אקראיות באיזה רמה?

שו”תקטגוריה: תורה ומדעאקראיות באיזה רמה?
משה שאל לפני 3 שנים

שלום,
הבנתי שקיים המושג שהטבע הוא ביסודו אקראי ברמה הקוונטית.

  1. עד כמה זה הרמה הקוונטית? אלקטרון? פרוטון? אטום? מולקולה?
  2. האם אנחנו יכולים לזהות את האקראיות למשל באבולוציה? ברמת מוטציות? שינוי בגנוטיפ וכו’.
  3. מבחינת האבוגניזה קיימת אקראיות?
  4. ומבחינת בחירה חופשית ניתן לטעון שהנוירון הוא אקראי? [אני לא מתיימר לטעון שזה אומר שיש בחירה חופשית רק כלפי הכינוי].

תודה רבה פשוט לפי דעתי אחרת זה מחליש את הראיה הטלאולוגית. (אומנם משאיר את הראיה מן הfine tuning)

השאר תגובה

1 Answers
mikyab צוות ענה לפני 3 שנים

משה,

  1. עד מיקרון בערך, ובטמפרטורת החדר עוד הרבה פחות. הסקלות הביולוגיות הן הרבה יותר גדולות.
  2. למיטב הבנתי לא. ראה סעיף קודם.
  3. לא סביר. שרשרת חלבונית היא בסקלה מאד גדולה.
  4. אקראיות אינה בחירה. הסברתי זאת במאמר ובספר. מעבר לזה, נוירון גם הוא גדול מדיי בשביל תופעות קוונטיות.
משה הגיב לפני 3 שנים

איך זה הגיוני שיש הבדל בין הרמה הקוונטית ואחר כך זה מתאזן, הרי אם הכל אקראי כיצד זה מתאזן בסקאלות גבוהות?!

ב.
אני רואה שאלקטרון היא חצי ממיקרון 10^-15 , ואטום הוא גם פחות ממיקרון 10^-12
וכנ”ל מלקולה בסיסית. ככה שמספיק מס’ התרחשיות אקראיות ע”מ לבלגן את חומצת האמינו. ובכל תא חי קיימים כ-20 חומצת אמינו.

מיכי צוות הגיב לפני 3 שנים

ודאי תסלח לי אם לא אתן כאן קורס בפיסיקה ובסטטיסטיקה. יש המון דברים לא הגיוניים בעיני מי שלא מבין בתחום, וזה רק טבעי.

משה הגיב לפני 3 שנים

אוקיי אם המדען אומר.

זה מוסכם על כולם עכ”פ? כי ראתי למשל בנוגע לבחירה חופשית שקארל פופר מנסה לבנות על האקראיות של מכניקת הקוונטים.

מיכי צוות הגיב לפני 3 שנים

לא. יש כאלה שרצו לתלות את הבחירה החופשית בקוונטים. הסברתי במאמר ובספר מדוע הם טועים. אבל כולם מסכימים שאם יש הרבה התרחשויות אקראיות זה מוריד את ההשפעה שלהן ולא מעלה אותה (חוק המספרים הגדולים).

ישי הגיב לפני 3 שנים

ברור שאי אפשר לומר שמנגנון הבחירה החופשית הוא קוונטי, אבל אם הוא היה ברמה של תהליכים קוונטיים זה היה אומר שאין שם דטרמיניסטיות, ואז אפשר היה לטעון שיש שם בחירה חופשית ולא אקראיות אבל אי אפשר לראות את הבחירה החופשית הזו באופן אמפירי (אפשר לראות שההתפלגות של ההתנהגות היא כמו אקראית אבל זה ממילא נכון). כיוון שזה לא המצב, הבחירה החופשית מאלצת להאמין שהיא ניתנת לצפייה ברמה כלשהי, כלומר שבאמצעים מספיק מתוחכמים ניתן יהיה לראות במוח פעילות שמתרחשת נגד החוקים הפיסיקליים. נדמה לי שזה מה ש”יש כאלה שרצו” רצו להשיג, אבל כפי שאמרת לכאורה זה לא עובד כי הנוירונים גדולים מדי.

