|
MUDELITE MAAILM Ants liivakant
Inimene on see, mida ta usub. Meid on palju ja me näeme,
tunnetame, usume ja mõistame maailma erinevalt. Kujutlegem
järgmist dialoogi: See on ellusuhtumise argimudel, üpriski levinud. On ju palju seletamatuid ja määramatuid seoseid ja nähtusi, mida ei saa katsuda, mõõta ega kaaluda. Nad esinevad harva ja juhuslikult, neid tajuvad vaid vähesed inimesed ning oskavad kirjeldada vaid mõned sensitiivid – paranormaalsete võimetega isikud. Teadlased neid näha ei taha. Paratamatult ei jää muud üle, kui lihtsustada oma elu – luua oma mudel, tegelda mitte kogu maailmaga, vaid osaga sellest, käesolevas näites uskuda seda, mida ma näen. Kui te olete huvitatud teistsugustest mudelitest – uskuda ka seda, mida ei näe – siis on mõtet edasi lugeda. Vastasel juhul katkestage siin ja ärge vihastage end järgneva teksti lugemisega, mis teeks teie elu keerulisemaks. Analoogne olukord on ka teaduses. Ükski füüsikateooria ei suudaks uurida reaalset maailma, paratamatult tuleb luua idealiseeritud (lihtsustatud) mudeleid. Idealiseeritakse nii objekte, tingimusi kui protsesse. Teooria luuakse ju mingi senitundmatu nähtuse (fenomeni) selgitamiseks, mistõttu stardipositsioonis on alati ebakindlaid ja määramatuid seoseid. Ka selliseid, mille peale lihtsalt ei tule. Paratamatult ei jää uurijal muud üle, kui lähtuda lihtsustatud, kuid tõenäoseks peetavast olukorrast, võttes aluseks teatud väited või eeldused – nö postulaadid – mida antud teadmiste tasemel ei olegi võimalik tõestada. Teiste sõnadega, reaalse protsessi käsitlemise asemel lähtutakse mudelist, teaduskeeles paradigmast (kr paradeigma – näidis). Nii on füüsikas kaua aega kasutusel olnud Newtoni mehaaniline mudel, mis eeldab, et eseme massi (aine hulka) saab kindlaks teha kaalumisega, s.o toele mõjuva jõu kaudu. Tänapäeval teame, et vees kaalub ese vähem, kiirenevalt liikuvas raketis talub kosmonaut mitmekordset ülekoormust ja kosmoses on ta hoopiski kaaluta olekus. Tänapäeval on mass ja kaal kaks erinevat suurust. Newtonile oli ruum lineaarne ja inertsi mõjul toimus liikumine sirgjooneliselt – mäletate füüsika kursusest: iga keha seisab paigal või jätkab ühtlast sirgjoonelist liikumist, kuni teda ei mõjuta mingi jõud. Sel ajal ei suutnud keegi ette kujutada, et aine hulka ei saa alati määrata eseme kaalumisega. Erirelatiivsusteooria, mille lõi A. Einstein 1905. aastal, selgitab, et mass on hoopis inertsi mõõt ja see ei ole püsiv suurus, vaid sõltub liikumiskiirusest. Liikumiskiiruse suurenedes suureneb mass ehk teiste sõnadega keha inertsus, s.t tema kõrvalekallutamine liikumistrajektoorist muutub üha raskemaks (objekt muutub inertsemaks). Ning hoopiski uskumatu – maailmaruum on kõver. Isegi valguskiir ei liigu kosmoses sirgjooneliselt. Ka Einstein ei saanud oma teooriat luua ilma postulaadita. See on sõnastatud järgmiselt: valguse kiirus on ühesugune kõikide vaatlejate jaoks, kõikvõimalikes suundades, hoolimata vaatleja või valgusallika liikumisest. Üllatav, julge ja uskumatu väide.
Teaduse arengu käigus täieneb ettekujutus maailmast ja sageli
osutuvad postulaadid ebatõesteks ning paratamatult tuleb
täiustada või muuta mudeleid. Võime öelda, et suur osa sellest,
mida me teame, on harva lõplik tõde, suuremalt jaolt aga
osaline tõde või täiesti vale. Paljudel juhtudel uued teadmised
siiski ei lükka endisi tõdesid täielikult ümber, vaid
täpsustavad vana mudeli kasutuspiirkonda, võimaldades teooriat
edasi arendada. Nii kehtivad endiselt Newtoni liikumisseadused
väikestel kiirustel ja lähiruumis. Maailmavaade - inimene on see, mida ta usub Ettekujutus sellest, mida keegi tegelikkuseks peab, sõltub eelkõige tema maailmavaatest. Kordame mõtet inimene on see, mida ta usub. Maailma olemuse põhialuseid käsitlevat õpetust nimetatakse filosoofias metafüüsikaks. Termini võttis kasutusele Aristoteles (384–322 eKr) ja tema ajal tähendas füüsika loodust. Termin metafüüsika tähendab sõna-sõnalt füüsika järel, seega tegemist on maailmaga, mis ei kuulu otseselt loodusesse, mida ei saa uurida füüsikaliste meetoditega, vaid tunnetusega. Lääne tsivilisatsioonis on maailma seletamisel aluseks olnud kolm põhilist metafüüsikat. 1. Materialistlik maailmavaade ehk materialistlik monism – reaalsus on materiaalne, koosnedes ainest ja energiast, teadvus on mateeria produkt, ilma füüsilise ajuta on see mõeldamatu. 2. Dualism – olemasolev koosneb mateeriast ja teadvusest. Need on erinevad struktuurid: mateeria – aine ja energia, teadvus – vaim, intellekt. Mateeria kuulub füüsikalisse, teadvus aga tunnetuslikku maailma. 3. Idealistlik maailmavaade ehk transtsendentaalne mudel – maailm koosneb teadvusest ja mateeriast. Kõige aluseks universumis on teadvus (vaim või intellekt), mis võib eksiteerida ka ilma mateeriata (kehata). Teadvus (vaim) on primaarne, ta loob ja kujundab mateeriat. Lääne tsivilisatsioonis põhineb teadus materialistlikul mudelil. Dualistlik ja idealistlik maailmavaade loetakse tavaliselt müstika või religiooni valdkonda kuuluvaks ning teadus sellest lugu ei pea. Teadusele on ettekujutamatu kehatu mõistuse – vaimu – olemasolu. Füüsika uurib seda, mis kuulub loodusesse, metafüüsika aga ka seda, mis on väljaspool loodust. Seega materialistlik monism on vaid osa suurest tervikust. Kvantfüüsika areng on viinud filosoofilise mõtlemise siiski niikaugele, et paratamatult tuleb loobuda senisest füüsikalisest maailmapildist ja leppida nähtustega, mida praegused teadmised ei suuda seletada. Võib öelda, et füüsikalisel maailmapildil põhinev filosoofia liigub tänapäeval tasapisi idealistliku või nn transtsendentaalse (meeltevälise) mudeli suunas. Kogu teaduse ajaloo jooksul on toimunud dialoog kahe erineva maailmakäsitluse, reduktsionismi ja holismi vahel. Esimene lähtub üksinähtustest, otsides seletust lihtsatest peidetud printsiipidest ja ta toetub füüsikalisele käsitlusele. Holism vaatleb aga loodust terviksüsteemina, mille koostisosad on omavahel tihedalt seotud. Holismile on üksiknähtustest olulisemad maailma ülesehituslikud ja olemuslikud probleemid, kaasa arvatud meeltevälised (transtsendentaalsed) nähtused.
Materialistlikust
maailmavaatest järeldub: Füüsikaline Maailmapilt
Füüsikud käsitlevad maailma hierarhilisena, eristades kolme
taset – mega-, makro- ja mikrotase. Vaatleme lühidalt
füüsikateaduse arengulugu nende tasemete kaupa. Megatase – see, mis toimub Universumis Megataseme moodustavad galaktilised objektid ja nende uurimisega tegeleb kosmoloogia. Objektide suurusjärk ületab 1020 m (s.o kümme kahekümne nulliga). Levinum on 1922. a loodud Aleksandr Fridmani paisuva universumi mudel, mille kohaselt oli universumi sünnihetk – Suur Pauk – umbes 10–13 miljardit aastat tagasi. Sellest hetkest peale on universum pidevalt paisunud ja tema osad eemalduvad galaktika keskusest üha suureneva kiirusega ning jahtuvad seejuures. Paisuva Universumi katseliseks kinnituseks on 1929. a avastatud ja praktikas kinnitust leidnud Hubble’i seadus, mille kohaselt galaktikate eemaldumiskiirus on võrdeline nende kaugusega galaktika keskusest. Kui universum on sünnihetkest alates paisunud ja jahtunud, peaks käesolevaks ajaks universumit ühtlaselt täitva foonkiirguse temperatuur olema langenud 2,7 0K (Kelvini kraad). Sellise temperatuuriga foonkiirguse avastasid 1965. a raadioastronoomid A. Penzias ja R. Wilson. Avastus andis katselise kinnituse paisuva universumi mudelile. Universumi tuleviku käsitlemisel on tuntud kaks mudelit: suur kollaps ja igavene paisumine. Esimese mudeli realiseerumisel peaks paisumine jätkuma umbes 50 miljonit aastat. Seejärel hakkavad galaktikad üha suureneva kiirusega üksteisele lähenema. Lõpuks sulavad nad kokku, tähed ja planeedid kaovad, aine tihedus ja temperatuur tõuseb katastroofilise suuruseni, mille tagajärjel aatomid lagunevad ja kogu aine muutub kiirgusenergiaks. Teise mudeli korral jäävad galaktikad üksteisest eemalduma, kõik tähed põlevad läbi ja maailmaruum vajub pimedusse. Et otsustada, kumb mudel on tõenäolisem peaksime teadma kogu universumis oleva aine massi. Seniste arusaamade järgi koosneb 9/10 universumist seni tundmatust ainest (nn varjatud mass, tume mass). Nähtamatu aine tihedus ja kogus määrabki ära universumi edasise käekäigu. Kui oletused tundmatu aine olemasolu kohta osutuvad ekslikuks, siis jääb universum igavesti paisuvaks. Kui aga nähtamatu aine on olemas ja selle mass on üheksa korda suurem nähtava aine massist, siis lõpetab universum oma olemasolu suures kollapsis . Viimastel aastatel on füüsikud kirjeldanud nn braanide mudelit. Selles mudelis paikneb universum teatud pinnal, braanil, mis ei pruugi olla tasapind. Ta võib olla kerakujuline, sadulpind või mida iganes. Braanide mudelis elektromagnetväli saab levida ainult braanil, gravbitatsioonijõud aga sellelt väljuda. On võimalik, et meie Universumi braani kõrval eksisteerib veel mingi teine braan, nn varibraan. Varibraani me ei näe, ega saa uurida elektromagnetlainete abil, seega meil puudub informatsioon tema olemasolu kohta. Küll aga mõjutab varibraan meie Universumit sealt saabuva gravitatsioonijõuga. Kui mingi galaktika läheduses peaks varibraanil olema suuri masse, siis tuleb ehk varjatud massi otsida väljaspool meie Universumit.
Esoteerilistes õpetustes on
sajandeid räägitud nn paralleelmaailmast, mis eksisteerib meie
maailma kõrval. Paralleelmaailma mateeria sagedus olevat
oluliselt kõrgem, mistõttu me seda maailma ei taju. Kui
braanide mudel peaks osutuma tõeks, siis tuleb tõsiselt suhtuda
ka paralleelmaailma mudelisse. Makrotase – see, mis toimub Maal Makrotaseme objektideks on ühelt poolt imepisikesed kehad, mille suurusjärk on 10-10 m. Nendeks on aatomid ja molekulid, mida vastavalt probleemile käsitletakse ka mikroobjektidena. Teiselt poolt kuuluvad siia aga ka galaktilised objektid, mille suurusjärk ulatub 1021 m. Füüsika ajaloo käsitlemist alustatakse tavaliselt 17.–19. sajandil valitsenud Galilei ja Newtoni mehaanilisest mudelist, mida tänapäeval nimetatakse mehhanistlikuks või njuutonlikuks mudeliks. Newtonile olid aeg ja ruum lineaarsed nähtused – aeg kulges ühes suunas ja ruum oli sirgjooneline. Füüsikalised protsessid olid objektiivselt kirjeldatavad, allusid rangetele põhjuslikele seadustele ning nende kulg oli arvutatav matemaatiliste valemitega. Newtoni seadused (1665) olid mehaanika valdkonnas täpsed ja tõesed. Nad võimaldasid määrata mehaaniliste protsesside kulu mis tahes aja peale ette ja selgitada minevikus toimunud sündmusi. Muutes võrrandis märki, sai ju liikuda ajas tagasi ja täpselt kindlaks teha minevikus toimunud sündmusi. Vaimustus Newtoni seaduste vastu oli niivõrd suur, et mehhanistlik mudel kanti üle kogu loodusele ja isegi inimtegevusele. Usuti, et maailm toimib mehaaniliselt, et siin valitseb paratamatus, arengul on vaid üks ja rangelt määratud tee, teiste sõnadega, puuduvad erinevad arenguvõimalused ja juhus. Newtoni mehaanikas käsitletavaid nähtusi iseloomustas niisiis sündmuste ettemääratus, paratamatus ja protsesside pööratavus. Newtoni ajal olid energia ja aine vahelised mõjutused veel tundmata – üks keha sai mõjutada teist vaid otseses kokkupuutes. Kuid Newton üllatas siingi maailma, luues gravitatsiooniteooria. Ta täiendas füüsikat nn kaugmõju mõistega. Üheks oluliseks sammuks füüsika ajaloos oli elektrodünaamilise mudeli loomine 19. sajandil. Mehhanistlikus maailmapildis oli kehadevaheline ruum tühi, elektri- ja magnetisminähtuste uurimisel avastati aga laetud osakesed ja nende liikumine osakestevahelises ruumis. Selgus, et lisaks ainele on kehadevahelises ruumis teatud väljad. M. Faraday (1791–1867) ja C. Maxwell (1831–1879) selgitasid, et iga laeng tekitab enda ümber olevas ruumis häire või oleku, mis teisele ligidal asuvale laengule mõjub teatud jõuga. H. Hertz (1857–1894) kinnitas seda eksperimentaalselt. Täiustus ettekujutus Universumist – esemetevaheline ruum ei olnud enam tühi, vaid täidetud jõudude ja väljadega. Väljade olemus jäi küll ebamääraseks, kuid ta oli selgituseks esemete vahelisele kaugmõjule (magnetilised ja elektrilised tõmbe- ja tõukejõud, gravitatsioon). Samuti andis ta võimaluse seletada inimeste tunnetuslikke protsesse, nagu telepaatia, kaugravi, telekinees, hüpnoos jms. Makrotasemel tuntakse kahte välja – elektromagnetväli ja gravitatsiooniväli. Mõlemad väljad levivad valguskiirusega. Elektromagnetvälja kandvaks osakeseks peetakse footonit, gravitatsioonivälja kandjaks gravitoni. Viimane on hüpoteetiline osakene ning on senini avastamata. Elektromagnetvälja võnkesagedus on piirides 0 kuni 1023 Hz (hertsi) ja tema erinevad sageduspiirkonnad tekitavad erineva iseloomuga välju:
– vahelduvvooluväli (0 – 104
Hz), Täheldati, et elektromagnetväli on ajas muutuv, ta ei ole seotud aine osakestega, vaid eksisteerib nendest sõltumatult. Mingis ruumiosas tekkinud elektromagnetväli levib ruumis elektromagnetlainetena. Mateeria olemuse selgitamisel on eriline koht Taani teadlasel Nils Bohril (1885 – 1962), kelle teeneks on kvantmehaanika teooria ja aatomi planetaarmudeli loomine. Bohri mudelis tiirlevad positiivse laenguga aatomituuma (raadius 12-12 cm) ümber kindlatel orbiitidel negatiivse laenguga elektronid . Mudeli võrdkujuks oli kosmiline planetaarsüsteem, kus Päikese ümber tiirlevad planeedid. Aatomituuma laeng on positiivne ning võrdne elektronide negatiivse laenguga. Keemiliste elementide perioodiline süsteem (Mendelejevi tabel) on üles ehitatud aatomite tuumalaengu suurenemise järjekorras. Füüsikas pole ükski mudel kirjeldanud lõplikku tõde ja jäänud igavesti kehtivaks. Üks suuremaid füüsikateooria arendajaid oli Albert Einstein (1879–1955), kes 1905. a avaldas erirelatiivsusteooria. Erirelatiivsusteooria on uus mudel, mis loob tavatu ettekujutuse füüsika endistest põhimõistetest; nägemus maailma olemusest muutub kardinaalselt. Selles mudelis pole ruum enam kolmemõõtmeline ega aeg iseseisev suurus. Einsteini maailm ei ole enam rangelt määratletud, vaid paljud nähtused on suhtelised – reaalsuses on asjad nii, nagu nad on, kuid erinevates taustsüsteemides olevad vaatlejad näevad asju ja sündmusi erinevalt. Liikumisega seotud protsessid on näilised, sõltudes vaatleja ja sündmuse taustsüsteemist (asukohast ruumis). Aeg ja ruum on omavahel seotud, moodustades neljamõõtmelise aegruumi. Öeldakse, et pole aega ilma ruumita ega ruumi ilma ajata. Pealegi pole ruum enam lineaarne nagu Newtonil, vaid kõver. Isegi valguskiir ei liigu kosmoses sirgelt, vaid tema trajektoor kõverdub. Einstein väitis, et suurim kiirus looduses on valguskiirus, mida ületada ei saa ja see jääb samaks kõikides taustsüsteemides ning kõikides suundades. Valguskiiruse lähedastel kiirustel liikudes ilmneb, et erinevates süsteemides asuvatele vaatlejatele ei ole objektide mõõtmed, aja kulgemise kiirus (ajavahemikud sündmuste vahel) ja sündmuste samaaegsus ühesugused. Jälgides paigalseisvas süsteemis (n Maal) sündmusi kiirelt liikuvas taustsüsteemis, (n kosmoseraketis), tundub, et liikuvas süsteemis (raketis) olev kell käib aeglasemalt kui Maal ja sealsete objektide mõõtmed on väiksemad. Peale selle näitas Einstein, et keha mass (inertsus) sõltub liikumiskiirusest – kiiruse kasvades suureneb. Valguskiirusel liikudes on mass (inertsus) lõpmatult suur, mis tähendab, et objekti ei ole võimalik tema liikumistrassilt kõrvale kallutada. Relatiivsusteooriast tulenes lisaks kõigele šokeeriv järeldus – aine ja energia on vastastikku vahetatavad – aineosakesed võivad muutuda energiaks ja energiast tekivad aineosakesed. Aine pole muud kui üks energia eksisteerimise vorm – nö aeglustunud ja lokaliseerunud energia. Eelmise sajandi huvitavamateks õpetusteks on ka kaoseteooria ja sünergeetika. Nobeli preemia laureaat Hermann Haken uuris koostöö seaduspärasusi laseriteoorias ja nimetas 1970. a uue õpetuse sünergeetikakas. Sünergeetiline mudel lükkab ümber njuutonlikud arusaamad arenguprotsessidest, väites, et igasugusel arengul on palju võimalikke arenguteid (stsenaariume), -suundi ja endine seisund ei kordu iialgi täpselt samasugusena. Esialgne liikumine võib muutuda ebakorrapäraseks, isegi kaoseks, millest sünnib jällegi uus kord. Tegemist on iseregulatsiooniprotsessidega, mille määratlemine jääb inimmõistusele sageli saladuseks. Aukoha saab endale termin juhus. Arenguprotsesside sünergeetiline käsitlus üldistati kogu loodusele, kaasa arvatud inimtegevus ja mõistuslikud protsessid. Arengu üldiseks seaduspärasuseks tunnistati entroopia kasvu seadus – liikumine paljususe, mitmekesisuse ja stabiilsemate struktuuriüksuste tekkimise suunas. Nende õpetuste valgusel ei saa enam täpselt ennustada tulevikku. Öeldakse, et tulevik muutub reaalseks alles siis, kui tast on saanud olevik – meie soovid ja püüdlused ei pruugi täituda. Peale selle tuleb arvestada, et protsessid kulgevad valdavalt ühes suunas ja omavad palju arengevõilmalusi. Seetõttu ei olegi võimalik sündmusi täpselt prognoosida. Newtoni mehhanistlik mudel kaotas üldkehtivuse, kuid mehaanika valdkonnas on see säilitanud oma autoriteedi käesoleva ajani. Võib siiski tõdeda, et mehhanistlik mõtlemisviis on ka tänapäeval aukohal paljude teadlaste, eriti aga poliitikute seas. Kuuleme ju sageli väljendusi: teist teed ei ole; see on ainuõige lahendus; see on ainuvõimalik otsus jms. Mikrotase – maailm, mida me ei taju Mikrotaseme objektid on imepisikesed, väiksemad kui 10 astmes-10 m ja nende üldnimetuseks on elementaarosakesed. Sõna elementaarne eeldab, et osakene peaks kujutama endast struktuuritut punkti, mis ei koosne enam väiksematest osakestest ja mida ei ole võimalik tükeldada. Füüsika arenedes avastati esialgu elementaarseteks peetud osakestes omakorda uusi peenemaid struktuure, mistõttu tuli võtta kasutusele teisi termineid, nagu näiteks fundamentaalosakene, virtuaalosakene jms. Meie meeleorganid ei ole suutelised jälgima mikromaailma, öeldakse, et inimesel puudub kvantnägemine. Paratamatult tuleb uurimisel kasutada täiuslikke tehnilisi seadmeid, loogilist mõtlemist, keerukat matemaatikat ja luua teravmeelseid mudelid.
Kvantfüüsika
kirjeldab maailma ehtitust nn Standardmudeliga, mille
järgi kogu nähtav maailm koosneb Mateeriat moodustavaid osakesi on avastatud 24 (koos antiosakestega) ja nende nimetusteks on kvargid ja leptonid. Mateeria aluseks on aatomid, mis koosnevad aatomituumast ja elektronidest (avastati 1897). Aatomi tuum koosneb nukleonidest, so positiivselt laetud prootonitest, ja ilma laenguta neutronitest, need aga omakorda kvarkidest (kuus kvarki). Prooton koosneb kahest u-kvargist ja ühest d-kvargist, neutron kahest d-kvargist ja ühest u-kvargist. Mateeriaosakesi ühendavateks jõududeks on nn vaheosakesed ehk jõukandjad – nn vahebosonid. Mateeriat ühendavaid jõude (nn vastastikmõjusid ehk interaktsioone) tuntakse neli:
- tugev interaktsioon –
kvarkidevaheline jõud, tugev väli, Nende jõudude ülekandjateks on neli vahebosonit :
- kvarkidevahelisi jõude
kannavad üle gluuonid, Lisaks kvarkidele, leptonitele ja vahebosonitele tuntakse veel mitusada elementaarosakest, mille üldnimetuseks on hadronid (mesonid, barüonid, wpiionid jms). Hadronid tekitatakse kiirenditega ning neid on kosmilistes kiirtes. Hadronite eluiga on ääretult lühike, ulatudes isegi alla 10-20 s. Nõrga vastastikmõjuga kaasnevad tüüpilised osakesed on neutriinod, mis on laenguta ja väga tühise mõjuga. Nad võivad takistuseta läbida planeete ja isegi tähti. Vahebosonite suurusjärguks on 10-19 m, nende abil toimub energiate vahetusprotsess osakeste vahel. Energiate vahetusprotsesse kutsutakse virtuaalseteks protsessideks ja vahebosoneid virtuaalseteks osakesteks. Virtuaalses protsessis üks mateeriaosake kiirgab vahebosoni ja teine neelab selle. Protsess kestab väga lühikest aega, ja virtuaalosakest ei eksisteeri enne ega pärast energiaülekannet. Nad tekivad ja kaovad. Siit siis nimetus virtuaalne.
Osakeste vaheline ruum ei ole tühi, vaid täidetud väljadega,
mida kirjeldatakse väljateooria abil. Väli kujutab
endast ajas muutuvat võnkesüsteemi, kus liiguvad erinevate
väljade (tugev, nõrk, elektromagnetiline, gravitatsioon)
virtuaalsed vahebosonid (vastastikmõju osakesed). Kui
vahebosonite arv suureneb, siis väli tugevneb (saab energiat
juurde), kui väheneb, siis väli nõrgeneb (annab energiat ära).
Ühelt osakeselt teisele liikuv vaheboson tekitab jõu nende
osakeste vahel. Elektromagnetväli koosneb kahest komponendist –
elektriväljast ja magnetväljast, mis võnguvad erinevatel
võnketasanditel – elektriväli vertikaaltasandil, magnetväli
horisontaaltasandil.
Elektromagnetvälja
graafiline kujutamine, Kvantteooria ütleb, et väljad ei ole pidevad, vaid kvanditud – vahebosonid tekivad ja kannavad energiat üle portsjonite, kvantide kaupa. Argielus me tajume elektromagentvälja ja gravitatsioonivälja, nõrk ja tugev väli kuuluvad mikroosakeste maailma ja nendega meil tegemist ei ole. Elektromagentvälja kandjaks on footon. Kui elektron langeb aatomis madalamale energianivoole, siis kiirgab ta footoni, footonit neelates aga hüppab kõrgemale nivoole. Footonil puudub seisumass, mistõttu ta võib läbida kui tahes pika vahemaa. Footoni eluiga on ääretult pikk ja ta liigub valgus- kiirusega. Öeldakse, et tema mõjuraadius on lõpmatult suur. Footon võib kanda erineva suuruse ja sagedusega elektromagnetvälja.
Mikrotaseme käsitlemisel ei suudeta siiski teha selget piiri
osakese ja välja vahel. Välja kandjateks olevad vastastikmõju
tekitavad osakesed, virtuaalsed vahebosonid, võivad muutuda
mateeriaks ja vastupidi – virtuaalne footon võib teatud
ajaks muutuda elektron–positronpaariks. Samuti võib üks osakene
muutuda teiseks. Vastastikmõjuosakesi (virtuaalseid
vahebosoneid) iseloomustab tänapäeva teadmiste kohaselt suurem
elementaarsus – sisestruktuuri oletatav puudumine. Energia
ülekandeprotsessid toimuvad hüppeliselt, nn kvantide kaupa.
Osakeste lainelis-korpuskulaarsel käsitlemisel muutuvad
makrotaseme füüsikas teineteist välistavad mõisted osake ja
laine üksteist täiendavaks kompleksmõisteks, mida
neljadimensioonilises maailmas ei ole ilmselt võimalik
visuaalselt ette kujutada.
Kollase valguse footon lainepikkusel 6000 ängstromi (sagedus 5x10 astmel 14 Hz) kujutab 30 cm pikkust lainepaketti, milles on ca miljon võnget.
Osakeste eksperimentaalne jälgimine
Holistlik mudel – üks igavesti suur süsteem Tänapäeva teadus käsitleb universumit energeetiliste mustrite maailmana, kus aine koosneb lainetaolisest ja omavahel seotud energiavõrgustikust. Elementaarosake, materiaalne substants või eraldi objekt on kaotanud endise tähenduse. Kogu universum on omavahel seotud energiamustrite dünaamiline võrk: aeg–ruum–energia on üks suur süsteem. Universum on defineeritav kui dünaamiline lahutamatu tervik ja ta sisaldab endas alati ka vaatlejat. Ükski inimene pole tervikust eraldatud osa, ükski nähtus ei ole iseseisev protsess, vaid kõik kuulub tervikusse. Universumi ühtsus oli tuntud kõikides traditsionalistlikes kultuurides, eriti selgelt aga ida filosoofiates. Hinduismis võrreldakse maailma ookeanina, mida vaimselt arenenud inimene tajub tervikuna, nähes samal ajal iga üksikut lainet eraldi. Füüsik J. S. Bell avaldas 1964. a matemaatilise tõestuskäigu (Belli teoreem), näidates, et aatomisiseste osakeste vahelised seosed ei sõltu ajast ja ruumist – avaldades mõju ühele osakesele, mõjutatakse ka hetkeliselt teisi, mõju ülekandeks ei kulu mingit aega. Teiste sõnadega, põhjus ja tagajärg on samaaegsed. Sellist nähtust ei ole võimalik seletada relatiivsusteooria abil (info liigub valguskiirusel). Rupert Sheldrake esitab hüpoteesi, kus peale tuntud energiate ja materiaalsete faktorite on olemas veel tundmatud organiseerivad väljad, mida ta nimetab kausaalseteks väljadeks (kausaalne – põhjuslik). Siin on sarnasus idamaiste käsitlustega, mis räägivad vormile ja käitumisele maatriksiks olevatest energiatest. Maatriksiks olevad väljad mõjuvad hetkeliselt, ning kaugele sama tugevasti kui lähedale. Nähtamatut maatriksit nimetab Sheldrike morfoloogiliseks väljaks. Sellel väljal on kaugmõju nii ajas kui ruumis – toimunud sündmused võivad mõjutada teisi sündmusi mujal ja teisel ajal. Morfoloogilise välja põhjenduseks tuuakse arvukaid näiteid loomariigist, kus õpitud kogemus kandub üle teistele loomadele, kellega ei ole vahetut kokkupuudet ega geneetilist sidet. Lyall Watsoni kirjeldab nn sajanda ahvi sündroomi – kui sajas ahv ühest ahvikarjast ühel saarel oli omandanud mingi uue käitumise (näiteks oskuse pesta bataati enne söömist meres), siis äkki teised ahvid teistel saartel ilma mingi tavalise kommunikatsiooni võimaluseta omandasid ka selle käitumise. Samasugust efekti on saadud laborkatsetes rottidega. Kui teatud aeg üksteisele järgnevate põlvkondade rotte pandi otsima väljapääsu veelabürindist, siis teatud hetkel omandasid selle kogemuse ka teised rotid, kellel nendega mingit sidet ei olnud. Senini ei ole mateeria fundamentaalseid osakesi avastatud, pigem võib universumit käsitleda kui lahutamatut tervikut – tohutut omavahel põimunud vastastikuste seoste võrgustikku – holograafilist süsteemi. Füüsikute unistuseks on luua ühtne teooria, mis haaraks kõiki osakesi ja vastastikmõjutusi; seda nimetatakse kõiksuse teooriaks või stringiteooriaks. Ühtse välja otsimisele pühendas A. Einstein oma elust 25 aastat. String oleks osakene suurusega 10-32 cm, mis on eksperimentaalselt kättesaamatu. Väidetakse, et stringiteooriat saab kirjeldada vaid kümnedimensioonilises (!?!?) maailmas. Senini pole selge, kas stringiteooria osutub üldse sobivaks mudeliks mikromaailma kirjeldamisel. Tänapäeva teadus liigub transtsendentaalse mudeli suunas, mille põhialused kajastuvad holograafilises (holistlikus) paradigmas. See eeldab teadvuse mõiste avardamist ja sensitiivsuse tunnustamist. Termin holograafia tuli kasutusele 1947.a, kui Dennis Gabor koostas kolmemõõtmelise fotograafia võrrandid, Ta nimetas sellist fotograafiat holograafiaks . Esimene laseri abiga tehtud hologramm valmis 1965. aastal. 1971. a sai Dennis Gabor Nobeli preemia holograafia leiutamise eest. Ajupsühholoog dr Karl Pribram pakkus 1969. a välja idee, et hologrammi abil saab selgitada ajus toimuvaid protsesse. Füüsik dr David Bohm väitis 1971. aastal, et universumi ehitus on holograafiline. Seejärel esitas dr Pribram hüpoteesi, et inimaju salvestab ja loeb teavet mingist holograafiliselt ülesehitatud universumist.
Holografeerimisel valgustavad ülipeeneteralist fotoplaati kaks
ühest ja samast laserkiirtekimbust väljunud koherentset
valguslainet – üks neist peegeldub objektilt ja teine suunatakse
poolpeeglist läbi otse fotoplaadile. Nende interferentsi tõttu
tekib plaadil hologramm – so nn interferentsimuster, mis
väliselt ei meenuta objekti, kuid sisaldab kodeeritult kogu
informatsiooni objekti kohta. Hologrammilt kujutise nähtavaks
tegemiseks (heiastamiseks) valgustatakse hologrammi samasuguse
laserkiirega kui holografeerimisel. Erinevalt fotost on
holgraafiline kujutis ruumiline, seda saab vaadelda mitmest
küljest ning näha esiplaanil olevate esemete taha.
Holograafia eripäraks on ka see, et hologrammi iga punkti
valgustab objekti igast punktist lähtuv valgus, mistõttu
hologrammi tükeldamisel säilib igal osal tervikpilt, kuigi veidi
ähmasemana. Lisaks sellele saab ühte ja samasse hologrammi
jäädvustada paljude esemete kujutisi ja neid ka eraldi
heiastada. Holograafilised teabemahutid on väga infomahukad –
107 – 108 bit/cm2. Seega võib öelda, et hologrammi kui tahes
väikeses osas on salvestatud info kogu terviku kohta.
Holismi põhiteesid – usu või ära usu Maailma holistlik mudel on lääne teadlastele tänapäeval veel uudne mõtlemisviis ja leiab mõistmist vaid väheste hulgas. Kuid heites pilgu minevikku, võib julgesti öelda: Ei ole midagi uut siin Päikese all. Hinduismis tunti holistlikku tervendamist (inimest tervikuna käsitlev õpetus) termini all Ayurveda juba 4000 a tagasi. Ürgusundites oli käsitlus maailma ühtsusest, nähtuste omavahelistest seostest, aja ja ruumi paradoksist jms tuntud juba üle 5000 aasta tagasi. Ka meie rahvausundist võib tuua arvukaid näiteid selliste uskumuste ja tunnetuse kohta. Kirjalikke käsitlusi leiame aga Vana-Hiina ja India filosoofiast. Holograafiaalaste tööde põhjal on formuleeritud rida holistilise mudeli põhiteese, mida käsitleme järgnevalt, tuues võrdlusi rahvausunditest.
1. Maailma olemus on
energeetiline.
r2. Vaatleja on autor.
Ka see mõtteviis ei ole uudne. Hinduismi religioosses filosoofias käsitleb maailma seda aspekti termin maya. Maya on illusioon – millegi tõeks pidamine, mis tegelikult on kuidagi teisiti. Inimene peab oma keha iseendaks, kuid ta on hoopis rohkem kui keha – holistlikus mõttes on inimene teatud energeetiline sündmus. Ka meie usundilised muistendid kajastavad maailma illusoorsust. Looduses või isegi kodupõllul võis talupoeg teatud hetkedel tunda end kui külaline võõral territooriumil ja ära eksida, kuulda võõraid hääli ja näha tundmatuid loomi. Vahel toob oma koera haukumine ta reaalusesse tagasi. Sageli eksitavad inimesi metshaldjad.
Vana-Hiina filosoofias on see tees hästi tuntud – taost väljub puhang qi, mis on kõikjal olev vaimne energia. Ta vahendab taod materiaalse maailmaga, kuuludes kõikide energialiikide koosseisu. Qi kaudu on kõik energiad seotud omavahel.
Paljudes religioonides omistatakse Jumalale kolm omadust, ta on kõikjal olev, kõike teadev ja kõike suutev. Teaduskeeles oleksid need mateeria, info ja energia. Kõikjal olev ja kõike teadev viitavad ettekujutusele maailma holograafilisest struktuurist – st, et kosmose igas punktis on info kogu maailma kohta. Väidetavasti võivad sensitiivsete võimetega isikud saada infot (energia vibratsioonid, nägemused, helid jms) mingi objekti kohta meeltevälise tunnetuse kaudu sõltumata objekti asukohast Maa peal või Universumis. Info saamise üheks laialt tuntud võtteks on pildamine – nõiavitsa või pendli kasutamine. Kaardipildajad suudavad pendliga foto või lihtsalt paberile joonistatud kuju järgi selgitada isiku tervislikku seisundit sõltumata sellest, kus ta asub, või otsida kaardilt tuhande kilomeetri kaugusel oleval maastikul maavarasid.
5. Aeg on holograafiline.
Meie folkloristikas on samuti tuntud ajas liikumine. Tulevikku sai näha virvendaval allika- või ojaveel, lõkkesuitsus või küsida teadjalt (nõialt). Ajataju subjektiivsust kirjeldab nähtus, mida kutsutakse aja kadumiseks. Olles paar tundi metsavana külaliseks, selgus koju jõudes, et möödunud on kolm päeva. Udumäe kuninga juures veedetud kolm päeva võrdus kodukülas aga seitsme aastaga. Samasisulisi muinasjutte on paljudel rahvastel. Hinduismis räägitakse aga kosmilisest arhiivist nimega akasha kroonika. Sellesse salvestuvad elavate piltidena kõik sündmused kogu Univesumist. Adeptid, kes on saavutanud võime siseneda akasha kroonikasse, saavad sealt informatsiooni minevikus toimunud sündmuste kohta. Nad võivad sama sündmust korduvalt üle vaadata nagu filmilindilt. 6. Koostöös sünnib lisaväärtus.
See tees tuleneb
sünergeetilisest arengukäsitlusest, mis väidab, et koostöös
sünnib lisaväärtus, s.o omadused või nähtused, mida
üksikelemendid ei suuda luua. Sellist efekti nimetatakse
sünergiaks ja väljendatakse matemaatiliselt valemiga 1 + 1 > 2
(üks pluss üks on suurem kui kaks). Nii on riik enam kui
inimeste mehaaniline summa, vesinik ja hapnik annavad liitudes
vee, ehitusmaterjalide kogum on hoone (mitte hunnik kive),
teadmiste kogum teooria, kahte ravimit koos kasutades võivad nad
ravida haigusi, mida kumbki üksikult ei suuda. Mingi struktuuri
tekkimisel luuakse koosseisu kuuluvate üksuste vahel teatud
korrastatus, mis annab uue kvaliteedi. Tervik on rohkem kui
osade summa.
1. Külgetõmbe seadus.
2. Vormi järgnevus mõttele.
3. Peegeldumise seadus.
4. Ühtsuse seadus.
TEADLASED MUDELITEST Tutvunud käesoleva käsitlusega füüsika olemusest, kui mudelite maailmast, avaldab keskkonna füüsika doktor Marko Kaasik oma järgmised seisukohad. Senises käsitluses on püütud loodusfilosoofilisi mudeleid seostada fundamentaalse füüsikalise maailmapildi arenguga. Kui 19. sajandi maailmapilt baseerus mehhanistlikul ja deterministlikul käsitlusel, siis kvantfüüsika ja mittetasakaaluliste protsesside termodünaamika (sünergeetika) mõjul on jõutud nn tõenäosusliku maailmapildini… Kvantmehhaanika ise põhineb eeldustel, mille füüsikalist sisu me ei tunne ja millest ilmselt saab tuleviku füüsika uurimisobjekt. Me ei tea midagi lainefunktsioonist peale seda kirjeldavate matemaatiliste seoste, mis on õrritavalt sarnased mingi statistilise süsteemi või pideva keskkonna kirjeldusega (selle omadused küll ei ole tavateadvusega hoomatavad)… Erirelatiivsusteooria tõestab, et mass ja energia on ekvivaletntsed suurused (s.t sama suurus eri ühikutes), üldrelatiivsusteooria aga ütleb, et “raske” (raskusjõudu põhjustav) ja “inertne” (inertsinähtust põhjustav) mass on sama ning, et mass põhjustab üheselt ruumi kõverdumist (ruumis kehtivad mitteeukleidilised seosed sarnaselt planeet Maa keraja pinnaga)… Need tõsiasjad on põhjustanud “energia” mõiste üleekspluateerimist mittefüüsikute poolt. Suurtel kiirustel, tugevas gravitatsiooniväljas ja mikroskoopiliste mõõtmete juures ei ole energia ja aine vahel piiri, kuid see tuleneb energia mõiste teatud (nende nähtuste käsitlemiseks vajalikust) ümberdefineerimisest võrreldes klassikalise mehhaanikaga (viimases loetakse energiaks ainult liikumisest või asendist tingitud osa koguenergiast). Kaasaja füüsikas on palju lahendamata probleeme ja seda lahendamatust tunnistatakse paremini kui u 100 aastat tagasi. Gravitatsiooniline väli ja kvantmehhaanilised väljad eksisteerivad tänapäeva teadmiste tasemel eraldi, kuigi oletatakse, et maailm on ühtne. Kõigi eelpool kirjeldatud füüsika harude areng ja nende ühendamine võib anda seletusi seni seletamatutele nähtustele, sh nn anomaalsetele nähtustele. Raske on eristada subjektiivset uskumist füüsikalisest nähtusest, mille ilmnemise kõik tingimused ei ole tuntud ja mis seetõttu toimub rohkem või vähem juhuslikult. Eeltoodud kirjeldus rõhutab printsiipi, mille järgi me ei tohi eitada nähtusi (võimalusi), mida me (veel) ei tunne. Siia lõppu sobib lisada veel kaks huvipakkuvat seisukohta. Esiteks teadusfilosoof Karl Popperi positivistlik käsitlus teooriate kohta: Teaduslik teooria on matemaatiline mudel, mis kirjeldab ja kodifitseerib meie vaatlustulemusi. Hea teooria kirjeldab laia nähtuste ringi väheste, lihtsate postulaatide põhjal ning teeb selgeid ja kontrollitavaid ennustusi. Kui vaatlused ennustusi kinnitavad, väljub teooria kontrollist edukalt, kuid eales ei saa tõestada, et ta on õige. Ja teiseks Kurt Gödeli 1931. a tõestatud ebatäiuslikkuse teoreem, mis väidab, et on olemas probleeme, mida ei saa lahendada mitte mingite reeglite ega protseduuride kompleksi abil. Siit tulenevad ka matemaatika piirid, ilmselt on looduses protsesse, mida ei saa kirjeldada matemaatiliste mudelitega. Tundub, et ka Nils Bohr ei lootnud füüsika abil maailma olemust seletada. Meenutagem tema tsitaati: On vale mõelda, nagu peaks füüsika seletama, kuidas Loodus tegelikult välja näeb. Füüsika tegeleb sellega, mida me saame Looduse kohta öelda. Ja tõepoolest, kvantfüüsika matemaatilise formalismi lahtimõtestamisel on tuntud oma kümmekond erinevat seletust, mille kohta keegi ei suuda anda veenvat hinnangut, milline neist on Suur Tõde. Bohri käsitluses Suur Tõde on see, mille eitus pole vale, vaid ikkagi jälle sügav Tõde. Maailma käsitlus mudelite kaudu ei ole üksnes füüsikute mänguväljakuks. See on üldlevinud teaduslik printsiip. Ilmekaks näiteks väljaspool füüsikat on darvinistlik evolutsiooniõpetus looduslikust valikust. Nobeli preemia laureaat Jacques Monod väidab, et teadusliku meetodi nurgakiviks on postulaat looduse objektiivsusest. Seda postulaati on võimatu argumenteerida, sest ilmvõimatu on kujutleda eksperimenti, mis tõestaks eesmärgi või pürgimuse olematust mistahes looduslikus süsteemis… Sellest on võimatu vabaneda, olgu või katseliselt ja piiratud alal, lakkamata olemast teadlane. Wallace ja Darwin käisid üheaegselt välja hüpoteesi liikide teket seletava materiaalse mehhanismi kohta. Nende loodusliku valiku teooria kohaselt esineb organismis põlvkonniti vähemärgatavaid muutusi, mis olelusvõitluse käigus kas kinnistuvad või kaovad. Õpetuses puudub muudatuste tekke põhjust selgitav mehhanism. Francis Crick leidis sellele ootuspärase selgituse, nimetades keskseks dogmaks juhuse, mis on muudatuste allikaks igasuguses arengus. Siit tulenebki evolutsiooniõpetuse alus, milleks on postulaat: juhus on ainuke uuenduste allikas ning loodusel puudub mistahes eesmärk. Õpetus on puht-materialistlik ja eeldab, et loodus on teadvuseta, kuid suudab siiski luua oma arengu käigus teadvuse, mis on teadvuseta looduse produkt. Mudeli kohaselt suudab loodus luua “juhuslikult” erakordselt mahukaid, keerukaid ja täiuslikke süsteeme, mis on töökindlad, toimivad ratsionaalselt ja on lõputult arenemisvõimelised. Täiuslikkuse näiteks olgu või üherakuline organism pagaripärm, mis sisaldab 12 miljonit DNA tähte või hiire genoom, kus on umbes 3 miljardit DNA tähte.
Klassikaline evolutsiooniõpetuse mudel tugineb “juhuslikult”
tekkinud imepäraste süsteemide olemuse selgitamisel
füüsikalistele ja keemilistele mudelitele. Seega on tegemist
mudeliga mudelis. KUIDAS SIIS VEEL? Meie lühikene jalutuskäik füüsikaliste mudelite maastikul lõppes holistliku paradigmaga, mudeliga, kus kõik on energia, mis füüsikalises tähenduses on igasuguste objektide liikumise mõõt. Füüsikalised mudelid baseeruvad postulaatidel, mida ikka ja jälle püstitatakse, ümber lükatakse ja siis uutega asendatakse. Teadusliku maailmapildi kujunemisel on olulisel kohal intellektuaalne lähenemine loogilise mõistuse kaudu, mida toetavad vaatlus ja eksperiment. Kuid on nähtusi, mida ei suuda selgitada loogiline mõtlemine ega matemaatilised mudelid, mis ei ole registreeritavad meie tavameelte ja füüsikaliste instrumentide abil, kus ei saa korraldada katset ja nähtust tahteliselt esile kutsuda, kus uurimistulemused on juhuslikud ning põhjuslikkus arusaamatu, kus teooriaid saab erinevalt interpreteerida. Kuid maailma olemuse uurimisel on võimalikud ka teistsugused meetodid, sellised, mis ei lähtu ainult intellektist, vaid on seotud info vahetu saamisega vaimsest maailmast. Vaimse arengu korral, läbi paljude elude, on võimalik saavutada suurenenud tundlikkus, mis võimaldab vastu võtta kõrgema sagedusega energiaid ja muuta need meeltele tajutavaiks. Holistlik käsitlusviis väidab, et iga inimene on autor, ta loob oma subjektiivse maailma, nii nagu teadus mudelite maailma, mis kirjeldab reaalseks peetavat subjektiivselt. Niisiis inimkonna praegusel arengutasemel on meie käsutuses teaduslikud mudelid ja arenenud tunnetusvõime poolt vastuvõetud teave. Uku Masing kirjeldab teadmiste arengut metafoorselt, võrreldes tuntud maailma poolsaarega, mida pikendataakse tundmatuse ookeani. Mida pikemaks me poolsaare ehitame, seda pikemaks läheb ka rannajoon. Rannajoon on see ala, mida tuleb uurida, sest siin tuntud nähtused lähevad üle tundmatuteks. Uurides rannamadalikke, unustame aga sageli, et poolsaare keskel on kõrgendikke, mis tuhandeid aastaid tagasi olid rannajooneks ja on vaimse tunnetuse kaudu ammu läbi uuritud. Vaimset tunnetust võiks võrrelda lendlemisega tundmatuse ookeani kohal, teabe hankimisega poolsaart pikendamata. Saadud materjal on siis kasutatav poolsaare väljaehitamisel otstarbekama suuna valikuks. Teaduslik uurimus järgneb siis intuitsioonile.
Tahaks teada, kas sel
tundmatuse ookeanil on ka vastaskallas ja kui, siis kui kaugel?
Kas on laevu, mis seda ületada suudavad? Kas seal, teisel
kaldal, ootab meid Looja oma lõplike tõdedega? Igatahes
probleemide hulk maailma avastamisel ei vähene vaid suureneb.
Seega ees on veel palju põnevat. |
