משתמש:Avneref/מדע/ג'ון קסטי

John Casti. גן העדן הרבוד. דביר, 1993. (Paradigms Lost, 1989)
(Paradigms Regained (2000

אמונה, מדע, המצאת המציאות

• תקציר התפתחות השיטה המדעית
  • אריסטו המציא את ההיקש הלוגי; ביטל המיתוס כמקור מידע - רק לוגוס! אבל - ללא ניסויים; כך 2000 שנה.
  • פרנסיס בייקון: הראשון שדרש חקירת עובדות, היסק (באינדוקציה) על תצפיות חוזרות; עורך דין - לורד צ'נסלור של אנגליה, עד שנמצא שנטל שוחד; וגם גנב רוב כתביו מאחרים. מת כתוצאה מניסוי מדעי, בשלג.
  • בן זמנו גלילאו גליליי - הוסיף הניסוי המבוקר; כך נולדה האגדה על ניסוי מגדל פיזה.
  • אייזק ניוטון הוסיף: תיאור במונחים מתמטיים, בניית מודל (במיוחד בפרינקיפיה)
  • תומאס קון התבקש להכין לארגן באוניברסיטת הרווארד הרצאות על מקורות המדע של המאה ה-17; למד את אריסטו, ונדהם ממופרכות הרעיונות שלו על 4 יסודות, 4 הסיבות וכו'. יום קיץ אחד כשקרא בספרים עתיקים בספריה, הבזיק רעיון - שיש לראות הכל בעיניו של אריסטו ובזמנו, ואז הכל ברור. כך השתכנע שכל מדען פועל בתוך פרדיגמה שמכתיבה את עבודתו - וכתב את המבנה של מהפכות מדעיות (1962).

• ג'וסלין בל ברונל גילתה בגיל 24 את הפולסר הראשון (שנודע כ-LGM); על כך קיבל המנחה שלה לדוקטורט אנטוני יואיש פרס נובל לפיזיקה (הראשון לאסטרונוםים, 1974) (עם מרטין רייל . פרד הויל התקומם על כך, אבל בל הכחישה שהייתה פה אפליה...
• החוג הווינאי - במחלקה למתמטיקה של אוניברסיטת וינה, התכנסו כל יום ה' ב-1920 וה-1930, דנו ביחסים בין תאוריות מדעיות לבין המציאות, התבססו על המאמר לוגי פילוסופי ה"טרקטטוס" של לודוויג ויטגנשטיין; והגו את הפוזיטיביזם לוגי. גם קרל פופר השתתף, אך התברר שהוא ריאליסט (לפחות בתחילתו) - מאמין במציאות אובייקטיבית, והם לא; מסקנתו - כדי לבחון אם תאוריה היא מדעית, צריך לבחון איך נוהגים בה, ולא מה המבנה הלוגי שלה (בזה הסכים עם ויטגנשטיין).
• שלב ביניים אחרי פופר (עד תומאס קון): אימרה לקטוש; הכיר בהשפעה החברתית על התפתחות תאוריות מדעיות. האנציקלופדיה בריטניקה קבעה (1910) שהמעריך של חוק הריבוע-ההופכי הוא 2.0000001612, כדי שהחישובים יסתדרו עם שינוי הפריהליון של כוכב חמה (עד שתורת היחסות הסבירה זאת).
• 2 התאבדויות בוינה
  • בתאוריה של החום, לודוויג בולצמן התבסס על תנועה אקראית של אטומים; התנגדו לכך: ארנסט מאך (וינה), ווילהלם אוסטוולד (גרמניה), בכירים שגרמו לו דיכאון, גם בגלל התדרדרות הראיה ויכולת החשיבה; תלה את עצמו ב-1906.
  • פאול קמרר , ביולוג בוינה, מוכשר בטיפוח דו-חיים, סוציאליסט ופעיל פוליטי; הלאמארקיזם קסם לו, כדרך לשיפור העולם. בניסוי הקרפדה המיילדת, ניסה להוכיח שקרפד יכול להוריש כריות שהוא מגדל כדי להיצמד לנקבה בהזדווגות. תקפו אותו ויליאם בייטסון (אנגליה, טבע את גנטיקה) וקינגסלי נובל . בייטסון ביקר בוינה, בדק את הקרפד האחרון עם "כריות" כביכול, וביקש לשלוח למעבדתו; קמרר טען שאי אפשר. גם נובל בא לוינה ב-1926 ובדק אותו שם, והסיק: ה"כריות" הן דיו שחור. קמרר הודה בטעות, כתב מכתב למעסיקו העתידי במוסקבה, ולמחרת ירה בראשו ביער.
• ריצ'רד ניקסון הכריז ב-1971 מלחמה בסרטן, והקציב מיליונים; זה פתח מלחמה גם בין מדענים, ביניהם ויליאם סמרלין , שטען לפיתוח שיטה להשתלת עור ללא דחיה. הודיע בכינוס עיתונאי-מדע, שפרסמו בניו יורק טיימס. "הדגים" זאת על עכברים, אך מדענים לא הצליחו לשחזר התוצאות, והוא צבע על העכברים כתמים שחורים בעט. כך התגלתה התרמית.

מוצא החיים

• בין שלטון הצארים לסטליניזם, בשנות ה-1920 ברוסיה ערערו תפיסות מסורתיות: אלכסנדר אופרין הראשון שהציג טיעון מדעי על מוצא החיים, כנגד הבריאה המקראית; ג'ון הלדיין הציע מספר שנים אחריו, ותאר זאת: המרק הקדום; נקראת השערת אופרין-הלדיין. שניהם היו מרקסיסטים, הלדיין נטש בגלל טרופים ליסנקו - שותף של אופרין לנסיגת הביולוגיה בברה"מ. אופרין והלדיין נפגשו רק פעם, בועידה ה-2 למוצא החיים שארגן סידני פוקס בפלורידה, 1963.
• ניסוי מילר-יורי: סטנלי מילר, סטודנט צעיר באוניברסיטת שיקגו שחיפש נושא לדוקטורט, פנה לאדוארד טלר בנושא תאורטי (ללא אפשרות לניסוי) - נוקלאוסינתזה; טלר עזב את שיקגו כדי להקים את המעבדה הלאומית לורנס ליברמור , מילר פנה להרולד יורי, מנחה סמינר מעניין (נובל בכימיה 1934 על גילוי דאוטריום), שביקש לערוך ניסוי ביצירת חומר אורגני (אופרין העלה אותו רעיון). יורי התנגד שמילר יבחר כנושא לדוקטורט, בגלל הסיכוי הקלוש להצליח; מילר התעקש, ויורי הופתע מהתוצאה.
• מנגנונים מהותיים לחיים: (1) בניית חלבונים ע"י קוד (2) שכפול הקוד. מה בא קודם - ה-RNA או החלבון? באין RNA - חלבון לא יכול להשתכפל; ובאין חלבון - אין מה לשכפל; לא סביר שהם נוצרו ביחד.
  • ראיה ל"גן תחילה": סול ספיגלמן הראה בניסוי, שנוכחות של RNA חי (הנגיף הפרימיטיבי $Q\beta$); ביחד עם RNA רפליקאז ונוקלאוטידים חופשיים - מספיקה לשכפול ה-RNA; למעשה, בסביבה "ידידותית" ללא מתחרים - מוטציות גרמו להיווצרות RNA קצר יותר ויותר, עד לגבול אפשרות השכפול - כ-220 נוקלאוטידים. ללא "טורפים", התרבה בקצב מהיר - וכונה "מפלצת ספיגלמן". מנפרד אייגן הצליח להשיג תוצאה דומה (בכל פעם RNA שונה, אבל כולם דומים למדי למפלצת - בארוך 120 נוקלאוטידים), בלי נגיף. מסקנה: RNA היה קודם; קושי אדיר - לא ייתכן לשכפל ללא האנזים רפליקאז.
  • תרחיש וולטר גילברט: RNA מתפתח באבולוציה, יוצר חלבונים, שיוצרים DNA, שמייתר את ה-RNA. עד היום, שלב א' התרחש בניסוי רק עם RNA מורכב - וזה לא נוצר ספונטנית.
  • חלבונים תחילה: קל יחסית ליצור ספונטנית חומצת אמינוות (ניסוי מילר-יורי) - אבני-הבניין לחלבונים. רעיון זה פתח את מחקר מוצא החיים בשנות ה-1920 (אופרין היה חסיד; אם כי הלדיין, שותפו להשערת המרק הקדום, היה חסיד "הג'ין העירום").
• פרד הויל. משהו באיים הבריטיים אולי גורם למדענים רציניים להשתגע בגיל ההתפלספות: ניוטון (שושלת יוחסיו, בית המקדש); ברטרנד ראסל (רעיונות חברתיים , התלהב מסטלין??); פרנסיס קריק (תמך בפנספרמיה) - בעצמו לא היה לגמרי רציני (אמר שהעלה אותה רק למקד תשומת-לב הציבור; אשתו חשבה שהשתגע קצת), אבל הויל, עם מוצא החיים בכדה"א כ"מחלה" של הכוכבים, היה רציני. שוטט בגבעות השוממות של יורקשייר, חלוץ הנוקלאוסינתזה; תאוריית המצב היציב (עם תומאס גולד מאוניברסיטת קורנל); חבר בחברה המלכותית, באקדמיה האמריקנית, ו-סר; סופר מד"ב מבדר – "הענן השחור" – פלזמה כצורת חיים בין-כוכבית. גם התקוטט עם עמיתיו בקיימבריג' על אקדמיה ופוליטיקה, גם – האשים את יואיש בניצול ג'וסלין בל, שלא קיבלה נובל.
• ג'ון פון נוימן- הרצה בקלטק ב-1948 על "התאוריה של האוטומטונים" : מכונה בעלת לוגיקה שמאפשרת שכפול עצמה, אם יהיו בסביבה החומרים הדרושיים. לא עניין אותו החומר – רק התפקוד. קבע 4 מאפיינים של כל עצם כדי לשכפל:

