Friday, April 21, 2017

التفسير السلفى للميكانيك الكمومى و الحيوات التسعة لقط شرودنيغر..


فى المنشور السابق لخصت المواقف الفلسفية من معضلة العقل/الجسم و هى ذات علاقة وطيدة بالذى سأذكره الآن...
أما خلاصة التفسيرات الكمومية فتلخصها الحيوات (جمع حياة) التسعة لقط شرودينغر كما سماها شرايبر Schreiber وهى:
-التفسير السلفى othodox interpretation ...والترجمة اقتراح شخصى لان هذا التفسير يقول بالتوقف عند معادلات الميكانيك الكمومى و العمليات الحسابية المترتبة عليها بدون زيادة و لا نقصان و لا تصرف و لا تفلسف...المشكلة مع هذا ان مثل هذا الانفصام بين العلم و تفسيره لم نواجهه فى الميكانيك الكلاسيكى اذن لماذا نحن نواجهه فى الميكانيك الكمومى..اذن كثير جدا من الفيزيائيين المفكرين لن يتوقف عن التفكير فى هذا الامر...
-تفسير كوبنهاغن Copehhagen..وهو تفسر بور Bohr ...وهو الاساس فى مذاهب التفسير مثلما ان السنة هى الاساس فى الاسلام ...وفى هذا التفسير لا توجد انتولوجى ontology لان الواقع فى جوهره كمومى و الميكانيك الكمومى لا يسمح بوجود اى انتولوجى قبل فعل القياس....
-تفسير فون نيومان Von Neumann و فيغنر Wigner الذى يسمى تفسير "العقل هو الذى يتسبب فى الانهيار"...وانه بدون الوعى الانسانى و لربما الحيوانى و بدون العقل الانساني لا يوجد قياس اصلا و بالتالى لا وجود لما يسمى انهيار الموجة و بالتالى لا يوجد عالم موضوعى اصلا من الاساس بدون وجود العقل و هذا من اروع ما يكون لان هذا التفسير هو احد اكثر التفسيرات تطرفا....
لكن الذى وضعه فون نيومان هو نفسه الذى وضع التفسير السلفى و تفسير كوبنهاغن...
-المتغيرات المخفية Hidden variables...وهى اذا كانت موضعية فهى غير ممكنة حسب مبرهنة بال Bell لكن مازال هناك من ينازع فى هذا الامر..
-تفسير عديد العوالم many-worlds ..وهذا اكثر التفسيرات تطرفا لكن لا تعتقدوا ان هذا يجعل هذا التفسير اقل شعبية فهذا التفسير يبقى ثانى اكثر التفسيرات شعبية بعد الكوبنهاغن بين الفيزيائيين وشعبيتة فى تزايد مضطرد...
-تفسير عديد العقول many-minds ..وهذا تفسير مثالى مائة بالمائة..اى ان انشطار العوالم لا يحدث الا فى العقل...
-تفسير بوم Bohm الذى يسمى تفسير الموجة الطيار pilot wave...وهو تفسير متغبرات مخفية لكنه غير موضعى و فيه ان الجسيم فعلا جسيم و ان الموجة تقوده فقط فى حركته..وهو تفسر رائع حقيقة...
-تفسير التاريخ غير المتلاحم decoherent history من ناحية الانتولوجى ontology وهو تفسير غالمان Gell-Mann و هارتل Hartle...وهذا التفسير هو تفسير تواريخ منسجمة consistent histories مع عدم تلاحم وهو تفسير انتولوجى اى واقعى..
-تفسير التاريخ غير المتلاحم من ناحية الابيستمولوجى epistemology وهو تفسير غريفيث Griffiths و اومناز Omnes وهو ايضا يسمى التفسير المنطقى من قبل اصحابه لانهم يعوضون الصياغة الكمومية التقليدية بالمنطق... و هذا ايضا تفسير تواريخ منسجمة مع عدم تلاحم لكنه تفسير ابيستيمولوجى اى معرفى..
والخلاف بين هذه المذاهب او التفسيرات هى بخصوص القياس measurement, الحتمية determinism, الموضعية locality, و الميتافيزيقا metaphysics ...
رسالة اخيرة الى الاصدقاء.. اذا وجدتهم صعوبة فى الفهم فلا تقلقوا فلستم وحدكم لان الاغلبية الساحقة من الفيزيائيين هم من المدرسة السلفية و هم رغم انهم فيزيائيين فانهم لا يفهمون تقريبا اى شيء فى كل المدراس الاخرى...فهذا امر صعب جدا و اذا رفضت التعامل معه و الانتباه له بجدية فان عدم فهمك سيغلف بعدم فهم اكبر...
ايضا من اجل فهم هذا الموضوع انتبهوا الى منشورى السابق بخصوص المواقف الفلسفية من معضلة العقل/الجسم ...
وايضا اذا اردتم فهم منشورى القادم عليكم ان تفهوا هذا المنشور و الذى سبقه فهما تحضير لما اردت فعلا قوله..
لكن الآن على ان اذهب واعمل قليلا على طريقة التفسير السلفى بدون فلسفة و تفلسف لان هذا ايضا مهم جدا جدا فى العلم والعلم فى الاخير ليس بفلسفة محضة...
و كنقطة اخيرة اقول هذا منشور عن الفيزياء حتى لا يقول بعض اصدقائى اننى لا اكتب عن الفيزياء..لكننى لا اريد ايضا ان اكثر عليكم لانها امور صعبة و الصعب بعد فترة يصبح مملا و انا لا اريد ان اكون سببا فى ملل اصدقائى الآخرين...

Monday, April 10, 2017

درس فى الهندسة التفاضلية و الطوبولوجيا 5:


هذا الفصل كتبته منذ خمس سنوات وهو الآن سيدمج كملحق فى آخر كتابى عن النسبية و الكوسمولوجيا و الثقوب السوداء..
كثير من الامور التى تناولناها فى الدروس السابقة عن الهندسة التقاضلية مذكورة هنا بتفصيل اكثر مع امور اخرى..
الفصل موجود للتحميل هنا

Sunday, April 9, 2017

احدى تجارب التعلم و التعليم و البحث و الكتابة و النشر...



هذا التوضيح الرائع (الصورة الاولى) بخصوص نظرية التضخم inflation هو ايضا من انجاز Ramda Khaled ...
اذن الاضطرابات الكمومية quantum flcutuations تبدأ تحت الافق المتحرك-مع comoving horizon...
ثم تدخل الافق وتخضع للتضخم inflation ...
بعدها تصل الى عهد انتهاء التضخم و بداية عهد الاتفجار الساخن hot big bang (رأس المثلث الاخضر المقلوب) او ما يسمى بعهد اعادة التسخين reheating ..
الكون يخضع بعدها للتوسع العادى normal expansion و ليس التوسع الاسى exponential expansion الذى كان فى عهد التضخم حتى تدخل الاضطرابات الكمومية مرة اخرى تحت الافق المتحرك-مع...
بعدها تخضع هذه الاضطرابات لفيزياء اخرى مثلا عهد التركيب recombination قبل ان تصل الينا اليوم (النقطة الخضراء) ونراها نحن على شكل مجرات galaxies و تجمعات مجرات galaxy clusters و جدران walls و خيوط filaments بعد ان تكون قد تجاذبت ثقاليا...
هذه الاضطرابات الكمومية هى ما يسمى فى هذه النقطة باضطرابات الكثافة density fluctuations التى نراها على قياسات الاشعاع الراديوى للخلفية الكونية cosmic microwave background او ال CMB (الألوان بين الزرقاء و الحمراء..الحمراء كثافة للمادة اعلى من الزرقاء بمقدار 1 من عشرة الاف..انظر القياسات الاخيرة ل WMAP على الصورة الثانية)...
هذا الحساب هو من امتع الحسابات النظرية على الاطلاق التى يمكن ان يجريها المرء وهو من تلك الحسابات التى تقارن مباشرة بالتجربة اذن انت تمارس فى الفيزياء فى افضل صورها....
وهو حساب يمكن-او بالاحرى يجب- ان تجريه انطلاقا من المبادئ الاولى اى انطلاقا من معادلات اينشتاين و معادلات فريدمان Fridemann و الحقل السلمى للمضخم inflaton field حتى نصل الى حساب كل شيء حتى حساب القمة الصوتية الاولى first acoustic peak .....
كل ذلك يستهلك -بدون احتساب الوسخ و المحاولات- حوالى 60 صفحة Latex و PDF ...
و فى التدريس فهذا الامر هو من اسهل الامور-بالنسبة للاستاذ بالطبع لاننى لا ادرى حال الطلبة فحال بعضهم ليس فيه امل- التى يمكن ان يدرسها المرء..
هذه التحربة موثقة فى الفصل الخامس من كتابى الخامس ...
ومن افضل المراجع فى هذا الامر يبقى كتاب موخانوف Mukhanov...لكن هذا امر صعب الاحاطة به ...اذن لا مناص من النظر الى مراجع كثيرة اخرى مثلا ليدل Liddle و بومان Baumann و واينبرغ Weinberg الذى كان رائعا فى قضايا التثبيت المعيارى لانها تدخل هنا ايضا لا مهرب وايضا دودلسون Scott Dodelson الذى كان معينا جدا من الناحية التجريبية و غيرهم كثير ......




Saturday, April 8, 2017

تأثير زينون..

المرجع التاريخى حول تأثير زينون موجود للتحميل على نادى النظريون الفيزيائيون المنتخب..
هنا انتبه ميسرا و سودرشان لاول مرة ان تصرف معادلة شرودينغر من اجل الازمان الصغيرة هو تربيعى و ليس اسى..اذن الاحتمال قريب من الواحد وليس قريب من الصفر..اذن اكثر من هذا انتبهوا الى انه لو تدخلوا بفعل القياس الكمومى بمعنى مراقبة حركة الجملة باستمرار-اذن سنضطر بالاضافة الى معادلة شرودينغر الى استعمال مسلمة الانهيار و هى ايضا صحيحة تجريبيا- فاننا سنجبر الجملة بعد كل قياس-لان حالتها انهارت- على اعادة التطور فى الزمن احاديا انظلاقا من الحالة الاولى...يمكن أن نيبن بعد ذلك بسهولة انه لو تدخلنا عدد غير منته من المرات-اى نقوم بالقياس عدد غير منته من المرات- فان الاحتمال التربيعى يتضخم و يصل بالضبط الى القيمة واحد..
بمعنى ان الجملة الخاضعة لفعل القياس الكمومى المستمر لن تتحرك تماما...
هذا الجزء الفيزيائى النقى...
أما الجزء الفلسفى فهو كالاتى..
اذن يشير تأثير زينون الى ان الحركة تنعدم بفعل القياس..ولان الحركة هى أحد مقاييس الزمن ....فان الزمن ينعدم بفعل القياس..
وهذا قد انتبه اليه بعض فلاسفة الفيزياء المحدثين مثلا دايفيد البارت David Albert الذى اشرت اليه البارحة...فقد انتبه-وهذا ايضا وجدته مذكورا عند شون كارول Sean Carroll و عند بول دايفيس Paul Davies- ان فعل القياس الكمومى و سهم الزمن يشتركان مع بعضهما البعض فى انهما تأثيران غير عكسيان irreversible..
وبهذا اكون قد شرحت -لاننى لم انسى وعدى- الغريبة السادسة من الغرائب السبعة الاعظم للعالم الكمومى التى قد كنت بدأت فى شرحها منذ عام و لم يتبق لى الا ان أشرح الغريبة الاخيرة ان شاء الله و هى الناقلية الممتازة و المائعية الممتازة وغيرهما من التحولات الطورية ذات الاصل الكمومى الطوبولوجى..
فى الختام هل ترون الآن لماذا سمى الامر بتأثير زينون?...
زينون Zeno هو احد اعظم فلافسة اليونان تلميذ من هو اعظم منه بارمانيداس Parmenides و قد كانت هذه المدرسة تقول ان الحركة و الزمن غير موجودان حقيقة و ان كل ذلك وهم...

Friday, April 7, 2017

تأثير زينون الكمومى...

تأثير زينون Zeno الكمومى...
القياس المتكرر و المستمر لجملة كمومية فى حالة ذاتية معينة يحتم على الجملة ان تبقى فى تلك الحالة الى الأبد...
تطبيق: القياس المتكرر و المستمر لجسيم متهافت يجعله جسيم مستقر..
السبب: مسلمة انهيار دالة الموجة.....كل مرة تقيس الجملة فان حالتها تنهار الى حالتها الاصلية و معادلة شرودينغر تبدأ فى تطورها الاحادى من جديد..
البرهان النظري: بسيط لفرصة اخرى..
التحقيق التجريبى: انظر منشورى الآخر...
المرجع الاصلى: الهنديان ميسرا Misra و سودرشان Sudarshan...
ملاحظة: زينون هو الفيلسوف اليونانى العظيم الذى قال ان الحركة غير موجودة وهى وهم و تناقضاته مشهورة معروفة لكل دارس مبتدئ للفلسفة..
هل رأيتم الشبه بين تأثير زينون الكمومى و تناقضات زينون?

Thursday, April 6, 2017

العالم القديم: الصورة العلمية و ليس التصور الفلسفى..


الذى نعرفه اليوم ان الكون يتبع قوانين مختزلة فى كوسمولوجى الانفجار الاكبر big bang cosmology التى تحتوى اولا على نظرية التوسع الحار hot big bang التى تعبر اساسا عن ظاهرة التوسع المتسارع expanding expansion و ايضا تحتوى ثانيا على نظرية التضخم inflation theory التى تعبراساسا عن كيفية وصول الكون الى حالة التسطيح flatness التى نراه عليها اليوم وايضا كيفية تشكل البنى structure formation مثل المجرات و غيرها من التجاذبات الثقالية gravitational attractions للاضطرابات الكمومية quantum perturbation فى الكون البدائى primordial universe...
نظرية الانفجار الاكبر مبنية على اساسين عظيمين:ميدأ التكافؤ equivalence principle اى النسبية العامة و المبدأ الكوسمولوجى cosmological principle الذى ينص على ان كل النقاط فى الكون و كل الاتجاهات فى الكون متماثلة...
فى هذا النموذج الكون له عمر محدود وبالتالى فهو حادث مهما اراد البعض ان يتأول هذا الامر...
وتدخل نظرية الانفجار الاكبر تحت خانة النماذج النسبية التطورية evolutionary relativistic models ....
لكن قبل ان تثبت القياسات التجريبية منذ بداية التسعينات و بقوة هذا النموذج الكوسمولوجى كان هناك نموذج منافس فى الكوسمولوجيا يعرف باسم نظرية الحالة المستقرة steady state universe لاصحابه بوندى Bondi, غولد Gold و هويل Hoyle...
هذا نموذج رائع حقيقة-رأيى- الكون فيه فى حالة توسع ايضا لأن هذا هو الذى نشاهده فعلا لكنه كون قديم لا بداية له و لا نهاية...
اذن هو عالم قديم لكن مختلف عن العالم القديم الذى اقترحه اينشتاين (عن طريق ادخال ما يسمى الثابت الكوسمولوجى cosmological constant) فى كونه نموذج مستقر stable تحت تأثير الاضطرابات..وهذا شرط رياضى ضرورى لاى نموذج حتى يكون مقبولا...
هذا الكون القديم يعتمد على المبدأ الكوسمولوجى المثالى perfect cosmological principle: جميع النقاط و جميع الاتجاهات و جميع الازمان فى الكون متماثلة..
اذن الفرق مع المبدأ الكوسمولوجى العادى أنه حتى الازمان يجب ان تكون متماثلة فى الكون اى ان الكون يجب ان يظهر بنفس الطريقة فى كل الازمان وليس فقط فى كل الاماكن...وهو امر يبدو فى غاية المنطقية...
ولهذا فهو يسمى بالكون المستقر steady universe...لانه لا يتغير مظهره لا عبر الزمن و لا عبر المكان...
ومن اغرب المصادفات ان هذا الكون القديم حتى يحافظ على نفس المظهر خلال كل الازمان فان المادة يجب ان تتخلق بصورة مستمرة...
وعلى هذا فهو ايضا يسمى بنموذج التخلق المستمر continuous creation ...صدقوا او لا تصدقوا فهو فعلا امر لا يصدق!!!....
فنظرية الحالة المستقرة او الكون القديم (هويل Hoyle بالخصوص) تعيب على نظرية الانفجار العظيم (غامو Gamow بالخصوص) بانها تقول بالتخلق creation عند لحظة الانفجار الاولى و هى تقول بضرورة التخلق المستمر continuous creation...
لكن هذا صراع علمى-علمى و ليس صراع علمى-فلسفى او علمى-دينى وستحسمه التحربة فى الاخير و ليس المنطق او الميتافيزيقا...
هذا التخلق المستمر للمادة ضرورى لان التوسع سيتسبب فى انخفاض درجة الحرارة لكن المادة المتخلقة ستساهم فى عكس هذا التأثير وحفظ درجة الحرارة ثابتة..
ايضا التخلق المستمر للمادة سيساهم فى الحفاظ على ثبات الانتروبى entropy الذى هو كما شرحنا عدة مرات هو مقياس الزمن...
اذن الانتروبى مستقر فى الكون القديم يعنى ان لا وجود للزمن و مروره وسهمه و ان الزمن لا يظهر أكثر من احداثية مثله مثل المكان تماما...
ايضا التخلق المستمر ضرورى حتى يتم تعويض الفراغ الذى تتركه المجرات المتباعدة بمجرات اخرى جديدة و هكذا يحافظ الكون على مظهره عبر الزمن و المكان....انظروا الصورة...
