Επιστήμη

Αν δεν έχει κατηγορία γι'αυτό βάλτε το εδώ...
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Η επιστήμη δεν είναι κάτι μόνιμο και χωρίς διαψευσιμότητα. Το θέμα είναι ποιο ποσοστό αποτυχίας αποδεχόμαστε για να θεωρήσουμε χρήσιμη μία μελέτη.

Κάτι δεν πάει καλά με τις μελέτες Ψυχολογίας
Κάτι δεν πάει καλά με τις μελέτες Ψυχολογίας

Καλό θα ήταν να μην εμπιστεύεστε τυφλά τις έρευνες Ψυχολογίας: Η μεγαλύτερη μελέτη που έχει πραγματοποιηθεί ως σήμερα για το θέμα διαπιστώνει ότι τα δύο τρίτα των δημοσιεύσεων δεν είναι δυνατό να αναπαραχθούν από ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες.

Καλό θα ήταν να μην εμπιστεύεστε τυφλά τις έρευνες Ψυχολογίας: Η μεγαλύτερη μελέτη που έχει πραγματοποιηθεί ως σήμερα για το θέμα διαπιστώνει ότι τα δύο τρίτα των δημοσιεύσεων δεν είναι δυνατό να αναπαραχθούν από ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες.

Συνολικά 270 επιστήμονες από πέντε ηπείρους συμμετείχαν στη νέα μελέτη, η οποία επιχειρεί να αναπαράγει τα αποτελέσματα 100 προηγούμενων ερευνών που είχαν δημοσιευτεί σε τρεις από τις πιο έγκριτες επιθεωρήσεις Ψυχολογίας.

Είναι η μεγαλύτερη προσπάθεια μέχρι σήμερα για τη μέτρηση της επαναληψιμότητας σε οποιοδήποτε επιστημονικό πεδίο, καμαρώνει η ερευνητική ομάδα.

Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο κορυφαίο περιοδικό Science.

Η επαναληψιμότητα ή αναπαραγωγιμότητα, μια βασική έννοια της επιστήμης, σημαίνει ότι τα ευρήματα μιας οποιασδήποτε μελέτης μένουν τα ίδια όταν τα δεδομένα υφίστανται νέα ανάλυση, ή όταν νέα δεδομένα συλλέγονται με ίδιες μεθόδους.

Η ανεξάρτητη επιβεβαίωση των ερευνητικών αποτελεσμάτων είναι εξάλλου βασικό κριτήριο για την αποδοχή τους.

Ένα σημαντικό έλλειμμα επαναληψιμότητας έχει αναγνωριστεί τα τελευταία χρόνια σε πολλά επιστημονικά πεδία πέρα από την Ψυχολογία: Πρόσφατη ανάλυση που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature εξέταζε 53 σημαντικές μελέτες για τη βιολογία του καρκίνου και διαπίστωνε ότι μόνο οι 6 ήταν δυνατό να αναπαραχθούν.

Σε δική της μελέτη, η αμερικανική εταιρεία βιοτεχνολογίας Glenn Begley (πρώην Amgen) έδειχνε ότι μεταξύ 53 «κορυφαίων» μελετών ογκολογίας το διάστημα 2001-2011 μόνο το 11% ήταν δυνατό να αναπαραχθούν στα εργαστήρια της εταιρείας. Αντίστοιχη έρευνα της Bayer Health μπόρεσε να αναπαράγει μόλις το 25% των ακαδημαϊκών δημοσιεύσεων που εξέτασε.

«Εδώ και χρόνια υπάρχει ανησυχία για την επαναληψιμότητα των επιστημονικών ευρημάτων, όμως οι άμεσες, συστηματικές ενδείξεις ήταν περιορισμένες» σχολιάζει ο Μπράιαν Νόζεκ, συνιδρυτής του Center for Open Science και επικεφαλής της νέας ανάλυσης.

«Το ερευνητικό πρόγραμμά μας είναι το πρώτο του είδους του και προσφέρει σημαντικές ενδείξεις ότι οι ανησυχίες είναι πραγματικές και αντιμετωπίσιμες» λέει.

