יום שני, 26 באוקטובר 2009

האם הטבע מונע את פתיחת מאיץ ה-LHC?

ארבעה מיילים חיכו לי הבוקר בתיבת הדואר האלקטרוני. כולם הפנו אותי לכתבה אודות ה-LHC שהופיעה היום באתר של הארץ. את הרעיון המוזר שמופיע בכתבה שמעתי כבר לפני זמן מה. הוא התפרסם לראשונה לפני שנתיים על ידי נילסן הדני ונינומיה היפני, ולאחרונה החל לתפוס כותרות בעקבות הופעת מאמר נוסף פרי עטם. הסיפור הגיע לעיתונות הישראלית באיחור אופייני של כמה ימים. אני סבור שיש מקום לפרסם רעיונות כאלו, אפילו אם הם נראים מטורפים במבט ראשון, אבל צריך להקפיד על כלל חשוב - אם הרעיון מוזר ולא מקובל, יש לפרסם תגובה של המתנגדים ולעמת אותו עם הגישה הרווחת. במקרה הנוכחי, רוב רובם של הפיזיקאים דוחים את הרעיונות של נילסן ונינומיה מכל וכל.

התקלות בפתיחת מאיץ ה-LHC הממוקם על גבול שווייץ-צרפת גורמות לשני פיזיקאים לחשוד שיש יד מכוונת שמונעת את פתיחת הניסוי וגילוי חלקיקים חדשים

ובכן, מה אומרים שני הפיזיקאים? הם טוענים שצירוף של תקלות בפתיחת מאיץ ה-LHC, כמו גם ביטול הפרויקט האמריקאי SSC, לפני למעלה מעשור, אינם יד המקרה. לטענתם, ייתכן שהטבע, או יישות אחרת, מונעים מהאנושות לייצר חלקיקים חדשים, דוגמת בוזוני היגס. הם מציעים להגריל מספר אקראי ובהתאם לתוצאה להחליט אם לפתוח את המאיץ או לא. לטענתם, זו תהיה בדיקה אם יש השפעה של העתיד על ההווה. כך למשל, הם מציעים שאם בהגרלה של מספר בין 0 ל-1 יתקבל מספר קטן מחמש מיליוניות, יש לעצור את הפרויקט ולא להפעיל את ה-LHC.

אני מתקשה להבין כיצד הם הגיעו למסקנה שיש כאן אוסף לא סביר של תקלות. ראשית, כמות התקלות אינה יוצאת דופן, ושנית כל פרויקט גדול נתקל בבעיות, חלקן כאלה שניתן לצפות ועל ידי הקפדה על הנהלים למנוע אותן, וחלקן כאלה שקשה לצפות. בכל אופן, יש להיזהר כאן מחוק המספרים הקטנים - הכמות הקטנה של התקלות לא יכולה להצביע על מגמה כללית, או במילים אחרות אין ראיות סטטיסטיות לטענה כאילו התקלות בפתיחת ה-LHC וביטולו של הפרויקט האמריקאי מקורן ביד מכוונת.

כעת לנקודה נוספת הקשורה להיסטוריה של הפיזיקה. במהלך המאה ה-20 התגלה מספר גדול של חלקיקים. אם היה כוח נסתר שמנע גילוי של חלקיקים, הרי שהוא באמת היה נסתר, משום שפיזיקת החלקיקים היא אחד הענפים המצליחים בפיזיקה בכל הקשור לתגליות ניסיוניות. בוזון היגס לא אמור להיות יוצא דופן. זהו חלקיק כשאר החלקיקים, שאם יתגלה יעזור לנו בהבנה טובה יותר של תמונת חלקיקי היסוד ("המודל הסטנדרטי של החלקיקים") ואם לא יתגלה נצטרך לעמול קשה על מנת למצוא הסבר מניח את הדעת לתמונה הנוכחית. הכינוי שהודבק לו בשנות ה-90, "החלקיק האלוהי", אינו מוצא חן בעיני - אין שום קשר בין בוזון היגס ובין אלוהים והוא יוצר תחושה כאילו יש רעיונות דתיים במדע המודרני, בעוד שבפועל מדע ודת הם דברים שונים ורחוקים, לפחות לפי השקפתי.

בחזרה לבוזון היגס - אם הוא קיים, אז כשאר החלקיקים הוא נוצר ונעלם סביבנו באופן ספונטני מאז ומעולם, רק שלא ניתן לגלות אותו בצורה כזו. חלקיקים שנוצרים ונעלמים באופן ספונטני, נקראים חלקיקים וירטואליים, ויש הרבה ראיות לקיומם, למשל אפקט קזימיר. יתרה מכך, בהנחה שבוזון היגס קיים בטבע, הרי שגם יצירה של בוזוני היגס ממשיים מתרחשת כל העת, משום שהאנרגיות שאליהן יגיע ה-LHC אינן נדירות ביקום. כך למשל, חלק קטן מחלקיקי הקרינה הקוסמית שפוגעים באופן קבוע באטמוספרה של כדור הארץ מגיעים לאנרגיה כזו. כלומר, ייתכן שבוזוני היגס נוצרים כל העת ואפילו פוגעים בכדור הארץ, אלא שטרם השכלנו לגלות אותם. אגב, ניסוי שבו נוצרים חלקיקים בתנאים מבוקרים, כמו ה-LHC, הוא מקום נוח יותר לגילוי חלקיקים חדשים, וזו הסיבה לכך שתולים יותר תקווות בגילוי ההיגס במאיץ מאשר באטמוספרה.

כעת לנושא ההסתברות ששני הפיזיקאים מרבים לעסוק בו במאמרים שלהם. הם משתמשים בכלים הסתברותיים רגילים שנכונים להערכת תוצאה עתידית של ניסויים ששולט בהם עיקרון הסיבתיות. כלומר, מצב שבו אין לאירועים מהעתיד השפעה על ההווה. אולם, בפועל הם משתמשים בכלים אלו לניתוח תופעות לא-סיבתיות, שלמענן יש צורך בכלים אחרים, וככל שידוע לי לא פותחו כלים כאלו עד כה.

ולסיום, הרעיון להגריל מספר ולהחליט לפיו אם לפתוח את המאיץ או לא אינו קשור לפיזיקה אלא לקבלת החלטות. בעיני הוא נראה מגוחך: מדוע הם סבורים שאותה יישות שרוצה למנוע מאיתנו את גילוי בוזון היגס תעשה זאת דווקא אל ידי התערבות בהגרלה של נילסן ונינומיה? אולי היישות המופלאה הזו תעשה זאת בדרך אחרת, למשל על ידי החלטת בית משפט, התפטרות של כל עובדי CERN או אפילו באמצעות מגפה כלל-עולמית? במילים אחרות - אם נכנסתם לעולם המסקרן של השפעת העתיד על ההווה אל תצפו שתופעות יתרחשו כפי שאתם צופים אותן.

ואם לחזור להגיון הפשוט - אני מקווה שהדגם של קבלת החלטות לפי הגרלת מספרים לא יתקבל. אולי במקרה בודד אין כמעט סכנה, אבל לאורך זמן עלולות להתקבל, מדי פעם, החלטות מסוכנות ומוטעות לחלוטין. אני אישית שומר את הקוביות שלי למשחק השש-בש.

13 תגובות:

אנונימי אמר/ה...

נאמר ואכן נמנע מאתנו ע"י מי יודע מה לעשות ניסויים,ומכאן מדוע שלא נזנח כל ניסוי,ומדוע בכלל נרכיב ניסוים סטטיסטים כדי להרכיב את התורה ההסתברותית על בוריה(את ההסתברות המודרנית כתבו פרמה,פסקל ועוד גדולים לפי ניסוי וניסוי מחשבה,הטלת קוביות ושאילת שאלות וכדומה),ובקצרה אם לא ננסה ונשאל,איך בדיוק נלמד?
הרי שאת הביטול עצמו לניסוי,מציעים השנים אחרי הוצאות עתק,והנה כבר הניסוי הניב פרי!(הם למדו-דגש על הם,שאין לפתח את הפיסיקה החלקיקית)

עתה נשאר להבין מה כן לעשות,אם ניסוים לפתע מאבדים משמעות הרי שרק המתמטיקה נשארה לנו,ואיני מבין איך נמצא את המגשר על הפער בין המתמטיקה לעולם,אם אנו דוחים את העולם ומקבלים רק את המתמטיקה.

בכל אופן אני מפקפק מאוד בעבודות סטטיסטיות,שהרי הן מלאות משתנים,והנה יבוא חוקר אחר ויאמר "אה,אה אבל לא לקחתם בחשבון את העובדה...".
כמובן שאין מכאן לסתום לאנשים פיות,אבל עלינו להכיר בכך שעתים עולות טענות חסרות כל משמעות,כי גם אם אין משמעות לניסוי אין זה אומר שאין לערוך אותו.

אם אתעכב לרגע על עניין הגורם המעקב,או המבטל כליל,הרי שזה מזכיר לי אופי פיסקלי מסוים,כאשר ישנו מקרה ובו הדברים אינם מתנהלים כחזוי,מה עושה הפיסיקן,ממציא אנרגיה וכוח,ואני אומר הנה המקרה הקיצוני הפיסיקן כבר המציא אלהים.

:)

אם תוכל לקרוא את תגובתי לכתבתך הקודמת אשמח.

יגאל אמר/ה...

האם המאמרים התפרסמו בכתבי עת מדעיים?

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

שני מאמרים של נילסן ונינומיה שעוסקים בנושא זה התפרסמו ב-International Journal of Modern Physics A (IJMPA). אבל, למרבה הפלא, נינומיה הוא אחד העורכים של כתב העת.

אנונימי אמר/ה...

למה שלא תקבלו סוף כל סוף כי אלוקים קובע כל ורק בידיו להחליט אם יהיה ניסוי או לא

יגאל אמר/ה...

מאיפה הבאת לפה את אלוהים ומה זה קשור. פה מדברים מדע.

Ehoud אמר/ה...

הרעיון שהטבע משתמש בשיטות לא כשרות כדי להגן על סודותיו הוא ישן. אני שמעתי על סיפור מדע בידיוני רוסי (לא הצלחתי לאתר אותו) המספר על מדען ההולך לפענח את סודות הטבע בכדי למנוע זאת ממנו ה"טבע" גורם להופעת נשים יפות ובקבוקי משקה שנועדו להסיט את מחשבותיו של המדען.
אגב בסיפור זה יש את אותם אלמנטים כמו בטענות לגבי אי-תפקידו של המאיץ ב-CERN רק שהוא יותר משעשע לדעתי כיון שהוא מבליט את העובדה שגם מדענים הם אנושיים ולפיכך מצייתים לחוקים ביולוגיים...

Ehoud אמר/ה...

הערה נוספת:
גם ליקיר אהרונוב שהיה מועמד לפרס נובל יש תאוריה בה העתיד משפיע על העבר ...

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

אני דווקא ליברלי בתחום זה :-)
אני לא מתנגד לרעיון של סיבתיות הפוכה (backward causality) ואפילו לא לאפשרות התאורטית של מסע אחורה בזמן.

הביקורת שלי היא נקודתית יותר ומתייחסת למאמר הנדון. אפילו אין לי בעיה עם המודל שהם מציעים (ואליו לא נכנסתי בפוסט על מנת לא לסבך יתר על המידה), אלא עם הנימוקים שתומכים כביכול במודל הזה (על כך פירטתי בפוסט) ועם הניסוי המוצע (הגרלת מספר) שאמור להכריע אם יש השפעה של יישות-על על פתיחת הניסוי.

אגב, הניסוי המוצע בכלל לא מתייחס להשפעה מהעתיד משום שאותה יישות-על יכולה למנוע את פתיחת הניסוי על ידי הגרלת מספר קטן מאוד גם אם היא פועלת באופן סיבתי. אבל ממילא אני לא סבור שניסוי כזה יכול לאשש או לשלול את פעולתה של יישות-על כלשהי והוא לא נראה לי קשור כלל למודל שלהם.

