Jaká je pravá povaha reality? I

rubrika: Populárně naučný koutek


To bude ta poslední otázka, kterou fyzika zodpoví - bude-li to vůbec kdy možné. Budovat velké sjednocení sil a pátrat po kvantové gravitaci je krásné, teorie, která spojuje vědu o velmi malém s vědou o hodně velkém, je vzrušující a užitečná. Ale stále nezodpoví základní otázku: Z čeho je vytvořena realita? Za kvantovým světem leží království informace.

Lucifer


threeworld.pngNěkteří lidé mohou tvrdit, že takový problém leží mimo dosah vědy. Ale hledat odpovědi na zdánlivě nemožné otázky leží v samé podstatě fyziky. Historie fyziky je plná takových "nemožných" cílů, z nichž se staly cíle zcela reálné. Dnes už plně nechápeme, jak hluboce ohromoval antický svět Archimédův způsob uvažování. Historka, jak zjistil obsah zlata v králově koruně, nemusí být pravdivá, Archimédův vědecký věhlas byl však tak veliký, že jeho život byl chráněn římským mandátem. Podobně se nám dnes zdá zcela přirozený Newtonův popis gravitace, v Newtonově době to však bylo mistrovské dílo.

Svatý Augustin hovořil o magnetismu skoro jako o zázraku. Dnes známe nejen celkovou strukturu elektromagnetismu, ale i povahu mikroskopických procesů, jež určují magnetickou strukturu látek. Fyzika minulých staletí se nám dnes zdá přímočará, její základy se učíme, často ne s velkým nadšením, už v dětském věku. Budou snad školáci v budoucnosti znuděně naslouchat v hodinách fyziky výkladu o fundamentální povaze reality?

Dokonalé království

Povahu reality zkoumali již staří Řekové a od ní se odvíjí náš přístup. V Řecku existovalo několik myšlenkových škol s různým přístupem k této otázce. Asi nejvlivnějším byl Platon, který věřil v království dokonalé abstrakce fyzikálních veličin. Podle něho vše v materiálním světě odvozuje svou existenci z "ideálních forem" - vše je jen stínem ideálních objektů.

Toto království, dostupné jen trénované mysli, neobsahuje jen fyzické objekty jako stromy a hory. Patří do něho i matematické ideje - v Platonově ideální matematické realitě sídlí pravidelné mnohostěny. Těchto pět geometrických tvarů představuje spoje mezi matematickým a fyzikálním. V dialogu Timaios například zdůvodňuje, proč je živlu Země přiřazena krychle: "Protože Země je ze všech stvořených živlů nejméně pohyblivá, náleží jí tvar krychle, má stabilní plochy, je nejtvárnější z hmot a navíc plocha rovnoramenných trojúhelníků, z nichž krychle vznikla, je nejpevnější." Podobnými úvahami pak přiřazuje čtyřstěnu oheň, dvacetistěnu vodu, osmistěnu vzduch dvanáctistěnu mystický "pátý prvek", kvintesenci.

I když to vypadá jako mystické žonglování, nemůžeme existenci království idejí zcela zamítnout. Všechny nástroje moderní fyziky, jež můžeme použít při hledání konečné povahy reality, mají své kořeny v matematice - a matematici se stále nemohou shodnout, zda matematika je jen výtvor naší mysli, nebo abstraktní svět, do něhož se matematici odvážně vydávají a činí tam objevy.

Chceme-li porozumět realitě, pak se podle matematika Rogera Penrose nejdříve musíme vyrovnat s následujícím problémem. Náš nejlepší popis reality - stále podle Penrose - musí být založen na jakési trojici koncepcí: fyzická realita je rozpoznatelná jen pomocí "mentální reality" - vědomí a lze ji popsat jen tehdy, když věříme, že fyzikální zákony a rovnice pocházejí z nějaké "matematické reality", která existuje paralelně s naším fyzickým světem.

Ve svých filosofických úvahách Penrose tvrdí, že mezi třemi typy reality je cyklický vztah připomínající známou hru kámen-nůžky-papír. Protože fundamentální částice jako elektron lze popsat jen matematickými rovnicemi, matematická realita přebíjí realitu fyzikální. Jenže fyzikální realita je základem neuronů a celkového fungování mozku, je tedy nadřízena realitě mentální. Matematika je ale abstraktní, proto matematická realita je podřízena realitě mentální. Matematická realita tedy přebíjí fyzikální, fyzikální mentální a mentální matematickou

Nová realita

Zdá se však, že existuje něco, co leží za všemi těmito třemi představami reality, a to posunuje naši představu o realitě do ještě abstraktnějšího království. Jsou to informace. Informace chováme ve své mysli, můžeme s nimi manipulovat matematicky a vždy jsou sdruženy s něčím fyzikálním. Musí mít nějakého fyzikálního nositele - inkoustové znaky na papíře, DNA, světelný foton. Proto v roce 1991 vyslovil výzkumný pracovník společnosti IBM Rolf Landauer názor, který zní i dnes podivně: "Informace je fyzikální."

Chtěl tím říct, že informace není abstraktní koncept, užitečná zkratka pro to, co se přenáší při komunikaci. Kdekoliv najdete něco, co označíte slovem informace, vždy je to spojeno s nějakým fyzikálním systémem. Informaci nese uspořádání molekul v řetězci DNA a toto uspořádání umožňuje reprodukci a vývoj života. Může být nesena nábojem na kondenzátoru elektrického obvodu a to umožňuje informaci uchovávat a stavět zařízení, kterému říkáme počítač. Je zapsaná v kvantovém stavu fotonu a to umožňuje telefonní konverzaci přenášenou optickým vláknem. Kdekoliv se s informací setkáváme, vždy má nějaký fyzikální nosič.

Tato myšlenka dostala název "Landauerův princip" a odstartovala revoluční způsob v chápání pojmu informace. Je-li informace fyzikální, můžeme to chápat i obráceně a říci, že vše fyzikální je jen informace. Existují přinejmenším tři důvody věřit, že je to pravda. Tím prvním je skutečnost, že informace je tajuplným způsobem propojena se zákony, jimiž se řídí vesmír.

Dalším dvěma důvodům budou věnovány následující díly.

Zdroj: Michael Brooks, Velké otázky: Fyzika


komentářů: 13         



Komentáře (13)


Vložení nového příspěvku
Jméno
E-mail  (není povinné)
Název  (není povinné)
Příspěvek 
PlačícíÚžasnýKřičícíMrkajícíNerozhodnýS vyplazeným jazykemPřekvapenýUsmívající seMlčícíJe na prachySmějící seLíbajícíNevinnýZamračenýŠlápnul vedleRozpačitýOspalýAhojZamilovaný
Kontrolní kód_   

« strana 1 »

Lucifer
13 V
Lucifer 22.11.2011, 12:44:40
A ještě mám jednu poznámku:

O vztahu autora, fyziky a tohoto tématu k filosofům se dočtete především ve třetí a poslední části, která se zde objeví nejspíš v pondělí.

Lucifer
12
Lucifer 22.11.2011, 11:19:39
V, počkejte si na pokračování (zítra, další v ponělí). Autorem zdroje je kvantový fyzik a myslím, že se drží ještě poměrně při zemi. Knížka je ze série Velké otázky, která obsahuje tituly: Fyzika, Filosofie, Vesmír a Matematika. Tahle patří k prvním titulům.

-----------------
Po zběžném nahlédnutí do populárně naučné a filosofické rubriky jsem nucen konstatovat, že frekvence článků v obou sekcích se nijak výrazně nesnížila. Dospěl jsem pouze k tomu, že jsem to tady rozšířil o další rubriky, a domnívám se, že by se měly nějak rozumně střídat. Dalším faktem je, že moje profesní náplň se od dob, kdy jsem byl po svém pádu do kolejí metra v rekonvalescenci, výrazně zvýšila. Den má želkrišna pouze dvacet čtyři hodin, a i když jsem velikým stoupencem kvantové mechaniky, tak ani s její pomocí s tím nemohu nic dělat ]Mrkající

11 Sice rozumim Platonovi
V (neregistrovaný) 22.11.2011, 09:37:15
proc prisel s tim mysticismem prirovnavani mnohostenu ruznym castem skutecnosti, tenkrat to bylo jeste hledani jak uchopit svet, jakym zpusobem delat vedu, a nemusel se za to nikdo stydet jeste ani v patnactem stoleti a snad i osmnactem ale dnes uz pro to neni zadne misto, ani v nejake posunute analogii.

I kdyz i dneska je takovy zpusob delani fyziky lakavy a dela se to v oblasti filozofie, protoze ta je uz na tom jako vedecka disciplina tak spatne, ze to lehce unese a zakazniky si takove ideje taky najdou bohate.

-------------------
Uz tu dlouho nic nebylo, az tenhle clanek. A v sekci filozoficke to same, uz jsem si rikal kam se asi ta obdivuhodna aktivita presunula, nekde se prece musi vybijet.

Lucifer
10 V
Lucifer 22.11.2011, 00:15:48
Teprve teď jsem si všiml, že jsem udělal jurodivý překlep a zaměnil "nemůže" za "nebůže". Absolutně netuším, jak se to mohlo stát, písmena nejsou na klábosnici těsně vedle sebe, ale nebůže by se dalo interpretovat jako: Ne Bůh, že? ]Mrkající

Kvůli vám jsem se rozhodl, že další pokračování pravé povahy reality bude zítra.

9 Ty poznatky jsem neminil nejak moc kriticky
V (neregistrovaný) 21.11.2011, 23:32:47
nebo utocne, asi poznatky nevystihuji plne pojem informace... hlavne me vadi ze pojem informace se pouziva pro takove ty radoby hlubokomyslne uvahy filozofickeho razu pro ktere si filozofie zaslouzene vysluhuje spatnou povest, kterou dnes ma.

S tou realitou nevim jestli jsem dokazal rict co jsem chtel rict. A je A, neboli ze vsechno je neco urciteho znamena ze vsechno se chova urcitym a danym zpusobem za danych podminek, coz znamena ze je to otevrene ci zpusobile k poznani. Kdyby priroda nemela tuto zakladni zakonitost, nedala by se studovat, anebo by zadne zavery nemohly byt pevne a nedalo by se na nich stavet dalsi hlubsi poznani. Tohle uvedomeni si zakonitosti prirody prislo na scenu myslim hlavne s I. Newtonem a jeho vysvetlenim zakonitosti mechaniky nebeskych teles na geometricko matematickem principu, tedy ciste nenabozenskem nebo mystickem zakladu. Teprve s nim lidstvo znovu (od doby stareho Recka) ziskalo sekularni nahled na svet, na jeho prirozenost - ze ta je dana nezavisle na nejakem bohu, nebo jakychkoli jinych nad-prirozenych silach... i kdyz jak vime Newton nikdy nemel od Boha daleko, ale otevrel naplno vrata ohrady mysticismu a kone utekli a od te doby uz bylo pozde je chtit pochytat, jak zni to lidove porekadlo (nebo by se dalo pouzit to o dzinu vypustenem z lahve).
---------
Nasi schopnost vnimat realitu vidim jako plne dostacujici. Mozna narazite na kantovske dilema, kdy tu 'pravou realitu' nam neni dano poznat, z principu naseho smysloveho vnimani, ktere realitu prosiva optikou nasich smyslu a tak nam dovoluje byt si vedomi jen 'cenzurovane reality', tedy jen toho 'jak se nam jevi', nikoli 'jaka doopravdy je'.

Lucifer
8
Lucifer 21.11.2011, 10:00:34
[5]

Informace a poznatky? Dejme tomu. Autor však dospěje k poněkud obecnějšímu náhledu.


[6]

Je samozřejmé, že realita je taková, jaká je, a že nebůže být taková, jaká není. Problém je pouze v tom, jak jsme schopni ji vnímat.

Axina
7 Hodina Sirael
Axina 21.11.2011, 08:06:10
Jen kulturní vložka:
http://www.youtube.com/watch?v=D3ZrRk0WF38
Jak se totiž řekne substance, já vidím Sireal Usmívající se
Pro netrpělivé: přehrávat od času 5:30.
Nenechte se rušit...

6 Tak zarucene znudeni budou, asi jako ve Futurame
V (neregistrovaný) 21.11.2011, 00:45:00
"Budou snad školáci v budoucnosti znuděně naslouchat v hodinách fyziky výkladu o fundamentální povaze reality?"

Poznatky jako povaha reality nebo jakekoli jine jsou vzdy ne-nudne jen pro relativne par vyjimecnych jedincu, kteri se aspon zcasti dokazi divat na svet svyma ocima, zbytek, coz je naprosta vetsina lidi, jsou papousci opakujici co slysi a to jeste vetsinou spatne. Takovi musi logicky byt znudeni vsim prave proto, ze neco takoveho jako vlastni pohled na svet je jim bytostne cizi a proto nudne.

Z jisteho uhlu pohledu povahu reality zname uz dnes a po nekolik stoleti a vlastne uz od Aristotelovych casu - (A je A) tedy zakladni povahou skutecnosti je jeji objektivni dannost, tedy ze vsechno deni okolo nas je dane samotnou povahou skutecnosti, anebo jinak receno, zazraky se nedeji, vse co se deje se deje zakonitostmi prirody a jen priroda existuje, pro nejakou nad-prirozenost anebo boha neni v realite zadne misto.

V moji 'vestecke kouli' vidim v budoucnu znovu-nastoleni Newtonovskeho absolutniho prostoru a otazka povahy reality se stane otazkou povahy substance tohoto prostoru, ktery dava vznik casticim a je nositelem vsech sil. Ta substance se nesestava z hmoty - hmote tato substance dava vznik a proto sama neni hmotou, ale je v hierarchii radu existence na jine - nizsi, ci zakladnejsi urovni. Eter pred-Einsteinovske fyziky byl mylne chapany jako nejaka hmotna substance, i kdyz ridka ve sve konzistenci, ci nejak efemeralni, a proto musel padnout. Ovsem jak uz to ve fyzice byva, co bylo vcera a dnes uz neni muze zase byt zitra, cili nevericim Tomasum je treba rici - dockej casu jako husa klasu :)

5
V (neregistrovaný) 20.11.2011, 23:04:49
"Informace je fyzikální."

Kdyz nechame stranou, ze 'informace', 'informacni vek' a podobne jsou modni 'buzz words' Cimrmanovskeho strihu, tak vsechny informace jsou fyzikalni protoze nase smyslove vjemy jsou fyzikalni. Cili jde o epochalni objev zraly na nobelovku.

Ovsem informace jsou i abstraktniho charakteru, ovsem v posledku, kdyz je patricne rozebereme, se temer vzdy daji vystopovat k nejakym vjemovym konkretum prichazejicim do naseho vedomi skrze nase smysly z externiho fyzikalne existujiciho sveta.

Rikam 'temer', protoze urcite informace v normalnim smyslu slova fyzikalni charakter nemaji (i kdyz se fyzikalne ve svych dusledcich projevuji). Pro ty filozofie pouziva obecny pojem 'existent' ktery zahrnuje vsechno, vcetne i nehmotnych jevu, jako treba projevy mysli, naseho dusevniho zivota, nasi duse chcete-li, a ktere nelze nahmatat, ci jinak fyzikalne merit, aspon zatim ne.

Snad by se informace dala vyjadrit pekne cesky jako poznatek, v mnoznem cisle poznatky? Zijeme v poznatkovem veku, jak by to vyznelo?

Ovsem v poznatkovem veku zili vsichni nasi predci a prapredci, informacni vek nastal s pozrenim toho zakazaneho ovoce rostouciho na jabloni v raji predinformacniho a proto rajskeho veku Adama a Evy.

