Zašto ne možemo beskrajno nešto prepoloviti?

Izvorno odgovoreno pitanje: Zašto ne možemo beskrajno nešto prerezati na pola?


Pa, malo ću to generalizirati na: "Zašto nešto ne možemo beskonačno podijeliti na sve manje dijelove?”, Budući da je točan razlomak [matematika] 1/2 [/ matematika] ovdje se čini donekle proizvoljnim.

A u istini je odgovor da ne znamo da ne možemo.

Čini se da kruži ideja da postoji neka najmanja jedinica prostora i vremena, s imenima povezanima s gospodinom M. Planckom[1], Planckov svezak[2] i Planckovo vrijeme[3].

Ali značaj ovih jedinica je ne da su u bilo kojem smislu neki 'najmanji mogući'duljina i vrijeme uopće. Te jedinice čine dio cijele kolekcije jedinica, Planckove jedinice[4], koji se često koriste u fizici čestica, kozmologiji i općenito u teorijskoj fizici. Ova zbirka jedinica u potpunosti je definirana u smislu pet univerzalnih konstanti (vidi reference). Ljestvica ovih pet jedinica odabrana je tako da vrijednost tih konstanti iznosi točno 1, što može neizmjerno pojednostaviti jednadžbe razdvajajući ih u osnovi nebitnih faktora konverzije jedinica.

Na primjer, u tim jedinicama poznata jednadžba [matematika] E = mc ^ 2 [/ matematika] postaje [matematika] E = m [/ matematika], budući da u tim jedinicama [matematika] c = 1 [/ matematika]. Zapravo se često rade proračuni u tim jedinicama i nakon što se izvuče rezultat, retroaktivno se ubacuju nestali [matematika] c [/ matematika]imanju, [matematika] hbar [/ matematika]imanju, [matematika] G [/ matematika]itd, itd. To čini provjeru ispravnosti izvornog izračuna, tako da je to dobar posljednji korak.

Sada, zašto su ove posebne prostorne i vremenske jedinice povezane s tim da su nekako najmanje moguće, zapravo nije potpuno jasno, jer, na primjer, niti jedan fizičar ne bi mogao tvrditi da je Planckova masa najmanja, ako bi to učinio, znao bi da nikada neće u njegovom životu opet shvatiti ozbiljno. Ikad!

Pa, gdje ne iz koje dolazi ta udruga? Pa, na teoretskim osnovama, ako je gravitacija kvantni fenomen, onda se očekuje da će oko takozvane Planckove skale, to jest fizičke konfiguracije u kojima imamo ekstremnu gravitaciju, ekstremne energije na malim razmjerima, tada kvantni učinak gravitacije treba dominirati stvari. A mi nemamo teoriju kvantne gravitacije, pa to znači da izvan tih ljestvica ne možemo stvarati značajna predviđanja. Jednostavno još ne razumijemo fiziku. Ovo je jedno prilično aktivno pogranično područje istraživanja. Teorija struna i gravitacija kvantne petlje padaju mi ​​na pamet kao primjeri razmatranih hipoteza. Ali imajte na umu da nemamo Znati da je gravitacija kvantni fenomen!

Ali sama činjenica da trenutno razumijevanje ne dopušta značajna predviđanja izvan ove razmjere, naravno ne podrazumijeva da postoje činjenično is nijedna struktura izvan ove ljestvice. Ako je to bila istina, onda atomi ne postoje, jer su nekada bili na nerazumljivoj i neprimjetnoj ljestvici! Samo da, ako takva struktura postoji, još uvijek ne znamo ništa o njoj.

Također postoji argument da je planckova skala iz nekog razloga u osnovi izvan naše mogućnosti sondiranja. Ako ostavimo po strani bilo kakav razvoj događaja koji bi zapravo mogao falsificirati tu tvrdnju, čak i ako bi se pokazalo da postoji mjerilo izvan kojeg ne možemo istraživati, opet, to ne bi značilo nepostojanje strukture izvan te ljestvice.

Međutim, ako je to točno, iz perspektive fizike, to bi značilo da bilo što izvan te ljestvice jednostavno nije dio fizike, jer se fizika bavi uočljivim pojavama. Iz perspektive fizike to bi bila najmanja ljestvica fizički značaj.

Ali tamo is ovdje razlika koja is vrijedno izrade. Fizika bi ne reći da su to najmanji blobovi prostora ili vremena koji postoje, što je ontološka tvrdnja. Prije bi se samo reklo da su ovo najmanje ljestvice o kojima fizika može smisleno govoriti, empirijska tvrdnja.

Sad bi trebalo biti jasno da iz istih razloga nikada ne bismo mogli znati postoji li je bio neka struktura izvan tih ljestvica.

Dakle, da rezimiramo, možda je moguće ili ne mora biti moguće beskonačno podijeliti nešto na sve manje dijelove, a možda čak i nećemo moći to nikada saznati. Vrlo uzbudljivo i razveseljavajuće, zar ne mislite?

fusnote

[1] Max Planck - Wikipedia[2] Planckova duljina - Wikipedia[3] Planckovo vrijeme - Wikipedia[4] Planckove jedinice - Wikipedia

Posljednje ažuriranje 27/12/2020

Komentiraj