من الناحية العددية نحتاج قيمة صغيرة جدا لسرعة التخلق: ذرة هيدروجين واحدة فى ستة كلم مكعب من الفضاء فى السنة...
اذن نظرية الحالة المستقرة او الكون القديم تقول بأن المادة تتخلق باستمرار من عدم..للمقارنة فان نظرية الانفجار الاكبر تقول ان كل المادة الموجودة فى الكون تخلقت مرة واحدة عند الانفجار الاكبر للمفردة...
الامر سيء جدا خاصة بالنسبة للعناصر الخفيفة: الهيليوم و الهيدروجين, التى تقول نظرية الانفجار الاكبر انها تشكلت بالكامل عند الانفجار الاكبر, أما نظرية الحالة المستقرة فتقول انها تتشكل بصورة مستمرة عند السوبرنوفا supernovae وهو عكس ما نراه فى التجربة...
الاسوء من هذا لنظرية الكون القديم جاء مع اكتشاف الكوازارس quasars وهى اجسام بعيدة جدا جدا و مضيئة جدا جدا قد تصل اضائتها الى 1000 مرة اضاءة مجرة درب التبانة باكملها وهى موجودة فى قلوب المجرات و تأخذ وقودها من الثقوب السوداء الموجودة فى مركز المجرات...
أهم شيء بخصوص الكوازارس انها بعيدة جدا وبالتالى فهى قديمة جدا...
اكتشاف الكوازارس يعنى اذن انه من ملايير السنوات كان الكون مختلف جدا عما هو عليه الآن..أى ان الكون يتغير فى الزمن.. و هذا مرة اخرى عكس ما تريده نظرية الكون القديم...
ثم جاءت الضربة القاضية لنظرية الحالة المستقرة و هو اكتشاف اشعاع الخلفية الكونى الراديوى cosmic microwave background radiation او اختصارا ال CMB.. وهو اشعاع يملأ كل الكون فى كل الاتجاهات وهو كما نعرف اليوم الاشارة الحرارية التى خلفها الانفجار الاكبر...
نظرية الحالة المستقرة او الكون القديم ارادت تفسير هذا الاشعاع على انه ناجم عن نجوم قديمة تم امتصاصه ثم اعادة انبعاثه فى كل الاتجاهات على الصورة التى نراها عليه اليوم...لكن المشكل امام هذا التفسير ان اشعاع ال CMB هو اشعاع سلس smooth مكافئ لاشعاع جسم اسود black body radiation اى من منبع واحد لا يمكن ان يتصور كيف يمكن ان يأتى من منابع متعددة...
اذكر ايضا بعض الخواص الفيزيائية الاخرى التى تنبأت بها نظرية الحالة المستقرة: فهى تقول ان الفضاء مسطح flat-وهو فعلا كذلك حسب القياسات الاخيرة-, و ان التوسع اسى exponential- وهذا صحيح حسب ما نعرف اليوم الا فى الماضى السحيق خلال عهد التضخم inflation وايضا عندما تهيمن بالكامل الطاقة المظلمة dark energy على المادة المظلمة dark matter فى المستقبل البعيد و هذا اكيد سيحدث-, وهى تقول ايضا ان عمر الكون لا نهائى -وهذا ايضا غير صحيح حسب القياسات الاخيرة-...
رغم هذا الفشل التجريبى و رغم المنطقية الشديدة التى يقف عليها هذا النموذج الرائع فان نظرية الحالة المستقرة أو الكون القديم هى كما عبر عنها هاوكينج Hawking نظرية علمية جيدة قابلة للتكذيب -وهو مصطلح فيلسوف العلوم الأول بوبر Popper-...لانها لم تخشى التجربة و قدمت تنبئات محددة كذبتها كلها-باستثناء التوسع - التجربة فيما بعد ...
هذه النظرية تؤدى ايضا الى تناقضات فلسفية كان قد صاغها الفيلسوف ويثرو Whitrow اذكر منها ابسطها: الكون يحتوى على عدد غير منته من المجرات المنفصلة سببيا causally disconnected التى هى من اجل الازمان غير قابلة للاكتشاف التجريبى empirically unknowble...
وهذا مثال آخر رائع لكيف ينهزم المنطق السليم الحر امام الحس المقيد بالتجربة و المشاهدة..



https://thesciencegeek01.files.wordpress.com


100 Views: That Is All I Ask!

  Classical computing, as taught in computer science, electronics, and artificial intelligence, relies on electrical circuits. Here, in quan...