Mga Archive ng Tag: Pisika

Mga Sanaysay, Journal Artikulo, Talakayan Forum Post…

Ghost ng grabidad

Ito ay naging isang habang dahil ang aking huling post. Ako ay pagbabasa Zen at ang Art ng Pagpapanatili ng Motorsiklo muli ngayon lang, at dumating sa bahagi kung saan Pirsig Inihahambing ng mga paniniwala sa pang-agham at superstitions. Akala ko Gusto ko paraphrase ito at ibahagi ito sa aking mga mambabasa. Ngunit ito ay marahil pinakamahusay na humiram ng sarili niyang mga salita: “Ang mga batas ng pisika at ng logic — ang bilang ng system — sa prinsipyo ng algebraic paghalili. Ito ang mga ghosts. Naniniwala lang namin sa mga ito upang lubusan mukhang tunay na sila. Halimbawa, ito ay tila ganap na natural upang ipalagay na grabitasyon at ang batas ng grabitasyon umiral bago Isaac Newton. Ito ay tunog nutty sa tingin na iyon hanggang sa 17 siglo walang grabitasyon. Kaya kapag ginawa ito ng pagsisimula ng batas? Ay ito laging umiral? Ano ako pagmamaneho sa ay ang paniwala na bago sa simula ng lupa, bago ang araw at ang mga bituin ay nabuo, bago ang primal na henerasyon ng kahit ano, ang batas ng grabidad umiral. Nakaupo doon, pagkakaroon ng walang masa ng sarili nitong, walang enerhiya ng sarili nitong, wala sa isip ng sinuman dahil nagkaroon hindi sinuman, wala sa espasyo dahil nagkaroon walang puwang sa alinman sa, Hindi kahit saan…ito batas ng grabidad umiiral pa rin? Kung na batas ng grabidad umiral, Ako totoo lang ay hindi alam kung ano ang isang bagay ay gawin upang maging nonexistent. Mukhang sa akin na batas ng grabidad ay pumasa sa bawat pagsubok ng nonexistence mayroong. Hindi ka maaaring mag-isip ng isang solong katangian ng nonexistence na na batas ng grabidad ay walang. O isang solong pang-agham na katangian ng pag-iral nito kinailangang. At gayon pa man ito ay pa rin 'karaniwang pakiramdam’ upang maniwala na ito umiiral.

“Mahusay, Hulaan ko na kung sa tingin mo ang tungkol dito sapat na katagalan ay makikita mo ang iyong sarili ng pagpunta ikot at pag-ikot at pag-ikot at pag-ikot hanggang sa wakas mo maabot lamang ng isang posibleng, rational, intelligent na konklusyon. Ang batas ng grabidad at grabidad mismo ay hindi umiiral ang bago Isaac Newton. Walang ibang mga konklusyon saysay. At ano ang ibig sabihin na iyon na batas ng grabidad ay umiiral wala saanman maliban sa ulo ng mga tao! Ito ay isang ghost! Kami ay sa ating lahat napaka mapagmataas at conceited tungkol sa pagpapatakbo down na ghosts ng ibang tao ngunit tulad ng mangmang at barbaric at superstitious tungkol sa aming sarili.”

[Quote na ito ay mula sa isang online na bersyon ng Zen at ang Art ng Pagpapanatili ng Motorsiklo.]

Isang Matter lamang ng Oras

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, sabihin, the coffee table, it is going to hurt. Sa ibang salita, we have sensory correlates to our notion of space, starting from our most precious sense of sight.

Time, sa kabilang banda, has no direct sensory backing. And for this reason, it becomes quite difficult to get a grip over it. Ano ang oras? 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. 🙂

Sa anumang kaso, even this more restricted question of the origin of time doesn’t seem to be that tractable, pagkatapos ng lahat. 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, parang. 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. Iyon ay upang sabihin, they look the same with time going forward or backward. So they give no clue as to why we experience the arrow of time.

Pa, 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. Gayunpaman, 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. Kaya, 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 isang Bucket ng Tubig

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, tulad ng sa, 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. Halimbawa, 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. Sa kabilang banda, if it is a container-like entity, the space exists even if you take away all matter, waiting for some matter to appear.

Kaya kung ano, you ask? Mahusay, 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 — alam mo, centrifugal force, gravity, surface tension and all that. Ngayon, stop the bucket, and spin the whole universe around it instead. Alam ko, 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.

Ngayon, 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. (Sa katunayan, 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.

Oo naman, 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.

Kaya, mo makita, 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. Sa ibang salita, 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. Sa ibang salita, 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. Sa katunayan, 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, sabihin, 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. Oo naman, 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, halimbawa, 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. Ngayon, 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. Katulad nito, 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? Oo naman, 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. Paminsan-minsan, 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, upang maging mas tumpak) 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.

Ngayon, 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, mahusay, so be it. 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, halimbawa, 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, samakatuwid, 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. Pagkatapos ng lahat, he wanted to know God’s thoughts, not the details.

Ang imitasyon Universe – Sinuri

Ang Straits Times

pback-cover (17K)Ang pambansang pahayagan ng Singapore, ang Straits Times, lauds ang nababasa at pag-uusap style na ginagamit sa Ang imitasyon Universe at inirekomenda nito sa sinuman na nagnanais upang matuto nang higit pa tungkol sa buhay, uniberso at lahat ng bagay.

Wendy Lochner

Pagtawag Ang imitasyon Universe isang magandang nabasa na, Wendy sabi, “Na rin ito ay nakasulat, napakalinaw sa sundin para sa nonspecialist.”

Bobbie Pasko

Naglalarawan Ang imitasyon Universe bilang “tulad ng isang-pakinabang at intelligent na aklat,” Bobbie sabi, “Ang isang libro para sa pag-iisip laymen, ito nababasa, Naisip-provoking trabaho ay nag-aalok ng isang bagong pananaw sa aming kahulugan ng katotohanan.”

M. S. Chandramouli

M. S. Chandramouli nagtapos mula sa Indian Institute of Technology, Madras sa 1966 at magkakasunod na ginawa ang kanyang MBA mula sa Indian Institute of Management, Ahmedabad. Pagkatapos ng isang executive karera sa Indya at Europa na sumasaklaw sa ilang 28 taon siya itinatag Surya International sa Belgium kung saan siya ay nag-aalok ngayon business development at pang-industriya mga serbisyo ng marketing.

Narito ang kung ano ang sinasabi niya tungkol sa Ang imitasyon Universe:

“May isang napaka-kasiya-siya layout aklat Ang, na may tamang laki ng font at line spacing at tama density ng nilalaman. Mahusay na pagsusumikap sa isang self-publish na aklat!”

“Ang epekto ng libro ay kaleidoscopic. Ang mga pattern sa isip ng isa mambabasa (minahan, na) Paglipat at muling isagawa ang kanilang mga sarili sa isang 'rustling ingay’ higit sa isang beses.””Estilo ng pagsulat ng may-akda ay remarkably may parehong distansiyang mula sa turgid tuluyan ng Indians pagsusulat sa pilosopiya o relihiyon at kami-alam-ito-ang lahat ng mga estilo ng Western mga may-akda sa pilosopiya ng agham.”

“May isang uri ng cosmic, Eureka background '!’ na tila suffuse ang buong libro. Gitnang thesis nito tungkol sa pagkakaiba sa pagitan ng pinaghihinalaang katotohanan at ganap na katotohanan ay isang ideya naghihintay na pamumulaklak sa isang milyong mga isip.”

“Ang pagsubok sa 'Emotionality ng Pananampalataya,’ Pahina 171, ay remarkably prescient; ito ay nagtrabaho para sa akin!”

“Am hindi ako sigurado na ang unang bahagi, na kung saan ay lubos na mapaglarawan at philosophical, nakapatong ang kumportable sa ikalawang bahagi nito na may mahigpit na nai-Pinagtalunan pisika; kung at kapag ang may-akda ay sa kanyang paraan upang pagpanalo ang argumento, maaaring siya ay nais na tingnan ang tatlong iba't ibang mga kategorya ng mga mambabasa – ang lay ngunit intelligent na mga taong nangangailangan ng isang antas ng 'pagsasalin,’ ang espesyalista non-physicist, at ang physicist philosophers. Market segmentation ay ang susi sa tagumpay.”

“Sa tingin ko ay nangangailangan ng aklat na ito na basahin ang malawak. Ako ay paggawa ng isang maliit na pagsubok sa i-plug ito sa pamamagitan ng pagkopya ito sa aking malapit na kaibigan.”

Steven Bryant

Steven ay isang Vice President ng Consulting Serbisyo para sa Primitive Logic, isang nangungunang Regional Systems tagasama matatagpuan sa San Francisco, California. Siya ang may-akda ng Ang Relativity Hamon.

“Manoj pagtingin sa agham bilang elemento isa lamang sa larawan ng buhay. Agham Hindi tumukoy buhay. Ngunit ang mga kulay buhay paano namin maunawaan agham. Siya hamon sa lahat ng mga mambabasa na pag-isipang muli ang kanilang mga pinaniniwalaan system, upang tanungin kung ano ang inisip nila ay tunay na, upang humingi “bakit”? Humihingi niya sa amin na mag-alis ang aming “rosas-kulay na baso” at i-unlock ang mga bagong paraan ng nakakaranas at pag-unawa buhay. Dapat na kinakailangan na ito iisip provoking trabaho sa pagbabasa ng sinuman embarking sa isang bagong pang-agham na paglalakbay.”

“Paggamot Manoj ng mga oras ay napaka naisip provoking. Habang ang bawat isa sa aming mga iba pang mga pandama – paningin, tunog, amoy, panlasa at pindutin ang – ay multi-dimensional, oras ay tila nasa iisang dimensional. Ang pag-unawa ang interplay ng oras gamit ang aming ibang mga pandama ay isang napaka-kagiliw-giliw na palaisipan. Ito ay bubukas din sa pintuan ng pagkakaroon posibilidad ng iba pang mga phenomena na lampas sa aming alam ng pandama range.”

“Manoj ni nagbibigay ng isang malalim na pang-unawa sa pakikipag-ugnayan sa aming mga pisika, pantao paniniwala system, perception, mga karanasan, at maging ang aming mga wika, sa kung paano lapitan namin pang-agham pagtuklas. Ang kanyang gawain ay hamunin mong pag-isipang muli kung ano ang sa tingin mo alam mo ay totoo.”

“Manoj nag-aalok ng natatanging pananaw sa agham, pagdama, at katotohanan. Ang makinabang na agham ay hindi humantong sa pagdama, ngunit pagdama humahantong sa agham, ay susi sa pag-unawa na pang-agham ang lahat ng “mga katotohanan” Bukas para sa muling paggalugad. Ang aklat na ito ay lubos na naisip provoking at mga hamon sa bawat reader ang tanong kanilang sariling paniniwala.”

“Manoj ay nalalapit sa pisika mula sa isang panlahatang pananaw. Pisika ay hindi magaganap sa paghihiwalay, ngunit tinukoy sa mga tuntunin ng aming mga karanasan – parehong pang-agham at espirituwal. Habang ikaw ay galugarin ang kanyang aklat makikita mo hamunin ang iyong sariling mga paniniwala at palawakin ang iyong horizons.”

Mga Blog at Nahanap Online

Mula sa Blog Sa pamamagitan Ang Naghahanap Glass

“Ang aklat na ito ay considerably iba mula sa iba pang mga libro sa diskarte nito sa pilosopiya ng pisika at. Naglalaman ito ng maraming mga praktikal na mga halimbawa sa malalim na implikasyon ng aming philosophical tanaw sa pisika, partikular Astrophysics at pisika particle. Ang bawat demonstration ay may mathematical apendiks, na kasama ang isang mas mahigpit derivation at higit pang paliwanag. Ang aklat kahit reins sa magkakaibang sangay ng pilosopiya (hal. pag-iisip mula sa parehong East at ang West, at sa parehong mga klasikal na panahon at modernong kontemporaryong pilosopiya). At ito ay gratifying upang malaman na ang lahat ng mga matematika at pisika ginamit sa aklat ay masyadong maliwanag, at thankfully hindi nakapagtapos antas. Na tumutulong sa iyo upang gawin itong mas madali upang Pinahahalagahan ang libro.”

Mula sa Hub ng Mga Pahina

Ang pagtawag mismo “Isang matapat Review ng Ang imitasyon Universe,” ang review na ito kamukha ng isa na ginagamit sa ang Straits Times.

Nakakuha ako ng ilang mga review mula sa aking mga mambabasa sa pamamagitan ng email at online na mga forum. Na pinagsama-sama ko ang mga ito bilang hindi nakikilalang mga pagsusuri sa susunod na pahina ng post na ito.

Mag-click sa link sa ibaba upang bisitahin ang ikalawang pahina.

Ang Big Bang Teorya – Bahagi II

Matapos basahin ang isang papel sa pamamagitan ng Ashtekar sa kabuuan grabidad at nag-iisip tungkol dito, Natanto ko kung ano ang aking problema sa ang Big Bang teorya ay. Ito ay higit pa sa pangunahing pagpapalagay kaysa sa mga detalye. Akala ko Gusto ko sabihin sa maikling pangungusap ang aking mga saloobin dito, higit pa para sa aking sariling kapakinabangan kaysa sa kahit sino pa ang.

Classical teoryang (kabilang ang SR at QM) itinuturing na espasyo ng tuloy-tuloy na kawalang-halaga; samakatuwid ay ibinigay ang term na espasyo-time continuum. Sa view na ito, umiiral ang mga bagay sa tuloy-tuloy na espasyo at nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa tuloy-tuloy na oras.

Kahit na ang paniwala ng puwang oras continuum ay intuitively sumasamo, ito ay, sa kabutihang-palad, kulang. Isaalang-alang, halimbawa, isang umiikot na katawan sa walang laman na lugar. Ito ay inaasahan na makaranas ng sentripugal lakas. Ngayon isipin na ang katawan ay nakatigil at ang buong espasyo ay umiikot sa paligid nito. Maaapektuhan ba nito ang nakakaranas ng anumang sentripugal lakas?

Ito ay mahirap upang makita kung bakit doon ay magiging anumang sentripugal lakas kung space ay walang laman kawalang-halaga.

Ipinakilala .gr isang tularan shift sa pamamagitan ng encoding gravity sa espasyo-oras at sa gayon ay ginagawang mas dynamic na sa kalikasan, sa halip na walang laman kawalang-halaga. Kaya, masa ay makakakuha ng enmeshed sa espasyo (at oras), puwang ay magiging kasingkahulugan sa uniberso, at ang tanong na umiikot na katawan ay nagiging madali upang sagutin. Oo, ito ay nakakaranas sentripugal puwersa kung ito ay uniberso na umiikot sa paligid nito sapagkat ito ay katumbas ng katawan umiikot. At, hindi, ito ay hindi, kung ito ay nasa lamang walang laman na lugar. Pero “walang laman na lugar” Hindi umiiral ang. Sa kawalan ng masa, walang geometry space-time.

Kaya, nang natural, bago ang Big Bang (kung nagkaroon ng isa), doon ay hindi maaaring maging anumang espasyo, o sa katunayan ay may anumang “bago.” Tala, gayunman, na ang Ashtekar papel ay hindi malinaw na ihayag kung bakit doon ay nagkaroon na maging isang big bang. Ang pinakamalapit ay makakakuha ng ito ay na ang mga pangangailangan ng BB arises mula sa pag-encode ng grabidad sa espasyo-oras sa .gr. Sa kabila ito ng pag-encode ng grabidad at sa gayong paraan ng pag-render dynamic na espasyo-oras, .gr Itinuturing pa rin na espasyo-time bilang isang makinis na continuum — isang kapintasan, ayon sa Ashtekar, na QG ay maitama.

Ngayon, kung tinatanggap namin na nagsimula sa uniberso gamit ang big bang (at mula sa isang maliit na rehiyon), mayroon kaming sa account para sa kabuuan effect. Space-time ay dapat na quantized at ang tanging karapatan na paraan upang gawin ito ay magiging sa pamamagitan ng kabuuan grabidad. Sa pamamagitan ng QG, inaasahan namin upang maiwasan ang Big Bang kahiwagaan ng .gr, malutas ang parehong paraan QM sa walang hanggan problema enerhiya lupa ng estado sa hydrogen atom.

Ano Inilarawan ko sa itaas ay kung ano ang naiintindihan ko na maging pisikal na mga argumento sa likod ng modernong kosmolohiya. Ang natitira ay binuo ng matematika edipisyo sa itaas ng pisikal na (o talagang pilosopiko) pundasyon. Kung wala kang malakas na tanawin sa pilosopiko pundasyon (o kung ang iyong view ay pare-pareho sa ito), maaari mong tanggapin ang BB na walang hirap. Sa kasamaang-palad, Ako ay may huwag magkakaibang tanawin.

Aking mga tanawin pumaligid sa paligid ng mga sumusunod na tanong.

Ang mga post ay maaaring mukhang walang silbi pilosopiko musings, ngunit gawin bang kumuha ng simento (at sa aking opinyon, mahalaga) mga resulta, na nakalista sa ibaba.

Mayroong higit pang trabaho na dapat gawin sa harap. Ngunit para sa mga susunod na ilang mga taon, sa aking bagong kontrata aklat at pressures mula sa aking itulak sa pamamagitan ng tikin karera, Hindi ko ay magkakaroon ng sapat na panahon upang pag-aralan .gr at kosmolohiya sa kabigatan nararapat sila. Umaasa ako upang makabalik sa kanila nang isang beses sa kasalukuyang yugto ng pagkalat ng aking sarili masyadong payat pass.

Ganap na kaguluhan at Kawalang-kasiguraduhin

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. Pagkatapos ng lahat, 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.

The chaos and uncertainty I want to talk about are of different kind — 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 ginawa ng nakakahimok na kaso na ang Earth, sa katunayan, nasiyahan sa lahat ng mga kondisyon ng pagiging isang organismo. Ang punto sa view Lee ng ay hindi kaya magkano man o ang Earth ay literal na buhay, 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, I recently published a column presenting the global warming as a bout of fever caused by a virus (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, ito ay hindi mahirap na isipin na sa katunayan kami ay inflicting mabaho mga kalupitan sa aming host ng Earth. Can’t we think of our city sewers and the polluted air as the stinking, oozing ulcers sa katawan nito?

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 (that “Wall Street got drunk”) literally? Ngunit sineseryoso, Brownian motion has been a wildly successful model that we borrowed from physics. Muli, 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.

Perhaps I chose these concepts as a linguistic or emotional response to the baffling problems confronting us now, but let’s look at them any way. It is not like the powers that be have anything better to offer, ay ito?

Chaos Everywhere

Sa pisika, chaos is generally described as our inability to predict the outcome of experiments with arbitrarily close initial conditions. Halimbawa, try balancing your pencil on its tip. Malinaw, you won’t be able to, and the pencil will land on your desktop. Ngayon, 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 — pagkatapos ng lahat, we have been trying to balance pencils on their tips ever since we were four, 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. Kumuha, halimbawa, the socio-economic phenomenon of globalization, which I can describe as follows, admittedly with an incredible amount of over-simplification. Mahabang oras ang nakalipas, we used to barter agricultural and dairy products with our neighbours — sabihin, 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, halimbawa. These days, thanks to globalization, people don’t see their customers. 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. I won’t pretend that I can predict the future even if (rather, especially if) I could. Gayunpaman, 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. Halimbawa, 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. Like gravity and surface tension in our faucet example, 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. Gamit ang balangkas, I suspect one can predict the incidence and intensity of financial turmoils, though not their nature and causes. Gayunpaman, 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: if you follow the progress two water molecules starting off their careers pretty close to each other, 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. Katulad nito, 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. Sa ibang salita, don’t feel bad if you get a pink slip. There are forces well beyond your control at play here.

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, oo naman, is Einstein’s E = mc2.) Sinasabi nito ang isang bagay na tila tapat — you can measure two complementary properties of a system only to a certain precision. Halimbawa, kung susubukan mo upang malaman kung saan ang isang elektron ay (sukatin ang posisyon nito, na) mas at mas tiyak, bilis nito ay nagiging patuloy na mas hindi sigurado (o, ang pagsukat ng momentum nagiging 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 (kung saan, as described in the box, deals with complementary variables), but it is close enough to draw some parallels.

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. Oo naman, if we can understand and model a product perfectly, we can price it right and expect to reap healthy rewards. Kaya, sigurado, modelling affects the risk-reward equation.

Pero, 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 (o kulang nito) is precisely what precipitated the current financial crisis. If our modelling effort actually changes the underlying assumptions (usually in terms of liquidity or market efficiency), 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. (Paparating na sa tingin ng mga ito, 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, pati na rin. 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, we always have to know a bit more than the rest of them. 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.

This column presents my personal view that the turmoil is the inevitable consequence of the interplay between opposing forces in financial markets — 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. Mas masama, 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. Pagkatapos ng lahat, 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, setting the stage for chaotic turbulence.

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, Dreams ng isang Final Teorya, Nobel Prize winning physicist Steven Weinberg marvels at the uncanny ability of mathematics to anticipate physics needs. Katulad nito, quants may marvel at the ability of physics to come up with phenomena and principles that can be directly applied to our field. Akin, it looks like the repertoire of physics holds a few more gems that we can employ and exploit.

Box: 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, mayroon kaming upang suriin kung ano talaga ang sinasabi ng mga prinsipyo. Narito ang ilang mga posibleng pagpapakahulugan:

  • Posisyon at momentum ng isang maliit na butil ay intrinsically interconnected. Bilang namin masukat ang momentum mas tumpak, ang maliit na butil ng uri ng “kumakalat out,” bilang karakter George Gamow ni, Mr. Tompkins, inilalagay ito. Sa ibang salita, ito ay isa sa mga bagay lamang; ang paraan gumagana ang mundo.
  • Kapag namin masukat ang posisyon, mang-istorbo namin ang momentum. Ang aming mga probes pagsukat ay “masyadong mataba,” parang. Bilang namin dagdagan ang katumpakan sa posisyon (sa pamamagitan ng nagniningning na liwanag ng mas maikling wavelength, halimbawa), mang-istorbo namin ang momentum at mas higit pa (dahil mas maikling wavelength ilaw ay may mas mataas na enerhiya / momentum).
  • Malapit na nauugnay sa interpretasyon na ito ay isang view na ang kawalan ng katiyakan prinsipyo ay isang perceptual limit.
  • Maaari din naming mag-isip ng uncertainly prinsipyo bilang isang nagbibigay-malay na limit kung isaalang-alang namin na ang isang hinaharap na teorya ay maaaring malampasan tulad limitasyon.

Ang unang view ay kasalukuyang popular at may kaugnayan sa mga tinatawag Copenhagen interpretasyon ng kabuuan mekanika. Hayaan balewalain ni ito para sa mga ito ay hindi masyadong bukas sa mga talakayan.

Ang ikalawang pagpapakahulugan ay karaniwang nauunawaan bilang isang pang-eksperimentong kahirapan. Ngunit kung ang mga kuru-kuro ng mga pang-eksperimentong setup ay pinalawak upang isama ang mga tiyak na mangyayari tagamasid ng tao, dumating kami sa ikatlong view ng perceptual limitasyon. Sa view na ito, ito ay tunay na posible upang “nakukuha” kawalan ng katiyakan prinsipyo, based on how human perception works.

Ipagpalagay natin na kami ay gumagamit ng isang sinag ng liwanag ng wavelength Ipaalam lambda upang obserbahan ang maliit na butil. Ang katumpakan sa posisyon maaari naming pag-asa upang makamit ang mga pagkakasunud-sunod ng lambda. Sa ibang salita, Delta x approx lambda. Sa kabuuan mekanika, ang momentum ng bawat poton sa liwanag beam ay inversely proporsyonal sa wavelength. Hindi bababa sa isang photon ay makikita sa pamamagitan ng mga butil upang maaari naming makita ang mga ito. Kaya, sa pamamagitan ng batas ang mga klasikal na conservation, the momentum of the particle has to change by at least this amount(approx constant/lambda) mula sa kung ano ito ay bago ang pagsukat. Kaya, sa pamamagitan ng perceptual arguments, makakakuha tayo ng isang bagay na katulad ng Heisenberg kawalan ng katiyakan prinsipyo

Delta x.Delta p approx constant

Maaari naming gumawa ng mas mahigpit na ito argument, at makakuha ng isang pagtatantya ng halaga ng pare-pareho. Ang resolution ng isang mikroskopyo ay ibinigay sa pamamagitan ng mga empirical formula 0.61lambda/NA, where NA ay ang numerical siwang, na kung saan ay may isang maximum na halaga ng isang. Kaya, ang pinakamahusay na spatial resolution ay 0.61lambda. Ang bawat poton sa liwanag beam may momentum 2pihbar/lambda, kung saan ay ang kawalan ng katiyakan sa butil momentum. Kaya makuha namin Delta x.Delta p approx 4hbar, humigit-kumulang sa isang order ng magnitude na mas malaki kaysa sa kabuuan ng makina limit.

Sa pamamagitan ng mas mahigpit na statistical arguments, kaugnayan sa spatial resolution at ililipat ang inaasahang momentum, ito ay maaaring posible upang kunin ang Heisenberg kawalan ng katiyakan prinsipyo sa pamamagitan na ito linya ng pangangatwiran.

Kung isaalang-alang namin ang mga pilosopiko view na ang aming mga katotohanan ay isang nagbibigay-malay na mga modelo sa aming perceptual stimuli (na kung saan ay ang tanging view na akma sa akin), aking ika-apat na interpretasyon ng kawalan ng katiyakan prinsipyo sa pagiging isang cognitive limitasyon din ay mayroong isang piraso ng tubig.

Tungkol sa May-akda

Ang may-akda ay isang scientist mula sa European Organization para sa 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. Ang tanawin ng ipinahayag sa hanay na ito ay lamang ang kanyang personal na tanawin, na kung saan ay hindi nai-naiimpluwensyahan sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang ng mga relasyon ng negosyo o client ng kumpanya.

Ano ang Space?

Ito tunog tulad ng isang kakaibang tanong. Alam namin ang lahat ng kung ano ang laman ay, ito ay ang lahat sa paligid sa amin. Kapag binuksan namin ang aming mga mata, makita namin ito. Kung nakakakita ay paniniwalang, pagkatapos ay ang tanong “Ano ang espasyo?” sa katunayan ay isang kakaiba.

Upang maging patas, hindi namin talaga makita espasyo. Nakakakita kami ng mga bagay lamang na ipinapalagay namin ay nasa espasyo. Sa lalong maliwanag, tinutukoy namin patlang bilang kahit anong ito ay na hold o naglalaman ng mga bagay. Ito ay ang arena kung saan bagay ang kanilang bagay, ang backdrop ng aming karanasan. Sa ibang salita, karanasan presupposes na espasyo at oras, at nagbibigay ng batayan para sa worldview sa likod ng kasalukuyang sikat interpretations ng siyentipikong teoryang.

Kahit na hindi halata, kahulugan na ito (o palagay o pag-unawa) ng puwang ay may pilosopiko bagahe — na ng pagiging totoo. View ng parang tunay ay nangingibabaw sa kasalukuyang-unawa ng teoryang Einstien ganoon din. Ngunit Einstein ang kanyang sarili ay hindi maaaring Tinanggap pagiging totoo nang walang taros. Bakit pa siya ay sinasabi:

Upang masira ang layo mula sa mahigpit na pagkakahawak ng pagiging totoo, Kailangan ba naming lumapit sa tanong tangentially. Ang isang paraan upang gawin ito ay sa pamamagitan ng pag-aaral ng Neuroscience at nagbibigay-malay na batayan ng paningin, na matapos ang lahat ng mga nagbibigay ng pinakamatibay na katibayan upang ang realness ng espasyo. Space, sa pamamagitan ng at malaki, ay ang karanasan na nauugnay sa paningin. Ang isa pang paraan ay upang suriin sa karanasan iniuugnay ng iba pang mga pandama: Ano ang tunog?

Kapag marinig namin ang isang bagay, kung ano ang naririnig namin ay, nang natural, tunog. Nakakaranas kami ng tono, isang intensity at isang oras na pagkakaiba-iba na sabihin sa amin ng maraming tungkol sa kung sino ang kausap, kung ano ang breaking at iba pa. Ngunit kahit na matapos pagtatalop off ang lahat ng mga labis na katabaan idinagdag sa karanasan ng aming utak, ang pinaka-basic na karanasan ay pa rin ng isang “tunog.” Alam namin ang lahat ng kung ano ito, ngunit hindi namin maaaring ipaliwanag ito sa mga tuntunin ng higit pang mga pangunahing kaysa sa.

Ngayon tingnan natin ang mga pandama signal responsable para sa pagdinig ipaalam. Tulad ng alam namin, ang mga ito ay ang presyon ng mga alon sa hangin na nilikha sa pamamagitan ng paggawa ng isang vibrating katawan compressions at depressions sa hangin sa paligid nito. Tulad ng ripple sa isang pond, mga presyon ng mga alon ng buo sa halos lahat ng direksyon. Ang mga ito ay nakuha ng aming mga tainga. Sa pamamagitan ng isang matalino na mekanismo, ang mga tainga magsagawa ng parang multo pagtatasa at magpadala ng mga signal ng de-kuryenteng, na halos tumutugma sa dalas ng spectrum ng mga wave, sa aming utak. Tandaan na, hanggang ngayon, mayroon kaming vibrating katawan, bunching at nagkakalat ng mga naka molecule, at electric signal na naglalaman ng impormasyon tungkol sa mga pattern ng mga naka molecule. Hindi pa namin may tunog.

Ang karanasan ng tunog ay ang magic aming mga utak na gumaganap. Ito isinasalin ang mga de-koryenteng signal encoding ng mga pattern ng wave air presyon sa isang representasyon ng tinig at kayamanan ng tunog. Tunog ay hindi ang tunay na ari-arian ng isang vibrating katawan o isang pagbagsak ng puno, ito ay ang paraan pinipili ng aming mga utak upang kumatawan sa vibrations o, Mas tiyak, ang mga de-koryenteng signal encoding spectrum ng presyon ng mga alon.

Hindi ito magkaroon ng kahulugan upang tawagan ang tunog ng isang panloob na nagbibigay-malay na representasyon ng aming pandinig pandama input? Kung sumasang-ayon ka, pagkatapos katotohanan mismo ay aming panloob na representasyon ng aming mga pandama input. Paniwala na ito ay talagang mas malalim na unang lalabas. Kung tunog ay representasyon, kaya ay amoy. Kaya ang puwang.

Figure
Figure: Paglalarawan ng ang proseso ng pagkatawan ng utak ng madaling makaramdam input. Odors ay isang representasyon ng mga kemikal na komposisyon at mga antas ng konsentrasyon aming mga pandama ilong. Tunog ay isang pagma-map ng mga naka presyon ng mga alon na ginawa ng isang vibrating object. Sa paningin, aming representasyon ay espasyo, at posibleng oras. Gayunpaman, hindi namin alam kung ano ang mahalaga ay ang representasyon ng.

Maaari naming suriin ito at ganap na maunawaan ang tunog dahil sa isang kapansin-pansin na katotohanan — mayroon kaming mas malakas na pakiramdam, lalo ang aming paningin. Paningin ay nagbibigay-daan sa amin upang maunawaan ang mga pandama ng mga signal ng pandinig at paghambingin ang mga ito sa aming madaling makaramdam karanasan. Sa epekto, Nagbibigay-daan sa amin paningin upang makagawa ng isang modelo na naglalarawan kung ano ang tunog ay.

Bakit ito ay na hindi namin alam ang mga pisikal na dahilan sa likod ng espasyo? Pagkatapos ng lahat, alam namin sa mga dahilan sa likod ng mga karanasan ng amoy, tunog, atbp. Ang dahilan para sa aming kawalan ng kakayahan na makita ang lampas sa visual na katotohanan ay nasa hierarchy ng pandama, pinakamahusay na isinalarawan sa paggamit ng isang halimbawa. Isaalang-alang natin ang isang maliit na pagsabog Hayaan, tulad ng off ang isang paputok pagpunta. Kapag nakakaranas namin ang pagsabog, ay namin makita ang flash, marinig ang ulat, amoy ng nasusunog na mga kemikal at pakiramdam ang init, kung kami ay malapit-lapit.

Ang qualia ng mga karanasan iniuugnay sa parehong pisikal na kaganapan — ang pagsabog, physics kung saan ay lubos na naunawaan. Ngayon, tingnan natin kung maaari naming lokohin ang pandama sa pagkakaroon ng parehong karanasan, sa kawalan ng tunay na pagsabog. Ang init at ang amoy ay medyo madali upang muling gawin. Ang karanasan ng tunog ay maaari ding nilikha gamit, halimbawa, isang high-end home theater system. Paano kami muling likhain ang karanasan ng paningin ng mga pagsabog? Ang isang home theater karanasan ay isang mahinang pag-aanak ng tunay na bagay.

Sa prinsipyo ng hindi bababa sa, maaari naming isipin ang futuristic mga sitwasyon tulad ng holideck sa Star trek, kung saan ang karanasan ng paningin ay maaaring recreated. Ngunit sa punto kung saan paningin ay recreated rin, ay mayroong isang pagkakaiba sa pagitan ng tunay na karanasan sa mga pagsabog at mga holideck simulation? Ang pag-blur ng kamalayan ng katotohanan kapag ang paningin na karanasan ay kunwa ay nagpapahiwatig na paningin ay ang aming pinaka-makapangyarihang pakiramdam, at wala kaming access sa mga dahilan na lampas sa aming mga visual na katotohanan.

Paningin ay ang batayan ng aming kahulugan ng katotohanan. Lahat ng ibang mga pandama magbigay corroborating o umaayon sa perception sa visual na katotohanan.

[Ang post na ito ay hiniram mula sa tila ang aking aklat.]

Banayad na Paglalakbay sa Panahon Effects at Cosmological Mga Tampok

Ito hindi nai-publish na artikulo ay isang sequel sa aking mas maaga papel (nai-post din dito bilang “Sigurado Radio Mga Pagmumulan at Gamma Ray pagsabog Luminal Booms?“). Ang bersyon na ito blog ay naglalaman ng mga abstract, panimula at konklusyon. Ang buong bersyon ng artikulo ay magagamit bilang isang PDF file.

.

Abstract

Banayad na paglalakbay oras effect (LTT) ay isang optical manipestasyon ng bilis may hangganan ng liwanag. Maaari din silang ituring na mga hadlang sa perceptual sa nagbibigay-malay larawan ng espasyo at oras. Batay sa pagbibigay kahulugan ng LTT effect, ipinakita namin kamakailan ang isang bagong hypothetical modelo para sa buhay na ito lamang at spatial na pagkakaiba-iba ng spectrum ng Gamma Ray pagsabog (GRB) at pinagkukunan ng radyo. Sa artikulong ito, higit pang tumagal namin ang pagsusuri at ipakita na LTT mga epekto ay maaaring magbigay ng isang mahusay na framework upang ilarawan tulad cosmological mga tampok tulad ng redshift pagmamasid ng isang pagpapalawak ng uniberso, at ang cosmic microwave background radiation. Ang unification ng mga mistulang natatanging phenomena sa tiyak na iba't ibang mga antas haba at oras, kasama ang mga pangkonseptong pagiging simple nito, maaaring itinuturing na mga tagapagpahiwatig ng malaman pagiging kapaki-pakinabang ng mga ito framework, kung hindi pagkabisa nito.

Panimula

Ang tiyak na tulin ng ilaw ay may mahalagang bahagi sa kung paano namin perceive distansya at bilis. Katunayan na ito ay dapat bahagya dumating bilang isang sorpresa dahil ako namin malaman na ang mga bagay ay hindi tulad ng nakikita namin ang mga ito. Ang sun na ating nakikita, halimbawa, ay isa sa walong minuto lumang sa oras na makita namin ito. Pagka-antala na ito ay trivia; kung gusto naming malaman kung ano ang nangyayari sa sa sun ngayon, lahat ng mayroon kaming gawin ay maghintay para sa walong minuto. Namin, nonetheless, mag- “tama” para sa pagbaluktot sa aming pagdama dahil sa bilis may hangganan ng liwanag bago maaari naming pinagkakatiwalaan kung ano ang nakikita namin.

Ano ang kamangha-mangha (at bihira na naka-highlight) ay na pagdating sa sensing paggalaw, Hindi namin maaaring i-back-kalkulahin sa parehong paraan na ginagawa namin ang pagkahuli sa pagkita ng araw. Kung makakita kami ng isang celestial body gumagalaw sa isang improbably mataas na bilis, hindi namin malaman kung paano mabilis at sa kung anong direksyon ito ay “talaga” paglipat nang hindi gumagawa ng higit pang mga palagay. Ang isang paraan ng paghawak ng mga paghihirap na ito ay upang ascribe ang distortions sa aming pagdama ng paggalaw sa mga pangunahing katangian ng ang arena ng pisika — espasyo at oras. Ang isa pang kurso ng aksyon ay upang tanggapin ang disconnection sa pagitan ng aming pagdama at ang kalakip na “katotohanan” at haharapin ang mga ito sa ilang mga paraan.

Paggalugad sa ang pangalawang opsyon, ipinapalagay namin ang isang nakatagong katotohanan na nagbibigay sa pagtaas sa aming mga pinaghihinalaang larawan. Karagdagang naming gawing modelo ang kalakip na katotohanan bilang pagsunod sa mga klasikal na Mechanics, at ehersisyo ang aming mga pinaghihinalaang larawan sa pamamagitan ng apparatus ng pagdama. Sa ibang salita, hindi namin ipatungkol ang manifestations ng bilis may hangganan ng liwanag sa mga pag-aari ng napapailalim na katotohanan. Sa halip, ginagawa namin ang aming napansing larawan na hinuhulaan ang model na ito at i-verify kung ang mga katangian namin obserbahan maaaring nagmula sa mga ito perceptual hadlang.

Space, ang mga bagay sa loob nito, at ang kanilang mga paggalaw ay, sa pamamagitan ng at malaki, ang produkto ng optical pagdama. Ang isa ay may gawi na dalhin ito para sa ipinagkaloob na pagdama arises mula sa katotohanan bilang isa perceives ito. Sa artikulong ito, tumagal kami sa posisyon na kung ano perceive namin ay isang hindi kumpleto o magulong larawan ng isang nakatagong katotohanan. Ang karagdagang, Sinusubukan namin ang klasikong Mechanics para sa mga nakatagong katotohanan (kung saan ginagamit namin na term tulad ng absolute, noumenal o pisikal na katotohanan) na maging dahilan ng aming pagdama upang makita kung umaangkop ito sa aming pinaghihinalaang larawan (kung saan maaari naming mag-refer sa bilang sensed o phenomenal katotohanan).

Tandaang hindi kami ay nagpapahiwatig na ang manifestations ng pagdama ay halos delusyon. Ang mga ito ay hindi; ang mga ito ay sa katunayan bahagi ng aming sensed katotohanan dahil sa katotohanan ay isang dulo resulta ng pagdama. Pananaw na ito ay maaaring sa likod ng sikat na pahayag ni Goethe, “Ang optical ilusyon ay optical katotohanan.”

Inilapat namin ang linyang ito ng pag-iisip sa isang problema pisika kamakailan. Tiningnan namin sa Spectral paglaki ng isang GRB at natagpuan ito upang maging remarkably na katulad ng sa isang sonic boom. Gamit ang katotohanan, ipinakita namin ang isang modelo para sa GRB ng aming pagdama ng isang “luminal” boom, na may pang-unawa na ito ay ang aming napansing larawan ng katotohanan na Sinusunod Lorentz invariance at ang aming modelo para sa napapailalim na katotohanan (nagiging sanhi ng pinaghihinalaang larawan) maaaring lumabag sa relativistic pisika. Ang kapansin-pansin na kasunduan sa pagitan ng modelo at ang mga tampok na-obserbahan, gayunman, extended na lampas GRBs sa simetriko na pinagkukunan ng radyo, na kung saan ay maaari ding itinuturing na perceptual epekto ng hypothetical luminal booms.

Sa artikulong ito, tinitingnan namin ang iba pang mga implikasyon ng modelo. Simulan namin na may pagkakatulad sa pagitan ng oras na liwanag paglalakbay (LTT) mga epekto at mga coordinate pagbabagong-anyo sa Espesyal na Relativity (SR). Ang mga pagkakatulad ay bahagya nakakagulat dahil SR ay nagmula bahagyang batay sa LTT effect. Pagkatapos ay ipanukala kami ng isang pagpapakahulugan ng SR bilang isang formalization ng LTT epekto at pag-aralan ang ilang mga inobserbahang cosmological phenomena sa liwanag ng interpretasyon na ito.

Pagkakatulad sa pagitan ng mga magagaan na Paglalakbay sa Panahon Effects at SR

Mga espesyal na relativity naghahangad ng linear coordinate pagbabagong-anyo sa pagitan ng coordinate system sa paggalaw na may paggalang sa isa't isa. Maaari naming bakas sa pinagmulan ng linearity sa isang nakatagong palagay sa likas na katangian ng espasyo at oras na binuo sa SR, tulad ng ipinahayag sa pamamagitan ng Einstein: “Sa unang lugar ito ay malinaw na ang mga equation ay dapat na sa guhit sa account ng ang mga katangian ng homogeneity na ipatungkol namin sa espasyo at oras.” Dahil dito palagay ng linearity, ang orihinal na derivation ng pagbabagong-anyo ng mga equation binabalewala ang asymmetry sa pagitan ng papalapit at receding bagay. Ang parehong papalapit at receding bagay ay maaaring inilarawan sa pamamagitan ng dalawang mga sistema ng coordinate na ay palaging receding mula sa isa't isa. Halimbawa, kung ang isang sistema K inaalis na may paggalang sa ibang system k sa kahabaan ng positibong X axis ng k, pagkatapos ang isang bagay sa iba pang bahagi sa K sa isang positibong x ay receding habang ang isa pang bagay sa isang negatibong x ay papalapit na isang tagamasid sa pinagmulan ng k.

Ang coordinate pagbabagong-anyo sa orihinal na papel Einstein ay nanggagaling sa, sa bahagi, isang paghahayag ng oras ilaw paglalakbay (LTT) mga epekto at ang kinahinatnan ng imposing ang katapatan ng liwanag bilis sa lahat inertial frame. Ito ay pinaka-halata sa unang pag-iisip eksperimento, kung saan observers paglipat sa isang baras mahanap ang kanilang Orasan hindi naka-synchronize dahil sa ang pagkakaiba sa liwanag beses sa paglalakbay sa kahabaan ng haba ng baras. Gayunpaman, sa kasalukuyang pagpapakahulugan ng SR, ang coordinate pagbabagong-anyo ay itinuturing na isang pangunahing ari-arian ng espasyo at oras.

Isa paghihirap na arises mula sa pagbibigay kahulugan ng SR ay ang kahulugan ng mga kamag-anak bilis sa pagitan ng dalawang inertial frame ay nagiging hindi maliwanag. Kung ito ay ang bilis ng paglipat ng frame bilang sinusukat ng tagapagmasid, pagkatapos obserbahan ang superluminal paggalaw sa jet radio simula sa core rehiyon ay nagiging isang paglabag sa SR. Kung ito ay isang bilis na mayroon kami sa deduce sa pamamagitan ng isinasaalang-alang ang lt effect, pagkatapos kami ay may sa nagpapatupad ng dagdag na palagay ng ad-hoc na superluminality Ipinagbabawal. Iminumungkahi Ang mga paghihirap na maaaring ito ay mas mahusay na upang disentangle ang liwanag effect na oras ng paglalakbay mula sa iba pang bahagi ng SR.

Sa seksyong ito, Isasaalang-alang namin na espasyo at oras bilang isang bahagi ng nagbibigay-malay modelo na nilikha ng utak, at argue na espesyal na relativity nalalapat sa mga nagbibigay-malay na modelo. Ang ganap na katotohanan (ng kung saan ang SR-tulad ng espasyo-oras ay ang aming pagdama) hindi kailangang sundin ang mga paghihigpit ng SR. Sa partikular, mga bagay ay hindi limitado sa mga subluminal bilis, ngunit maaari silang lumitaw sa amin na parang sila ay pinaghihigpitan sa subluminal bilis sa aming pagdama ng espasyo at oras. Kung disentangle namin LTT mga epekto mula sa iba pang bahagi ng SR, maaari naming maunawaan ang isang malawak na hanay ng mga phenomena, bilang ay dapat namin makita sa artikulong ito.

Hindi tulad ng SR, pagsasaalang-alang batay sa LTT epekto magresulta sa intrinsically ibang hanay ng mga batas sa pagbabagong-anyo para sa mga bagay na lumalapit ang isang tagamasid at mga receding mula sa kanya. Higit sa pangkalahatan, ang pagbabago ay depende sa anggulo sa pagitan ng bilis ng bagay na linya at ang tagamasid ng paningin ng. Dahil ang mga equation pagbabago batay sa LTT epekto tinatrato ang papalapit at receding bagay asymmetrically, nagbibigay sila ng isang natural na solusyon sa twin PARADOHA, halimbawa.

Konklusyon

Dahil espasyo at oras ay bahagi ng isang katotohanan na nilikha out ng ilaw input sa aming mga mata, ang ilan sa kanilang mga ari-arian ay manifestations ng LTT effect, lalo na sa aming pagdama ng paggalaw. Ang ganap na, pisikal na katotohanan baka bumubuo ng mga magagaan na input ay hindi kailangang sumunod sa sistema ang mga katangian ascribe namin sa aming mga pinaghihinalaang espasyo at oras.

Nagpakita namin na LTT mga epekto ay qualitatively kapareho ng mga SR, tandaan na ang SR Isinasaalang-alang lamang ng mga frame ng reference receding mula sa isa't isa. Pagkakatulad na ito ay hindi kataka-taka dahil ang coordinate pagbabagong-anyo sa SR ay nagmula batay bahagyang sa LTT effect, at bahagyang sa palagay na liwanag paglalakbay sa parehong bilis na may paggalang sa lahat inertial frame. Sa pagpapagamot ng ito bilang isang paghahayag ng LTT, hindi namin ginawa tugunan ang pangunahing pagganyak ng SR, kung saan ay isang covariant formulation ng mga equation Maxwell ni. Maaaring posible sa disentangle ang covariance ng electrodynamics mula sa coordinate pagbabagong-anyo, kahit na ito ay hindi Tinangka sa artikulong ito.

Hindi tulad ng SR, LTT mga epekto ay asymmetric. Asymmetry ito ay nagbibigay ng isang resolution sa twin PARADOHA at isang pagpapakahulugan ng ipinapalagay paglabag causality na nauugnay sa superluminality. At saka, ang pagdama ng superluminality ay modulated sa pamamagitan ng LTT effect, at ipinapaliwanag gamma ray pagsabog at simetriko jet. Habang kami ay nagpakita sa artikulo, pagdama ng superluminal paggalaw Taglay din ng paliwanag para sa cosmological phenomena tulad ng pagpapalawak ng uniberso at cosmic microwave background radiation. LTT effect dapat na ituring bilang isang pangunahing hadlang sa aming pagdama, at dahil diyan sa pisika, sa halip na bilang isang maginhawang paliwanag para sa ilang phenomena.

Given na ang aming pagdama ay na-filter sa pamamagitan LTT effect, mayroon kaming upang deconvolute ang mga ito mula sa aming mga pinaghihinalaang katotohanan upang maunawaan ang likas na katangian ng absolute, pisikal na katotohanan. Deconvolution na ito, gayunman, mga resulta sa maramihang mga solusyon. Kaya, ang ganap na, pisikal na katotohanan ay lampas sa aming pagkaunawa, at anumang ipinapalagay mga katangian ng ang ganap na katotohanan ay maaari lamang napatunayan sa pamamagitan ng kung gaano kahusay ang nagreresultang napansing Sumasang-ayon ang katotohanan sa aming mga obserbasyon. Sa artikulong ito, ipinapalagay namin na ang kalakip na katotohanan Sinusunod ng aming intuitively halata klasikong Mechanics at tinanong ang tanong kung paano tulad ng katotohanan ay pinaghihinalaang kapag na-filter sa pamamagitan ng liwanag travel oras effect. Nagpakita namin na ang partikular na paggamot ay maaaring ipaliwanag ang ilang mga astrophysical at cosmological phenomena na namin obserbahan.

Ang coordinate pagbabagong-anyo sa SR ay maaaring matingnan bilang isang redefinition ng espasyo at oras (o, mas pangkalahatang paraan, katotohanan) upang bigyang-daan ang distortions sa aming pagdama ng paggalaw sanhi liwanag travel oras effect. Maaaring isa matukso upang argue nalalapat na SR sa “tunay” espasyo at oras, Hindi aming pagdama. Ang linya ng argumento begs ang tanong, kung ano ang tunay na? Katotohanan ay lamang ng isang nagbibigay-malay modelo na nilikha sa aming mga utak na nagsisimula mula sa aming madaling makaramdam input, visual input pagiging ang pinaka-makabuluhang. Puwang nito ay isang bahagi ng ito nagbibigay-malay na modelo. Ang mga katangian ng espasyo ay isang pagma-map ng mga hadlang ng aming pagdama.

Ang piniling tanggapin ang aming pagdama bilang isang tunay na imahe ng katotohanan at muling pagtutukoy na espasyo at oras tulad ng inilarawan sa espesyal na relativity sa katunayan mga halaga sa isang philosophical pagpipilian. Ang mga alternatibong na ipinakita sa artikulo ay inspirasyon ng mga view sa mga modernong Neuroscience na katotohanan ay isang nagbibigay-malay na modelo sa utak batay sa aming madaling makaramdam input. Pagpapatibay ng mga alternatibong ito ay nagbabawas sa amin sa paghula ang likas na katangian ng ganap na katotohanan at paghahambing nito hinulaang projection sa aming mga tunay na pagdama. Maaaring gawing simple at elucidate ilang mga teoryang sa pisika at ipapaliwanag puzzling phenomena sa aming uniberso. Gayunpaman, ang pagpipiliang ito ay isa pang philosophical paninindigan laban sa unknowable ganap na katotohanan.