בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

שאלות מהותיות | למה יש שאלות שאין עליהן תשובות?

תמיד יהיו שאלות שלא נוכל לענות עליהן, אבל היום אנו יודעים את התשובות לשאלות שלפני מאה שנים כלל לא ידעו לשאול

תגובות

מאז גלילאו, דקארט, ובייחוד ניוטון, השתנתה תפיסתנו את היקום. במקום להסתמך על ידו המנחה של האל כדי להסביר את פעולת הטבע, יותר ויותר מדענים שמים את יהבם על קיומם של חוקי טבע אוניברסליים, שלא רק מסבירים את ההתנהגויות שאנו מזהים, אלא גם יכולים לחזות תופעות שטרם נראו. לדוגמה, כאשר תצפיות על כוכב הלכת אוראנוס זיהו חריגות מהתחזיות של תיאוריית הכבידה של ניוטון, המדענים חזו את קיומו של כוכב לכת נוסף, שלא נראה קודם לכן. תצפיות נוספות של אסטרונומים אכן גילו את קיומו של כוכב הלכת נפטון.

גלילאו, דקארט, ניוטון והמדענים שהלכו בדרכם אחראים לשינוי דרמטי נוסף בחשיבתנו על המדע - הם זיהו את המתמטיקה כשפת המדע. מנוסחים בביטויים מתמטיים, לחוקי הטבע מידת דיוק ויכולת חיזוי מדהימות.

המגמה ממשיכה עד עצם היום הזה, כשפיזיקאים מנסים לבנות מתמטית "תיאוריה של הכל" - תיאוריה שתכלול גם את תיאורנו את היקום הגדול וגם את הבנתנו את העולם התת-אטומי. התפתחויות דומות קרו בביולוגיה, שם תיאוריה כוללת של אבולוציה באמצעות הברירה הטבעית החליפה רעיונות בריאתניים. ההבדל העיקרי שנותר הוא שהמורכבות המובנית של הביולוגיה מנעה עד כה ניסוח מתמטי מלא של תיאוריות ביולוגיות.

אולם ההבנה המשופרת של טבע חוקי הפיזיקה גם הובילה לתובנות לגבי מגבלות הבנתנו. ניתן לתהות, לדוגמה, אם בעזרת מחשבים חזקים יותר ויותר, נוכל לחזות איזו פעולה יעשה כל אטום באטמוספירה של כדור הארץ. אחרי הכל, אם אנחנו יודעים את המשוואות השולטות בתנועת האטומים הללו, נוכל להזין את המצב המקורי של כולם, ולגלות (בהינתן קיומו של מחשב חזק מספיק) את מיקומם ומהירותם בכל נקודה בעתיד. אולם מתברר שאין זה אפשרי. אנחנו כבר יודעים כי המשוואות המתארות את מזג האוויר מפתחות מה שאנו מגדירים בתור "כאוס" - הן רגישות עד אינסוף למצב התחילי שלהן. במילים פשוטות, מספיק לשנות את מצבו של אטום אחד במידה זעירה, והמצב הסופי יהיה שונה לחלוטין. זאת אומרת שנידרש להזין את המיקומים והמהירויות של האטומים במצב התחילי בדיוק אינסופי. אולם מכניקת הקוונטים - התיאוריה שלנו לעולם התת-אטומי - קובעת כי איננו יכולים למדוד בדיוק אינסופי אפילו את המיקום והמהירות של אטום אחד (עקרון אי-הוודאות המפורסם), ובוודאי שלא את כולם.

ישנן גם מגבלות אחרות על הבנתנו. ניתן לתהות מדוע יש חוקי טבע בכלל? פיזיקאים מייחסים את קיומם של חוקים אוניברסליים לקיומן של סימטריות מסוימות - חסינות לשינויים. לדוגמה, העובדה שאטום מימן על פני כדור הארץ מתנהג בדיוק כמו אותו אטום מימן בגלקסיה במרחק של מיליוני שנות אור מכאן (אנו יודעים זאת מתחזיות אסטרונומיות). אבל ניתן לשאול: "אוקיי, אבל למה הסימטריות הללו קיימות?"

התקווה היא שכאשר נגלה את "התיאוריה של הכל" החמקמקה הזאת, היא תהיה כזאת שהדרישה שתהיה נאמנה לעצמה תקבע אותה באופן ייחודי. במקרה כזה, לא נוכל לשאול: למה תיאוריה זאת ולא אחרת? היא תהיה התיאוריה היחידה האפשרית. אולם אנחנו נמצאים מרחק רב מידיעה ודאית שאכן מצאנו תיאוריה כזו.

המתמטיקה יוצרת מגבלה נוספת, הפעם מתוך עצמה. הלוגיקן הנודע קורט גדל הוכיח את נכונותם של שני משפטי "אי שלמות" מפורסמים, המראים כי בכל מערכת פורמלית של אקסיומות שניתן לנסח (אקסיומות הן משפטים שמניחים כי נכונותם ברורה מאליה), יהיו ביטויים שלא ניתן להוכיח, לא שהם נכונים ולא שהם שגויים, במסגרת מערכת אקסיומות זו. המשפטים של גדל לא עצרו את התקדמות המדע, אבל הם חשפו חולשה בהבנתנו את יסודות המתמטיקה. בתחום החישובי, ישנן בעיות שמפגינות מה שהוגדר בתור "סיבוכיות" (computational complexity) שלא ניתן לפתור אותן בשימוש באלגוריתמים מעשיים.

אלו היו דוגמאות ספורות לכך שתמיד יהיו שאלות שלא נוכל לענות עליהן. אולם אין זה אומר שאנחנו צריכים לוותר על הניסיון להבין כמה שיותר. היום אנו יודעים את התשובות לשאלות שלפני מאה שנים בלבד בני האדם כלל לא ידעו לשאול. קשה להאמין, אבל לפני המאה ה-20, לא ידענו אם ישנן גלקסיות מלבד שביל החלב. עד 1992, לא הכרנו אפילו כוכב לכת אחד מחוץ למערכת השמש שלנו. גם העולם התת-אטומי התגלה בתור ביבר של חלקיקי "חומר", כמו קווארקים ואלקטרונים, וחלקיקי "כוח" כמו בוזוני W ו-Z, וכן הלאה.

לסקרנות האנושית אין גבולות, גם אם ישנם סייגים להבנתנו, אנחנו נמשיך לחקור עד שנגיע אל סייגים אלה. *

הכותב הוא פרופסור לפיזיקה ואסטרופיזיקאי בכיר במכון המדעי של טלסקופ החלל האבל, ארצות הברית. הוא ישתתף בפסטיבל הפילוסופים הבינלאומי שיתקיים בחודש מאי 2011 במשכנות שאננים, במסגרת "העונה הירושלמית"




תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות

כתבות שאולי פספסתם

*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו