Despre lucrarea "Fizica povestită" a lui Cristian Presură

Rezumarea primului mesaj :

Am început cu greu să citesc pe apucate din această lucrare interesantă. Am terminat cu prefața elocventă scrisă de domnul doctor Mircea Penția de la IFIN.

Atunci nedumerirea mea este de ce nu se folosește teorema lui Taylor FĂRĂ EXCEPȚIE, în TOATE problemele de mecanică. De ce avem nevoie de atâtea complicații?

La urma urmei, ce sunt ecuațiile de mișcare? Nu sunt ele niște legi care asociază poziția fiecărui moment de timp?

Ca sa folosesti teorema lui Taylor trebuie sa cunosti functia (sa-i spunem) pentru care faci dezvoltarea. Ori (legea de miscare adica) este solutia unei ecuatii Euler-Lagrange (ecuatie de miscare), dupa cum rezulta din minimizarea actiunii.

Daca vrei facem un exemplu cu pendulul sau cu oscilatorul armonic. Din rezolvarea unui exemplu concret se intelege mai bine toata teoria.

Hai să facem un exemplu concret, în alt topic, poate reușesc să-ți clarific ție (și mie, desigur) ce nedumeriri am. Deschizi tu un topic cu această problemă faină?

Da, dar din pacate nu acum. O sa revin pe seara si o sa tratam pas cu pas cu aceasta problema (intr-un topic separat desigur) pe cazul concret al unui oscilator armonic liniar. E cel mai simplu exemplu posibil.

Excelent. Pe cel mai simplu exemplu ne putem concentra la adevăratele probleme. Normal că nu e nicio grabă.

Aflu pentru prima dată că în relativitatea restrânsă nu pot fi definite precis energiile cinetice și potențiale. Oare de ce? Chiar așa să fie? N-ar putea fi energia cinetică dată de ? Și, energia potențială să fie tocmai energia de repaus? Care este problema cu astfel de definiții? Cu această ocazie mai primim informația că aflarea lagrangeanului nu este treabă ușoară și necesită chiar și imaginație. Se vorbește despre un lagrangean ultim ce ar descrie întregul Univers, iar autorul ne delectează cu o poză în care vedem un bătrânel cu aripi, aură, ochelari și mustață, aflat printre nori, aducând a Dumnezeu, ce citește într-o carte pe care scrie „LEGI UNIVERS”. Se scoate în evidență importanța noțiunilor de „stare inițială” și „stare finală” aspect ce mă pune pe gânduri, sugerându-mi că și eu trebuie să pun preț în Fizica elicoidală pe aceste două noțiuni, căci ele mi-ar induce condiții de staționaritate pentru elicele ce pot constitui traiectoria reală sau virtuală a unui corp, în sensul că între poziția inițială și cea finală ar trebui să fie un număr întreg de spire ale elicelor. Probabil, acest număr de spire ar putea constitui „acțiunea” în Fizica elicoidală.

Pai nu si poate, ca un arc-resort-guma presat sau intins este in repaus, dar are energie potentiala.
Multi au energie potentiala si cand dorm si sforaie si cand trag..... sforile.  O sfoara intinsa are tensiune, adica energie potentiala, dar o sfoara elicoidala-creatza nu are.
In sfarsit forumul merge de duduie, cercetam, cercetam, cercetam.
Abel, ce-ti mai face laringeanul ?
Pendului lui Fuco Phouko Foucault are o miscare inca nestudiata. Aplicati-i teorema lui Croitoru.

Constat cu bucurie că autorul vine cu explicații suplimentare clare privind importanța manierei de „aruncare” inițială a corpului pentru ca acesta să ajungă în locul dorit la momentul dorit. Detaliile pe care le remarc sunt acelea că după aruncare corpul este considerat neperturbat de alte influențe nenaturale (aruncări) și, în consecință, putem considera că acesta se mișcă natural. Înțeleg, deci, că „aruncarea” este nenaturală și constituie un ingredient important al mecanicii newtoniene. Cred că înțeleg atunci și de ce contează numai viteza, nu și accelerația, în studiu: pentru că se consideră forțele (și masele) constante, iar impulsul este dependent (doar) de viteză. Va trebui atunci să fiu atent la ce se întâmplă în cazul forțelor neconstante (unde ar mai trebui să apară și supraaccelerații). La finalul secțiunii 124 primim o poveste frumoasă despre corespondența dintre Euler și Lagrange privind calculul variațional, pregătindu-se terenul pentru secțiunea următoare, dedicată ecuațiilor Euler-Lagrange.

Autorul precizează acum că acțiunea poate fi și maximă, nu doar minimă. Se subliniază absența forței în mecanica analitică și se arată foarte explicit faptul că minimizarea acțiunii este valabilă pentru orice traiectorie infinitezimală. Se introduc apoi, fără demonstrație, ecuațiile Euler-Lagrange, care scot în evidență mărimi constante ale mișcării, precum energia totală și impulsul. Așadar, trebuie să mă orientez și eu înspre mărimi care rămân constante și în Fizica elicoidală pe parcursul mișcării. Ce rămâne constant în Fizica elicoidală? Darbuzorul, deci, vectorul lui Darboux. Totuși, care darbuzor? Că există darbuzori de orice ordin. Oare aceste ordine să aibă legătură cu spectrul atomic? Oare fiecare substanță are constanți darbuzorii ei specifici de anumite ordine? Sunt încă departe de a putea contura un asemenea „început” al Fizicii elicoidale...

Caseta matematică ne arată ecuațiile pentru pendul și consecința identică cu cea din mecanica newtoniană. Drept implicație „filozofică” a mecanicii analitice, se arată că forța este doar un instrument matematic căruia nu trebuie să-i atribuim neapărat o existență reală. La finalul secțiunii sunt rezumați cei 5 pași necesari pentru a descrie evoluția unui sistem în mecanica analitică.

Prefer să tratez ceva mai amănunțit acești pași extrem de importanți, pentru a înțelege ce am de făcut în Fizica elicoidală. Pasul 1. Cât de liber poate fi sistemul? Gradele de libertate. Ele ne furnizează coordonatele generalizate. N-am înțeles de ce dacă știi coordonatele generalizate, mai trebuie să știi și vitezele generalizate. Când „știi” coordonatele, nu știi implicit și derivatele lor în raport cu timpul? Ce fel de „știut” avem în legătură cu aceste coordonate? De ce este acest „știut” atât de limitat?

Pasul 2. Construim lagrangeanul, ca fiind diferența dintre energia cinetică și cea potențială. Asta înseamnă că mai întâi trebuie să „fac rost” de energia cinetică, apoi de cea potențială. Nu-s toate acestea niște complicații în plus?

Pasul 3. „Construim un set de evoluții virtuale” Și în ce ar consta rezultatul acestei construcții? Câte evoluții aleg? Pe ce criterii?

Pasul 4. Calculul acțiunii pe fiecare evoluție și determinarea evoluției pentru care acțiunea este minimă, acea evoluție fiind cea reală.

Pasul 5. Alternativ la pasul 4, „putem folosi ecuațiile Euler-Lagrange pentru a afla evoluția” reală. Putem? Nu sunt ele, mai degrabă, recomandate? Sunt, deci, 4 pași doar, nu-i așa? Doamne, pisălog mai pot fi...


Se arată că principiul acțiunii minime este valabil și pentru sisteme care interacționează. Se analizează întâi un resort în mecanica analitică, apoi se mai aduce un altul și se leagă bilele celor două resorturi cu un alt resort. Frumusețea este că lagrangeanul total este suma lagrangeenilor implicați (ai celor trei resorturi), iar acest caracter aditiv dă puterea remarcabilă a formalismului lagrangean.

O sa-ti exemplific eu acesti pasi pe exemplul oscilatorului armonic.

Este descris mai apoi câmpul scalar Klein-Gordon a cărui evoluție poate fi modelată la limită de un ansamblu infinit, discret, de resorturi paralele. O casetă matematică mai lungă aduce demonstrația acestui fapt, bazată pe aproximația constantei elastice efective a resorturilor orizontale. Cu această ocazie se introduce noțiunea de „densitate de lagrangean”, folosită pentru obținerea ecuației Klein-Gordon.

De cateva secole taranii, care au lasat munca grea campului si au venit la oras sa se faca domni-savanti, au pastrat totusi in subconstient nostalgia pamantului=campului, care le dadea de toate.  De la camp primeau pana de curand totul, asta dupa ce s-au dat jos din copaci in urma cu cateva mii de ani. Acum la oras totul vine de la Super-Market. Nu s-au dezobisnuit de vechiul mediu-spatiu camp si tot repeta cuvantul camp in sus, camp in jos, in camp ei inca vad totul, sursa tuturor bunatatilor (au uitat ca bananele vin din copaci).
Dar totusi persista marea enigma, CE E CAMPUL ?  Cu asta vectorial e mai simplu, e cauza care da energie si ne misca, dar cel scalar inca nu-l percepem corect.
Oare avem campuri scalare in vid ?  Oare orice corp este un camp scalar sau o adunatura de campuri ? Poate exista camp scalar si vectorial independent unul de celalalt ?
Concret fizic si nu matematic, din ce e facut „campul scalar” ?
Propun sa schimbam notiune de camp cu un termen mai modern, sa-i spunem "marfa". In curand vom trebui sa platim totul, si apa de ploaie, si aerul, totul.  Altfel, daca nu vom putea plati, guvernul ne va recicla si ne va transforma in marfa pt. altii. Daca nu guvernul, in final natura tot ne transforma si ne recicleaza. Redevenim "CAMP". Scalar !!!  Din vectorialul ce am fost odata.
Credeti ca un camp scalar poate devani vectorial, daca i se scoala ?
https://books.google.ro/books?id=5P0YAgAAQBAJ&pg=PT46&lpg=PT46&dq=c%C3%A2mp+scalar&source=bl&ots=9IDR7EDzoZ&sig=IjMS8_ZA3u_eZzshZKU-xRQ2HH0&hl=ro&sa=X&ei=poILVdn2Ic7WaoqsgNAE&ved=0CFEQ6AEwCTgK#v=onepage&q=c%C3%A2mp%20scalar&f=false

http://filosofia.obiectuala.ro/ro/cartea/cap5/521.htm

Dupa cum vedeti, fizica se poate povesti in mai multe feluri. Nu stiu din care se poate intelege ceva, nici daca vreun povestitor chiar a inteles ce a povestit.  Dar daca sunt cu tâlc povestile ?
P.S. La postarea mea anterioara se va corecta:"Credeti ca un camp scalar poate deveni vectorial, daca i se scoala vectorul ?"
Orice camp scalar are vectorul in adormire. Vectorul poate ca e chiar spinul, pe care nimeni nu-l mai intelege azi decat matematic.

gafiteanu a scris: Vectorul poate ca e chiar spinul, pe care nimeni nu-l mai intelege azi decat matematic.

Eh, unii l-au mai inteles si din punct de vedere fizic, dar na, nu e musai sa priceapa toata lumea.

Începe capitolul dedicat teoriei cuantice a câmpurilor, ca o completare la teoriile clasice de câmp. Se vorbește frumos despre particule ca fiind „manifestări energetice ale întregului univers”. Se reia povestea plictisitoare a undei de probabilitate din capitolul 9, amintindu-ni-se de ciudățenia că electronul poate fi odată pe Pământ, apoi imediat pe Lună și în același timp în toate locurile. Se scoate în evidență necesitatea părții imaginare a numerelor complexe ce descriu probabilitățile, arătându-ni-se cum faza lor aduce plusul de informație necesară pentru a explica interferența particulelor. În Fizica elicoidală aceeași importanță o are partea imaginară a torsiunii complexe, doar că ea este mult mai realistă, fiind o proprietate reală a traiectoriei electronului. Autorul numește „salteloni” particulele ce constituie energia arcurilor unei saltele cu care a modelat câmpul din univers.

Se tratează amănunțit cazul „saltelei” cu arcuri necuplate și apoi cel al arcurilor cuplate. Saltelonii bosoni au oricâte niveluri de energie, iar cei fermioni au doar două, energia minimă și energia maximă, distincție care duce la noțiunile de „câmp bosonic” și, respectiv, „fermionic”. Conform lui Steven Weinberg, Universul este o totalitate a câmpurilor cuantice, iar particulele sunt iluzorii, căci nu ele se deplasează dintr-un loc într-altul, ci pachetele de energie trec de la un „arc” la altul. Se vorbește în acest context despre „esența imuabilă” a particulelor, descrisă foarte plastic cu ajutorul unei mașini a cărei identitate se estompează pe măsură ce îi schimbăm  piesele și proprietățile. Aș fi tare curios să văd ce rol joacă aici indiscernabilitatea particulelor.

După „reprezentarea poziției” (cu saltelonii care se mișcă de la un arc la altul) vine „reprezentarea impulsului”, ca o alternativă la prima și bazată pe legătura dintre ecuația Klein-Gordon și ecuația lui Einstein. Este contextul în care particula centrală este pionul neutru. Vorbind despre mișcarea relativistă a electronului, autorul arată că ecuația lui Schrödinger nu este compatibilă cu teoria relativității, spre deosebire de ecuația Klein-Gordon, care este relativistă, doar că nu descrie corect cazul general. Așa că cel care avea să găsească ecuația corectă a fost Dirac, iar deducția ecuației o găsim în caseta matematică aferentă în care vom regăsi și matricele lui Pauli.

Se prezintă consecințele ecuației lui Dirac, cea privitoare la magnetonul Bohr-Procopiu și cea a pozitronului, fără interacțiunea cu electronul. În figura 12.19 vedem urma unui pozitron în camera cu ceață.  Văd acolo în plus niște spații goale mici și aproape echidistante care se află pe traiectorie. Oare fizicienii le-au acordat vreo semnificație? Au încercat să le explice în vreun fel?

Sau, cât de eficientă este camera cu ceață pentru măsurarea torsiunii traiectoriilor? Există vreun experiment prin care se măsoară și torsiunea, ori această problemă este lăsată în paragină de către fizicienii oficiali?

Apoi se introduce și interacțiunea dintre câmpul de probabilitate și cel electromagnetic, în reprezentarea poziției. Începe să se vorbească despre ciocnirea particulelor, emisia lor, precum și despre absorbție. Mare curaj, dom'le, mare curaj! Aflu despre câmpul electromagnetic modificat, cu fotonul masiv, propus de Alexandru Proca, care evită situația limită cu frecvența de rezonanță nulă. Se evidențiază deosebirea fundamentală dintre mecanica cuantică și teoria cuantică a câmpurilor, prin care în ultima se poate modifica numărul de particule existente în Univers, fiind astfel o teorie multiparticulă.

Citind în continuare, mă cuprinde groaza când îmi amintesc câte presupuneri („postulate”) suplimentare au fost introduse, tacit sau nu, de pe vremea când se vorbea de doar trei postulate. Se pare că Fizica actuală este copleșită de postulate, doar așa, ca să iasă teoria cu experiența de până acum. Apoi dacă n-o ieși cu cea viitoare, nu-i bai, că mai băgăm câte un postulat suplimentar, tacit sau nu, ca să iasă...


Capitolul se termină cu o căsuță matematică mare consumatoare de timp (și datorită unor trimiteri brutale la secțiuni anterioare), cu privire la rolul lagrangeenilor din electrodinamica cuantică pentru deducția ecuației mișcării unui electron relativist în câmp electromagnetic, ca o generalizare a ecuației lui Dirac pentru electronul liber.

Abel Cavaşi a scris: Citind în continuare, mă cuprinde groaza când îmi amintesc câte presupuneri („postulate”) suplimentare au fost introduse, tacit sau nu, de pe vremea când se vorbea de doar trei postulate. Se pare că Fizica actuală este copleșită de postulate, doar așa, ca să iasă teoria cu experiența de până acum. Apoi dacă n-o ieși cu cea viitoare, nu-i bai, că mai băgăm câte un postulat suplimentar, tacit sau nu, ca să iasă...

Gata cu PostulLatul, azi iesim din postul lat al Pastelui.  Acum Lumea e cladita pe PostulLate. Sa facem o lume noua, fara posturi mari si late.
Ia mai postati mai postacilor, hai hai.

Începe un capitol al cărui titlu îmi stârnește o mare curiozitate, fiind legat de numele lui Feynman. Autorul îmi reamintește că formulările diferite ale mecanicii cuantice de-a lungul istoriei (matriceală, ondulatorie și cu operatori) s-au dovedit a fi echivalente. Aviz, deci, celor care mai susțin că modelele matematice diferite nu pot reprezenta toate natura. În contextul experimentului de interferență a particulelor, ni se spune că Feynman a ales să spună că particula trece în același timp prin ambele fante și că a luat cu ea unde diferite de la fante diferite. Această remarcă îmi permite să-l completez pe Feynman, spunând că particula este o porțiune de elice care trece prin fante, iar în urma acestui proces fiecare fantă „produce” la rândul ei alte asemenea porțiuni de elice. Se face un raționament interesant, datorat lui Feynman, prin extrapolarea numărului de fante din panoul de interferență la infinit. Este remarcabilă condiția ca toate traiectoriile să înceapă în același punct și să se termine toate în același punct, eventual diferit de primul. O asemenea condiție, impusă elicelor pe care se deplasează particulele în Fizica elicoidală, ar putea implica un număr întreg sau semiîntreg de „spire” ale traiectoriei, după cum ar fi vorba de bosoni sau, respectiv, fermioni. De asemenea, este importantă și ipoteza ca toate traiectoriile virtuale să aibă aceeași amplitudine a undei atașate. Acest lucru ar fi echivalent cu „aceeași masă”.

Autorul ne arată că în mecanica cuantică trebuie acceptat că, la nivel microscopic, nu se conservă energia în procesul de tranziție de la o stare la alta. Se definesc „procesele elementare” ca fiind tranziții desfășurate pe intervale de timp infinitezimale, ce permit calculul probabilității de tranziție prin aproximații. Aceste procese sunt de două tipuri: propagare și emisie-anihilare. Astfel, se introduce și noțiunea de „propagator”, ca fiind un număr complex ce ne dă probabilitatea de propagare dintr-o stare inițială într-alta finală. Se deduce apoi acest propagator pentru cazul nerelativist al unei particule fără spin. Îmi place mult când autorul scrie „Particula nu merge pe o linie dreaptă între cele două puncte, ea are doar o probabilitate să ajungă din primul punct în al doilea.”. De ce îmi place? Pentru că Fizica elicoidală nu contrazice acest aspect, ci îl concretizează într-un mod inteligibil; ea spune că particula se deplasează pe traiectorii cu torsiune nenulă, care nu poate fi neglijată (așa cum a fost neglijată pe nedrept de către toți predecesorii mei), iar curbura și torsiunea unei astfel de traiectorii pot fi ambele asociate cu numărul complex ce ne dă probabilitatea din Fizica cuantică.

Se introduce apoi noțiunea de „vertex”, care, alături de „propagator”, este o amplitudine de probabilitate, de data aceasta de probabilitate a emisiei unui foton de către un electron. Se dă ca exemplu curbarea traiectoriei electronului în câmp magnetic, determinată fiind nu de câmpul magnetic însuși, ci de interacțiunea electronului cu fotonii acestui câmp, ocazie cu care înțeleg distincția dintre două diagrame Feynman (vertexuri) corespunzătoare emisiei, respectiv, absorbției. Autorul insistă pe simultaneitatea proceselor virtuale de emisie și absorbție a fotonilor și mă lasă în ceață cu privire la relativitatea acestei simultaneități față de alt observator.

Citind mai departe despre diagramele Feynman și despre necesitatea numerelor complexe (și) în această abordare, mă gândesc dacă nu cumva Fizica elicoidală este tocmai o Fizică clasică dar în care timpul este un număr complex, nu un număr real. Partea reală ar fi asociată curburii traiectoriilor, iar partea imaginară a timpului ar fi asociată torsiunii acestora.

Tu chiar intelegi ceva ? Ca de crezut, crezi. Si de cazut, ai cazut in vreje si-n mreje.

Fizica cuantică nu poate fi înțeleasă. A spus-o însuși Feynman. Tocmai de aceea căutăm alternative.

Abel Cavaşi a scris:Fizica cuantică nu poate fi înțeleasă. A spus-o însuși Feynman. Tocmai de aceea căutăm alternative.

Asta este un alt fel de crede si nu cerceta? Daca stii si
promovezi ceva ce nu intelegi, atunci inseamana ca ai devenit
un instrument. Poate al manipularii. Nu e de lauda!

Culmea! Unde vezi tu că promovez ceva ce n-am înțeles? Promovez eu cumva Fizica actuală dacă scriu ceea ce înțeleg eu dintr-o carte? Nici vorbă... Dimpotrivă, promovez stringența CĂUTĂRII ALTERNATIVELOR la Fizica actuală, alternative care să poată fi și înțelese.

Iar dacă ceva nu este înțeles, asta nu înseamnă că vom sta cu mâna-n sân și vom aștepta să înțelegem de la sine. Feynman a inventat aparatul său fain cu diagramele chiar dacă nu a înțeles mecanica cuantică. Turbulența este studiată în continuare, chiar dacă este cea mai mare problemă nerezolvată a Fizicii clasice.

Am totusi banuiala ca Feynman intelegea foarte bine ce face, ca altfel nu rezolva atatea probleme.

Cred ca citatul acela se refera la fundamentul mecanicii cuantice, principiul superpozitiei. Parca pe acesta il numea in cartea sa "unicul mister" al teoriei, si e adevarat ca ramane o intrebare deschisa de ce anume este acest principiu valabil.

N-ai cum să înțelegi ceva dacă nu i-ai înțeles nici măcar fundamentul.

Si atunci cum de-a rezolvat atatea probleme, daca n-a inteles nimic?

Putem rezolva probleme marginale, chiar dacă nu putem rezolva problemele fundamentale. Peticind.

As zice ca interactia materiei cu campul electromagnetic e o problema de fizica destul de fundamentala.

Iar eu aș zice că nu este o problemă rezolvată.