סדר ומורכבות בעולם, המשך...
(דף 3 מתוך 3)
עוד דוגמא יפה אשר ממחישה כיצד סדר יכול להיווצר באופן טבעי.
מיליארדי טיפות מים אקראיות באוויר גורמות לקרני השמש להסתדר לפתע בצורת קשת יפייפיה שבה הצבעים מסודרים בנפרד זה ליד זה.
ראו כיצד תכונותיהן הפיזיות של טיפות המים וקרני האור, יוצרות סדר מופתי ותבנית מרהיבה של צבעים!
אור השמש הלבן הינו ערבוב אקראי של כל הצבעים הקיימים, והנה טיפות המים באטמוספירה, גורמות לאור המבולגן הזה להיפרד לצבעים נפרדים ולהפוך לתבנית מאוד יפה ומסודרת שאנו קוראים לה קשת בענן...
לכל צבע תדירות שונה, תכונה הגורמת לו להישבר בתוך הטיפה וביציאה ממנה בזווית מעט שונה, דבר המוביל להפרדת האור הלבן לצבעים נפרדים.
גבישי המלח היפים והכמעט מושלמים שרואים בתמונה, נוצרו באופן טבעי לגמרי בתוך כוס עם מי מלח שהושארה להתייבש בבית במשך מספר חודשים.
הסדר הנ"ל נוצר עקב תכונותיהן הפיזיות, הכימיות והחשמליות של מולקולות המלח, אשר גורמות להן להגבש לצורת גבישים מרובעים.
דיונות מדבר, עוד דוגמא לסדר ויופי הנוצרים באופן טבעי, כאשר משבי רוח מניעים את גרגרי החול, וגורמים להם להסתדר בתבניות יפות ומסודרות.
זהו הקוטב הצפוני של כוכב הלכת שבתאי, כפי שצולם ע"י החללית קאסיני. כפי שניתן לראות קיימת שם תבנית מפתיעה בצורת משושה, שנחשבה במשך תקופה ארוכה לתעלומה, והועלו השערות שונות לגבי האופן שבו היא יכלה להיווצר.
בתמונה הימנית צילום בשחור לבן, ובתמונה השמאלית אותו הצילום בתוספת של פילטרי צבע, על מנת להדגיש את התבנית שנוצרה.
במשך תקופה ארוכה המשושה בשבתאי נחשב לתעלומה, עד שקבוצת מדענים הבינה כיצד התופעה נוצרת, והצליחה לשחזר זאת גם בתנאי מעבדה.
בתמונות, מבט מלמעלה על מיכל גלילי מסתובב, שבו המדענים גרמו לשני נוזלים להסתחרר בשתי מהירויות שונות, מה שייצר באופן ספונטני תבניות של מצולעים כמו ריבועים, משושים, מתומנים ועוד, בקו הגבול שבין שני הנוזלים.
התברר שבקוטב של שבתאי מתחוללות סופות גדולות (בדומה לסופות הוריקן על כדור הארץ) אחת חיצונית, והשנייה פנימית, ומהירות הסיבוב השונה שלהן יוצרת את תבנית המשושה היפה שרואים בצילום.
על מנת להבין (רק ברמת העיקרון) כיצד תבנית זו נוצרת, חישבו על חישוק עגול היוצר מחסום, וגולה שנהדפת ומתגלגלת בפנים, כאשר בכל פעם שהיא נתקלת בחישוק היא משנה כיוון בדומה לכדור הפוגע בקיר (בזווית) ומשנה כיוון.
כפי שרואים, כאשר הזווית "נכונה", הגולה תנוע במסלול שיוצר צורת משושה.
הסופה החיצונית המתחוללת על שבתאי מייצגת את החישוק שמגביל את הגולה, ואילו הסופה הפנימית מייצגת את הגולה.
עוד דוגמא לעיקרון פשוט, שיוצר באופן ספונטני תבנית מסודרת.
זהו קניון ברייס בפארק הלאומי במדינת יוטה, ארה"ב.
טקסטורות הנוף המרהיבות והמורכבות האלו נוצרו אט אט במשך עשרות מיליוני שנים, ע"י תהליכים מחזוריים של קפיאת מים, הפשרתם, זרימת כמויות גדולות של מים בנהרות, וסחיפה. כל זאת על גבי אזור המורכב משכבות של סלעי גיר ומינרלים שחלקם מסיסים במים וחלקם לא.
התבניות המורכבות והיפות האלו נוצרו בתהליך טיבעי לחלוטין, אשר מובן היטב לאנשי הגאולוגיה. עוד דוגמא למורכבות שיכולה להיווצר ללא צורך במתכנן.
בתמונות ניתן לראות מופע עוצר נשימה של זרזירים לפני שנת הלילה...
במעופם הזרזירים יוצרים תבניות מרהיבות בשמיים, אשר משתנות בצורה דינמית מרגע לרגע (יש שיגידו מרגע לדודלי) קשה להבין את היופי האמיתי של התופעה הזו מתוך צפייה בתמונות סטטיות, ולכן מומלץ לצפות ביוטיוב בסרטונים עצמם.
אך הנקודה המרכזית והחשובה ביותר כאן, היא שהתופעה המורכבת והיפה הזו נוצרת מתוך 3 כללים פשוטים ביותר, אשר כל ציפור בלהקה הענקית הזו (שעשוייה להכיל עשרות, ומאות אלפי זרזירים) מצייתת להם:
1. הפרדה:
הימנעי מלהתנגש עם חברייך הקרובים, אם את קרובה מדי לציפור שכנה, התרחקי ממנה מעט ושמרי על מרחק סביר.
2. הערכות / התיישרות:
עופי בכיוון ובמהירות הממוצעים של הציפורים שקרובות אלייך.
3. מבנה:
התקרבי ככל האפשר לעבר מרכז המסה של חברי הלהקה שעפים בסמוך אלייך.
(כל זמן שהדבר לא סותר את החוק הראשון)
מה שעוד יפה, זה שגם כאשר מיישמים את 3 הכללים הפשוטים האלו עבור ציפורים וירטואליות בהדמיית מחשב, נוצרת באופן ספונטני התנהגות להקתית:
לתופעה מסוג זה קוראים "תופעה שמתהווה" (או "תופעה שנוצרת", או "תופעה שמפציעה") וישנן עוד דוגמאות רבות לכך. למעשה חלק מהדוגמאות הקודמות שראינו בפרק זה, כמו למשל פתיתי השלג היפים, נחשבות גם כן לתופעה שמתהווה.
הנה עוד כמה דוגמאות:
משחק החיים הוא דוגמא נוספת למורכבות אשר יכולה להיווצר כתוצאה ממספר כללים פשוטים החוזרים על עצמם שוב ושוב.
המשחק הוא סימולציית מחשב אוטומטית, המתנהלת על גבי רשת של משבצות, כאשר כל משבצת יכולה לייצג תא "חי" (משבצת שחורה) או תא חסר חיים (משבצת לבנה). בתחילת המשחק השחקן קובע אילו משבצות יהיו שחורות (כלומר תאים "חיים") ולאחר מכן המשחק מתנהל באופן אוטומטי לחלוטין.
כללי המשחק:
(בכל מצב אחר, מצב המשבצת לא משתנה)
על פי כללים פשוטים אלו, סידור התאים על הרשת משתנה מדור לדור, וכתלות בתנאי ההתחלה (סידור התאים שנקבע ע"י המשתמש בתחילת המשחק) נוצרים על הלוח באופן דינמי מבנים מורכבים.
במהלך המשחק מתפתחות צורות שונות על גבי הלוח, למשל תבניות אשר משתנות בצורה מחזורית כל מספר דורות, "אקדחים" שיורים קליעים, חלליות שנעות מצד אחד לצד השני, "רכבות קיטור", ומבנים שאחרי מחזורים רבים מתייצבים (מבנים אלו מכונים "מתושלחים") ולעיתים "מתים" לאחר זמן מסויים.
מומלץ לצפות בסרטוני יוטיוב אשר מדגימים זאת בצורה ויזואלית.
הנה כמה דוגמאות נוספות לסדר ומורכבות הנוצרים באופן ספונטני:
דוגמא שהביולוג ריצ'רד דוקינס נותן בספריו המאוד מומלצים ("השען העיוור" ו"הגן האנוכי"), ישנם חופים שבהם חלוקי החוף מסודרים וממויינים רצועות רצועות, חלוקים גדולים ברצועה אחת, חלוקים קטנים ברצועה אחרת...
מי שמבקר באחד החופים האלו, עשוי לחשוב בטעות שמישהו עמל ומיין את החלוקים האלו לפי גודלם עבור המבקרים בחוף.
אך למעשה, מה שבאמת יצר את הסדר הזה אלו הגלים, אשר מתנפצים שוב ושוב על החוף (ואז נסוגים חזרה) מטלטים את החלוקים, דוחפים אותם למרחק שונה בהתאם לגודלם ולמשקלם, וגורמים להם להסתדר רצועות רצועות זו לצד זו.
דוגמא נוספת שדוקינס נותן, היא חומת גזעי עץ מורכבת הנוצרת לעיתים בעיקולי נהר גדול. עצים שמתו וקרסו למים, נסחפים בזרם, נערמים זה על גבי זה בעיקול נהר ויוצרים חומה בלתי עבירה, שהיא מורכבת יותר מרוב החומות והמחסומים שבני אדם בנו ויצרו לאורך ההיסטוריה.
ניתן לראות סרטונים באינטרנט שבהם שק חול תלוי על חבל מקבל דחיפה קלה הצידה, ומתחיל להתנדנד בצורה מעגלית או אליפטית תוך כדי שהוא מפזר זרם דק של חול על בריסטול שחור שהונח מתחתיו.
השק נע מצד לצד בתנועה מעגלית או אליפסית, ואם ממתינים מספר דקות נוצרת על הבריסטול תבנית יפה, מורכבת וסימטרית של שובלי החול שהתפזרו עליו.
כוח המשיכה מסביר מצויין כיצד נוצר "הסדר" שאנו רואים ביקום.
("סדר" במרכאות, משום שמבחינות רבות היקום שלנו מאוד מבולגן. מאות מיליארדי כוכבים פלנטות וגלקסיות המפוזרים באופן אקראי בכל כיוון, לכל כוכב לכת תכונות משלו, חלקם מוצקים, חלקם גזיים, על כל אחד תנאים שונים, חומרים אחרים, אטמוספירה שונה המורכבת מגזים שונים... בקיצור בלגאן)
אנחנו יודעים כי לאחר המפץ הגדול כוח המשיכה גרם לענני גז ואבק ענקיים להתכווץ ולהתגבש לשמשות (כלומר כוכבים) ולכוכבי לכת (פלנטות) שנעים סביבן, אנו יודעים שכוח המשיכה העצום של גוש הגז המרכזי גרם להצתה של תהליכי היתוך גרעיני ויצירה של שמש חדשה שמאירה ומפיצה אור ואנרגיה לעבר כוכבי הלכת שמקיפים אותה.
אלו לא סתם ניחושים תיאורתיים, אנו רואים בטלסקופים שלנו שמשות בכל שלבי ההתפתחות. החל מענני גז דחוסים ומאסיביים שמתחילים להאיר, ועד שמשות בסוף חייהן שמתפוצצות בפיצוץ אדיר שנקרא סופרנובה, ומעיפות לחלל חומר רב שיהווה חומר גלם להיווצרותן של שמשות נוספות וכוכבי לכת חדשים.
רק שמשות שהן מספיק גדולות ומאסיביות מתפוצצות, השמש שלנו קטנה מדי ולא אמורה להתפוצץ, אך היא כן אמורה להיכבות ולהפסיק להאיר בעוד כמה מיליארדי שנים כאשר הדלק שמזין אותה, כלומר גז המימן שבתוכה, ייגמר.
בסרטונים רבים אפשר לראות הדגמה יפה של סדר ומורכבות הנוצרים כתוצאה מצלילים. מניחים לוח שחור על גבי רמקול, מפזרים על הלוח גרגרי מלח לבנים, ולאחר מכן מפעילים דרך הרמקול צליל בתדר מאוד מדוייק.
בהתאם לתדר המופעל (צליל גבוה, צליל נמוך, או שילוב של כמה תדרים) נוצרות על הלוח ויברציות אשר מרעידות את גרגרי המלח, וגורמות להם ולהסתדר בתבניות יפייפיות ומורכבות כתוצאה מאפקט של התאבכות גלים.
(ככל שהתדר גבוה יותר, כך התבניות שמתקבלות מורכבות יותר)
רק אלוהים יכל לקבוע זאת!
אף אחד לא חוקק את חוקי הטבע.
חוקי הטבע הם לא חוקים שמישהו חוקק בכנסת.
מה נראה לכם, שאלוהים ניסח מסמך עם "חוקי טבע", ואז אמר לחומר: מעכשיו אתה תתנהג כך וכך, אחרת אני אכעס עליך ואשלח אותך לגיהנום?
נו באמת.
אז מהם חוקי הטבע?
חוקי הטבע הם בסך הכל האופן שבו גופים וחומרים מתנהגים ומגיבים זה עם זה בטבע. חוקי הטבע הם תיאור מילולי ומתמטי שאנחנו בני האדם המצאנו, בכדי לתאר את המציאות הפיזיקלית סביבנו, ואת תופעות הטבע שאנו רואים.
למדנו מתוך ניסיון, ומתוך תצפיות וניסויים, כיצד דברים מתנהלים בעולם החומרי פיזיקלי, כיצד חומרים וגופים מגיבים ומשפיעים זה על זה, ואז ניסחנו "חוקים" המתארים זאת באופן מילולי, ובאמצעות נוסחאות מתמטיות ופיזיקליות.
חוקי הטבע = תיאור מילולי (ומתמטי) של המציאות הפיזיקלית סביבנו.
למשל:
מי קבע את תכונותיו?
החומר לא יודע שום דבר, לחומר אין שכל.
ההתנהגות של חומר ותכונותיו, והאופן שבו הוא משפיע על גופים ועל חומרים אחרים שנמצאים סביבו, תלויים במבנה שלו, באטומים ובחלקיקים שמהם הוא בנוי, ומהאופן שבו הם מחוברים זה לזה.
למשל:
אטומי פחמן בסידור מרחבי מסויים יוצרים גרפיט שחורה ורכה של עיפרון, אשר משאירה שכבות דקיקות של אטומי פחמן על הנייר שעליו אנחנו כותבים.
ואילו בסידור אחר, אותם אטומים בדיוק יוצרים יהלום נוצץ, יפייפה ויקר ערך, שהוא דרך אגב אחד החומרים הקשים ביותר שקיימים ביקום.
אף אחד לא צריך "לקבוע" מה יהיה מבנה החומר.
לכל חומר בעולם, מעצם היותו חומר המורכב מחלקיקים (למשל אטומים ומולקולות המחוברים זה לזה) חייב בהכרח להיות מבנה כלשהו.
אם לא, אז הוא לא היה חומר, הוא פשוט היה כלום ושום דבר.
האופן שבו החלקיקים שמרכיבים את החומר מאורגנים ומסודרים, תלוי בפרמטרים רבים כמו טמפרטורה, לחץ, המטען החשמלי שלהם, המבנה המרחבי (התלת מימדי) שלהם ועוד...
למשל, מולקולות מים בטמפרטורה של מינוס 20 מעלות יהיו קרח קשה וקר, ואילו בטמפרטורה של 25 מעלות הן יהיו מים נוזליים שנוכל לשתות.
מבנה החומר קובע את תכונותיו, וכיצד הוא ישפיע על חומרים אחרים.
איך זה ייתכן אם אין מישהו שמשגיח, מחייה כל רגע ורגע את חוקי הטבע, ומוודא שהם ימשיכו לפעול ולא ישתנו פתאום?
האלקטרונים סובבים סביב גרעין האטום עקב כוח משיכה חשמלי, שקיים בינם ובין הגרעין שאותו הם מקיפים, כוכבי הלכת סובבים סביב השמש שלהם עקב כוח משיכה (כוח כבידה) שקיים בינם ובין השמש שלהם.
כל זמן שהכוחות האלו קיימים, אין שום סיבה שמשהו ישתנה, אין שום סיבה שהאלקטרונים יפרדו פתאום מגרעין האטום שלהם ויעברו למקום אחר.
(זה קורה רק כאשר מופעל עליהם כוח חיצוני חזק יותר, למשל שדה חשמלי אשר גורם להם להיפרד מגרעין האטום ולהתחיל לזרום במוליך חשמלי).
