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Ghost of Gravity

E 'stato un po' dal mio ultimo post. Stavo leggendo Zen e l'arte della manutenzione della motocicletta di nuovo solo ora, ed è venuto alla parte in cui Pirsig confronta credenze scientifiche e superstizioni. Ho pensato di parafrasare e condividere con i miei lettori. Ma è forse meglio prendere in prestito le sue stesse parole: “Le leggi della fisica e della logica — il sistema di numerazione — il principio della sostituzione algebrica. Questi sono fantasmi. Abbiamo appena crediamo in loro così bene che sembrano reali. Per esempio, sembra del tutto naturale presumere che la gravitazione e la legge di gravitazione esisteva prima Isaac Newton. Sarebbe suono nocciola pensare che fino al XVII secolo non vi era alcuna forza di gravità. Così, quando ha fatto questo inizio legge? E 'sempre esistito? Quello che sto guidando a è l'idea che prima dell'inizio della terra, prima si sono formati il ​​sole e le stelle, prima della generazione primordiale di qualsiasi cosa, la legge di gravità esisteva. Seduto lì, avendo massa propria, nessuna energia propria, non nella mente di nessuno perché non c'era nessuno, non nello spazio, perché non c'era spazio né, non ovunque…questa legge di gravità esisteva ancora? Se quella legge di gravità esisteva, Onestamente non so cosa una cosa deve fare per essere inesistente. Mi sembra che la legge di gravità ha superato ogni prova della non esistenza non vi è. Non si può pensare di un singolo attributo di inesistenza che quella legge di gravità non ha avuto. O un singolo attributo scientifica dell'esistenza che aveva. Eppure è ancora 'buon senso’ a credere che esistesse.

“Bene, Prevedo che se ci pensate abbastanza a lungo vi troverete girare in tondo e in tondo fino a quando finalmente raggiungere solo uno dei possibili, razionale, conclusione intelligente. La legge di gravità e la gravità in sé non esisteva prima di Isaac Newton. Nessun altra conclusione senso. E ciò significa che quella legge di gravità esiste da nessuna parte tranne che nella testa delle persone! E 'un fantasma! Siamo tutti noi molto arrogante e presuntuoso su che scende fantasmi di altre persone, ma altrettanto ignoranti e barbari e superstiziosi sulla nostra.”

[Questa citazione è da una versione online di Zen e l'arte della manutenzione della motocicletta.]

Only a Matter of Time

Although we speak of space and time in the same breath, they are quite different in many ways. Space is something we perceive all around us. We see it (piuttosto, objects in it), we can move our hand through it, and we know that if our knee tries to occupy the same space as, dire, the coffee table, it is going to hurt. In altre parole, we have sensory correlates to our notion of space, starting from our most precious sense of sight.

Time, d'altronde, has no direct sensory backing. And for this reason, it becomes quite difficult to get a grip over it. Che cosa è il tempo? We sense it indirectly through change and motion. But it would be silly to define time using the concepts of change and motion, because they already include the notion of time. The definition would be cyclic.

Assuming, for now, that no definition is necessary, let’s try another perhaps more tractable issue. Where does this strong sense of time come from? I once postulated that it comes from our knowledge of our demise — that questionable gift that we all possess. All the time durations that we are aware of are measured against the yardstick of our lifespan, perhaps not always consciously. I now wonder if this postulate is firm enough, and further ruminations on this issue have convinced me that I am quite ignorant of these things and need more knowledge. Ah.. only if I had more time. 🙂

Comunque, even this more restricted question of the origin of time doesn’t seem to be that tractable, Dopotutto. Physics has another deep problem with time. It has to do with the directionality. It cannot easily explain why time has a direction — an arrow, per così dire. This arrow does not present itself in the fundamental laws governing physical interactions. All the laws in physics are time reversible. The laws of gravity, electromagnetism or quantum mechanics are all invariant with respect to a time reversal. Vale a dire, they look the same with time going forward or backward. So they give no clue as to why we experience the arrow of time.

Ancora, we know that time, as we experience it, is directional. We can remember the past, but not the future. What we do now can affect the future, but not the past. If we play a video tape backwards, the sequence of events (like broken pieces of glass coming together to for a vase) will look funny to us. Tuttavia, if we taped the motion of the planets in a solar system, or the electron cloud in an atom, and played it backward to a physicist, he would not find anything funny in the sequences because the physical laws are reversible.

Physics considers the arrow of time an emergent property of statistical collections. To illustrate this thermodynamic explanation of time, let’s consider an empty container where we place some dry ice. After some time, we expect to see a uniform distribution of carbon dioxide gas in the container. Once spread out, we do not expect the gas in the container to coagulate into solid dry ice, no matter how long we wait. The video of CO2 spreading uniformly in the container is a natural one. Played backward, the sequence of the CO2 gas in the container congealing to solid dry ice in a corner would not look natural to us because it violates our sense of the arrow of time.

The apparent uniformity of CO2 in the container is due to the statistically significant quantity of dry ice we placed there. If we manage to put a small quantity, say five molecules of CO2, we can fully expect to see the congregation of the molecules in one location once in a while. Così, the arrow of time manifests itself as a statistical or thermodynamic property. Although the directionality of time seems to emerge from reversible physical laws, its absence in the fundamental laws does look less than satisfactory philosophically.

Half a Bucket of Water

We all see and feel space, but what is it really? Space is one of those fundamental things that a philosopher may consider an “intuition.” When philosophers look at anything, they get a bit technical. Is space relational, come in, defined in terms of relations between objects? A relational entity is like your family — you have your parents, siblings, spouse, kids etc. forming what you consider your family. But your family itself is not a physical entity, but only a collection of relationships. Is space also something like that? Or is it more like a physical container where objects reside and do their thing?

You may consider the distinction between the two just another one of those philosophical hairsplittings, but it really is not. What space is, and even what kind of entity space is, has enormous implications in physics. Per esempio, if it is relational in nature, then in the absence of matter, there is no space. Much like in the absence of any family members, you have no family. D'altronde, if it is a container-like entity, the space exists even if you take away all matter, waiting for some matter to appear.

E allora, you ask? Bene, let’s take half a bucket of water and spin it around. Once the water within catches on, its surface will form a parabolic shape — sai, centrifugal force, gravity, surface tension and all that. Ora, stop the bucket, and spin the whole universe around it instead. Lo so, it is more difficult. But imagine you are doing it. Will the water surface be parabolic? I think it will be, because there is not much difference between the bucket turning or the whole universe spinning around it.

Ora, let’s imagine that we empty the universe. There is nothing but this half-full bucket. Now it spins around. What happens to the water surface? If space is relational, in the absence of the universe, there is no space outside the bucket and there is no way to know that it is spinning. Water surface should be flat. (Infatti, it should be spherical, but ignore that for a second.) And if space is container-like, the spinning bucket should result in a parabolic surface.

Naturalmente, we have no way of knowing which way it is going to be because we have no way of emptying the universe and spinning a bucket. But that doesn’t prevent us from guessing the nature of space and building theories based on it. Newton’s space is container-like, while at their heart, Einstein’s theories have a relational notion of space.

Così, vedi, philosophy does matter.

Modellare i modelli,,en,La finanza matematica è costruita su un paio di presupposti,,en,Il più fondamentale di questi è quello sull'efficienza del mercato,,en,Dichiara che i prezzi di mercato di ogni bene sono equi,,en,e i prezzi contengono tutte le informazioni disponibili sul mercato,,en,non è possibile raccogliere ulteriori informazioni effettuando ricerche o analisi tecniche,,en,o effettivamente qualsiasi modellazione,,en,Se questa ipotesi non si risolve,,en,allora l'edificio dei quanti costruito su di esso si sgretolerà,,en,Alcuni potrebbero addirittura dire che si è sgretolato,,en,Sappiamo che questa ipotesi non è del tutto giusta,,en,Se fosse,,en,non ci sarebbero opportunità di arbitraggio transitorio,,en,Ma anche a un livello più fondamentale,,en,l'ipotesi ha una giustificazione incerta,,en

Mathematical finance is built on a couple of assumptions. The most fundamental of them is the one on market efficiency. It states that the market prices every asset fairly, and the prices contain all the information available in the market. In altre parole, you cannot glean any more information by doing any research or technical analysis, or indeed any modeling. If this assumption doesn’t pan out, then the quant edifice we build on top of it will crumble. Some may even say that it did crumble in 2008.

We know that this assumption is not quite right. If it was, there wouldn’t be any transient arbitrage opportunities. But even at a more fundamental level, the assumption has shaky justification. La ragione per cui il mercato è efficiente è che i professionisti traggono vantaggio da ogni piccola opportunità di arbitraggio,,en,i mercati sono efficienti perché non sono così efficienti a un livello transitorio,,en,Mark Joshi,,en,nel suo libro rispettato,,en,I concetti e la pratica della finanza matematica,,en,sottolinea che Warren Buffet ha fatto un pacco di soldi rifiutandosi di accettare l'ipotesi dell'efficienza del mercato,,en,la debole forma dell'efficienza del mercato avviene perché ci sono migliaia di aspiranti a buffet che tengono gli occhi incollati ai nastri del ticker,,en,aspettando che emergano errori di valutazione sfuggenti,,en,Dato che le carriere quantistiche,,en,e letteralmente trilioni di dollari,,en,sono costruiti sulla base di questa assunzione,,en,dobbiamo fare questa domanda fondamentale,,en,È saggio fidarsi di questa ipotesi,,en,Ci sono dei limiti,,en. In altre parole, the markets are efficient because they are not so efficient at some transient level.

Mark Joshi, in his well-respected book, “The Concepts and Practice of Mathematical Finance,” points out that Warren Buffet made a bundle of money by refusing to accept the assumption of market efficiency. Infatti, the weak form of market efficiency comes about because there are thousands of Buffet wannabes who keep their eyes glued to the ticker tapes, waiting for that elusive mispricing to show up.

Given that the quant careers, and literally trillions of dollars, are built on the strength of this assumption, we have to ask this fundamental question. Is it wise to trust this assumption? Are there limits to it?

Prendiamo un'analogia dalla fisica,,en,Ho questo bicchiere d'acqua sulla mia scrivania ora,,en,Acqua naturale,,en,in assenza di turbolenze,,en,ha una superficie piatta,,en,Sappiamo tutti perché,,en,gravità e tensione superficiale e tutto il resto,,en,Ma sappiamo anche che le molecole nell'acqua sono in movimento casuale,,en,in conformità con lo stesso processo Browniano che abbiamo prontamente adottato nel nostro mondo quant,,en,Una possibile configurazione casuale è che metà delle molecole si muove,,en,a sinistra,,en,e l'altra metà a destra,,en,in modo che la quantità di moto netta sia zero,,en,Se ciò accade,,en,il vetro sulla mia scrivania si romperà e farà un casino terribile,,en,Ma non abbiamo sentito parlare di disastri così spontanei,,en,da qualcuno diverso dai nostri figli,,en,questo è.,,en,La domanda quindi è,,en. I have this glass of water on my desk now. Still water, in the absence of any turbulence, has a flat surface. We all know why – gravity and surface tension and all that. But we also know that the molecules in water are in random motion, in accordance with the same Brownian process that we readily adopted in our quant world. One possible random configuration is that half the molecules move, dire, to the left, and the other half to the right (so that the net momentum is zero).

If that happens, the glass on my desk will break and it will make a terrible mess. But we haven’t heard of such spontaneous messes (from someone other than our kids, that is.)

The question then is, possiamo accettare l'ipotesi sulla prevedibilità della superficie dell'acqua anche se sappiamo che il movimento sottostante è irregolare e casuale,,en,Sto cercando di fare un'analogia piuttosto ingegnosa con l'ipotesi sull'efficienza del mercato, nonostante le irregolarità transitorie.,,en,La risposta è assolutamente si,,en,prendiamo per scontata la planarità delle superfici liquide, dalle inutili pompe e sifoni dei nostri libri di fisica delle scuole elementari fino alle dighe e ai progetti idroelettrici,,en,Quindi di cosa sto cavillando?,,en,Perché cerco sulla possibilità di basi incerte,,en,Ho due ragioni,,en,Uno è la questione della scala,,en,Nel nostro esempio di planarità della superficie vs,,en,movimento casuale,,en,abbiamo guardato una collezione molto grande,,en,attraverso il teorema del limite centrale e la meccanica statistica,,en? (I am trying to make a rather contrived analogy to the assumption on market efficiency despite the transient irregularities.) The answer is a definite yes. Naturalmente, we take the flatness of liquid surfaces for granted in everything from the useless lift-pumps and siphons of our grade school physics books all the way to dams and hydro-electric projects.

So what am I quibbling about? Why do I harp on the possibility of uncertain foundations? I have two reasons. One is the question of scale. In our example of surface flatness vs. random motion, we looked at a very large collection, dove, through the central limit theorem and statistical mechanics, non ci aspettiamo altro che un comportamento regolare,,en,Se stavo studiando,,en,come un singolo virus si propaga attraverso il flusso sanguigno,,en,Non dovrei fare alcuna ipotesi sulla regolarità nel comportamento delle molecole d'acqua,,en,Questa questione di scala si applica anche alla finanza quantitativa,,en,Stiamo operando alla giusta scala per ignorare l'instabilità dell'ipotesi di efficienza del mercato,,en,La seconda ragione per diffidare dei modelli di pricing è molto più insidiosa,,en,Fammi vedere se riesco a presentarlo piuttosto drammaticamente usando il mio esempio del bicchiere d'acqua,,en,Supponiamo di creare un modello per la planarità della superficie dell'acqua,,en,e le piccole increspature su di esso come perturbazioni o qualcosa del genere,,en,Quindi procediamo ad usare questo modello per estrarre piccole quantità di energia dalle increspature,,en. If I was studying, per esempio, how an individual virus propagates through the blood stream, I shouldn’t make any assumptions on the regularity in the behavior of water molecules. This matter of scale applies to quantitative finance as well. Are we operating at the right scale to ignore the shakiness of the market efficiency assumption?

The second reason for mistrusting the pricing models is a far more insidious one. Let me see if I can present it rather dramatically using my example of the tumbler of water. Suppose we make a model for the flatness of the water surface, and the tiny ripples on it as perturbations or something. Then we proceed to use this model to extract tiny amounts of energy from the ripples.

Il fatto che stiamo usando il modello influisce sulla planarità o sulla natura delle increspature,,en,influenzando le ipotesi sottostanti del modello,,en,immagina che un gran numero di persone stia usando lo stesso modello per estrarre più energia possibile da questo bicchiere d'acqua,,en,La mia impressione è che creerà oscillazioni su larga scala,,en,forse generando configurazioni che fanno davvero rompere il vetro e fare un casino,,en,Scontando il fatto che questa intuizione ha le sue radici più nel caos finanziario che si è materializzato spontaneamente piuttosto che in qualsiasi argomento di fisica solida,,en,possiamo ancora vedere che grandi fluttuazioni sembrano effettivamente aumentare l'energia che può essere estratta,,en,grandi fluttuazioni,,en,e i cigni neri,,en,può effettivamente essere un effetto collaterale della modellazione,,en,Dinamiche di gruppo,,en, affecting the underlying assumptions of the model. Ora, imagine that a large number of people are using the same model to extract as much energy as they can from this glass of water. My hunch is that it will create large scale oscillations, perhaps generating configurations that do indeed break the glass and make a mess. Discounting the fact that this hunch has its root more in the financial mess that spontaneously materialized rather than any solid physics argument, we can still see that large fluctuations do indeed seem to increase the energy that can be extracted. Allo stesso modo, large fluctuations (and the black swans) may indeed be a side effect of modeling.

Change the Facts

There is beauty in truth, and truth in beauty. Where does this link between truth and beauty come from? Naturalmente, beauty is subjective, and truth is objective — or so we are told. It may be that we have evolved in accordance with the beautiful Darwinian principles to see perfection in absolute truth.

The beauty and perfection I’m thinking about are of a different kind — those of ideas and concepts. Talvolta, you may get an idea so perfect and beautiful that you know it has to be true. This conviction of truth arising from beauty may be what made Einstein declare:

But this conviction about the veracity of a theory based on its perfection is hardly enough. Einstein’s genius really is in his philosophical tenacity, his willingness to push the idea beyond what is considered logical.

Let’s take an example. Let’s say you are in a cruising airplane. If you close the windows and somehow block out the engine noise, it will be impossible for you to tell whether you are moving or not. This inability, when translated to physics jargon, becomes a principle stating, “Physical laws are independent of the state of motion of the experimental system.”

The physical laws Einstein chose to look at were Maxwell’s equations of electromagnetism, which had the speed of light appearing in them. For them to be independent of (or covariant with, per essere più precisi) motion, Einstein postulated that the speed of light had to be a constant regardless of whether you were going toward it or away from it.

Ora, I don’t know if you find that postulate particularly beautiful. But Einstein did, and decided to push it through all its illogical consequences. For it to be true, space has to contract and time had to dilate, and nothing could go faster than light. Einstein said, bene, così sia. That is the philosophical conviction and tenacity that I wanted to talk about — the kind that gave us Special Relativity about a one hundred years ago.

Want to get to General Relativity from here? Simple, just find another beautiful truth. Here is one… If you have gone to Magic Mountain, you would know that you are weightless during a free fall (best tried on an empty stomach). Free fall is acceleration at 9.8 m/s/s (o 32 ft/s/s), and it nullifies gravity. So gravity is the same as acceleration — voila, another beautiful principle.

World line of airplanesIn order to make use of this principle, Einstein perhaps thought of it in pictures. What does acceleration mean? It is how fast the speed of something is changing. And what is speed? Think of something moving in a straight line — our cruising airplane, per esempio, and call the line of flight the X-axis. We can visualize its speed by thinking of a time T-axis at right angles with the X-axis so that at time = 0, the airplane is at x = 0. At time t, it is at a point x = v.t, if it is moving with a speed v. So a line in the X-T plane (called the world line) represents the motion of the airplane. A faster airplane would have a shallower world line. An accelerating airplane, pertanto, will have a curved world line, running from the slow world line to the fast one.

So acceleration is curvature in space-time. And so is gravity, being nothing but acceleration. (I can see my physicist friends cringe a bit, but it is essentially true — just that you straighten the world-line calling it a geodesic and attribute the curvature to space-time instead.)

The exact nature of the curvature and how to compute it, though beautiful in their own right, are mere details, as Einstein himself would have put it. Dopotutto, he wanted to know God’s thoughts, not the details.

L'Unreal Universe – Rivisto

The Straits Times

pback-cover (17K)Il quotidiano nazionale di Singapore, Straits Times, loda lo stile leggibile e la conversazione utilizzato in L'Unreal Universe e raccomanda a chiunque voglia conoscere la vita, l'universo e tutto.

Wendy Lochner

Chiamata L'Unreal Universe una buona lettura, Wendy dice, “E 'ben scritto, molto chiaro da seguire per il non specialista.”

Bobbie Natale

Descrivendo L'Unreal Universe come “un libro così perspicace e intelligente,” Bobbie dice, “Un libro per pensare laici, questo leggibile, pensiero stimolante opera offre una nuova prospettiva sulla nostra definizione di realtà.”

M. S. Chandramouli

M. S. Chandramouli graduated from the Indian Institute of Technology, Madras in 1966 and subsequently did his MBA from the Indian Institute of Management, Ahmedabad. After an executive career in India and Europe covering some 28 years he founded Surya International in Belgium through which he now offers business development and industrial marketing services.

Here is what he says about L'Unreal Universe:

“The book has a very pleasing layout, with the right size of font and line spacing and correct content density. Great effort for a self-published book!”

“The impact of the book is kaleidoscopic. The patterns in one reader’s mind (mine, distante) shifted and re-arranged themselves with a ‘rustling noise’ more than once.””The author’s writing style is remarkably equidistant from the turgid prose of Indians writing on philosophy or religion and the we-know-it-all style of Western authors on the philosophy of science.”

“There is a sort of cosmic, background ‘Eureka!’ that seems to suffuse the entire book. Its central thesis about the difference between perceived reality and absolute reality is an idea waiting to bloom in a million minds.”

“The test on the ‘Emotionality of Faith,’ Pagina 171, was remarkably prescient; it worked for me!”

“I am not sure that the first part, which is essentially descriptive and philosophical, sits comfortably with the second part with its tightly-argued physics; if and when the author is on his way to winning the argument, he may want to look at three different categories of readers – the lay but intelligent ones who need a degree of ‘translation,’ the non-physicist specialist, and the physicist philosophers. Market segmentation is the key to success.”

“I think this book needs to be read widely. I am making a small attempt at plugging it by copying this to my close friends.”

Steven Bryant

Steven is a Vice President of Consulting Services for Primitive Logic, a premier Regional Systems Integrator located in San Francisco, California. He is the author of The Relativity Challenge.

“Manoj views science as just one element in the picture of life. Science does not define life. But life colors how we understand science. He challenges all readers to rethink their believe systems, to question what they thought was real, to ask “why”? He asks us to take off our “rose colored glasses” and unlock new ways of experiencing and understanding life. This thought provoking work should be required reading to anyone embarking on a new scientific journey.”

“Manoj’s treatment of time is very thought provoking. While each of our other senses – sight, suono, smell, taste and touch – are multi-dimensional, time appears to be single dimensional. Understanding the interplay of time with our other senses is a very interesting puzzle. It also opens to door to the existence possibilities of other phenomena beyond our know sensory range.”

“Manoj’s conveys a deep understanding of the interaction of our physics, human belief systems, perceptions, experiences, and even our languages, on how we approach scientific discovery. His work will challenge you to rethink what you think you know is true.”

“Manoj offers a unique perspective on science, percezione, and reality. The realization that science does not lead to perception, but perception leads to science, is key to understanding that all scientific “facts” are open for re-exploration. This book is extremely thought provoking and challenges each reader the question their own beliefs.”

“Manoj approaches physics from a holistic perspective. Physics does not occur in isolation, but is defined in terms of our experiences – both scientific and spiritual. As you explore his book you’ll challenge your own beliefs and expand your horizons.”

Blogs and Found Online

From the Blog Through The Looking Glass

“This book is considerably different from other books in its approach to philosophy and physics. It contains numerous practical examples on the profound implications of our philosophical viewpoint on physics, specifically astrophysics and particle physics. Each demonstration comes with a mathematical appendix, which includes a more rigorous derivation and further explanation. The book even reins in diverse branches of philosophy (e.g. thinking from both the East and the West, and both the classical period and modern contemporary philosophy). And it is gratifying to know that all the mathematics and physics used in the book are very understandable, and thankfully not graduate level. That helps to make it much easier to appreciate the book.”

From the Hub Pages

Calling itself “An Honest Review of L'Unreal Universe,” this review looks like the one used in Straits Times.

I got a few reviews from my readers through email and online forums. I have compiled them as anonymous reviews in the next page of this post.

Click on the link below to visit the second page.

The Big Bang Theory – Part II

After reading a paper by Ashtekar on quantum gravity and thinking about it, I realized what my trouble with the Big Bang theory was. It is more on the fundamental assumptions than the details. I thought I would summarize my thoughts here, more for my own benefit than anybody else’s.

Classical theories (including SR and QM) treat space as continuous nothingness; hence the term space-time continuum. In questa visione, objects exist in continuous space and interact with each other in continuous time.

Although this notion of space time continuum is intuitively appealing, it is, at best, incomplete. Consider, per esempio, a spinning body in empty space. It is expected to experience centrifugal force. Now imagine that the body is stationary and the whole space is rotating around it. Will it experience any centrifugal force?

It is hard to see why there would be any centrifugal force if space is empty nothingness.

GR introduced a paradigm shift by encoding gravity into space-time thereby making it dynamic in nature, rather than empty nothingness. Così, mass gets enmeshed in space (e il tempo), space becomes synonymous with the universe, and the spinning body question becomes easy to answer. Sì, it will experience centrifugal force if it is the universe that is rotating around it because it is equivalent to the body spinning. E, non, it won’t, if it is in just empty space. Ma “empty space” doesn’t exist. In the absence of mass, there is no space-time geometry.

Così, naturalmente, before the Big Bang (if there was one), there couldn’t be any space, nor indeed could there be any “before.” Note, tuttavia, that the Ashtekar paper doesn’t clearly state why there had to be a big bang. The closest it gets is that the necessity of BB arises from the encoding of gravity in space-time in GR. Despite this encoding of gravity and thereby rendering space-time dynamic, GR still treats space-time as a smooth continuum — a flaw, according to Ashtekar, that QG will rectify.

Ora, if we accept that the universe started out with a big bang (and from a small region), we have to account for quantum effects. Space-time has to be quantized and the only right way to do it would be through quantum gravity. Through QG, we expect to avoid the Big Bang singularity of GR, the same way QM solved the unbounded ground state energy problem in the hydrogen atom.

What I described above is what I understand to be the physical arguments behind modern cosmology. The rest is a mathematical edifice built on top of this physical (or indeed philosophical) fondazione. If you have no strong views on the philosophical foundation (or if your views are consistent with it), you can accept BB with no difficulty. Sfortunatamente, I do have differing views.

My views revolve around the following questions.

These posts may sound like useless philosophical musings, but I do have some concrete (and in my opinion, important) results, listed below.

There is much more work to be done on this front. But for the next couple of years, with my new book contract and pressures from my quant career, I will not have enough time to study GR and cosmology with the seriousness they deserve. I hope to get back to them once the current phase of spreading myself too thin passes.

Caos e incertezza

L'ultimo paio di mesi nel settore finanziario può essere riassunta in due parole — il caos e l'incertezza. La pertinenza di questa descrizione laconica è fin troppo evidente. La crisi dei sub-prime in cui ognuno perde, i movimenti dei prezzi delle materie prime da capogiro, la sindrome slip rosa, i busti bancari spettacolari e le gigantesche salvataggi tutto garantire per esso.

Il crollo finanziario è un tema così ricco di motivi e ramificazioni in modo generale che tutti i giornalisti che si rispetti saranno negligente di lasciare scivolare. Dopotutto, un giornalista che tiene le sue opinioni per sé è un giornalista solo nella sua immaginazione. Anche Voglio condividere le mie opinioni sulle cause e gli effetti di questo fermento che è sicuro di influenzare la nostra vita in modo più diretto di chiunque altro è, ma forse in un prossimo.

Il caos e l'incertezza voglio parlare sono di diverso tipo — il tipo di fisica. I termini caos e l'incertezza hanno una diversa e specifici significati in fisica. Come questi significati si applicano al mondo della finanza è ciò che questa colonna è di circa.

Simmetrie e modelli

I fisici sono uno strano gruppo. Cercano e trovano simmetrie e modelli dove non esiste. Ricordo che una volta, quando il nostro professore brillante, Lee Smolin, ha descritto a noi come la Terra potrebbe essere considerato un organismo vivente. Usando argomenti penetranti e articolazione modulata con precisione, Lee ha fatto una ragione convincente che la Terra, infatti, soddisfatto tutte le condizioni di essere un organismo. Il punto di vista di Lee non era tanto se la Terra era letteralmente vivo, ma che il pensiero di come un organismo era un modello intellettuale valida. Una volta che noi rappresentiamo la Terra in quel modello, possiamo usare i modelli di competenza dell'organismo di trarre ulteriori previsioni o conclusioni.

Ampliando questo modello, Recentemente ho pubblicato una colonna che presenta il riscaldamento globale come un attacco di febbre causata da un virus (noi esseri umani) su questo organismo ospite. Non abbiamo saccheggiare le materie prime del nostro pianeta con lo stesso abbandono con cui un virus usurpa il materiale genetico del suo ospite? Oltre a febbre, sintomi tipici virali includono piaghe e vesciche, nonché. Guardando le città e altre ferite agli occhi che hanno sostituito le foreste incontaminate e altri paesaggi naturali, non è difficile immaginare che siamo davvero infliggendo atrocità fetide al nostro ospite Terra. Non possiamo pensare ai nostri fogne della città e l'aria inquinata come puzzolente, stillicidio ulcere sul suo corpo?

Mentre queste analogie possono sembrare inverosimile, abbiamo importato le idee altrettanto lontani dalla fisica alla finanza matematica. Perché sarebbe immagazzinare i prezzi si comportano qualcosa come un random walk, a meno che non vogliamo prendere le parole di Bush (che “Wall Street si ubriacò”) letteralmente? Ma sul serio, Moto browniano è stata un modello di grande successo che abbiamo preso in prestito dalla fisica. Di nuovo, una volta che accettiamo che il modello è simile tra le molecole sempre urtato intorno ei movimenti dei prezzi azionari, il macchinario matematico formidabile e intuizioni fisiche disponibili in un fenomeno possono essere portati a sopportare, dall'altro.

Guardando il panorama finanziario caotico ora, Mi chiedo se la fisica ha altri spunti da offrire in modo che possiamo anatra e schivare, come necessario in futuro. Tra i molti principi della fisica, caos sembra un concetto così naturale da applicare alla situazione attuale. Ci sono lezioni da trarre dal caos e non lineari dinamiche che siamo in grado di fare uso di? Può essere che è principio di indeterminazione di Heisenberg che contiene nuove intuizioni.

Forse ho scelto questi concetti come risposta linguistica o emotiva ai problemi sconcertanti che dobbiamo affrontare ora, ma diamo un'occhiata a loro in qualsiasi modo. Non è come i poteri forti hanno nulla di meglio da offrire, è?

Caos Ovunque

In fisica, il caos è generalmente descritta come la nostra incapacità di prevedere l'esito di esperimenti con arbitrariamente vicini condizioni iniziali. Per esempio, provare a bilanciare la vostra matita sulla punta. Chiaramente, non sarà in grado di, e la matita atterrerà sul tuo desktop. Ora, notare questa linea lungo la quale cade, e ripetere l'esperimento. Indipendentemente da come si corrispondono da vicino le condizioni iniziali (di come si tiene e bilanciare la matita), il risultato (la linea lungo la quale cade) è praticamente casuale. Anche se questo può sembrare casualità naturale per noi — Dopotutto, abbiamo cercato di bilanciare le matite sulla punta fin da quando eravamo quattro, se gli sforzi di mio figlio sono tutto da seguire — è davvero strano che non possiamo portare le condizioni iniziali abbastanza vicino per essere sicuri del risultato.

Anche estraneo è il fatto che la casualità simile si presenta in sistemi che non sono abbastanza fisico come matite o esperimenti. Prendere, per esempio, il fenomeno socio-economico della globalizzazione, che posso descrivere come segue, certamente con una quantità incredibile di semplificazione eccessiva. Molto tempo fa,, abbiamo usato per barattare prodotti agricoli e lattiero-caseari con i nostri vicini — dire, un paio di uova per un litro (o è stata pinta?) di latte. Il nostro interesse egoistico garantito un certo livello di onestà. Noi non vogliamo essere picchiato per l'aggiunta di vernice bianca per il latte, per esempio. In questi giorni, grazie alla globalizzazione, le persone non vedono i loro clienti. Una società acquista il latte da un contadino, aggiunge dio sa cosa, fa polvere e altre sostanze chimiche assortiti in fabbriche automatizzate e navi loro di Nuova Zelanda e il Perù. L'assenza di un volto umano nella catena di fornitura e nel flusso dei risultati di denaro in un comportamento sempre più senza scrupoli.

Aumentare il caos può essere visto in forma di violenza fluttuanti concentrazioni di ricchezza e fortuna, crescente ampiezza e la frequenza dei cicli di boom e bust, esplosione esponenziale di innovazione e di adattamento cicli tecnologici, e il ritmo accelerato di paradigma sposta in tutti gli aspetti della nostra vita.

E 'una cosa da dire che le cose stanno caotico, un'altra cosa per sfruttare questa intuizione e fare qualcosa di utile con esso. Io non pretendo che posso prevedere il futuro, anche se (piuttosto, soprattutto se) Potrei. Tuttavia, mi permetta di mostrare un possibile approccio con il caos.

Uno degli esempi classici di caos è il passaggio da un normale, flusso laminare di un fluido ad una caotica, flusso turbolento. Per esempio, quando si apre un rubinetto lentamente, se lo si fa con attenzione, si può avere una bella bella colonna continua di acqua, più spessa nella parte superiore più sottile e allungato in prossimità del fondo. La forza di gravità è stiramento, e le forze di coesione sono forze di tensione superficiale e inter-molecolari. Come si apre ancora di più il rubinetto, increspature cominciano ad apparire sulla superficie della colonna che, a tassi più elevati di flusso, lacerare la colonna in completo caos.

In un flusso laminare, forze macroscopiche tendono ad appianare le irregolarità microscopiche. Come la gravità e la tensione superficiale nel nostro esempio rubinetto, abbiamo analoghi delle forze macroscopiche nella finanza. La forza di stretching è probabilmente l'avidità, e quelli coesivi sono mercati efficienti.

C'è un ricco framework matematico disposizione per descrivere il caos. Usando questo quadro, Ho il sospetto che si può prevedere l'incidenza e l'intensità dei tumulti finanziari, anche se non la loro natura e le cause. Tuttavia, Io non sono sicuro che un tale previsione è utile. Immaginate se ho scritto due anni fa che in 2008, ci sarebbe stata una crisi finanziaria con conseguente circa un trilione di dollari di perdite. Anche se la gente mi crede, sarebbe hanno aiutato?

L'utilità è una cosa, ma i fisici e matematici trarre piacere anche da bocconcini inutili di conoscenza. Ciò che è interessante l'esempio del rubinetto flusso è questo: se si seguono i progressi due molecole di acqua a cominciare la loro carriera abbastanza vicini l'uno all'altro, nel caso laminare, troverete che finiscono praticamente uno accanto all'altro. Ma una volta che il flusso diventa turbolento, non ci sta dicendo dove le molecole finiranno. Allo stesso modo, nella finanza, supponiamo due banche partono all'incirca dalla stessa posizione — dire Bear Stearns e Lehman. In condizioni normali, condizioni laminari, i loro prezzi delle azioni sarebbero tracciare modelli simili. Ma durante una turbolenza finanziaria, finiscono in totalmente diversi cestini della storia, come abbiamo visto.

Se intere istituzioni finanziarie sono gettati in giro in percorsi incerti nei momenti caotici, immaginare dove due impiegati all'incirca simili potrebbero finire. In altre parole, non mi sento male se si ottiene un lapsus rosa. Ci sono forze ben oltre il vostro controllo in gioco qui.

Principio di indeterminazione in Finanza Quantitativa

Il principio di indeterminazione di Heisenberg è forse il secondo tema più popolare dalla fisica che ha catturato l'immaginazione del pubblico. (Il primo, naturalmente, è di Einstein E = mc2.) Dice qualcosa di apparentemente semplice — è possibile misurare due proprietà complementari di un sistema solo in una certa precisione. Per esempio, se si tenta di capire dove un elettrone è (misurare la sua posizione, distante) più precisamente, la sua velocità diventa progressivamente più incerto (o, la misurazione della quantità di moto diventa imprecisa).

Quantitative finance ha una controparte naturale per il principio di indeterminazione — rischi e benefici. Quando si tenta di ridurre al minimo i rischi, i premi stessi vanno giù. Se coprire completamente tutti i rischi, si ottiene restituisce solo privi di rischio. Poiché il rischio è lo stesso del incertezza ricompense, il rapporto rischio-rendimento non è proprio la stessa come il principio di indeterminazione (che, come descritto nella casella, offerte con variabili complementari), ma è abbastanza vicino a disegnare alcuni parallelismi.

Per collegare il principio di indeterminazione quantistica alla finanza quantitativa, diamo un'occhiata alla sua interpretazione come risultati osservazione che alterano. Ha modellazione influisce quanti soldi si può fare di un prodotto? Questa è una domanda trabocchetto. La risposta potrebbe sembrare ovvia a prima vista. Naturalmente, se siamo in grado di comprendere e modellare un prodotto perfettamente, possiamo prezzo giusto e si aspettano di raccogliere i risultati sani. Così, sicuro, modellazione colpisce l'equazione rischio-rendimento.

Ma, un modello è solo buono come i suoi presupposti. E l'ipotesi più fondamentale in qualsiasi modello è che il mercato è efficiente e liquido. La validità di questa ipotesi (o la mancanza di) è esattamente ciò che fece precipitare la crisi finanziaria. Se il nostro sforzo di modellazione in realtà cambia le ipotesi sottostanti (di solito in termini di liquidità o di efficienza del mercato), dobbiamo prestare molta attenzione alla equivalente quant del principio di indeterminazione.

Guardate in questo modo — uno schema a piramide è un fare soldi modello perfettamente valido, ma basato su una sfortunata ipotesi sul numero infinito di idioti sul fondo della piramide. (Venendo a pensarci bene, il presupposto alla base della crisi dei sub-prime, anche se più sofisticato, Non può essere stato molto diverso.) Ipotesi piramide simili possono essere visti in regimi di sicurezza sociale, anche. Sappiamo che le ipotesi piramide non sono corrette. Ma a che punto fare essi diventano abbastanza corretto per noi per cambiare il modello?

C'è un presupposto ancora più insidiosa in utilizzando modelli — che noi siamo gli unici che li utilizzano. Al fine di fare una strage in un mercato, dobbiamo sempre sapere un po 'di più rispetto al resto di loro. Una volta che tutti inizia a utilizzare lo stesso modello, Penso che i rendimenti precipiterà a livelli privi di rischio. Perché altrimenti pensi che continuiamo a inventare sempre più complessi esotiche?

Riassumendo…

L'attuale crisi finanziaria è stato attribuito a molte cose. Una teoria preferito è stato che è stato portato da l'avidità di Wall Street — la cosiddetta privatizzazione dei profitti e la socializzazione delle perdite. sistemi di incentivazione distorta in modo tale da favorire l'assunzione di rischi e la gestione del rischio limite deve prendere almeno una parte della colpa. Una visione più temperato riguarda l'agitazione a causa di un guasto gestione del rischio o una lacuna normativa.

Questa colonna presenta la mia opinione personale che l'agitazione è la conseguenza inevitabile dell'interazione tra forze opposte nei mercati finanziari — rischi e ricompense, la speculazione e la regolamentazione, l'assunzione di rischi e la gestione del rischio e così via. Nella misura in cui la propensione al rischio di un istituto finanziario è attuato attraverso un conflitto tra tali forze opposte, queste crisi non possono essere evitati. Peggio, l'intensità e la frequenza dei crolli simili sono destinati ad aumentare il volume delle transazioni aumenta. Questa è la conclusione inevitabile di dinamiche non lineari. Dopotutto, tale turbolenza è sempre esistita nell'economia reale nei bracci e busti ciclici di forma. Nelle economie di libero mercato, forze egoismo ei conflitti inerenti tra interessi egoistici forniscono l'allungamento e coese, ponendo le basi per turbolenza caotica.

Fisica è sempre stata una fonte di talenti e di idee per la finanza quantitativa, proprio come la matematica fornisce un ricco insieme di strumenti per la fisica. Nel suo libro, Sogni di una teoria finale, Premio Nobel fisico vincente Steven Weinberg meraviglia alla straordinaria capacità della matematica di anticipare le esigenze di fisica. Allo stesso modo, quants possono ammirare la capacità della fisica a venire con fenomeni e principi che possono essere applicati direttamente al nostro campo. Per me, sembra che il repertorio della fisica detiene un paio di gemme che siamo in grado di utilizzare e sfruttare.

Scatola: Principio di indeterminazione di Heisenberg

Da dove viene questo principio famosa provengono da? E 'considerato una domanda oltre i regni della fisica. Prima di poter porre la domanda, dobbiamo esaminare ciò che il principio dice davvero. Qui ci sono alcune possibili interpretazioni:

  • Posizione e quantità di moto di una particella sono intrinsecamente interconnesso. Come si misura la quantità di moto in modo più accurato, il tipo di particella “diffonde fuori,” come il personaggio di George Gamow, Sig.. Tompkins, mette. In altre parole, è solo una di quelle cose; il modo in cui funziona il mondo.
  • Quando misuriamo la posizione, di non disturbare lo slancio. Le nostre sonde di misura sono “troppo grasso,” per così dire. Come si aumenta la precisione di posizione (da splendente luce di lunghezze d'onda più corte, per esempio), di non disturbare il momento più (perché la luce di lunghezza d'onda più corta ha una maggiore energia / momento).
  • Strettamente correlata a questa interpretazione è una visione che il principio di indeterminazione è un limite percettivo.
  • Possiamo anche pensare al principio di indeterminazione come un limite cognitivo se si considera che una futura teoria potrebbe superare tali limiti.

Il primo punto di vista è più popolare ed è legato alla cosiddetta interpretazione di Copenhagen della meccanica quantistica. Ignoriamo per esso non è troppo aperto alle discussioni.

La seconda interpretazione è generalmente inteso come una difficoltà sperimentale. Ma se la nozione di setup sperimentale è espanso per includere l'osservatore umano inevitabile, arriviamo al terzo punto di vista della limitazione percettiva. In questa visione, in realtà è possibile “derivare” il principio di indeterminazione, sulla base di opere di percezione come umani.

Supponiamo che stiamo usando un fascio di luce della lunghezza d'onda lambda per osservare la particella. La precisione nella posizione possiamo sperare di raggiungere è dell'ordine di lambda. In altre parole, Delta x approx lambda. In meccanica quantistica, la quantità di moto di ciascun fotone nel fascio di luce è inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda. Almeno un fotone è riflessa dalla particella modo che possiamo vedere. Così, dalla legge classica di conservazione, la quantità di moto della particella deve cambiare almeno questo importo(approx constant/lambda) da quello che era prima della misura. Così, attraverso argomenti percettivi, otteniamo qualcosa di simile al principio di indeterminazione di Heisenberg

Delta x.Delta p approx constant

Possiamo fare questo ragionamento più rigoroso, e ottenere una stima del valore della costante. La risoluzione di un microscopio è dato dalla formula empirica 0.61lambda/NA, dove NA è l'apertura numerica, che ha un valore massimo di un. Così, la migliore risoluzione spaziale è 0.61lambda. Ciascun fotone nel fascio di luce ha una quantità di moto 2pihbar/lambda, che è l'incertezza nella quantità di moto delle particelle. Così otteniamo Delta x.Delta p approx 4hbar, circa un ordine di grandezza maggiore del limite quantistico.

Attraverso argomenti statistici più rigorosi, legato alla risoluzione spaziale e lo slancio atteso trasferito, potrebbe possibile ricavare il principio di indeterminazione di Heisenberg attraverso questa linea di ragionamento.

Se consideriamo la visione filosofica che la nostra realtà è un modello cognitivo dei nostri stimoli percettivi (che è l'unica che ha senso per me), la mia quarta interpretazione del principio di indeterminazione di essere una limitazione cognitiva anche in possesso di un po 'd'acqua.

Chi l'Autore

L'autore è uno scienziato l'Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN), che attualmente lavora come professionista quantitativa senior presso Standard Chartered di Singapore. Maggiori informazioni circa l'autore può essere trovato al suo blog: http // www.Thulasidas.com. Le opinioni espresse in questa colonna sono solo le sue opinioni personali, che non sono stati influenzati da considerazioni di rapporti commerciali o clienti della ditta.

What is Space?

This sounds like a strange question. We all know what space is, it is all around us. When we open our eyes, we see it. Se vedere per credere, then the question “Che cos'è lo spazio?” indeed is a strange one.

Ad essere onesti, we don’t actually see space. We see only objects which we assume are in space. Rather, we define space as whatever it is that holds or contains the objects. It is the arena where objects do their thing, the backdrop of our experience. In altre parole, experience presupposes space and time, and provides the basis for the worldview behind the currently popular interpretations of scientific theories.

Although not obvious, this definition (or assumption or understanding) of space comes with a philosophical baggage — that of realism. The realist’s view is predominant in the current understanding of Einstien’s theories as well. But Einstein himself may not have embraced realism blindly. Why else would he say:

In order to break away from the grip of realism, we have to approach the question tangentially. One way to do it is by studying the neuroscience and cognitive basis of sight, which after all provides the strongest evidence to the realness of space. Spazio, nell'insieme, is the experience associated with sight. Another way is to examine experiential correlates of other senses: What is sound?

When we hear something, what we hear is, naturalmente, suono. We experience a tone, an intensity and a time variation that tell us a lot about who is talking, what is breaking and so on. But even after stripping off all the extra richness added to the experience by our brain, the most basic experience is still a “sound.” We all know what it is, but we cannot explain it in terms more basic than that.

Now let’s look at the sensory signal responsible for hearing. As we know, these are pressure waves in the air that are created by a vibrating body making compressions and depressions in the air around it. Much like the ripples in a pond, these pressure waves propagate in almost all directions. They are picked up by our ears. By a clever mechanism, the ears perform a spectral analysis and send electric signals, which roughly correspond to the frequency spectrum of the waves, to our brain. Notare che, so far, we have a vibrating body, bunching and spreading of air molecules, and an electric signal that contains information about the pattern of the air molecules. We do not have sound yet.

The experience of sound is the magic our brain performs. It translates the electrical signal encoding the air pressure wave patterns to a representation of tonality and richness of sound. Sound is not the intrinsic property of a vibrating body or a falling tree, it is the way our brain chooses to represent the vibrations or, more precisely, the electrical signal encoding the spectrum of the pressure waves.

Doesn’t it make sense to call sound an internal cognitive representation of our auditory sensory inputs? If you agree, then reality itself is our internal representation of our sensory inputs. This notion is actually much more profound that it first appears. If sound is representation, so is smell. So is space.

Figure
Figura: Illustration of the process of brain’s representation of sensory inputs. Odors are a representation of the chemical compositions and concentration levels our nose senses. Suoni sono una mappatura delle onde di pressione aria prodotta da un oggetto vibrante. In vista, la nostra rappresentazione è lo spazio, e forse il tempo. Tuttavia, we do not know what it is the representation of.

We can examine it and fully understand sound because of one remarkable fact — we have a more powerful sense, namely our sight. Sight enables us to understand the sensory signals of hearing and compare them to our sensory experience. Infatti, sight enables us to make a model describing what sound is.

Why is it that we do not know the physical cause behind space? Dopotutto, we know of the causes behind the experiences of smell, suono, etc. The reason for our inability to see beyond the visual reality is in the hierarchy of senses, best illustrated using an example. Let’s consider a small explosion, like a firecracker going off. When we experience this explosion, we will see the flash, hear the report, smell the burning chemicals and feel the heat, if we are close enough.

The qualia of these experiences are attributed to the same physical event — the explosion, the physics of which is well understood. Ora, let’s see if we can fool the senses into having the same experiences, in the absence of a real explosion. The heat and the smell are fairly easy to reproduce. The experience of the sound can also be created using, per esempio, a high-end home theater system. How do we recreate the experience of the sight of the explosion? A home theater experience is a poor reproduction of the real thing.

In principle at least, we can think of futuristic scenarios such as the holideck in Star Trek, where the experience of the sight can be recreated. But at the point where sight is also recreated, is there a difference between the real experience of the explosion and the holideck simulation? The blurring of the sense of reality when the sight experience is simulated indicates that sight is our most powerful sense, and we have no access to causes beyond our visual reality.

Visual perception is the basis of our sense of reality. All other senses provide corroborating or complementing perceptions to the visual reality.

[This post has borrowed quite a bit from my book.]

Light Time viaggio Effetti e caratteristiche cosmologiche

Questo articolo inedito è un sequel al mio precedente carta (anche postato qui come “Sono Radio Fonti e Gamma Ray Bursts Luminal Bracci?“). Questa versione blog contiene l'astratto, introduzione e conclusioni. La versione completa dell'articolo è disponibile in formato PDF.

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Astratto

Effetti in tempo di viaggio della luce (LTT) sono una manifestazione ottica della velocità finita della luce. Essi possono anche essere considerati i vincoli percettivi al quadro conoscitivo dello spazio e del tempo. Sulla base di questa interpretazione degli effetti LTT, abbiamo recentemente presentato un nuovo modello ipotetico per la variazione spaziale e temporale dello spettro di Gamma Ray Bursts (GRB) e sorgenti radio. In questo articolo, prendiamo l'analisi oltre e dimostrare che gli effetti LTT possono fornire un buon quadro per descrivere tali caratteristiche cosmologiche come l'osservazione redshift di un universo in espansione, e la radiazione di fondo cosmico a microonde. L'unificazione di questi fenomeni apparentemente distinti a molto diverse scale di lunghezza e temporali, insieme con la sua semplicità concettuale, possono essere considerati come indicatori della curiosa utilità di questo quadro, se non la sua validità.

Introduzione

La velocità finita della luce gioca un ruolo importante nel modo in cui percepiamo la distanza e la velocità. Questo fatto difficilmente dovrebbe essere una sorpresa, perché sappiamo che le cose non sono come li vediamo. Il sole che vediamo, per esempio, è già otto minuti vecchio per il momento vediamo. Questo ritardo è banale; se vogliamo sapere cosa sta succedendo al sole adesso, tutto quello che dobbiamo fare è aspettare per otto minuti. Noi, ciò nonostante, dovere “corretto” per questa distorsione nella nostra percezione a causa della velocità finita della luce prima che possiamo fidarci di ciò che vediamo.

Ciò che sorprende (e raramente evidenziato) è che quando si tratta di rilevamento del movimento, Non siamo in grado di back-calcolare nello stesso modo prendiamo il ritardo nel vedere il sole. Se vediamo un corpo celeste si muove ad una improbabile alta velocità, Non siamo in grado di capire quanto velocemente e in quale direzione è “davvero” muoversi senza fare ulteriori ipotesi. Un modo di gestire questa difficoltà è quella di attribuire gli distorsioni nella nostra percezione del movimento per le proprietà fondamentali dell'arena della fisica — spazio e tempo. Un altro corso di azione è quello di accettare la disconnessione tra la nostra percezione e il sottostante “realtà” e trattare con esso in qualche modo.

Esplorando la seconda opzione, assumiamo una realtà sottostante che dà origine alla nostra immagine percepita. Abbiamo modellare ulteriormente questa realtà sottostante come obbedendo meccanica classica, ed elaborare la nostra immagine percepita attraverso l'apparato di percezione. In altre parole, noi non attribuiamo le manifestazioni della velocità finita della luce alle proprietà della realtà sottostante. Invece, lavoriamo la nostra immagine percepita che questo modello predice e verificare se le proprietà che facciamo osserviamo possono provenire da questo vincolo percettivo.

Spazio, gli oggetti in esso, e il loro moto sono, nell'insieme, il prodotto della percezione ottica. Si tende a dare per scontato che la percezione deriva dalla realtà come si percepisce che. In questo articolo, prendiamo la posizione che ciò che percepiamo è un quadro incompleto o distorto di una realtà sottostante. Ulteriormente, stiamo provando la meccanica classica per la realtà sottostante (per il quale usiamo termini come assoluta, la realtà noumenica o fisica) che provoca la nostra percezione per vedere se si adatta con la nostra immagine percepita (che possiamo fare riferimento a realtà come rilevato o fenomenico).

Si noti che non stiamo implicando che le manifestazioni di percezione sono mere illusioni. Essi non sono; sono davvero parte della nostra realtà rilevato perché la realtà è un risultato finale di percezione. Questa intuizione può essere dietro celebre frase di Goethe, “Illusione ottica è verità ottica.”

Abbiamo applicato questa linea di pensiero di un problema di fisica di recente. Abbiamo esaminato l'evoluzione spettrale di un GRB e ci è sembrato molto simile a quello di un boom sonico. Usando questo fatto, abbiamo presentato un modello per GRB come la nostra percezione di un “luminale” boom, con la consapevolezza che essa è la nostra immagine percepita della realtà che obbedisce invarianza di Lorentz e il nostro modello per la realtà sottostante (provocando l'immagine percepita) può violare la fisica relativistica. L'accordo sorprendente tra il modello e le caratteristiche osservate, tuttavia, esteso oltre GRB a sorgenti radio simmetrici, che possono anche essere considerate come effetti percettivi di bracci luminali ipotetici.

In questo articolo, guardiamo altre implicazioni del modello. Si comincia con le somiglianze tra il tempo di viaggio della luce (LTT) effetti e la trasformazione di coordinate in Relatività Speciale (SR). Queste somiglianze sono affatto sorprendente perché SR è derivata in parte basata sugli effetti LTT. Abbiamo poi proponiamo una interpretazione di SR come una formalizzazione di effetti LTT e studiamo alcuni fenomeni cosmologici osservati alla luce di questa interpretazione.

Analogie tra Light Time viaggio Effetti e SR

La relatività ristretta cerca trasformazione di coordinate lineare tra sistemi di coordinate in moto rispetto ad ogni altro. Possiamo rintracciare l'origine di linearità di un assunto nascosto sulla natura dello spazio e del tempo incorporato in SR, come affermato da Einstein: “In primo luogo è evidente che le equazioni devono essere lineari a causa delle proprietà di omogeneità che attribuiamo allo spazio e tempo.” A causa di questa ipotesi di linearità, la derivazione originale delle equazioni di trasformazione ignora l'asimmetria tra avvicinamento e allontana gli oggetti. Entrambi gli oggetti che si avvicinano e si allontanano possono essere descritti da due sistemi di coordinate che sono sempre allontanarsi l'una dall'altra. Per esempio, se un sistema K è mobile rispetto ad un altro sistema k lungo l'asse X positivo k, poi un oggetto a riposo in K ad un positivo x è sfuggente mentre un altro oggetto a negativo x Si avvicina un osservatore all'origine della k.

La trasformazione di coordinate in carta originale di Einstein è derivato, in parte, una manifestazione del tempo di viaggio della luce (LTT) effetti e la conseguenza di imporre la costanza della velocità della luce in tutti i sistemi inerziali. Questo è più evidente nel primo esperimento pensiero, dove osservatori in movimento con una bacchetta di trovare i loro orologi non sincronizzati a causa della differenza nei tempi di percorrenza della luce lungo la lunghezza dell'asta. Tuttavia, nella attuale interpretazione di SR, la trasformazione delle coordinate è considerata una proprietà fondamentale di spazio e tempo.

Una difficoltà che deriva da questa interpretazione SR è che la definizione della velocità relativa tra i due sistemi inerziali diventa ambiguo. Se è la velocità del movimento telaio misurata dall'osservatore, quindi il moto superluminale osservata in getti radio a partire dalla regione centrale diventa una violazione della SR. Se è una velocità che dobbiamo dedurre considerando effetti LT, allora dobbiamo utilizzare l'ipotesi ad hoc in più che superluminality è vietato. Queste difficoltà suggeriscono che può essere meglio distinguere gli effetti del tempo di viaggio della luce dal resto della SR.

In questa sezione, considereremo spazio e tempo come una parte del modello cognitivo creata dal cervello, e sostengono che la relatività speciale si applica al modello cognitivo. La realtà assoluta (di cui la SR-come lo spazio-tempo è la nostra percezione) non deve obbedire alle restrizioni di SR. In particolare, oggetti non sono limitate a velocità subluminal, ma essi possono apparire a noi come se fossero limitate alle velocità subluminal nella nostra percezione dello spazio e del tempo. Se noi distinguere gli effetti LTT dal resto della SR, siamo in grado di capire una vasta gamma di fenomeni, come vedremo in questo articolo.

A differenza di SR, considerazioni basate sugli effetti LTT producono intrinsecamente diverso insieme di leggi di trasformazione per gli oggetti che si avvicinano un osservatore e quelli allontanarsi da lui. Più in generale, la trasformazione dipende dall'angolo tra la velocità dell'oggetto e la linea dell'osservatore di vista. Poiché le equazioni di trasformazione sulla base di effetti LTT trattano i avvicina e allontana gli oggetti asimmetricamente, essi forniscono una soluzione naturale per il paradosso dei gemelli, per esempio.

Conclusioni

Poiché lo spazio e il tempo sono parte di una realtà creata su input della luce ai nostri occhi, alcune delle loro proprietà sono manifestazioni di effetti LTT, soprattutto sulla nostra percezione del movimento. L'assoluto, realtà fisica presumibilmente generare gli ingressi di luce non deve obbedire alle proprietà che attribuiamo al nostro spazio e il tempo percepito.

Abbiamo dimostrato che gli effetti LTT sono qualitativamente identici a quelli di SR, rilevando che SR considera solo i frame di riferimento allontanarsi l'una dall'altra. Questa somiglianza non è sorprendente perché la trasformazione di coordinate nel SR è derivata basata in parte sugli effetti LTT, e in parte dal presupposto che la luce viaggia alla stessa velocità rispetto a tutti i sistemi inerziali. In trattandolo come una manifestazione di LTT, non ci rivolgiamo la motivazione primaria di SR, che è una formulazione covariante delle equazioni di Maxwell. Può essere possibile distinguere la covarianza di elettrodinamica dalla trasformazione di coordinate, anche se non viene tentata in questo articolo.

A differenza di SR, Effetti LTT sono asimmetrici. Questa asimmetria fornisce una risoluzione al paradosso dei gemelli e una interpretazione delle violazioni di causalità assunti associati superluminality. Inoltre, la percezione di superluminality è modulata da effetti LTT, e spiega gamma ray burst e getti simmetrici. Come abbiamo mostrato in questo articolo, percezione del movimento superluminale detiene anche una spiegazione per i fenomeni cosmologici, come l'espansione della radiazione di fondo cosmico a microonde dell'universo e. Effetti LTT devono essere considerati come un vincolo fondamentale nella nostra percezione, e di conseguenza in fisica, piuttosto che come una spiegazione conveniente per fenomeni isolato.

Dato che la nostra percezione è filtrata attraverso gli effetti LTT, dobbiamo deconvolute loro dalla nostra realtà percepita, al fine di comprendere la natura della assoluta, realtà fisica. Questo deconvoluzione, tuttavia, Risultati in più soluzioni. Così, l'assoluto, la realtà fisica è al di là della nostra portata, e qualsiasi assunto proprietà della realtà assoluta possono essere convalidate solo attraverso quanto bene la risultante percepita la realtà è d'accordo con le nostre osservazioni. In questo articolo, abbiamo ipotizzato che la realtà sottostante obbedisce nostri intuitivamente ovvi meccanica classica e chiesto la questione di come una tale realtà sarebbe percepito quando filtrata attraverso gli effetti del tempo di viaggio della luce. Abbiamo dimostrato che questo particolare trattamento potrebbe spiegare certa astrofisica e cosmologica fenomeni che osserviamo.

La trasformazione di coordinate in SR può essere visto come una ridefinizione dello spazio e del tempo (o, più in generale, realtà) per ospitare le distorsioni della nostra percezione del movimento a causa di effetti in tempo di viaggio della luce. Si può essere tentati di sostenere che SR applica al “reale” spazio e tempo, non la nostra percezione. Questa linea di ragionamento pone la domanda, ciò che è reale? La realtà è solo un modello cognitivo creata nel nostro cervello a partire dai nostri input sensoriali, input visivi essendo il più significativo. Spazio stesso è una parte di questo modello cognitivo. Le proprietà dello spazio sono una mappatura dei vincoli della nostra percezione.

La scelta di accettare la nostra percezione come una vera immagine della realtà e ridefinire lo spazio e il tempo come descritto nella relatività speciale anzi equivale a una scelta filosofica. L'alternativa presentata in questo articolo è ispirato dalla vista in neuroscienza moderna che la realtà è un modello cognitivo del cervello sulla base di nostri input sensoriali. Adottando questa alternativa ci riduce a indovinare la natura della realtà assoluta e confrontando la sua proiezione previsto alla nostra percezione reale. Si può semplificare e chiarire alcune teorie della fisica e spiegare alcuni fenomeni sconcertanti nel nostro universo. Tuttavia, questa opzione è ancora un'altra posizione filosofica contro la realtà assoluta inconoscibile.