פרק 1

סעיף 4: התאמת החלקים

התיאוריות המתקדמות ביותר של ימינו (תורת העל, תורת M, כוח המשיכה לולאה הקוונטים, סימטריה, וכו ') כולם הצליחו על איחוד מכניקת הקוונטים ואת תורת היחסות הכללית. ניסיונות מתמטיים כדי להתיך את שני התיאורים - כדי להפחית את ארבעת הכוחות של הטבע במסגרת ומקיפה, יצרו משוואות ארוכות כל כך מורכבים שאף אחד לא לגמרי מבין אותם. כמו בריאן גרין מנסח זאת,

"המתמטיקה של תורת המיתרים מסובך כל כך, עד היום, אף אחד לא יודע את המשוואות המדויקות של התיאוריה. במקום זאת, הפיזיקאים יודעים רק קירובים אלה משוואות, ואפילו משוואות מקורבים מסובכים, כך שהם עדיין לא נפתרה באופן חלקי בלבד. "(גרין 2003, 19)

זה כמו שיש קבוצה ענקית של קוד דיגיטלי ללא מידע על איך לתרגם את המידע לתמונה. מה מטריד אף יותר (או מעניינת) היא העובדה כי מחשבי לנו המוטל עם ניתוח מבנה של קודים אלה קבעו כי דפוסי זמינים רק עבור התרגום בממדים גבוהים יותר. הדבר מצביע על תמונה מלאה, כי הטבע יכול למעשה להתקיים במסגרת בעלת יותר את הממדים המוכרים. מה זה יכול להביע? איך נוכל אי פעם לצפות להבין משהו המתואר יותר משלושה ממדים חלל?

שעה שאנו שוקלים שאלה בואו נזכר לדעתו של איינשטיין הכבידה גם דורש (אם כי בעדינות) את ההקדמה של ממדים נוספים. (. ראה פרק 9) הוא מתאר הכבידה כתופעת גיאומטרי - תוצאה של האופן שבו אובייקטים גדולים לעוות את הצורה של מרחבי זמן. מרמז מרחבי זמן מעוותות על קיומם של ממדים נוספים, כי העיוותים האלה להרחיב למשהו מלבד שלושת הממדים המוכרים מרחביים. אבל אלה מימדים נוספים הם לא אמיתי פיזית - או הם? נוכל לאפשר להם להתקיים במובן המתמטי המופשט, אבל אי אפשר לדמיין יותר משלושה מימדים. לא? הם לא יכולים להתקיים באופן פיזי - הם יכולים? גם אם הם קיימים, איך נוכל אי פעם להבין אותם? גם איינשטיין היה צריך לדכא את הממד המוכר של שטח כדי להמחיש את ממד העקמומיות של מטוס, אז איך אנחנו יכולים לקוות לדמיין מימדים רבים בבת אחת?

סוג זה של חשיבה הוא בדיוק מה מעכב אותנו. אנו מאמינים כי אנו יכולים לדמיין בעת ​​ובעונה אחת שלושה מימדים מרחביים בבת אחת (אורך, רוחב, וגובה) כי הוא שומר תמונה אינטואיטיבית של מציאות נסתרת מאיתנו. ברגע שאנחנו חוצים את התהום, אטלנטיס כבר לא יהיה מסוגל להסתיר. וגם מנקודת המבט של אטלנטיס תעלומות הטבע יתגלה.

במודלים של 4 ממדי (בשלושה ממדים חלל אחד ממד הזמן) של המציאות הפיזית שלנו, המרחב והזמן הם שילב עדיין בלבול. אנחנו אפילו לא יכול להגדיר אותם באופן מפורש. אבל, כפי שנראה מיד לגלות, בחלל גבוה ממדי לתחום וזמן הגדרות רווח פשוט ורב עוצמה. למעשה, את היכולת להתעלות מעל מחסום ממדי, הוא הופך להיות ברור בקלות כי במסגרת של הטבע הוא 11 מימדי. , משנה אנרגיה, כוחות הטבע (כולל הכבידה) להפוך נגזרים פשוטים של בלט זה רב ממדית.

"כל האימפריות הגדולות של העתיד יהיו האימפריות של השכל".

וינסטון צ'רצ'יל, 1953

מאז 1905, אנו מנסים להסביר את היופי של הטבע ועוד בלי תמונה. כמו שאני לא יכול להביע את משמעות היופי של המזרקה של עור הצבי Gulch, ללא פנייה לחושים האנושיים מגלם איזה תמונה, אנחנו לא יכולים להבין את היופי העמוק ביותר של הטבע מבלי לגלות תמונה שלה. כדי להשיג את התמונה הזאת, זה במסגרת ומקיפה, עלינו ללמוד לפקוח את עינינו אל ממדים חדשים לחלוטין. עלינו לחזור גישה רעיונית, פעם נוספת, לשקול מחדש את הפרמטרים מאוד של מרחב וזמן.

בואו נראה לאן זה חופש סקרן יכול לקחת אותנו.

[המשך פרק ב ']

מתוך הספר הבא:

איינשטיין של אינטואיציה
על ידי טד רוברטס

מיוצג על ידי
סם פליישמן
ספרות אמנים הנבחרים
ניו יורק, ניו יורק

הערות:

[1] ציטוט זה במקור בא מתוך מאמר שנכתב על ידי איינשטיין שפורסם בפורום ו מגזין המאה בשנת 1931.

[2] איינשטיין הסביר את ההבדלים החשובים בין שתי הגישות 1919 במאמר שכתב בשם "אינדוקציה וניכוי בפיסיקה."

"התמונה הפשוטה ביותר ניתן להקים על הקמתה של המדע האמפירי הוא בסגנון של שיטה אינדוקטיבית. עובדות אישיות נבחרות מקובצים יחד, כך החוקים לחבר אותם לעין ... עם זאת, השיפורים הגדולים של ידע מדעי מקורו בדרך זו רק במידה קטנה ... ההישגים הגדולים באמת בהבנת הטבע מקורו באופן כמעט מוחלט לעומת אינדוקציה. תפיסה אינטואיטיבית של עיקרי מורכבת גדול של העובדות מוביל המדען postulation חוק יסוד או חוק היפותטי. מן החוקים הללו, הוא שואב את מסקנותיו "איינשטיין", אינדוקציה וניכוי בפיסיקה, "ברלינר טאגבלאט, 25 בדצמבר 1919, 07:28 CPAE;". איינשטיין ", וולטר איזקסון, עמ '. 118.

[3] כדוגמה מוקדמת של זו, הבה נבחן את הפיתגוראים - קבוצה חשאית שהקפידו על דמות מסתורית מן המתמטיקה היוונית בשם פיתגורס (כ 475 לפני הספירה). הפיתגוראים חשבו כי כל היקום יכול להיות מתואר במונחים של מספרים שלמים: 1, 2, 3, וכו 'זו ביסודה הבנתם את המציאות הגשמית והוביל פניות שלהם על עולם הטבע. בסופו של דבר, עם זאת, זה גרם לבעיות. בסביבות 500 לפני הספירה טענות התפתח בתוך מעגל פיתגורס על המספר הידוע כיום בשם לשורש הריבועי של 2 (). הפיתגוראים היו מודאגים עם מספר זה, כי המשמעות הגיאומטרית שלה. הם הניחו בתחילה כי ערך יכול להיות מתואר כיחס של שני מספרים שלמים, אבל הטענה חכמה נעשה את זה הניא את האפשרות הזאת. לפי האגדה, טיעון זה נבנה על ידי Hippasus של Metapontum, אשר הוסמך למעגל הפנימי של כת. טיעון "Hippasus מתכוון לכך הפיתגוראים נאלצו לקבל את העובדה השורש הריבועי של 2 לא יכול היה לבוא לידי ביטוי כשבר של מספרים שלמים.

[5] "קוסמוס" המילה באה מהמילה היוונית הקוסמוס, כלומר "כל הורה", או "העולם".

ימי השבוע היו שם במקור אחרי אלה גרמי השמים על ידי הבבלים. הרומאים אימצו את הייצוג. אנחנו פשוטו כמשמעו יש בשבוע 7 ימים בגלל המודל הזה. השבוע הוקם כך שכל יום הוקדש עבודת ברמה המקבילה של גן עדן - כמו כל רמה נכבשה על ידי אלוהים אחר. שבתאי כבש את הגבוה ביותר של רמות אלו, ולכן שבתאי ימים (יום שבת) היה היום הקדוש ביותר - יום אחד הלך לכנסייה. בשנת 321 לספירה, הקיסר קונסטנטינוס העביר את השבת ליום ראשון במקום בשבת. לפני כל זה הרומאים היו גם באמצעות 8 ימים בשבוע (שבע רמות של עדן פלוס ברמה של 8 כוכבים ברקע).

אנגלית שמר השתקפות של שבעה רמות של גן עדן, אבל חלק האלים היו עבר על עמיתיהם המקומיים שלהם - אנגלו סכסון מילים האלים של המיתולוגיה הטבטוני. מאדים היה עבר עם Tiu או Tiw, שם אנגלו סכסון עבור Tyr, האל הנורדי של מלחמה. אודין אודין או מרקורי החליף היום של אודין לימים רביעי. יופיטר, המכונה גם זאוס, היה עבר עם הברק שלו לזרוק חלק תור לדלפק. אז יום של יופיטר הפך ליום של תור (ה '). יום שישי נגזר היום Frigg לאחר Frigg האלה, אשר כמו ונוס מייצג האהבה והיופי במיתולוגיה הנורדית.

[8] טקסטים דתיים הנובעות בעידן זה, כמו הקוראן, משקפים את השינויים האלה על ידי אזכור שלהם של שבעה רמות של גן עדן ". טקסטים ישנים עדיין להיאחז של שלוש רמות של גן עדן ".

[9] מקסים זה קובע כי הנחות שהוכנסו ההסבר לא חייב להיות כפול מעבר הצורך. זה נאמר פעמים רבות: כל שאר הפרמטרים זהים ההסבר הפשוט הוא בדרך כלל הנכון. זה מיוחס לוגיקן המאה ^ה 14 ויליאם ו הנזיר הפרנציסקני של אוקאם (אוקם היה כפר במחוז האנגלית של סארי שבה נולד). החסכנות הפך לכלי אמין של המדע המודרני. למעשה, ההשערה המודרנית יכולה, באופן כללי, יש להעריך ביעילות את הכשרון שלהם מבוסס על פשטות, אלגנטיות ויופי. החוויות שלנו לימדו אותנו כי תיאוריה בהצלחה מחקה הטבע הוא, לפחות באופן כלשהו, ​​מתמטי סימטרי, פשוט, אלגנטי ויפה. בכך היא הוכיחה להיות מדריך שימושי מאוד, אבל זה עדיין לא תחליף היגיון ותובנה, ואת השיטה המדעית. ". ככל הפוסקים של עקביות נכונות רק הגיוני הוכחות אמפיריות הן מוחלטות" איינשטיין בצורה אמנותית מסר את גרסתו של התער של אוקאם כמו: "הכל צריך להיות פשוט ככל האפשר, אבל לא פשוט יותר."

[10] אריסטרכוס של סאמוס הציע לראשונה את הרעיון של היקום ההליוצנטרי ב במאה השלישית לפני הספירה

[11] לשם הפשטות אנו מתעלמים התנגדות האוויר וזרמים. הניסוי יהיה אפילו מדויקת יותר אם אנחנו מבצעים אותו בתוך ואקום.

[12] לניתוח מעמיק של חלוקה זו המחשבה לראות: Thorlief הרומית, עברית חשיבה בהשוואה היוונית (New York: WW Norton & Company, 1970).

[13] בסתיו 1919 קיבל איינשטיין מברק דחוף והודיע ​​לו כי אסטרונומים הבחינו עדות התעקמות האור על ידי כוח המשיכה של השמש, תוקף ניבוי מרכזי של תורת היחסות הכללית שלו. הוא הושיט את הכבל סטודנט, שהתחיל לברך אותו. "אבל ידעתי כי התיאוריה נכונה," קטע אותה, והיא שאלה, מה אם התצפיות לא חלק על החישובים שלו? "אז הייתי מצטער על ה 'יקירתי," ענה איינשטיין. "התיאוריה נכונה." ריצ'רד Panek, "E פקטור," Discover, מרס 2008, עמ '20-21.