Visar inlägg med etikett kvantmekanik. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett kvantmekanik. Visa alla inlägg

tisdag 26 november 2019

Det finns bara nu

Einstein sa att det förflutna, nuet och framtiden var en envis illusion. Enligt den italienska fysikern Carlo Rovelli är tiden en illusion som beror på vår oförmåga att se världens detaljer. Vi kan inte känna till positionerna och hastigheterna för alla partiklarna i universum. Om vi kunde se världen som den är, skulle det inte finnas någon entropi och ingen tid, säger han.
Susann Mielke från Pixabay
Jag håller med fysikerna. Tiden finns inte. Det enda som finns är nu, även om detta nu också är en illusion - och en envis sådan. Men jag upplever ett nu. Just nu, inte ett nyss eller sedan. Det är nu jag finns och detta nu är allt som finns. 

Alla vintrar var vita 

När jag tänker på det som hänt eller det som ska hända, är det nu jag tänker. Jag skapar det förflutna när jag tänker på det. När jag slutar tänka på det är det borta. Efter några år har jag återskapat det som en gång hände så många gånger att minnet förändrats för att bättre passa ihop med min egen berättelse om mig själv. Minnen är inte filmer av det förflutna, de är skapelser och när du skapar minnen blandas de med andra bilder och minnen. Alla vintrar var vita och alla somrar soliga, för så ser bilderna av sommar och vinter ut.


Stefan Keller från Pixabay
När det förflutna hände var det nu det hände. När du tänker på det som hände, visualiserar du ditt minne av det ögonblicket och det sker också just nu. De känslor du har just nu färgar minnet. Det är samma sak med framtiden. När du tänker på och föreställer dig framtiden tänker du fortfarande på det just nu. 

Det sägs att du ska leva i nuet, men du kan ju inte leva på något annat sätt. Det finns bara ett nu, men det finns flera sätt att tänka i nuet. Om du använder en stor del av nuet till att tänka tillbaka eller tänka på framtiden - utan att koppla det till det du gör nu - missar du det som händer och det som händer är allt som någonsin kommer att hända.

Gör det nu 

Om nu nuet är allt som finns, varför ska du då förstöra det genom att tänka på tråkiga saker som hänt och på hemska saker som skulle kunna hända? Varför skapa stress, frustration och ilska och förstöra nuet? Varför fylla nuet med en oro som bara är en illusion skapad av dig och som troligtvis aldrig kommer att inträffa? 

Om du har skjutit upp ett problem i flera år ska du ta tag i det nu. Du kan inte göra det i framtiden, för framtiden finns bara nu. Din framtid är det du gör nu. Om du inte gör det du vill göra nu, kommer du aldrig att göra det. När du drömmer om framtiden tror din hjärna att du är där du vill vara och den kommer inte att ge dig energi att göra det som krävs för att nå det nu du vill.
Sofia Cristina Córdova Valladares från Pixabay
Alla människor upplever smärta och sorg. När det gör ont kan du hantera det nu och då känns kanske ”nästa” nu inte lika smärtsamt. Om smärta och sorg tar över nuet finns det inte utrymme att leva. 

Livet är en resa

De som strävar efter ett mål i framtiden blir inte lyckliga när de når målet. De tror att lyckan finns i framtiden. De offrar nuet för ett gyllene nu sedan, men de lärde sig aldrig att vara i nuet. När de når fram vet de inte vad de ska göra nu.

Det finns ingen slutstation. Det finns bara en resa och den är ett evigt nu. Lycka handlar om att vara närvarande och att känna tacksamhet och njuta av resan. 

Att säga att framtiden inte finns betyder inte att framtiden är oviktig. Det är det du gör just nu som skapar din framtid. Tillsammans med alla andra skapas vår gemensamma framtid av det vi gör nu.


Stefan Keller från Pixabay
Om du inte kan göra någonting just nu är det svårt att tänka på framtiden. Det skapar ångest. Din framtid är en slags förlängning av ditt nu. De beslut du fattar just nu är de viktigaste beslut du någonsin kommer att fatta.


Min favoritfilm om minnet:
http://hjarnfysik.blogspot.com/2011/03/memento-att-leva-i-nuet.html


tisdag 7 augusti 2018

Hjärnfysikbloggen: du befinner dig alltid på trappsteget till en annan värld

För tio år sedan gjorde jag ett val. Jag valde att säga ja när en kollega frågade om jag ville vara med i en tävling. Mina första steg var en kamp. Det var en dörr till en ny värld. Nu är det ingen kamp längre. Jag bara öppnar dörren och springer min väg.

Du kanske kände det på samma sätt? I början var det svårt, men du gav inte upp. Till slut blev löpningen en vana och nu är det svårt att sluta springa. Det som först var en kamp, förvandlades löpsteg för löpsteg - utan att du tänkte på det - till vana. Du bytte ett bekvämt universum mot ett universum genomsyrat av lustfyllt lidande.


Ett litet val

Ett litet val leder in dig på ett nytt spår och efter några år befinner du dig i en helt annan värld jämfört med den värld som tycktes utrullad framför dig. Ibland räcker det med att ta ett steg för att komma in i en ny värld. En decimeter åt det hållet eller en sekund åt det andra hållet. En annan värld är inte längre bort än så. I det universum som du lever i är du kanske stark och vältränad och i ditt parallella universum - som du valde bort - är du trött och överviktigt.

I en studie, som nyligen publicerades i British Journal of Health Psychology, fann forskarna att studenter som gick från att inte träna alls till att träna två gånger i veckan under två månader upplevde mindre stress, rökte och drack mindre. De åt bättre mat, blev bättre på att planera sin ekonomi och sköta sina studier. Deras självkontroll blev bättre. Studenterna lärde sig att klara av svårigheter i samband med träning. De lärde sig att hålla sig lugna och samlade inför svårigheter. De levde i ett annat universum jämfört med tidigare.

Det var inget extremt åtagande - inte ett maratonprogram eller en anmälan till ultralopp. Det var bara att gå från ingen träning till två lätta pass i veckan. Det krävs inte extrem träning för att byta liv. Det börjar alltid med ett val. Studenterna gick från ingen träning till lite träning. Detta till synes enkla val förändrade det universum som de nu lever sina liv i.

Många världar

Enligt en tolkning av kvantmekaniken skapar varje val ett nytt universum. Teorin om många världar presenterades 1957 av fysikern Hugh Everett. Det Everett gjorde var att han tog bort slumpen från kvantfysiken och gjorde den till en fråga om perspektiv. Varje val leder då till en klyvning av universum. I en värld kan ett val framstå som en slump, men i ett universum med många världar fylls alla möjligheter upp och bildar en väv där allt hänger samman. Teorin har allt fler anhängare, bl a den svenska fysikprofessorn Max Tegmark. För icke-fysiker låter det som en märklig teori, men världen är mycket märkligare än vad någon kan föreställa sig.

Nu väljer jag att publicera det här märkliga inlägget:)


söndag 27 september 2015

Antiradikaler och fria oxidanter

För några år sedan skrevs det mycket om de nyttiga antioxidanterna som skyddade kroppen och om hur de farliga radikalerna slet sönder cellerna. Men fria radikaler är viktiga signalämnen. De kan visserligen orsaka skada, men det kan antioxidanter också göra. Det här blir ett av mina svårare inlägg, men ibland måste jag skriva om komplicerade saker (eller så kan man göra som mina kompisar som brukar läsa början och slutet av mina artiklar och hoppa över det vetenskapliga tramset däremellan).

I början på 2000-talet blev det populärt att äta antioxidanter på burk, trots att kroppen producerar egna antioxidanter och att vi dessutom får i oss antioxidanter via maten. Det var framför allt självskrivna hälsoprofeter som hävdade att det fanns onda, fria radikaler och goda antioxidanter. Det verkar ligga i den mänskliga naturen att dela upp naturen i ont och gott, men naturen bara är som den är - allt handlar i slutändan om att överleva.
Onda blå radikaler jagas av goda gröna antioxidanter med glada blodkroppar som ser på. Bilden fångar den tills nu rådande synen på radikaler och antioxidanter.

Fåglar är extremt uthålliga. De har effektiva lungor där luften går rakt igenom ett antal luftsäckar, inte in och ut i samma rör som hos oss. Deras ämnesomsättning är jämförbar med råttors, ändå lever de tio gånger längre. En ...


Läs mer ...




lördag 20 oktober 2012

Löpning, livet och universum

Jag springer med hjälp av energi som en gång skapades i Big Bang. Tiden som jag mäter min löpning med började också då; det finns inget "före" Big Bang. Tiden spände ut rummet och skapade avstånd och det krävs någon form av rörelse för att överbrygga dessa avstånd.

Början till allt
Egentligen var Big Bang ingen smäll, utan en tyst och mörk utvidgning av rummet som inträffade för 13,7 miljarder år sedan. Inom bråkdelen av en miljondel av en miljarddel av nästan ingenting (10^-43 sekunder eller en plancktid) skapades materia och lika mycket antimateria. Dessa motsatser började genast utplåna varandra. En gigantisk förintelse spreds genom universum. Kvantmekaniken tillåter osäkerhet och det fanns en liten övervikt av materia. För varje 10 000 000 000 antiprotoner, fanns det 10 000 000 001 protoner och denna ”felräkning” var tillräckligt för att bilda allt som finns: Du och jag och mitt kylskåp, blåvalar och bergskedjor. Allt. Det märkliga är att allt detta skapades ur ingenting. Vid tidpunkten för Big Bang fanns ingen materia, inga fysikaliska lagar, ingen tid och ingen geometri. Enligt Stephen Hawking inträffade Big Bang därför att det var en händelse som var sannolikare än alternativet. Det finns inget i kvantmekaniken som talar emot att någonting kan skapas ur ingenting utan anledning. Jag begriper det, men jag fattar det inte. Det är svårt att förstå det som ligger bortom orsak och verkan.




Efter ca 300 000 år hade temperaturen svalnat så att en del protoner kunde fånga in elektroner och bilda enkla väteatomer. Därmed blev universum synligt. Ljus i form av fotoner kunde sprida sig och det allra äldsta ljuset i universum är från den tiden. Inte ens det starkaste teleskopet kan se längre bort och tillbaka än så. Det är en fysisk gräns för hur långt tillbaka vi kan "se" i universum. Atomerna låg sedan utspridda i stora moln som så småningom - genom gravitationen - kom att bilda galaxer och i ett av dessa moln av atomer vispades en sol och några planeter ihop för ca 5 miljarder år sedan. Det blev vårt solsystem.
Solen. Bild Philipp Salzgeber
Solen är ett gigantiskt gasmoln. På ytan är den kall, bara 5-6 000 grader, men längre in är trycket hårt och värmen hög. Där finns väteatomer som skapades strax efter universums födelse. Ibland slår sig dessa lätta väteatomer samman och bildar helium. I denna fusionsprocess frigörs energi i form av livsfarlig gammastrålning som oändligt sakta tränger genom solens gasfyllda kropp ut mot dess yta. Det tar miljontals år och mycket energi spills ut på vägen. Gammastrålningen avväpnas och förvandlas till ofarligt synligt ljus. Ljus kan både ses som en våg eller som en partikel, en foton. Dessa fotoner kastar sig sedan ut i världsrymden.

Grunden till allt
En bråkdel av fotonerna färdas med riktning mot jorden. Med ljusets hastighet störtar de genom jordens atmosfär. Åtta minuter efter uppbrottet från solen brakar en foton ner i marken och träffar ett löv som i sitt inre är fyllt av klorofyllmolekyler. En bråkdel av en mikrosekund senare träffas klorofyllmolekylen av ytterligare en foton. Klorofyllet är utvecklat för att klara sådana smällar. De har ett pigment som fångar ljus med rätt våglängd, vilket är detsamma som synligt ljus mellan rött och blått. De fångar upp fotonerna och börjar vibrera och kastar sedan energin vidare som en het potatis i en kedja där lite energi hela tiden utnyttjas i biokemiska processer. Denna kedja slutar i en fantastisk konstruktion - ATP syntas - där ett biokemiskt kvarnhjul som drivs av vätejoner mekaniskt hamrar ihop ATP - jordklotets gemensamma energivaluta - av ADP och fria fosfatgrupper.

Fotonerna träffar jorden med sådan kraft att de kan splittra vatten. Det är en otrolig bedrift. Vatten är en mycket stabil molekyl. Vattenmolekylen klarar stormar och bränningar. Den kanske ser krossad ut en kort stund då vattnet i en väldig våg kastas mot klipporna och skingras i ett oändligt antal små vattendroppar, men en stund senare rinner vattnet tillbaka i tusentals små rännilar. Fotonen kan dock krossa vatten genom att slita loss två protoner och tillhörande elektroner från syret. Den ensamma syreatomen ogillar detta och skyndar sig att binda till en annan syreatom och släpps sedan ut som en parad syremolekyl. Den kan jag andas in då jag springer. De elektroner som frigjordes från syret kastas vidare i den biokemisk kedjan. 




Energin, som nu finns lagrad i olika molekyler, används sedan till att foga samman kolatom till kolatom i långa kedjor av sockermolekyler. Det är livets kedja. Grunden till allt liv på jorden.

Löpning och allt
Jag tar en tugga av äpplet som fogats samman av soljusets fotoner, koldioxid och vatten och springer vidare. Kroppen tar genast hand om äpplet och börjar sönderdela det till glukos. Glukosmolekylen består av 6 kolatomer och det är från dessa kolbindningar som energin ska hämtas. Förutom glukos krävs det också att jag andas in 6 syremolekyler för varje glukosmolekyl som jag förbränner. Ju snabbare jag springer, desto mer glukos förbrukar jag och desto mer syre måste jag andas in.

Glukosen bryts ner till kolatomer som kastas in i cellens kraftverk, in i mitokondrierna. Där snurrar citronsyracykeln. Citronsyracykeln eldas med kol för att gå runt. För varje kolatom som kroppen skyfflar in, alstras två ATP-molekyler och dessutom molekyler som lagrar energi i form av elektroner. Dessa elektroner används sedan till att pumpa ut vätejoner från mitokondriernas inre membran till dess yttre, vilket skapar en skillnad i laddning som utnyttjas i samma sorts kvarnhjul - ATP-syntas - som finns i växterna, vilket tyder på ett gemensamt ursprung för över en miljard år sedan innan växter och djur valde olika - och livsavgörande - vägar i utvecklingen. Växterna var nöjda med livet som det var, medan djuren sökte sig till nya områden och utvecklade ett nervsystem och ben att springa med, fenor att simma med och vingar att flyga med. 




Den process som utvinner energi är effektiv, men hälften försvinner som värme. Kroppstemperaturen stiger och jag börjar svettas. Svetten avdunstar och lämnar kroppen tillsammans med en tunn rök av oxiderat kol, resterna av det kol som skyfflades in i mitokondrierna.

Jag har bara någon kilometer kvar nu och jag andas häftigt. Lungorna fylls av syre som kan användas till oxidering i mina celler och ge mig energipaket - ATP - att springa med. Det är ATP som får musklerna att arbeta genom att driva ett antal proteiner som vrider sig på ett invecklat sätt.

Till sist lämnar energin min kropp och sedan jorden som trött, långvågig värmestrålning. Energin är konstant i universum men kvaliteten har sjunkit. Trötta, osynliga fotoner lämnar jorden och på vägen ut möter de pigga, synliga blåa och illröda fotoner, på väg mot jorden för att sätta fart på molekyler, växter, möss och människor. De förbrukade fotonerna strålar ut i världsrymden, osynliga för människoögat.


tisdag 9 augusti 2011

Ny film och en ny tidning

Första dagen på jobbet avklarad och jag överlevde. Efter ett tag var det som en vanlig måndag. Elva månader till nästa semester ...

I söndags sprang jag ett långpass på 22 km i fivefingers. Jag tror jag kan ha dem på Lidingöloppet. De känns bra även på grus med småsten. Det är härligt att springa de där långa, långsamma distanspassen på söndagsmornarna. Jag stannade t o m och åt några blåbär på vägen för att få lite energi. Allt som allt blev det omkring 80 km under veckan. Det var lite mer än planerat. Nästa år ska jag springa ett lopp på mellan 50 och 100 km och det känns inte som en omöjlig uppgift. När jag bestämde mig för drygt ett år sedan kändes det nästan som en fantasi, men nu tror jag verkligen att det ska gå.

Tidningen Nordic Ultra
Det blir rätt mycket fokus på ultralöpning framöver med tanke på att jag ska springa ett ultralopp nästa år. Jag blev glad när jag hittade en ny, snygg och läsvärd gratistidning om ultralöpning. Mannen bakom tidningen är en ultralöpare som heter Andrew Tutt-Wixner. Han kommer från Australien men bor i Sverige. Det är hans svenska fru som fixat den proffsiga layouten. Jag är riktigt imponerad av första numret. Klicka på bilden och läs.




Filmen Source Code
I helgen såg jag filmen Source Code. Det var en spännande film med bra skådespelare. Dessutom intressant fysik. De som följt den här bloggen vet att jag är intresserad av naturvetenskap och inte minst fysik. Löpning är framför allt fysiologi och fysiologi bygger på biologi. Biologi är i sin tur baserad på kemiska processer som följer fysikens lagar. Alltså är både löpning och hjärna fysik.




Filmen handlar om en tid då människans teknologi fått tillgång till en parallell verklighet som om man undersöker den tillräckligt noga ger oss information som kan påverka framtiden. Teorin om parallella universum framfördes redan 1957 av fysikern Hugh Everett. Det Everett gjorde var att han tog bort slumpen från kvantfysiken och gjorde den till en fråga om perspektiv. Varje val leder till en klyvning av universum. I en värld kan det framstå som en slump, men i ett universum med många världar fylls alla möjligheter upp och bildar en väv där allt hänger samman. Teorin har ganska många anhängare, bl a den svenska fysikprofessorn Max Tegmark som kommer ut med en bok om många-världar-teorin i höst.

Vad vet vi egentligen? Nästan ingenting. Vi begriper kanske lika litet av universum som en fluga förstår av det som händer på jorden. Hjärnan gör världen begriplig, den skapar logik och sammanhang i kaos. Sakta men säkert kartlägger vi universums kuster, men där bakom finns oändliga rymder av Terra Incognita: darrande strängar, mystiska partiklar, vita fläckar och mörk materia. Jorden har fått ögon som ser miljarder ljusår bort, öron som lyssnar efter liv och fjärrstyrda armar som gräver i planeter. Men det är suddigt, otydligt och vi gräver bara i grannskapet än så länge. En sak hör radioastronomerna i alla fall: resterna av Big Bang. Men det kanske krävs en smäll av den storleken för att signalen ska nå ända hit genom tid och rymd.
Jorden lyssnar. Foto av user:Hajor, 2004.
Fysikern Michio Kaku ger sin syn på fysiken bakom filmen Source Code i videon nedan:


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 öra kopplat till ett nervsystem (eller någon annan sorts mottagare) 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. Om vi har begrepp som träd och att träd kan falla kan vi göra tolkningen att ljudet kommer från ett träd som faller. Våra hjärnor skapar vår verklighet, som färger och ljud. Att tro att vi uppfattar verkligheten som den är kallas naiv realism.

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.


video ...

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.