Richard Feynman o povrchnosti fyziky a matematiky
"Co je gravitace? Je to opravdu tak jednoduchý zákon? Vše, co jsme udělali je, že jsme popsali, jak se Země pohybuje kolem Slunce, ale neřekli jsme, čím je to způsobeno. Newton o tom nepředložil žádnou hypotézu, byl spokojen, že zjistil, co zjistil, aniž by popsal vnitřní "mechanismus" gravitace. Nikdo od té doby nepopsal jakýkoliv její "mechanismus". Pro fyzikální zákony je typické, že mají tento abstraktní charakter. Zákon zachování energie je teorém o množstvích, která musí být sečtena dohromady, a to bez zmínky o jeho "mechanismu", a stejně tak velké zákony mechaniky jsou kvantitativní matematické zákony, pro které žádné "mechanismy" nejsou k dispozici. Proč můžeme pomocí matematiky popsat přírodu bez mechanismů, který za ní stojí? Nikdo neví. Musíme ale v tomto stylu popisu pokračovat, protože jsme se takto dovídáme stále více a více."
Původní znění tohoto Feynmanova textu z jeho báječných, originálních a velmi pochopitelných Feynmanových přednášek z fyziky, si můžete přečíst tady: http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_07.html?#Ch7-S7 a nebo na konci blogu.
Musíme ale Richarda opravit v tom, že to není matematika, co zdánlivě skrývá hlubší fyzikální mechanismy. Matematika zde je naopak velkou a nenahraditelnou výhodou, přesto, že podle jiných jeho slov nechápe fyzikální podstatu problémů ve fyzice. Dává ale nepřekonatelnou přesnost, "drobnohlednost" a spolehlivost, například ve srovnání s poněkud vágní filosofií. Co tedy ale způsobuje onu "povrchnost" fyziky? Je to fakt, že každé, byť sebedokonalejší lidské poznání, popisuje jen povrch hlubokých struktur, povrch oněch stále hlubších "mechanismů". Snadno si představíme, že je třeba živý organismus složený z orgánů, ty jsou složeny ze svých částí, tyto části jsou pak z buněk se svou strukturou. Dále tato strukturní řada pokračuje molekulami, atomy, atomovými jádry a elektrony. Atomová jádra jsou složena z nukleonů, z nichž každý obsahuje kvarky, spojené gluony. Dalším krokem mohou být super-struny nebo kvanta prostoročasu v pojetí smyčkové kvantové gravitace. To jsme napočítali už 10 strukturních úrovní a není celkem důvod předpokládat, když sledujeme cestu poznání do hloubky, že se tato řada někde zastaví. Spíše jen změní charakter a nebude prostorová, hlubší "kvanta" nebudou dále menší a menší, když se předpokládá, že hlubší úroveň vytvořila i prostor sám. Každou z těchto úrovní je přitom v zásadě možné popsat matematicky.
Je tak jasné, že každý sebedokonalejší, sebepodrobnější matematizovaný model, který nutně popisuje jen jednu takovou úroveň, je jen velmi zjednodušené přiblížení plné skutečnosti, neboť každý matematický model popisuje jednu strukturní úroveň a pomíjí ty hlubší. (Filosoficky podotkněme, že "plná skutečnost" je potenciálně nekonečně složitá, takže z ní nebudeme znát vlastně nikdy nic.) Pokusme se odpovědět na tu otázku, na kterou podle Feynmanových slov výše nikdo nezná odpověď. Člověk má konečné a to dokonce velmi omezené schopnosti. Třeba jeho úžina vědomí neobsáhne příliš mnoho věcí, muži se dokonce dokáží soustředit jen na věc jednu. :-) Počítače udrží "v hlavě" najednou daleko více faktorů, stále však konečný počet. Člověk, aby matematickému modelu vůbec rozuměl, když ho vytváří, musí ho mít daleko jednodušší než počítač (zatím matematiku principiálně vymýšlí stále lidé a ne počítače). Proto matematické modely nezahrnují mnoho strukturních úrovní, ale jednu či maximálně dvě. Hlubší složitost odřízne naše neschopnost myšlenkově pojmout model s mnoha strukturními úrovněmi a nesčíslným počtem faktorů. Proto jsme nuceni se při poznání soustředit jen na jednu strukturní úroveň a navíc na zjednodušené situace. Na Zemi se vyskytují objekty složené z obrovského množství atomů, fyzika ale popisuje například jeden, jediný atom, a to ještě s obtížemi. Když má popsat kvarkovou stavbu atomové jádra, musí popis celého atomu na chvíli opustit a soustředit se jen na kvark-gluonovou strukturu.
Není to tedy charakter fyzikálních zákonů, který nutí k povrchním matematických formulacím, ale je to omezenost lidských schopností poznání ve srovnání se složitostí matky přírody. Redukcionismus na nižší strukturní úroveň sice v základě funguje, ale to by znamenalo popsat a pochopit současně tak obrovské množství faktorů a vlivů, že to nezvládne nejen člověk, ale ani současný špičkový superpočítač.
Vysvětlení tady nabízí jeden druh filosofie, který lze nazvat totální fenomenologií. Ten tvrdí, že všechno je jen jev, což je povrch hlubší podstaty, která se nám skrývá za horizont našeho poznání. Například že atom je jen shluk nukleonů v atomovém jádře a elektrony kolem něj. Poznaná teorie, model či skutečnost je tedy vždy pouze povrch, za nímž se skrývá to, co budeme teprve v budoucnosti nazývat skutečností, a co dnes můžeme nazvat budoucí skutečností, tedy post-skutečností. Je tedy zřejmé, že skutečnost je proměnlivá, relativní. Navíc i ona hlubší skutečnost, post-skutečnost je jen jevem, za kterým se skrývá ještě hlubší skutečnost, tedy snad post-post-skutečnost. :-) Da Capo al Fine, neboli a to se opakuje stále dokola, třeba že ve stále se měnící podobě. (Podrobnější výklad lze nalézt v recenzovaném článku zde.)
Takový pohled na neuchopitelnou složitost světa by měl dodat skromnosti i špičkové moderní fyzice, která je sice asi nejnáročnějším a nejsložitějším oborem ze všech, ale ve srovnání s okolním světem je stále jen velmi prostinká. Jsou myslitelé, kteří současné fyzikální teorie mají za absolutně dokonalé, absolutně pravdivé, a tedy definitivní. Jenže to si lidé kdysi mysleli o Newtonově mechanice také. (Blíže viz blog Má exaktní věda dokonalé pravdy a dogmata?) Tito si neuvědomují, od jakého množství v realitě působících faktorů musí ve svých úvahách abstrahovat, či jaké množství faktorů musí v experimentu eliminovat, aby dostali onen velmi zjednodušený (matematický) popis. Příkladem může být nedávná detekce gravitačních vln.
Třeba takový slavný Stephen Hawking měl tendence hledat řešení v rámci dané strukturní úrovně a nechápat tak plnou složitost a jen nepatrně poznanou mnohoúrovňovost světa. Například jeho představa imaginárního času je snahou nehledat řešení, původ prostoru a času, v hlubší struktuře, chápat je tedy jako jev nějaké jiné, hlubší podstaty, jak se o to snaží třeba smyčková kvantová gravitace. Tím bylo jeho uvažování izolováno do vesmíru jako absolutně uzavřeného systému, což je filosoficky (a entropicky) nemožné. Každý systém je totiž otevřený, což v případě vesmíru dokládá třeba už temná energie. Ona totiž nižší strukturní úroveň má větší extenzi, což v tomto případě znamená, že nejen že tvoří hlubší základ vesmíru, ale také vytváří i jeho okolí. Dalo by se říci, že brilantní Hawkingův mozek zůstal uzavřen v omezeném řešení, kvůli limitovanému myšlenkovému paradigmatu. V tomto případě newtonovsky mechanistickému stylu uvažování, nechápajícímu, že vše má velkou strukturní hloubku a také okolí. Limitovaný styl uvažování zde vlastně znamená špatnou, mechanistickou filosofii, jejíž vyvrcholením je Hawkingovo sdělení, že je filosofie mrtvá. Toto prohlášení není pochopitelně nic jiného než určitý druh filosofie, zvaný pozitivismus. Filosofie se tak usmívá nad jeho filosofickou pošetilostí a ukazuje mu, že se jí nikdo nemůže ve svém myšlení zbavit. :-) Obávám se, že se mu filosofie pomstila tak, že mu její ignorování zablokovalo získání Nobelovy ceny (viz Proč nedostal Stephen Hawking Nobelovu cenu za fyziku).
Hawking byl jako špičkový plemenný kůň, který sice běží velmi rychle a elegantně po cestě či závodní dráze (=dělá fyziku), ale nechápe, že někdo musel dávno předtím postavit tu cestu, po které běží (dělat filosofii). Proto prohlašuje, že stavění cest je nepotřebné. Filosofie ale byla ta, která dala fyzice experimentální a racionální metodu (postavila cestu, ze které kůň/fyzika nemůže sejít). Tuto fyzika zcela nutně používá a bez ní by neexistovala (nemohly by se konat závody), bez ní by neudělala jediný opravdu zásadní krok (základem teorie relativity je filosofická úvaha o relativitě času a interpretace kvantové mechaniky jsou dnes v podstatě filosofickou záležitostí, neboť zatím mezi nimi experiment neumí rozhodnout). Takový kůň se vysmívá stavitelům cesty, že jsou už k ničemu, a nechápe, že se musí tato cesta nebo závodní dráha opravovat, a jednou, až doslouží, se musí zcela přestavět, postavit cestu nového typu. Takový kůň se opravdu pohybuje daleko rychleji a elegantněji, než se v prachy staví závodní dráha, po které běží. Ta byla postavena už dávno, a proto se mu zdá, že stavění cest je k ničemu, neboť je ona dráha samozřejmost a je tu přece odedávna. Cesta se také staví na místě, kde to kůň nevidí. Přesto je stavění cest daleko důležitější, neboť mohou složit k mnoha způsobům dopravy, nejen dopravě koňské. :-)
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Zde je anglický originální úvodního Feynmanova textu: "But is this such a simple law? What about the machinery of it? All we have done is to describe how the earth moves around the sun, but we have not said what makes it go. Newton made no hypotheses about this; he was satisfied to find what it did without getting into the machinery of it. No one has since given any machinery. It is characteristic of the physical laws that they have this abstract character. The law of conservation of energy is a theorem concerning quantities that have to be calculated and added together, with no mention of the machinery, and likewise the great laws of mechanics are quantitative mathematical laws for which no machinery is available. Why can we use mathematics to describe nature without a mechanism behind it? No one knows. We have to keep going because we find out more that way."
Jan Fikáček
Proč jsou izraelská média daleko méně proizraelská než česká?
A nejde jen o izraelská média. USA jsou přece dlouholetý a věrný spojenec Izraele, ale ani ony nestojí teď vždy na straně Izraele. Proč? Proč se snaží válečné tažení Izraele brzdit a volají po příměří?
Jan Fikáček
Tak přece má foton hmotnost!?
Fyzika je úžasná věda, která proměnila celou naši civilizaci. Stačí vzpomenout třeba jen elektřinu bez níž by nebyly počítače, mobily, TV, osvětlení našich bytů atd. Ovšem výjimečně se v ní objeví i dost iracionální tvrzení.
Jan Fikáček
Solvay institut - Einstein, Schrödinger, Planck, Heisenberg, Bohr atd.
Od roku 1911 se konají Solvayovské konference, kterých se ve dvacátých letech účastnili dnes nejslavnější fyzici jako Einstein, Planck, Bohr, Heisenberg. Tyto konference jsou známé hromadnými fotografiemi nejslavnějších fyziků.
Jan Fikáček
Nahraďte svou ženu a děti umělou trpělivostí (inteligencí?)!
Tak jo, uznávám, že ženu a děti nelze umělou inteligencí nahradit ve většině případů, ale v jednom by to asi šlo, ne? :)
Jan Fikáček
Mašínové: Padouch nebo hrdina, my jsme jedna rodina!
Film Bratři o skupině Mašínů dostal v sobotu cenu za nejlepší film roku na Českém lvu. Jeho tvůrce na večeru prohlásil, že to byli hrdinové. Tak se pojďme podívat na jejich činy.
Jan Fikáček
Jak nás intuice vede na scestí v otázce, co je to realita
V hollywoodských filmech často nějaký hrdina, astronaut nebo detektiv, vyřeší problém intuicí. Když selže rozum a důkazy, intuice zaskočí. Jenže intuice není vždy spásné řešení, někdy tomu řešení naopak brání..
Jan Fikáček
Dá se v padesáti naučit anglicky?
Mnohokrát jsem slyšel názor, že pokud se člověk nenaučí nějaký cizí jazyk do třiceti, už se ho nenaučí nikdy. A proto když jsme se přestěhovali s rodinou před tímto mým věkem do Belgie, ani jsem se nový jazyk naučit nesnažil.
Jan Fikáček
Kdy věčnost trvá jen 40 minut
Nositel Nobelovy ceny za fyziku z roku 2012 Franz Wilczek vymyslel kdysi tak zvané časové krystaly. Teď vědci objevili jejich nový druh, o němž dokonce někdo prohlásil, že je nesmrtelný.
Jan Fikáček
Jak se něco naučit 10x rychleji? Použijte AI !
Znáte ten typ lidí, kteří se do něčeho zakousnou a dělají to 12 hodin denně, ať jsou to motorky, stavba baráku nebo věda. Tak takový já určitě nejsem. Ale i takoví jako já mají šanci stát se v něčem machry a to velmi rychle.
Jan Fikáček
O tom, že bakterie myslí tak jako my
Jestli si myslíte, že si chytnete nějakou bakterii a pokecáte si s ní, tak to těžko. Ona "mluví", pokud víme, jen s viry. Ukážeme si třeba, jak bakterie umí abstraktně zobecňovat! Cože? To přece umíme jen my lidé, ne?
Jan Fikáček
Pochopte kvantovou mechaniku za minutu díky sněhové vločce a umělé inteligenci
Kvantová mechanika je nepochopitelná jen tehdy, když člověk nerozumí jejímu filosofickému základu. I nedávní nositelé Nobelovy ceny za fyziku prohlašují, že kvantová mechanika dokazuje, že realita neexistuje. Jak prostý omyl.
Jan Fikáček
Zvládněte portrét s umělou inteligencí za minutu (1 minuta)
Existuje mnoho dlouhých článků a hodinových videí o AI (Artificial Intelligence), které vás zahltí spoustou nepotřebných informací. Chcete-li ale za minutu něco s AI nakreslit, čtěte tento blog. Povedu vás zkratkou.
Jan Fikáček
O tom, proč jsou Beatles, Galileo či Einstein všudypřítomní jako bůh
Když jsem svému synovi pěl chválu na skupinu Beatles, znechuceně odvětil, že je to hudební pravěk. No jasně, dnes jede něco úplně jiného. Dcera mě třeba uvrtala do K-popu (korejského popu), syn stále poslouchá nějaké Bla, bla...
Jan Fikáček
Má Česko milióny chudých? Nebo je to výmysl podporující Babiše?
Na Novinkách.cz vyšel článek o průzkumu chudoby v Česku. Co mě ale zaujalo snad ještě více bylo, jak ho někteří zastánci současné vlády označili za podporu Babiše a SPD. Mohou být fakta úmyslnou podporou nějaké politické strany?
Jan Fikáček
Hitler přežil mnoho atentátů. To já ale taky!
Je známo, že se Hitler už za první světové války ocitl bezbranný před ozbrojeným nepřátelským vojákem, který ho mohl snadno zastřelit. Ten voják se ale slitoval. Kdyby věděl! Hitler vlastně mnohokrát unikl smrti.
Jan Fikáček
Kde jsou všichni mimozemšťané? Syndrom velkého opuštěného hnízda.
Probudil jsem se do dokumentárního pořadu o dinosaurech, kde se řešilo, že velcí dinosauři nemohli sedět přímo na vejcích, protože by je rozmačkali. Vejce proto byla ve velkém kruhu a dinosaur seděl na volné zemi uprostřed nich.
Jan Fikáček
Kunderův Žert aneb kdy není "fanatismus" úplně blbý
„Milá Markéto, optimismus je opium lidstva. Zdravý duch páchne blbostí. Ať žije Trockij. Tvůj Ludvík" byl Ludvíkův politický žert, který mu zničil život. Podobné zážitky člověk ale mohl mít i později než v 50. letech.
Jan Fikáček
Cikánka: Ty jsi policie? Dáš mi pajsku?
Pocházím z Ostravy, tak mám s romskou komunitou bohaté zkušenosti. Ale některé reakce mě i tak překvapí. Jo, bylo by správnější říkat Romka, ale dotyčná taky poznamenala, že není žádná Romka, ale Cigoška. Tak to respektuju.
Jan Fikáček
Existuje čas? Nebo existuje jen současnost? Váš pohled na Měsíc je důkazem. (1 minuta)
Existuje nápaditá koncepce, která tvrdí, že minulost ani budoucnost neexistují, že existuje jen přítomnost. Že třeba žádní dinosauři neexistovali, že nějaká superinteligence nastražila všechny ty kosti v současném okamžiku.
Jan Fikáček
Mašínové všech zemí, spojte se! (2 minuty)
Mašínové jsou pro některé lidi vrazi, pro některé velcí hrdinové. Tedy přesněji celá jejich skupina čítající původně šest lidí. A jako obvykle si obě strany skoro vždy dělají názor bez základních znalosti o této skupině.
předchozí | 1 2 3 4 5 6 7 ... | další |
- Počet článků 310
- Celková karma 30,15
- Průměrná čtenost 3149x
Chcete-li sledovat diskuse v "jeho" skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jfikacek@gmail.com
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. Někdy je to jen divoká fantazie. Na druhé straně se snaží udržovat jistou vědeckou kvalitu, takže "esoterické" komentáře nejsou vítány. P.S.: Osobně útočné a odborně velmi nekvalitní komentáře, zejména velmi dlouhé, budou mazány.