שדה אלקטרו-מגנטי: קיים או לא?

Henryf

New member
חלקיקים או שדות?

האם אתה מתכוון לחלקיקים או גלים? או לשדות כמו למשל שדה כח הכבידה? הגלים הינם מודל פיסיקלי לגיטימי לתאור תופעות. ה"שדה" הינו מודל מתמטי, שאין מאחוריו אמת פיסיקלית. למשל בשדה הכבידה אין שדה, השדה הינו תוצאת ווקטור החישוב התאורטי, איזה כח יופעל, באיזה כוון, באם במקרה תיכנס לתחום השדה, מסה בעלת יחידת מסה אחת? אפילו הפיסיקה התאורטית ביותר יודעת שאם לא יכנס ל"שדה" חלקיק נוסף, אזי לא יהיה כח. אם כך מה הפרוש הפיסיקלי של ה"שדה" בהעדר חלקיק שני?
 

amir_aikido

New member
כל הפיסיקה היא "מושגים מתמטיים"

כל הפיזיקה בנויה על מושגים ומודלים מתמטיים, שמסתבר שהם יעילים לחיזוי תופעות בעולם האמיתי. ה"שדה" איננו מושג יוצא דופן מבחינה זו, גם לתכונות אחרות תוכל להגיד את אותו הדבר: מה המשמעות של מאסה אם היא לא קבועה ותלויה במהירות התנועה ? והשפעתה (מבחינת גרביטציה) תלויה בקיומן של מאסות אחרות ? אמיר
 

Henryf

New member
ניקח דוגמא

ניקח לדוגמא את כח הכבידה. אין חולק על חוקי המשיכה של ניוטון. איננו יודעים מדוע החוק קיים, אך עובדה שקיים כזה חוק. חוסר האינטואיציה לאפשרות של העברת כוח מרחוק, גרמה להמצאת האתר. האתר היה מודל, שבא לנסות להסביר תופעה פיסיקלית, אך ניכשל מעשית, אך זה היה מודל שהיה נחוץ פיסיקלית, לא מתמטית. כדי לנבא תנועה של חלקיק בסביבה של חלקיק אחר, המציאו מונח שנקרה "שדה כבידה" שיוצר החלקיק הראשון, והחלקיק השני לא מושפע יותר מהחלקיק הראשון, אלא החלקיק השני מושפע כעת מה"שדה". האם יש איזשהיא אינטואיציה פיסיקלית למושג השדה? האם קיים שדה בווקום (ללא אתר)? או ה"שדה" הינו פיקציה מתמטית, העומדת בין החלקיק הראשון לשני, ותפקידה היחיד הינו לפשט חישובים, ולא להוסיף שום אינטואיציה פיזיקלית. זה החלקיק הראשון והשני שמופעל בינהם כח, לא "שדה" שיוצר החלקיק הראשון, ולא "שדה" שמרגיש החלקיק השני, כאשר הוא פתאום מתעלם מהחלקיק הראשון. כל הנאמר על כוחות, תנע ואנרגיה, אנאלוגיים לאותה דוגמת הכבידה. ל"שדה" אין את כל התופעות הפיסיקליות הללו. תופעות אלו שייכים לאינטראקציה בין החלקיקים עצמם (כולל חלקיקים אלמנטריים ו/או גלים) השונים, וה"שדה" הווירטואלי לקח על עצמו את "הצגת" אחד החלקיקים והאינטראקציות השונות במקומות שונים במרחב, מטעמים מתמטיים גרידה.
 

arifell

New member
יכול להיות ששדות הן פיקציה

מתמטית כדבריך, אבל הם באו על מנת להסביר תופעות כמו העובדה שלאיפורמציה יש מהירות מוגבלת, צריך משהו שישא את הכוח הזה. חוץ מזה, מה רע בפיקציות מתימטיות בפיזיקה? מה זה תנע, אנרגיה, אנטרופיה ועוד אלף אלפי מושגים פיזיקליים אם לא פיקציה? מי יכול להסביר לי מה פירוש הלגרנז'יאן, ומה זאת הפעולה שצריכה להיות מינימלית?
 

1100F

New member
למה אתה אומר שאין חולק על חוקי

המשיכה של ניוטון? אני טוען שבסך הכל אין כוח משיכה, אלא שהמרחב שלנו עקום, מה שמעקם אותו זה מסות ולכן גופים נעים לא בקו ישר (כמובן שאני לא היחיד שחושב ככה). בחיי היום-יום אנחנו מפרשים את זה ככוחות. אבל הכוחות הם פיקציה שאנחנו המצאנו כאשר הישויות היותר בסיסיות הם השדות, או יותר נכון הפוטנציאלים.
 

Henryf

New member
לא חולקים על פיקציות???

אין חולק על חוקי ניוטון התכוונתי בדוגמא לעיל לפיסיקה הקלאסית. יחד עם זאת, גם הגישה של המרחב המעוקם אינה חולקת על העובדה שיש כח משיכה בין שתי מסות שונות. האם זו משיכה ישירה, או עקיפה בגלל עיוות המרחב ע"י המסות, זו כבר שאלה אחרת, שנידמה לי שלא חולקת על העובדה שכל מסה מרגישה כח לכוון המסה השנייה. צריך משהו שישא את הכוח הזה? ארי, היה נידמה לי שעברנו את התקופה של ה"אתר". נידמה לי שאתה מנסה להעלות באוב חזרה מודל פיסיקלי של האתר, ולהצמידו כעת לשדות, מודל שלא עמד במבחן הפיסיקלי. מה רע בפיקציות מתימטיות אין רע, ההפך, יש לפעמים הרבה טוב, אבל אין לשכוח שאלה פיקציות, ולכן העליתי נקודה זו כאשר היה נידמה לי שמתייחסים ל"שדה" כאמת פיזיקלית. למה לא לשכוח שאלה פיקציות? למיטב הבנתי, איינשטיין הפך ועירער את כל צורת המחשבה הפיזיקלית שלנו. עד איינשטיין כל מודל ותאוריה פיזיקלית היו חייבים לעמוד במבחן ההגיון. איינשטיין הרג גישה זו. פתאום חלקיק זה גל, מסה זה אנרגיה, מרחב אינו אחיד, אין אינטואיציה, אין הבנה. המהפכה הזו גורמת להרבה אנשים להגיע לקיצוניות הפוכה, כל תאוריה מותרת, אין חוקי על, הכל מותר (כל עוד הוא נכון מתמטית), הגיע תקופת הפוסט-מודרניזאציה. איינשטיין, לעניות דעתי, לא היה שותף לגישה זו. איינשטיין אמר "אלוהים לא משחק בקוביות", או במילים אחרות, לפי האינטואיציה שלי זה לא נכון. איינשטיין לא שלל את האינטואיציה הפיזיקלית, הוא הרחיב אותה לתחומים שמעבר לתקופתו, אך הוא לא ביטל אותה. יש לי רושם שהרבה מדענים היום נוטים לבטל לחלוטין את הגישה האינטואיטיבית הפיזיקלית. כאשר הוקינג הותקף על תאוריית ה"חורים השחורים" תשובתו הייתה "החישובים מראים שאני צודק". אישית אני רואה סכנה בגישה הפוסט-מודרניסטית הזו, כיון שהאינטואיציה שלנו היא זו המורה לנו איזה בעייה, מתוך הרבה בעיות, למדוד ולחקור, והיא אמורה להוביל את האינטואיציה שלנו למודלים עתידיים, על בסיס, איך כניראה הטבע עובד, כמובן במודלים מופשטים שונים. הגישה הפיזיקלית האינטואיטיבית, לנסות ולהבין "איך ברא אלוהים את העולם" חשובה, לדעתי, מאד מאד, ולכן מאד חשוב לדעתי להבין ולהבדיל איזה מודלים בנויים מצרכים פיזיקליים, ואיזה מודלים הינם מתמטיים גרידה, ועל אף חשיבותם, אין שום אינטואיציה פיזיקלית מאחוריהם.
 

arifell

New member
יש לי כוח

אני יודע שהכוח משפיע בהפרש זמנים כלשהו. אני לא יודע מה זה כוח (לא באמת, ואני לומד על הדברים האלה כבר חמש וחצי שנים). אני כן יודע מה זה גל, ומה זה חלקיק (או לפחות ככה נדמה לי). אני אפילו מוכן לקבל את העובדה שיש דברים שהם קצת מזה וקצת מזה, למרות שזה לא הכי קל להבין. אם יש לי חלקיק, הוא יכול לנוע בריק, אם יש לי גל, הוא יכול לנוע בחומר, מאחר שאני יודע שיש השפעה דרך חומר ודרך ריק, אני יכול להסיק שקיימים דברים שהם נושאי ההשפעה והם גם גלים וגם חלקיקים בו זמנית... אם נסתכל על איך שכולם נעים כקבוצה, בתוך כל המרחב, אני בוחר להגדיר את זה בתור שדה.
 

Henryf

New member
הגדרת השדה והמסה.

הגדרת השדה אינני חושב שהגדרת השדה הינה "נושאי ההשפעה", הגדרת השדה הינו איזה אפקט מופעל על חלקיק/גל הנע בתוך המרחב הרלוונטי. ה"שדה" לא סוגר את הפער המפורסם של "העברת ההשפעה". מה זה חלקיק? נידמה לך שאתה יודע מהו חלקיק, או מהיא מסה. הרי אתה רואה את זה יום יום, ופיתחת כבר אינטואיציה לכך. לא כן? הבה ננסה לבדוק מה למדת מהנסיון? למסה יש מקום במרחב, פחות או יותר קבוע (בחוקים פחות או יותר ידועים). מסה לפעמים חדירה, לפעמים לא, לגלים אלקטרומגנטיים (הצבע של המסה). על מסה מופעלים כוחות משיכה. על מסה מופעלים כוחות דחייה (אתה לא חודר דרכה בקלות). האם הבנת מזאת מהי מסה? או מהו חלקיק? האם זה מיקרו גל אנרגטי, שבמאקרו מקבל את התכונות שאליהם שמת לב? האם הגל כה יותר קטן מהגלים הנידונים בתורת הקוואנטים, שגם תורת הקוואנטים מהווה עבור המיקרו-גל תמונת מאקרו גסה? לא ניראה שיש מחויבות במידות סופר מיקרו לאינטואיציה אותה יש לנו מחיי היום-יום. אם אנו מוכנים להתעלם מנסיון יומיומי זה, ולנסות להרחיב את ההבנה הפיסיקלית מעבר לאינטואיצית היומיום, אך תוך שמירה על מה שאנו אכן רואים במאקרו של יום יום, הרי התמונה שיכולה להתקבל יכולה, בין השאר, להתקרב לרעיון תורת המייתרים. המיתרים הרוטטים של ה- String theory אינם המצאה מתמטית גרידה, זה נסיון לאחד בסופר-מיקרו את מה שאנו מבינים מגלים, ומה שאנו באמת יודעים מחלקיקים (לא מה שנידמה לנו שאנו יודעים), ואז מתברר שבעצם זה בהחלט יכול להיות אותו דבר. האם זה מה שהיה מאחורי האינטואיציה של איינשטיין של חוק המסה אנרגיה? האינטואיציה שלי אומרת שאין הבדל בין מסה, לאנרגיה, לגל. הכל אותם סופר-מיקרו משהוא (אפשר לקרוא לזה מיתרים, או משהוא אחר), שבתנאים מסוימים ניראים כך, ובתנאים מסוימים אחרת. למה בתנאים שונים הם ניראים לנו שונים? כאן באה המתמטיקה לנסות ולקשר בין אותם מיתרים רבי מימדים, לבין התצפיות שלנו. יש לנו, לדעתנו, עוד רבות ללמוד על החלקיקים, כה הרבה, עד שנוכל אולי לומר, אין דבר כזה, זה רק ניראה לנו כך.
 

1100F

New member
קודם כל, אני בפרוש לא מנסה להחזיר

את מושג האתר. מה שהתכוונתי לאמר הוא שפשוט הכח הוא פיקציה, כאשר השדות, או ליתר דיוק, הפוטנציאלים הם הדברים היותר בסיסיים (אני רק רוצה להזכיר שכל השרשור הזה התחיל בשאלה האם קיימים שדות אלקטרומגנטיים או לא). בנוסף, בקשר לזה שאין רע בפיקציות מתמטיות. בפיסיקה אנחנו מנסים לתאר בצורה נכונה את העולם. ולכן אנחנו לא מנסים לתאר אותו בצורה פיקטיבית. אנחנו משתמשים בפיקציות מתמטיות לצורך בניית מודלים אפקטיבים, כשאנחנו משתמשים בהם וזוכרים שהם רק מודלים. אבל אנחנו מנסים בכל זאת להגיע לחוקים היותר בסיסיים בתקווה שהם לא פיקציות. ודבר נוסף, בקשר לאינטואיציה. אם נסתכל על תורת היחסות למשל. כאשר אנחנו מסתכלים בסיפרי פיסיקה, תמיד אנחנו רואים ציורים של קונוס האור, ציור בעולם שהוא 2+1 מימדים. מה לעשות שאין לנו אינטואיציה לעולם 3+1 מימדי. ותופעות שקורות בעולם זה אינן בהכרח קורות בעולם 2+1 מימדי. ולשם כך אנחנו כן צריכים את המתמטיקה שתוכיח לנו דברים שאינם נמצאים באינטואיציה. יותר מזה, לפעמים קורות תופעות שנוגדות את האינטואיציה שלנו כי אנחנו מנסים להפעיל אותה במקום שאף פעם לא היינו בו.
 

vizini

New member
חלקיקים או שדות

אל שניהם ניתן להתייחס כאל פיקציה מתמטית. צריך לזכור כי מה שאנו חשים ומודדים הוא רק גדלים מאקרוסקופיים. למשל, ה"חלקיקים" שאתה מדמיין לעצמך הם התשקפויות של גופים מאקרוסקופיים. כדורי ביליארד, סלעים או כוכבים. ומה אתה מודד? רק את תנועותיהם היחסיות. אלה הדברים ה"מציאותיים" היחידים. מבחינה זו, גם כוח הוא פיקציה מתמטית. מה שאתה בעצם מודד הוא שינוי בתנועתם של גופים מאקרוסקופיים. האם ראית אי פעם חלקיק אמיתי, מיקרוסקופי? האם ראית אי פעם פרוטון, או אלקטרון? לא, לא ראית וגם לא תראה. אם כך, האין הם פיקטיביים באותה מידה כמו השדות? פיקציה מתמטית?
 

Henryf

New member
לדעתי לא.

כל המסות, והכוחות, והפיקציות האחרות, או בשלון מדעית, המודלים האחרים, באו לנסות לבנות מודל פיסיקלי, מין מודל שבא לענות על אינטואיציה איך העולם עובד. לשדות לא היה שום צורך פיזיקלי, והם לא מוסיפים שום מימד פיסיקלי. השדות אינם מודל פיסיקלי אלא מודל מתמטי. המצאת השדות לא באה כדי לנסות ולהבין איך פועל העולם, המצאת השדות הייתה כדי לפשט חישובים.
 

vizini

New member
אתה טועה.

איך תתאר את משוואות מקסוול, לדוגמא, ללא השדה?
 

Henryf

New member
איך תתאר?

איך תתאר את משוואות שדה הכובד, ללא השדה?
 

vizini

New member
אי אפשר.

אפשר לתאר תנועות של גופים אך לא תופעות הכוללות את השדה. והיות ותופעות כאלה הם בהחלט פיסיקליות (למשל חוקי פרדיי ולנץ) נובע שהשדה בהחלט איננו פיקציה מתמטית, אלא ישות פיסיקלית אמיתית.
 

Henryf

New member
וכפי שאי אפשר

לתאר את משוואות שדה הכובד, ללא מושג ה"שדה", כך נכון הדבר בכל שדה פיסיקלי. הרי "שדה הכובד" הינו פיקציה מתמטית מוחלטת. אך בנוסחאות המתמטיות לפיתוח אותה פיקציה, אתה לא יכול להתעלם מהגדרת ה"שדה". כח הכובד, הוא כניראה כח שגוף אחד מרגיש שמופעל עליו בגלל נוכחות של גוף אחר, ולא בגלל נוכחות "שדה". ה"שדה" לוקח על עצמו את התפקיד המתמטי של הגוף הראשון, בא במקומו, ונותן פתרונות לכל המרחב. ברור שבפתוח השדה עליך להסתמך על הגדרת השדה. ברור גם שלשדה אין שום צורך פיזיקלי לקחת על עצמו את תאור הגוף הראשון, הגוף הראשון עושה זאת בהצלחה הפיזיקלית המירבית.
 

vizini

New member
התבלבלת.

כוח הכובד הוא פיקציה מתמטית מוחלטת. מה שיש הוא רק תנועה גיאודזית בשדה הכבידה שיוצר הגוף השני. שדה הנוצר ע"י גוף הוא רק דוגמא אחת לשדה. יש משמעות גם לשדה ללא שום מקור, כלומר לשדה ללא גופים "טעונים". במקרה של השדה האלקרומגנטי, פתרונות כאלה למשוואות השדה נקראים מונופולים, אינסטנטונים וסוליטונים. יש עדיות גם לקיומם של דברים כאלה בטבע (סוליטונים נצפו בשדות זרימה). במקרים של שדות מסובכים מן השדה האלקטרומגנטי, בהם לשדה עצמו אינטראקציה עם עצמו, פתרונות אלה מקבלים יתר משמעות ותוקף. ואחרון אחרון חביב - גם החלקיקים, או אפילו הגופים המקרוסקופים יכולים להיחשב כפיקציה מתמטית של שדות פרמיונים. האלקטון כחלקיק למשל, יכול להיחשב כפיקציה מתמטית, כהפרעה בשדה האלקטרון.
 

טל ר

New member
מה יש ומה אין במציאות

מכיוון שאנו מנסים לתאר את המציאות באמצעות הפשטות מילוליות, לא ניתן לומר מה "יש" או מה "אין" במציאות, אלא במודל בלבד. כוח, שדה, גל, חלקיק - כולם אצלנו בראש ומתחת ידינו על הנייר (או הלוח, לבחירתכם). לפיכך, לומר על משהו שהוא "לא במציאות" זה אומנם נכון, אך לא תורם. הכל זה ה"כאילו" של המדענים.
 

Deathatred

New member
בפיסיקה הפוסט מודרנית

הכל מסתבך, למשל - אם השדה המגנטי הוא פיקציה מה תאמר על הפוטנציאל המגנטי הוקטורי? פיקציה? מסתבר שלא, קיימת תופעה בשם "אפשקט בוהם-אהרונוב" שבה נכרת השפעת הפוטנציאל הוקטורי גם במקום בו השדה האלקטרומגנטי הוא אפס.
 

Oren Oren

New member
גלים אלקטרומגנטים..

מזמן מזמן גילו ש... שדה חשמלי -שדה שנוצר ממטען נייח,ומשפיע על מטענים אחרים שדה מגנטי -שדה שנוצר ממטען בתנועה,ומשפיע על מטענים אחרים בתנועה התופעות נחשבו כלא קשורות אחת עם השנייה עד שהופיעו משוואות מכסוול וקישרו בין שני השדות. מבלי להכנס למתמתיקה שינוי שדה אחד יוצר שדה שני ולהיפך.כך ניתן ע"י זרם שנע הלוך ושוב במוליך,לייצר שדה חשמלי משתנה ,אשר יוצר שדה מגנטי וחוזר חלילה. צבעים שאנו רואים בחוש הראיה הם למעשה גלים אלקטרו מגנטיים בעלי אורך גל בסדר גודל של נאנו מטרים (אור צהוב אם אני זוכר נכון זה 550nm) אורן
 

CommandeRiker

New member
מהו מטען חשמלי?

אלקטרון? זה ממש לא הגיוני מה שאתה אומר..... מטען נייח הוא חשמלי?
 
למעלה