O I n f o r m a c i j i 2.0 : informacija u teoriji

Srpanj 29, 2015

O teoriji relativnosti

Prije točno stotinu godina, Albert Einstein dovršio je svoje epohalno djelo zbog kojega je i rođen – teoriju relativnosti. Na iznenađujuće pronicljiv način proširio je vidike ljudske spoznaje. Pritom, čini se da je ljudska osjetila zauvijek spremio u ropotarnicu povijesti znanosti postulirajući takvu prirodu stvarnosti koja se više njima nije mogla osjetiti. U svojim izračunima povezao je pojmove brzine svjetlosti, gravitacije, mase i energije (a posredno i prostora i vremena), u teorijski konstrukt koji je zadivio znanstvenike i ljude širom svijeta, i koji, za mnoge i danas predstavlja najbolji opis stvarnosti u kojoj živimo. Premda u nikada razriješenoj koliziji s kvantnom teorijom, ovaj opis stvarnosti dosada je preživio sve svoje provjere. Najgrandioznijom se čini ona 1919. kada je na spektakularan način potvrđeno savijanje svjetlosti u blizini masivnih tijela uslijed njihova gravitacijskog polja, što je teorija relativnosti predvidjela u svojim proračunima. Osim toga, u godinama koje su uslijedile nakon njezine objave našla je primjenu u mnogim granama ljudskog znanja. Dovoljno je samo spomenuti otkriće lasera, mogućnost putovanja u svemir, satelitski sustav mreža i sl. a među koje se umiješala i ona ‘najgora moguća primjena’ – stvaranje atomske bombe.

Specijalna i opća teorija relativnosti zapravo su poslužile tomu da potvrde staro dobro načelo relativnosti otkriveno još na početku razvoja novovjekovne znanosti: nema povlaštenog sustava u svijetu u odnosu na bilo koju vrstu gibanja. Prostorno-vremenski pomak bilo kojeg sustava ili entiteta uvijek je relativan u odnosu na drugi takav sustav/entitet. Posljedica načela relativnosti opće je važenje prirodnih zakona za svaki sustav/entitet. Međutim, jedan takav zakon ovom načelu osobito je smetao – konstantnost brzine svjetlosti. Svojom specijalnom teorijom relativnosti, objavljenom 1905, Einstein je upravo te prepreke uklonio: usuglasio je načelo relativnosti s opažajnom činjenicom konstantnosti brzine svjetlosti. Pogledajmo pobliže i kako je to učinio…

Einstein je gibanje nekog tijela podijelio na ‘prostorni’ i ‘vremenski’ stavljajući ga u proporcionalan odnos. Koliko se brže gibamo kroz prostor, toliko će nam sporije teći vrijeme, ustvrdio je. Pa tako, ako se kroz prostor gibamo upravo brzinom svjetlosti, vrijeme za nas, predviđa teorija, neće teći. Međutim, takvu idealnu situaciju nikada nećemo dostići. Stoga, primjena specijalne teorije relativnosti postaje važna tek u sustavima (tijelima) koji se relativno gibaju jedan u odnosu na drugi. Samo s obzirom na brzinu kojom se gibamo u odnosu na neko drugo tijelo, recimo vas koji čitate ovaj tekst, u vašim očima možemo brže ostarjeti ili ostati mladi.

U pogledu opće teorije relativnosti Einstein je bio još domišljatiji. Neobjašnjivo gravitacijsko ‘djelovanje na daljinu’ on je objasnio zakrivljenošću prostorvremena koju materijalna tijela prirodno stvaraju oko sebe. Naime, svako tijelo vlastitom gravitacijskom silom zakrivljuje okolno prostorvrijeme. Ako je dovoljno jaka, ta sila može ‘privući’– a zapravo, uviti ili saviti – ne samo svjetlost, nego i samo prostorvrijeme. To zakrivljenje poprima oblik lijevka te se čini da tijela slabije gravitacijske sile poniru prema većem tijelu u vječnom kruženju. To se upravo dogodilo Mjesecu zbog blizine Zemlje. Međutim, to ne znači da Mjesec svojom gravitacijom nije stigao utjecati na događanja na Zemlji. Zapravo, pravo pitanje koje će nas na koncu dovesti do ključnog shvaćanja povezanosti prirode prostora i vremena s fantomskom gravitacijskom silom glasi: što bi se dogodilo kad bi Mjesec naprosto iščeznuo pred našim očima? Da li bi isti tren nestalo i pojava plime i oseke u morima na Zemlji koju on uzrokuje? Odgovor je da doista ne bismo morali čekati famoznih 1,25 sekundi da bi se to dogodilo. Gravitacijsko ‘fantomsko djelovanje na daljinu’ doista je ‘bezvremeno’; u neku ruku, ‘brže’ i od same svjetlosti.

Stotinu godina od opće teorije relativnosti i stotinu deset godina od ‘godine čuda’ (Annus Mirabilis) u kojoj je objavljena specijalna teorija relativnosti, naš znanstveni duh tjera nas dalje… Do kud? Do nekakve ujedinjujuće (kvantna teorija + teorija relativnosti) teorije kvantne gravitacije…? Ili uistinu nekakve Teorije Svega? Sa znanošću uvijek su nekakvi konačni odgovori u igri… Ne gledajući toliko daleko, držimo da je došlo vrijeme i fenomen informacije (nekako) uključiti u Einsteinove teorije relativnosti… S ‘kvantiziranom’ informacijom u njenim formulama, vjerujemo, tek će se pokazati koliko su Einsteinove teorije zapravo relativne! Odnosno koliko toga, zapravo, ovisi o našem pogledu… Kako ćemo to učiniti – naravno, ostaje pitanje… Stay tuned!

Lipanj 22, 2013

Obrnuto proporcionalni odnos u informacijskoj teoriji i specijalnoj teoriji relativnosti

ALBERT EINSTEIN: Moja teorija (1956)

S informacijama, podacima i znanjem, u ovim trenucima, čini mi se, sve se može dovesti u vezu. Magični tok infoma u informacijkom toku (vidi prethodni post!) koji povezuje podatak, informaciju i znanje nudi bezbroj analogija. Neću pogriješiti ako svoju pažnju usmjerim na onu s temeljnim, ili kako je N. Wiener volio reći, primitivnim pojmovima – materijom i energijom, ali ponajprije – s prostorom i vremenom.

Zapravo, svoju pažnju ovoga puta u potpunosti usmjeravam k analogiji između obrnuto proporcionalnog odnosa količine podatkovnih infoma i količine infoma znanja, i istog odnosa koji vrijedi za fenomen kretanja u prostoru i vremenu u okviru specijalne teorije relativnosti. Kretanje, a tu ponajprije mislimo na kretnje materije u prostoru, možda je najveći misterij prirode. Fenomen je to za kojeg mnogi tvrde da ni dan danas nije zadovoljavajuće znanstveno objašnjen. Jedino što se postiglo bilo je donekle razotkriti njegovu ulogu u novom krajoliku svijeta koji nas okružuje – četverodimenzionalnoj strukturi prostorvremena. Štoviše, to se učinilo na veleban način – Einsteinovom teorijom specijalne relativnosti.

Podsjetimo, Einstein je nevjerojatnom stvaralačkom intuicijom uspio povezati pojmove prostora i vremena upravo preko fenomena kretanja. Kako je to učinio? Uveo je sličan obrnuto-proporcionalni odnos između kretanja u prostoru i kretanja u vremenu (osjećaja da vrijeme ‘teče’) poput onoga iz prošlog posta (između količine infoma u podatkovnom i količine infoma u ‘znanje’ obliku) u prostom informacijskom toku između izvora i primatelja. Obrnuto proporcionalni odnos, međutim, nije temeljio na količini već na brzini. Ukoliko se, kaže Einstein, krećemo brže u prostoru, utoliko ćemo se sporije kretati u vremenu, ali samo u odnosu na statičnu stvarnost koja nas okružuje. Vulgarno je to shvaćanje specijalne teorije relativnosti iz 1905. koja naravno ne mora uspostaviti odnos s mojim nedokazanim obrnuto-proporcionalnim odnosom u informacijskom toku. Međutim, Einstein tu ima kao ispomoć beskrajno vrijednu konstantu – brzinu svjetlosti. Općenito gledano, brzina kao ekskluzivna mjera kretanja ograničena je na 300 000 km/s i kao takva, uopće, omogućuje da se u specijalnoj teoriji relativnosti uspostavi jedan takav obrnuto proporcionalni odnos.

Ako spomenute aspekte specijalne teorije relativnosti pokušamo primijeniti na teoriju informacijskog toka u kojoj vlada sličan obrnuto proporcionalan odnos, samo između količina ‘infoma podataka’ i ‘infoma znanja’, naći ćemo se u problemu ako pokušamo detektirati ono što bi u količinskom smislu ograničilo informacijski tok kao što je to brzina svjetlosti učinila s brzinama kretanja ostalih tijela. Na prvi pogled, to može biti samo sveukupnost informacija o nekoj stvari; bolje rečeno, sveukupna količina informacija/infoma o nekoj stvari. Međutim, nemoguće je odrediti sveukupnost informacija o nekoj stvari! O ‘svemu’ se uvijek nešto novo može dodati… u tome nam ne pomaže ni mjera količine informacija – byte – jer je samo količina informacije bez neke kritične vrijednosti. Stoga, sveukupnost informacija o nekoj stvari uvijek se mora odnositi na jednu konkretnu stvar, odnosno biti u službi zadanog konteksta. Osim toga, postaje očigledno da treba precizno odrediti granice te iste stvari; što ona jest, a što nije. Što se tiče infoma, dakle, neće moći vrijediti univerzalni zakoni. Morat će se u igru uvesti stupnjevi, procjene, perspektive, a možda i ponovno sama vjerojatnost. Ono što je konstantna brzina svjetlosti za fenomen kretanja kroz prostor i vrijeme, za fenomen informacijskog toka to može biti samo sveukupna (a to znači i konstantna) količina informacija o nekoj stvari. A te sveukupne količine informacija o nečemu ne bi smjelo biti ni premalo ni previše, trebalo bi je biti upravo na ‘optimalnom stupnju’… Za koga? Čini se za svako biće koje teoriju obrnuto proporcionalnog odnosa u informacijskom toku primjeni s obzirom na svoju perspektivu i  svoj perceptivni aparat. Da zaključimo: ‘kretanje’ informacija/infoma u informacijskom toku čini se relativnije od kretanja materije u prostorvremenu…

Napravi besplatnu web stranicu ili blog na WordPress.com.

%d bloggers like this: