין גופים העשויים חומר אפל כשם שאין גופים שעשויים מחלקיקי ניוטרינו.
אתה יכול לשאול – לכן – רק על חלקיקים של חומר אפל (בהנחה שהוא עשוי חלקיקים – דבר שאינו מובן מאליו) – או על גלקסיות שלמות.
חלקיקים של חומר אפל עדיין לא נמצאו ובכלל לא בטוח אם יש דרך למצוא אותם.
את מסתן של גלקסיות (שהן ברובן חומר אפל) דווקא מדדו (כולל גלקסיות שעשויות מחומר אפל כמעט באופן בלעדי).
אני שוב אומר: אלמלא היו לחומר האפל תוצאות שהדבר היחיד המוכר לנו שיכול לחולל אותן הוא מסה – לא היה אף פיזיקאי מאמין בקיומו!
ביחס לפוטונים – הוכח שיש משיכה בינם לבין מסות אחרות.
כללית – הוכח בניסויים שלאנרגיה יש מסה במובן זה שהיא נמשכת ומושכת גרביטציונית (גם “מסת” הפוטון היא כזאת) ושמסה ואנרגיה הופכות זו לזו (למשל – חלקיקים הנוצרים במאיצי חלקיקים, פצצות גרעיניות, דעיכה רדיואקטיבית ועוד).
אינני יודע אם בוצעו ניסויים המודדים משיכה הדדית של שני פוטונים.
למיכאל, בבקשה בלי קטילות. אני רק שואל. לא מנסה להתחכם.
יש לי שתי שאלות הנוגעות למסה.
שאלה ראשונה: אמרת “הדבר היחיד שאכן מודדים ביחס לחומר האפל הוא המסה שלו”. אכן, על פניו וודאי הוא כי החומר האפל מעורב בתהליכי גרביטציה, משום התנהגות חריגה של גופים מסיביים באזורים שונים. אולם בוודאי תסכים אתי כי טרם נמצאה דרך למדוד את המשיכה הגרביטציונית בין שני גופים העשויים חומר אפל. האם, לאור העובדה שלא נמדדה תופעה כזאת אנו יכולים לקבל ללא עוררין כי לחומר האפל יש מסה?
שאלה שנייה: אמרת “זה שלפוטון יש מסת תנועה … זו עובדה שהוכחה בניסויים רבים”. אם לשני פוטונים הנמצאים בתנועה יש מסה, הרי היו נמשכים גרביטציונית זה אל זה. האם התופעה הזו אוששה בניסוי כלשהו?
שוב: אינני מנסה להתחכם. כפי שציינתי קודם, אולי אני לא יודע על מה אני מדבר. אשמח לקבל הסברים או קישור אליהם.
מיכ*אל
בהחלט רעיון יפה מאד!
למיכאל.
אני מרגיש לא נעים מכך שגרמתי לך להרגיש מואשם. לא זאת הייתה כוונתי, ואני מתנצל על הבאת הדוגמה הזאת.
אני מודה לך על התייחסותך לדברים שלי, הגם שאיננו רואים את הדברים עין בעין. ואולי סתם איננו מבינים אחד את השני, ואולי אני באמת לא יודע על מה אני מדבר.
ככלל, אני נמצא בצד השואל ולא המשיב. רק כאשר אין תשובה ברורה אני מעלה השערות ושמח לקבל אישורים כמו גם הפרכות.
חן חן
התגובה ששלחתי לגליליאו:
ברצוני להעיר על תגובתו של ד”ר XXX, שעסקה במדור “שוחר מדע” מאת ד”ר מריוס כהן בנושא ניסויי חשיבה, ועל תגובתו של מריוס כהן לתגובה זו; כל זאת בגיליון 145.
בניסוי של סטבין צריך, אם בכלל, להוסיף רק תיקון אחד, והוא שבמקום חבל עם כדורים תהיה בו שרשרת (או חבל) עם צפיפות (התפלגות מסה) אחידה (למעשה, כל מה שצריך להבטיח הוא שיחס המסות המונחות על הצלעות זהה ליחס בין הצלעות. התפלגות אחידה של המסה על פני החבל מבטיחה זאת אבל זה מתקיים גם בציור המקורי. כאשר היחסים אינם זהים יחליק המכלול לאחד הכיוונים ואם יחובר אליו קטע השרשרת שלמטה הוא ייכנס לתנועה מחזורית – הלוך ימינה וחזור שמאלה ). כשמכניסים תיקון זה הניסוי נכון לגמרי ומוביל למסקנה המתבקשת – וזאת ללא קשר לצורתו של המשולש – ובלבד שבסיסו יוצב באופן אופקי.
אפשר להסיק את העובדה שהמערכת לא תזוז באופן מידי ממשפט הסינוסים.
אם נקרא לצלעות שאינן הבסיס בשמות a ו-b ולזוויות שמולן נקרא בהתאמה A ו-B, אזי משפט הסינוסים נותן (אחרי העברת אגפים פשוטה) את השוויון ( a×sin(B)=b×sin(A
אם נסמן את הצפיפות באות r הרי שהכוח מצד אחד הוא ( r×a×sin(B קילוגרם-כוח והכוח מהצד השני הוא ( r×b×sin(A קילוגרם-כוח.
מן השוויון ברור ששני הכוחות שווים.
זו הוכחה לאי תזוזת המערכת באופן שאינו קשור בפרדוקס. אבל גם טענת הפרדוקס היא מוצדקת (עד כדי כך שהיא הביאה אותי למחשבה שלמעשה יש כאן הוכחה פיזיקאלית למשפט הסינוסים – הוכחה שכנראה מאפשרת השמטת אחת מאקסיומות הגיאומטריה והחלפתה באקסיומה “אין פרפטואום מובילה”).
מדוע טענת הפרדוקס נכונה? מכיוון שכדי שהמערכת תתחיל לזוז נחוצה תאוצה. אין הדבר דומה לסיבוב גלגל על ציר נטול חיכוך, כי בסיבוב כזה אין כל שינוי של התנע הכולל של המערכת.
אם המערכת משנה את התנע הכולל בהתחלה, היא תמשיך לשנותו ולייצר אנרגיה קינטית שאפשר יהיה לקצור.
לחלופין: אם יש שינוי תנע כולל בהתחלה, סימן שפעל על המערכת כוח חיצוני. מן הסתם כוח זה גדול מאפס. במקרה זה גם אם יש במערכת מעט חיכוך (שערכו קטן מן הכוח שמניע את המערכת) המערכת תנוע עד אינסוף – ואף תאיץ – אף על פי שיש חיכוך.
פרדוקס סטבין מאפשר גם להגיע למסקנה פיזיקאלית שהיא הרבה (הרבה הרבה) יותר קשה לחישוב ישיר, בשאלה מורכבת עוד יותר:
נניח שהמשולש מורכב על מסילה המאפשרת לו להחליק ללא חיכוך ימינה ושמאלה. האם במקרה זה תנוע המערכת?
הכוחות הפועלים כאן הרבה יותר קשים לחישוב אבל השיקול של פרדוקס סטבין מביא אותנו בהכרח למסקנה שגם אז המערכת לא תנוע.
אהוד:
אכן זאת הייתה כוונתי.
יובל:
אינך רוצה להיכנס לקטע של קטילות אז אתה נכנס לקטע של קטילות ועוד כאלה שאינן שייכות לעניין.
אכן, אני עוזר לאבי פה ושם – בין השאר בשחרורן של תגובות שנתקעו שלא בצדק בגלל מנגנון הסינון האוטומטי של האתר. האם אני צריך להתנצל על כך? האם מישהו צריך? האם היית מעדיף שתגובתך תישאר בלתי מאושרת?
אתה משתמש במונח “חומר אפל” לתיאור דבר שונה לחלוטין ממה שהמדענים מכנים חומר אפל ואתה קורא לו חומר אפל רק כדי להצדיק את הטענה שדיברת לפני ארבעים שנה על מה שהמדענים מדברים עליו היום.
ובכן, האמת בעניין זה היא שאינך מדבר על אותו דבר – לא אז ולא היום.
ביחס למהירויות – דווקא התייחסתי לעניין – ראה תגובה 7.
אוסיף עוד שאינני רואה כל סיבה לייחס לגלי אורך מסוג לא ידוע מהירות גבוהה מזו של גלי האור וההשלכה מרעידות אדמה נראית לי לא רלוונטית.
ועוד אוסיף שהעברת מידע במהירות העולה על מהירות האור תאפשר – על פי תורת היחסות – מצב שבו תוצאה קודמת לסיבתה. הקשר הזה בין סיבה למסובב נראה לי כאחד הדברים האחרונים שהגיוני יהיה לוותר עליהם. כאמור – הקשר בין חלקיקים שזורים אינו יכול להיקרא העברת מידע. על פי תורת הקוונטים מדובר במידע שנוצר בו זמנית בשני החלקיקים וקיים חוק טבע הגורם לכך שהמידע הנוצר בחלקיק א ייתאם את המידע שנוצר בחלקיק ב.
מיכ*אל
קצת קשה לי להבין מתגובה 10 איזה קשר אתה מחפש אבל ניתן לחשוב על הבעיה באופן הבא.
מפרדוקס סטאבין ברור כי הכוח על שני קצוות השרשרת(איור עליון) חייב להיות שווה. האם ניתן להראות מה חייב להיות אופי הכוח משיקולים טריגונומטריים ומהפרדוקוס? הכח על כל שרשרת הוא פרופורציוני למסה שלה וכיון שהשרשרת בנויה מכדורים זהים במרחקים שוים, הרי הכוחות פרופורציונלים לאורך השרשרת קרי לאורך צלע המשולש. מה הוא קבוע הפרופורציה? ממשפט הסינונסים אנו לומדים כי מכפלת סינוס זוית בסיס המשלוש, בצלע שממנו היא בנויה (סליחה על ההסבר הצולע) שווה למכפלת סינוס זוית הבסיס השניה בצלע השניה (היה רצוי להוסיף שרטוט). מתוך הטענה הגיאומטרית אנו לומדים כי הכוח הפועל על כל אחת מקצוות השרשרת פרופורציוני לסינוס הזוית בבסיס המשולש הזוית שאותה הצלע מרכיב וכך קבלנו את אופי הכוח שבדרך כלל מתקבל באופן אחר.
את הכוח השקול בדרך כלל מקבלים באופן שונהבשיעורי מכניקה משיקולי של שקול כוחות כשהגרויטציה מושכת כלפי מטה והנורמל פועל במאונך למשטח ומכך מקבלים כי הכוח הוא המסה של הגוף כפול קבוע הגרויטציה כפול סינוס הזוית. האם לכך התכוונת בתגובתך.
קטע התגובה לו הגבתי:
”
בנימוק שלעיל יש שתי בעיות: ראשית, לא ברור לי מדוע מערך הניסוי לא ישתנה עקב תנועת השרשרת: למעשה, מאיור 3 נראה שאם היא תחליק קצת לצד שמאל אז צד ימין יהיה כבד יותר כי הכדור התחתון נע קצת ימינה ולמעלה והפר את האיזון. שנית, לא נכון להגיד שתנועה נצחית היא מסקנה אבסורדית. בעצם, בתנאים מכנים אידיאליים, כלומר בלי איבוד אנרגיה בגלל חיכוך (כפי שמן הסתם מניח הניסוי של סטבין) זוהי מסקנה טבעית מאוד: גלגל המסתובב על ציר חסק חיכוך, מטוטלת הנעה בסביבה חסרת חיכוך, או כדור המחליק על מסלול חסר חיכוך בצורת חצי מעגל סימטרי עומד, כולם יתמידו בתנועתם לנצח.
בכל מקרה, למרות הפגמים בנימוק של סטבין עדיין נכונה מסקנתו שהמחרוזת לא תחליק לשום כיוון וזאת תחת הנחות מסוימות שלא היו ברורות לגמרי מהמאמר. ההנחות הן שההתקן המשולש הוא משולש ישר זווית שהיחס בין ניצביו הוא 4/3, שאין חיכוך, ושכל הכדורים זהים. אם נסמן ב m את המאסה של כל כדור, וב g את תאוצת הכובד, אזי מאיור 1 נקבל שעל השרשרת השמאלית פועל כוח ( 4m*g*cos(α שמאלה, וכוח ( 3m*g*sin(α ימינה.כוחות אלה שווים כי tan(α)=4/3 מההנחה, ולכן המחרוזת שהתחילה ממנוחה, תתמיד במנוחתה.
“
שלום מיכאל,
לא התכוונתי להיכנס לדיאלוג של קטילות. על כן, במחילה, אינני מוסיף לדבר על החומר האפל – אך אין לראות בזה הודעה “בתבוסה”.
וכעת אשחק תפקיד של בלש, רק כדי להדגים דרך עבודה של חוקר. מיד כששלחתי את תגובתי מס 20 היא הופיעה עם כותרת “התגובה שלך ממתינה לאישור”. משום שחששתי שהיא תאבד (כפי שקרה לי פעם, לצערי, עם תגובה יפה וחפה מטרוליות ששלחתי לכתבה אחרת כאן – “הכהונה לא מה שחשבתם”), רעננתי את הדף שוב ושוב. והנה, פתאום אחרי כ-10 דקות, הופיעה תגובתי מאושרת ואליה צמודה תגובה 21 שלך. מתוך זה שתגובתך ארוכה הנחתי שלקח לך בין 5 ל-10 דקות לכתוב אותה ולא יתכן שתגובתי לא הייתה מונחת לפני עיניך בעת שהייתה מוסתרת משאר קוראי הידען. הפרנואיד שבתוכי מיד העלה השערות מהשערות שונות. הנחתי, למשל, שאתה אינך רק קורא מן המניין שמגיב לעניין אלא גם כי יש לך מהלכים במערכת הידען ושליטה על פרסום תגובותיהם של אחרים. שוטר חוקר היה עוצר כאן ואומר כי אין ספק שאתה חבר המערכת. מדען ראוי לשמו לא היה נעצר כאן אלא מנסה להעמיד את השערתו במבחנים נוספים. חיפשתי במפת האתר תחת חברי הצוות ולא מצאתי שם את שמך. הרי תעלומה.
ולעניין הראשון שבו בכלל פתחתי (תגובות 2 ו-6), עליו לא קיבלתי ממך התייחסות רצינית. להזכירך: בתגובה 6 העליתי אפשרות כי בנוסף לגלי הרוחב של האור קיימים גם גלי אורך. לצערי, אתה ואחרים נדבקתם למושג “חומר אפל” שזרקתי כאן ולא התייחסתם לשאלה הזאת שנראית בעיני חשובה יותר.
יובל:
להיפך.
הדבר היחיד שאכן מודדים ביחס לחומר האפל הואט המסה שלו.
לא יודעים למדוד שום תכונה אחרת שלה.
לא ברור לי לאלו תכונות אתה מתכוון ביחס לאינטראקציה שלו עם קרינה – אלא אם כן אתה מתכוון דווקא להיעדרה של אינטראקציה מסוג זה. לא הייתי מכנה זאת תכונה כשם שלא הייתי מונה את היעדר התודעה בין תכונותיו של פרוטון.
את זה שלפוטון יש מסת תנועה אתה יכול לכנות באיזה שמות שתרצה אבל זו עובדה שהוכחה בניסויים רבים.
אם אתה מתכנן לבנות את הפיזיקה מחדש – אתר הידען אינו המקום לעשות זאת. לפני שאתה פונה לקהל הרחב עליך לפנות לקהיליה המדעית ולהכביר את דבריך תחת ביקורתה. רק אחרי שעברת מבחן זה יש מקום לפנייה לקהל הרחב.
אי אפשר להפנות אותך לתגובתי בגליליאו וזאת משתי סיבות:
האחת היא ששלחתי אותה לפני מספר ימים (לאחר שקראתי את תגובתו של אותו מרצה מן הטכניון) והיא תיכנס – לכל המוקדם – לגיליון הבא. השנייה היא שבכל מקרה אין גישה לתגובות המתפרסמות בגליליאו דרך האינטרנט.
הדרך היחידה העומדת בפני היא להציג את התגובה כאן (הרי הטקסט נמצא בידי) אבל אינני רוצה לעשות זאת מחוץ להקשר (וההקשר הוא, כאמור, התגובה לה אני מגיב).
אני גם רוצה לעודד את האנשים לחשוב לפני שאני מפרסם את הדברים ובתגובה 10 כלול רמז רציני ביחס אליהם.
יכול להיות שמאוחר יותר אפרסם חלק מהתגובה שאליה מתייחסים דברי, כדי ליצור את ההקשר ואז – אחרי שאנשים יחשבו עוד קצת, אפרסם את תגובתי.
בינתיים – הצעתי לכם לחשוב (הרי מי שרוצה לבנות את הפיזיקה מחדש – בוודאי מכיר את הפיזיקה הקיימת – אחרת אין לו על מה לבסס את הטענה שיש להחליפה).
לאהוד ומיכאל:
לאהוד:
לטעמי, להגיד “אין חוק שימור המאסה אבל מאסה יכולה להפוך לאנרגיה ויש חוק שימור האנרגיה” הוא שימוש לא מוצלח בסמנטיקה, היות שהמעבר ממאסה לאנרגיה הוא דו כיווני.
מאידך, אני מסכים אתך לחלוטין כי “הנחה לגבי חלקיק שלא תקפים לגביו המושגים מסה ואנרגיה היא מעבר לשפת הפיסיקה היום”, בהדגשה על “היום”.
עדיין אין לנו הסברים לתופעות מסוימות. לעתים, כאשר הסברים אינם בנמצא, אין מנוס מהרחבת התאוריה. פח האשפה נמצא אתי תמיד, אך גם בו אני משתמש בזהירות. למשל, לפסול טענה מטאפיסיקלית רק משום שהיא אינה מוגבלת לחוקי הפיסיקה היא בעיני שגיאה חמורה. ואגב סכיזופרניה, גם לה טרם נמצא הסבר מלא והתרופות לה עדיין אינן יעילות, אבל אנו לא מתייאשים.
אכן, כל עוד אינני מביא הצעות לניסויים, אין להשערות שלי ערך מדעי. אולם כאן עסקינן לא בניסוי מדעי כי אם בניסויי חשיבה במדע, ומשום כך העזתי להופיע כאן ולהפריע את שלוות החג וראש השנה. אני מציע שבמקום לדבר על החומר האפל, שברוב חפזוני השלכתי לבמה, נדבר על מה שנראה לי חשוב יותר מבין הדברים שאמרתי כאן. להזכירך, דיברתי על גלי רוחב וגלי אורך: הקרינה האלקטרומגנטית המוכרת לנו מופיעה בגלי רוחב, ואלה מתקדמים לאט יותר מגלי אורך. שאלתי (לא קבעתי. רק שאלתי): “אולי לאור יש גם גלים אורכיים וכאן טמון פתרון התעלומה”.
