Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

MSZKI, meg ami utána volt SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY Az apropó a Neuman társaság előadássorozata volt. Haszna: az ember pontosabban látja a miérteket Intézeten belül.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "MSZKI, meg ami utána volt SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY Az apropó a Neuman társaság előadássorozata volt. Haszna: az ember pontosabban látja a miérteket Intézeten belül."— Előadás másolata:

1 MSZKI, meg ami utána volt SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY Az apropó a Neuman társaság előadássorozata volt. Haszna: az ember pontosabban látja a miérteket Intézeten belül is és kívül is. Jogos kérdés ezután: miről beszélhetne ma egy mai „MSZKI” vezetője? A válasz-keresés eredménye: semmiről. Elkezdtem a fizikát mintegy kívülről nézegetni. A módszer előnye: nincsenek tabuk, fétisek. A FIZIKA KÍVÜLRŐL Az első fétis: a fogalmak; nem csak a fizika, hanem az addig kristálytisztának hitt matematika fogalomtára is, s kivált a két terület kólcsönös fogalomhasználata is zavarosnak tűnt. Néhány ilyen fogalommal kapcsolatban körvonalozódott – no nem a fogalmak jelentése – hanem hogy mire tudom magam azokat használni. Sok év után oda jutottam, hogy a leginkább „unortodox” nézeteim az időre vonatkozóan alakultak ki, mondanivalóm nagy részét némi bevezetés után ennek szentelem, tehát IDŐ MÉRNÖK SZEMMEL Mielőtt azomban tovább mennék, egy meghatározó megállapítás R. Penrose-tól: A kvantummechanika jelenlegi törvényei alapvető (bár finom) módosításra szorulnak.

2 MSZKI: következmény. Határfeltételek: KFKI; MTA; OAB; OMFB; EMBARGÓ. EMBARGÓ: Azt vesszük meg, amit lehet, s abból csináljuk meg, ami kell. Eredmény: Jobb szovjet együttműködési feltételek. Működő francia kapcsolatok. KFKI: mérés, adatgyűjtés, adatfeldolgozás: kényszerpálya. A számítástechnika nem cél, hanem eszköz. Szerteágazó méréstechnikai célok, modulokra épülő megoldások. Megbízhatóság; reprodukálhatóság; könnyű rendszerépítés. Csatornalaborok felműszerezése (tervezési ráfordítás). OAB: atomenergia ipar, nukleáris műszeripar létrejöttének támogatása (francia együttműködésre alapozva; náluk is EMBARGO!) Iparban megemészthető módszerek, ott szokásos normák dokumentáció, tolerancia analízis, logisztika, gyártás közbeni ellenőrzés; működő modell – gyártási minta. GAMMA, EMG; KGST profilok; GDP szinten mérhető gazdasági eredmények GAMMA nukleáris műszerek; EMG sokcsatornás analizátor gyártás; KGST szakosodás OMFB: szakértelmet az elektronikai ipar nem katonai területeire. Fogadókészség: GAMMA igen; EMG kissé; MOM: nem Francia kapcsolatok elektronika, később számítástechnika területén. MTA: gyanakvás: a támogatott/tűrt/tiltott mércén a középső alsó határán. Minősítési rendszer a műszaki területen (pub- likávió vs. szabadalmi védettség; alkotás vs. leírás, Er- zsébet híd.. 2

3 SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY Matematika (matematikai logika) irányába mozdult és mo- zog; ami marad az kutatóközpont szinten nem központosít- ható. A fizika felőli oldal specializált, a másik megvásá rol- ható. ADATBÁZIS KEZELÉS, ALAKFELISMERÉS Detektorokról származó információ kezelése (felvételek kiértékelése) MESTERSÉGES INTELLIGENCIA Elméleti korlát, Gödel tétele (az algoritmizálhatóság ha- határa: vannak nem eldönthető igazágtartalmú állítások). Penrose: A Császár Új Elméje. Az emberi intelligencia csupán egy nem jelentős része algoritmizálható, a számítástechnika pedig csak ilyet képes kezelni. Whist. Igen; Whistből bridge: nem. MARAD: Problémamegoldás (pl. tételbizonyítás). Szakértői rendszerek (pl. nagy berendezések üzemel- tetése, orvosi alkalmazások). Műszaki korlát: Neuronhálózatok vs. szilíciumalapú rendszerek: fan- out arány: 5 nagyságrend különbség; aktív térfogat és huzalozás térfogat arány: még rosszabb (Engels!?) Amit tudunk: a neuron kapcsolatoknak vannak „szerzett” és „örökölt” részei, ezeket a szilícium világban nem tudjuk kezelni.

4 Penrose : The Road to Reality Zeh: The Physical Basis of the Direction of Time Price: Time’s Arrow and Archimedes’ Point Falkenburg: Particle Metaphysics Mintha nem ugyanarról a világról írnának (csak némi túlzás) A fizikát kívülről nézve négy zavaros terület : A matematika és fizika viszonya. Menjünk amerre a matek vezet s biztosan célba érünk/ jó eszköz, ha tudjuk hogy hová akarunk kilyukadni. Pontszerű és/vagy struktúra nélküli részecskék. Ezekre/ezekből épül a világ; létezésük kérdéses? A létezés nem folyamatos? Részecske/hullám „kettősség”. Hol részecskeként hol hullám ként „viselkedik”? A hullámfüggvény összeomlása. Idő és szimmetriái. Része a fizikai valóságnak; hasznos paraméter; egyirányú de mindkét iránya megengedett. A (matematikai) szimmetria fogalom? Folytatás: majd három év matek tanulás után a leg- érdekesebb kérdés: Mit takar idő fogalmunk? 4

5 A FIZIKAI VALÓSÁG Magunk s környezetünk (kérdés: eszmék, fogalmak)? Régen az „anyagi világ”. Meghatározás helyett egy állítás: az evolúció a fizikai valóság része. Kezdete legyen az ősrobbanás után egy nsec-al (vagy egy millió évvel), a vége pedig egy vagy néhány millió évvel napjaink előtt. Leginkább szembeszökő jellegzetessége: Időben zajló folyamat. Az idővel és egymással kapcsolódó fogalmak: változás, folyamat, esemény. Az evolúció változások időben folyamatos sorozata. A megfigyelő érzékelni csupán időbeli változásokat képes; fizikai és szellemi képességeink érzékleteink alapján alakulnak. Idő- és tér-érzékelő szerveink nincsenek. Esemény: nem megfelelő coarse graining Ennek nem bizonyítéka, de erősen ráutaló tény: egy gerjesztett atom fotont bocsát ki: kb. 2ns hosszúságú folyamat. Az idő szempontjából számunkra érdektelen részkérdések: része-e a múlt és/vagy jövő a fizikai valóságnak. Lényeges: Valóban több féle idő és időirány léztezik? Hogyan és hol lehetséges fordított időirány?

6 FIZIKA / MATEMATIKA/1 Fő jellemző: a kiugró eredményesség. Elterjedt felfogás: ha majdnem minden problémára van, akkor mindegyikre kell legyen matematikai megoldás. EZ NEM IGAZ! Az eredményesség nem bizonyít semmit: a flogiszton elmélet nem volt közelítés valamilyen feltételek mellett: úgy ahogy volt hibás volt; mégis kiemelkedő eredménye a 17. század ipari forradalma, sőt a Távfűtő Művek ma is ennek jegyében számláz.(analógia: Az IPOD létezése nem bizonyít semmit a QM vonatkozásában). A nagy és kis számokat tudjuk kezelni, a közepeseket nem (neuronhálózat). Létezett-e a Homo Sapiens előtt? A fizika szempontjából (szerencsére) közömbös a válasz (de szerintem inkább nem). Kitűnő eszköz, kockázatos iránytű. A matematika leír és nem előír; tilt és megenged. A matekre támaszkodó eredmények mateken kívüli eszközök igénybevétele nélkül nem értelmezhetőek a fizikai valóságra. Elektromágneses térelmélet – éter: a Michelson kísérlet döntött s nem a matek. A diszkrét – halmazelméleti megalapozású – matematika jelenlegi eszköztára – bármennyire is ígéretes - egyelőre még ugyancsak szegényes. Két billiárd golyó ütközik? Érintő a „geometria mentes” matematikában.

7 FIZIKA / MATEMATIKA/2 Nem matematikai fogalmakat kezelünk úgy, mintha azok a („majdnem megfelelő”) matematikai fogalmak lennének, holott utóbbiaknak nincsen megfelelője a fizikai valóság- ban. Pontszerű részecske…világvonal…..gravitációs összeomlás. Vagy:   mint „mérőszám”, renormalizálás, „  = h/2 π” Egy matematikai és egy ismeretelméleti korlát: A matematika kizár („nem lehet”) és megenged („lehet”) eseteket. A kizárás egyértelmű, a megengedés nem ír elő semmit. Gödel önmagába visszatérő időhurkú megoldást talált a GTR alapegyen- letére. Az hogy ilyen-e a világ vagy nem, az nem matematika, hanem mérések vagy tapasztalat kérdése (szimmetria megfontolásoknál általában nem vesszük figyelembe). Egy távolság elemnél t és x,y,z értelmezési tartományát nem a matek ha- tározza meg. A tapasztalat (minden állítás igaz voltának próbája) csupán olyan mintha és nem olyan jellegű eredményekkel szolgál. Csupán olyan, mintha ez egy kalapács volna ….. ez egy kalapács: sokol- dalúan ellenőrizhető. Csupán olyan, mintha a téridő a fizikai valóság aktív része volna ….a téridő a fizikai valóság aktív része: nincs lehetőség sokoldalú ellenőrzésre.

8 SZIMMETRIA/1 A továbbiak szempontjából csak téridő szimmetriák érde- kesek. A matematika szimmetria fogalma egyértelmű, használata azonban nem. ABCDCBA egy jobb-bal szimmetriát mutató karaktersorozat. Jobb-bal: a tér attribútumai, de a karaktersorozat szimmetriájának a téridő szimmetriáihoz nincsen köze. Időben előre-hátra szimmetria: ha egy eseménysorról felvett film mindkét irányban lejátsszva megengedett eseménysort mutat, akkor az eseménysort időben szimmetrikusnak tartjuk. Ennek a téridő szimmetriáihoz ugyancsak nincsen köze. A téridő lehetséges szimmetriáit a téridő dimenziói és topológiája ha- tározza meg. 3 dimenziós térben egy jobbkéz nem „tükrözhető” balkézzé, egy további dimenzióra volna szükség. 1 dimenziós időben a tükrözés értelmezhetetlen, kivinne a rendelkezésre álló állapottérből (v.ö. a matek megtilt valamit; persze a két időirány egymástól függetlenül a matek oldaláról nézve is meg a GTR oldaláról nézve is még létezhet). Az időbeli szimmetria fogalom fizikán belüli mindennapi használata ezt nem veszi figyelembe. Az időnek a GTR keretei között egyetlen megengedett szimmetriája a transzlációs szimmetria. Minden más elképzelés – ha nem is a világ- ból, de a GTR-ből kivezet. Eseménysorok ettől függetlenül lehetnek „időben szimmetrikusak” vagy nem. Tapasztalt időben aszimmetrikus esemánysorok: fekete lyukak (be igen, ki nem); sztochasztikus folyamatok ; mérések (az eredményből a mérés mikéntjére nem következhetünk), hullámfüggvény összeomlás.

9 SZIMMETRIA/2 A termodinamika második tétele: az entrópia az idő mono- ton függvénye. Ha az univerzum jelenleg tapasztalt tágu- lása megfordul, a tétel érvényességét az időirány megfor- dulása biztosítja. Nem igaz. A biztosíték a dinamikus egyenletek. Egy külső megfigyelő megfigyelései időbeli sorrendben: az univer- zum tágul; a tágulás lassul; a tágulás megszünik; az uni- verzum zsugorodni kezd stb. Egy ilyen külső megfigyelő létét természeti törvényeink nem tiltják. Ehrenfest két urnás kisérlete szemlélteti, hogy a rendezett- ségre való „törekvésnek” nincsen köze az időhöz. Két urnába tetszés szerinti megosztásban helyezzünk el 1-től 100-ig szá- mozott golyókat. Egy 100-as beosztású rulettkerék minden forgatásánál a kijött számmal ellátott golyót tegyük át a másik urnába. A sokszor ismé- telt forgatások során a két urna tartalma 50-hez közelít, időiránytól függetllenül. Jogos megállapítás: a környezetünkben tapasztalt időbeli aszimmetria függetlenül termodinamikai megfontolásoktól általános érvényű lehet. Ha csakugyan általános érvényű, ennek a valóságot leíró dinamikus egyenletekben valami nyoma kellene legyen.

10 KÉT KISÉRLET ÉS EGY KÉRDÉS Schrödinger macskája másképp: Cseréljük fel az atomot egy kismacskára, a macskát pe- dig egy metronomra. A metronom egy félhomályos szo- bában lévő asztal egyik sarkán van, a macska átellen- ben. Indítsuk el a metronomot s csukjuk be az ajtót. Egy perc múlva linearis szuperpozícióban egy ijedt kismacska és egy felborult metronom és egy kíváncsi kismacska és egy ketyegő metronóm? Csepegő vízcsap: Legyen egy tartályban víz, az alján egy csap. Jóval alatta egy másik tartály. Egy megfigyelő csak a csak az alsó tartály feletti, de a csap alatti térrészt látja. Ha a csap csöpög akkor a víz kvantált? Az idő „fundamental” vagy „emergent”. „To emerge” (kb. előbukkan) egy időben zajló folyamat. Az idő egy időben zajló folyamatban ”bukkan elő”?

11 FOGALOMZAVAROK Az idővel kapcsolatos problémákra visszatérek, itt csak négy példát említek. Mérés. Ki mér? Mit mér? Mivel mér? Másképp: miért omlik össze a hullámegyenlet (pl. egy szabad neutron esetén a keletkezése után némi, Lorentz transzformálódó, idővel)? Pont és pontszerű részecskék: véges perdületük (és ezzel kerületi sebességük) van? A foton hol részecskeként, hol hullámként, hol egyszerre részecskeként és hullámként „viselkedik”. A fogalmak megszokott értélmében sem nem hullám, sem nem részecske hanem valami más. Részecske, de adott körülmények között hullámként érzékeljük (és nem viselkedik). Hullám, de adott körülmények között részecskeként érzékeljük (és nem viselkedik). A harmadik lehetőség nem mond ellent önmagának, csu- pán elegendően nagy helyi energia-sűrűségre van szük- ség, s részecskeszerű hatások jöhetnek létre. „Entanglement”? A „távolbahatás” ténye bizonyított. Nem rejtett paraméterek következménye. Hanem? Általánosan használt fogalmakat az általánostól eltérő értelmezésben használunk.

12 BOMLÁS GTR idődilatáció: bizonyíték a müon bomlás. A müon struktúra nélküli részecske, és határozott bomlási ideje van. Egy struktúra nélküli részecske nem hordozhat az élettartamára vonatkozó (Lorentz transzformálódó!) információt. A neutron kvark-modellje. Érzékeli, hogy atommagon belül vagy szabadon van-e. Hogyan? Nem alkalmas az élettartamára vonatkozó információ tárolására, holott szabadon határozott nagyságú élettartama van. Egy struktúra nélküli részecske (ha egyáltalán létezik ilyen!) szükségképpen stabil, de legalábbis nincsen karakterisztikus élettartama. Ez támpontot jelenthet a sötét anyag mibenlétére vonatkozó kutatások számára. A Lorentz transzformálódó időt egy együtt mozgó óra méri. Semmi nem mozog a müonnal együtt. Az óra (= egy többé - kevésbé egyenletesen változó paramétert is tartalmazó struktúra) a müonon belül van. Az elektron-kvark modell alatt (legalább) még egy szint van. Magyarázatot kaphatunk az elektron/kvark töltésarányra? Természeti törvényeink időbeli szimmetriája alaptalan felté- telezés. A matematika nyelvén megfogalmazott leírásuk persze lehet időben szimmetrikus. Az új paraméter s a fénysebesség egy metrikát határoz meg, eddig azt kívülről kellett a rendszerbe bevinni.

13 PONTSZERŰ RÉSZECSKÉK A pont jól használható matematikai fogalom, de kiterjedés nélküli részecske nem létezik. Visszaélés a fogalommal: fekete lyukak. Téridő szingularitások létrejöttének a lehetőségét a GTR megengedi ugyan, de nem írja elő. Pontszerű részecskék esetén a gravitációs összeomlás valóban előáll. Nincsen azonban alapunk arra, hogy világcsövek – és, ha részecs- kéink nem pontszerűek, ezeket kell vizsgálni – viselkedéséről egy mérettartomány alatt bármit is állítsunk. A fekete lyukak gravitációs hatásai bizonyítottak. „Párol- gásuk” megalapzottan feltételezhető. Következményük képpen matematikai értelemben vett szingularitást (tehát végtelen téridő görbületet) feltételezni jelenlegi ismereteink alapján nem indokolt. A rendelkezésünkre álló információ azt mutatja, hogy belát- ható univerzumunk térideje a fekete lyukak eseményhori- zontján kívül „sima”. Szokásos megfogalmazás: a GTR az eseményhorizonton csődöt mond, holott csak alkalmazásának a feltételei szűnnek meg. A szabadesés törvénye sem mond csődöt a föld felszínén.

14 IDŐ, MÉRNÖK SZEMMEL Mérnök szemmel: Nem matematikus: a Kronecker deltának vagy integrál- jának a fizikai valósághoz nincsen köze. Nem fizikus: egy struktúra nélküli részecske nem hor- doz a bomlási idejére vonatkozó információt. Nem filozófus: ha talál egy minden gyakorlati szem- pontnak megfelelő megoldást, elégedett. Az időre vonatkozó megkerülhetetlen kérdések: Része a fizikai valóságnak? Egy dimenziós kontínuum? Egyirányú? Vannak határai? A józan ész, a relativitáselmélet és a kvantumelmélet válaszai : (a válaszok kódolása némileg sarkítva : igen →1, nem →0, csuda tudja →?) JÉ: GTR: QM: ? ? ? ?

15 IDŐFOGALOM A KÖZNAPI ÉLETBEN Lényeges: puszta létünk bizonyítja, hogy fogalmaink működnek. Az „olyan” és az „úgy néz ki, mintha olyan volna” között persze nem feltétlenül tudunk különbséget tenni. Érzékeink nem relativisztikus körülmények között fejlődtek ki. Érzékleteink megbízhatóak, az utánuk következő tudatalatti és tudatos adatfeldolgozás nem megbízható (optikai csalódások). Az idő előtte, utána, egyszerre, között jellegű kapcsolatok le- írására szolgál. Az időre vonatkozó fogalmaink közös vonásai: Nem tudjuk befolyásolni, „telik”. Múlt, jelen, jövő: az idő tulajdonságai. Mértéke nem változik, kvantifikáció céljára a valós számegyenes megfelel. Alapja az ok – okozat összefüggéseknek. Fordított időiránynak nincs interpretációja. Egy múltból jövőbe mutató, nagyjából egyenletes, időfolyam előfeltétele a mienkhez hasonló struktúrájú megfigyelő kiala- kulásának. Más strujtúrájú megfigyelő? A kvantum összekapcsolódás térben nem korlátozott kiterjedésű, és így relativisztikus hatásokat is átélt megfigyelő lehetőségét is megengedi. Különböző struktúrájú megfigyelők különböző dolgokat érzékelhetnek, levont következtetéseik azonban, ha helyesek, nem lehetnek a mi következtetéseinktől különbözőek. Gondolatkísérlet: egy megfigyelőnek egy féreglyuk két oldalán vannak érzékszervei. Hogyan alakul világképe? Vagy: mit lát egy nem lokális megfigyelő?