לעומת זאת, סיפור המדע הבדיוני שהבאת בקיצור נראה לי מעניין. אם תיזכר בשם - אשמח לחפש ולקרוא :-)

Ehoud אמר/ה...

הנקודה המרכזית לטעמי איננה השפעה אחרוה בזמן אלא שאלת המזל אל מול גורל.
האם אי הצלחת הניסוי מצביעה על מזל רע או שמא אין למזל תפקיד ובעצם העל קבע על ידי חוקי הפיסיקה (או אלוהים).

כאשר אדם דתי נתקל באוסף תופעות בלתי מוסבר הוא מסביר אותם כרצון האלוהים כלומר דברים מתרחשים בהתאם לתבנית מוגדרת ואין אירועים מקריים הכל נקבע על ידי הגורל. חסיד של מדעי הטבע גם יאמין כי הדברים מתנהלים על פי חוקי טבע ובמובן זה אין מקום למקריות הכל נקבע על פי חוקי הטבע הקובעים את הגורל ולכן אם ניסוי נכשל מסםר פעמים הרי יש חוק טבע או תופעה טבעית המונעת את הצלחתו. האם חוסר ההצלחה בניסויי המאיץ הינה מזל רע או גורל הנקבע על ידי חוק פיסיקלי (או אלוהים)?

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

אני מעדיף לא לראות את זה כעניין של מזל. יש תקלות שניתן למנוע אותן על ידי הקפדה על נהלים, יש מקרים שהנהלים לא מנוסחים היטב או שיש טעויות בתכנון ויש מקרים שהנהלים טובים והייתה הקפדה ובכל זאת התרחשה תקלה משום שבאופן סטטיסטי חלק קטן מהרכיבים פגומים.
בכל אופן, אני לא רואה כמות חריגה של תקלות במאיץ. התקלה הגדולה בשנה שעברה התרחשה בגלל אי הקפדה על הנהלים ובגלל טעויות בתכנון (שתי הסיבות הראשונות שמניתי).

לטעמי יש הבדל גדול בין הסבר מדעי להסבר דתי. ההסבר הדתי לא חייב להיות מלא, כלומר אנו לא חייבים להבין אותו עד הסוף, ובנוסף לכך הוא לא צריך לעמוד במבחן. בעיני, יש בהסברים כאלו טעם פסיכולוגי, משום שהם מקלים על התמודדות עם בעיות מורכבות, אך אני לא רואה בהם הסברים שאמורים להשפיע על ההבנה שלנו את העולם הגשמי.
ההסבר המדעי, לעומת זאת, צריך לסגור את כל הפינות. הסבר מדעי שבו קיימת יישות-על לא מוגדרת, כדוגמת "הטבע", אינו קביל בעיני. ובנוסף, הסבר מדעי צריך לעמוד כל העת במבחן הניסוי, וניתן להחליף אותו בבוא העת.

Ehoud אמר/ה...

מצאתי הפניה לסיפור המדע בידיוני הרוסי:
http://en.wikipedia.org/wiki/Definitely_Maybe_(novel)

אגב במחשבה שניה הטענות של צמד הפיסיקאים מזכירות לא במעט את סיפור מגדל בבל. ניסיון של האדם להתחרות באל (במקרה זה לפענח את צפונות הטבע) ומנגד האל מונע מהם על ידי תקלות את הגילוי...

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

תודה רבה. אשתדל לקרוא.

נדמה לי שקראתי לפני כמה ימים על סופר שרוצה להפוך את הרעיון של צמד הפיזיקאים לספר מדע בדיוני חדש. אני מקווה שזה יקרה, אלא אם כן הטבע ימנע את כתיבתו :-)

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

עוד נקודה הקשורה לנושא: תערו של אוקאם הוא עקרון פילוסופי שלפיו יש עדיפות להסבר הפשוט יותר, שמערב פחות מושגים והנחות, כאשר קיימים מספר הסברים לאותה תופעה. במקרה הנדון ניתן להסביר את התקלות שהיו עד כה ב-LHC כטעויות אנוש, ואין צורך לגלוש לתאוריה מורכבת בדבר השפעת העתיד על העבר, שיש בה כמות גדולה של הנחות חדשות.