| +1-514-400-5214 catalindomniteanu@outlook.com Montreal, QC, Canada | Acasã | Despre | Articole | Clase |
Laplace's Demon
88 cm W x 135 cm H x 15 cm D / 12 kg (34.5" W x 53" H x 6" D / 26 lbs)
În ce univers trăim: cauzal, aleatoriu, sau arbitrat?
Laplace's Demon examinează pozițiile conflictuale ale determinismului, întâmplãrii și intervenției divine. Lucrurile din jurul nostru par deterministe, cel puțin unele dintre ele. O bilã se rostogolește pe un plan înclinat într-un mod previzibil.
O face oriunde și oricând, pãstrând aceleași condiții. Ca întâmplarea să intre în lume trebuie să explicãm relația dintre ceea ce este cauzat și ceea ce nu este cauzat.
Eroul lucrãrii Laplace’s Demon este un atlet al cunoașterii. Pe fundalul întunecat al lumii subatomice el se arcuieşte într-o voltã acrobaticã înspre marea Ruletă, care se află la capãtul unei secvențe de materializare a materiei(!)
Urmez impulsul de a împărtăși câte ceva din intelegerea mea asupra modului în care funcționează Universul.
Pe mãsurã ce mă adâncesc în studierea limitelor cunoasterii științifice realizez un lucru extraordinar, anume că domeniul paradoxurilor şi al enigmelor teoretice oferă acele sentimente angajante pe care cineva le-ar cãuta în artã, teatru,
film, ori literaturã. Enigmele acestea si drumul catre descifrarea lor sunt nedumeritoare, sfidãtoare, deconcertante, neliniștitoare, și demoralizantoare uneori. Dar cel mai grozav este că poti ajunge chiar să încerci să rezolvi unele dintre ele.
Este un domeniu extrem de specializat, și de ambiţios. Dar enigmele nu aşteapta veneraţie, ci investigaţie. Unele dintre ele sunt vechi de milenii, amestecate între știință, filozofie și spiritualitate. Multe şi-au gasit deja formulãrile, iar
aventura cunoasterii continuã sã fascineze. Aceasta, iatã, este sursa entuziasmului meu.
Povestea din spatele lucrării prezentate aici începe cu Pierre-Simon Laplace2care, analizând lucrările predecesorului său, Isaac Newton3,
a realizat că la capitolul mecanicii cerești persistã o teribilã problemă de echilibru. Ecuațiile sugerau că planetele Sistemului Solar s-ar putea afla în curs de părăsire a propriilor orbite. Chestiunea instabilității Sistemului Solar i-a fost
cunoscută de părintele Legii gravitației universale4, care pentru rezolvare s-a bazat pe corectii divine periodice. În ciuda acestei soluţii non-mecaniciste, legile mișcării uniform accelerate și
legea atractiei gravitaționale ale lui Newton au impus o interpretare deterministicã 5 a universului. Laplace a înțeles foarte bine implicatiile determinismului: având cunoaşterea deplinã a stãrii
universului la un moment dat, și toate legile naturii, o astfel de „inteligență vastã”6 ar fi capabilă să prezică starea universului ... o secvenţã mai târziu, un sezon mai târziu sau o
eternitate mai târziu. Pentru cã toate lucrurile decurg din starea anterioara a universului, care si ea decurge din cea anterioarã ei... si tot asa. Mai mult decât atât, universal poate fi calculat în revers. Ideea importantã este că de la
începutul lumii si până la sfârșitul timpului întâmplarea nu poate aparea in functionarea lumii. Nicio cauzã ne-cauzatã nu poate pătrunde sistemul.
Laplace nu a gasit el insusi o soluție mai bună gravitatiei, o aproximare mai bună a fost propusă abia 100 de ani mai tarziu de Einstein. El a combinat timpul și spațiul într-un nou tip de material numit „țesătura spațiu-timp"
7. Dar chiar și fără instrumentul matematic potrivit, Laplace a fost convins că determinismul este mãsura stãrilor trecute și viitoare ale universului. Anul era 1814. Această
declarație contrariantã a condus la una încã si mai tulburãtoare, anume că liberul arbitru8 ar fi o iluzie.
Odată cu dezvoltarea mecanicii cuantice9, universul acesta fãrã vinovăție a fost tulburat. Principiul incertitudinii lui Heisenberg10 lãmureşte
că nu se poate cunoaște cu precizie infinită starea unei particule. Funcția de undă de probabilitate a lui Schrödinger întãreste caracterul necognoscibil al universului: particulele nu se mai afla intr-un singur punct, ci probabilitatea
existenţei lor este distribuitã simultan intr-o varietate de puncte, într-o regiune numită „superpoziţie”11 .
Entanglementul cuantic12 perturbã notiunea de vecinãtate13 - un eveniment de la un capăt al universului poate influența instantaneu
comportamentul perechii sale la celălalt capăt al universului. Chiar şi noţiunea de simultaneitate a fost dezminţitã. Toate descoperirile acestea ştiinţifice sugereazã mai curând un sistem lipsit de ancorele necesare unei construcţii
riguros deterministice, dar totuşi ideea de cauzalitate rãmâne validã pentru majoritatea oamenilor de ştiinţã astãzi. Iar argumentul cel mai ferm vine din predictibilitatea fãrã cusur oferitã de ecuaţiile mecanicii cuanticã, pe care se bazeazã absolut
toate echipamentele electronice, de la prãjitorul de pâine la sitemul GPS.
Întâmplarea: dacã existã, meritã salvatã.
1 Vacuum:
Conceptul de "vacuum" a fost folosit în știință și filozofie pentru a indica acel mediu în care obictele materiale ale lumii există; el indică absența unei ființe, neantul, spațiul gol, golul, eterul luminifer. Fiecare dintre aceste nume are
proprietăți mai mult sau mai puțin diferite. Cea mai bună definiție a vidului este probabil cea a unui volum (spațiu) din care a fost eliminat tot ceea ce poate fi eliminat. Dar energia vidului nu este zero, poate fi pozitiva dar poate fi si
negativa, cum a propus Paul Dirac. Mai mult, studierea vidului a aratat ca particulele virtuale pot ajunge sau dispărea în/din lumea reală.
2 Pierre-Simon, marchiz de Laplace (1749–1827):
Savantul și polimat francez Laplace credea că toate evenimentele din Univers sunt produse de agenți de cauzalitate, și că se poate determina starea unui sistem dacă se cunoaște starea anterioară a sistemului și regulile care îl guvernează.
Aplicând legea gravitației a lui Newtonian la întregul sistem solar, el a observat că datoritã complexitãți sale era imposibil de gãsit soluții matematice la problema stabilitãții lui. Dar chiar foarte complicat fiind, totuși el a gândit-o
ca pe o construcție deterministă. Mai mult, în ciuda dezacordului dintre ecuațiile și orbitele lui Jupiter și Saturn, Laplace a afirmat că mișcarea planetară este stabilă. Încrederea lui venea, probabil, din avansul matematicii și a
științei, și din credința sa nezdruncinată în determinism.
3 Isaac Newton (1642–1726):
Personaj central în revoluția științifică cu contribuții științifice în matematici, optică, mecanică și gravitație.
4 Legea atracției universale:
Teoria a fost publicată pentru prima dată în 1687 de Isaac Newton și afirmă că obiectele cu masã se atrag reciproc cu o forță determinată de o relație dintre masele lor, distanțã și o constantă universală.
5 Determinism:
Ideea unui flux cauzal de evenimente în univers este întărită de legile mecanice ale lui Isaac Newton publicate în Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica în 1687. Pe lângă legea atracției universale, Newton a propus un set de ecuații
care descriu principiile mișcării uniforme, cu viteza și cu accelerație constantă. Prin urmare, cunoscând starea inițială a unui sistem, s-ar putea face predicții despre starea acestuia într-un moment ulterior.
6 Vastã inteligențã:
Termenul a fost folosit de Pierre-Simon Laplace pentru a descrie conceptul de entitate super-inteligentă care cunoscând starea tuturor particulelor din Univers și toate legile care îl guverneazã poate calcula atât viitorul cât și trecutul.
Această entitate a fost cunoscută ulterior drept „Demonul lui Laplace”.
7 Ţesãtura spatiu-timp:
Teoria relativității generale a lui Einstein descrie gravitația ca o influență dinamică exercitată de două obiecte masive unul asupra celuilalt în ceea ce el a numit „țesătura spațiu-timp”, și în care mișcarea obiectelor urmărește deviațiile
create în acest material prin masele proprii; traiectoriile celor două obiecte este efectul deformãri continue a acestei „țesături spațiu-timp”. Timpul devine o funcție datã de mãrimea gravitației și de vitezei de mișcare, deci trebuie privit
ca un jucător și nu un fundal fix.
8 Liberul arbitru:
Liberul arbitru este „identificatorul canonic pentru un tip semnificativ de control asupra acțiunilor cuiva” (de Enciclopedia Stanford a filosofiei). Termenul „semnificativ” admite un minim al determinismului în controlul pe care îl avem
asupra acțiunilor noastre, implicând cel puțin că determinismul nu poate fi exclus. Dupã unii, controlul este de fapt nul, în ciuda impresiei noastre de voliție asupra deciziilor noastre.
9 Mecanicã cuanticã:
MC este disciplina care explorează funcționarea și proprietățile elementelor subatomice; termenul „cuantic” indică faptul că energia acestor elemente vine în cantități discrete; MC este una dintre teoriile cele mai de succes, care a permis un
impresionant avans tehnologic. În efortul de a unifica gravitația cu celelalte forțe fundamentale, o abordare remarcabilă este încercarea de a cuantifica gravitația însăși - „Quantum Loop Gravity”. Cu toate acestea unificarea nu este încã
rezolvatã, și nu este de neconceput că un nou mod de gândire ar fi necesar pentru rezolvarea aceastei probleme. Conform cunoașterii actuale, gravitația și forțele fundamentale nu comportã interpretãri contradictorii, ci sunt de naturi total
diferite care nu au un teren comun pentru a ne permite să formulãm ecuația de transformare.
10 Principiul incertitudinii:
Propus în 1927 de Werner Heisenberg, principiul pune limită preciziei cu care poate fi cunoscut produsul dintre pozița unei particule și impulsul acesteia; cu cât mai precisã informația despre unul dintre cei doi parametri, cu atât mai mare
eroarea celuilalt parametru. Însuși actul observației influențează comportamentul obiectului, în definitiv un foton trebuie să fie eliberat/reflectat de acesta pentru a oferi informații. Observatorul devine astfel parte a mediului.
11 Superpoziția:
Superpoziția este o proprietate a ecuației lui Schrödinger care combinã noțiunea de „undă” cu cea de „probabilitate”. În mecanica cuantică, interpretarea de la Copenhaga spune că o particulă nu ocupă un singur punct în spațiu, ci o regiune a
spațiului și nu un singur punct în același timp, ci toate dintr-o dată. Energia sa răspândită, dar indivizibilă, colapseazã într-un punct când atunci când apare o interacțiune. Chiar actul observației influențeazã comportamentul obiectului
observat. În trecut, se considera interacțiune actul de observare făcut de o ființă cu conștiință. O inexactitate lingvisticã din care s-a nãscut interpretarea că Universul există pentru ca ființa conștientă să-l observe.
Note suplimentare: a) Ca alternativă la interpretarea de la Copenhaga, propoziția multi-vers Everettiană vine din interpretarea cã ori de câte ori două opțiuni sunt disponibile, Universul se împarte în două
Versuri paralele; unde cele două posibilitãți devin manifeste. b) Având în vedere caracteristica ondulatorie a tot ceea ce existã, superpoziția pare justificabilă - o undă are nevoie de ceva de natură „corporală”, mai degrabă decât de o
consistență „punctiformã”. Atomiștii greci trebuie că au stabilit o bază iluzorie atunci când au afirmat că cel mai mic constituent al universului are trãsãturile unei particule.
12 Entanglementul cuantic:
Aceasta este proprietatea a două particule împerecheate de a rămâne în relație de inseparabilitate cuantica (corespondență cuanticã) între ele la orice distanță. Einstein a respins această interpretare pe care a numit-o „stranie acțiune la
distanță” și a oferit soluția variabilelor ascunse. În 1953 John Bell a propus un mod de a o testa, iar rezultatele par sa fi invalidat sugestia lui Einstein.
13 Principiul localitãții:
Entanglementul cuantic este o proprietate care sfideazã toate principiile fizicii prin aceea ca informatia și energia nu mai sunt transmise local ci la distanțã, și nu cu viteza sub-luminicã ci instantaneu. O abordare interesantã de propusă
în 2019 de Sean Carroll susține că termenul "local” trebuie definit în raport cu interacțiunile posibile, iar nu cu distanța. Prin urmare, două obiecte vor fi considerate unul in vecinatatea celuilalt prin prisma interacțiunilor dintre ele.
Spațiul dintre ele devine irelevant.
Această paradigmă a experienței macro-lumii sugereazã că pentru ca un obiect să influențeze un alt obiect trebuie să fie în apropierea lui, sã îl atingă. De fapt, lumea subatomică dezvăluie că nu există cu adevãrat "atingere" între obiecte,
ci cã forțe de atracție sau de respingere între corpuri încep sã se manifeste la anumite distanțe. Aceste distanțe definesc principiul "localitãții". Obiectele trebuie, asadar, să fie unul lângă altul pentru a se influența reciproc...
cu excepția particulelor aflate în corespondențã cuanticã.
Notã finalã:
Conceptele fundamentale de mai sus din MC & G prezic cu succes modul în care acestea funcționează. Totuși nu li se prezintă un mecanism de descriere. Situația este similară cu cea în care știm că mașina merge spre dreapta atunci când rotim
volanul spre dreapta, fără a ști ce angrenaje, pivoți sau curele sunt cuplațe cinematic sub capotă. Chestiunea persistă în știință de la introducerea ecuațiilor de probabilitate în descrierea materiei, în primul sfert al secolului XX, spre
deconcertarea oamenilor de știință. „Cei care nu sunt șocați când întâlnesc pentru prima dată teoria cuantică, nu au înțeles-o”, a spus Niels Bohr în 1952. „Nimeni nu înțelege mecanica cuantică”, a spus Richard Feynman în 2010. În ceea ce
mă privește, consider că acest lucru este atât de excepțional, încât că cred că este artă.
Drepturi de autor © 2021 Catalin Domniteanu. Toate drepturile rezervate.