ואגב, תודה על אזכור צוויקי. בהזדמנות אחפש ואלמד עליו.
למיכאל:
“מאסה היא התכונה היחידה המיוחסת כיום לחומר האפל”: אכן, אבל נכון לעכשיו לא נמצאה דרך למדוד אותה באופן ישיר. לחומר האפל יש בבירור לפחות תכונה אחת נוספת המתבטאת באינטראקציה שלו עם קרינה אלקטרומגנטית אשר נושאיה הינם חסרי מאסה (אלא אם כן נאמץ לנו את ההשערה, שאינה מוזרה פחות מן ההשערות שלי, שלפוטון יש “מאסה של תנועה”).
החלקיק שהגיתי אמור לבנות את הפיסיקה ולא להפך. הפיסיקה כפופה לו, אך הוא לא כפוף לה. לכן, מושגים מעולם הפיסיקה – כגון מאסה, אנרגיה, חוקי השימור (הידועים היום), קבועים פיסיקלים וכדומה – אינם רלוונטיים לגביו.
יפה להתחיל את השנה באוירא דבדיחותא 🙂
ובאשר לתגובה מספר 10 שלך, האם אפשר בבקשה לקבל קישור לתגובתך בגלילאו?
ולכל מי שרוצה לחזור לקרקע המציאות וגם מתעניין בפיזיקה אני חוזר וממליץ להתייחס לתגובה 10.
זה קצת מזכיר את הבדיחה בה פונה מאזין לרדיו ירוואן ושואל “האם זה נכון שבכיכר העיר במוסקווה מחלקים מכוניות בחינם” והקריין עונה לו “בעיקרון זה נכון אבל זה לא במוסקווה אלא בפטרבורג ולא מחלקים מכוניות אלא גונבים אופניים”
יובל:
רק אוסיף לדברי אהוד כדלקמן:
מסה היא התכונה היחידה המיוחסת כיום לחומר האפל.
קצת מוזר בעיני כשאתה מייחס למשהו תכונות אחרות, אינך מיחס לו מסה, וטוען שזה אותו הדבר.
יובל
מספר הערות:
40 שנה הן אכן פרק זמן משמעותי אבל את הימצאות החומר האפל הגה צוויקי עוד ב-1934.
בפיסיקה אין חוק שימור מסה שכן מסה יכולה להפוך לאנרגיה לפי הנוסחה המפורסמת… ולפיכך היא אינה נשמרת. ישנו חוק שימור התנע והאנרגיה. אם מה ששערת הוא נכון, אי-התאמות היו צריכות להתגלות באינספור ניסויים וככל הידוע לי זה אינו המצב.
הנחה לגבי חלקיק שלא תקפים לגביו המושגים מסה ואנרגיה היא מעבר לשפת הפיסיקה היום. כאשר אתה מעלה טענה כזו אין מקום לדיון בינך ובין פיסיקאי המאפיין הבסיסי לפי הפיסיקה של חלקיקים הוא מסה ואנרגיה. חלקיקים יסודיים יכולים להבדל במטען חשמלי, מטען בריוני, וכו.. אבל לכולם תהייה אנרגיה. השערה לגבי חלקיק שאינו מקיים זאת אינה במסגרת הפיסיקה ולידה ההנחה כי יש חלקיקים הנעים במהירות גבוה ממהירת האור נראת הצעה שמרנית . אחד הדברים החשובים במדע הוא לא רק להעלות השערות אלא גם לחשוב על ניסוי שבהן ניתן לבדוק את ההשערות. כדי להוכיח את המודל שלו על מדען לנסות בכל כוחו להפריך אותו. מעין סכיזופרניה מדעית שכזו.
הערת אגב: איני חושב שיש מקום להפרכת השערות גרידא באתר, אם אדם לוקח את דבריו ברצינות עליו לנסות להוכיח אותם בדרכים המקובלות אחרת אולי עדיף לא להזכיר אותם (אני כמובן מעלה את דעתי שהיא כנראה שונה מזו שלך).
שלום אהוד, תודה על הסיפא ועל הרישא.
דבר נוסף שלא ציינתי הוא שאת השערותי על החומר האפל התחלתי להגות לפני כ-40 שנה (כאשר עדיין לא נברא המושג הזה). כיניתי אותו בשם “החלקיק היסודי” ושיערתי שאם אכן הוא קיים הרי הוא מתנהג באופן שהיום מיוחס לחומר האפל. למשל, חוק שימור המאסה (והאנרגיה) לא מתקיים בו, משום שברמת המבנה שלו לא מתקיימת מאסה (או אנרגיה). ואכן, המדענים היום אינם יכולים למדוד ישירות גדלים פיסיקליים של החומר הזה, למרות שישנן עדויות ברורות לכך שהוא קיים (עידוש גראביטציוני, חורים שחורים ועוד).
מקובל עלי מה שאתה אומר על ההשערות שלי (“ישנן שתי תופעות שאיננו מבינים אולי הן קשורות?”), אם כי על פניו אני מסתייג מן הדוגמה הספציפית שהבאת. אינני סבור שיש מקום לפסול על הסף ניסיון לקשר בין שתי תופעות לא ברורות אשר לכאורה לא נראה קשר ביניהן. למשל, היום אני סבורים כי מאסה ואנרגיה הן שני פנים של אותו דבר.
וכן, בהחלט, הפיסיקה התאורטית רצופה פחי אשפה גדושים אשר אפילו עבדך הנאמן הקטון ממעש תרם להם לא מעט 🙂
יובל
יש לטעמי מקום לזהירות בהעלת השערות או כפי שניסח זאת אינשטיין “הכלי החשוב ביותר לפיסיקאי התאורטי הוא פח האשפה”. ההשערה שלך מבוססת על הכלל הבא: ישנן שתי תופעות שאיננו מבינים אולי הן קשורות? דוגמא להסבר מסוג זה ניתן למצוא אצל המתמטיקאי הידוע רוג’ר פנרוז שסבור כי באמצעות תורת הקוונטים ניתן לפתור את בעיית הרצון החופשי. בהקשר להשערה שלך, מה לגבי חוק שימור האנרגיה. דבר ידוע הוא שכאשר נפלט אור או פוטון כפי שנהוג לכנות זאת, מתקיים חוק שימור האנרגיה. אתה טוען כי נפלט גם חלקיק “מסה אפלה” מה קורה למאזן האנרגיה. איך עד היום לא הבחינו באנרגיה החסרה בפליטת פוטונים זו שלוקח החלקיק האפל ?
אגב האמרה שלך “אנחנו מגששים באפלה, אך מדי פעם נקודות אור אקראיות נותנות לנו כיווני חקירה חדשים.” היא מעולה בהקשר של התאוריה שאתה מעלה…
שלום לך משתמש אנונימי (12)
אני לא טוען כלום, רק משער.
כשכתבתי את מה שציטטת השמטתי בשוגג את המילה “אולי”, ועל הערתך זו אני מודה לך.
אני מבקש שיתייחסו אל שאר הדברים שאני כותב, אשר נשמעים כאילו הם קביעות דוגמטיות, כאל השערות בלבד.
היום ידוע בוודאות על קיומו של משהו שכרגע מכונה “חומר אפל”. אני רק מנסה לשער איך החומר האפל הזה “נראה”.
לעניות דעתי, מי שלא משער השערות אמנם אינו טועה אך גם לא מגיע לשום מקום.
מר. חייקין
על סמך מה אתה טוען ש”כאשר מתרחש אירוע שבו נפלט אור, נפלט גם חלקיק של חומר אפל.”?
ובכלל, על מה אתה מסתמך כאשר אתה טוען את מה שאתה טוען בתגובה 11?
למיכאל, תודה.
אנחנו מגששים באפלה, אך מדי פעם נקודות אור אקראיות נותנות לנו כיווני חקירה חדשים.
על החומר האפל מתבשלות כעת הרבה השערות. אולי הוא הגראביטון החמקמק בכבודו ובעצמו. כאשר מתרחש אירוע שבו נפלט אור, נפלט גם חלקיק של חומר אפל. אלא שבעוד שהאור נע בגל רוחב, החלקיק האפל נע בגל אורך. ואגב הזכרת הגראביטון, אם הוא אכן החלקיק שעליו אני מדבר הרי שמהירות התפשטותם של גלי הכבידה גדולה ממהירות האור וכדאי לחפש אותם בטווח הזה.
כשהמאמר התפרסם בגליליאו – העיר דוקטור למתמטיקה מן הטכניון שפרדוקס סטבין הוא שגוי.
מה שהיה שגוי היה דווקא טענתו של אותו דוקטור וכיוון שתגובת המערכת לדבריו לה הצביעה על כך שלחתי להם תגובה המסבירה מה שגוי בטענתו (תוך הצעה לשיפור מה בניסוח הפרדוקס עצמו).
אינני רוצה לפרסם כאן את תגובתי מחוץ להקשר אבל אני מציע למי שהפרדוקס עניין אותו לחשוב על השאלה הבאה:
מה הקשר בין פרדוקס סטאבין למשפט הסינוסים?
לכל מי שקרא במאמר – מומלץ להיכנס אליו שוב כי נוסף לו קטע שהושמט בגרסה הראשונה.
ניסויים מחשבתיים הם חלק מהדרך בה מדענים חושבים על מדע. ניתן לחשוב על מדע באמצעות נוסחאות ולהבין כיצד מערכת פיסיקלית תתנהג אם נשנה את הפרמטרים שלה. דרך נוספת היא לדמיין את המערכת בגבולות מסויימים. אם איני טועה אינשטיין כילד חשב על ניסויי מחשבה בהם הוא משיג קרן אור. ניסויי מחשבה מסוג זה עוזר למדען לפתח את התאוריה שלו. ניסויי המחשבה המפורסמים הם אילו המאפשרים למדענים לעמת בין שתי תאוריות דוגמאת ניסוי EPR שמטרתו הייתה להראות כי תורת הקוונטים היא תורה אפקטיבית. לעתים מדענים יכולים להתווכח בינהם באמצעות ניסויי מחשבתי דוגמאת הויכוח בין אינשטיין לבוהר. אינשטיין הגה ניסוי מחשבתי שבו הוא מודד בו זמנית את האנרגיה של פוטון ואת הזמן בו הוא נפלט, באופן שדיוק הניסוי יכול לעלות על החסם הניתן על ידי עקרון אי-הודאות. בוהר הראה כי ניסוי מסוג זה אינו אפשרי קרי דיוק הניסוי לא יהיה טוב מהחסם של אי-הודאות. זאת על ידי שימוש ביחסות כללית ובכך שיכנע את אינשטיין בצדקתו. לטעמי ניסויים מחשבתיים הם חלק משפת המדע הדרך בה מדענים חושבים על מדע ומתקשרים בינהם. לניסויים מחשבתיים אין צורך שיהיה קשר לניסויים ממשיים, ניתן למשל לדמיין בהם עולמות בהם קבועי הטבע הם שונים למשל קבוע הגרויטציה של ניוטון הוא אפס או אינסופי.
יובל:
אינני רואה את הקשר לחומר האפל ובכלל – המונח של “מהירות” נראה לי לא קשור למצב שעל פניו נראה כאילו “העברת המידע” היא מידית, כלומר – לא אורכת זמן כלל.
בהנחות אלה – אם מדברים בכלל על מהירות – הרי שזו מהירות אינסופית.
איך שלא יהיה – עד היום לא מצא איש אינטרפרטציה של תורת הקוונטים שממש מסתדרת עם האינטואיציה שלנו והדבר היחיד שנראה שבאמת עובד הוא התיאור המתמטי שלה.
למשה:
ראשית, תודה.
כפי שמיכאל רוטשילד הזדרז לענות לפני, הניסויים מראים כי ההחלטה מי מן הגרביים היא שחורה ומי היא הלבנה נופלת לא בעת הפרידה ביניהן כי אם ברגע שהנסיין החליט ללכוד אחת מהן בכפו.
היות שהתוצאה זהה למרות שהנסיין מחליט לצוד לו גרב בזמנים אקראיים, אני (עם דמיוני המוגבל) נגרר להבנה, מן הסתם, כי בכל רגע ורגע מן הפרידה הן שומרות על קשר אחת עם השנייה ומתאמות ביניהן איך להתנהג. ואם אכן כך הוא הדבר, הרי התווך ביניהן מעביר מסרים במהירות העולה על מהירות האור.
כידוע, גלי האור הם רוחביים. ממה שאנו למדים על תופעות כמו רעידות אדמה, גלים רוחביים אטיים יותר מגלים אורכיים. אולי לאור יש גם גלים אורכיים וכאן טמון פתרון התעלומה.
לאחרונה אנו מתבשרים על “חומר אפל” ועל “אנרגיה אפלה”. לא אתפלא אם יתברר, למשל, כי החומר האפל הוא התווך המבוקש.
משה:
זה באמת הרבה יותר מסובך בתורת הקוונטים.
מה שתיארת עם הגרביים זו דוגמה למשתנים מקומיים חבויים – דבר שהוכח שאיננו מה שקורה בתורת הקוונטים (משפט בל והניסויים הכרוכים בו).
לכן יש פה “סוג של” העברת מידע – אבל לא כזה שאנו יכולים לעשות בו שימוש כי זה לא מידע שידוע לנו (ואפילו לא כזה שנוכל לברר לפני שהועבר).
השאלה בכותרת המאמר היא מעניינת ותשובתי לה היא “זה תלוי”.
יש בהחלט ניסויי חשיבה שאינם אלא טיעונים לוגיים רגילים המתארים בדרך ציורית תהליך של הסקת מסקנות ממערכת הנחות מוסכמות. הניסוי המחשבתי של נפילת גופים כבדים וגופים קלים הוא כזה.