מיכי צוות הגיב לפני 3 שנים

לא מדויק. אם היא היתה בסקלה הרלוונטית זו היתה אקראיות, אבל גם אקראיות אינה בחירה חופשית. ההתפלגות קובעת את התוצאה. אם זה היה כך אז באופן עקרוני תורת הקוונטים היתה נופלת כי התוצאות לא היו מתפלגות לפי מה שהיא קובעת אלא לפי הבחירות של אנשים.

משה הגיב לפני 3 שנים

אכן הרב תורת הקוונטים יכולה להשפיע על סקאלות ביולגיות כך נראה ממכון דוידסון. כמו מוטציות. ולא כשיטת הרב.
מי צודק? ;)?

משה
ו’, 08/18/2017 – 11:03

…ייתכן שהסקאלות של מכניקת הקוונטים יכולים לגרום לכאלו שינויים [על האבוגינזה/מוטציות]?
או שמא הסקאלות של האקראיות הרבה יותר קטנות שיוכלו בכלל להשפיע על האבוגינזה/מוטציות? (בהסתברות הגיונית , בלי למצוא את החתול של שרדינגר או שכדור יעבור את הקיר)…

אבי סאייג
א’, 08/20/2017 – 09:20
העברתי

היי משה, העברתי את השאלה שלך לד”ר יוסי אלרן – שהוא מומחה גדול ממני בתחום מכניקת הקוונטים (אותו הוא חוקר עד היום) זו התשובה שכתב לי (לא יודע אם תרצה אותך 🙂 )
“באופן עקרוני תופעות קוונטיות בסקאלה מיזערית משפיעות בהחלט על סקאלות במקרו. למשל, הדואליות חלקיק-גל ביחד עם קריסת פונקצית הגל בהתערבות צופה, אחראים לתוצאות הנצפות (בעולם שלנו!) של ניסוי יאנג. מכניקת הקוונטים מסבירה את הספקטרום של כל החומרים וכו׳.
כמובן שזו שאלה פילוסופית מה ההבדל בין ״הסבר״ ל-״גורם״?
בהחלט יתכן שהסבר אפשרי לתופעת המוטציה שבסקאלה הביולוגית מקורה במכניקת הקוונטים. אבל כאמור יכול להיות גם שלא וטרם נמצא כזה. ההערה נכונה עבור כל תופעה לא מוסברת בעולם, כך שאין לה כל כך משמעות…”

http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%9E%D7%94%20%D7%9E%D7%94%D7%95%D7%AA%20%D7%94%D7%A7%D7%A9%D7%A8%20%D7%94%D7%9B%D7%99%D7%9E%D7%99%20%D7%A2%D7%9C%20%D7%A4%D7%99%20%D7%AA%D7%A4%D7%99%D7%A1%D7%AA%20%D7%9E%D7%9B%D7%A0%D7%99%D7%A7%D7%AA%20%D7%94%D7%A7%D7%95%D7%95%D7%A0%D7%98%D7%99%D7%9D%3F%20%D7%90%D7%A8%D7%99

מה הרב חושב?

מיכי צוות הגיב לפני 3 שנים

במחילה, זה חוסר הבנה. ברור שאנחנו רואים תופעות קוונטיות בסקלה מקרוסקופית (כמו ספקטרום של חומרים, תופעות של חצאי מוליכים וכדומה). מה שאנחנו לא רואים הוא תופעות של אקראיות או אי וודאות כמו בניסוי שני סדקים.
ניסוי יאנג הוא בכלל באופטיקה. המקבילה שלו באלקטרונים עוסקת באלקטרונים בודדים שזו סקלה קטנה דיה ולכן שם באמת רואים אי וודאות קוונטית (וגם שם זה רק אם יורדים לרזולוציות קטנטנות של מרחק). מעבר לזה, בניסוי דמוי יאנג הנסיין מכין את המערכת באופן מאד מכוון ומתוחכם כדי לקבל את התוצאה הקוונטית. זה יכול לקרות גם לחתול של שרדינגר, שכן גם שם מכינים ניסוי מעבדתי על ידי בני אדם שטורחים על כך מאד מאד (ובד”כ עדיין לא יצליחו). אבל לומר שבתהליכים שקורים באופן טבעי בטמפרטורת החדר בלי יד מכוונת יש תופעות קוונטיות של אי וודאות זה לדעתי חסר כל בסיס תיאורטי ומעשי (למעט על נוזלים ועל מוליכים, וגם שני החריגים האלו קורים בטמפרטורות הרבה יותר נמוכות). למיטב ידיעתי אין דבר כזה.

משה הגיב לפני 3 שנים

ראיתי היום שהתקבלה תשובה בעניין:

“התשובה בגוף התורה
תורת הקוונטים עוסקת בתופעות המעניינות המתרחשות בעולם הזעיר מאוד, ולכן ברור שצריך להסתכל על העולם הזעיר מאוד כדי לראות אותן. זו גם הסיבה שהתיאוריה לא נוצרה אלא במאה ה-20, כאשר מכשירי המדידה התפתחו במידה מספקת כדי לראות כל מיני תופעות מוזרות. כאמור אפילו צבע של חומרים המחוממים באש (ספקטרום של חומרים) הוא תופעה קוונטית שמשליכה על העולם הגדול, שעונים אטומיים עובדים למעשה על תופעה קוונטית – ושוב נמדדים בעולם המאקרו, הגדול. לגבי תופעות אי-וודאות קוונטית סטטיסטית – שמתרחשות בטמפרטורת החדר ללא מגע יד אדם יש ויש: למשל בגז אמוניה, צורת המולקולה היא כמין מטרייה או פירמידה, והיא כל הזמן עוברת היפוך – כמו מטרייה שמתהפכת ברוח. לפי חישובי האנרגיה הקלאסיים – היא לא אמורה לעשות זאת, מחסום האנרגיה הוא רב מדי, אבל אטום החנקן עובר מינהור קוונטי מצד לצד בין שני המצבים היציבים, זהו תהליך קוונטי הסתברותי: חלקיק שעובר דרך ‘קיר’ / מחסום שהוא לא אמור כלל לעבור בו, בהסתברות מסויימת של חלק מההתנגשויות. ראה כאן:
https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_inversion
שוב, כדי למדוד את זה אתה צריך ציוד מתוחכם, אבל אין כאן כל ניסוי עם תנאים מגבילים שנעשה על ידי אדם אלא תופעה קוונטית טבעית שמתרחשת כל הזמן ללא התערבות או תכנון אנושי בטמפרטורת החדר. (כך שזה סוגר את הנקודה ‘האם תופעות קוונטיות של אי וודאות מתרחשת בטמפרטורת החדר ללא יד מכוונת’).
לגבי השלכות של אי-וודאות על עולם המאקרו: אני אישית שמעתי לפני מספר שנים בהרצאה על אחת כזו מפי מדען ישראלי: ההרצאה עסקה בכלל בפולסים של ליזרים קצרים. כלומר לייזר שפועל לחלקיק קצר של שנייה (פיקו שנייה – כלומר אחת חלקי טריליון, ואפילו פמטו שנייה – אחת חלקי אלף טריליון), עכשיו לייזר אמור לפלוט אורך גל בודד טהור מאוד (אור רק בצבע אחד בלבד) – וכך המצב, אולם ברגע שהם ירדו לפולסים קצרים הם שמו לב לתופעה מוזרה: כאילו הלייזר ‘התקלקל’, והתחיל לפלוט אסופה רחבה של אורכי גל (נגיד – לא רק ירוק, אלא גם קצת צהוב וכחול). והסיבה היא קוונטית, עיקרון אי-הוודאות של הייזנברג שפתאום בא לידי ביטוי, ברגע שהפולס נהייה קצר בזמן בהכרח הוא נהייה רחב באנרגיה (בא לידי ביטוי בפליטת אורכי גל רבים).
בברכה
ד”ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע

מיכי צוות הגיב לפני 3 שנים

אנחנו חוזרים שוב ושוב לדוגמאות לא רלוונטיות. הזכרתי בדבריי תופעות של על נוזלים ועל מוליכים.
לא בדקתי את הדוגמה של גז אמוניה, אבל דומני שהוא מיוצר בתהליך הבר-בוש שהוא תהליך מוקפד שנעשה על ידי בני אדם. הוא הדין לגבי הפולסים של הלייזר. מדובר בתהליך מבוקר מאד שחי זמן קצר מאד (ואני מניח שבטמפרטורות שרחוקות מטמפרטורת החדר). לא תימלט מזה.
מעבר לזה, הוא עצמו אומר שכדי למדוד את זה צריך ציוד מתוחכם מאד. האם הזוג גרנט שמדד את התארכות מקורי הפרוש בגלפגוס השתמש במאיצי חלקיקים? ההשוואה המוזרה הזאת היא אבסורד גמור.

הפנית אותי לויקיפדיה. ראה מה כותבים שם על גז האמוניה:

For nitrogen inversion to occur:

  • the nitrogen atom must have one lone pair, and
  • both isomers must not be under significant strain
    (or at least their strain is comparable)

כפי שיודע כל פיסיקאי, תופעה קוונטית מקרוסקופית דורשת טווח קורלציה גדול מאד בין דרגות החופש המיקרוסקופיות. טווח כזה לא נוצר מעצמו באופן טבעי. זה פשוט לא קורה, ובוודאי לא בטמפרטורות החדר שהורסת את הקוהרנטיות הזאת, ובוודאי לא בלי מגע יד אדם.
אבל כל זה גם לא חשוב, מפני שגם אם תמצא מקרה כזה (ובינתיים ככל הידוע לי אף אחד לא מצא) מי שטוען שכל האבולוציה שסביבנו היא תוצאה של אקראיות קוונטית אינו יודע מה הוא שח. אנשים מחפשים אקראיות בנרות, ומשקיעים מיליארדים כדי לייצר אותה במעבדה (כמו הניסוי של החתול של שרדינגר), ובוודאי לא בטמפרטורת החדר. לשיטת הכותב, האקראיות הזאת מופיעה כל הזמן בכל העולם סביבנו, ממקורי הפרוש ועד זנבות הלטאה (גדלים הרבה יותר גדולים מתא בודד, ובוודאי ממולקולה בודדת). חתולי שרדינגר אופפים אותנו מכל עבר ולא שמנו לב. זה אבסורד גמור. אני חייב לומר שההזיה הזאת מבוססת על ספקולציה גדולה הרבה יותר מהספקולציה בדבר קיומו של בורא (אם כבר דיברנו על קנקני תה שמיימיים): לתזה השנייה אין אינדיקציה מדעית, אבל לראשונה כל האינדיקציות המדעיות אומרות שזה לא ייתכן ולא קיים. נפלאות דרכי האפולוגטיקה האתאיסטית.

מיכי צוות הגיב לפני 3 שנים

רק אזכיר עוד משהו, שאני לא טוען טיעון של god of the gaps, כלומר קיומו של אלוקים מפער בהבנה המדעית. הטיעון הפיסיקו-תיאולוגי נותר בתוקפו גם אם יימצא הסבר מדעי לכל התהליך האבולוציוני. לכן כל הדיון הזה לא רלוונטי במישור המהותי. במילים אחרות, זהו ויכוח מדעי ולא תיאולוגי.

השאר תגובה