ארכיון

Posts Tagged ‘חוק טבע’

הכי טבעי שיש – כמה מילים על חוקי טבע

מהו חוק טבע?

להלן רשימת היגדים נכונים. מי מהם אתם מקבלים כחוקי טבע?

  1.  כל גוף על פני כדור הארץ נופל בתאוצה קבועה של 9.8 מטר לשניה בריבוע.
  2.  כוכבים קיימים.
  3.  נחושת מוליכה זרם חשמלי.
  4.  בשנת 49 לפנה"ס חצה יוליוס קיסר את הרוביקון.
  5.  נקודת הרתיחה של גופרית היא 444.6 מעלות צלזיוס.
  6.  עבור כל מספר קיים מספר אחר כפול ממנו.
  7.  קוטרם של כל כדורי הזהב בעולם קטן מ-2 קילומטר.
  8.  כל חדי-הקרן אינם נשואים.
  9.  כל גוף מתמיד במצבו (אינו משנה את מהירותו) כל עוד לא מופעל עליו כוח. (חוק ראשון של ניוטון).
  10.  הקשר בין התארכות קפיץ לבין הכוח שמופעל עליו נתון על ידי יחס ישר. קבוע הפרופורציה נקרא 'קבוע הקפיץ' והוא מדד לקשיחותו של הקפיץ. (חוק הוּק).
  11.  הקשר בין תאוצתו של גוף לבין הכוח שמופעל עליו נתון על ידי יחס ישר. קבוע הפרופורציה הוא מסתו של הגוף והוא מדד 'להתנגדותו' של הגוף לשינוי מהירות. (חוק שני של ניוטון).

Silesia_Annunciation_with_the_Unicorn_Polyptych_02
פסל של הבתולה מרי עם חד-קרן. מוצג במוזיאון הלאומי בוורשה. ללא מטרה מלבד קצת צבע לטקסט. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה על ידי המשתמש BurgererSF.

***

כדי לענות על השאלה מהו חוק טבע פניתי למומחים ומה שמצאתי הוא שאין הסכמה בנושא. התשובות של פיזיקאים נבדלות מאלה של פילוסופים, והתשובות של פילוסופים נבדלות מהתשובות של פילוסופים אחרים. ישנן אסכולות שונות וגישות שונות בכל אסכולה, כמו בכל שאלה פילוסופית סבוכה.

מסיבות אלה החלטתי ברשימה זאת לא לסקור את הדעות השונות אלא לכתוב את דעתי על התנאים שצריך לקיים חוק טבע ולהפנות בסוף הרשימה לספרות המקצועית. כלומר, מכאן והלאה זאת דעתי האישית וכל הקורא עושה זאת על אחריותו בלבד!

***

ההנחה הבסיסית במדע בכלל ובפיזיקה בפרט היא שהעולם כמנהגו נוהג, ומנהגו ניתן לתיאור על ידי חוקים. הסיבה לכך היא שאנחנו מניחים שהעולם מתקיים באופן סיבתי וסדור. בכל פעם שנבצע ניסוי פיזיקלי 'נקי' נקבל את אותה התוצאה. רוב החוקים הפיזיקליים הם 'מקומיים', כלומר נכונים למערכת מסוימת בתנאים מסוימים. ישנה קבוצת עילית של חוקים שמתארים משהו מאוד בסיסי על התנהגות הטבע והם נכונים באופן הכללי ביותר. אלו הם, לשיטתי, חוקי הטבע.

אם כך, חוק טבע צריך להיות מנוסח כאמירה כללית על גדלים פיזיקליים המתארים את העולם. הוא חייב להתקיים בכל מערכת פיזיקלית, בכל זמן ובכל מקום. כמו כן, חוק הטבע אינו יכול להיות מוסבר על ידי חוקים פיזיקליים אחרים, מכיוון שהוא התיאור הישיר ביותר של התנהגות הטבע. במילים אחרות, לא ניתן לעשות לו רדוקציה. הדרך היחידה להוכיח חוק טבע היא להראות שהוא מתקיים באמצעות ניסוי ולכן בדרך כלל אין טעם לנסות ולהסביר את ההיגיון שעומד מאחוריו. מכיוון שהעדות היחידה לנכונות חוק טבע היא אמפירית, לעולם לא נהיה בטוחים אם בדקנו את כל האפשריות. מכאן שכל חוק טבע יכול לרדת לדרגת חוק פיזיקלי בלבד בהינתן גילויים חדשים והרחבת הידע המדעי. הדבר האחרון שאני דורש מחוק טבע הוא שיהיה מחויב המציאות ולא אמת מקרית. (לדוגמה היגד 7 אמיתי, מתקיים בכל מקום ובכל זמן אך לשיטתי הוא אמת מקרית ולא מחייבת. אין מניעה עקרונית לאסוף את כל הזהב ביקום וליצור כדור ברדיוס גדול יותר).

חשוב לי להדגיש שהדרישה שלי שלא ניתן יהיה להסביר חוק טבע על ידי חוק בסיסי יותר פוסלת את היגדים 1,3,5 ו-10, אך יש לא מעט מומחים שעבורם אלו חוקי טבע לכל דבר ועניין.

האם חוק טבע הוא משהו שקורה תמיד? לא בהכרח. יש דברים שקורים תמיד ואינם חוקי טבע (לדוגמה היגד 5) ויש חוקי טבע לגבי דברים שאף פעם אינן קורים (היגד 9, אף גוף בעולמנו אינו באמת נמצא במצב התמדה, אך אנחנו עדיין משוכנעים בנכונותו של החוק הראשון של ניוטון).

***

אז מה נותר מהרשימה שלי?

החוק הראשון והשני של ניוטון (היגדים 9 ו-11 בהתאמה).

לגבי החוק הראשון אני עוד לא בטוח מכיוון שגלילאו הסיק אותו גם מתוך לוגיקה וניסוי מחשבתי. לגבי החוק השני, אכן לא ניתן להסיק אותו במסגרת המכניקה הקלאסית אלא מתוך ניסוי. וכהערת אגב, זה שיחס הפרופורציה בין כוח לתאוצה שווה עד כדי קבוע למסה, שהיא בכלל תכונה פיזיקלית שקשורה להגדרת כוח כבידה, זה דבר מופלא, לא ברור מאליו וראוי לרשימה משלו.

***

למי שמעוניין בדיון מעמיק ומקצועי יותר מוזמן לנסות את הקישורים הבאים (מאמרים קצרים בפילוסופיה):

Laws of Nature – John W. Carroll

Laws of Nature – Norman Swartz

וגם תמיד כדאי להעיף מבט גם בויקיפדיה.

מודעות פרסומת
:קטגוריותכללי תגיות: , ,