גם אין סיבה שכוכב לכת יתנתק פתאום ממסלולו ויעוף הרחק לחלל. כל זמן שהשמש שאותה הוא מקיף מפעילה עליו כוח משיכה מספיק חזק, הוא ימשיך להקיף אותה, היא "מחזיקה אותו" ולא נותנת לו לברוח.
כל זמן שלא פועל עליו כוח אחר שמאט או מאיץ אותו (למשל אסטרואיד גדול ומרושע שהחליט פתאום להתנגש בו) אין שום סיבה בעולם שהוא ישנה פתאום את מהירותו, או את מסלולו, ויעוף למקום אחר.
(נ.ב, הסיבה שבגללה כוכב הלכת לא מתקרב לשמש אותה הוא מקיף ונצמד אליה, היא כמובן הכוח הצנטרפוגלי אשר דוחף אותו לכיוון הנגדי. שני כוחות אלו - כוח המשיכה של השמש והכוח הצנטרפוגלי, פועלים בכיוונים הפוכים ומבטלים זה את זה. כלומר גם כאן ההסבר "אלוהים" מיותר לחלוטין ולא מוסיף שום דבר)
אף אחד לא צריך "להשגיח" על חוקי הטבע, ולדאוג שהם לא ישתנו.
אין שום סיבה בעולם שחומר יתחיל פתאום להתנהג בצורה אחרת. כל זמן שיש לו מבנה מסויים, והתנאים אינם משתנים, הדבר הכי הגיוני זה שהוא ישמור על תכונותיו, וימשיך להתנהג כפי שהוא התנהג עד כה.
אם חומרים היו משנים כל רגע את תכונותיהם ואת התנהגותם, דווקא זה מה שהיה אמור להפתיע אותנו, ולרמוז לנו שאולי יש כאן התערבות חיצונית.
אם חומר מסויים (תחת אותם תנאים) פעם היה קשה ופעם רך, פעם סגול ופעם שקוף, פעם מוליך חשמל ופעם לא, זה הדבר שהיה אמור להפתיע אותנו!
אם היינו שומטים אבן מגובה מטר, ופעם היא הייתה נשארת על הקרקע, פעם הייתה קופצת לגובה 20 מטר, ופעם הייתה עפה לנו מהיד בזווית של 50 מעלות ימינה ואז מתפוררת באוויר, זה מה שהיה אמור לעורר בנו פליאה.
אם כוכבי לכת היו משנים כל רגע את מסלולם ואת מהירותם, זה היה הדבר המוזר ויוצא הדופן. חוסר עיקביות וחוסר חוקיות, דווקא הם הדבר הבלתי הגיוני.
חוקי טבע קבועים, זה הדבר הכי הגיוני
מה שאנחנו רואים סביבנו, זה בדיוק מה שאנחנו מצפים לראות במערכת שאף אחד לא משגיח עליה, לא בועט בה ולא משנה בה שום דבר.
כל זמן שלחומר יש מבנה מסויים, ותכונות מסויימות שנובעות מכך, אין שום סיבה בעולם שהוא ישנה כל רגע את התנהגותו, או את תגובותיו לסביבה.
אם כוכב לכת סובב סביב השמש שלו במהירות מסויימת, ולא פועל עליו שום כוח חיצוני שמאט או מאיץ אותו (בחלל אין חיכוך עם אוויר) אז אין שום סיבה בעולם שמסלול ההקפה שלו ישתנה פתאום.
השאלה כיצד נוצרו חוקי הטבע, ומדוע הם דווקא ככה ולא אחרת, אלה שאלות חשובות ומעניינות שמיטב המדענים והפיזיקאים בעולם מנסים לענות עליהן.
יש המון דברים שאנחנו עדיין לא יודעים, למשל מה בדיוק יוצר את כוח המשיכה וכיצד זה קורה? מדוע גוף מאסיבי מעקם את המרחב סביבו? וממה נובעות תכונות כאלו ואחרות של אלקטרונים ושל חלקיקים תת אטומיים?
אבל, זה שאנחנו לא יודעים משהו, לא אומר שאיזה אל "בלתי נראה" כיוונן את התכונות האלו בעזרת הידיים הבלתי נראות שלו.
יש המון דברים שלא הבנו בעבר, למשל כיצד ומדוע נוצרים ברקים בשמיים, ומדוע יש רעידות אדמה וסופות הוריקן. היום כבר יש לנו תשובות לכל השאלות האלו, בעזרת המדע ובאמצעות חקר מדעי הבננו מה גורם לתופעות הנ"ל.
גם לגבי הבסיס של הבסיס של תכונות החומר, ממה בדיוק התכונות האלו נובעות וכיצד הן נוצרות, נערכים מחקרים רבים בהשקעה כוללת של מאות מיליארדי דולרים במטרה לפצח את התעלומות האלו.
(למשל באמצעות מאיצי חלקיקים עוצמתיים, המאפשרים למדענים לרסק את החומר לחלקיקיו הקטנים ביותר - ואז לחקור את תכונותיהם באמצעות חיישנים סופר רגישים, או באמצעות טלסקופי חלל משוכללים המאפשרים לנו לצפות ביקום הקדום, כפי שהיה ממש בראשיתו זמן קצר מאוד לאחר המפץ הגדול)
ייתכן שנצליח לגלות את התשובות וייתכן שלא, זה לא אומר שבינתיים עלינו להמציא הסברים דמיוניים וחסרי כל בסיס.
המדענים אומרים ברוב צניעותם אנחנו לא יודעים, אנחנו ממשיכים לחקור ולנסות לגלות את התשובות לכל התעלומות האלו. אתם המאמינים לעומת זאת, טוענים שכן יש לכם תשובה, והיא "אלוהים", לכן חובת ההוכחה עליכם.
תוכיחו שתכונות החומר, וחוקי הטבע מחייבים התערבות של ישות אינטיליגנטית, תוכיחו שהם לא יכלו להיווצר בדרך טבעית כלשהי שעדיין איננו מבינים.
תוכיחו שרק ישות בעלת תבונה יכלה לגרום לכך.
לקבוע בצורה נחרצת: "אלוהים עשה זאת",
בלי שום הוכחה, ובלי שום ראיה, זה לא רציני ואפילו דיי ילדותי.
99.999999% מהיקום עויין מאוד לבני האדם.
אין חמצן, הטמפרטורות גבוהות מדי או נמוכות מדי, רמות קרינה מטורפות, גזים וחומרים רעילים, כוכבי לכת גזיים שאין להם קרקע מוצקה ואי אפשר בכלל לנחות עליהם, חורים שחורים שימחצו כל חללית שתנסה לעבור לידם ועוד.
גם כאן, על גרגר האבק הזעיר שעליו אנחנו חיים, יש כל כך הרבה דברים שמנסים שוב ושוב להרוג אותנו... סופות הוריקן שהורסות כפרים שלמים, רעידות אדמה, גלי צונמי, התפרצויות של הרי געש, ברקים, מחלות, מגפות...
אם מישהו תכנן את היקום ואת חוקי הטבע עבורנו, אז הוא עשה עבודה ממש גרועה... זה כמו למצוא תרבית זעירה של חיידקים שהצליחו איכשהו לשרוד בתוך ערימה ענקית של פסולת רעילה, ואז לטעון שהיא תוכננה במיוחד עבורם...
באמת נחמד שיש לכם כל כך הרבה שאלות וקושיות לגבי חוקי הטבע, "מי יצר" אותם, ומי "חוקק אותם", אך מה לגבי אלוהים? מי קבע את החוקים והתנאים שאיפשרו לאל כל כך מדהים, אינטיליגנט, וכל יכול להתקיים?
זה לא משנה בכלל אם הוא קיים מאז ומעולם, וזה לא משנה אם הוא "לא חומרי", "מעל הטבע", מחוץ לזמן, וכל שאר הקישקושים והתירוצים שלכם.
כדי שישות כל כך מופלאה תוכל להתקיים "בעולם הרוחני" שבו היא נמצאת, ותוכל להיות כל כך חכמה ואינטיליגנטית, ובעלת יכולות כל כך מופלאות כמו שמייחסים לה, חייבים להיות תנאים מאוד, אבל מאוד מיוחדים שיאפשרו זאת מלכתחילה...
מי קבע את התנאים האלה? מי חוקק אותם?
לא פתרתם שום דבר.