ראשי > כללי > הבה ונתכתשה – כמה מילים על השאלה האם כל תחום בפיזיקה הוא מדעי והאם זה משנה

הבה ונתכתשה – כמה מילים על השאלה האם כל תחום בפיזיקה הוא מדעי והאם זה משנה

נתחיל בשאלה פרובוקטיבית.

ידוע שפיזיקה היא ענף במדעי הטבע ושמדען הוא אדם שעוסק במחקר מדעי.

האם כל מדען שחוקר בתחום הפיזיקה עוסק במדע? האם כל תחום בפיזיקה הוא מדעי?

על פניו, נראה שהתשובה ברורה, לא?

אז בואו ושמעו סיפור.

בעשר השנים האחרונות מתחולל קרב סמוי מן העין על טיבה של הפיזיקה ועל טיבו של המדע. יותר ויותר פיזיקאים מביעים אי נוחות אל מול חלק מנושאי הקצה בתחום.

במה דברים אמורים?

***

הויכוח לא נולד אתמול וגם לא לפני שנה אבל מישהו בחש בקלחת והנושא התעורר מחדש ביתר שאת. בדצמבר 2014 התפרסם מאמר דעה במגזין המדעי המוביל 'Nature' פרי עטם של שני פיזיקאים מכובדים. כותרת המאמר היתה :"Defend the integrity of physics", לא פחות.

Picture1
צילומסך של כותרת המאמר.

במאמר מזהירים הכותבים מפני תחומים בפיזיקה שמאבדים קשר עם המציאות. שתי הדוגמאות שלהם הן תורת המיתרים והשערת היקומים המרובים. בתחומים אלה הפיזיקאים נמצאים בבעיה. מצד אחד פיזיקה היא מדע אמפירי שמטרתו הוא לתאר את העולם שבו אנו חיים. כל תיאוריה חייבת להיבדק אל מול המציאות, כלומר לתאר את מה שידוע כרגע ולייצר תחזיות חדשות שאותן נוכל לבדוק. מצד שני, תורת המיתרים שנחשבת כבר לא מעט שנים לתיאוריה שאולי תצליח לאחד את כל הכוחות בטבע תחת מטריה תיאורטית אחת, ולמרות כל השנים שעברו, לא ייצרה הרבה תחזיות ולא נראה שיהיה אפשר לבדוק אותה בשנים הקרובות.

המצב אף גרוע יותר עבור השערת היקומים המרובים. למיטב הבנתי, השערה זאת נולדה כדי להסביר מדוע נראה שהקבועים הפיזיקליים הבסיסיים בטבע כווננו לחיים כפי שאנחנו מכירים אותם כיום. כל שינוי קטן בהם היה מוביל ליקום שאינו יכול לתמוך בגלקסיות, כוכבים, פלנטות, חיים וכך הלאה. הפתרון שהוצע הוא שכל האפשרויות ליקומים קיימים, ואנחנו נמצאים בזה המתאים לקיומנו. אני מניח שברור שאת ההשערה הזאת לא ניתן לבדוק מאופן הגדרתה.

כותבי המאמר טוענים ששני תחומים אלו בפיזיקה הינם רעיונות פיזיקליים שאינם ניתנים להפרכה ולכן אינם מדעיים. הם הביעו חשש שהעיסוק בתיאוריות אלה גורם נזק לאמון שהציבור נותן במדע בכלל ובפיזיקה בפרט. תמיד כדאי לתבל במעט דרמה.

חלק מתומכי המיתרים והיקומים המרובים מודעים לבעיות בתחום ונוטים להתמודד עמם בכל מיני דרכים שמרגיזות את כותבי המאמר. בעיקר הצעות שקשורות להורדת הסף האמפירי הנדרש מתיאוריות פיזיקליות. ניתן לקרא על כך במאמר המקורי.

בחודש דצמבר האחרון אורגנה סדנא בנושא על ידי מובילים משני צידי המתרס. לכנס הוזמנו בעיקר פיזיקאים אבל גם פילוסופים והיסטוריונים של מדע לדון בסוגיה. בכתבה שקישרתי במשפט הקודם דווח שבסוף הפגישה לא נראה שהפיזיקאים משני הצדדים התקרבו בצורה כלשהי להסכמה בנושא או למשהו שמתקרב לקונצנזוס.

Picture2
צילומסך של כותרת הכתבה שמדווחת על הכנס.

הדיון המחודש בנושא עורר גל של תגובות ומאמרים. ניתן לקרא עליו קצת בקישור הזה כולל הפניות לתגובות שונות ועדכונים בסוף הכתבה.

***

כפי שכתבתי בעבר, אותי לא מעניינת השאלה "האם היקום מורכב ממיתרים?" מכיוון שלטעמי זאת אינה שאלה מדעית. אותי מעניינת אך ורק השאלה "האם מודל המיתרים מסוגל להסביר את התופעות הקיימות ולחזות תופעות חדשות?". אם התשובה חיובית אז הוא מודל יעיל, ואם לאו אז אינו יעיל. אם אין אנו מסוגלים לבדוק אותו, אז הוא בעיקר שעשוע מתמטי.

אל תבינו אותי לא נכון, יש מקום גם לשעשועים מתמטיים במחלקות לפיזיקה. הדוגמאות הן רבות, אני אסתפק באחת פשוטה. למיטב זכרוני, הפיזיקה של סריג הקסגונלי דו-ממדי של אטומי פחמן, כלומר גרפן (Graphene), נכתבה כבר בשנות ה-70 של המאה הקודמת כתרגיל מתמטי מבלי לדעת אם שכבה כזאת יכולה להתקיים באופן 'עצמוני'. בשנים האחרונות למדו מדענים לייצר שכבות כאלה ומיד מצאו להם שלל שימושים. הפיזיקה התיאורטית היתה כבר כתובה ומוכנה לבדיקה. הדבר הוביל לפרס נובל לפיזיקה בשנת 2010.

אין אנו יכולים לדעת כעת האם תורת המיתרים תתגלה כחשובה ויעילה כפי שהפיזיקאים שחוקרים אותה טוענים. את התשובה לכך נוכל לדעת רק בדיעבד, והבדיעבד הזה יכול להיות מרוחק שנים רבות מעכשיו. מהסיבה הזאת ודאי שיש לאפשר מחקר בכל תחום פיזיקלי סביר. מצד שני יש הרגשה ללא מעט עוסקים בתחום שנושאים כמו מיתרים או יקומים מרובים מקבלים יותר מידי אור זרקורים, יותר מידי תהילה, יותר מידי דגש, יותר מידי מימון ויותר מידי תלמידים חוקרים ביחס לכמות ההצלחות המועטה שלהן ולכך שהן נמצאות על התפר שבין מדע לכמעט מדע.

ומה נותר לעשות? מה שאנחנו עושים בכל ערב, להתכתש.

מודעות פרסומת
  1. 03/01/2016 בשעה 9:46 am

    מאמר בנושא ודיון ארוך בעקבותיו: http://www.haayal.co.il/story_2832

  2. רועי סיני
    04/01/2016 בשעה 10:20 pm

    אם כבר מדברים על הנושא, גם QCD ומנגנון היגס לא זוכים לתמיכה מניסויים, למרות שאלה נעשים דווקא.
    למרות שרוב פיזיקאי החלקיקים לא מתייחסים לנושא (אודה ואתוודה שאיני פיזיקאי חלקיקים ואפילו לא פיזיקאי), ישנם מקומות בודדים, כמו האתר https://coherentphysics.wordpress.com/, שכן מנסים להסב את תשומת לב הציבור למתרחש ומפרסמים מידע שסותר את שתי התיאוריות האלה.

    • 09/01/2016 בשעה 6:18 pm

      QCD ומנגנון ההיגס לא זוכים לתמיכה בניסויים? איפה היית בארבע השנים האחרונות? בארבעים השנה?
      לא מצאתי באתר של עופר קומאי מידע אלא נסיון לקדם את רעיונותיו של אביו לקדמת הבמה. בזמנו יצא לי לקרוא על הרעיונות הללו ומצאתי אותם נעדרי עומק ומשוללי חזון לעומת אלו שנתקבלו על כלל הקהילה. נדמה לי שלאחר גילוי ההיגס אין עוד מי שחולק על כך שהמודל הסטנדרטי איתן. איתן באופן מפתיע – יאמרו רבים וטובים – היות וברור שהוא שאינו שלם ושטרם נאמרה המילה האחרונה.

      • רועי סיני
        10/01/2016 בשעה 9:09 pm

        אם כך, אני מבקש ממך להסביר את התוצאות הבלתי מוסברות (לכאורה, כפי שהבנתי מדבריך) בפסקאות הראשונות בעמוד הזה https://coherentphysics.wordpress.com/2010/06/06/decide/
        אם המודל הסטנדרטי אכן נתמך בניסויים המתבצעים, כפי שאתה אומר, הרי שהמודל יכול להסביר את התוצאות האלה.
        אבל אם אי אפשר להסביר את התוצאות האלה באמצעות המודל הסטנדרטי, הרי שהוא לא מתאים למציאות שלנו ויש לעבור למודל אחר.

      • 12/01/2016 בשעה 2:11 am

        רועי,
        יפה שאתה מבקש ממני להסביר אבל אני לא מוצא כל סיבה לכתוב פה חיבור מפורט וארכני שממילא אין סיכוי גבוה שתקבל. דיון כזה מחייב היכרות עמוקה עם התורות המקובלות ואני מניח שאין זה כך לגביך, אחרת (לדעתי) לא היית הולך שבי אחרי המנגנונים שמציע קומאי.

        בכל זאת כמה הערות:
        1) חלק מאמירותיו של קומאי לא מוכרות לי, אין לי מושג מניין הגה אותן והאם יש בכלל דרך לבדוק את נכונותן. ככל שידוע לי יש מעט מאוד תהיות שהמודל הסטנדרטי לא נותן להן מענה מספק. אכן, יש אפקטים שרדוקציה איננה הכלי הנכון לדון בם היות והם קולקטיביים או שאריים ואופיים מורכב ומנגנוניהם מסובכים. זה לא אומר שהם אינם ניתנים להתרה במסגרת המודלים הקיימים.
        2) ככל הזכור לי (ואיני מתכוון לקרוא פעם נוספת את הטקסטים שלו כדי להיזכר במדויק) המודל של קומאי פשטני מאוד בהשוואה לתורת יאנג-מילס ובפרט ל- QCD, עליהן מבוסס המודל הסטנדרטי. יש לזה משמעויות מרחיקות לכת: המודל הסטנדרטי מושתת על עקרונות יסוד מאוד עמוקים ורחבים שהם בבחינת "תובנות מבוססות". בחלקו הגדול זהו איננו מודל אד-הוק (אף שיש בו סקטורים כאלו, דוגמת סקטור ההיגס). המודל של קומאיי הוא מודל מאוד "מכניסטי" לתאור הפיזיקה התת-אטומית, מעין הצגת מנגנון כמעט קלאסי באופיו.
        3) יש סיבות תאורטיות מצוינות לסבור שאין בטבע מונופולים מגנטיים – אבן בניין מרכזית בהסבריו של קומאי. אף אדם לא צפה מעולם במונופולים מגנטיים אף שחיפשו אותם מתחת לכל פנס אפשרי, וגם באפילה מלאה. מונופולים מגנטיים הם יצוריים מאוד לא טבעיים בתורת כיול אבלית.
        4) המודל הסטנדרטי נותן כלי כימות מדוייקים באמצעותן נבדקו מאות אם לא אלפי ערוצי אינטראקציה במיליארדים של פיזורים. ההתאמה של החישובים לתצפיות בלתי נתפסת. האם קומאיי מסוגל לנפק חישוב אחד (חישוב אחד!) לחתכי הפעולה הנדרשים כדי לפענח את הממצאים מ-CERN? גרף אחד שיספק ניבוי לגבי מספר זוגות הפוטונים (למשל) שנקבל בטווח מסויים של אנרגיית מרכז מסה בהתנגשות בין שני באנצ'ים של עשר בחזקת עשר פרוטונים כ"א?
        5) המודל הסטנדרטי לבטח אינו סוף פסוק, אף שיכולתו להסביר את מיליארדי הניסויים שמתבצאים מידי יום במאיצי החלקיקים היא פנומנלית. זה לא סוף פסוק, כפי שהיחסות הכללית של אינשטיין – תורה מעולה בפני עצמה – אינה סוף פסוק. אבל שכלול המודל יבוא מתוך העמקה והפשטה ולא מתוך רגרסיה קונספטואלית. כך לפחות אני מאמין.
        6) והערה אחרונה: פיזיקה איננה מתמטיקה. כלומר זה שיש לאדם כלים לקרוא משוואה כלשהי או להבין ניסוח של עיקרון כלשהו עדיין לא הופך אותו לפיזיקאי. בהשאלה, בלשן – אף שהוא אשף של שפה – אין זה אומר שאוטומטית הוא גם סופר דגול או משורר מחונן. גם ההיפך הוא הנכון: משורר מחונן – אף שהיכרותו עם השפה חייבת להיות טובה מאוד – איו בזה להעיד על יכולותיו כחוקר שפה.

      • רועי סיני
        12/01/2016 בשעה 8:10 pm

        תודה על התשובה אבל למה עקרונות היסוד עליהם מושתת המודל הסטנדרטי טובים יותר מאילו שמתבסס עליהם המודל של קומאי?
        בנוסף לכך, גם אני רוצה להעיר גם כמה הערות:
        1) לפי הבנתי, המודל של קומאי למעשה לא עוסק במונופולים מגנטיים אלא בחלקיקים בעלי "מטען חזק", כלומר, מטען הקשור לכוח החזק, הדומה בתכונותיו למטען החשמלי, ואכן בספר שעפר הוציא לא מופיע השם "מונופולים מגנטיים" לקווארקים אלא נאמר שיש להם "מטען חזק".
        2) בקשר להתנגשויות פרוטונים אפשר לראות הסבר ותחזיות כאן https://coherentphysics.wordpress.com/2010/05/16/pp-cross-section/
        3) את כל הדברים שיש לך נגד המודל של קומאי אתה יכול להסביר לקומאי עצמו, שהוא כן פיזיקאי וכן יכול להבין את ההסברים שלך ולענות לך תשובות הרבה יותר טובות משלי (אם אתה רוצה).

      • 13/01/2016 בשעה 8:42 am

        לשאלתך, ב-QCD סימטריה לוקלית כמובן (עיקרון יסוד עמוק ורב-רובדים). ככל שאני יכול לשפוט המודל של קומאי אינו מבוסס כלל על עקרונות יסוד. הוא סוג של "התאמת אד-הוק". האם פספסתי משהו?
        בנוגע להערותיך:
        1) קומאי והמונופולים המגנטיים:
        https://coherentphysics.wordpress.com/2010/05/04/monopoles/
        2) נכנסתי לקישור וקראתי.
        עופר קומאי מדבר על אי-התאמות נסיוניות עם המודל הסטנדרטי (משנות התשעים). הופתעתי מאוד היות ואיני מכיר אי-התאמות כאלו, וגם איני מיכיר מישהו שמכיר אי-התאמות כאלו. נכנסתי איפה למקורות אותם הוא מצטט. קראתי את האבסטרקט ואת המסקנות, ולא הבנתי על מה מר קומאי מדבר. האם פיספסתי משהו? הנה כאן לדוגמא (מובאה 3 בפוסט אליו קישרת):
        http://arxiv.org/pdf/hep-ex/9503016.pdf
        יתר על כן, אני מזמין אותך להיכנס ולקרוא את האבסטרקט למובאה מס' 4 (היא קצרצרה)
        http://arxiv.org/pdf/hep-ex/9503016.pdf
        3) אין לי עניין בזה וקרוב לודאי שגם לא לו. אני מכיר (קצת) את הלכי הרוחות של עולם הפיזיקה ואני יודע שמאוד לא פשוט לשחות נגד הזרם. כדי להצליח בכך צריך להיות ספ(י)ץ בשחיה, סיגנון משובח וסיבולת. טרחתי בזמנו וקראתי את קומאי; לעניות דעתי זה לא זה.

      • רועי סיני
        15/01/2016 בשעה 1:42 pm

        תודה,
        השתכנעתי שיש סיכוי לא קטן שקומאי מדבר שטויות.
        רק כמה דברים:
        1) לשאלתך, בסוף הדף הראשון שאתה מקשר אליו בתגובתך האחרונה נכתב שהמודל מסתמך על עקרון הואריאציה (אין לי מושג מהו העיקרון הזה).
        2) אודה לך אם תנסה לכתוב הסבר קצר ופשוט לחלק מהתופעות שנכתב בקישור הבא שאין להן הסבר או הסבר מספק https://coherentphysics.wordpress.com/2010/04/30/comparison/

      • 15/01/2016 בשעה 9:35 pm

        עיקרון הווריאציה הוא עיקרון חשוב אבל הוא ביסודו עיקרון טכני (יפה!) ולא עיקרון פיזיקלי. לדוגמא: אתה יכול לקבל את משוואות מקסוול מתוך עיקרון הווריאציה. אבל מקורן של המשוואות עמוק לאין שיעור ועיקרון הווריאציה אפילו לא מגרד את העומק הזה. עיקרון הווריאציה יכול לנפק את משוואות התנועה של מערכת קלסית, אבל את המשוואות אפשר לגזור גם מהחוק השני של ניוטון (פחות אלגנטי אבל עקרונית אפשרי). ככלל, עיקרון הווריאציה מנפק רצפט לקבל את משוואות התנועה מתוך פונקצינאל הפעולה.

        הטבלא שהפנת אליה היא לדעתי שטחית ומטעה בכל מה שקשור בתאור עקרונות התאוריות הקיימות. קומאי מחליף תאור פנומנולוגי בהנחות וזה פשוט שגוי. יש בה אמירות תמוהות (למשל: "הסבר קלוש: הגלואונים נושאים מומנט זה") אמירות סתומות (למשל: "עלייה בחתך הפעולה בהתנגשות אנרגטית פרוטון-פרוטון" או שהסברים מסויימים סותרים את תורת היחסות הפרטית וכ') ועוד ועוד… אין טעם להיכנס לכל דבר ודבר בלי רקע ומידע עדכני, מה גם ש- (לטעמי לפחות) ההצעה שלו נופלת ממש בשלביה הבוסריים.

        אין פה איזו קונספירציה של עולם המדע נגד הצעותיו של קומאי. (ושוב, אני מבטא פה את דעתי הפרטית) הן פשוט לא עומדות בשום סטנדרט מודרני לתורה פיזיקלית במאה העשרים ואחת ואין בן כדי להציג אלטרנטיבה כלשהי לתאוריות המקובלות, אף שברור לכולם שגם אלו אינן סוף פסוק.

  3. א.עצבר
    16/01/2016 בשעה 9:45 am

    הבעיה היסודית המלווה את כל התיאוריות הפיזיקליות המדעיות., היא השימוש במלה חומר.
    חומר אינו מושג מדעי,
    המושגים המדעיים הידועים הם אלה שהכמות המוחלטת שלהם נתפסת באופן טבעי על ידי האדם.
    יש רק 5 מושגים מדעיים כמותיים, והם אורך, שטח, נפח, זמן ואנרגיה.
    לכל מושג מדעי יש מכשיר מדידה, שאמת המידה המוחלטת שלו, נקבעת על ידי האדם.

    חומר אינו מושג מדעי, אין לנו יכולת להבחין בכמות מוחלטת של חומר, ואין במציאות מד חומר.
    לכן,
    החלקיק של התיאוריות הפיזיקליות המקובלות, יכול להיות או חלקיק זמן, או חלקיק אנרגיה.
    גם המציאות הממשית הפיזיקלית, ( שהמלה חומר ) אמורה להביע אותה, חייבת להיות מוסברת
    עם שני המושגים המדעיים הפיזיקליים,…..זמן ואנרגיה.

    התיאוריה הפיזיקלית החדשה נמצאת ממש בפתח, והיא כוללת מושג מהפכני חדש של זמן סטטי.

    שלושת המושגים המדעיים, יהיו זמן סטטי, זמן דינמי, ואנרגיה.
    החומר עצמו , יהא נובע מצירוף כמויות של זמן ואנרגיה.

    חפשו באמזון את הספר של Aetzbar

    א.עצבר

  4. א.עצבר
    16/01/2016 בשעה 9:57 am

    שורה אחרונה בהודעה צריכה להיות

    החומר עצמו ,יהא נובע , מצירוף כמויות של זמן סטטי ואנרגיה.

    א.עצבר

  1. No trackbacks yet.

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: