onsdag 27 juli 2011

Om ett träd faller i skogen

Om det inte finns någon som hör när ett träd faller i skogen, hörs det då? Det är en klassisk filosofisk fråga. Nu vet vi att svaret är nej. Trädet ger inget ljud ifrån sig om det inte finns ett nervsystem i närheten. Fallet skapar bara en kortvarig förändring i luftens molekyler. Det bildas en våg i luften som breder ut sig, tunnas ut och försvinner. Det krävs ett öra för att fånga upp dessa vibrationer och ett nervsystem som tolkar förändringarna i tryck som ett ljud av ett fallande träd.
I rymden finns inga ljud 
När vi hör, fångas ljudvågor in genom ytterörat. Ljudvågorna tränger in i hörselgången och får trumhinnan att dallra. Trumhinnan är fäst vid tre små ben som förstärker ljudvågorna och ett av benen - stigbygeln - slår på hörselsnäckan. Inuti snäckan finns en geléartad vätska och slagen får vätskan att röra sig och böja nerver som skickar signalerna vidare till hjärnan via hörselnerven. I hjärnan tolkas dessa vågrörelser som ljud. 

Ljudupplevelser var ett sätt att upptäcka omgivningens rörelser som senare blev en del av djurens kommunikation. Örat har en lång evolutionär historia. Fiskar "hör" hur vattnet flödar runt dem med hjälp av receptorer på kroppen. De första kräldjuren hade inga öron, de hörde med ben i käken. Dessa käkben vandrade sedan upp och utvecklades till innerörats små ben och på utsidan av skallarna växte det ut trattar som ledde in luftens rörelser. Det är inte heller så att allt ljud går in via örat. När man själv pratar leds en del av ljudet via ben i skallen, vilket, tillsammans med ljudet som kommer från munnen och in genom örat, ger en annan ljudupplevelse än om man skulle höra sig själv utifrån. Det är därför man låter konstigt på film. Apropå film är det lite märkligt att man kan höra explosioner och motorljud i rymden som saknar luft. I rymdens vakuum hör inte ens ett nervsystem om en sten faller.


Kvantmekanik
En variant på trädet som ingen hör är en katt som ingen vet om den lever när ingen ser den. Fysikerna har länge diskuterat ett tankeexperiment kallat Schrödingers katt. Man tänker sig en katt instängd i en liten låda. I lådan placeras även en anordning som med 50 procents sannolikhet dödar katten inom en timme. Efter en timme befinner sig kattens öde i ett kvantmekaniskt tillstånd med samma sannolikhet för liv och död. Katten är alltså både levande och död samtidigt enligt kvantmekanikens lagar. Men detta flytande tillstånd kollapsar till ett antingen eller när lådan öppnas - antingen död eller levande. Frågan är: När övergår systemet från flera möjliga tillstånd till antingen eller?

Det låter märkligt och snurrigt. Syftet med tankeexperiementet var just det, att visa att kvantmekaniken är motsägelsefull om man beskriver den i vardagsspråk. Kvantmekanik är märklig och snurrig och det är bevisat i flera experiment att naturen uppför sig enligt dessa motsägelsefulla lagar. Kvantmekanik är intressant, framför allt för att det inte tycks spela någon roll hur mycket man läser och tror sig förstå, det är ändå inte riktigt vettigt. Jag begriper det, men jag fattar det ändå inte riktigt. Det påminner lite om koanerna inom zen. 

Naturens motsägelsefulla karaktär är ett faktum och snart kanske vi har kvantdatorer som utnyttjar att en bit kan vara både 0 och 1 samtidigt. Dagens datorer bygger på bitar som är antingen 1 eller 0, men en kvantbit kan alltså ha flera värden samtidigt. Nyligen kunde man också visa ett lite större objekt - en trampolin - som befann sig i kvanttillstånd. Se videon om det nedan.


Kaninen och träningen
Vi har haft en Schrödingers kanin hemma några år, men nu har vi äntligen lyckats sälja kaninen till en djurvän. Varje gång jag gick in till kaninen var jag osäker på om den skulle vara död eller levande. Kaniner gör inte så mycket väsen av sig och de är lätta att glömma bort. Osäkerhetsfunktionen kollapsade då jag öppnade dörren. Hon levde varje gång jag observerade henne. Hon har det nog bättre hos sina nya ägare.

Igår sprang jag långa intervaller runt Sidsjön som är drygt tre kilometer runt om. Det blev tre varv med lite joggvila emellan. Jag såg ut som om jag badat efteråt. Det är inte många på jobbet så jag tar långa luncher som inkluderar ett träningspass.


5 kommentarer:

  1. Det skulle vara mycket intressant ifall du skrev ett inlägg om telekinesi någon gång. Är det det något som existerar och kan alla människor i så fall på något vis påverkar materia som vi har runt omkring oss?

    SvaraRadera
  2. Nä jag tror inte telekinesi fungerar. Hittills har ingen kunnat visa upp en teori som kan testas och reproduceras av andra, vilket är de vetenskapliga krav som ställs på ett påstående. Kvantmekanikens märkliga fenomen är dock ett faktum och där kan en observatör påverka ett skeende på subatomär nivå.

    SvaraRadera
  3. Bra där med lite modern fysik, kul! Visste du att fysiken ansågs i princip död i slutet av 18- början av 1900-talet? Man visste allt och ansåg sig i princip vara färdig, det verkade inte finnas något mer att göra. Man hade ett par problem med värmestrålning och ett par andra smådetaljer. Sedan dök ju kvantmekaniken & Einstein upp, och det var bra att börja om igen...
    lh

    SvaraRadera
  4. lh: Ja och fortfarande vet vi egentligen ingenting. Inte ens vad materia är... kanske strängar, men hur testar man det?

    SvaraRadera
  5. Hej!
    Jag köper förklaringen helt. Halva vägen. För jag undrar vad som händer med sammanpressningar av luftmolekyler om inget medvetande tagit in dem. Nu kan det invändas att sammanpressningar av luftmolekyler och vågor och vibrationer inte är något vi kan vara medvetna om utan att låna ett öra till situationen. Men vad är det för mening med att göra påståenden om att något existerar innan vi registrerat att det existerar? Skulle inte lika gärna följande kunna vara rimligt: allt hoverar i superposition innan information finns tillgänglig för ett medvetande?
    Mvh
    Kenneth

    SvaraRadera