פילוסופיה / פיזיקה - אסימטריה פורקת עול - על ציר הזמן - חלק 1... פיזיקה - אסימטריה פורקת עול - על ציר הזמן - חלק 1 בשיחתנו הקודמת השארנו את הזמן תקוע במצב קצת מוזר, או שמא אנחנו תקועים במצב מוזר ביחס אליו? עיקר המבוכה נוגעת לגבי ... מנת להבין למה תופעת האסימטריות גורמת כאבי - ראש רציניים, אנחנו צריכים הקדמה קצרה כדי להכיר את אחד המושגים החשובים ביותר בפיזיקה כיום: הסימטריה. סימטריה נראית לנו מושג הלקוח מתחום האסתטיקה, אבל היא גם אחת התכונות של חוק פיסיקלי טוב. הנה דוגמה: נניח שאני עושה כמה ניסיונות במצפן ... מבחינתנו, למעלה. גם חוק המשיכה, אם כן, אדיש לכיווני המרחב: הוא מחייב עצמים ליפול לכיוון הגוף בעל המאסה, לא חשוב באיזה צד הוא נמצא. הסימטריה של חוקי הטבע מתבטאת יפה במבחן הראי. כל התרחשות פיסיקלית שאני רואה, אם אעמיד מולה ראי, אראה בו עולם שכל הצדדים בו הפוכים לשלי: השמאל שם הוא הימין ... שבו מהופכים לאלה הקיימים במציאות, אבל הוא יודה שמבחינת הפיזיקה אין שום מניעה שיהיו יצורים זהים לנו שלבם פועם בצד ימין דווקא. האסימטריה הביולוגית מקורה כנראה בתנאי ההתחלה המקריים של האבולוציה. נחזור לנושא הזה בפרק ט}. אם כן, הסימטריה של חוק הטבע, הנראית לכאורה דרישה אסתטית, היא בעצם המעניקה לחוק הטבע את כלליותו, את תקפותו ואת כוח ההסבר שלו. עכשיו מתבקשת, באופן טבעי, הסימטריה של הזמן. אמרנו קודם שכאשר נסתכל על שיקופו של תהליך בראי, נראה תהליך פיסיקלי נורמאלי לחלוטין. מסתבר שגם היפוך בזמן נותן לנו תהליך פיסיקלי שחוקי ... בטבע הן כאלה שגם אם נתאר אותן מהסוף להתחלה יתקבל תהליך המציית בדיוק לאותם חוקי טבע. המתימטיקאית הידועה אמי נ (ת + ר הוכיחה שכל צורה של סימטריה קשורה בחוק שימור יסודי של הפיזיקה. כך למשל, אינני מאמין שהספר שלפניי ינוע פתאום מאליו, כי הדבר סותר את חוקי שימור האנרגיה והתנע. זוהי בעצם טענה של סימטריה: אין אנרגיה ותנע בתנאי ההתחלה, ולכן לא צריכים להיות אנרגיה ותנע בסוף. יש כאן גם סימטריה מרחבית: אינני מאמין שהספר יתחיל פתאום לנוע ימינה, כמו שאינני מאמין שהוא יתחיל לנוע שמאלה. וכן בזמן: אינני מאמין שהוא יתחיל לנוע ברגע מסוים אם עד ... למטה, פעם משמאל לימין ופעם מפנים לאחור. אחרי שלושת ההיפוכים האלה חוזר השטר בדיוק למקומו הקודם. כלומר, כל האסימטריות של השטר משתלבות לסימטריה גבוהה יותר. ראינו, אם כן, שני סוגים של סימטריות: סימטריות במרחב וסימטריות בזמן. לגבי הסימטריות במרחב ראינו דבר מעניין, שהסימטריות ימין - שמאל, ... - ואחורה משתלבות לפעמים לעל - סימטריות גדולות יותר. באופן טבעי נשאלת השאלה: האם הסימטריות האלה של המרחב משתלבות גם עם סימטריית - הזמן לסימטריה גדולה יותר? בהחלט: אם ניקח סביבון מסתובב ונשקף אותו בראי, הסביבון שבראי יסתובב בכיוון ההפוך. כמו כן, אם נצלם את הסביבון המסתובב בווידיאו ונקרין ... יכולים להרגיע אותו כך: נכון, זה היה מוזר אילו היה רק חוק היד הימנית ולא חוק היד השמאלית. הסיבה שאנחנו רואים רק את החוק הראשון נובעת מאסימטריה אחרת הקיימת בחלק זה של היקום: החומר שלנו עשוי מאטומים שהגרעין שלהם הוא בעל מטען חשמלי חיובי ואילו לאלקטרונים מטען שלילי. מבחינת הפיזיקה אין שום ... המצב הפוך. כנגד כל חלקיק קיים אנטי - חלקיק בעל מטען הפוך ו או ספין הפוך {ספין הוא מעין סיבוב של החלקיק סביב עצמו}. כך לדוגמה, משיקולי סימטריה כאלה ניבאו פיסיקאים את קיום הפוזיטרונים, שהם אלקטרונים בעלי מטען חיובי, ואכן התגלו חלקיקים כאלה. לכן, אם קיימים מקומות ביקום העשויים מאנטי - ... פוזיטיוויסט מושבע שטען שהאמונה באטומים שאיש לא ראה אותם היא מטאפיסית, אבל זו כבר לא הבעיה שלנו. שימו לב שלמדנו כאן הרחבה חדשה לעיקרון הסימטריה. עד עכשיו דיברנו על הסימטריה המשולבת של זמן ומרחב. עכשיו אנחנו רואים שגם המטען החשמלי מציית לסימטריה המשתלבת יפה עם הסימטריות האחרות. גילוי זה הוביל למשפט מפורסם בפיזיקה הקרוי משפט הCPT -. שלוש האותיות האלה מציינות שלושה מישורי סימטריה: {charge) C הוא המטען החשמלי), parity) P מציין את כיווני הימין והשמאל, ובמקרה שלנו את החלקיק והאנטי - חלקיק שכיווני הספין שלהם הפוכים, וtime) T ( ... מידה. אם כן, עשינו דרך ארוכה בעולם הסימטריות מאז ניסיוננו הראשון לנסח חוק טבע על סמך ההסתכלות במחט המצפן. ראינו שיש קשר יפה בין מידת הסימטריה של חוק פיסיקלי לבין כלליותו, חסכנותו, פשטותו ויכולתו לאחד תופעות שונות בהסבר אחד. ניתן לומר, למעשה, שככל שהתורות של הפיזיקה מתקדמות יותר Q מן הפיזיקה הקלאסית אל האלקטרומגנטיות, ומשם אל היחסות הפרטית ומשם אל היחסות הכללית ומשם אל פיסיקת החלקיקים ותורות הסופרסימטריה המתפתחות בימינו Q הן מתאפיינות בסימטריה הולכת וגדלה. בוודאי הרגשתם כמה שזה תואם את חזון מיודעינו הפיתגוראים, שנשבו בקסם היופי וההרמוניה והחליטו שחיפוש חוקים הארמוניים יסייע לנו להבין ... גם הם במהירות הולכת וגוברת כלפי מטה, ורק בגלל שמישהו מושך את המעלית שלי לכיוון ההפוך היא נשארת כל הזמן במקומה). פילוסופיה פיזיקה - אסימטריה פורקת עול - על ציר הזמן - חלק 2. ...