Paradoks dan Masalah Hukum Alam

Paradoks Dan Masalah Hukum Alam.

Paradoks Achilles dan kura-kura adalah salah satu dari beberapa kekeliruan terkenal yang dikaitkan dengan filsuf Yunani Zeno dari Elea (abad ke-5 SM) dan salah satu dari empat paradoks yang dijelaskan oleh Aristotle dalam risalahnya Fisika;

Paradoksnya adalah tentang perlombaan antara Achilles, yang dikenal karena kecepatannya, dan kura-kura yang bergerak lambat. Keduanya mulai pada saat yang sama, tetapi kura-kura tersebut memulai terlebih dahulu. Meskipun Achilles lebih cepat, dia tidak pernah bisa menangkapnya.

Argumen Zeno bertumpu pada asumsi bahwa Achilles pertama-tama harus mencapai titik awal kura-kura. Pada saat itu kura-kura sudah maju, meski jaraknya kecil, ke titik lain. Pada saat Achilles telah menempuh jarak ke titik itu, kura-kura akan maju ke titik lain, dan seterusnya.

Zeno mencoba menunjukkan bahwa sementara posisi Parmenides tampak paradoks, kebalikannya, yaitu gagasan ada banyak dan kemungkinan gerak, mengarah pada kontradiksi, sehingga secara tidak langsung membenarkan Parmenides. Dari sembilan paradoks yang bertahan, dari mungkin empat puluh semuanya, tiga berurusan secara khusus dengan sifat kontradiktif dari gagasan multiplisitas dan kontinuitas: argumen dari kerapatan, argumen dari ukuran terbatas,  dan argumen dari pembagian lengkap. Kelompok Paradoks Gerak, Achilles dan Kura-kura, Paradoks Pembagian, Paradoks Panah dan  berurusan dengan masalah parsial ketidakmungkinan gerakan.

Paradoks dan masalah hukum alam. Masalah ini "dikemukakan oleh paradoks zaman". Para penulis menjelaskan masalah ini dengan mengatakan  orang-orang begitu terbiasa dengan istilah "hukum kodrat" sehingga diterima begitu saja. Meskipun dalam pandangan dunia lain konsep "hukum alam" seperti itu tidak ada. Menurut Aristoteles, makhluk hidup tidak tunduk pada hukum apa pun. Aktivitas mereka terjadi karena alasan otonom mereka sendiri. Setiap makhluk berusaha untuk mencapai kebenarannya sendiri. Di Cina, gagasan harmoni spontan kosmos, semacam keseimbangan statistik yang menghubungkan alam, masyarakat, dan langit, mendominasi.

Motivasi penulis untuk menangani masalah paradoks waktu adalah fakta  paradoks waktu tidak ada dengan sendirinya, dua paradoks lain yang terkait erat dengannya: "paradoks kuantum", "paradoks kosmologis" dan konsep Kekacauan, yang pada akhirnya dapat mengarah pada pemecahan paradoks waktu.

Pada akhir abad ke-19, pembentukan paradoks waktu ditanggapi secara bersamaan dari sudut pandang ilmiah dan filosofis. Dalam tulisan filsuf Henri Bergson, waktu memainkan peran penting dalam mengutuk interaksi antara manusia dan alam serta batas-batas sains. Bagi fisikawan Wina Ludwig Boltzmann, tujuan seumur hidupnya adalah memperkenalkan fisika waktu sebagai konsep yang terkait dengan evolusi.

Dalam karya Henri Bergson "Creative Evolution", gagasan itu diungkapkan  sains berkembang dengan sukses hanya jika berhasil mereduksi proses yang terjadi di alam menjadi pengulangan yang monoton, yang diilustrasikan oleh hukum deterministik daun alam. Tetapi setiap kali sains mencoba menggambarkan kekuatan kreatif waktu, munculnya yang baru, pasti gagal. Kesimpulan Bergson dianggap sebagai serangan terhadap sains.

Salah satu tujuan Bergson dalam menulis Evolusi Kreatif adalah "untuk menunjukkan  semuanya memiliki sifat yang sama dengan semua umat manusia".    Berlawanan dengan Bergson, mayoritas ilmuwan saat ini sama sekali tidak percaya  diperlukan ilmu yang "berbeda" untuk memahami aktivitas kreatif.

Order out of Chaos, sebuah publikasi bersama antara Linnean Society of London dan Museum Sejarah Alam London, menyatukan untuk pertama kalinya informasi tentang tipifikasi semua nama tanaman Linnaeus. Sejak 1981, ratusan ahli botani di seluruh dunia telah mempelajari nama, spesimen, dan ilustrasi untuk memungkinkan penunjukan spesimen tipe sehingga nama Linnaeus dapat diterapkan dengan jelas dan konsisten di seluruh dunia. Dokter Swedia Carl Linnaeus memperkenalkan sistem penamaan ilmiah binomial untuk organisme hidup yang masih digunakan sampai sekarang.

Buku Order Out of Chaos berfokus pada sejarah fisika abad ke-19, yang menghadirkan masalah waktu. Jadi, pada paruh kedua abad ke-19, muncul dua konsepsi waktu yang sesuai dengan gambaran berlawanan dari dunia fisik, yang satu kembali ke dinamika, yang lain ke termodinamika.

Dekade terakhir abad ke-20 telah menyaksikan kebangkitan paradoks waktu. Sebagian besar masalah yang dibahas oleh Newton dan Leibniz masih relevan. Secara khusus, masalah kebaruan. Jacques Monod adalah orang pertama yang menarik perhatian pada konflik antara gagasan hukum alam, evolusi, dan penciptaan yang baru.

Bahkan, ruang lingkup masalahnya bahkan lebih besar. Keberadaan alam semesta kita bertentangan dengan hukum kedua termodinamika. Seperti asal usul kehidupan bagi Jacques Monod, kelahiran alam semesta dipersepsikan oleh Asimov sebagai peristiwa sehari-hari.

Hukum alam tidak lagi menentang gagasan evolusi sejati dengan inovasi yang secara ilmiah ditentukan oleh tiga persyaratan minimum. Persyaratan pertama - ireversibilitas, diekspresikan dalam pelanggaran simetri antara masa lalu dan masa depan. Tapi itu tidak cukup. Pertimbangkan pendulum yang secara bertahap dibasahi, atau bulan, yang periode rotasinya di sekitar porosnya menjadi semakin pendek. Contoh lain adalah reaksi kimia yang lajunya hilang sebelum kesetimbangan tercapai. Situasi seperti itu tidak sesuai dengan proses evolusi yang sebenarnya.

   Syarat kedua -- kebutuhan untuk memperkenalkan konsep suatu acara. Peristiwa, menurut definisi, tidak dapat diturunkan dari hukum deterministik, apakah dapat dibalik dalam waktu atau tidak: suatu peristiwa, bagaimanapun orang menafsirkannya, berarti apa yang terjadi tidak harus terjadi. Oleh karena itu, paling-paling, seseorang dapat berharap untuk mendeskripsikan kejadian tersebut dalam bentuk probabilitas.

Hal ini menyiratkan persyaratan ketiga yang harus dimasukkan. Beberapa peristiwa pasti memiliki kemampuan untuk mengubah arah evolusi, yaitu evolusi tidak harus stabil, yaitu dicirikan oleh mekanisme yang dapat menjadikan peristiwa tertentu sebagai titik awal perkembangan baru.

Teori evolusi Darwin adalah ilustrasi yang sangat baik dari ketiga persyaratan di atas. Irreversibilitas jelas: itu terdiri dari relung ekologis baru di semua tingkatan, yang pada gilirannya membuka kemungkinan baru untuk evolusi biologis. Teori Darwin seharusnya menjelaskan peristiwa yang menakjubkan   asal usul spesies, tetapi Darwin menggambarkan peristiwa ini sebagai hasil dari proses yang kompleks.

Pendekatan Darwinian hanya menyediakan satu model. Tetapi model evolusi apa pun harus memasukkan peristiwa yang tidak dapat diubah dan kemungkinan  beberapa peristiwa akan menjadi titik awal tatanan baru.

Berbeda dengan pendekatan Darwin, termodinamika abad ke-19 berfokus pada kesetimbangan yang hanya memenuhi persyaratan pertama, karena ia mengungkapkan asimetri antara masa lalu dan masa depan.

Namun, dalam 20 tahun terakhir, termodinamika telah berubah secara signifikan. Hukum kedua termodinamika tidak lagi terbatas pada penjelasan pemerataan perbedaan yang menyertai pendekatan kesetimbangan.

Paradoks waktu "menghadirkan di hadapan kita masalah hukum alam". Masalah ini perlu melihat lebih dekat. Menurut Aristoteles, makhluk hidup tidak tunduk pada hukum apa pun. Aktivitas mereka dikondisikan oleh penyebab batin otonom mereka sendiri. Setiap makhluk berusaha untuk mencapai kebenarannya sendiri. Di Cina, gagasan harmoni spontan kosmos, semacam keseimbangan statistik yang menghubungkan alam, masyarakat, dan langit, mendominasi.

  Gagasan agama-agama Monoteisme  tentang Tuhan sebagai pembuat undang-undang hokum alam untuk semua makhluk hidup memainkan peran yang penting. Agama menyatakan semuanya diberikan untuk Tuhan. Baru, pilihan atau tindakan spontan adalah relatif dari sudut pandang manusia. Pandangan teologis seperti itu tampaknya didukung sepenuhnya oleh penemuan hukum gerak yang dinamis. Teologi dan sains setuju.

Gagasan kekacauan diperkenalkan karena kekacauan memungkinkan paradoks waktu diselesaikan dan mengarah pada penggabungan panah waktu ke dalam deskripsi dinamis dasar. Tapi kekacauan lebih dari itu. Ini membawa probabilitas ke dalam dinamika klasik.

Paradoks waktu tidak ada dengan sendirinya. Dua paradoks lainnya terkait erat: "paradoks kuantum" dan "paradoks kosmologis". Ada analogi yang erat antara paradoks waktu dan paradoks kuantum. Inti dari paradoks kuantum adalah  tanggung jawab atas keruntuhan terletak pada pengamat dan pengamatannya. Oleh karena itu, analogi antara kedua paradoks tersebut adalah  manusia bertanggung jawab atas semua karakteristik yang terkait dengan penjelmaan dan peristiwa dalam deskripsi fisik kita.

Sekarang  perlu mempertimbangkan paradoks ketiga - paradoks kosmologis. Kosmologi modern menganggap usia berasal dari alam semesta kita. Alam semesta lahir dalam ledakan besar sekitar 15 miliar tahun yang lalu. tahun sebelumnya. Jelas  ini adalah sebuah peristiwa. Tetapi peristiwa tidak termasuk dalam perumusan tradisional tentang konsep hukum kodrat. Ini membawa fisika ke ambang krisis terbesar. Hawking menulis tentang alam semesta: "itu harus terjadi, dan hanya itu!".

Dengan munculnya karya Kolmogorov  Arnold dan Moser - yang disebut teori KAM - masalah non-integrasi tidak lagi dipandang sebagai manifestasi dari resistensi alam terhadap kemajuan, tetapi mulai dianggap sebagai titik awal baru untuk lebih jauh. mengembangkan dinamika.

  Teori KAM mempertimbangkan pengaruh resonansi pada lintasan. Perlu dicatat  kasus sederhana dari osilator harmonik dengan frekuensi konstan yang tidak bergantung pada variabel aksi J adalah pengecualian: frekuensi bergantung pada nilai yang diambil oleh variabel aksi J. Fase berbeda dalam ruang fase di titik yang berbeda. Akibatnya, ada resonansi di beberapa titik dalam ruang fase sistem dinamik, sementara tidak ada resonansi di titik lain. Diketahui dengan baik  resonansi sesuai dengan hubungan rasional antara frekuensi. Hasil klasik teori bilangan direduksi menjadi pernyataan  besaran bilangan rasional sama dengan nol dibandingkan dengan besaran bilangan irasional. Ini berarti resonansi jarang terjadi: Sebagian besar titik dalam ruang fase tidak beresonansi. Selain itu, dengan tidak adanya gangguan, resonansi menyebabkan gerakan periodik (yang disebuttori resonansi), sedangkan dalam kasus umum kita memiliki gerak kuasi-periodik (tori non-resonansi). Singkatnya, kita dapat mengatakan: Gerakan periodik bukanlah aturannya, tetapi pengecualiannya.

Oleh karena itu, kami berhak untuk berharap  dengan diperkenalkannya perturbasi, sifat gerak pada tori resonan akan berubah secara dramatis (menurut teorema Poincar), sedangkan gerak kuasi-periodik akan berubah secara tidak signifikan, setidaknya untuk parameter perturbasi kecil ( KAM -Teori mensyaratkan pemenuhan kondisi tambahan). Hasil utama dari teori KAM adalah    memiliki dua jenis lintasan yang sama sekali berbeda: lintasan kuasi-periodik yang sedikit dimodifikasi dan lintasan stokastik yang muncul selama penghancuran tori resonansi.