O fi asta o inconsistență a electrodinamicii cuantice?

Fiind în vacanță, am și eu timp de lăfăială (a se citi „lectură”). Și tot citind și citind din cartea lui Feynman („QED, strania teorie despre lumină și materie”) despre cum se deplasează lumina, constat o ciudățenie tacită în raționamentul mecanicii cuantice privitor la deplasarea luminii în cazul reflexiei și refracției, prezentat cu atâta acuratețe de către marele Feynman, unul dintre puținii fizicieni în care pot avea încredere și pe care îl înțeleg cu lux de amănunte atunci când vorbește despre Fizica cuantică.

Mai exact, întreg raționamentul privitor la reflexie și refracție se bazează pe premisa (ce consider eu că e greșită) cum că pe măsură ce drumul parcurs de lumină este din ce în ce mai scurt, el devine și drumul parcurs cel mai repede. Și bazat pe această premisă, se descompune drumul lung în drumuri multe și scurte, cu speranța că pe asemenea drumuri scurte lumina s-ar deplasa în linie dreaptă.

Să vedem de ce cred eu că este greșită o asemenea premisă. Pe scurt, greșeala constă în presupunerea tacită și neevidentă conform căreia pe distanțe scurte mediul prin care se deplasează lumina ar fi omogen și nu ar produce refracție.

Dar cât de fondată este o asemenea presupunere, în contextul în care tocmai Feynman ne vorbește de implicațiile experimentale dramatice ale unei rețele de difracție în ceea ce privește reflexia și refracția luminii? Pe ce dovezi experimentale ne putem baza când facem presupunerea că mediul este omogen la scară oricât de mică? Ce ne obligă să nu luăm în considerare cazul în care mediul ar avea tot felul de salturi, de neomogenități de-a lungul unor nanometri?

Feynman și reflexia luminii

Feynman, unul dintre cei mai mari fizicieni ai lumii, a înțeles că mecanica cuantică nu poate fi înțeleasă. El afirmă, de exemplu, în 1985, în lucrarea "QED, strania teorie despre lumină și materie" (https://vdocuments.site/qed-strania-teorie-despre-lumina-si-materie.html), că:
"Actualmente, situația este că nu avem la dispoziție un model viabil care să explice reflexia parțială".
Ce s-a mai descoperit de atunci? Avem astăzi vreun model care să EXPLICE fenomenele?

Distincția dintre viteza reală și viteza aparentă

Imaginați-vă un corp care se deplasează pe o elice circulară, adică, un corp ce descrie simultan un cerc și o dreaptă (traiectoria albastră din figura de mai jos). Un corp care se mișcă pe o elice circulară se mișcă de fapt pe suprafața unui cilindru de o anumită rază.

Viteza reală a corpului este exprimată prin săgeata roșie, oblică, tangentă mereu la traiectorie, dar săgeata neagră exprimă viteza aparentă.

Vreau să vorbim puțin și despre această viteză aparentă, oarecum neglijată în Fizica actuală. În desenul de mai sus, distincția dintre viteza reală și cea aparentă este ușor de realizat, deoarece se vede clar că traiectoria albastră diferă de o dreaptă. 

Observați că săgeata neagră este întotdeauna mai mică decât săgeata roșie sau cel mult egală cu ea, adică viteza aparentă este mereu mai mică decât cea reală sau cel mult egală cu ea, niciodată mai mare. Cele două viteze pot fi eventual egale doar în cazul în care corpul s-ar deplasa rectiliniu, dar în general mișcarea nu este rectilinie.

Există și o relație cantitativă între modulul celor două viteze, exprimată prin 
$$v=c\cos\alpha, $$
unde $c$ este modulul vitezei reale, $v$ este modulul vitezei aparente, iar $\alpha$ este unghiul dintre cele două viteze, unghi care, la rândul său, se obține din raportul dintre curbura traiectoriei și torsiunea acesteia sau dintre raza cilindrului și generatoarea sa. 

Dar, imaginați-vă acum că acel corp s-ar mișca pe un cilindru de rază mult mai mică, precum cel din desenul de mai jos

și pe o traiectorie cu mult mai multe spire, traiectorie mult mai „densă”, cu torsiunea mică, deci cu pași mai mici, mai mărunți.

E clar că în această situație, deosebirea dintre viteza reală și viteza aparentă este mult mai greu de realizat. Ba, mai mult, dacă privim această mișcare de la o distanță foarte mare, atunci singura viteză pe care o mai putem constata cu ajutorul mijloacelor noastre de observație este viteza aparentă, adică un fel de viteză medie a corpului.

Așadar, EXISTĂ în Fizică și noțiunea de „viteză aparentă” și este important să știm care este deosebirea dintre cele două viteze și să nu le confundăm. De asemenea, este necesar să acordăm și acestei viteze atenția cuvenită. 

În acest context, dați-mi voie să pun câteva întrebări. Oare de câte ori sunt confundate viteza aparentă cu viteza reală în Fizica actuală? De câte ori credem că viteza reală a unui corp este de fapt viteza lui aparentă? Oare vitezele măsurate ale corpurilor din Sistemul Solar, viteze așezate cu grijă în tabelele specifice, nu sunt de fapt doar viteze aparente, înșelătoare, care ne determină să tragem concluzii greșite privind mișcarea corpurilor în Sistemul Solar și chiar în Galaxie? Nu cumva deosebirea dintre legea vitezelor în Sistemul Solar și a celor de la periferia galaxiilor se datorează de fapt tocmai deosebirii dintre viteza reală și cea aparentă și nu unei presupuse materii întunecate? Nu cumva vitezele stelelor de la periferia galaxiilor sunt mai mari pentru că sunt mai apropiate de viteza reală a stelelor (unghiul $\alpha$ este mai mic pentru stele) decât pentru corpurile din Sistemul Solar? Nu cumva viteza reală a tuturor corpurilor din Univers este una și aceeași și doar vitezele aparente ale acestora diferă?

Încă nu cunosc răspunsul la aceste întrebări, dar mă preocupă. Voi ce spuneți?

Mă minunez de ceea ce ne oferă Google!

De atâția ani m-am lipit de Google, făcându-mi cont la ei și iată că nici azi nu m-au determinat să renunț la ei. O interfață lipsită de reclame în Google Docs, Sheets sau Keep și o stabilitate deplină îmi oferă o senzație plăcută de fiecare dată când le folosesc. Nu e de mirare succesul lor cu Google Chrome; lumea „simte” beneficiile pe care i le oferă o companie.

Eu îți mulțumesc cel puțin pe această cale, Google!

O teorie ce n-a fost încă analizată

Fizica actuală are două părți importante care „explică” destul de bine fenomene care se desfășoară la scară foarte mică (Fizica cuantică), precum și fenomene care se desfășoară la scară foarte mare (Teoria relativității generalizate). Problema mare, mare de tot este că nu avem o teorie unică atât de puternică încât acea teorie să poată explica de una singură atât fenomenele de la scară mică, cât și fenomenele de la scară mare.

Și tot aud spunându-se că Fizica nu duce lipsă de teorii, ci de experimente care să ne furnizeze mai multe date. Păi, cum nu duce lipsă de teorii, din moment ce nu avem o teorie unică atât de capabilă încât să explice de una singură fenomenele explicate atât de Fizica cuantică, cât și de Teoria relativității?

Și printre miile de teorii care au fost analizate până acum, am propus și eu una care încă nu a fost analizată: Fizica elicoidală. În această Fizică, singura modificare este adusă principiului inerției, care în loc să spună că un corp liber rămâne în repaus sau se deplasează rectiliniu și uniform, spune că un corp liber se deplasează pe o elice circulară.

Observați că principiul actual al inerției are două părți necesare, exact ca Fizica actuală: o parte pentru repaus și una pentru mișcarea rectilinie, despre care am arătat că sunt paradoxale. Pe când, principiul elicoidal al inerției are o singură parte, care poate îngloba atât repausul (elicea circulară de curbură infinită), cât și mișcarea rectilinie și uniformă (elicea circulară are curbura nulă).

Și atunci, când aveți de gând să analizați teoria propusă de mine?

Oare pot exista mai multe universuri?

Vrând, nevrând, mă lovesc de articole sau filmulețe care vorbesc cu mare pompă despre eventualitatea existenței altor universuri și despre autori care susțin această mare bazaconie. Și mă cuprinde câte-o furie în fața unei asemenea pseudoștiințe, încât îmi vine să scriu un articol pe tema asta ca să-i mai trezesc la realitate pe șarlatanii (sau ignoranții) care tot îndrugă această idee cu scopul de a-și fascina publicul.

Și iată-mă că, în sfârșit, m-am decis să scriu și mi-am făcut timp pentru asta.

Păi, fraților, să presupunem că ar exista mai multe universuri decât unul singur, ceapa lor de universuri. Să vedem care ar fi consecințele unui asemenea fapt. 

Păi, să zicem că ar exista măcar două universuri diferite, să zicem universul A și universul B. Ce ar însemna asta? Ar însemna eventual că cele două universuri se află în locuri diferite. Căci dacă s-ar afla în același loc, atunci n-am mai putea decide care este universul A și care este universul B, căci n-am putea decide dacă un fenomen aparține unui univers sau altuia. Deci, o primă concluzie ar fi ca A și B să se afle în locuri diferite.

Atenție, tot locuri diferite ar fi și dacă cele două universuri ar fi intercalate unul peste celălalt, precum două galaxii care se ciocnesc. Căci stelele uneia dintre galaxii ar ocupa anumite poziții în spațiu, iar stelele celeilalte galaxii ar ocupa alte poziții în spațiu, probabilitatea de ciocnire a două stele fiind foarte, foarte mică, din moment ce distanțele dintre stele sunt foarte mari în comparație cu dimensiunile stelelor.

Așadar, o primă concluzie este că cele două universuri s-ar afla în locuri diferite, indiferent cât de mică ar fi distanța dintre componentele diferite ale celor două universuri.

Dar, dacă A și B s-ar afla în locuri diferite, ar însemna că între cele două universuri există ceva ce nu aparține niciunui univers. Adică, cele două universuri nu ar fi complete, căci nu ar conține tot ce se poate conține. Hmmm... Așadar, ar mai trebui inventat un univers, să-i zicem universul C, care să conțină ceva-ul dintre universurile A și B.

Acum se mai poate pune problema dacă universul C chiar îndeplinește condițiile unui univers, adică dacă ceva-ul acela dintre universurile A și B ar putea fi considerat ca fiind ceva ce poate constitui un univers. 

Așadar, ce dumnezeu este un univers? Când putem spune despre ceva că este univers? Vai de cei care vorbesc de mai multe universuri fără să fi aprofundat asemenea chestiuni, fără să fi obținut răspunsuri la asemenea întrebări. Câtă pseudoștiință se ascunde în vorbele unuia care se hazardează să vorbească despre mai multe universuri fără să fi înțeles măcar ce este un univers!

Voi, anumiți fizicieni, credeți că vă puteți juca cu cuvintele cum vreți voi? Voi credeți că noțiunea de univers poate fi luată în bătaie de joc când vi se năzărește vouă? Păi, universul este „Lumea în totalitatea ei, ansamblul a tot ce există”. Păi, cum mai poate fi un univers ansamblul a tot ceea ce există, dacă există cel puțin două universuri? De ce mințiți lumea, măi? Sau de ce nu vă faceți temele ca lumea ca să știți și voi ce înseamnă univers? De ce?

Aaa, stai așa, că nu pot încă să termin! Mai vorbesc unii de universuri paralele, ceapa lor de universuri. Adică, niște universuri care se contrazic unul pe celălalt. Adică, într-un univers ar fi valabilă legea gravitației, iar în celălalt nu. Păi, nu vă este vouă rușine, măi? Să profitați voi de ignoranța oamenilor și să le îndrugați despre universuri paralele? Dacă o singură lege din univers ar fi altfel, universul acela nu ar mai exista, căci toate adevărurile din univers se leagă logic între ele atât de strâns, încât nu permit nicio fisură, nicio abatere de la lege. 

Logica este unică, deci și universul este unic. Și se scrie atunci cu „U” mare, „Univers”!

Fizica digitală

Se pare că au fost începute încă în 1957 cercetări legate de interpretarea lumii ca fiind o succesiune de 0 și 1, cercetări ce pot fi regăsite în conceptul de „Fizică digitală”.

Ar trebui să ne concentrăm atunci, nu la succesele pe care le-ar putea avea o asemenea Fizică (căci asemenea succese par să fie garantate deja de succesul calculatoarelor), ci la problemele ei.

Problemele ar părea să se rezume la imposibilitatea practică de a exprima bogăția informației pe care o exprimă numerele reale în comparație cu sărăcia informațională a cifrelor 0 și 1.

Prin ce diferă oare capacitatea noastră de a ne referi la același lucru atunci când folosim, de exemplu, simbolul $\sqrt 2$ în loc de simbolul $1,41421356...$ pentru a ne referi la numărul irațional respectiv? Primul simbol exprimă aceeași informație ca și al doilea, doar că primul are nevoie de un număr finit de caractere, pe când al doilea are nevoie de un număr infinit de asemenea caractere.

Așadar, pe undeva pe aici se camuflează soluția problemei. Să ne gândim la modul în care am putea face convertirea expresiilor infinite în expresii finite care să exprime aceeași cantitate de informație.

Axiomatizarea Fizicii și teoria informației

Deși inteligența artificială a progresat enorm în ultimii ani, din moment ce calculatorul poate bate un om la șah și totuși nu văd preocupări pentru formalizarea Fizicii, o formalizare care să permită oamenilor de Știință să introducă în calculator niște axiome unanim acceptate și apoi să poată infera din acestea toate celelalte teoreme necesare pentru explicarea lumii.

Dacă ar exista un asemenea sistem formalizat, atunci n-ar mai exista mistere privind materia întunecată sau privind teoria câmpului unificat, căci toate problemele fundamentale ale Fizicii ar fi rezolvate într-un timp determinat. Restul ar fi „detalii”, cum ar zice Einstein.

Așadar, ce ne împiedică să creăm un sistem formalizat al Fizicii? Eu cred că încă nu s-au găsit axiomele acesteia, adică nu s-au găsit acele propoziții de început pe care să ne putem baza cu toții și din care să extragem apoi cu ajutorul calculatorului toate concluziile necesare.

Pe mine mă tentează să folosesc puternicul sistem de calcul numit Maxima. De asemenea, mă tentează să pornesc de la o axiomă destul de interesantă:

-lumea nu este altceva decât o succesiune de 0 și 1.

Pornind de la o asemenea axiomă, cum i-aș putea spune lui Maxima ce este un electron sau ce este lumina sau ce este o stea, o planetă, o galaxie? Cum i-aș putea spune ce este câmpul gravitațional sau cel electromagnetic?

Ar apărea întrebări de genul:

-este lumea o mulțime finită de 0 și 1, o mulțime infinită numărabilă sau nenumărabilă?

-am putea asocia fiecărui punct din spațiu câte un 0 sau un 1? Sau ar trebui să-i asociem fiecărui punct din spațiu un șir finit sau infinit bine stabilit de 0 și 1?

-cât de repede s-ar schimba acest bit de informație? Ce implicație ar avea trecerea timpului asupra unei asemenea concepții?

-ar fi suficientă o singură mașină Turing pentru a descrie întreaga complexitate a lumii?

Urmează să mă gândesc la asemenea lucruri...