Vcera jsem poslouchal vytecnou knihu "Thomas Levenson - Newton and the Counterfeiter" kterou vrele doporucuji a tam je krome jineho popis doby konce sedmnacteho stoleti v Anglii, konkretne Londyna, a co tenkrat lidi zazivali, v jak prekotne dobe zili se s dneskem neda vubec srovnavat - krome jineho zkusenosti s vubec prvnim pouzitim papirovych penez a vladnich dluhopisu.

Prevrat ve fyzikalnim mysleni te doby byl uzasny, od mystickeho pojeti gravitace a pohybu planet k Newtonovske univerzalni gravitaci. I obycejny lid te doby zazival prevraty v zivote docela zasadniho charakteru, ktery se primo dotykal zpusobu jakym zili, na rozdil od nas, kdy treba dnesni dobyvani vesmiru a objev kvantove mechaniky muze byt radovemu obcanu uplne putna, nijak se ho to nemusi dotykat, aspon do te miry ze si toho nemusi byt vubec vedomy.

Nase generace a z vetsi casti i ta nasich rodicu zije (zila) v pomerne ustalene dobe, aspon z pohledu prumysloveho rozvoje. Auta a i letadla a radio a televize byly casti naseho sveta uz od narozeni, jen jsme zazili vek zrozeni a nastupu pocitacove techniky. To treba generace meho dedecka narozeneho cirka 1885 nebo tak nejak, to byla prevratna doba ve ktere on zil, od monarchie ke komunismu, od cechovnich remesel k batovske tovarni vyrobe, od konskeho dragouna k motorizovanym vojskum... to my vubec nemame pravo si stezovat na nejaky prekotny rozvoj a na nastup nejakeho informacniho veku.

Lucifer
4 V
Lucifer 20.11.2011, 22:52:16
Počkejte si na pokračování (ve středu nebo v pátek), tahle úvaha míří trochu jiným směrem a jistě se v ní dá najít něco zajímavého a podnětného. Já jsem v tomto případě pouze pozorovatelem.

3 Zmateni matematici
V (neregistrovaný) 20.11.2011, 21:59:00
Mateni uz maji primo v popisu sve discipliny...

Ale vazne: "matematici se stále nemohou shodnout, zda matematika je jen výtvor naší mysli, nebo abstraktní svět, do něhož se matematici odvážně vydávají a činí tam objevy."

Je to oboji - 'vytvor nasi mysli' je nutne abstraktni zalezitost a tak ten svet do nehoz se nasi tak odvazni ;) matematici odvazne vydavaji je svet nasi mysli, svet lidskeho vytvoru, tedy nikoli nejaky vuci nasi mysli externe existujici svet podobne jako existuje svet fyzikalni.

Ony totiz vytvory nasi mysli jsou abstrakce uz ze same povahy jak nase mysl funguje - utvareni pojmu z vjemovych konkretu existence, a pojmy jako takove jsou abstrakce z definice.

Abstrakce jsou vylucne zalezitosti nasich mysli, jsou to poznatky lidske mysli abstrahovane z reality ve ktere se nachazime a kterou timto zpusobem poznavame.

Tohle vsechno uz bylo davno objeveno (jak lidska mysl funguje), dokonce objevitel uz davno zetlel v maticce zemi, ale nekteri 'vedci' porad ziji v hluboke minulosti a papouskuji jeji mysticke odkazy. Asi napodobne jako dodnes se najdou jedinci verici v placatou zemkouli a vousateho starce sediciho na oblacku, pozorujiciho svuj vytvor.

Lucifer
2
Lucifer 18.11.2011, 20:22:29
[1] Kdyby jenom hmotnost, ale i energii... ]Mrkající

1
Honza (neregistrovaný) 18.11.2011, 14:37:06
informace má nenulovou hmotnost ... opsáno z nějakého lemu ... něčeho ... Mrkající

«     1     »