Da li fizika može predvidjeti budućnost? Kao i sa mnogim ovakvim pitanjima odgovor je u isto vrijeme jako jednostavan, ali i na drugi način jako komplikovan. Ovo je u biti pitanje iz fizike nemogućeg, tj. pitamo se da li je ono što mislimo da je nemoguće na neki način moguće. Fizika može donekle da predviđa budućnost, ali na osnovu sadašnjosti, a ta sadašnjost ne mora nužno odgovarati budućnosti. Jako je mnogo faktora koji igraju neku ulogu, a pobrojati ih sve je teško i sa najbržim superkompjuterom na svijetu, a kamoli da to čovjek uradi koji ne može lahko ni trocifrene brojeve pomnožiti bez kalkulatora. U biti kad je fizika nemogućeg u pitanju i pitanja koja ona postavlja, odgovor je najčešće sličan, a to je da je skoro sve teorijski moguće, ali praktično nemoguće jer da bi neke stvari postigli trebalo bi nam više energije nego ju igdje možemo naći. Stara narodna kaže da para vrti što burgija neće, a kad su pitanja iz fizike nemogućeg u pitanju, ogromna energija kad bi ju imali mogla bi nam pomoći da uradimo mnogo toga šta ovako bez nje ne možemo. Kad je predviđanje budućnosti u pitanju, treba nam dovoljno brz i dovoljno velik superkompjuter da bi sve moguće faktore uzeli u razmatranje, a opet pogodili sve odgovarajuće pretpostavke i onda bi možda mogli neke komplesnije stvari predvidjeti. Vezano za ovu temu korisno je pročitati i članak o Heisenbergovom principu neodređenosti kao i o tzv. Laplaceovom demonu, ali se podsjetiti i Njutnovih zakona kretanja.

To ne znači da mnogo toga ne možemo predvidjeti. Neko je rekao da je najbolji način da se predvidi budućnost da se ona stvori, međutim mi živimo u sadašnjosti, a ako stalno u sadašnjosti budemo stvarali budućnost, kad ćemo onda da živimo?

To je ukratko moje mišljenje, a o ovom pitanju ima i članak koji sam za vas preveo na stranici physicscentral gdje autor kaže sljedeće:

“Ti i ja svakog dana kontinuirano pravimo predviđanja o budućnosti. Dok vozimo na posao, mi predviđamo da će put koji ćemo uzeti izgledati baš kao što je juče izgledao. Kada se bavimo sportom, počinjemo da učimo kako jako moramo izbaciti ili udariti loptu da ide gdje želimo. I uskoro ćemo shvatiti silu gravitacije, trenje i vlastite  mišiće, dovoljno da postignemo gol ili blokiramo udarac. Svako od nas stalno predviđa budućnost. A ponekad smo u pravu. Dakle, ako je cilj fizike kao nauke da sazna sve o svijetu u kojem živimo – da ga preispita sve do najmanjih čestica, otkrije njegove skrivene mehanizme, a pronađe jednadžbe da ga opiše – onda ne bi li trebala fizika biti u stanju predvidjeti budućnost?

To je pitanje, ili pretpostavka, koju mnogi ljudi imaju o fizici. A ja ću ti odmah da je pogrešna.

Fizika može, u određenoj mjeri, reći nam šta možemo da očekujemo od svijeta. Baš kao što ti i ja možemo razumno pretpostaviti da zato što je naš put na posao ili u školu bio uglavnom isti svaki dan u proteklih mnogo dana, tjedan i godine, da će biti prilično isti i sutra. Baš kao što možemo naučiti da igramo sport i počnemo kontrolirati ishod utakmice. Ali cilj fizike jednostavno nije da predvidi budućnost.

Cilj fizike je razumjeti svijet kao što je sada; ovdje u sadašnjosti. Fizičari žele znati zašto su stvari takve kakve jesu, zašto svijet funkcionira tako kako izgleda. Koristeći to znanje, često je moguće saznati više o svijetu oko sebe nego što smo prvobitno znali. Ne možemo vidjeti crne rupe, ali učeći o svijetu oko nas, i pronalazeći jednadžbe da ga opišemo, možemo naći druge načine da tražimo crne rupe. Znamo da se materija oko crnih rupa mora ponašati na određeni način, tako da tražimo to ponašanje i aha! Crna rupa. Ova vrsta otkrića zahtijeva da otkrijemo pravila i jednadžbe koje opisuju svijet; koje ga pokreću. Neki naučnici čak traži jednu jednadžbu koja bi sve opisala, “teoriju svega”, iz koje se sve ostale jednadžbe mogu izvesti. Da li bi takva jednadžba mogla predvidjeti budućnost?

Ne.

K.č. Cole, veliki naučni pisac za LA Times i autor neverovatne nove knjige o životu Franka Oppenheimera, napisao je kratki sastav preko NPR bloga 13.7: Kosmos i kultura, o pojmu “teorije svega”. Ona ukazuje na to da iako naučnici možda modu (s naglaskom na ‘možda’) naći jednu jednadžbu iz koje bi se sve ostale jednadžbe i granice svemira mogle izvesti, to nam još uvijek neće dozvoliti da predvidimo budućnost. To nikada nije bila namera kod shvaćanja fizičkih zakona.

Ako bi vam proročica bila rekla da ćete sutra ići na posao i da će na puta kojim se vozite biti krivina u istom smjeru kao što je i prije bila, da će zgrada u kojoj radite biti na istom mjestu, da će Sunce izaći i zaći otprilike u isto vrijeme kao i jučer – dobro, bili biste pravo razočarani sa tom proročicom. Čak i ako bi bila u pravu.

Vi biste željeli znati o nečemu mnogo složenijem i manje predvidljivom. Recimo da ste odabrali, na putu na posao ili u školu, da zaboravite na svoje odredište i dopustite sebi da budete povučeni stimulansima u svijetu – skrenete na uglu jer vas je povjetarac u tom smjeru tamo usmjerio; pređete ulicu, jer osoba pored to isto uradila; zastavši na trenutak, jer ste namirisali nešto dobro – dobro, onda ta isti vračara vijerovatno ne bi uspjela ništa tačno da vam predvidi šta će se dogoditi. Čak možda i vi ne biste mogli predvidjeti gdje ćete završiti. Mogućnosti bi vas zatrpale. I tako mogućnosti nadvladaju sposobnost fizike da predvidi šta će se dogoditi sljedeće.

Jedan od tri zakona Isaka Njutna navodi da objekat u pokretu ima tendenciju da ostane u pokretu, osim ako ga se ne zaustavi nekom silom. Izgleda prilično jednostavno. Razmislite o gornjem scenariju gdje ste odlučili napustiti snagu ili silu volje koja vas je vodila da idete direktno na posao ili u školu svaki dan. Da li možete predvidjeti gdje biste završili? Mogli bi biti prilično sigurni da nećete dobiti krila i otići na vrh Empire State Building ili neke druge visoke zgrade (ali možda biste mogli otići liftom tamo). Vi ćete raditi sve u skladu sa zakonima fizike, a ipak mnogo načina na koje će ti zakoni djelovati na vas bi nadvladali vašu sposobnost da predvidite sudbinu na osnovu tih zakona.

Sada, kao ljudsko biće, imate veću kontrolu nad tim gdje idete, tako Cole koristi primjer kapi vode u vodopadu. Kad ta kap vode dostigne rub gdje treba da počne da pada, ako bismo mogli pauzirati i pokušati predvidjeti kojim će putem ići i gdje će sletjeti, bili bismo potpuno preopterećeni. Morali bi da razmotrimo kretanje svake druge kapi u rijeku, silu gravitacije i vjetra, silu stijena ispod. Jednadžbe će rasti do popunjavanja zapremine, one bi zakočile superkompjuter, a mi bi se izgubili. Možemo pretpostaviti da će kap vode poštovati zakone fizike – ali ti zakoni će djelovati na tu kap vode na toliko mnogo načina da ćemo izgubiti sve nade da shvatimo gdje će završi prije nego što završi tamo.

Sustavi kao što je ovaj su previše složeni da bi se predvidjeli. I na žalost, skoro sve što zaista želimo znati o budućnosti je složenije od predviđanja kakvo će biti vaše putovanje na posao. Čak i tada, nikad se ne zna što će se dogoditi. S kim ćete se sudariti? Koje zvukove ćete čuti dok hodate? Koje emocija će vas pogoditi kada vidite nešto lijepo ili ružno? Da li ćete susresti osobu za koju imate da ju oženite? Ne možemo sa sigurnošću reći dok se to ne dogodi. A cilj fizike je da najbolje opiše trenutnu situaciju u kojoj se nalazimo. Kako svemir sada izgleda? Zašto se stvari ponašaju onako kako se ponašaju? To su pitanja za koja se fizika nada da će ih odgovoriti.

To ne znači da ne možemo predvidjeti kako će se stvari uopšte odvijati, ili da ne možemo iskoristiti ta predviđanja u našu korist. Ne možemo predvidjeti putanju jednog elektrona dovoljno dugo vremena, ali mi i dalje možemo koristiti električnu energiju. Mi se i dalje možemo pouzdati u naša naša računala da će raditi (većinu vremena). I kako nauka napreduje, možemo dobiti jasniju i jasniju sliku onoga što se događa kada sve te stvari rade onako kako rade. U suštini, postoje osnovna pravila i propisi za Svemir – kao što je sila gravitacije – to nam može pomoći da shvatimo kako stvari izgledaju. To jest, gravitacija nam pomaže da shvatimo zašto mi ne odletimo u Svemir. Ali oni ne mogu predvidjeti budućnost.

“Ali, čekaj!” vi uzvikujete (Znao sam da ćete); nisu li stvari kao što je Mooreov zakon primjer gdje naučnici predviđaju budućnost? Moore-ov zakon pokazuje da se oko svake dvije godine, brzina kompjuterskih procesora udvostruči. Tako da se predviđa da će za četiri godine, brzine procesora biti četiri puta brže, zar ne? Nije li ovo predviđanje budućnosti? Pa, da i ne. Možda sada smo došli do tačke u kojoj moramo definirati što podrazumijevamo pod predviđanjem budućnosti.

Nije li predviđanje budućnost nešto što nikako ne može biti određeno gledajući uzroke i posljedice? Gatare obećavaju da mogu predvidjeti stvari kao što je datum kada ćete se oženiti, koliko djece ćete imati, ili koliko novca ćete zaraditi. Naravno, da bi bile specifične o ovim stvarima one bi trebale znati sve od vaše genetičke povijesti do toga kakvo će vrijeme biti u narednih trideset godina. Ako biste , recimo, vjerovali da je gatara umjesto toga dobila ove informacije bez da je znala sve te stvari; da on ili ona ima neku vrstu telefonske linije sa budućnosti, onda, ne mogu reći da bih znao šta da kažem na to. Recimo da “predviđanje budućnosti” znači korištenje uzroka i posljedica da bismo predvidjeli ishod nečega.

Tako i sa Moore-ovim zakon, naučnici, na neki način, predviđaju budućnost. Moore-ov zakon ne govori ko će prvi izaći sa bržim procesor ili šta će jesti za doručak tog dana kad ga objave. I Moore-ov zakon će propasti ako svi inženjeri na svijetu prestanu da rade. To nije zakon koji je postavljen u kamenu. Umjesto toga, to je više kao predviđanje da će se svetla u vašoj kući upaliti uz pretpostavku da je vaš račun plaćen i instalacija da je u dobroj formi. To je vjerojatno, ali nije zapisano u kamenu. Iako ne možemo kontrolirati svaki uzrok i posljedicu u svijetu, možemo koristiti ono što znamo o tome kako svijet funkcionira da bi razumno predvidjeli do ćega se ti uzroci dovesti; kako će stvari izgledati sutra, ili deset godina od sada. Mi očito ne može učiniti mnogo s našim životima, ako nismo razumeli uzrok i posljedicu dovoljno dobro da imamo dobru ideju o tome kako bi se stvari mogle odigrati. Mi predviđamo da velike zgrade neće spontano zamijeniti mjesta (iako bi se mogao ubaciti kvantni argument da to nije nemoguće), možemo predvidjeti da će mašine koje gradimo raditi onako kako su jučer radile, predviđamo da će izlazak Sunca sutra biti kakav je bio i danas. I zbog nauke, znamo zašto Sunce izgleda da izlazi. Trebali bi znali dovoljno o trenutnom stanju svijeta da bi se bavili situacijama koje ne možemo predvidjeti.

Sad nisam ni spomenuo kvantne efekte – jer opet, ovo je više kvalitativna rasprava o cilju fizike, a ne rasprava o gadnim dosadnim detaljima koji nas sprečavaju da procjenimo sve što će se sljedeće dogoditi.

Dakle, samo zato što ne možemo predvidjeti budućnost ne znači da mi nemamo pojma što će se dogoditi. Ono što je još važno shvatiti je da svrha fizike nije predvidjeti budućnost, nego opisati sistem u kojem sad živimo. O tome govoreći, danas je bio zanimljiv članak u Wired o radu fizičara sa Novog Zelanda, Seana Gourley-a, koji je održao predavanje na TED – u o tome kako su on i grupa s kojom je radio misli da će uspjeti smisliti model za predviđanje pobunjenika u ratu. Moja instinktivna reakcija na ovo je da ima previše varijabli, od kojih je najmanje ljudskog donošenja odluka, koje određuju ono što se dešava u ratu. Misliti da možemo doći do jednadžbe za modeliranje ovih događaja izgleda da je pojednostavljivanje nevjerojatno složene situacije. To bi bilo kao da se nađe jedna jednačina koja će da pokaže put vode kapljica niz vodopad. Ali Gourley i njegov tim su mislili da su ga našli, a prošlog mjeseca su objavili papir na naslovnici časopisa “Nature” pod nazivom “Zajednička ekologija kvantificira ljudske pobune.” “Nature” je najbolji naučni časopis u svijetu, tako da odobrenje objavljivanja ovog istraživanja daje neki legitimitet istom.Wired pisac Katie Drummond ima nekih zamjerki istom. Naime, model od Gourley i njegovog tima je bio je zasnovan na informacijama koje su dobili iz medija. Dakle, u svoju kartu pobune su uključili samo one koji su prijavljeni i samo one koji su uključivali smrtne slučajeve. Nažalost, to je nekako poznato da medijsko izvještavanje o pobunama nije uvijek precizno. Dijelom zbog toga koliko mediji mogu pokriti čitav rat, i koliko je vojska spremna da podijeli. Ovo je samo dio Drummond prigovora.To ozbiljno dovodi u pitanje vrijednost od modela od Gourley. Ali prigovori su uglavnom na njegove metode: ono što on koristi za unos podataka za izgradnju modela i pretpostavki koje je on napravio oko onog
što definiše pobune (da li je računa samo pobunjeničke snage ili i kontra-pobunjeničke?). Sa više tačnih podataka i nekoliko razgovora sa vojnim osobljem za definiranje parametara, mogli bi smo napraviti model za predviđanje toga šta će se dogoditi u ratu? Siguran sam da se to bilo pokušalo i da je to dio vojne strategije, ali ko zna na koliko komplikacija bi mogli naići pri pokušaju da se napravi univerzalna jednadžba koja će opisati sve ove sukobe.Tu ne kažem da nije bilo studija sistema koji ovise o ljudskom ponašanju: stvari kao što su ponašanja u saobraćaju ili najbolji način da se ukrca na avione se prilično često spominju. Doduše, oni bi se definitivno mogli smatrati mnogo jednostavnijim sistemima, sa mnogo konkretnijim definicijama i podacima koje je lakše pratiti. Svakako bi bilo divno kada bismo mogli koristiti fiziku da naučimo nešto o ratovima, s krajnjim ciljem njihovog bržeg završavanja brže i sa što manje žrtava. Ali čuvajte se onih što vam prodaju maglu: niko nema direktnu telefonsku vezu sa budućnosti.” (1)

Reference:

(1) http://physicsbuzz.physicscentral.com/2010/01/can-physics-predict-future.html

Advertisements