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Fantasma de Gravidade

Tem sido um tempo desde meu último post. Eu estava lendo Zen ea Arte da Manutenção de Motocicleta novamente apenas agora, e chegou à parte onde Pirsig compara crenças científicas e superstições. Eu pensei que eu iria parafrasear-lo e compartilhá-lo com meus leitores. Mas talvez seja melhor para emprestar suas próprias palavras: “As leis da física e da lógica — o sistema numérico — o princípio da substituição algébrica. Estes são fantasmas. Nós apenas acreditamos neles tão completamente que parecem reais. Por exemplo, parece completamente natural supor que a gravidade ea lei da gravidade existia antes de Isaac Newton. Soaria louco pensar que até o século XVII não houve gravidade. Então, quando isso começou lei? Sempre existiu? O que eu estou dirigindo a é a noção de que antes do início da terra, antes que o sol e as estrelas foram formadas, antes que a geração primordial de qualquer coisa, a lei da gravidade existia. Sentado lá, não tendo massa própria, nenhuma energia própria, não na mente de ninguém, porque não havia ninguém, não no espaço, porque não havia espaço ou, não em qualquer lugar…esta lei da gravidade ainda existia? Se essa lei da gravidade existia, Eu honestamente não sei o que uma coisa tem a ver com ser inexistente. Parece-me que a lei da gravidade passou em todos os testes de inexistência existe. Você não pode pensar em um único atributo de não-existência que esta lei da gravidade não tinha. Ou um atributo científico único da existência que tinha. E, no entanto, ainda é "senso comum’ a acreditar que ele existia.

“Bem, Eu prevejo que, se você pensar sobre isso por muito tempo você vai encontrar-se dando voltas e voltas e voltas e voltas até que, finalmente, chegar a única possível, racional, conclusão inteligente. A lei da gravidade ea própria gravidade não existia antes de Isaac Newton. Nenhuma outra conclusão faz sentido. E o que isso significa é que essa lei da gravidade não existe em nenhum, exceto na cabeça das pessoas! É um fantasma! Somos todos nós muito arrogante e vaidoso sobre escorrendo fantasmas de outras pessoas, mas tão ignorantes e bárbaros e supersticioso sobre a nossa própria.”

[Esta citação é de uma versão online do Zen ea Arte da Manutenção de Motocicleta.]

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 (rather, objects in it), we can move our hand through it, and we know that if our knee tries to occupy the same space as, dizer, the coffee table, it is going to hurt. Em outras palavras, we have sensory correlates to our notion of space, starting from our most precious sense of sight.

Time, por outro lado, has no direct sensory backing. And for this reason, it becomes quite difficult to get a grip over it. O que é o 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 demisethat 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. 🙂

Em todo o caso, even this more restricted question of the origin of time doesn’t seem to be that tractable, afinal. Physics has another deep problem with time. It has to do with the directionality. It cannot easily explain why time has a directionan arrow, por assim dizer. 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. Isto quer dizer, they look the same with time going forward or backward. So they give no clue as to why we experience the arrow of time.

Ainda, 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. Contudo, 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. Assim, 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, as 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. Por exemplo, 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. Por outro lado, if it is a container-like entity, the space exists even if you take away all matter, waiting for some matter to appear.

Então o que, you ask? Bem, 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 — você sabe, centrifugal force, gravidade, surface tension and all that. Agora, stop the bucket, and spin the whole universe around it instead. Eu sei, 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.

Agora, 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. (De fato, 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.

Claro, 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.

Assim, entende, philosophy does matter.

Modeling the Models

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. Em outras palavras, 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. The reason that the market is efficient is that the practitioners take advantage of every little arbitrage opportunity. Em outras palavras, 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. De fato, 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?

Let’s take an analogy from physics. 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, dizer, 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, can we accept the assumption on the predictability of the surface of water although we know that the underlying motion is irregular and random? (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. Claro, 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, where, through the central limit theorem and statistical mechanics, we expect nothing but regular behavior. If I was studying, por exemplo, 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.

The fact that we are using the model impacts the flatness or the nature of the ripples, affecting the underlying assumptions of the model. Agora, 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. Da mesma forma, large fluctuations (and the black swans) may indeed be a side effect of modeling.

Change the Facts

Há beleza na verdade, e verdade em beleza. Onde é que esta ligação entre a verdade ea beleza vêm de? Claro, a beleza é subjetiva, e a verdade é objetiva — ou assim nos dizem. Pode ser que nós evoluímos de acordo com os belos princípios darwinianos para ver a perfeição em verdade absoluta.

A beleza e perfeição estou pensando são de um tipo diferente — aqueles de idéias e conceitos. Em momentos, você pode ter uma ideia tão perfeito e bonito que você sabe que tem que ser verdade. Esta convicção da verdade resultante da beleza pode ser o que fez Einstein declarar:

Mas esta convicção sobre a veracidade de uma teoria baseada em sua perfeição é quase o suficiente. O gênio de Einstein é realmente em sua tenacidade filosófica, sua vontade de empurrar a idéia além do que é considerado lógico.

Vamos dar um exemplo. Vamos dizer que você está em um avião de cruzeiro. Se você fechar as janelas e de alguma forma bloquear o ruído do motor, será impossível para você dizer se você está se movendo ou não. esta incapacidade, quando traduzido para o jargão da física, torna-se um princípio indicando, “leis físicas são independente do estado de movimento do sistema experimental.”

As leis físicas Einstein escolheu para olhar eram equações do eletromagnetismo de Maxwell, que tinha a velocidade da luz aparecendo nelas. Para eles, para ser independente de (ou covariantes com, para ser mais preciso) movimento, Einstein postulou que a velocidade da luz tinha que ser uma constante, independentemente de você estavam indo em direção a ele ou fora dele.

Agora, Eu não sei se você achar que postulado particularmente bonita. Mas Einstein fez, e decidiu empurrá-lo através de todas as suas conseqüências ilógicas. Para que isso seja verdade, espaço tem para contratar e tempo teve para dilatar, e nada poderia ir mais rápido do que a luz. Einstein disse, bem, que assim seja. Essa é a convicção filosófica e tenacidade que eu queria falar sobre — o tipo que nos deu Relatividade Especial cerca de uma centena de anos atrás.

Quer chegar a Relatividade Geral de aqui? Simples, apenas encontrar uma outra verdade bonita. Aqui é um… Se você tiver ido para a Magic Mountain, você sabe que você é sem peso durante uma queda livre (melhor tentou com o estômago vazio). queda livre é a aceleração na 9.8 m / s / s (ou 32 ft / s / s), e anula a gravidade. Assim, a gravidade é a mesma como a aceleração — voila, outro princípio bonita.

World line of airplanesA fim de fazer uso deste princípio, Einstein talvez pensado nisso em fotos. O que significa aceleração? É o quão rápido a velocidade de algo está mudando. E o que é a velocidade? Pense em algo se movendo em linha reta — nosso avião de cruzeiro, por exemplo, e ligue para a linha de voo do eixo X. Podemos visualizar a sua velocidade de pensar de um eixo de tempo T-em ângulos rectos com o eixo X de modo a que no tempo = 0, o avião está em x = 0. No tempo t, ele está em um ponto x = v.t, Se ele está se movendo com uma velocidade v. Assim, uma linha no plano X-t (chamado a linha do mundo) representa o movimento do avião. Um avião mais rápido teria uma linha rasa mundo. Um avião acelerando, portanto,, terá uma linha curva mundo, correr a partir da linha mundial lento para o rápido.

Assim, a aceleração é curvatura no espaço-tempo. E assim é a gravidade, ser nada, mas a aceleração. (Eu posso ver meus amigos físico encolher um pouco, mas é essencialmente verdadeiro — só que você endireitar a linha de mundo chamando-o de uma geodésica e atributo a curvatura de espaço-tempo ao invés.)

A natureza exacta da curvatura e como calcular-lo, apesar de bela, por direito próprio, são meros detalhes, como o próprio Einstein teria colocá-lo. Afinal, ele queria saber os pensamentos de Deus, não os detalhes.

O Unreal Universo – Reviewed

The Straits Times

pback-cover (17K)O jornal nacional de Cingapura, Straits Times, elogia o estilo de fácil leitura e conversação utilizado em O Unreal Universo e recomenda-lo para quem quiser aprender sobre a vida, o universo e tudo.

Wendy Lochner

Chamando O Unreal Universo uma boa leitura, Wendy diz, “É bem escrito, muito clara a seguir para o não-especialista.”

Bobbie Natal

Descrevendo O Unreal Universo como “um livro tão perspicaz e inteligente,” Bobbie diz, “Um livro para pensar leigos, este legível, instigante trabalho oferece uma nova perspectiva sobre a nossa definição de realidade.”

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 O Unreal Universo:

“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, que é) 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,’ Página 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, som, 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, percepção, 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 O Unreal Universo,” 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 – Parte II

Depois de ler um papel por Ashtekar sobre a gravidade quântica e pensando nisso, Eu percebi que era o meu problema com a teoria do Big Bang. É mais sobre as premissas fundamentais do que os detalhes. Eu pensei que eu iria resumir meus pensamentos aqui, mais para o meu próprio benefício do que qualquer outra pessoa.

Teorias clássicas (incluindo SR e QM) espaço deleite como nada contínua; daí o termo continuum espaço-tempo. Neste ponto de vista, objetos existem no espaço contínuo e interagir uns com os outros em tempo contínuo.

Embora esta noção de espaço tempo contínuo é intuitivamente atraente, é, no melhor, incompleto. Considere, por exemplo, um corpo girando no espaço vazio. Espera-se para experimentar a força centrífuga. Agora imagine que o corpo está parado e todo o espaço está girando em torno dele. Será que vai sentir qualquer força centrífuga?

É difícil ver por que não haveria qualquer força centrífuga se o espaço é o nada vazio.

GR introduziu uma mudança de paradigma através da codificação de gravidade no espaço-tempo, tornando-o dinâmico por natureza, nada, em vez de vazios. Assim, massa fica enredado no espaço (e hora), espaço torna-se sinônimo do universo, ea questão de fiação corpo torna-se fácil de responder. Sim, ele vai experimentar a força centrífuga se é o universo que gira em torno dele, porque é equivalente à rotação do corpo. E, não, ele não vai, se encontra no espaço vazio apenas. Mas “espaço vazio” não existe. Na ausência de massa, não há nenhuma geometria espaço-tempo.

Assim, naturalmente, antes do Big Bang (se não houvesse um), não poderia haver qualquer espaço, nem mesmo poderia haver qualquer “antes.” Nota, no entanto, que o papel Ashtekar não afirma claramente por que tinha que haver um big bang. O mais próximo que se tem é que a necessidade de BB surge a partir da codificação de gravidade no espaço-tempo em GR. Apesar dessa codificação de gravidade e tornando assim o espaço-tempo dinâmico, GR ainda trata o espaço-tempo como um contínuo suave — uma falha, de acordo com Ashtekar, QG que vai corrigir.

Agora, se aceitarmos que o universo começou com um big bang (e a partir de uma pequena região), temos que contabilizar os efeitos quânticos. O espaço-tempo tem que ser quantificado e que a única maneira certa de fazê-lo seria através de gravidade quântica. Através QG, esperamos evitar a singularidade do Big Bang de GR, Da mesma forma QM resolveu o problema ilimitada energia do estado fundamental do átomo de hidrogênio.

O que eu descrevi acima é o que eu entendo ser os argumentos físicos por trás cosmologia moderna. O resto é um edifício matemático construído no topo desta físico (ou mesmo filosofia) fundação. Se você não tem opiniões fortes sobre o fundamento filosófico (ou se as suas opiniões sejam compatíveis com ela), você pode aceitar BB sem dificuldade. Infelizmente, Eu tenho opiniões divergentes.

Minhas opiniões giram em torno das seguintes questões.

Estas mensagens podem soar como reflexões filosóficas inúteis, mas eu tenho alguns concreto (e na minha opinião, importante) resultados, listado abaixo.

Há muito mais trabalho a ser feito nessa frente. Mas, para os próximos dois anos, com o meu novo contrato do livro e as pressões da minha carreira quant, Eu não vou ter tempo suficiente para estudar GR e cosmologia com a seriedade que merecem. Espero voltar a eles uma vez que a atual fase de Espalhando-se muito fino passes.

Chaos and Uncertainty

The last couple of months in finance industry can be summarized in two words — chaos and uncertainty. The aptness of this laconic description is all too evident. The sub-prime crisis where everybody lost, the dizzying commodity price movements, the pink slip syndrome, the spectacular bank busts and the gargantuan bail-outs all vouch for it.

The financial meltdown is such a rich topic with reasons and ramifications so overarching that all self-respecting columnists will be remiss to let it slide. Afinal, a columnist who keeps his opinions to himself is a columnist only in his imagination. I too will share my views on causes and effects of this turmoil that is sure to affect our lives more directly than anybody else’s, but perhaps in a future column.

O caos e a incerteza sobre os quais quero falar são de tipos diferentes,,en,o tipo de física,,en,Os termos caos e incerteza têm significados diferentes e específicos na física,,en,Como esses significados se aplicam ao mundo das finanças é o que trata esta coluna,,en,Simetrias e padrões,,en,Os físicos são um grupo estranho,,en,Eles procuram e encontram simetrias e padrões onde não existem,,en,Lembro-me de uma vez quando nosso brilhante professor,,en,nos descreveu como a Terra poderia ser considerada um organismo vivo,,en,Usando argumentos perspicazes e articulação modulada com precisão,,en,mas que pensar nele como um organismo era um padrão intelectual viável,,en,Uma vez que representamos a Terra nesse modelo,,en,podemos usar os padrões relativos ao organismo para extrair mais previsões ou conclusões,,en,Expandindo esse padrão,,en — the physics kind. The terms chaos and uncertainty have a different and specific meanings in physics. How those meanings apply to the world of finance is what this column is about.

Symmetries and Patterns

Physicists are a strange bunch. They seek and find symmetries and patterns where none exists. I remember once when our brilliant professor, Lee Smolin, described to us how the Earth could be considered a living organism. Using insightful arguments and precisely modulated articulation, Lee made a compelling case that the Earth, de fato, satisfied all the conditions of being an organism. The point in Lee’s view was not so much whether or the Earth was literally alive, but that thinking of it as an organism was a viable intellectual pattern. Once we represent the Earth in that model, we can use the patterns pertaining to organism to draw further predictions or conclusions.

Expanding on this pattern, Publiquei recentemente uma coluna apresentando o aquecimento global como um surto de febre causado por um vírus,,en,nós humanos,,en,neste organismo hospedeiro,,en,Não saqueamos a matéria-prima do nosso planeta com o mesmo abandono com que um vírus usurpa o material genético de seu hospedeiro,,en,Além de febre,,en,sintomas virais típicos incluem feridas e bolhas também,,en,Observando as cidades e outras lesões oculares que substituíram florestas primitivas e outras paisagens naturais,,en,Não podemos pensar nos esgotos da cidade e no ar poluído como o fedorento,,en,Embora essas analogias possam parecer exageradas,,en,nós importamos idéias igualmente distantes da física para as finanças matemáticas,,en,Por que os preços das ações se comportariam como uma caminhada aleatória,,en,a menos que desejemos aceitar as palavras de Bush,,en,Wall Street ficou bêbado,,en,literalmente,,en (us humans) on this host organism. Don’t we plunder the raw material of our planet with the same abandon with which a virus usurps the genetic material of its host? In addition to fever, typical viral symptoms include sores and blisters as well. Looking at the cities and other eye sores that have replaced pristine forests and other natural landscapes, it is not hard to imagine that we are indeed inflicting fetid atrocities to our host Earth. Can’t we think of our city sewers and the polluted air as the stinking, oozing ulcers on its body?

While these analogies may sound farfetched, we have imported equally distant ideas from physics to mathematical finance. Why would stock prices behave anything like a random walk, unless we want to take Bush’s words (que “Wall Street got drunk”) literally? Mas, falando sério, O movimento browniano tem sido um modelo de grande sucesso que emprestamos da física,,en,uma vez que aceitamos que o padrão seja semelhante entre as moléculas que circulam e os movimentos dos preços das ações,,en,as formidáveis ​​máquinas matemáticas e intuições físicas disponíveis em um fenômeno podem ser exercidas por outro,,en,Olhando para o cenário financeiro caótico agora,,en,Gostaria de saber se a física tem outras idéias a oferecer para que possamos nos esquivar conforme necessário no futuro.,,en,Dos muitos princípios da física,,en,caos parece um conceito tão natural a ser aplicado à situação atual,,en,Existem lições a serem aprendidas do caos e da dinâmica não-linear que podemos usar,,en,Talvez seja o princípio da incerteza de Heisenberg que detém novas idéias,,en. Mais uma vez, once we accept that the pattern is similar between molecules getting bumped around and the equity price movements, the formidable mathematical machinery and physical intuitions available in one phenomenon can be brought to bear on the other.

Looking at the chaotic financial landscape now, I wonder if physics has other insights to offer so that we can duck and dodge as needed in the future. Of the many principles from physics, chaos seems such a natural concept to apply to the current situation. Are there lessons to be learned from chaos and nonlinear dynamics that we can make use of? May be it is Heisenberg’s uncertainty principle that holds new insights.

Talvez eu tenha escolhido esses conceitos como uma resposta lingüística ou emocional aos problemas desconcertantes que nos confrontam agora,,en,mas vamos olhar para eles de qualquer maneira,,en,Não é como se os poderes tivessem algo melhor para oferecer,,en,Caos em toda parte,,en,o caos é geralmente descrito como nossa incapacidade de prever o resultado de experimentos com condições iniciais arbitrariamente próximas,,en,tente equilibrar o lápis na ponta,,en,você não poderá,,en,e o lápis pousará na sua área de trabalho,,en,observe esta linha ao longo da qual ela cai,,en,e repita o experimento,,en,Independentemente de quão próximo você corresponda às condições iniciais,,en,de como você segura e equilibra o lápis,,en,o resultado,,en,a linha ao longo da qual cai,,en,é praticamente aleatório,,en,Embora essa aleatoriedade possa parecer natural para nós,,en, but let’s look at them any way. It is not like the powers that be have anything better to offer, is it?

Chaos Everywhere

In physics, chaos is generally described as our inability to predict the outcome of experiments with arbitrarily close initial conditions. Por exemplo, try balancing your pencil on its tip. Claramente, you won’t be able to, and the pencil will land on your desktop. Agora, note this line along which it falls, and repeat the experiment. Regardless of how closely you match the initial conditions (of how you hold and balance the pencil), the outcome (the line along which it falls) is pretty much random. Although this randomness may look natural to us — afinal, tentamos equilibrar os lápis nas pontas deles desde os quatro anos,,en,se os esforços do meu filho são algo a ser seguido,,en,é realmente estranho que não possamos aproximar as condições iniciais o suficiente para termos certeza do resultado,,en,Ainda mais estranho é o fato de que aleatoriedade semelhante aparece em sistemas que não são tão físicos quanto lápis ou experimentos,,en,o fenômeno socioeconômico da globalização,,en,que eu posso descrever da seguinte maneira,,en,reconhecidamente com uma quantidade incrível de simplificação excessiva,,en,costumávamos trocar produtos agrícolas e lácteos com nossos vizinhos,,en,alguns ovos por um litro,,en,ou foi uma pinta,,en,de leite,,en,Nosso interesse próprio garantiu um certo nível de honestidade,,en,Não queríamos ser agredidos por adicionar tinta branca ao leite,,en,Nos dias de hoje,,en,graças à globalização,,en, if my son’s endeavours are anything to go by — it is indeed strange that we cannot bring the initial conditions close enough to be confident of the outcome.

Even stranger is the fact that similar randomness shows up in systems that are not quite as physical as pencils or experiments. Leve, por exemplo, the socio-economic phenomenon of globalization, which I can describe as follows, admittedly with an incredible amount of over-simplification. Há muito tempo atrás, we used to barter agricultural and dairy products with our neighbours — dizer, a few eggs for a litre (or was it pint?) of milk. Our self-interest ensured a certain level of honesty. We didn’t want to get beaten up for adding white paint to milk, por exemplo. These days, thanks to globalization, as pessoas não veem seus clientes,,en,Uma empresa compra leite de um fazendeiro,,en,acrescenta deus sabe o que,,en,produz pó e outros produtos químicos variados em fábricas automatizadas e os envia para a Nova Zelândia e Peru,,en,A ausência de um rosto humano na cadeia de suprimentos e no fluxo de dinheiro resulta em um comportamento cada vez mais inescrupuloso,,en,O caos crescente pode ser visto na forma de concentrações violentamente flutuantes de riqueza e fortuna,,en,amplitudes e frequências crescentes dos ciclos de crescimento e retração,,en,explosão exponencial nos ciclos de inovação e adaptação tecnológica,,en,e o ritmo acelerado de paradigmas muda em todos os aspectos de nossas vidas,,en,Uma coisa é dizer que as coisas estão ficando caóticas,,en,outra questão é explorar esse insight e fazer qualquer coisa útil com ele,,en. A company buys milk from a farmer, adds god knows what, makes powder and other assorted chemicals in automated factories and ships them to New Zealand and Peru. The absence of a human face in the supply chain and in the flow of money results in increasingly unscrupulous behaviour.

Increasing chaos can be seen in the form of violently fluctuating concentrations of wealth and fortunes, increasing amplitudes and frequency of boom and bust cycles, exponential explosion in technological innovation and adaptation cycles, and the accelerated pace of paradigm shifts across all aspects of our lives.

It is one thing to say that things are getting chaotic, quite another matter to exploit that insight and do anything useful with it. Não vou fingir que posso prever o futuro, mesmo que,,en,especialmente se,,en,eu poderia,,en,deixe-me mostrar uma possível abordagem usando o caos,,en,Um dos exemplos clássicos de caos é a transição de um,,en,fluxo laminar de um fluido para um caótico,,en,fluxo turbulento,,en,quando você abre uma torneira lentamente,,en,se você fizer isso com cuidado,,en,você pode ter uma bela coluna contínua de água,,en,mais grosso perto do topo e esticado mais fino perto do fundo,,en,A força de alongamento é a gravidade,,en,e as forças coesivas são tensão superficial e forças inter-moleculares,,en,Enquanto você abre a torneira ainda mais,,en,ondulações começam a aparecer na superfície da coluna que,,en,a taxas de fluxo mais altas,,en,rasgar a coluna em caos completo,,en,Em um fluxo laminar,,en,forças macroscópicas tendem a suavizar irregularidades microscópicas,,en (rather, especially if) I could. Contudo, let me show you a possible approach using chaos.

One of the classic examples of chaos is the transition from a regular, laminar flow of a fluid to a chaotic, turbulent flow. Por exemplo, when you open a faucet slowly, if you do it carefully, you can have a pretty nice continuous column of water, thicker near the top and stretched thinner near the bottom. The stretching force is gravity, and the cohesive forces are surface tension and inter-molecular forces. As you open the faucet still further, ripples begin to appear on the surface of the column which, at higher rates of flow, rip apart the column into complete chaos.

In a laminar flow, macroscopic forces tend to smooth out microscopic irregularities. Como a gravidade e a tensão superficial no nosso exemplo de torneira,,en,temos análogos de forças macroscópicas em finanças,,en,A força de alongamento é provavelmente a ganância,,en,e os coesos são mercados eficientes,,en,Existe uma rica estrutura matemática disponível para descrever o caos,,en,Suspeito que se possa prever a incidência e a intensidade de turbulências financeiras,,en,embora não sua natureza e causas,,en,Não sei se essa previsão é útil,,en,Imagine se eu escrevi há dois anos que em,,en,haveria uma crise financeira resultando em cerca de um trilhão de dólares em perdas,,en,Mesmo que as pessoas acreditassem em mim,,en,isso teria ajudado,,en,Utilidade é uma coisa,,en,mas físicos e matemáticos obtêm prazer também de petiscos inúteis do conhecimento,,en,O que é interessante no exemplo do fluxo de torneira é este,,en, we have analogues of macroscopic forces in finance. The stretching force is probably greed, and the cohesive ones are efficient markets.

There is a rich mathematical framework available to describe chaos. Usando essa estrutura, I suspect one can predict the incidence and intensity of financial turmoils, though not their nature and causes. Contudo, I am not sure such a prediction is useful. Imagine if I wrote two years ago that in 2008, there would be a financial crisis resulting in about one trillion dollar of losses. Even if people believed me, would it have helped?

Usefulness is one thing, but physicists and mathematicians derive pleasure also from useless titbits of knowledge. What is interesting about the faucet-flow example is this: se você seguir o progresso, duas moléculas de água iniciando suas carreiras bem próximas umas das outras,,en,no caso laminar,,en,você vai achar que eles acabam bem próximos um do outro,,en,Mas uma vez que o fluxo se torna turbulento,,en,não há como dizer onde as moléculas vão acabar,,en,em finanças,,en,suponha que dois bancos partam aproximadamente da mesma posição,,en,dizem Bear Stearns e Lehman,,en,Sob normal,,en,condições laminares,,en,seus preços das ações seguiriam padrões semelhantes,,en,Mas durante uma turbulência financeira,,en,eles acabam em lixeiras totalmente diferentes da história,,en,como nós vimos,,en,Se instituições financeiras inteiras são lançadas em caminhos incertos durante tempos caóticos,,en,imagine onde dois funcionários aproximadamente semelhantes podem acabar,,en,não se sinta mal se você receber um deslizamento rosa,,en, in the laminar case, you will find that they end up pretty much next to each other. But once the flow turns turbulent, there is not telling where the molecules will end up. Da mesma forma, in finance, suppose two banks start off roughly from the same position — say Bear Stearns and Lehman. Under normal, laminar conditions, their stock prices would track similar patterns. But during a financial turbulence, they end up in totally different recycle bins of history, as we have seen.

If whole financial institutions are tossed around into uncertain paths during chaotic times, imagine where two roughly similar employees might end up. Em outras palavras, don’t feel bad if you get a pink slip. Existem forças muito além do seu controle em jogo aqui,,en,Princípio da Incerteza em Finanças Quantitativas,,en,O princípio da incerteza de Heisenberg é talvez o segundo tema mais popular da física que capturou a imaginação do público,,en,O primeiro,,en,é o E = mc2 de Einstein.,,en,você pode medir duas propriedades complementares de um sistema apenas com uma certa precisão,,en,O financiamento quantitativo tem uma contrapartida natural do princípio da incerteza,,en,riscos e recompensas,,en,Quando você tenta minimizar os riscos,,en,as próprias recompensas caem,,en,Se você proteger todos os riscos,,en,você obtém apenas retornos sem risco,,en,Como o risco é o mesmo que a incerteza nas recompensas,,en,a relação risco-recompensa não é exatamente a mesma que o princípio da incerteza,,en,como descrito na caixa,,en,lida com variáveis ​​complementares,,en.

Uncertainty Principle in Quantitative Finance

The Heisenberg uncertainty principle is perhaps the second most popular theme from physics that has captured the public imagination. (The first one, claro, is Einstein’s E = mc2.) It says something seemingly straightforward — you can measure two complementary properties of a system only to a certain precision. Por exemplo, if you try to figure out where an electron is (measure its position, que é) more and more precisely, its speed becomes progressively more uncertain (ou, the momentum measurement becomes imprecise).

Quantitative finance has a natural counterpart to the uncertainty principle — risks and rewards. When you try to minimize the risks, the rewards themselves go down. If you hedge out all risks, you get only risk-free returns. Since risk is the same as the uncertainty in rewards, the risk-reward relation is not quite the same as the uncertainty principle (que, as described in the box, deals with complementary variables), mas está perto o suficiente para traçar alguns paralelos,,en,Vincular o princípio da incerteza quântica ao financiamento quantitativo,,en,vamos olhar para sua interpretação como observação alterando resultados,,en,A modelagem afeta quanto dinheiro podemos ganhar com um produto,,en,Esta é uma pergunta complicada,,en,A resposta pode parecer óbvia à primeira vista,,en,se pudermos entender e modelar um produto perfeitamente,,en,podemos dar o preço certo e esperar colher recompensas saudáveis,,en,modelagem afeta a equação risco-recompensa,,en,um modelo é tão bom quanto suas suposições,,en,E a suposição mais básica em qualquer modelo é que o mercado é eficiente e líquido,,en,A validade dessa suposição,,en,é precisamente o que precipitou a atual crise financeira,,en,Se nosso esforço de modelagem realmente alterar as suposições subjacentes,,en.

To link the quantum uncertainty principle to quantitative finance, let’s look at its interpretation as observation altering results. Does modelling affect how much money we can make out of a product? This is a trick question. The answer might look obvious at first glance. Claro, if we can understand and model a product perfectly, we can price it right and expect to reap healthy rewards. Assim, Certifique-se, modelling affects the risk-reward equation.

Mas, a model is only as good as its assumptions. And the most basic assumption in any model is that the market is efficient and liquid. The validity of this assumption (ou a falta dela) is precisely what precipitated the current financial crisis. If our modelling effort actually changes the underlying assumptions (geralmente em termos de liquidez ou eficiência de mercado,,en,temos que prestar muita atenção ao quant equivalente do princípio da incerteza,,en,Olhe isto deste modo,,en,um esquema de pirâmide é um modelo de ganhar dinheiro perfeitamente válido,,en,mas com base em uma suposição infeliz no número infinito de idiotas na parte inferior da pirâmide,,en,a suposição subjacente na crise do subprime,,en,embora mais sofisticado,,en,pode não ter sido tão diferente.,,en,Suposições de pirâmide semelhantes podem ser vistas nos esquemas de seguridade social,,en,Sabemos que as suposições da pirâmide estão incorretas,,en,Mas em que ponto eles se tornam incorretos o suficiente para mudarmos o modelo,,en,Há uma suposição ainda mais insidiosa no uso de modelos,,en,que somos os únicos que os usam,,en,A fim de matar em um mercado,,en), we have to pay close attention to the quant equivalent of the uncertainty principle.

Look at it this way — a pyramid scheme is a perfectly valid money making model, but based on one unfortunate assumption on the infinite number of idiots at the bottom of the pyramid. (Vindo para pensar sobre isso, the underlying assumption in the sub-prime crisis, though more sophisticated, may not have been that different.) Similar pyramid assumptions can be seen in social security schemes, também. We know that pyramid assumptions are incorrect. But at what point do they become incorrect enough for us to change the model?

There is an even more insidious assumption in using models — that we are the only ones who use them. In order to make a killing in a market, sempre temos que saber um pouco mais do que o resto deles,,en,Quando todo mundo começa a usar o mesmo modelo,,en,Eu acho que os retornos cairão para níveis livres de risco,,en,Por que mais você acha que continuamos inventando exóticos cada vez mais complexos,,en,Resumindo,,en,A atual crise financeira foi atribuída a muitas coisas,,en,Uma teoria favorita é que ela foi provocada pela ganância em Wall Street,,en,a chamada privatização dos lucros e socialização das perdas,,en,Os esquemas de incentivos distorcidos de forma a incentivar a assunção de riscos e limitar a gestão de riscos devem assumir pelo menos parte da culpa,,en,Uma visão mais moderada considera a turbulência como resultado de uma falha no gerenciamento de riscos ou de uma regulamentação.,,en. Once everybody starts using the same model, I think the returns will plummet to risk-free levels. Why else do you think we keep inventing more and more complex exotics?

Summing up…

The current financial crisis has been blamed on many things. One favourite theory has been that it was brought about by the greed in Wall Street — the so-called privatization of profits and socialization of losses. Incentive schemes skewed in such a way as to encourage risk taking and limit risk management must take at least part of the blame. A more tempered view regards the turmoil as a result of a risk management failure or a regulatory failure.

Esta coluna apresenta minha visão pessoal de que a turbulência é a conseqüência inevitável da interação entre forças opostas nos mercados financeiros,,en,riscos e recompensas,,en,especulação e regulação,,en,tomada de riscos e gestão de riscos e assim por diante,,en,Na medida em que o apetite ao risco de um instituto financeiro seja implementado através de um conflito entre essas forças opostas,,en,essas crises não podem ser evitadas,,en,a intensidade e a frequência de colapsos semelhantes aumentarão à medida que o volume de transações aumentar,,en,Esta é a conclusão inevitável da dinâmica não linear,,en,Essa turbulência sempre existiu na economia real na forma de crescimentos e bustos cíclicos,,en,Nas economias de livre mercado,,en,o egoísmo e os conflitos inerentes entre interesses egoístas fornecem forças esticantes e coesas,,en — risk and rewards, speculation and regulation, risk taking and risk management and so on. To the extent that the risk appetite of a financial institute is implemented through a conflict between such opposing forces, these crises cannot be avoided. Pior, the intensity and frequency of similar meltdowns are going to increase as the volume of transactions increases. This is the inescapable conclusion from non-linear dynamics. Afinal, such turbulence has always existed in the real economy in the form cyclical booms and busts. In free market economies, selfishness and the inherent conflicts between selfish interests provide the stretching and cohesive forces, preparando o cenário para a turbulência caótica,,en,A física sempre foi uma fonte de talento e idéias para finanças quantitativas,,en,bem como a matemática fornece um rico conjunto de ferramentas para a física,,en,Em seu livro,,en,O físico vencedor do Prêmio Nobel Steven Weinberg se maravilha com a estranha capacidade da matemática de antecipar as necessidades da física,,en,quantos podem se maravilhar com a capacidade da física de apresentar fenômenos e princípios que podem ser diretamente aplicados ao nosso campo,,en,parece que o repertório da física contém mais algumas gemas que podemos empregar e explorar,,en,Princípio da Incerteza de Heisenberg,,en,De onde vem esse famoso princípio,,en,É considerada uma questão além dos reinos da física,,en,Antes que possamos fazer a pergunta,,en,com base em como funciona a percepção humana,,en.

Physics has always been a source of talent and ideas for quantitative finance, much like mathematics provides a rich toolkit to physics. In his book, Sonhos de uma teoria final, Nobel Prize winning physicist Steven Weinberg marvels at the uncanny ability of mathematics to anticipate physics needs. Da mesma forma, quants may marvel at the ability of physics to come up with phenomena and principles that can be directly applied to our field. Para mim, it looks like the repertoire of physics holds a few more gems that we can employ and exploit.

Caixa: Heisenberg’s Uncertainty Principle

Where does this famous principle come from? It is considered a question beyond the realms of physics. Before we can ask the question, we have to examine what the principle really says. Here are a few possible interpretations:

  • Position and momentum of a particle are intrinsically interconnected. As we measure the momentum more accurately, the particle kind of “spreads out,” as George Gamow’s character, Senhor. Tompkins, puts it. Em outras palavras, it is just one of those things; the way the world works.
  • When we measure the position, we disturb the momentum. Our measurement probes are “too fat,” por assim dizer. As we increase the position accuracy (by shining light of shorter wavelengths, por exemplo), we disturb the momentum more and more (because shorter wavelength light has higher energy/momentum).
  • Closely related to this interpretation is a view that the uncertainty principle is a perceptual limit.
  • We can also think of the uncertainly principle as a cognitive limit if we consider that a future theory might surpass such limits.

The first view is currently popular and is related to the so-called Copenhagen interpretation of quantum mechanics. Let’s ignore it for it is not too open to discussions.

The second interpretation is generally understood as an experimental difficulty. But if the notion of the experimental setup is expanded to include the inevitable human observer, we arrive at the third view of perceptual limitation. Neste ponto de vista, it is actually possible to “derive” the uncertainty principle, based on how human perception works.

Let’s assume that we are using a beam of light of wavelength lambda to observe the particle. The precision in the position we can hope to achieve is of the order of lambda. Em outras palavras, Delta x approx lambda. In quantum mechanics, the momentum of each photon in the light beam is inversely proportional to the wavelength. At least one photon is reflected by the particle so that we can see it. Assim, by the classical conservation law, o momento da partícula tem que mudar em pelo menos essa quantidade,,en,aproximadamente constante / lambda,,en,Delta x.Delta p aproximadamente constante,,en,Delta x.Delta p aproximadamente 4hbar,,en,que atualmente trabalha como profissional quantitativo sênior na Standard Chartered em Cingapura,,en,Mais informações sobre o autor podem ser encontradas em seu blog,,en,http // www.Thulasidas.com,,en,caos,,en,dinâmica não linear,,en,Meeting Bingo Game,,en,Esta é uma peça hilária que encontrei na Web,,en,Se você realmente gosta,,en,eu ainda estou fazendo muita coisa tecnológica e pouca administração,,en,Já esteve em uma reunião entorpecente com algum tipo de MBA lançando uma sequência de chavões que ele leu no verso de um livro Business Careers for Dummies,,en,Imprima e quando chegar,,en,horizontal,,en,vertical ou diagonal,,en,gritar BINGO,,en,Synergy,,en,desligada,,en,Ajuste Estratégico,,en,Interface,,en,Análise de lacunas,,en,Melhor prática,,en(approx constant/lambda) from what it was before the measurement. Assim, through perceptual arguments, we get something similar to the Heisenberg uncertainty principle

Delta x.Delta p approx constant

We can make this argument more rigorous, and get an estimate of the value of the constant. The resolution of a microscope is given by the empirical formula 0.61lambda/NA, where NA is the numerical aperture, which has a maximum value of one. Assim, the best spatial resolution is 0.61lambda. Each photon in the light beam has a momentum 2pihbar/lambda, which is the uncertainty in the particle momentum. So we get Delta x.Delta p approx 4hbar, approximately an order of magnitude bigger than the quantum mechanical limit.

Through more rigorous statistical arguments, related to the spatial resolution and the expected momentum transferred, it may possible to derive the Heisenberg uncertainty principle through this line of reasoning.

If we consider the philosophical view that our reality is a cognitive model of our perceptual stimuli (which is the only view that makes sense to me), my fourth interpretation of the uncertainty principle being a cognitive limitation also holds a bit of water.

Sobre o autor

The author is a scientist from the European Organization for Nuclear Research (CERN), who currently works as a senior quantitative professional at Standard Chartered in Singapore. More information about the author can be found at his blog: http//www.Thulasidas.com. The views expressed in this column are only his personal views, which have not been influenced by considerations of the firm’s business or client relationships.

O que é o Espaço?

Isso soa como uma pergunta estranha. Todos sabemos o que o espaço é, que está ao nosso redor. Quando abrimos nossos olhos, vemo-lo. Se é ver para crer, então a questão “O que é o espaço?” na verdade, é um estranho.

Para ser justo, nós realmente não ver espaço. Vemos apenas objetos que assumimos estão no espaço. Bastante, definimos o espaço como o que é que detém ou contém os objetos. Ele é a arena onde os objetos fazer as suas coisas, o pano de fundo de nossa experiência. Em outras palavras, experiência pressupõe espaço e no tempo, e fornece a base para a visão de mundo por trás das interpretações atualmente populares de teorias científicas.

Embora não seja óbvio, esta definição (ou assunção ou entendimento) de espaço vem com uma bagagem filosófica — que de realismo. A visão do realista é predominante na compreensão atual das teorias de Einstien bem. Mas o próprio Einstein pode não ter abraçado realismo cegamente. Por que mais ele disse:

A fim de romper com o aperto de realismo, temos de abordar a questão de forma tangencial. Uma maneira de fazer isso é através do estudo da neurociência e da base cognitiva da vista, que, afinal, fornece a evidência mais forte para o realismo do espaço. Espaço, de um modo geral, é a experiência associada à vista. Outra maneira é examinar correlatos experienciais de outros sentidos: O que é som?

Quando ouvimos algo, o que ouvimos é, naturalmente, som. Nós experimentamos um tom, uma intensidade e uma variação de tempo que nos dizem muito sobre quem está falando, o que se quebrar e assim por diante. Mas, mesmo depois tirando toda a riqueza extra adicionado à experiência pelo nosso cérebro, a experiência mais básico é ainda uma “som.” Todos nós sabemos o que é, mas não podemos explicá-la em termos mais básicos do que isso.

Agora vamos olhar para o sinal sensorial responsável pela audição. Como sabemos, estes são ondas de pressão no ar que são criados por um corpo vibrando fazendo compressões e depressões no ar em torno dele. Muito parecido com as ondas em um lago, estas ondas de pressão propagar em quase todas as direções. Eles são captados por nossos ouvidos. Através de um mecanismo inteligente, as orelhas realizar uma análise espectral e enviar sinais eléctricos, que correspondem aproximadamente ao espectro de frequência das ondas, para o nosso cérebro. Observe que, até agora, temos um corpo vibrando, ajuntar e propagação de moléculas de ar, e um sinal eléctrico que contém as informações sobre o padrão das moléculas de ar. Não temos ainda som.

A experiência de som é a magia o nosso cérebro funciona. Ele traduz o sinal elétrico que codifica os padrões de ondas de pressão de ar a uma representação da tonalidade e riqueza de som. O som não é a propriedade intrínseca de um corpo vibratório ou uma árvore que cai, é a forma como o nosso cérebro escolhe para representar as vibrações ou, mais precisamente, o sinal eléctrico que codifica o espectro das ondas de pressão.

Não faz sentido chamar soar uma representação cognitiva interna dos nossos inputs sensoriais auditivas? Se você concorda, em seguida, a própria realidade é a nossa representação interna dos nossos inputs sensoriais. Esta noção é realmente muito mais profunda que parece à primeira vista. Se o som é a representação, por isso é cheiro. Então, é o espaço.

Figure
Figura: Ilustração do processo de representação do cérebro de inputs sensoriais. Os odores são uma representação das composições químicas e níveis de concentração nossos sentidos nariz. Os sons são um mapeamento das ondas de pressão de ar produzidos por um objecto vibratório. Em vista, nossa representação é o espaço, e possivelmente vez. Contudo, não sabemos o que é a representação do.

Podemos examiná-lo e compreendo perfeitamente o som por causa de um fato notável — temos um sentido mais poderoso, ou seja, a nossa visão. Vista nos permite compreender os sinais sensoriais da audição e compará-los com a nossa experiência sensorial. Com efeito, vista nos permite fazer um modelo que descreve o que é som.

Por que é que nós não sabemos a causa física por trás espaço? Afinal, sabemos das causas por trás das experiências de cheiro, som, etc. A razão para a nossa incapacidade de ver além da realidade visual está na hierarquia dos sentidos, melhor ilustrado através de um exemplo. Vamos considerar uma pequena explosão, como um fogo de artifício saindo. Quando experimentamos essa explosão, vamos ver o flash, ouvir o relatório, cheirar os produtos químicos em chamas e sentir o calor, se estamos perto o suficiente.

Os qualia dessas experiências são atribuídos ao mesmo evento físico — a explosão, a física dos quais é bem compreendida. Agora, vamos ver se podemos enganar os sentidos em ter as mesmas experiências, na ausência de uma verdadeira explosão. O calor eo cheiro são bastante fáceis de reproduzir. A experiência do som também pode ser criada usando, por exemplo, um sistema de home theater high-end. Como é que vamos recriar a experiência da visão da explosão? A experiência de home theater é uma reprodução pobre da coisa real.

Em princípio, pelo menos,, podemos pensar em cenários futuristas, como o holideck em Star Trek, onde a experiência da visão podem ser recriados. Mas no ponto onde a visão também é recriada, há uma diferença entre a experiência real da explosão e da simulação holideck? 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.]

Luz viagem no tempo efeitos e recursos cosmológicos

Este artigo não publicado é uma sequela para o meu artigo anterior (também postou aqui como “É Rádio Fontes e Gamma Ray Bursts Luminal Booms?“). Esta versão de blog contém o resumo, introdução e conclusões. A versão integral do artigo está disponível como um arquivo PDF.

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Abstrato

Os efeitos do tempo de viagem Luz (LTT) são uma manifestação óptica da velocidade finita da luz. Eles também podem ser considerados limitações perceptual para a imagem cognitiva do espaço e do tempo. Com base nessa interpretação de efeitos LTT, que apresentou recentemente um novo modelo hipotético para a variação espacial e temporal do espectro da Gamma Ray Bursts (GRB) e fontes de rádio. Neste artigo, tomamos a análise mais e mostrar que os efeitos LTT pode fornecer um bom quadro para descrever tais características cosmológicas como a observação redshift de um universo em expansão, ea radiação cósmica de fundo. A unificação desses fenômenos aparentemente distintas em muito diferentes escalas de comprimento e tempo, juntamente com a sua simplicidade conceitual, podem ser considerados como indicadores da utilidade curioso deste quadro, se não a sua validade.

Introdução

A velocidade finita da luz desempenha um papel importante na forma como percebemos a distância ea velocidade. Este fato dificilmente deve vir como uma surpresa, porque nós sabemos que as coisas não são como nós os vemos. O sol que vemos, por exemplo, já é de oito minutos de idade no momento em que vê-lo. Este atraso é trivial; se queremos saber o que está acontecendo no sol agora, tudo o que temos a fazer é esperar por oito minutos. Nós, no entanto,, tem que “correto” para essa distorção em nossa percepção, devido à velocidade finita da luz antes que possamos confiar no que vemos.

O que é surpreendente (e raramente destaque) é que, quando se trata de sensores de movimento, não podemos voltar a calcular da mesma forma que tirar o atraso em ver o sol. Se vemos um corpo celeste se movendo a uma improvável alta velocidade, não podemos descobrir o quão rápido e em que direção é “realmente” movimento sem outros pressupostos. Uma maneira de lidar com essa dificuldade é atribuir as distorções na nossa percepção de movimento para as propriedades fundamentais da arena da física — espaço e tempo. Outra linha de ação é aceitar a desconexão entre a nossa percepção ea subjacente “realidade” e lidar com ele de alguma forma.

Explorando a segunda opção, assumimos uma realidade subjacente que dá origem à nossa imagem percebida. Nós modelo ainda mais essa realidade subjacente como obedecendo a mecânica clássica, e trabalhar a nossa imagem percebida através do aparelho de percepção. Em outras palavras, não atribuem as manifestações de velocidade finita da luz para as propriedades da realidade subjacente. Em vez, nós cuidamos da nossa imagem percebido que este modelo prevê e verificar se as propriedades que nós observamos podem se originar a partir desta restrição perceptual.

Espaço, os objetos nele, e seu movimento são, de um modo geral, o produto de percepção óptica. Um tende a tomar como certo que a percepção da realidade surge como um percebe. Neste artigo, tomamos a posição de que o que percebemos é uma imagem incompleta ou distorcida de uma realidade subjacente. Mais, estamos tentando out mecânica clássica para a realidade do subjacente (para a qual nós usamos termos como absoluta, realidade noumenal ou física) que faz com que a nossa percepção para ver se ele se encaixa com a nossa imagem percebida (que podemos nos referir à realidade como detectado ou fenomenal).

Note-se que não estamos dando a entender que as manifestações de percepção são meras ilusões. Eles não são; eles são de fato parte da nossa realidade detectada porque a realidade é um resultado final de percepção. Essa percepção pode estar por trás a famosa frase de Goethe, “Ilusão de ótica é a verdade óptica.”

Nós aplicamos essa linha de pensamento a um problema de física recentemente. Nós olhamos para a evolução do espectro de um GRB e achei que fosse notavelmente semelhante ao de um estrondo sônico. Usando este facto, apresentamos um modelo para GRB como a nossa percepção de um “luminal” árvore, com o entendimento de que é a nossa imagem percebida da realidade que obedece a invariância de Lorentz e nosso modelo para a realidade subjacente (fazendo com que a imagem percebida) pode violar física relativista. O acordo marcante entre o modelo e as características observadas, no entanto, prorrogada para além GRBs a fontes de rádio simétricas, que também pode ser considerado como efeitos perceptivos de booms luminais hipotéticas.

Neste artigo, olharmos para outras implicações do modelo. Começamos com as semelhanças entre o tempo de viagem de luz (LTT) efeitos e a transformação de coordenadas em Relatividade Especial (SR). Estas semelhanças não são surpreendentes porque SR deriva, em parte, com base nos efeitos LTT. Nós, então, propor uma interpretação da SR como uma formalização de efeitos LTT e estudar alguns fenômenos cosmológicos observados à luz desta interpretação.

Semelhanças entre a luz viajar no tempo Efeitos e SR

A relatividade especial visa coordenar uma transformação linear entre sistemas de coordenadas em movimento em relação ao outro. Podemos traçar a origem da linearidade de um pressuposto oculto sobre a natureza do espaço e do tempo construída em SR, como afirmou Einstein: “Em primeiro lugar, é evidente que as equações deve ser linear, em virtude das propriedades de homogeneidade que atribuímos a espaço e tempo.” Devido a essa suposição de linearidade, a derivação original das equações de transformação ignora a assimetria entre aproximando e se afastando objetos. Tanto a aproximação e recuo objectos pode ser descrito por dois sistemas que são sempre de recuo de cada outra coordenada. Por exemplo, se um sistema K está em movimento em relação a um outro sistema k ao longo do eixo X positivo de k, em seguida, um objeto em repouso K a uma positiva x está se afastando enquanto outro objeto em um negativo x está se aproximando de um observador na origem da k.

A transformação de coordenadas no trabalho original de Einstein é derivado, em parte, uma manifestação do tempo de viagem luz (LTT) efeitos e por consequência a imposição a constância da velocidade da luz em todos os referenciais inerciais. Isso é mais evidente no primeiro experimento de pensamento, onde os observadores se deslocam com uma haste de encontrar os seus relógios não sincronizado, devido à diferença nos tempos de viagem de luz ao longo do comprimento da haste. Contudo, na interpretação atual da SR, a transformação de coordenadas é considerado uma propriedade básica de espaço e tempo.

Uma dificuldade que surge a partir desta interpretação de SR é que a definição da velocidade relativa entre os dois quadros de inércia torna-se ambígua. Se for a velocidade da trama em movimento, conforme medido pelo observador, em seguida, o movimento superluminal observado em jatos de rádio a partir da região do núcleo torna-se uma violação do SR. Se for uma velocidade que temos a considerar os efeitos deduzir por LT, então temos que empregar a suposição ad-hoc extra que superluminality é proibido. Essas dificuldades sugerem que pode ser melhor para separar os efeitos de luz tempo de viagem do resto do SR.

Nesta secção, vamos considerar espaço e tempo como uma parte do modelo cognitivo criado pelo cérebro, e argumentam que a relatividade especial aplica-se ao modelo cognitivo. A realidade absoluta (de que o SR-como o espaço-tempo é a nossa percepção) não tem de obedecer às restrições da SR. Em particular, objectos não são restritas a velocidades subluminal, mas eles podem aparecer para nós como se eles estão restritos a velocidades subluminal em nossa percepção do espaço e do tempo. Se separar os efeitos LTT do resto do SR, podemos compreender uma grande variedade de fenômenos, como veremos neste artigo.

Ao contrário de SR, considerações baseadas em efeitos LTT resultar em conjunto intrinsecamente diferente de leis de transformação para objetos que se aproximam um observador e os afastando dele. Mais geralmente, a transformação depende do ângulo entre a velocidade do objecto e a linha de visão do observador. Uma vez que as equações de transformação com base em efeitos LTT tratar aproximando e se afastando objetos assimetricamente, eles fornecem uma solução natural para o paradoxo dos gêmeos, por exemplo.

Conclusões

Como o espaço eo tempo são uma parte de uma realidade criada a partir de insumos de luz para os nossos olhos, algumas das suas propriedades são manifestações de efeitos LTT, especialmente na nossa percepção do movimento. O absoluto, realidade física, presumivelmente, gerando as entradas de luz não tem que obedecer as propriedades que atribuímos ao nosso espaço e tempo percebido.

Nós mostramos que os efeitos LTT são qualitativamente idênticos aos do SR, observando que SR considera apenas quadros de referência recuando um do outro. Esta semelhança não é surpreendente, porque a transformação de coordenadas no SR é derivado com base, em parte, os efeitos LTT, e, em parte, na hipótese de que a luz viaja à mesma velocidade com que diz respeito a todos os inerciais. Em tratando-o como uma manifestação de LTT, nós não abordou a principal motivação de SR, que é uma formulação covariante das equações de Maxwell. Pode ser possível separar a covariância da eletrodinâmica a partir da transformação de coordenadas, embora não seja experimentada com este artigo.

Ao contrário de SR, Efeitos LTT são assimétricas. Esta assimetria fornece uma solução para o paradoxo dos gêmeos e uma interpretação das violações de causalidade assumidas associado com superluminality. Além disso, a percepção de superluminality é modulada por efeitos LTT, e explica gamma explosões de raios e jatos simétricos. Como mostramos no artigo, percepção do movimento superluminal também tem uma explicação para os fenômenos cosmológicos, como a expansão do universo e microondas radiação cósmica de fundo. Efeitos LTT deve ser considerada como uma restrição fundamental em nossa percepção, e, consequentemente, na física, ao invés de uma explicação conveniente para fenômenos isolados.

Tendo em conta que a nossa percepção é filtrada através de efeitos LTT, temos que deconvolute-los de nossa realidade percebida, a fim de compreender a natureza do absoluto, realidade física. Este deconvolution, no entanto, resulta em várias soluções. Assim, o absoluto, realidade física está além do nosso alcance, e qualquer suposto propriedades da realidade absoluta só pode ser validada através de quão bem a resultante percebido realidade está de acordo com nossas observações. Neste artigo, assumiu-se que a realidade subjacente obedece nossos mecânica clássica intuitivamente óbvio e fez a pergunta como essa realidade seria percebido quando filtrada através de efeitos de tempo de viagem luz. Nós demonstramos que este tratamento especial poderia explicar certos fenômenos astrofísicos e cosmológicos que observamos.

A transformação de coordenadas no SR pode ser visto como uma redefinição do espaço e do tempo (ou, mais geralmente, realidade) a fim de acomodar as distorções em nossa percepção do movimento, devido aos efeitos de tempo de viagem luz. Pode-se ser tentado a argumentar que se aplica ao SR “reais” espaço e tempo, não a nossa percepção. Essa linha de argumentação levanta a questão, o que é real? A realidade é somente um modelo cognitivo criado em nosso cérebro a partir de nossas entradas sensoriais, inputs visual que é o mais importante. O próprio espaço é uma parte deste modelo cognitivo. As propriedades do espaço são um mapeamento dos limites da nossa percepção.

A escolha de aceitar a nossa percepção como uma verdadeira imagem da realidade e redefinindo o espaço eo tempo como descrito na relatividade especial, na verdade equivale a uma escolha filosófica. A alternativa apresentada no artigo é inspirado pela visão da neurociência moderna que a realidade é um modelo cognitivo no cérebro com base em nossas informações sensoriais. Adotando essa alternativa nos reduz a adivinhar a natureza da realidade absoluta e comparando sua projeção previsto para nossa percepção real. Pode simplificar e explicar algumas teorias da física e explicar alguns fenômenos intrigantes em nosso universo. Contudo, esta opção é mais uma postura filosófica contra a realidade absoluta incognoscível.