Τετάρτη 13 Δεκεμβρίου 2023

Η κατάρρευση του υλισμού εξηγείται εύκολα

από τον Cristiano Nisoli - 12/11/2023

Η κατάρρευση του υλισμού εξηγείται εύκολα

Πηγή: Cristiano Nisoli

Sive, διάλογος μεταξύ ενός πωλητή γκλουονών(προιόντων χαράς) και ενός περαστικού
Το γεγονός ότι ο υλισμός είχε κάποιο νόημα μεταξύ του δέκατου όγδοου και του δέκατου ένατου αιώνα μπορεί ίσως να γίνει κατανοητό. Αλλά το γεγονός ότι ο σύγχρονος υλισμός υπάρχει μετά την εξέλιξη της φυσικής τον 20ο αιώνα είναι απολύτως εξαιρετικό: ο υλισμός θα ήταν να πιστεύει κανείς στην ύπαρξη και μόνο της ύλης. αλλά κανείς δεν ξέρει πια τι είναι η ύλη.
Ρωτήστε έναν θεωρητικό φυσικό «Τι είναι η ύλη». Η ακόλουθη συζήτηση θα πάει λίγο πολύ ως εξής:
--Λοιπόν, αυτά που βλέπουμε ότι μέχρι πριν από εκατό χρόνια ονομάζαμε ύλη, τώρα θεωρούμε ότι αποτελούνται κυρίως από κενό
-- Και τι υπάρχει εκτός από το κενό;
-- Πολλά σωματίδια, μόρια, φτιαγμένα από άλλα σωματίδια, άτομα, φτιαγμένα από άλλα σωματίδια, ηλεκτρόνια και νουκλεόνια. Τα τελευταία αποτελούνται από κουάρκ. Είναι όλα φερμιόνια, που συγκρατούνται από δυνάμεις,
-- και τι είναι οι δυνάμεις;
-- Λοιπόν αυτά θα ήταν άλλα σωματίδια, που ονομάζονται μποζόνια
-- Busoni;;;
-- Όχι, Bosoni, από τον Bose, Ινδό φυσικό.
-- Και τι είναι όλα αυτά τα σωματίδια;
-- Λοιπόν, είναι σωματίδια, συγκρούονται, ή μάλλον όχι, στην πραγματικότητα δεν συγκρούονται επειδή δεν έχουν προέκταση (ή ίσως έχουν). Σε κάθε περίπτωση είναι καλύτερα να τα σκεφτόμαστε ενώ ανταλλάσσουμε μποζόνια
- Εντάξει, αλλά δεν έχω δει ποτέ σωματίδια. Δηλαδή, πάρτε μια πέτρα, έχει σχήμα, προέκταση, δεν είναι σημείο. Ωστόσο, αν πετάξω μια πέτρα, για να υπολογίσω την τροχιά της μπορώ να την προσεγγίσω ως ένα σημείο, μπορώ να τη σκεφτώ ως σωματίδιο. Αυτά τα σωματίδια που λέτε είναι σαν σημείο; Και τι είναι ένα σημείο; Και αν δεν έχουν προέκταση, πώς μπορεί να είναι ύλη;
-- Είναι λίγο πιο περίπλοκο από αυτό. Βλέπετε ότι θα υπήρχαν κβαντικά πεδία,
-- Κβαντικά πεδία;
-- Ναι, κυμαίνονται. Λίγο σαν έγχορδα βιολιού. Και αυτό που ονομάζουμε σωματίδια είναι οι αρμονικές αυτών των ταλαντώσεων. Άρα είναι κύματα. Αλλά και σωματίδια, ε!
-- Αλλά τότε είναι σωματίδια ή κύματα;
-- Λοιπόν, εξαρτάται
-- Εξαρτάται από τι;
-- Εξαρτάται από το πώς τα βλέπεις
-- Άρα η ύλη αποτελείται από κύματα; Νόμιζα ότι τα κύματα ήταν φτιαγμένα από ύλη; Τα κύματα της θάλασσας αποτελούνται από ύλη που ανεβαίνει και κατεβαίνει...
-- Λοιπόν δεν είναι όλα τα κύματα φτιαγμένα από ύλη. Σκεφτείτε τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, δεν είναι φτιαγμένα από ύλη. Είναι φτιαγμένα από φωτόνια.
-- Και τα φωτόνια είναι ύλη;
-- Όχι αυτά.
-- Είναι όμως σωματίδια;
-- Λοιπόν είναι κύματα σε ένα μαθηματικό αντικείμενο που ονομάζεται κβαντικό πεδίο που περιγράφει το ηλεκτρομαγνητικό φαινόμενο. Και τα σωματίδια είναι γενικά μια διαισθητική ορολογία που εισάγουμε για να περιγράψουμε τις διεγέρσεις των πεδίων, τις διακυμάνσεις τους που κοστίζουν ενέργεια. Επίσης για άλλα πεδία. Όπως το πεδίο Dirac, το οποίο περιγράφει τα λεπτόνια
-- Αλλά δεν καταλαβαίνω, είναι το πεδίο Dirac που περιγράφει τα λεπτόνια ή είναι τα λεπτόνια που περιγράφουν το πεδίο Dirac;
-- Και οι δύο δηλώσεις είναι αληθείς, μπορείτε να το σκεφτείτε με κάθε τρόπο.
-- Άρα τα πεδία είναι ύλη
-- Ναι, θα μπορούσατε να πείτε ότι
-- Ακόμα και το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο;
-- Όχι, όχι αυτό, γιατί δεν έχει μάζα.
-- Πώς δεν έχει μάζα;
-- Σωστά, το φωτόνιο είναι ένα κβάντο ενέργειας... αλλά και γωνιακής ορμής. Αλλά δεν έχει μάζα.
-- Δεν είναι όμως η γωνιακή ορμή ενός αντικειμένου που έχει μάζα και περιστρέφεται; Σαν τροχός; Τι συμβαίνει στο φωτόνιο; Το φωτόνιο έχει προέκταση και περιστρέφεται μόνο του; Αλλά ακόμα κι αν ήταν έτσι, αφού δεν έχει μάζα, δεν θα είχε γωνιακή ορμή.
-- Όχι, στην πραγματικότητα τίποτα δεν περιστρέφεται, αυτό που ονομάζουμε γωνιακή ορμή είναι μόνο μαθηματικά η ιδιοκατάσταση μιας γεννήτριας χωρικών συμμετριών, περιστροφών...
-- ιδιο-τι; Από τι? Αλλά με λίγα λόγια, τι είναι η ύλη; είναι ενέργεια; Είναι μάζα;
-- Στην πραγματικότητα, η μάζα είναι ενέργεια.
-- Και η ενέργεια είναι μάζα;
-- Όχι, διαφορετικά το φωτόνιο θα ήταν επίσης ύλη. Αντίθετα, μόνο τα λεπτόνια και τα κουάρκ είναι ύλη. Δηλαδή όχι, στην πραγματικότητα ακόμη και τα φωτόνια, παρόλο που δεν έχουν μάζα, καταρχήν κάμπτουν τον χωροχρόνο, με την ενέργειά τους, άρα κατ' αρχήν πρέπει να αλληλεπιδρούν βαρυτικά, όπως η ύλη... αλλά... όχι αλλά όχι, είναι δεν έχει σημασία. Όχι αυτά. Είναι βαρυτική μάζα, όχι αδρανειακή.
-- Γιατί δεν έχουν μάζα; Αλλά το μποζόνιο W έχει μάζα, σωστά; Είναι λοιπόν θέμα;
-- Όχι, ούτε αυτό έχει σημασία
-- Και γιατί;
-- Επειδή έχει ακέραιο γύρισμα
-- Με ποια έννοια;
-- Ξέρεις, θυμάσαι την ιστορία πριν από τη γωνιακή ορμή; Αυτό είναι το σπιν, η εγγενής γωνιακή ορμή. Ορισμένα σωματίδια έχουν μισό ακέραιο σπιν και συμπεριφέρονται διαφορετικά από εκείνα με ακέραιο σπιν. Αποφεύγουν τό ένα το άλλο.
-- Πώς να τα αποφύγετε;
-- Ναι, βλέπετε, μποζόνια... τους αρέσει να είναι μαζί. Ονομάζεται συμπύκνωμα Bose-Einstein. Αντίθετα, τα Φερμιόνια βρίσκονται το ένα στις μπάλες του άλλου, και το καθένα βρίσκεται στην κβαντική του κατάσταση, μόνο του. Το οποίο είναι σημαντικό ε! Διαφορετικά η ύλη δεν θα ήταν σταθερή. Δεν θα υπήρχαν άτομα αν οι Fermions ήταν φίλοι. Ναι, είναι οι Φερμιόνες. Τα φερμιόνια είναι ύλη.
-- Και διακρίνονται από τα μποζόνια επειδή περιστρέφονται με διαφορετικό τρόπο; Είναι λοιπόν κάτι ύλη ή μη ύλη ανάλογα με το πώς γυρίζει πάνω του; Σαν μπάλα;
-- Όχι, δεν υπάρχει περιστρεφόμενη μπάλα, είναι απλώς ένα ιδιοκράτος. Το είπα ήδη. Ιδιοκατάσταση της γεννήτριας της ομάδας συμμετρίας των χωρικών περιστροφών. Σημαίνει ότι είναι αμετάβλητο στις χωρικές περιστροφές.
-- Αμετάβλητο;
-- Ναι, έχει να κάνει με Casimiro...
-- Casimiro;
-- Κάποια πράγματα της άλγεβρας Lie
αλλά παρεκκλίνουμε. Εν ολίγοις, το spin, σωστά κατανοητό, είναι ένα αμετάβλητο μιας αλγεβρικής ομάδας.

-- Ομάδα τι; Εντάξει, αλλά ας υποθέσουμε ότι τα Φερμιόνια είναι ύλη. Τι είναι?
-- Μα σου είπα ήδη, είναι σωματίδια!
-- Μα δεν ήταν κβαντικά πεδία;
-- Μα είναι το ίδιο πράγμα! ...Σχετικά με. Λοιπόν, αυτό είναι το θέμα. Λεπτόνια, κουάρκ, που είναι σωματίδια, αλλά ίσως όχι... αλλά έχουν μάζα. Και γωνιακή ορμή. Μισογεμάτο, ε! Αυτό είναι σημαντικό.
-- Δεν φαίνεται να έχει πολύ νόημα για μένα...
-- Λοιπόν, εξηγεί καλά τα πειράματα, είναι ένα πλαίσιο πρόβλεψης
-- Αλλά τι σημαίνει τελικά;
-- Μα σου είπα τι σημαίνει. Και τέλος πάντων, το σημαντικό είναι ότι κάνει επαληθεύσιμες προβλέψεις
-- Άρα λειτουργεί
-- Λειτουργεί σαν θεός
-- Και τι σημαίνει;
-- Σημαίνει... σημαίνει ότι λειτουργεί.

Ήταν πολύ πιο εύκολο να είσαι υλιστής τον 19ο αιώνα. Είπες: "καλά, πιστεύω μόνο σε αυτό που βλέπω. Πιστεύω ότι αυτό το τραπέζι μπροστά μου υπάρχει γιατί το βλέπω, πιστεύω στην ύλη" και αυτό ήταν. Όσοι είναι υλιστές στον 21ο αιώνα έχουν μείνει πίσω από εκείνη τη στιγμή. Κάποια επεισόδια χάθηκαν.

Η κατάρρευση του υλισμού εξηγείται εύκολα (www-ariannaeditrice-it.translate.goog)

Δεν υπάρχουν σχόλια: