philcsy#120
Kezdem egy kis "bla-bla"-val:
Az elméletek folyamatosan tesztelődnek.
Amikor kidolgoznak egy új elméletet azt valamilyen konkrét problémára, vagy problémák szűkebb csoportjára teszik. Itt meglehet különböztetni az elméletek két nagy csoportját:
-nagy általános elméletek (kvantumtér, általános relativitás elmélet, remélhetőleg ide fog tartozni valamelyik húrelmélet): ezek jelenlegi tapasztalataink szerint a lehető legpontosabbak. Pontosabbak mint amennyire pontosan mérni tudunk. (Vannak sötét foltok de azok ezeken az elméleteken belül kezelhetőek. Az ilyen sötét foltok csillagászati megfigyelésekből származnak. Ezek miatt vezették be a sötét anyag, sötét energia fogalmakat.)
-közelítő elméletek (gyakorlatilag az összes többi elméletünk) A nagy átfogó elméletekkel a legnagyobb baj, hogy használatuk gyakorlati akadályokba ütközik. Ezeknek az akadályoknak a leküzdésére egyszerűsítések hierarchiáját vezetik be. Ezek az elméletek alapvetően hibásak, viszont mindegyiknek van egy érvényességi köre amin belül kis hibával használhatóak. Az érvényességi kör általában tapasztalat útján adják meg. Sok esetben viszont a hibát a közelítésekből becsülni is lehet.
A közelítő elméletekhez tartoznak még az "egyszerű" tapasztalati összefüggések is. Ezeket általában közvetlenül a mérési eredmények kiértékelésére használják fel. Régen ezek teljesen függetlenül léteztek, de ma már mindet közvetve vissza lehet vezetni a nagy általános elméletekhez.
Na most a közelítő elméleteket nem lehet cáfolni, csak az érvényességi körüket szűkíteni.
A nagy általános elméleteknek is csak az általánosságát lehet cáfolni. amint kiderül hogy bizonyos esetekben rossz eredményt ad valamelyik, átkerülnek a közelítő elméletek közé.
A CERN-ben most olyan kísérleteket keresnek melyek a kvantumtérelmélet általánosságát cáfolja. Ha találnak ilyet akkor a kvantumtérelmélet átkerül a közelítő elméletek közé. Remélhetőleg ez a kísérlet magyarázható valamelyik húrelmélettel és így az elfoglalhatja a helyét a nagy általános elméletek között. Mivel a húrelméletet úgy alkották meg hogy abból következzen az általános relativitáselmélet ez utóbbi sem lesz már különálló nagy általános elmélet. Ekkor lesznek a fizikusok nagyon de nagyon boldogok mert sikerült egy általános elmélettel megmagyarázni mindent.
"bla-bla" vége.
Amit most leírtam azt a tudósoknak csak egy töredéke végzi.
A nagy része a már meglévő elméleteket csiszolgatja. Egészen pontosan az alkalmazhatóságukon próbál javítani. A hibájukat próbálják csökkenteni és ezzel az érvényességi körüket növelni. Ezenkívül a számítási igényüket próbálják csökkenteni, amivel a gyakorlati alkalmazásukat könnyítik meg. Tehát összességében próbálják gyakorlatban használhatóvá tenni őket. Ezek az elméleti tudósok.
Amint a gyakorlatban használhatóvá válnak a gyakorlati tudósok rávetik magukat és elkezdik használni gyakorlati problémák megoldására. Ebből lesz majd új számítógép, új gyógyszer, új hipererős szerkezeti anyag, új nanotechnológiás lószar.
Ennek a folyamatnak még csak a legelején vagyunk. A kvantummechanikát már régóta ismerjük de a gyakorlatban 30 évig csak a hidrogén már kurv@jól ismert színképét számolgatták. Azután újabb 30 évig 4-5 atomos molekulák szintén unásig mért termodinamikai adatait számolták gőzfázisban. Az utóbbi 20 évben jutott el az egész oda hogy 20-30 atomos molekulákra egész jól lehet reprodukálni a kísérleti adatokat, illetve 2-3 atomos rendszerekre a lehető legpontosabb mérési eredményeket is pusztán számítás útján meg lehet adni. Én magam részéről bízom benne, hogy a következő 10-20 évben 200-500 atomos rendszerekre tudunk rutinszerűen elméleti számolásokat végezni.
Eddig pusztán számolás útján a már ismert dolgokat "fedezték fel újra". Gyakorlati hasznuk eddig nagyon kevés volt, hiszen azokat az egyszerű rendszereket, amelyeket kezelni tudtak elméleti szinten, már nagyon-nagyon jól ismerték a gyakorlati szakemberek. A 200-500 atomos rendszerek viszont már gyakorlati szempontól is fontosak. Lehet pusztán elméleti számítások alapján pl gyógyszereket vagy nano-szerkezeteket tervezni. Az ilyen kutatásokat eddig elméleti megfontolásokon alapuló sötétben való tapogatózással (kísérletezéssel) végezték. Ha ennél a képnél maradunk, akkor a kvantummechanika még csak most (80 évvel a kidolgozása után) kapcsolja fel a villanyt. A néhány-száz atomos rendszerek már nagyon tág kutatási területet lefednek. A század közepére pedig elérhetjük az ezres tízezres méretet is. A század végére akár nagyon egyszerű biológiai rendszereket is szimulálhatunk pontos elméleti számításokkal.
Nem pontos számításokkal egyébként már ma is szimulálnak 10000-1M atomos rendszereket. Csak ezeknek a pontossága annyira rossz hogy nem nagyon lehet őket előrejelzésként használni.