Šio blogo autorius – jaunas (kol kas) Lietuvos mokslininkas, kurio specializacija – teorinė fizika. Gimiau Klaipėdos mieste, baigęs rusų kalba dėstomą Pamario vidurinę mokyklą, įstojau be konkurso į Vilniaus Universiteto Fizikos fakultetą, kur sėkmingai baigiau bakalauro, magistro (Magna Cum Laude) ir doktorantūros (geriausia 2007m. daktaro disertacija) programas.
Po doktorantūros studijų, gavau Aleksandro fon Humboldto draugijos stipendiją moksliniam projektui Erlangeno ir Niurnbergo universiteto Optikos, Informacijos ir Fotonikos grupėje (vad. prof. Ulf Peschel). Vėliau gavau Makso Planko draugijos stipendiją naujai susiformavusiame Šviesos fizikos institute tame pačiame Erlangen mieste (vad. prof. Gerd Leuchs).
Vokietijoje išbuvęs 8 metus, 2015 metų vasarą grįžau į Lietuvą ir įsidarbinau Fizinių ir technologijos mokslų instute. Šiuo metu darbuojuos Lazerinių technologijų skyriuje ir esu vyriausiasis mokslo darbuotojas.
Perspėjimas gramatiniams naciams – praleidžiu daug raidžių ir daug kablelių.
Šytą, rašyba geresnė, nei 90 % leitūvių. O sako, kad rusai nesugeba lietuviškai išmokti.
O kodėl TRiSMEGISTOS, o ne TRySMEGISTOS?
Beje, kad nereikėtų „nacių” bijoti, galima pasitelkti savanorius pensininkus. Tikrai atsiras, kas mielai padės.
Nes tai graikiškas žodis 🙂 Skaitykit čia:
http://trismegistos.eu/istorija/mokslo-istakos-arba-kodel-trismegistos/
o šiaip – labai džiaugiuosi, kad toks GERAS atsirado. Kas sakė, jog tai BLOGAS? Sėkmės!
Dėkui 🙂
Pagaliau kažkas naujo, gero ir naudingo atsirado lietuvių kalba.
Nepaprastai įdomus puslapis, kai pirmą kartą aptikau skaičiau iki vidurnakčio. Tiesą sakant, ketinu panaudoti keletą autoriaus idėjų apie spalvų intensyvumus ir jų matymą, pamatysim kas gausis. Dėkui už tai, kad pasidalinate savo žiniomis. Nusiunčiau nuorodą sūnui, kuris kaip tik mokinasi fiziką užsienyje, sakė l. geras puslapis.
Dėkui.
Dėkui
Klaidų nepastebėjau. Nors kituose: Delfi, lrytas – kiekviename str. bent po klaidelę. Matyt susižavėjęs ir susidomėjęs skaičiau. Net nepagalvojau, kad ne gimtąja kalba rašote. Dėkui už puikų (nu)švietimą ir lavinimą iš fizikos pozicijų.
С днём рождения Серёга!
Sveikas Troike 🙂 ar L2 dar sukali? kas Liečia Bloga tai tu čia šauniai.Sėkmės.
Eini, skubi, užkliūni, tiesiesi veidu į kvantinių asociacijų jūrą ir … džiaugiesi bent akimirkai iš tuščio ėjimo ištrūkęs. Ačiū.
Laba diena,
Gerb. Sergejau,
galbūt Jūsų portalui tiktų štai toks pamąstymas apie kvantinę mechaniką:
.
Šiek tiek apie kvantinės mechanikos esmę bei jos piešiamą pasaulėvaizdį ir tam tikras „įrodančias teorijas“
Henrikas Pupelis
henrikas.pupelis@gmail.com
Pradedant samprotauti paminėta tema, pradžioje, pacituosiu „Fizika ir fizikinis pasaulis“ knygos autorių Dž. B. Merioną (Jerry B.Marion) : „Visada reikia atsiminti, kad fizikos teorijos iš esmės aprašomos sąryšiais tarp tokių dydžių, kuriuos galima išmatuoti. Tik filosofai, o ne fizikai, gali, pavyzdžiui paklausti: Kodėl teisinga kvantinė teorija? (Kartais fizikas taip pat kelia tokius klausimus, bet tai nukrypimas nuo normos). Jei fizikui pavyksta suderinti keletą faktų ir išvesti juos siejančią formulę, pagal kurią galima apskaičiuoti naujų dydžių vertes, patvirtintas eksperimentu, tai jis mano, kad uždavinį jau yra atlikęs. Visai kas kita – sukurti visuotiną teoriją, kuri ne tik paaiškintų gamtos reiškinius, bet ir būtų filosofiškai teisinga.“
Ką reiškia filosofiškai teisinga visuotina teorija ?
Žinoma, čia nekalbama apie Einšteino svajotą visko teoriją. Taigi filosofiškai teisinga teorija, pirmiausia reiškia tai, jog turime taip įsisavinti fizikos žinias, kad sugebėtume atskirti išmatuojamus dalykus nuo tų, kurių neįmanoma išmatuoti.
Gali kilti klausimas: Dž. B. Merionas, knygą rašė prieš maždaug keturiasdešimt metų, tad šiandieną tokie jo samprotavimai galbūt jau nebegalioja? Juk per pastarąjį laikotarpį, mokslas, pasipildė gausybe naujų žinių - tad fizika nužengusi toli į priekį ir neišmatuojamų dalykų galbūt jau nebėra.
Bet ar pasikeitė pats subtiliausias pasaulio stebėjimo bei matavimo įrankis – šviesa? (Žinoma, čia akiratyje turimi ne tik regimosios šviesos dažnai, bet ir nemažiau kaip pusantro šimto žinomų spinduliavimų, kurių dėka, gamtos procesai tampa matomi).
Taigi pravartu prisiminti kaip kvantinėje mechanikoje, buvo nubrėžtos matomo (kaip išmatuojamo) medžiaginio pasaulio ribos ir pasiaiškinti ar naujai atrastų spinduliavimų dėka, tos ribos kiek nors pakito.
Fizikoje, jau žinant Planko konstantą, Einšteinas, suformuluoja šviesos kaip dalelių srauto sampratą, kuri vėliau tapo jo ir Boro ginčų sukuriu, įtraukusiu beveik visus pagrindinius kvantinės mechanikos kūrėjus. Po de Broilio teiginio, kad jei bangos turi dalelių savybių, tai dalelės taip pat privalo turėti bangos savybių, šviesos aiškinimas vien tik dalelės sąvokos dėka nebeatlaikė kritikos. Nebuvo galima išsamiai paaiškinti elementarus gardelės plyšio eksperimento1 . De Broilio bangos puikiai derėjo su jų matematiniu aprašymu – Šrėdingerio lygtimi. Tačiau su dalele buvo kitaip. Todėl ginčų esmė – tai šviesos kaip dalelės apibrėžimas matematiniu tikimybių metodu. Banga ir dalelė – tai neatskiriama vienovė, ir jų bendras veikimo dydis niekuomet negali būti mažesnis už Planko konstantą – teigia Boras, gindamas neapibrėžtumo ir savo paties pasiūlytą papildomumo principus. Toks paaiškinimas, Aristotelio logika bei Spinozos pasaulėvaizdžiu besivadovaujančiam Einšteinui – tai nelogiškas „trečio“ egzistavimas. Einšteino fizikos mokslo idealas – tai iš vienos jėgos atsiradusios kitos sąveikos jėgos (tuomet, buvo žinomos tik dvi). Todėl, anot Einšteino, fizikos užduotis – dalelę apibrėžti tiksliai, o ne tikimybe. Bet Borui, neapibrėžtumas nėra nei aristoteliškos logikos, nei spinoziško pasaulėvaizdžio, pažeidimas – tiesiog egzistuoja tokia fizinio pasaulio realybė – sąlyginai apibrėžiama pati mažiausia gamtos jėga, kuri pasireiškia kaip banga ir dalelė. Dalelės apibrėžti idealiai tiksliai neįmanoma, t.y., tuo pačiu laiko momentu, neįmanoma nustatyti jos greičio ir padėties erdvėje.
Tad esmių esmė ta, kad kvantinė mechanika buvo įprasminta naudojant tas klasikines sąvokas, kurios nustato jų realaus pritaikymo ir fizinio įsivaizdavimo ribas. (Akiratyje turimos greičio, padėties erdvėje, energijos ir judesio kiekio tvermės bei kt. sąvokos).
Taigi ir šiandiena, žinant gausybę spinduliavimų, neapibrėžtumo principas brėžia fizinio pasaulio tą pačią matomą ribą, kuri savo medžiagine samprata negali būti aiškesnė negu ją nubrėžė Plankas. Visi žinomi realūs spinduliavimai talpinami į šį Boro teiginį: „Banga ir dalelė – tai neatskiriama vienovė, ir jų bendras veikimo dydis niekuomet negali būti mažesnis už Planko konstantą“. Taigi bet kokios spinduliuotės suponuojamas realus medžiagiškas veikimas yra apribotas, o drauge apribotas ir išmatuojamas dydis. Tačiau nūdienoje, kalbant apie medžiagiško veikimo ribas, kartu reikia kalbėti ir apie kitokias ribas – tai skirtumą tarp taikomosios, ir grynosios matematikos.
Apžvelgti dalykai leidžia teigti, kad išmatuojami dydžiai apibrėžia taikomosios matematikos galiojimo erdvę. O jei tam tikrame modeliavime atsiranda matematiniais simboliais išreikšti dalykai, kurių negalima nuosekliai suderinti su fizikinę prasmę turinčiomis sąvokomis, ir todėl jų ryšio neįmanoma patikrinti eksperimentu (t.y., realiu matavimu patvirtinti atrasto dalyko fizikinį turinį), tai tokios matematinės teorijos tėra intelektualiai ieškojimai, įgaunantys metafizinį dėmenį (pvz., Planko apskaičiuotą minimalią energijos porciją – kvantą, grynosios matematikos dėka dalinant į dar mažesnius dydžius).
Gamtos pažinimo ir matematikos mokslų santykį ypač taikliai apibūdina Bertrano Raselo mintis: „Grynoji matematika, – rašė B. Raselas, – ištisai susideda iš tokio tipo teiginių: jeigu tam tikras teiginys teisingas kurio objekto atžvilgiu, tai jo atžvilgiu teisingas kuris kitas teiginys. Čia esmė yra, pirma, klausimo, ar teisingas pirmas teiginys, ignoravimas ir, antra, objekto prigimties ignoravimas … Matematika gali būti apibrėžta kaip mokslas, kuriame niekad nežinome apie ką kalbame, ir niekada nežinome, ar teisinga tai ką kalbame“.
Pastarojo teiginio iliustracijai, galima prisiminti stygų teoriją, kurios srityje kaip manoma, darbuojasi maždaug tūkstantis mokslininkų (2004m. duomenys). Anot vieno jų, prof. Thomo Thiemanno minties: „problema dėl ko žlunga visos visko teorijos yra ta, kad pradedant nuo be galo mažų fizikos numatomų dalelių, anksčiau ar vėliau susiduriama su vadinamais „singuliarumais“ ir pamatoma kaip šie gniuždo lygtis nes išlenda tokie beprasmiai dydžiai kaip begalinės begalybės bei šimtaprocentinės tikimybės“. Kaip žinoma, matematiškai įrodyta stygų teorija ima funkcionuoti tik tada kai greta trijų erdvės ir laiko matmenų pridedama iki vienuolikos. Bėda ta, kad visatos geometrija su vienuolika matmenų realybėje nežinoma ir tokia geometrija tėra matematiniais simboliais nupieštas įsivaizduojamas pasaulėvaizdis, t.y., pasaulėvaizdis, kuris peržengia fizinės realybės ribas kaip galimus išmatuojamus dydžius.
Toliau gvildenant išmatuojamų ir neišmatuojamų dydžių klausimą, turime prisiminti kaip gimė virtualių dydžių sąvoka, kuri šiandieniniame kosmologiniame modeliavime radikaliai pakeitė singuliarumo sampratą.
Niutonas, savo „Optikoje“, rašydamas apie medžiagos virtimą šviesa bei atvirkščiai, galbūt šitą procesą suprato kaip tam tikrą išmedžiagėjimą ir įmedžiagėjimą. Taigi medžiagos kaitos procesą, galima vertinti kaip to meto mokslininkui „matomą“ reiškinį. Pastaraisiais dešimtmečiais, moksliniai „matymai“ tampa vis labiau nebegalimi. Anihiliacija (liet.terminas išmedžiagėjimas neatsiejamas nuo spinduliavimo sąvokos), dalelių sąveikavimą aiškina griežtai remiantis energijos bei judesio kiekio tvermės dėsniais ir neapibrėžtumo principu. (Paminėtų dalykų dėka, moksle, fizinio pasaulio procesai yra „matomi“. Idealiai tiksliai matyti neleidžia neapibrėžtumo principas). Tačiau, susidūrus su tam tikrais sąveikaujančių dalelių ir jų virtimo kitomis paaiškinimo bei aprašymo sunkumais, dėl to, kad nebūtų pažeisti energijos tvermės dėsniai ir neapibrėžtumo principas, lauko teorija, leidžia naudotis virtualaus tarpinio sąveikavimo procesais. Paprastai tariant, fizinio pasaulio sąveikavime atsiranda mokslui nematomų vietų. Tačiau į jas nekreipiama dėmesio nes mokslo požiūriu, nematomi dalykai trunka taip trumpai, kad dėsnių bei neapibrėžtumo principo nepažeidžia ir todėl galutiniams rezultatams įtakos negali turėti.
XX a. antroje pusėje, pastebėjus, kad kosminėje erdvėje egzistuoja gausybė atsirandančių ir išnykstančių dalelių, iškilo klausimas: koks tokio proceso vaidmuo fundamentaliose sąveikose? Šiandieną, visa tai suprantama kaip visatos vakuumo fliuktuacijos (tam tikri kvantiniai procesai).
Neišsiplečiant galima pasakyti, jog aiškinant minėtus kvantinius procesus, dėl tvermės dėsnių bei neapibrėžtumo principo nepažeidžiamumų, yra laikomasi anichiliacijos esmės, tačiau išplečiamas procesų nematymo dėmuo. Visos keturios fundamentalios sąveikos aprašomos, jas susiejant su virtualiais jos nešėjais. Sąveikos nešėjui reikalinga energija gaunama iš nulinės vakuumo būsenos. Galiausiai tokie kvantinių procesų aprašymai, įnešė radikalų pasikeitimą visatos modeliavime. Vietoje visos milžiniškos visatos energijos susikoncentravimo singuliarume, gimė šiandieninė „kelių kvantų“ singuliarumo sampratą. Staigaus visatos išsiplėtimo teorijoje (Infliacijos teorijoje), dėl minėtų kvantinių procesų aprašymo, pradinė plėtimosi stadija mokslui yra nematoma (teorijoje naudojamas terminas – neskaidri visatos būsena). Taigi nepaisant, kad visatos raidos pradžioje nematymo trukmė yra labai maža, tačiau tai tam tikra laiko trukmė kuomet negalioja visos fizikinį turinį turinčios sąvokos (žinoma, kartu negalioja ir neapibrėžtumo principas) bei dėsniai. Neaprašomas procesas suponuoja klausimą, savo fizikine esme analogišką kvantinio susietumu fenomenui: kokiu būdu per nesuvokiamai mažą sekundės dalį, neapibrėžtumo principu suprantama bei šviesos greičiu judanti dalelė ir banga, galėjo įveikti daugelio šviesmečių atstumą? Taigi čia susiduriama su neišmatuojamais dalykais ir šis fenomenas nepaaiškinamas bangine funkcija, ir todėl yra dar vienas indėlis į nematomos visatos sąvoką.
Teorijų dėka sąlyginai matomos medžiagos atžvilgiu, nematomos vietos reiškia nieką, kurio neįmanoma tapatinti su fizikinę prasmę turinčiomis sąvokomis ir todėl neįmanoma aprašyti taikomaisiais matematiniais dydžiais. Bet galima „aprašyti“ matematikoje nieką išreiškiančiu nuliu. Kitaip tariant, medžiagos sampratos atžvilgiu, visus nemedžiagiškus (t.y., nematomus procesus), pagrįstai galima sutapatinti su nuliu.
Apžvelgiant paminėtus dalykus, peršasi klausimas: kas apsprendžia, kad kosmologiniame modeliavime įsitvirtinęs akivaizdus nenuoseklumas, kuris suteikia pagrindą medžiaginiam prioritetui visatai gimstant? Anot tokio modeliavimo, visata gimsta iš medžiagos („kelių kvantų“), po to pavirsta į absoliutų nieką (nejudėjimą kaip nematomą būseną), o po to iš absoliutaus nieko vėl įgauna matomą, t.y., medžiaginį būvį. (Kūnas A tampa nieku, t.y., matematiškai išreikštu nuliu, o po to vėl pavirsta kūnu A išreiškiamu matematiniais dydžiais). Tad tik iš „nieko būsenos“ atsiradusią visatos medžiagą (spinduliuotę, kosminę radiaciją) galima apibrėžti fizikinėmis sąvokomis bei dėsniais ir tokiu būdu matyti tolimesnę jos raidą.
