lauantai 25. syyskuuta 2010

Lakien pysyvyys,

Luonnonlakien pysyvyydellä ja energian säilymisellä on havaittu olevan mielenkiintoinen yhteys. Asiaa voi selittää symmetrian kautta. Kaksiulotteisista kappaleista ympyrällä on maksimaalinen symmetria, koska sitä voi kääntää, heijastaa ja pyörittää vapaasti keskikohtansa kautta ja se pysyy muuttumattomana. Neliömäisilläkin on vahva symmetria, koska niitä voi heijastaa ja peilata ja pyörittää monella tavalla. Mutta huomattavasti vähemmillä kuin ympyrää.

Fysiikan laeilla on takanaan eräänlainen symmetrian ajatus. Esimerkiksi biljardipallot kimpoavat tietyssä kulmassa. Kulmat ovat riippuvaisia pallosta, eikä vaikuta onko kulmaa katsottu pohjoisesta vai idästä. Laeilla on myös symmetriaa ajassa : Jos koetta tehdään monta kertaa, on tulos samankaltainen. Tämä ominaisuus johtaa siihen että luonnonlait eivät muutu, eivät olit missä paikassa tai ajassa tahansa.
1: Lokaatio ja aika vaikuttaa vain sitä kautta että elementit ympäristössä muuttuvat. Kuun pinnalla kappaleen putoamisnopeus on eri kuin maassa, mutta massan takana oleva sääntö kuussa ja maassa on sama.

Noether tekikin tärkeän huomion symmetrisyyteen liittyen. Hän huomasi, että jos lakejen pysyvyys oletetaan, aineen ja energian säilymislait tulevat väistämättömänä lopputuloksena. Tietyistä symmetrioista seurasi tietyt säilymislait ; Esimerkiksi aikasymmetriasta on seurauksena se, että energia säilyy. Tätä kautta väittämällä että enegia säilyy, esittää myös että fysikan lait ovat samat nyt kuin menneisyydessä. Ja että ne ovat sitä myös tulevaisuudessa.

Toisaalta tästä seuraa myös se, että jos energian säilymislaki osoittautuu vääräksi, myös fysiikan lakien pysyvyys kumoutuu. Induktiivinen päättely nykyfysiikassa taas vaatii lähestymistapansa vuoksi oletuksen pysyvistä luonnonlaiesta jotka pysyvät nyt ja eilen ja huomenna. Väitteelle luonnonlakien pysyvyydestä saadaan siis empiirinen testi.

Tämä on hyvin tärkeä asia silloin kun puhutaan yliluonnollisesta. Useinhan ihmeitä lähestytään siten että ne olisivat anomalioita luonnonlaeista. Eli jos luonnonlaki selittää jonkin ilmiön, sen takana ei ole ihmettä. Taikuuden ydin on siksi siinä että luonnonlait rikkoutuvat joskus. Tätä kautta sen pitäisi jättää jälkiä ; Energian säilymislain rikkoutuminen on "välttämätön mutta ei riittävä ehto" jotta tälläinen yliluonnollinen ihme voisi tapahtua. Jos maailmaan manifestoituu jotain ulkopuolelta, se tarkoittaa sitä että joko (1) olemassaolevaa ainetta järjestöityy joka vaatii energiaa tai (2) syntyy uutta ainetta joka on Einsteinin oivalluksen mukaan energiaa. (Tämän vuoksi aineen ja energian säilymislain pitäisi olla jokaisen yliluonnollisen ystävän vihamies.)

Samoin vaikka mitään ei ilmenisikään, vaatisi esimerkiksi levitoiminen nostetta, joka vaikuttaa sekin energialta ; Jokin voimahan estää gravitaatiota vetämästä levitoijaa maahan. Tätä kautta aineen ja energian säilymiseen vaikuttaisivat hyvinkin monenlaiset paranormaalit ilmiöt, kuten kappaleiden leijunta, kummitusten ja räyhähenkien äänet (ääniaallotkin ovat paineaaltoja) ja niin edespäin.

Aineen ja energian säilymislain kannalta väite Jumalallisesta väliintulosta vaikuttaa siksi tieteenvastaiselta. Lakien rikkoutumista ei ole havaittu, ja laki on vahvasti koeteltu, joten se asettaa monet uskonnäkemykset kyseenalaisiksi. Deismi kuitenkin selviää tälläisestäkin haasteesta, koska Jumala on voinut vain laittaa lait päälle ja on sitten pysynyt hiljaa. Erimieliset selittävät harvinaisuutta, mutta ilmiön harvinaisuus tarkoittaa todistamisen vaikeutta, eikä niillekään anneta luonnontieteissä mitään erikoislupaa olettaa ne vain oikeaksi ilman todisteita. Se kun vähintään rikkoo koko empiiristä lähestymistapaa vastaan. Toinen vaihtoehto on selittää kaikkivoipaisuutta. Jumala kykenee pitämään aineen ja energian säilymislain manifestaatiossaan. Tämä on selitys miksi siitä ei ole saatu todistetta. Joka on tietysti aivan eri asia kuin väittää että asiasta olisi todisteita.

Kenties tätä kautta on helppoa ymmärtää miksi aineen ja energian säilymislain rikkoutumista on pidetty "klassisena vaatimuksena" jota odotetaan dualisteilta joiden mielestä erillinen henki toimii aivojen ohjaajana. Esimerkiksi Daniel Dennett on vaatinut dualismiin uskovilta tämänlaisia näyttöjä. Tämä vaatimus ei siis ole mielivaltainen, vaan sille on syy.

Mielenkiintoista kyllä, aineen ja energian säilymislaki on hyvin pitävä laki. Siksi esimerkiksi ikiliikkujen keksijöihin on pitkään suhtauduttu melkoisella kyynisyydellä. Inflaatioteorian mukainen universumin kiihtyvä laajeneminen tosin tekee punasiirtymää, jonka aikaansaama dopplerin efekti saa maailman näyttämään hieman siltä kuin universumista vuotaisi energiaa pois. Punasiirtymä kun viittaisi energian katoamiseen. Mutta sekin johtuu siitä että itse avaruutta tulee lisää, jolloin energiahävikkiä ei itse asiassa tapahdukaan.
Yläkuva on kuva bloggaajasta. Kuvaajana Erkki Hämäläinen.

Ei kommentteja: