חוד החנית של המדע היום - גאונות היום ואתמול

[prefect]

דווקה הייתי אומר שרוב התגליות שעושות הרבה רעש

בלתי שימושיות בעליל. ניקח את הגילוי המרעיש של המאה הקודמת - תורת היחסות. מישהו מכיר שימוש מעשי בתורת היחסות? זה לא קל..כל הגילויים החשובים בקוסמולוגיה (המפץ הגדול, קרינת רקע, פלוקטואציות בקרינת רקע, חורים שחורים, קרינת הוקינג) תמיד עושים הרבה הד תקשורתי למרות שאין להם כל שימוש. מצד שני, מישהו פעם שמע על קידוד ויטרבי (מישהו הזכיר אותו בשרשור הקודם אני חושב) , אחת השיטות המרכזיות בתקשורת ספרתית (כלמור בערך כל העברת נתונים שנעשית בעולם)? לדעתי זה יותר עניין של נגישות, יכולת להסביר בכמה משפטים, וגרנדיוזיות של איך שזה נשמע.

 

[1ca1]

שימוש מעשי?

בוא ניקח את היחסות הכללית (כי לפרטית עוד תגיד שיש את דופלר שמשתמשים בו בהסחות בקוסמולוגיה וכו') מקלטי הGPS שמשתמשים בלווינים וצריכים סנכרון זמן איתם, לוקחים בחשבון אפקטים של יחסות כללית (אומנם רק מסדר ראשון וכו', אבל עדיין זה נכנס לנוסחאות)

 

[Hypathia]

לא בריא לחפש את חוד החנית בחושך

בצורה טבעית שכזו גילויים ופיתוחים מדעיים זוכים הערכה אמיתית כשאר ההשפעה שלהם משאירה חותם עמוק ושמן על האנושות. זה די פונקציה של שמישות. אז מה שאתה קורא אותו "חוד החנית" הם כמה אותם צרכים שלקחו מספר ויושבים יפה בתור עד שאיזה פיתוח יענה עליהם. אבל כפי שההיסטוריה מראה לנו, אי אפשר לנבא את ההתפתחות המדעית, הרי תמיד יש סדק דרכו היא יכולה להתגלות. תחום אחר שיש להפרידו מהדיון הוא המתמטיקה. זאת מכיוון שהקשר בית המתמטיקה לבין המציאות הוא מקרי בהחלט. זהו תחום תיאורטי ומלאכותי, נטול ספקולציות והנחות. דבר-מה תקף במתמטיקה רק כאשר מוכיחים אותו. זאת הסיבה התשובה שיתן אדם על בעיה מתמטית תוערך בכל תקופה, ותהה תקפה לנצח. או לפחות עד שמישהו יצליח להוכיח כי ההגיון האנושי פגום. אבל אז זה יהיה פרדוקס, אתה לא חושב?

 

[ambitious cyanide]

האם יש להקריב הכל על מזבח השימושיות?

למשל, איינשטיין זכה לפרסום בגלל שהתאוריות שלו חוללו מהפכה בפיזיקה של המאה ה -19. השימושיות באה הרבה יותר מאוחר. מעבר לזה, האמנם אי אפשר לנבא? נכון, מהפכות אמיתיות קשות מאד לחיזוי. יחד עם זאת, כשיש הצטברות של עובודות ללא הסבר, או לחילופין, תיאוריות מתחרות רבות, צפוי ש "משהו יקרה" - שתצפית חדשה תכריע בין התיאוריות או שתצוץ תיאוריה כלשהי שתסביר את ה "עובדות המוזרות". חוץ מזה, הפיזיקה הקלאסית למשל, זו של ניוטון (וליבניץ) - לא הייתה מהפכה. היא הייתה הכללה של התצפיות והניסויים של קופרניקוס, קפלר, ברהה וגלילאו. היא הייתה המשך טבעי (ואגב, בזמנו, לא שימושי בעליל). מעבר לזה, יש בעיה בתיאורית ה "מענה על צרכים" והיא שלעתים, התפתחויות מדעיות יוצרות מענה לצרכים שבכלל לא חשבנו שיש לנו... לדוגמא, מכניקת הקוונטים איפשרה יצירת התקנים אלקטרונים שבתורם איפשרו את יצירת המחשבים. הנקודה היא שכאיינשטיין פירש נכונה את האפקט הפוטו-אלקטרי (והניח את הבסיס הרעיוני למכניקת הקוונטים) , אף אחד עוד לא חשב "וואי, זה בטח נחמד לכתוב מסמך בוורד!"

 

[ambitious cyanide]

להוכיח שההגיון האנושי פגום....

זה אכן פרדוקס, מעניין למדי וגם בלתי אפשרי ביותר מרמה אחת. לא רק ברמה הברורה שבה הגיון אנושי לא אמור להוכיח שהוא עצמו פגום, אלא גם שהיום לא אמורים לקרות תהליכים שיוכיחו את הפגם מחר, שכן אז כל התהליכים של היום - בטלים. מעין פרדוקס "אני אחזור לעבר וארצח את הסבא שלי", רק לכיוון עתיד. חמוד! אגב, בנושא זה, צריך גם להזכיר את העבודה המבריקה של גדל - אולי גדול הלוגיקנים של כל הזמנים - שהוכיח שלכל מסגרת של אקסיומות שממנה נובעת האריטמתיקה של המספרים הטבעיים, קיימות טענות נכונות שלא ניתנות להוכחה. בכך, גדל סתם את הגולל על הנסיון של הילברט ואחרים להראות שניתן להוכיח את כל המתמטיקה מקבוצה אחת, מסויימת, של אקסיומות. וכן, מתמטיקה היא ייצור מדעי מוזר ביותר

 

[AnarchistPhilosopher]

איך אתה יודע שהן נכונות?

לפי מה שאני הבנתי משפט אי השלמות פשוט אומר שאם יש לך מערכת מספיק שלמה (נראה לי שהיא צריכה להיות מודל איזומורפי למודל של תורת המספרים עם אקסיומות פיאנו) אזי קיימות טענות שלא ניתן להוכיח/להפריך אותן. אם אתה לא יכול לעשות זאת, אז אתה לא יודע אם היא נכונה או לא (הטענה).

 

[AnarchistPhilosopher]

לא מדוייק.

אולי התוצאה הסופית שבה סטודנטים לתואר ראשון (כמוני) רואים בהרצאות זה אכן תיאוריה מדוייקת ומהלך של שיעור פורמלי של: הצגת משפט/למה/טענה, הוכחתו, יישומיו + דוגמאות וחוזר חלילה. (ההוכחות והדוגמאות לא תמיד באים באותו הסדר). אבל במחקר עצמו, יש הרבה השערות והנחות מצד החוקרים. מאיפה את חושבת הגיעה השערת רימן? משפט פרמה הגדול? הכל התחיל מהשערות.

 

[22ק ו ס ם]

לדעת מי המוביל בתחום זה לא קריטריון טוב

להערכה שלי נמצא בראש. יש קצת בעייה להשוות בין מומחים או גאונים מתחומים שונים. איך אפשר להשוות למשל את דרווין לאיינשטיין? צריך לזכור שהרבה מהגאונים מוכרים בדיעבד. קשה להעריך גאונים בני זמנינו כי קשה לראות איך העבודות שלהם ישפיעו בעוד 50 ו100 שנה. יש דוגמאות אינספור לגאונים שלא הוערכו כשהם חיו והוערכו רק אחרי שנים. חשוב גם לזכור שלמרות הנטייה לספציפיאציה במדע, היום יותר ויותר חשוב לערוך מחקרים אינטרדיסיפלינריים. כשמשלבים תחומים שונים אפשר להגיע לפריצות דרך גדולות. יש כמה תחומים מדעיים חדשים שנוצרו משילובים כאלו. למשל, אסטרופיסיקה, אסטרוביולוגיה, כימיה אטמוספרית, ביוכימיה, ביוגיאוגרפיה, ביופיסיקה, ביולוגיה כימית, גיאופיסיקה, גיאוכימיה, כימיה פיסיקלית וכמובן התחום שאני עוסק בו פסיכולוגיה אבולוציונית.

 

[giladt02]

בביולוגיה מחפשים את הסרטן

או תרופה עבורו, או מקורות גנטיים. בכימיה יש המון דברים, אבל בסופו של דבר כמעט כולם יכולים להיחשב כפיסיקה או כביולוגיה, כן גם הם רוצים לתור את בעיית הסרטן. מחשביסטים ומתמטיקאים עדיין עובדים לא מעט על מספרים ראשוניים. לא מזמן פתרו את כל המודל הפיסיקלי של היקום כשמצאו את ההצגה של חבורת E-8. כמובן שתורת המשחקים יושבת גם היא לא מעט בראש. אלגוריתמים של ראיה ממוחשבת ובטח יש עוד דברים שפיספסתי. וגם בפיסיקה יש עוד דבריםבחוד החנית...

 

[סטיב הקלידן]

כמעט כולם? זו קצת הגזמה פראית.

במקרה הטוב,לרובם יש יישומים ב"תחומי חיים רבים",לרבות פיסיקה[/"מדע חומרים"]/ביולוגיה["כימיה תרופתית"], אבל מה לעשות ובשביל לפתור את אותן בעיות, צריך ידע נרחב בכימיה שאין לביולוג או לפיסיקאי. עכשיו כשאני עושה סמינריון אני רואה זאת טוב מאד: לעתים קרובות גם במאמרים על נושאים מאד חמים ומתקדמים, ההבנה שלו מתבססת על כימיה בסיסית, "אינטואיציה כימית" שלא בטוח ויש לכל בוגר תואר מדעי שאינו כימיה.

 

[AnarchistPhilosopher]

כשאתה אומר מודל פיזיקלי של היקום, לאיזה אתה

אתה מתכוון, חשבתי שהמודל של יקום אינפלציוני כבר קיים הרבה לפני שמצאו את ההצגה הזו. ולפי מה שרשום באתרים באינטרנט הם עדיין מחפשים יישומים של המודל המתמטי הזה, שד"א נוגע בנושא שקשור לחבורות lie, נושא מתקדם לכל הדעות.

 

[Nissan Altschuler]

מספיק מתקדם בשבילך?

http://www.snunit.k12.il/heb_journals/mada/315230.html שבועון המדע הבריטי "ניו סיינטיסט" )New Scientist( תאר לאחרונה את הקבוצה הישראלית כעומדת בחזית המחקר העולמי בתחום ניצול אנרגית השמש לפוטוסינתסה מלאכותית. פרופ' וילנר ניאות לתאר את המצב ביתר פירוט: "זהו תחום מאוד פעיל ומאוד תחרותי. כיום 'רצות קדימה' שלוש עד חמש קבוצות בעולם, אם כי לכל קבוצה כיוון ייחודי במידת-מה. לקבוצה שלנו, המונה 21 מדענים, יש יתרון במיוחד בתחום חיזור ה-2OC". עוני בדלקים מחצביים, שפע אור-שמש, מיעוט מים לגידולים חקלאיים "בזבזניים" וצוותי מחקר נמרצים - כל אלה אמורים להוות תמריץ, ולהקנות לנו, בישראל, יתרון בתחום הפוטוסינתסה המלאכותית: ניצולאנרגיית השמש לשם ייצור מלאכותי של חומרי גלם, דלק ומזון. (נ.ב לא הצלחתי למצוא את המאמר המדובר באתרים חינמיים רק בתשלום) http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070327144459.htm Scientists at the U.S. Department of Energy's (DOE) Brookhaven National Laboratory are trying to design catalysts inspired by photosynthesis, the natural process by which green plants convert sunlight, water, and carbon dioxide into oxygen and carbohydrates. The goal is to design a bio-inspired system that can produce fuels like methanol, methane, and hydrogen directly from water and carbon dioxide using renewable solar energy. Four Brookhaven chemists will discuss their research on this so-called "artificial photosynthesis" at the 233rd National Meeting of the American Chemical Society. http://www.sciencedaily.com/releases/2003/09/030910073052.htm NEW YORK, NY -- Scientists studying the conversion of carbon dioxide (CO2) to carbon monoxide (CO) -- a crucial step in transforming CO2 to useful organic compounds such as methanol -- are trying to mimic what plants do when they convert CO2 and water to carbohydrates and oxygen in the presence of chlorophyll and sunlight. Such "artificial photosynthesis" could produce inexpensive fuels and raw materials for the chemical industry from renewable solar energy. But achieving this goal is no simple task. http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070312152123.htm Plants can do it: they simply grab carbon dioxide out of the air and covert it into biomass. In this process, known as photosynthesis, the plants use light as their energy source. Chemists would also like to be able to use CO2 as a carbon source for their synthetic reactions, but it doesn’t work just like that.