Taigi kodėl modeliavime, reikalingas kažkokią tai „paslaptingą“ prasmę turintis pirminis medžiaginis singuliarumas?
Atsakymas elementarus. Tokius dalykus (kaip prioritetus) apsprendžia po inercijos dėsnio atradimo susiformavusi fizikos idealo tradicija. Ji savo esmėje sako, kad medžiaga „privalo“ gimti iš medžiagos. Žinoma, kosmologinė tradicija, kuri prieštarauja mokslo faktams bei jų dėstymo logikai, su mokslu nebeturi nieko bendra. Kita vertus, žvelgiant į mokslo raidą, matytį, kad mokslo tradicijų išgyvendinimas visuomet šiek tiek užtrukdavo. (Ir iš tiesų, išgyvendinimo idėjos prasiveržė maždaug prieš trisdešimt metų. Galbūt jų oficialiu pradininku galima pripažinti I. Prigogine, kuris Maskvos Lomonosovo universitete, fizikams, paliko štai tokį įrašą: „Laikas ankstesnis už egzistavimą“. Būtent, dėl pastaraisiais metais susikaupusių neatsakytų klausimų, šiandienėse visatos modeliavimo tam tikrose schemose, prieš Planko laiką, kuris kartu reiškė ir medžiaginę visatos pradžią, yra įvestas nulinis laikas kaip ankstesnis už medžiagos egzistavimą).
Išvada
Po maždaug penkių šimtų metu laikotarpio (po Galilėjaus inercijos dėsnio atradimo), šiuolaikinė fizika naujai pateikia klasikinį pasaulėvaizdį, t.y., visatos atsiradimo priežastis slypi ne medžiagoje, o už jos ribų.
Štai pagrindiniai gamtos pažinimo akcentai, kurių bendrame kontekste gimsta neišmatuojamų dydžių sąvoka.
– Planko konstanta padalina pasaulį į matomą ir nematomą (į medžiaginį ir nieką).
– Reliatyvumo teorija ir iš jos išplaukianti erdvėlaikio samprata.
– Neapibrėžtumo principas teigia, jog tarp matomo ir nematomo pasaulių neįmanoma nubrėžti aiškiai matomos ribos.
– Kvantinis susietumas (sietis) tampa pagrindu informacijos sąvokai, suponuojančiai veikimą pramokstantį mokslui pažįstamus („matomus“, išmatuojamus) gamtinius procesus.
–Visatos vakuumo fliuktuacijų aprašymas parodo, kad visi gamtiniai procesai egzistuoja nematomo pasaulio dėka.
Paaiškinimai
1 Vizualų eksperimentą (žinoma, be matavimų) galima atlikti namų sąlygomis. Lazerinio prožektoriaus spindulį sufokusuojame į tašką ekrane (į paprasčiausią popieriaus lapą). Tarp ekrano ir prožektorius, viena kitos atžvilgiu stumdome dvi plokšteles taip, kad tarp jų mažintume plyšį šviesai. Tuomet ekrane, taškas tampa vis labiau neryškus, bet padidėja jo diametras (taškas praranda tikslias koordinates). Taigi ir geriausiomis technologijomis aprūpintoje laboratorijoje bandymo esmė ta pati – praeidamos pro siaurą plyšį de Broilio bangos sąveikauja su plyšio kraštais ir pakeičia kryptį , todėl pasikeičia dalelės greitis. Kuo siauresnis plyšis, tuo tiksliau galima nustatyti dalelės greitį, bet tuo pat metu negalima nustatyti jos tikslios padėties. Ir atvirkščiai.
Literatūra
Daninas D. Nilsas Boras. Vilnius: Mokslas, 1983.
Kuznecovas B. Einšteinas. Vilnius: Mokslas, 1984.
Matvejevas V. Mechanika ir reliatyvumo teorija. Vilnius: Mokslas, 1982.
Neffe J. Einšteinas. Vilnius: Alma litera, 2010.