16 IDŐ A GTR-BEN ÉS QM-BEN GTR: Az idő – a téridő kitüntetett részeként – a fizikai valóság aktív része. Abszolút tér és abszolút idő nem létezik (abszolút: mindenki számára ugyanaz) Az idő specialitása: Egy dimenziós kontínuum két megengedett idő- iránnyal. Ez lehetséges transzformációit a transzlációra korlá- tozza (a tükrözés értelmezhetetlen). Térben meg tudunk állni vagy fordulni, időben nem. Kérdés: ez a mi tulajdonságunk, vagy a fizikai valóság tulajdonsága? Kölcsönhatások (oksági összefüggések) lehetőségeit az időkúp mutatja. QM: Az idő jól használható paraméter, mint egy könyv lapjainak számozása, legalábbis a Schrödinger egyenlet keretei kö- zött. QFT: a mező valahol valamikor létezik. Három szembeszökő probléma: Könyvoldalak számozása (és egy valószínűség) nem Lo- rentz transzformálódik. Ha a hullámfüggvény a valóság valamely részét írja le, mi lesz ezzel a résszel az „összeomláskor”? Mi van az esetleg véges hamis vákuum határán?

17 KEZDET ÉS VÉG A kezdet nem tudomány, hanem hit kérdése; ez nem csak az univerzumra, hanem az időre (és természeti törvénye- inkre) is vonatkozik. Ha a kezdet hamis vákuum egy fluktuációja (ez az általá- nosan elterjedt inflációs modellek feltételezése), akkor a hamis vákuum valahol volt (térben) valamekkora volt (térben) valamikor volt (időben) téridő tehát már létezett; ha volt kezdete, akkor az még az infláció előtt volt. Jelenlegi ismereteink alapján a téridő valamiféle végére semmi nem mutat. Így nem csupán a vizsgált időszakra – az evolúcióra – igaz, hogy az idő egyszerűen csak van, miután a vizsgált tartomány kezdete előtt is és az ősrobbanás előtt nem sokkal ugyancsak volt, s semmi nem mutat arra, hogy közben megszünt volna.

18 ÖSSZEFOGLALÁS A vizsgált időtartományban az idő, tulajdonságaival együtt, nem leszármaztatott tényező. Egyszerűen van, mint C, G, vagy a Plank állandó. A vizsgált tartományon (lényegesen) kívül csak feltétele- zéseink lehetnek. Vitatható állítások sora áll szemben vitatható állítások sorával, jelenlegi ismereteink alapján azonban nem tartom vitathatónak, hogy „ Karakterisztikus bomlási idő”, vagy „élettartam” és „struktúra- nélküliség” egymást kizáró fogalmak. Valami vagy pontszerű, vagy része a fizikai valóságnak. A GTR téridejének sem kezdetére, sem végére nem utal semmi. Egy hullámot érzékelhetünk részecskeként, fordítva nem. Gyakorlati következmény lehet, hogy a nagy energiák ker- getése mellett a bomlási folyamatok vizsgálatára is szá- nunk időt, fáradtságot, pénzt. Végül valami alkotó is: a GTR nem csupán gravitációs, hanem időbeli „lencse” és így nagyító hatás lehetőségét is felveti. Fénysebesség közelébe gyorsított részecskék (saját idejú) élet- tartama végét a jelenlegi technológiával is néhány fénycentiméter felbontással vizsgálhatjuk.

19 UT DESINT VIRES ETIAM LAUDANDA VOLUNTAS


Letölteni ppt "MSZKI, meg ami utána volt SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY Az apropó a Neuman társaság előadássorozata volt. Haszna: az ember pontosabban látja a miérteket Intézeten belül."

Hasonló előadás


Google Hirdetések