מכונת פרפטום מובילה, התנועה הנצחית, היא הגביע הקדוש של המכניקה והפיזיקה מאז ומתמיד. מדובר במכונה שתוכל לפעול מעצמה, ללא צורך בהשקעת אנרגיה כלשהי, מכונה שמרגע שתתחיל לפעול לא תעצור יותר אף פעם. על-פי חוקי הפיזיקה המקובלים כיום (נגיע לזאת בהמשך), מכונה כזאת היא בלתי אפשרית. החוק הראשון והשני של התרמודינמיקה פוסלים כל אפשרות תיאורטית למכונה מעין זו.
למרות זאת, המרדף חי וקיים. בשבועות האחרונים התעוררה סערה זוטא סביב חברה אירית בשם Steorn, שטוענת כי הצליחה לייצר טכנולוגיה (לה היא קוראת Orbo) אשר מייצרת אנרגיה נקייה, חופשית ותמידית. החברה מודה כי משמעות הטענה היא הפרה של חוקי שימור האנרגיה העומדים בבסיס הפיזיקה של ימינו.
החברה היתה אמורה להציג גירסה ראשונית של הטכנולוגיה בתחילת יולי במוזיאון Kinetica בלונדון, אולם רצף של תקלות מוזרות שהתרחשו בשעת התקנת המכשיר הובילו לבסוף לדחיית התערוכה לזמן לא ידוע.
ביטול התערוכה חיזקה כמובן את דעתם של רבים אשר אינם מאמינים להכרזותיה של Steorn. הדעה הרווחת כרגע בבלוג אשר עוקב אחר קורותיה המוזרים של Steorn (וגם בכתבה הזו של ה-BBC) היא שלא מדובר בתעלול יחצני או ברמאות, אלא בהטעיה עצמית פשוטה – מקימי החברה מאמינים באמת כי הצליחו לייצר טכנולוגית פרפטום מובילה, ללא כל קשר לעובדות שעומדות בפניהם.
זוית מעניינת שצצה ועולה בסיפור זה היא האמונה הבלתי מעורערת במדע, ה"מיתוס" המדעי (שכתבתי עליו כאן), שרווח בחברה של ימינו מבלי שנשים לב אליו בדרך כלל. בכתבה על החברה ב-Economist נאמר:
But science had its reformation centuries ago. A select number of its indisputable axioms have been designated as laws. These are not man-made rules or opinions, but universal truths prised loose from nature by painstaking observation and experiment, and hammered on the anvil of experience by repeated testing. As such, they have survived every challenge thrown at them over the centuries.
האקונומיסט מבטא כאן במילים ברורות את היחס הפופולארי (והמובלע לרוב) למדע – חוקי המדע אינם נוצרים על-ידי האדם, אלא הם חוקים אוניברסליים של הטבע שמתגלים בסידרה של תצפיות והתנסויות.
מדהים לראות מאתיים שנה של פילוסופית המדע נעלמות כלא היו. או אולי זו תעודת עניות להשפעתה של הפילוסופיה על העולם כיום. גם אם איננו רוצים ללכת לאזורים הקיצוניים והאנארכיסטים יותר של הפילוסופיה, הרי גם לפי המיינסטרים הפילוסופי לגבי המדע (פופר וממשיכיו) הצהרה זו של האקונומיסט היא מיושנת ושמרנית. מזמן כבר הבנו כי תיאוריות מדעיות מומצאות על ידי האדם, הן אינן מתגלות באופן בלתי אמצעי. מדובר על תהליך יצירתי של בניית תיאוריות ובחינתן, על דיאלוג מתמשך בין האדם לבין העולם שסביבו.
אך חמור מכך, העמדה שמבטא האקונומיסט חותמת את הגולל על כל התפתחות מדעית אפשרית. אם חוקי המדע כיום הם "גירסה סופית", אמיתות אוניברסליות של המציאות – לאן עוד אפשר להתקדם? האקונומיסט עיוור להיסטוריה של המהפכות המדעיות ולאפשרות העתידית למהפכה מדעית. המסר החותם את הכתבה מבהיר זאת היטב:
Remember: the first law says the best you can do is break even, while the second law adds, forget it, you can’t even do that! Keep those two principles in mind, and you’ll never go far wrong.
ילדים – הקשיבו תמיד לחוקים! אל תנסו לשבור אותם, אל תנסו להיות יצירתיים. תמיד תציירו בתוך הקווים, וכך לעולם לא תיכשלו. אתם רוצים להיות מקוריים? אתם רוצים לערער על המוסכמות? אתם רוצים להיות חדשניים? הקשיבו ילדים לעצתו החכמה של האקונומיסט – Forget It!
אני לא בקיאה בנושא, אך מכניקת הקוונטים היא בדיוק אחד הדברים שכופרים בפיזיקה הקלאסית שהיא הפיזיקה הבסיסית. מה, לא?
לא ממש, לפחות לפי מיטב הבנתי המצומצמת. אני חושב שאין סתירה בין השתיים, אלא אפילו שילוב כלשהו.
מריאנה המלכה – מכניקת הקוונטים, כמו גם תורות היחסות, יצרו מהפכה של ממש בהבנתנו את התנהגות הטבע. אבל שום דבר ממה שהן אומרות לא סותר את חוקי הפיסיקה הקלאסית, אלא רק את צורת ההסתכלות שלנו עליהם. פילוסופים בגרוש נוטים לחשוב שהפיסיקה החדשה סותרת את הישנה ומשתמשים בזה כדוגמא לכך שאנחנו לא באמת יכולים לדעת דברים. אבל מי שמשקיע בלימוד הפיסיקה מגלה שהתורות החדשות נותנות לנו נקודת מבט חדשה על הפיסיקה הישנה, ובאותו זמן מדגימות שלמרות הכל יש גם רעיונות נצחיים. תורת היחסות עשתה מהפכה בתפיסת מושג האנרגיה והרחיבה אותו כך שהוא כולל את מושג המסה. אבל חוק שימור האנרגיה (שאחת מצורותיו היא החוק הראשון של התרמודינמיקה) נשאר תקף, כמו גם הרעיון הכללי יותר שיש גדלים שנשמרים ושאפשר להבין משהו על התנהגות הטבע על ידי חישוב "המאזן" של גדלים אלה. העובדה שעדכנו ושכללנו את חוקי הפיסיקה אינה מעידה על כך שאין חוקיות ביקום, אלא שהחוקיות אינה פשוטה להבנה ויש לנו עוד עבודה רבה לעשות.
חזי, אני מניח שבפילוסופים בגרוש אתה מתכוון אלי, ואמנם איני מתיימר להיות פילוסוף, למרות שאפילו את 5 האגורות תיכף מבטלים.
אבל יש לא מעט פילוסופים לא בגרוש בכלל ואף כמה פיזיקאים שיסכימו לטענה שתורת היחסות והפיזיקה המודרנית לא מרחיבות, אלא הופכות על ראשה את הפיזיקה הניוטונית. (נו, וכבר היה לי ויכוח ארוך בנושא עם גיל כאן). אז להגיד שהפיזיקה נותנת לנו רעיונות "נצחיים" זו תפיסת עולם מאד מסויימת ביחס למדע, זאת שיצאתי נגדה, ובעצם נדמה שלהתווכח על זה ממש חסר טעם. זאת כנראה השקפת עולם מאד מהותית, וזה מעניין בפני עצמו.
אני תוהה גם מאיפה מגיע הפחד הגדול בלוותר על ה"אמת" המדעית כנצחית. נראה שקלישאת "המדע הוא הדת החדשה" דווקא מתאימה פה באופן די יפה – את אותו סדר וביטחון שהעניקה לנו פעם הדת נותן היום המדע. כך שערעור על הוודאות של המדע יוצר תגובה דומה לזו שהמהפכה המדעית יצרה אצל אנשי הדת – נסיון להגן בחירוף נפש על היסודות שמחזיקים את העולם יציב-לכאורה ולהגן בפני ההתפרקות לתוך הכיאוס הקיומי האמיתי שמקיף אותנו.
מרגוליס, נכון שתורת היחסות והמכניקה הקוונטית הופכות את הפיסיקה הקוונטית על ראשה, אבל זה בניגוד לאמירה שהשתמעה מדבריה של מריאנה המלכה שהן מבטלות אותה, ויש הבדל מהותי בין שני הדברים. חוק שימור האנרגיה, כמו גם חוק שימור התנע, נשארו שרירים ויסודיים בתאוריות החדשות, אבל הגדרות לאנרגיה ותנע השתנו. למה זה דומה? לביטול המעמדות על ידי המהפכה הקומוניסטית. ברור לכל צופה עכשוי שבניגוד לטענת המהפכנים המהפכה הקומוניסטית לא ביטלה את רעיון המעמדות אלא רק את המעמדות הישנים ויצרה במקומם מעמדות חדשים. האמירה הזו לא כופרת בכך שיש חשיבות למהפכה, אלא מפרשת אותה בצורה שונה ממה שהיה נראה למי שדגלו באידאולוגיה דוגמאטית (גם אם חדשנית בזמנה), וזאת מפרספקטיבה של זמן. באופן דומה כשמסתכלים על המהפכה האדירה בפיסיקה המודרנית אפשר לראות לא רק את השינויים אלא גם את הדברים שנותרו על כנם. סטודנט לפיסיקה מקדיש מחצית מתקופת לימודיו לפיסיקה הקלאסית – זה לא רק מתוך סנטימנטליזם אלא מכיוון שרבים ממושגי היסוד של הפיסיקה הקלאסית חיוניים להבנת הפיסיקה המודרנית. וגם בגלל שחלק גדול מהפיסיקה הקלאסית נשאר רלוונטי ללא שום שינוי.
באותו אופן שאתה תוהה מאיפה מגיע הפחד הגדול בלוותר על "אמת" אני יכול לשאול מאיפה מגיע הפחד להכיר בכך שיש גם דברים שאינם משתנים כתוצאה ממהפכות, גדולות ככל שיהיו.
חזי, העניין הוא לא מה משתנה ומה נשמר במעבר בין פרדיגמות מדעיות. מצד אחד, חוק שימור האנרגיה נשמר. מצד שני, בפיזיקה הניוטונית החלל והזמן הם גדלים מוחלטים, ואלו עקרונות שהיום נחשבים לא נכונים. ויש עוד דוגמאות רבות לעקרונות מדעיים שנחשבו במשך תקופות ארוכות כאמיתות מוחלטות, ואשר הוחלפו והוכחו כלא נכונים עם התפתחות המדע.
מה שונה בין מדען ניוטוני שאומר שלא יתכן כי החלל והזמן אינם מוחלטים, ובין מדען בין ימינו הטוען כי לא תיתכן אפשרות של הפרת חוק שימור האנרגיה? כל אחד מהם דוגל בעקרונות של המדע בן-זמנו. מה מבטיחך שהעקרונות של המדע לא יתחלפו ביום מן הימים אם וכאשר יופיע מדע חדש?
וכהערת צד, אני בהחלט מאמין שישנם דברים שאינם משתנים. או יותר נכון, שישנו אחד שאינו משתנה והוא נמצא בבסיס של כל התופעות, אבל לא ניתן לדעת אותו באופן ישיר. אך העולם שאנו מתקיימים בתוכו הוא אספקט חלקי של הקיום השלם, וככזה אין בו מוחלטות וקביעות.
הבנתי בנושא מוגבלת עד מאוד, אבל תמיד הבנתי שכיום המכניקה הניוטונית נחשבת כמקרה פרטי של מכניקת הקוואנטים.
דיון מעניין בהחלט. קודם כל, באמת בושה לאקונומיסט שלא חתכו שטויות כאלה בעריכה. מצד שני כנראה יש פה ביטוי לדעת הרחוב לגבי הפיזיקה והמדע, אז כדאי להתייחס לזה ברצינות ולקחת את זה כדוגמה מצערת עד כמה המדע והפילוסופיה רחוקים מהחיים של האנשים הפשוטים ונעולים במגדלי השן של האקדמיה.
לגבי הויכוח שיש לכם כאן. אני נאלץ לצדד במרגוליס. זה ממש לא ברור שחוקי הפיזיקה ובכלל המדע שיש לנו הם אמיתות מוחלטות והחלטיות בהחלט. באנלוגיה, זה לא כאילו שמשה ירד מהר סיני עם לוחות הברית ונתן לנו את החוקים המוחלטים שלא ניתן לערער עליהם.
קודם כל מנקודת מבט פילוסופית לא בטוח בכלל שיש לוחות ברית שכאלה, או בעצם שהריאליזם היא העמדה הנכונה, לראיה לכך גישות אחרות כמו הגישה האינסטרומנטליסטית לגבי המדע. כמובן יש מספיק נימוקים טובים בעד ונגד הריאלזים, זה נושא למלא קורסים וסמינרים, נעזוב את זה לפעם אחרת.
בעיה שניה שהיא הרבה יותר ממשית ופחות קיצונית, היא שגם אם יש באנלוגיה לוחות ברית שכאלה, יתכנו חוקים של הטבע שלעולם יהיו מעבר להשגה האנושית, שלא משנה כמה נחקור וכמה ניסויים נעשה לעולם לא נגלה אותם. סוג של משפטי אי השלמות של גדל עבור מערכת הידע שלנו, רק מחוץ להקשר המתמטי שבו הם נוסחו.
בעיה שלישית ועוד יותר ממשית היא שאין לנו בכלל את היכולת לקרוא את החוקים באופן ישיר. כל מה שיש לנו, זה ניחושים מושכלים ביותר לגביהם, ואלה ניחושים מושכלים אנושיים שנעשים במסגרת רציונלית מסוימת. לזה אנחנו מודעים לפחות מאז קאנט. האם אצל אנשי-מאדים יהיה את אותו הרציונאל, אותו המדע? קשה לומר שכן.
כך או כך, ובחזרה לדיון שלנו, מה שנמצא בעמוד השדרה של המדע והופך אותו לפרויקט כזה מוצלח של צבירת ידע, זה העיקרון שבכל רגע נתון כל אחד מהחוקים במדע, או יותר נכון ההיפותיזות, יכולים להיות מופרכים. יש כאלה שמאוששים יותר, כאלה שמאוששים פחות, אבל לבוא ולומר שיש בידינו את האמת לאמיתה זה וואחד היבריס. כמדומני במאה ה-19 חשבו ברוח דומה שפרויקט הפיזיקה עומד להסתיים וסוגרים את הבאסטה. ואז הגיעה המאה ה-20 ושפכה לפיזיקאים דלי של מים קרים על הראש.
הדיבור על "ביטול" של חוקי הפיזיקה, כפי שדיברה המגיבה הראשונה, לדעתי הוא פשוט לא המינוח הנכון. כן אפשר לדבר על הפרכות של חוקי הפיזיקה. ואין מה לעשות, הפיזיקה הניוטונית למשל הופרכה על ידי ניסויים ותצפיות. זה נכון שבמקרים פרטיים הפיזיקה הניוטונית עדיין תופסת, אבל במקרה הכללי היא נכשלת בחיזוייה לעומת תורת היחסות. ומי יודע, תורת היחסות היא לא בהכרח המילה האחרונה. אינשטיין בעצמו חיפש תיאוריה חדשה שתסביר הכל, אפילו במחיר שהיא תפריך את תיאורית היחסות שלו.
מדוע עדיין לומדים את הפיזיקה של ניוטון ולא מדלגים לתיאוריות הכי חדשות מיד זו שאלה אחרת ומאוד מעניינת. ודאי יש לזה ערך חינוכי גדול שמייסד אצל התלמידים מהי עשייה פיזיקלית טובה. נראה לי גם שהפיזיקה הניוטונית יותר פשוטה להבנה מתיאוריות מתקדמות יותר ככה שהיא מבססת מחשבה פיזיקלית אקדמית שעוזרת לאחר מכן בהבנה של תיאוריות אחרות. ודאי יש עוד לא מעט סיבות מגוונות לדבר.
ואנקדוטה אחת אחרונה בתגובה הארוכה והמיגעת שלי 🙂 מה שאמרו אנשי האקונומיסט לא מגיע אך ורק מהרחוב. הבעיה היא שבלא מעט מהפקולטות השונות במדעים מדויקים (למען הפרוטוקול גם אני למדתי באחת מהפקולטות, אם כי שם התמונה היתה אחרת) מלמדים את החומר כאילו שזו האמת האבסולוטית. אולי יש בזה צורך פסיכולוגי כדי לתת דרייב לתלמידים ולחוקרים לעשות את מה שהם עושים. אבל עם כל הכבוד, ויש כבוד, המחיר הוא גאוותנות יתר, כאילו שאנו כמעט יודעים את הכל לגבי היקום, ושכל מה שאנו יודעים זו האמת לאמיתה. התמונה הפילוסופית כמובן הרבה יותר מסובכת מזה ברגע שמתחילים לחשוב אפילו טיפה ולשאול שאלות. אולי לא יזיק להעביר לאנשי המדע קורס בפילוסופיה של המדע בשנה האחרונה שיפתח להם קצת את הראש, שיתן להם נקודת מבט קצת יותר גבוהה לגבי המקצוע שבו הם עוסקים.
אור, כמו שעידו אמר, זה לא ממש מדוייק. פשוט הטעות של החישובים לפי המכניקה הניוטונית זניחים בקנה המידה שמעניין אותנו בחיים בדרך כלל, ולכן אפשר להשתמש בהם. אך התשתית התיאורטית עצמה שונה לחלוטין.
עידו, קון ופייראבנד התייחסו לאופן החינוך בפקולטות המדעיות. קון מדבר על תהליך החינוך המדעי שמנחיל את הפרדיגמה לאלו העוסקים במדע. פייראבנד קיצוני יותר ורואה באופן החינוך הזה (ובשתלטנות של המדע על מקורות הידע) אמצעי פוליטי וחינוכי שמטרתו להמשיך ולשמר את המיתוס המדעי. לפחות לפי האקונומיסט נראה שזה בהחלט עובד.
קראתי בעיון את התגובות ואת הציטוט מהאקונומיסט ואני חייב להגיד שאני לא כל כך מבין את הטענה נגד תקיפות המדע (להבדיל מהטענה נגד האקונומיסט…). אני עושה היום תואר שני בפיזיקה, כך שכבר 5 שנים אני חשוף לגישה המדעית, לפחות כפי שהיא מיוצגת בלימודי הפיזיקה, ואם יש משהו שברור לכל סטודנט החל משנה הראשונה זה שאין תיאוריה מוחלטת. בקורסי המכניקה והחשמל הבסיסיים ביותר לומדים על התורה הקלאסית ומיד אחר כך על תורת היחסות וברור שתורת היחסות הופכת את הנחות היסוד של ניוטון על פניהם. האם תורת ניוטון לא טובה? לא בהכרח. כמות האינטואיציה המדעית שמוכלת במכניקה הניוטונית היא עצומה ולכל סטודנט חשוב ללמוד ולהבין אותה כחלק מהבנת המכניקה של גופים יומיומיים (של גופים לא מאוד מסיביים שנעים במהירות לא גבוהה). אבל גם תורת היחסות, שנראית לאנשים (בדרך כלל כאלה שמגיעים מחוץ לתחומי המדעים) כתורה מוחלטת, היא בסה"כ, כמו כל תורה מדעית, המודל הפשוט ביותר המתאר את כל תוצאות הניסויים שנעשו עד היום ומסוגל לתת ניבויים עתידיים העומדים במבחן הניסוי. וזה, בעצם, כל העניין. המדענים לא תופשים את המדע כמוחלט אלא כזמני. אחרת היינו כולנו עוזבים את המדע כבר מזמן, ועוברים להנדסה (בטוח שהשכר יותר מוצלח שם…). כמובן שכל תורה מדעית מהפכנית נתקלת בקשיים. השמרנות הזו של הממסד המדעי היא מובנית והיא נובעת מהעיקרון המדעי החשוב ביותר – הטלת הספק. אתה רוצה להיות מהפכן? בבקשה. אבל תדאג שהמהפכה שלך לא משאירה מאחור ניסויים לא מוסברים שהוסברו היטב ע"י התיאוריה הקודמת. גם החוק השני של התרמודינמיקה לא מוחלט, ובשנים האחרונות היה דיון מפורסם שכלל את סטיבן הוקינג שבחן את גבולות התקפות שלו, אבל החוק הזה עמד בכל מה שהוטח בו במאות השנים האחרונות ועל מנת להגיד שמצאת סתירה לחוק אתה צריך משהו רציני יותר מהודעה לעיתונות. ואז אולי הפיזיקה תשתנה ולפיזיקאים תהיה עוד עבודה (מה רע?). ה-"עליונות" של המדע שאותה הזכרתם לא מגיעה מהיות החוקים המדעיים חוקים"אלוהיים" או "מוחלטים"אלא דווקא להיפך – ההבנה שכל תיאוריה טובה רק עד שהיא מופרכת ושכל תורה היא בסה"כ מודל המתבסס על הנתונים הקיימים. הספקנות העצומה והמוסד החשוב של ביקורת עמיתים, כמו גם השמרנות הטבעית הם העוצמה של המדע והם אלו שפועלים כמנגנון חיסון הנלחם בתיאוריות חלקיות שלא מתאימות למציאות הידועה. זה כוחו של המדע ולכן התקבע המדע כמתאר "אמת" מסויימת באותו רחוב מטאפורי שעליו דיברו המגיבים הקודמים, לעומת כל מיני תיאוריות לא מדעיות או פסאודו-מדעיות שלא מחוייבות לאותה בדיקה מדוקדת שהממסד המדעי כפה על עצמו.