Tag: fizyka

Logika zaprowadzi Cię z punku A do punktu B.
Wyobraźnia zaprowadzi Cię wszędzie.
Albert Einstein

Nie trudno zauważyć, że wiele znaczących odkryć naukowych lub po prostu praktycznych dokonano nie dzięki środkom swoistym dla danej dziedziny lecz spoza nich.

Stanowi to przykład siły oryginalnego spojrzenia albo – jak nazywa to Edward de Bono – myślenia lateralnego (obocznego, poprzecznego – patrz archiwum artykułów http://l-earn.net/index.php?id=134, http://l-earn.net/index.php?id=184).
[będą kiedyś odtworzone, a tymczasem zobacz moją recenzję Urok myślenia lateralnego].

Dość często takie myślenie lub odkrycie było dziełem przypadku, także w tym sensie, że nastąpiło w zupełnie innej dziedzinie a dopiero później – przez skojarzenie – zastosowane na polu w którym się przyjęło.
Ów przypadek miewał też miejsce gdy jakiś amator, nie wiedząc, że czegoś „nie można zrobić” (ze stanowiska istniejącej nauki lub praktyki) – daną rzecz zrobił.
Wspomniane przypadki dają nadzieję na rozwiązanie problemów, które dziś (jeszcze wczoraj) wydawały się niemożliwe do ruszenia.

Zacznijmy od królowej nauk – matematyki. Jest ona tak obszernym obszarem wiedzy, że różne jej gałęzie można potraktować niemal jak osobne dziedziny naukowe. Okazuje się zbawienne dla ruszenia z miejsca z jakimś problemem, gdy np. ktoś specjalizujący się w analizie matematycznej zajrzy do teorii liczb albo statystyk zagłębi się w teorię automatów, itp.
Ponieważ piszę nie dla specjalistów, podam przykłady szkolne.

Algebra klasyczna nie dała by sobie rady nawet z dość prostymi równaniami gdyby nie wynaleziono liczb urojonych. Abstrakcja pierwiastka z minus jeden okazała się bardzo praktyczna.
Podobnie, wprowadzenie innych dziedzin liczbowych lub funkcyjnych pozwoliło rozwiązywać złożone zagadnienia w dziedzinie podstawowej zagadnienia pierwotnego.
Szkolnym przykładem jest zastosowanie podstawień trygonometrycznych do zadań algebraicznych, a trochę bardziej złożonym – zastosowanie rachunku operatorowego (np. transformacja Laplace’a). Jeszcze bardziej zaawansowane są metody dowodzenia twierdzeń przy zastosowaniu właściwości abstrakcyjnych przestrzeni matematycznych.
Dowód wielkiego (a prostego z punktu widzenia zapisu) twierdzenia Fermata czekał około 350 lat na rozwiązanie, które zapisano w postaci złożonych przekształceń zajmujących ponad 100 stron. Bywa, że jakaś dziedzina analizy funkcjonalnej rozwijana jest przez teoretyków „sobie a muzom” a dopiero po dziesięcioleciach znajduje zastosowanie w jakiejś nieprzewidzianej dziedzinie. Tak było np. z algebrą Boola w zastosowaniu do maszyn liczących.
Podobnie skomplikowanym jest zadanie rozkładu dużych liczb na czynniki pierwsze (najprostsze mnożniki). Tutaj też znaleziono błyskotliwe rozwiązanie przez zastosowanie równoważności (swoiste podstawienie) z problemem prostszym.
Dokonał tego w 1994 r. Peter Shor posługując się tzw. falami liczbowymi i transformacją Fouriera. Chociaż nadal złożoność obliczeniowa może być duża, ale znacznie mniejsza niż problemu oryginalnego.
W matematyce mówi się o problemach, których rozwiązanie numeryczne cechuje się niezwykłą złożonością rosnącą wykładniczo lub superwykładniczo w stosunku do ilości elementów które trzeba rozpatrzyć (zagadnienia NP-zupełne).
Typowym przykładem jest zagadnienie komiwojażera. Dla dużej ilości punktów rozwiązanie wymagałoby czasu większego od historii wszechświata nawet przy zastosowaniu najpotężniejszych istniejących komputerów.
Przełom jaki tu następuje pięknie obrazuje tezę tego artykułu. Rozwiązanie przyniosła mechanika kwantowa czyli dziedzina fizyki. Chodzi o komputery kwantowe, których proste modele już są wykonywane i tylko kwestią (niedługiego?) czasu będzie skonstruowanie takiego, który „nierozwiązywalne” dotąd zagadnienia (chociaż nie wszystkie!) uczyni czasowo banalnymi.
Implikuje to inne znaczące zmiany – np. stosowane powszechnie metody kryptograficzne okażą się niewystarczające – algorytmy szybko złamią klucz szyfrowania.
Ale oczywiście są przede wszystkim implikacje pozytywne – możliwość budowania niezawodnych programów komputerowych (przez efektywne algorytmy sprawdzające), pełne badania interakcji chemicznych (np. w zastosowaniu do leków), implementacja algorytmu P. Shora, szereg zagadnień inżynierskich, logistycznych i symulacyjnych.
Matematyka i inżynieria wkroczyły mocno do biologii, zwłaszcza przy dekodowaniu DNA oraz przy syntezie nanostruktur używanych w terapii i diagnostyce.
Także lingwistyka, analiza zdjęć lotniczych do znajdowania i badania zasobów, rozpoznawanie obrazów i dźwięków (mowy), i setki innych zastosowań coraz bardziej polegają na zastosowaniach matematyki.
Są też wynalazki jak np. z dziedziny mechaniki użytkowej Lucjana Łągiewki (http://pl.wikipedia.org/wiki/Lucjan_%C5%81%C4%85giewka ), które – chociaż działają, to ani matematyka ani teoretyczna fizyka (głównego nurtu) nie potrafi ich objaśnić.
Prawdopodobnie należy wrócić do pojęcia myślenia lateralnego wg zamysłu de Bono, ponieważ wielokrotnie pokazało ono swą siłę zwłaszcza interdyscyplinarnie.

Ponoć 21.12.12 weszliśmy w nową erę nowych paradygmatów, więc pozwolę sobie na pojechanie po bandzie i podam parę przykładów bardziej kontrowersyjnych. Metoda de Bono wykorzystuje kontrowersje i tzw. czynność prowokacyjną by wyjść poza schemat i dzięki temu znaleźć rozwiązanie.

Biolog Wiktor Grebiennikow wpadł na rozwiązanie techniczne umożliwiające pokonywanie grawitacji badając … plastry wytwarzane przez owady (http://www.paranormalium.pl/niezwykly-wynalazek-wiktora-grebiennikowa,724,1,artykul.html  ) .
Chociaż ten trop został chyba zaprzepaszczony, to ma kontynuację w obecnych badaniach nad własnościami nonowarstw a nawet … „promieniowania kształtów” i „świętej geometrii”.
Antygrawitacja, chociaż w oficjalnej nauce jest tematem prawie tabu, ma jednak długą historię, którą przed laty komentowałem w artykuliku http://bezsamochodu.pl.tl/Antygrawitacja.htm , a od tamtego czasu było jeszcze sporo doniesień.

Pięknym przykładem interdyscyplinarności są odkrycia (jeszcze nie uznane za pełne) w zakresie teorii liczb jakich dokonał Peter Plichta (książka „Tajemnicza formuła Boga. Kod liczb pierwszych kluczem do rozwiązania zagadki wszechświata„), których początkiem były rozważania nad zagadnieniami … chemicznymi.
Odkrycie dotyczące liczb wg Plichty niesie ważne konsekwencje w rozumieniu wielowymiarowości świata, struktury przestrzeni a nawet filozoficzne.
Ważny wkład w rozumienie świata w sensie filozoficznym wnieśli i wnoszą fizycy kwantowi, którzy pokazują aspekty rzeczywistości ocierające się o ezoterykę, integrują fizykę z dociekaniami o świadomości. Widać jak stare dążenie do integracji nauk, do stworzenia „teorii wszystkiego”, a przynajmniej jednolitej teorii pola, urzeczywistnia się przez syntezę odkryć z wielu dziedzin.

Nie chcę tutaj za dużo powiedzieć, ponieważ proces ten spowoduje też, że będziemy musieli się rozstać z pewnymi wyobrażeniami a nawet paradygmatami, a nie jestem pewien z którymi. Dotyczy to pojmowania czasu a nawet może zmienić zupełnie fizykę.
Przyczynkiem (bo jeszcze czekamy na potwierdzenia) do takiej tezy są odkrycia irańskiego profesora Mehrana Keshe (http://www.keshefoundation.org/en/ ), który redefiniuje podstawowe założenia dotyczące budowy materii i pól fizycznych.
Można by takie rewelacje zbagatelizować, jak wiele innych, które były objawiane przez różnych amatorów-zapaleńców, ale mamy tutaj do czynienia nie tylko z utytułowanym naukowcem i innymi autorytetami, które potwierdzają jego tok myślenia, ale z technicznymi rozwiązaniami, które owe zasady realizują. Są to generatory energii, napędy i inne urządzenia, które zrewolucjonizują świat – jeśli … spełnią oczekiwania (trwają poufne próby) i jeśli nie zostaną skutecznie zablokowane przez naukowo-przemysłowe lobby.
Ponieważ od paru miesięcy panuje na ten temat względna cisza, to albo blokada zadziałała, albo sprawa jest polityczną wydmuszką – muszę zrobić takie zastrzeżenie, co nie zmienia faktu że wiele odkryć zostało w przeszłości zablokowanych w imię interesów istniejących monopolistów.

Inicjatywa Keshe jest przykładem jak oderwanie się od paradygmatów i uproszczenie spraw może umożliwić wyjście ze ślepych zaułków.
Myślę, że upraszczanie ma zbawienne zastosowanie i w naszym życiu, a przykładem jest otwarcie umysłu i serca, spojrzenie na siebie oczami innych, spojrzenie na ich potrzeby, uproszczenie jakie daje empatia.

Co niech będzie przesłaniem na nowy rok 2013.

---