1. תוכנית-אב – המתכונת (בתא – DNA)
2. בית-חרושת (תהליך התרגום)
3. בקר – מפקח (אנזימי-RNA רפליקאז)
4. מכונת-העתקה (תהליך השכפול DNA)

סוציוביולוגיה

• ריצ'רד דוקינס הציע השוואה אלגנטית בין השפעת הגנים על תכונות, לבין קשר בין מילים במתכון - לעוגה. מה שקובע את יצירת העוגה הוא המתכון בכללותו, לא מילה מסויימת בו.
• נאו-דרוויניזם?. השקעת הורים של הזכר קטנה יותר (בעיקר ביונקים?), לכן מעדיף צאצאים רבים יותר מאשר הנקבה מעוניינת, לכן הוא מעוניין "לנאוף" עם נקבות רבות (והיא – תא יציב), כלומר מעוניין ביחס הזדווגות גבוה של זכרים:נקבות, ונוצרת תחרות בין הזכרים על הנקבות. עפ"י ריצ'רד דוקינס, לנקבה יש בחירה בין 2 אסטרטגיות טובות (מתורת המשחקים): שלום-בית (לגבות מהזכר מחיר/אנרגיה גבוה מראש, כדי שלא ישתלם לו לנטוש ולפזר את זרעו); או מאצ'ו (מוותרת מראש על ההשקעה, מעוניינת רק בגןים הטובים ביותר; כך הזכר משקיע אנרגיה במופעי ראווה, והיא משקיעה במאמצי הבחנה בין המאצ'ו האמיתיים למתחזים; לפי אדוארד וילסון , בין המגלים של הפרומוןים בנמליים), זה המניע להתנהגות "צנועה" - קשה להשגה, כדי לסנן. הגה (עם אחרים) את ברירה קבוצתית (נגד דוקינס!), שהיא נדירה בטבע; והיא הסבר אחד לזולתנות, אחרים: ברירת שארים, תמרון הורים, זולתנות גומלין . חוקר חרקים, כתב רב-מכר, סוציוביולוגיה: הסינתזה החדשה; ניסה ללמוד מסוציוביולוגיה של חרקים על האדם, ולספק הסברים ביולוגיים לכל התנהגות אנושית שהיא (קסטי: בהגזמה).
• ויליאם המילטון . סיפק הסבר לזולתנות, למשל - נמלים: הפועלות משרתות את המלכה, ללא תועלת הישרדותית לפרט - אבל מרוויחות הישרדות של הגנים (אללים?) המשותפים שלהן איתה - הגנים מתרבים ע"י "פרוקסי" (סותר את דעת צ'ארלס דרווין). ראשית הרעיון: ג'ון הלדיין חישב על מפית בפאב בלונדון, שכדאי לו למות למען הישרדותם של 3 אחים, או של 9 דודנים ישירים; אם מקדם השארות (שיעור הגנים המשותפים) עם פרט הוא r, והתועלת ההישרדותית שהוא יקבל היא k, אז כדאי למות למענו אם k>1/r; במקרה של אח מלא: r=1/2, ולכן כדאי למות רק אם k>2; אם הקרבת חיים תשפר את הישרדות הניצל באותו יחס (k=1), אז החל מ-3 אחים זה כדאי: k=1 > 2/3, או החל מ-9 דודנים (r=1/8, ו-k=1 > 8/9). כללית (ברירת שארים#חוק המילטון): אם המחיר ההישרדותי הוא c, אז כדאי לשלמו אם k>c/r. המילטון דרש להחליף את דעת דרווין (התאמת הפרט) בהתאמה כוללת (Inclusive Fitness). בדבוראים, נקבות נולדות מריבוי זוויגי (הן דיפלואידיות), זכרים נולדים רק מביצים לא מופרות (הפלואידים); ברירת שארים מסבירה ההתנהגות של הפועלות: קרובות גנטית לאחיותיהן ולאחיהן, יותר מאשר לבנותיהן; וגם: מדוע אין פועלים (הם קרובים יותר לבנותיהם [אין להם בנים] מאשר לאחאים שלהם). היא גם מנבאת יחס זכרים:נקבות (פוריות) באותו קן (3:1), ובאוכלוסיה שבויה (של פועלות מקן אחר: 1:1), ויש התאמה טובה לתצפיות.

יכולת לשונית

• ב-1953 בעת הפלגה בספינה ניצולת המלחמה, נועם חומסקי קיבל הארה: לימוד הלשון (בעיקר בילדים) מוכתב בידי "איבר לשוני" במוח, מתוכנת-גנטית. המוח מתפתח בתגובה לגירויים לשוניים, בעיקר בגיל 2-5. כך מוסברת מהירות הלמידה בילדים; יש "דקדוק אוניברסלי", שמקביל לתשתית מעגל חשמלי מיתכנת, והגירויים רק קובעים את ערכי הרכיבים; ואלה - מתאימים את המוח ללימוד השפה המסוימת. נסיונותיו לפרסם בכתב-העת היוקרתי word נהדפו בלחץ הבלשנים ה"לוקליסטים" (שהאמינו בהבדלים מהותיים בין שפות, ושלב המחקר הוא בהבדלים). ב-1957 פרסם גירסה מדוללת בספר "מבנים תחביריים" בהוצאה עלומה בהולנד. ביקורות אוהדות בכתב-העת Language הביאו לו הכרה ומשרת פרופסור ב-MIT.
• פרדריק סקינר ניסה להיות סופר בגריניץ' וילג', אחרי שנתיים של דחיות, ויתר ועבר לאוניברסיטת הרווארד כדי לקבל תואר. ג'ון ב. ווטסון הגה רעיון: להתנהגות האדם אין סיבות נפשיות! (פוזיטיביזם נפשי), יש רק גירוי ותגיבה לו (בהשפעת איבן פבלוב, מגדל הכלבים המעוותים והמריירים), וייסד את הביהביוריזם. בספר בשם זה (1925) טען שניתן לגדל כל אדם לכל דבר - בלי תלות בכשרון, נטיה, מוצא; רק ע"י שכר-ועונש. מכיוון שהאמין בכך באמת - עזב האקדמיה אל הפרסום. סקינר הרחיק יותר: במקום תגובה לגירוי - התנהגות מפעילה (אופרנטית). הגה ניסויים מבריקים ומוזרים: תיבת סקינר לגידול מבוקר של תינוקות (השתמש בבנותיו, וחולל סערה ב-1945; אך בניגוד למיתוס - גדלו להיות נשים בריאות, ולא התאבדותיות). כתב את התנהגות מילולית (1957); חומסקי ביקר בחריפות, ב-Language המשיל זאת להסבר ההתבגרות המינית ע"י הכשרה חברתית (סביבה) - חומסקי טען שההתבגרות מתוכנתת מראש, במוח. סקינר טען: פסיכולוגיה קוגניטיבית היא הונאה, וכך גם מדעי המוח. רוב האקדמיה: חומסקי ניצח, ומסיבה שדוקא סקינר היה מעריך - הביבהביוריזם לא מספק חיזוקים לעצמו...
• ז'אן פיאז'ה כתב את הרומן Recherche בלוזאן (1918), לבטיו של צעיר קתולי בין המדע לבין הדת. הספר נכשל (כמו סקינר, אבל הפוך רעיונית): והוא ייסד את הפסיכולוגיה קוגניטיבית. בנעוריו בנשאטל אסף צדפות ומאובנים, ופיתח רעיונות שכל אורגניזם הוא שלם: גוף ונפש. נמשך לפילוסופיה של אנרי ברגסון; תפקיד הדיבור בתחילה אינו תקשורת, אלא - יצירת סמלים (מתאים לחומסקי: ה"צורה" - תחביר כליבה של השפה, ודקדוק אוניברסלי - חשובים מהתוכן; אבל נאלץ לרכך כנגד לחץ עמיתיו!).
• בטירה מפוארת, משכן המרכז למדעי האדם, נערך ביניהם "דו קרב ב(סמטת) רואיומון" , (בפורטוגזית); חומסקי שוב ניצח.

מכונה חושבת

• גרגורי צ'ייטין ואנדריי קולמוגורוב הגיעו בנפרד לטענה, שמורכבות של מחרוזת מאופיינת ע"י מכונת טיורינג שיוצרת אותה; מחרוזת שאורכה כאורך התוכנית הדרושה ליצירתה - מורכבת יותר ממחרוזת שנוצרת ע"י תכנית קצרה. ב-1965 צ'ייטין המשיך, וקבע משפט, שמשפט גדל הוא מקרה פרטי שלו.
• יהושע בר-הלל: טען שמחשב לעולם לא יוכל להבין משפטי-ניואנסים אנושיים. "The Flesh is Willing, but the spirit is Weak" - הוודקה טובה, אבל הבשר מסריח.
• בינה מלאכותית. האחים יוברט וסטיוארט דרייפוס - אחד בבניין מוזס באוניברסיטת קליפורניה בברקלי (שם גם ג'ון סרל, יוצר החדר הסיני ומתנגד ל"מכונה חושבת"), מול המחלקות למחשבים ולמתמטיקה שמעבר למגדל סאת'ר (עם הפעמונים); השני מהמחלקה להנדסת תעשיה וחקר ביצועים, שהיה קודם בתאגיד ראנד וכתב שם את אלכימיה ובינה מלאכותית, בו תקף את הרעיון; ניצת ויכוח אם בכלל לפרסם מאמר כל כך שנוי במחלוקת; פורסם בשם חופש אקדמי, והיה לאחד מרבי-המכר של התאגיד. ספר: מה שמחשבים לא יכולים לעשות.

תבונה חוץ-ארצית

• עמנואל לוטם: יש ערך ב-SETI, גם אם הסיכוי למצוא זעום - ולו לסיפוק הסקרנות המדעית.

מציאות אובייקטיבית

• בעיית החלקיקים היסודיים: (1) תאור (בניית מודל מתמטי, שייצג את כל היבטיה המעניינים); (2) משמעות. בשנות ה-20 סיפקו ורנר הייזנברג, ארווין שרדינגר, פול דיראק 3 תאורים שונים, או פרשנויות, למצב הקוונטי (המודל שלו חייב לכלול: מתארים סטטיים - מטען חשמלי, מסה; ודינמיים - מקום, תנע, ספין) התברר שכולם שקולות, מתמטית.
  • משוואת שרדינגר: התנהגות דמוית-גל. לכל עצם יש פונקציית גל $w(x,t)$; כשמודדים מתאר אחד של העצם (למשל: מקום), יש משפחה של צורות גל: $w_{i}(x,t),i=1,2,...,\infty$ שמתאימה למתאר הזה, ולפונקציה יש פירוק יחיד: $w(x,t)=c_{1}\cdot w_{1}(x,t)+c_{2}\cdot w_{2}(x,t)+...$. ההסתברות שהמתאר הזה יקבל ערך i היא $|c_{i}^{2}|$ (המספרים c הם מספר מרוכב; || הוא הנורמה, המודול המרוכב). שרדינגר מספק רק דרך מתמטית לחישוב ההסתברות - ולא אומר מה המהות של העצם.
  • עקרון האי-ודאות נובע ממשפט השטח הספקטרלי (?spectral area code)
  • פרשנות שגויה לאי-ודאות: העקרון לא נובע מבעיית המדידה, מכך שבמדידת מקום של חלקיק, פוגע בו פוטון ומסיטו; (1) לא כל מדידה מחייבת אינטראקציה פיסית (?), (2) בעיה זו קיימת רק למתארים צמודים (Conjugate); מקום ואנרגיה של חלקיק הם מתארים לא צמודים, ומדידה מדויקת של שניהם לא מפירה את העקרון, ולכן עקרונית ניתנת לביצוע.
• מכון נילס בוהר - במימון קרלסברג הדנית.
• ג'ון וילר: "פרשנות אוסטין".
• דייוויד בוהם. בהתאם לתיקון החמישי לחוקה, סרב להעיד בועדת בית הנבחרים לפעילות אנטי-אמריקנית נגד מורהו רוברט אופנהיימר, הודח ממשרת פרופ' באוניברסיטת פרינסטון, עזב דרך ברזיל וישראל והתיישב בלונדון. כתב ספר לימוד (Quantum Theory, 1951), נחשב שנים רבות, שבו(?) דבק בפרשנות קופנהגן, אבל בשיחות עם איינשטיין השתכנע לאמץ פרשנות משלו, לא-לוקלית עם משתנים חבויים; פיתח רעיון של לואי דה ברויי (שזכה ללעג כי לא הוצדק מתמטית, אז) - "גל מנחה" Pilot wave, או פוטנציאל קוונטי , שהוא גל מציאותי (בניגוד לפונקצית הגל של שרדינגר, שהיא יישות מתמטית לגמרי שמשמשת לניבויים בלבד); כך נמנע הפיצול חלקיק-גל. התאוריה נדחתה (בין היתר בגלל דעותיו הפוליטיות); החסרונות: גל זה לא ניתן לצפיה, ולכן מבחינת פיזיקאים רבים - אינו קיים; וגרוע יותר - מחייב תנועת אות ביותר ממהירות האור. תשובת בוהם: זו לא תנועה של חומר, רק של "גל מידע", וזה מתאים להשקפה לא-לוקלית.

הערות שוליים

שגיאות פרמטריות בתבנית:הערות שוליים
פרמטרים [ טורים ] לא מופיעים בהגדרת התבנית