לעומת זאת – ניסוי הדלי אינו כזה.
מה שמבדיל בין שני המקרים היא יכולתנו להגיע למסקנה ברורה ביחס למה שאמור לקרות.
במקרה השני אין הניסוי מאפשר לנו להגיע למסקנות חותכות על העולם אבל הוא כן יכול לסייע לנו בהבהרת השאלות המטרידות אותנו ובהצעת ניסוי שייערך בפועל כדי לברר את התשובה להן.
ליובל: “תכונות שני החלקיקים אכן נקבעות באופן אקראי בעת המדידה אך נמצא ביניהן מתאם”. כיצד ניתן להסביר זאת אם בין החלקיקים לא מועבר מידע במהירות הגבוהה ממהירות האור?
ניתן להסביר זאת באופן הבא: נניח שאני יודע שתמיד יש לך גרב אחת לבנה ואחת שחורה. אם אראה שעל רגל ימין יש לך גרב שחורה אדע באופן מידי שעל רגל שמאל יש לך גרב לבנה – ואין כאן שום צורך במגנון העברת מידע. במכניקת קונטים זה כמובן קצת יותר מסובך, אבל בכל מקרה הוכיחו שהמתאם המוזכר אינו מאפשר להעביר מידע במהירות גבוהה ממהירות האור.
הערות והשגות:
1) גלילאו הציע מספר ניסויי חשיבה, והחשוב ביותר כולם הוצעו לא מפיו של גלילאו עצמו. גלילאו כתב ספרי דיאלוג. למשל דיאלוג על שתי מערכות עולם גדולות. הדיאלוג הוא בין שלושה משתתפים: אריסטוטלי, חבר של גלילאו האינטיליגנטי ומשתתף שמייצג את גלילאו. והמשתתף שמייצג את גלילאו מציע את ניסויי החשיבה לרוב כדי להדגים שכדור הארץ נע. או כדי להפריך תזה אריסטוטלית אחרת. או כדי לקדם את הידע. ומדוע דיאלוג? כי גלילאו היה נתון לעינה הפקוחה של הכנסיה ולכן הוא לא יכל לכתוב: אני מציע… אז הוא שם בפיו של סלביאטוס: “הבה נדמיין…”
2) אינשטיין הגה Gedanken experiments – ומכאן הביטוי בפיסיקה המודרנית. מאינשטיין. וזה בא מתורת היחסות. ה-EPR הוא ניסוי חשיבה מאוחר שלו – ואינשטיין הגה אותו עוד כאשר הוא היה בגרמניה ב-1932. כאשר הוא הגיע לארה”ב הוא ופודלסקי ורוזן כתבו את המאמר. בקהשר זה ראוי לציין את ניסוי אספקט, אי שוויון בל והטלפורטציה הקוונטית.
3) ג’ון נורטון הוא היסטוריון ופילוסוף של המדע שוישב היום בפיטסברג. יש לו טיעון הרבה יותר מורכב. הוא כתב על ארנסט מאך ואינשטיין. ולכן לא ניתן לומר “לעומת זאת” ולהזכיר את ארנסט מאך כשווה ערך. מאך הוא אחד מגדולי הפיסיקאים והפילוסופים מהמאה ה-19 – שהשפיע בין השאר על אינשטיין בדרכו לתורת היחסות.
4) ניוטון גם הציע ניסויי חשיבה – למשל ניסוי הדלי.
בשפה פשוטה הם כולם הלכו לניסוי חשיבה בגלל שבתקופתם לא ניתן היה לממש את המצב הניסויי שאותו הם הציעו בסידור ניסויי. או לחילופין ישנם ניסויי חשיבה שלא ניתן בעקרון לממשם במעבדה אבל הם פועלים לפי חוקי הפיסיקה ולא סותרים אותם.
שאלות על מהירות האור:
על סמך מה נקבע כי מהירות האור היא הגבול העליון למהירות תנועה של כל חלקיק אפשרי?
“תכונות שני החלקיקים אכן נקבעות באופן אקראי בעת המדידה אך נמצא ביניהן מתאם”. כיצד ניתן להסביר זאת אם בין החלקיקים לא מועבר מידע במהירות הגבוהה ממהירות האור?
פעם דיברו על חלקיקים אשר מהירותם תמיד גדולה ממהירות האור – טכיונים. האם יש טעם לשוב ולדון בהם?
מאמר מעניין מאוד ומאיר עיניים. דעתי היא שבהגדרות הללו יתעסקו אפיסטמולוגים ואילו החוקרים האמפיריים במעבדות יעשו שימוש בניסויי מחשבה גם אם ההגדרה כזו וגם אם היא אחרת – כי הללו מועילים הן בהבנה והן בהסברה. על נחיצותם אין ויכוח ובזה אני נעצר.