Από τις 100 απόπειρες επιβεβαίωσης προηγούμενων ευρημάτων στο χώρο της Ψυχολογίας, η ανάλυση ήταν επιτυχής μόνο σε 39 περιπτώσεις.

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, τρεις είναι οι βασικοί λόγοι για τους οποίους μια μελέτη δεν είναι δυνατό να αναπαραχθεί:
  • Το αρχικό αποτέλεσμα ήταν ψευδώς θετικό
  • Η απόπειρα αναπαραγωγής της μελέτης χρησιμοποιεί ελαφρώς διαφορετικές μεθόδους και υλικά
  • Η απόπειρα αναπαραγωγής αποτυγχάνει κατά τύχη να αναπαράγει το αρχικό αποτέλεσμα
Ένα γενικότερο πρόβλημα, επισημαίνει ο Νόζεκ, είναι ότι τα κίνητρα των επιστημόνων δεν συμβαδίζουν πάντα με την ανάγκη αναπαραγωγιμότητας: «Οι επιστήμονες έχουν στόχο να συνεισφέρουν αξιόπιστη γνώση, ταυτόχρονα όμως πρέπει να παράγουν αποτελέσματα που τους βοηθούν να κρατήσουν τη δουλειά τους ως ερευνητές» λέει.

Για παράδειγμα, μελέτες με αναπάντεχα, εντυπωσιακά αποτελέσματα είναι πολύ πιο εύκολο να δημοσιευτούν σε σχέση με αξιόπιστες βαρετές μελέτες.

Όπως σχολιάζει στο δικτυακό τόπο του Nature ο Τζον Ιωαννίδης, επιδημιολόγος του Πανεπιστημίου Στάνφορντ, το πρόβλημα είναι πιθανώς πολύ μεγαλύτερο από ό,τι δείχνει η νέα μελέτη, δεδομένου ότι το δείγμα των 100 δημοσιεύσεων προήλθε από τρεις κορυφαίες εκδόσεις του χώρου και όχι από άλλες, λιγότερο αξιόπιστες.

Σύμφωνα με τους συντάκτες της τελευταίας ανάλυσης, ένας τρόπος αντιμετώπισης αυτού του ελλείμματος αναπαραγωγιμότητας είναι η ελεύθερη πρόσβαση στα δεδομένα των πρωτότυπων επιστημονικών δημοσιεύσεων.

Ένας άλλος τρόπος όμως αφορά τη χρηματοδότηση της ίδιας της έρευνας: όπως εκτιμά ο Νόζεκ, η διάθεση του 3% των ερευνητικών κονδυλίων για βελτίωση της επαναληψιμότητας θα είχε μεγάλη διαφορά.

Σήμερα, λέει, το ποσοστό αυτό είναι σχεδόν μηδέν τοις εκατό.

Βαγγέλης Πρατικάκης

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ


pienaf
Δημοσιεύσεις: 14
Εγγραφή: 18 Αύγ 2018, 17:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pienaf »

pipinos1976 έγραψε: 21 Απρ 2020, 23:13 Εξαιρετικά ενδιαφέρον άρθρο από την Greenpeace σχετικά με το ατύχημα του Chernobyl και την ακρίβεια που έχει η σειρά από το HBO (την έχω δει και αξίζει να την παρακολουθήσετε). Το ανεβάζω μιας και η επέτειος είναι στις 26 Απριλίου (οι παλιοί θα θυμόμαστε και τον αντίστοιχο ιό για υπολογιστές). [...]
Εγώ θυμήθηκα τα "μαρούλια του Θανάση"!
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Ήμουν λίγο μικρός τότε, αλλά έχεις δίκιο... Όλα στην υπηρεσία των αφεντικών... Ο ίδιος, βέβαια, αμφιβάλλω να θα έκανε αυτά που έλεγε στους άλλους να κάνουν, αλλά το αφήνουμε αυτό...

Και τώρα ένα εξαιρετικά ενδιαφέρον βίντεο:



Μην κοιτάτε τον τίτλο. Αυτός είναι πιασάρικος για να μαζέψει θεάσεις. Παρακολουθήστε το βίντεο (είναι σχεδόν 20min) γιατί αξίζει να δείτε πώς έχουν εξελιχθεί οι ασθένειες με τα χρόνια.

Τα αντίστροφα επιχειρήματα χρησιμοποιώ κι εγώ για την παραγωγή στην Ελλάδα: έχουμε χώρο, έχουμε νερά, έχουμε τεχνογνωσία. Μπορούμε να κάνουμε πραγματική παραδοσιακή γεωργία και κτηνοτροφία, ώστε και τα φυτά, αλλά και τα ζώα, ούτε να ταλαιπωρούνται, ούτε να έχουν μεγάλες πιθανότητες μετάδοσης ασθενειών μεταξύ τους, αλλά και προς εμάς τους ανθρώπους. Εμείς ως καταναλωτές μπορούμε να πιέσουμε προς αυτές τις κατευθύνσεις αγοράζοντας ελληνικά προϊόντα και όχι ξένα (π.χ. μοσχάρια), αλλά και προϊόντα που δεν έχουν επιβαρύνει τα ίδια τα ζώα (π.χ. κότες και αυγά ελευθέρας βοσκής, αμνοερίφια και όχι βοοειδή κτλ). Τέλος, με εκστρατεία πληροφόρησης, μπορούμε να κάνουμε τους ανθρώπους που ζουν σε μέρη υποανάπτυκτα να ελέγξουν τις γεννήσεις, ώστε ο πληθυσμός της γης να σταθεροποιηθεί σε κάποια στιγμή στο μέλλον και να αρχίσει να πέφτει σταδιακά. Η Γη, εκτός κι αν έχουμε τελείως τεχνητά τρόφιμα (π.χ. τεχνητό κρέας ή φυτά που αναπτύσσονται σε πύργους με υδροπονική καλλιέργεια), δεν μπορεί να στηρίξει ούτε τον σημερινό πληθυσμό στηριζόμενη σε παραδοσιακή καλλιέργεια (δηλαδή χωρίς φάρμακα, με ζώα που δεν ταλαιπωρούνται κτλ).

Ευχαριστώ.
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Δεν μπορώ να πω ότι τον συμπαθώ ιδιαιτέρως, αλλά είναι συναγωνιστής (τα τσούζει αρκετά συχνά), συνάδελφος και περιγράφει το σύμπαν αρκετά καλά. Θα μπορούσε να είχε κάνει καλύτερη παρουσίαση βέβαια.



Ευχαριστώ.
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Εξαιρετικά ενδιαφέρουσα παρουσίαση για το πώς βλέπουμε τα παιδιά στον Δυτικό κόσμο.

5 Dangerous Things You Should Let Your Children Do: Gever Tulley at TEDxMidwest


Ευχαριστώ.
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Μία επίσης εκπληκτική ομιλία σχετικά με τα πυρηνικά όπλα.



Ευχαριστώ.
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Μία άσχημη είδηση:

Πέθανε ο διακεκριμένος καθηγητής Αστροφυσικής Γιάννης Σειραδάκης
Πέθανε ο διακεκριμένος καθηγητής Αστροφυσικής Γιάννης Σειραδάκης

Ο Γιάννης Σειραδάκης ήταν μέλος της διεθνούς ερευνητικής ομάδας που πρωτοστάτησε στην πρόσφατη διερεύνηση και αναθέρμανση του ενδιαφέροντος για το Μηχανισμό των Αντικυθήρων

Έφυγε τα ξημερώματα από τη ζωή ο διακεκριμένος ομότιμος καθηγητής Αστροφυσικής του ΑΠΘ Γιάννης Σειραδάκης.

Ο Γιάννης Σειραδάκης ήταν μέλος της διεθνούς ερευνητικής ομάδας που πρωτοστάτησε στην πρόσφατη διερεύνηση και αναθέρμανση του ενδιαφέροντος για το Μηχανισμό των Αντικυθήρων.

Από το 2007 και μετά είχε δώσει περισσότερες από 200 επιστημονικές ή εκλαϊκευτικές διαλέξεις στη χώρα μας και στο εξωτερικό με θέμα το Μηχανισμό των Αντικυθήρων.

Ο Γιάννης Σειραδάκης είχε γεννηθεί στα Χανιά.

Περάτωσε τις εγκύκλιες και τις πανεπιστημιακές σπουδές του (πτυχίο Φυσικής) στην Αθήνα.

Οι μεταπτυχιακές σπουδές του (MSc και PhD) στην Αστρονομία έγιναν στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ στη Βρετανία.

Είχε εργαστεί ερευνητικά στο Max-Planck-Institüt für Radioastronomie (Βόννη), στο Πανεπιστήμιο του Αμβούργου και στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο.

Το 1985 εκλέχθηκε αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) και το 1995 εξελίχθηκε στη θέση του καθηγητή, θέση που κατείχε έως τη συνταξιοδότησή του, στις 31 Αυγούστου 2015.

Το Δεκέμβριο του 2015, με απόφαση της Συγκλήτου, του απονεμήθηκε ο τίτλος του ομότιμου καθηγητή του ΑΠΘ.

Στα ερευνητικά ενδιαφέροντά ήταν οι μελέτες σχετικά με Αστέρες Νετρονίων, Ουδέτερο Υδρογόνο σε γαλαξίες, το Κέντρο του Γαλαξία μας, Μεταβλητούς Αστέρες, Ήλιο, Σελήνη και Αρχαιοαστρονομία.

Δημοσίευσε μόνος του ή σε συνεργασία τρία διδακτικά βιβλία, άλλα βιβλία σχετικά με την αστρονομία, άρθρα σε συνέδρια και συνολικά πάνω από 100 πρωτότυπες ερευνητικές (κυρίως) και άλλες εργασίες σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά ή τόμους.

Είχε επιβλέψει διδακτορικές διατριβές, είχε οργανώσει ή είχε συμμετάσχει σε πολλά διεθνή συνέδρια και είχε εκπροσωπήσει τη χώρα μας σε διεθνή ψηφίσματα και μεγάλα ευρωπαϊκά δίκτυα (OPTICON, ILIAS, CRAF κ.ά.) και συμμετείχε ως μέλος ή πρόεδρος σε πολλές εθνικές ή διεθνείς επιτροπές ή ερευνητικά προγράμματα.


Ο πρύτανης του ΑΠΘ για την απώλεια του Γιάννη Σειραδάκη

Την απώλεια ενός διακεκριμένου στελέχους του, που προσέδωσε την ουσιαστική έννοια στους όρους ακαδημαϊκός δάσκαλος, ερευνητής και άνθρωπος, θρηνεί το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, τόνισε ο πρύτανης του ΑΠΘ, καθηγητής Νίκος Παπαϊωάννου, σε δήλωσή του στο ΑΠΕ – ΜΠΕ για το θάνατο του διακεκριμένου αστροφυσικού Γιάννη Σειραδάκη.

«Ο καθηγητής Γιάννης Σειραδάκης υπήρξε ένα διακεκριμένο στέλεχος του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, αλλά και της παγκόσμιας επιστημονικής κοινότητας. Καθηγητής Αστροφυσικής στο Τμήμα Φυσικής και στη συνέχεια ομότιμος καθηγητής, διακρίθηκε για την επιστημονική του κατάρτιση. Πρέπει να σημειωθεί ότι ήταν ένας εκ των κορυφαίων ελλήνων και ξένων επιστημόνων που ασχολήθηκε ουσιαστικά με τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων» δήλωσε ο πρύτανης του ΑΠΘ.

«Διακρινόταν για την ευγένεια και την πραότητά του, τόσο ως ακαδημαϊκός δάσκαλος όσο και ως άνθρωπος. Ο εκλιπών τίμησε με την παρουσία του το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης προσδίδοντας την ουσιαστική έννοια στους όρους ακαδημαϊκός, δάσκαλος, ερευνητής και άνθρωπος. Ας είναι ελαφρύ το χώμα που θα τον σκεπάσει» επισήμανε ο κ. Παπαϊωάννου.
Ο Σύλλογος Αποφοίτων ΑΠΘ για την απώλεια του Γιάννη Σειραδάκη

Την οδύνη του για την απώλεια του ομότιμου καθηγητή Αστρονομίας Γιάννη Σειραδάκη εκφράζει με ανακοίνωσή του ο Σύλλογος Αποφοίτων Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.

«Ο Γιάννης Σειραδάκης έφυγε σήμερα για τα άστρα που τόσο αγάπησε. Τα άστρα και τους φοιτητές του. Αλλά και τον κόσμο που με πάθος συμμετείχε στις ομιλίες του. Εξαιρετικός επιστήμονας, σεμνός άνθρωπος, γοητευτικός ομιλητής , ξεχωριστός από κάθε άποψη. Θα λείψει σε όλους μας και κυρίως στους νέους ανθρώπους. Θα τον θυμόμαστε πάντα. Καλό ταξίδι Γιάννη Σειραδάκη. Και όπως μας είπες στην τελευταία εκδήλωση του Συλλόγου: Θα μας βλέπεις από τα άστρα. Θα σε βλέπουμε και εμείς Γιάννη. Καλό ταξίδι» τονίζεται στην ανακοίνωση του διοικητικού συμβουλίου του Συλλόγου Αποφοίτων Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.

Πηγή πληροφοριών: ΑΠΕ – ΜΠΕ
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Δεν θα το ανεβάσω ολόκληρο το άρθρο, αλλά αξίζει να επισκεφθείτε την σελίδα και να το διαβάστε ολόκληρο. Ειναι ένα από τα πολύ καλά άρθρα του περιοδικού.

A Glass Nightmare: Cleaning Up the Cold War’s Nuclear Legacy at Hanford
A Glass Nightmare: Cleaning Up the Cold War’s Nuclear Legacy at Hanford

Scientists have spent three decades cleaning up the Hanford Site’s 177 giant tanks of radioactive sludge. And they’re just getting started

It’s a place of superlatives. Reporters have called it the most polluted place in the Western Hemisphere. It’s also the location of one of the largest construction projects in the world.

At the Hanford Site in south-central Washington state, 177 giant tanks sit below the sandy soil, brimming with the radioactive remnants of 44 years of nuclear-materials production. From World War II through the Cold War, Hanford churned out plutonium for more than 60,000 nuclear weapons, including the atomic bomb that razed Nagasaki, Japan, in August 1945. The sprawling enterprise eventually contaminated the soil and groundwater and left behind 212 million liters of toxic waste—enough to fill 85 Olympic-size swimming pools. Decades after the site stopped producing plutonium, the U.S. government is still grappling with how to clean it all up.

Today the 1,500-square-kilometer site, roughly half the size of Rhode Island, is a quiet expanse of sagebrush and wispy grasses outside Richland, Wash. The underground steel-and-reinforced-concrete tanks are grouped in “farms” beneath a central plateau, while shuttered nuclear reactors stand like sentinels on the periphery. Scientists have identified some 1,800 contaminants inside the tanks, including plutonium, uranium, cesium, aluminum, iodine, and mercury. Watery liquids rest atop goop as thick as peanut butter and salt cakes resembling wet beach sand.

The waste is what’s left of an intense period in wartime and Cold War innovation. Starting in 1943, Hanford experts pioneered industrial-scale methods for chemically separating plutonium from irradiated uranium, and doing so safely. Their original bismuth-phosphate process yielded hockey-puck-size “buttons” of plutonium, which were then formed into spherical cores and used in the 1945 Trinity atomic bomb test in New Mexico and then the Nagasaki bomb. Over the years, five more processes followed, culminating with plutonium uranium extraction (PUREX), which became the global standard for processing nuclear fuels.

Each of these methods produced its own distinct waste streams, which were stored on-site and then pumped into underground storage tanks. When some of the older single-shell tanks started leaking years later, workers pumped the liquids into newer, sturdier double-shell tanks. Chemical reactions ensued as the different waste products mixed together, leaving each tank filled with its own complex aggregation of liquids, solids, and sludges.

The upshot is that by 1987, when Hanford stopped producing plutonium, the tank farms contained a deadly brew of chemicals, metals, and long-lasting radionuclides. No two of the 177 tanks contain exactly the same concoction, but they all pose a significant public risk. The site borders the Columbia River, which nourishes the region’s potato crops and vineyards, serves as a breeding ground for salmon, and provides drinking water for millions of people. So far, the aging, corroding vessels have leaked roughly 4 million liters. Some experts have said it’s only a matter of time before more waste seeps through the cracks.

The U.S. Department of Energy (DOE), which controls Hanford, has for decades had a goal of treating and “vitrifying,” or glassifying, the tank waste for safer disposal. Vitrification is a time-tested method for immobilizing radioactive waste by turning it into glass blocks. With the waste thus encased, the harmful radionuclides cannot leach into rivers or underground water tables. To enhance the isolation, the most radioactive blocks are put in steel containers, which can then be deposited in a dry and geologically stable underground vault. Vitrification plants have been built and successfully operated in Belgium, France, Germany, Japan, Russia, the United Kingdom, and the United States.

But Hanford’s waste is unique among the world’s nuclear leftovers, in both composition and volume. Before they can turn it into glass, workers must first figure out exactly what is inside each tank and then develop glassmaking formulas for each batch.

It is a monumental task, and it’s just one facet of one of the biggest engineering projects in the world. The centerpiece of the work is a series of vast facilities called the Waste Treatment and Immobilization Plant, also known as the Hanford Vit Plant, sprawled over some 25 hectares (65 acres). The DOE currently estimates that it will cost US $16.8 billion to finish the plant, which is being built by Bechtel National and a host of subcontractors. Even as scientists continue to puzzle over Hanford’s tank waste, and as contractors flip the lights on in shiny new buildings, concerns about massive cost overruns, contractor lapses, and missed deadlines weigh heavily on the project. Hanford, born and built feverishly in the heat of World War II, now seems to be in a slow, meandering slog toward an unseen finish line.

“Hanford is unique,” says Will Eaton, who leads the vitrification task force at the DOE’s Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in Richland. “There’s been lots of work done on the details, to make sure we have the highest likelihood of real, efficient success when we get going. Because it’s a long mission.” Eaton, who is 53 years old, adds, “My goal is that the plant actually starts up before I retire.”

I visited Hanford in July 2019 to get a better understanding of the many challenges facing the beleaguered vitrification project. I met Eaton on a blindingly sunny afternoon on the PNNL campus, which sits in an oasis of green trees amid the desert scrub. Hanford begins directly across the street, stretching out toward the flat ridge of Rattlesnake Mountain.

Eaton held up a clear plexiglass vessel, about 13 centimeters in diameter. In May 2018, his team used containers like this to glassify 11 liters of waste from two of the Hanford tanks. As a safety precaution, the experiment was conducted beneath a radioisotope fume hood. Those vessels contain the largest volume of Hanford waste that’s been vitrified so far, after three decades and billions of dollars. Just 211,999,989 more liters to go.
Ευχαριστώ.
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Μία εξήγηση του παράδοξου του Ζήνωνα από την πλευρά της σύγχρονης Φυσικής.

This Is How Physics, Not Math, Finally Resolves Zeno's Famous Paradox
This Is How Physics, Not Math, Finally Resolves Zeno's Famous Paradox

Εικόνα
If you want to travel a finite distance, you first have to travel half that distance. If you keep halving the distance, you'll require an infinite number of steps. Does that mean motion is impossible?

The fastest human in the world, according to the Ancient Greek legend, was the heroine Atalanta. Although she was a famous huntress who even joined Jason and the Argonauts in the search for the golden fleece, she was renowned for her speed, as no one could defeat her in a fair footrace. But she was also the inspiration for the first of many similar paradoxes put forth by the ancient philosopher Zeno of Elea: about how motion, logically, should be impossible.

To go from her starting point to her destination, Atalanta must first travel half of the total distance. To travel the remaining distance, she must first travel half of what's left over. No matter how small a distance is still left, she must travel half of it, and then half of what's still remaining, and so on, ad infinitum. With an infinite number of steps required to get there, clearly she can never complete the journey. And hence, Zeno states, motion is impossible: Zeno's paradox. Here's the unintuitive resolution.

Εικόνα
A scuplture of Atalanta, the fastest person in the world, running in a race. If not for the trickery... [+]

The oldest "solution" to the paradox was done from a purely mathematical perspective. The claim admits that, sure, there might be an infinite number of jumps that you'd need to take, but that each new jump got smaller and smaller than the prior one. Therefore, as long as you could demonstrate that the total sum of every jump you need to take adds up to a finite value, it doesn't matter how many chunks you divide it into.

For example, if the total journey is defined to be 1 unit (whatever that unit is), then you could get there by adding half after half after half, etc. The series ½ + ¼ + ⅛ + ... does indeed converge to 1, so that you wind up covering the entire needed distance if you add an infinite number of terms. You can prove this, cleverly, by subtracting the entire series from double the entire series as follows:
  • (series) = ½ + ¼ + ⅛ + ...
  • 2 * (series) = 1 + ½ + ¼ + ⅛ + ...
  • Therefore, [2 * (series) - (series)] = 1 + (½ + ¼ + ⅛ + ...) - (½ + ¼ + ⅛ + ...) = 1.
Simple, straightforward, and compelling, right?

Εικόνα
By continuously halving a quantity, you can show that the sum of each successive half leads to a convergent series: one entire "thing" can be obtained by summing up one half plus one fourth plus one eighth, etc.

But it's also flawed. This mathematical line of reasoning is only good enough to show that the total distance you must travel converges to a finite value. It doesn't tell you anything about how long it takes you to reach your destination, and that's the tricky part of the paradox.

How could time come into play to ruin this mathematically elegant and compelling "solution" to Zeno's paradox?

Because there's no guarantee that each of the infinite number of jumps you need to take — even to cover a finite distance — occurs in a finite amount of time. If each jump took the same amount of time, for example, regardless of the distance traveled, it would take an infinite amount of time to cover whatever tiny fraction-of-the-journey remains. Under this line of thinking, it may still be impossible for Atalanta to reach her destination.

Εικόνα
One of the many representations (and formulations) of Zeno of Elea's paradox relating to the impossibility of motion. It was only through a physical understanding of distance, time, and their relationship that this paradox was resolved.

Many thinkers, both ancient and contemporary, tried to resolve this paradox by invoking the idea of time. Specifically, as asserted by Archimedes, it must take less time to complete a smaller distance jump than it does to complete a larger distance jump, and therefore if you travel a finite distance, it must take you only a finite amount of time. And therefore, if that's true, Atalanta can finally reach her destination and complete her journey.

Only, this line of thinking is flawed, too. It's eminently possible that the time it takes to finish each step will still go down: half the original time, a third of the original time, a quarter of the original time, a fifth, etc., but that the total journey will take an infinite amount of time. You can check this for yourself by trying to find what the series [½ + ⅓ + ¼ + ⅕ + ⅙ + ...] sums to. As it turns out, the limit does not exist: this is a diverging series.

Εικόνα
The harmonic series, as shown here, is a classic example of a series where each and every term is smaller than the previous term, but the total series still diverges: i.e., has a sum that tends towards infinity. It is not enough to contend that time jumps get shorter as distance jumps get shorter; a quantitative relationship is necessary.

It might seem counterintuitive, but pure mathematics alone cannot provide a satisfactory solution to the paradox. The reason is simple: the paradox isn't simply about dividing a finite thing up into an infinite number of parts, but rather about the inherently physical concept of a rate.

Although the paradox is usually posed in terms of distances alone, the paradox is really about motion, which is about the amount of distance covered in a specific amount of time. The Greeks had a word for this concept — τάχος — which is where we get modern words like "tachometer" or even "tachyon" from, and it literally means the swiftness of something. But this concept was only known in a qualitative sense: the explicit relationship between distance and "τάχος," or velocity, required a physical connection: through time.

Εικόνα
If anything moves at a constant velocity and you can figure out its velocity vector (magnitude and direction of its motion), you can easily come up with a relationship between distance and time: you will traverse a specific distance in a specific and finite amount of time, depending on what your velocity is. This can be calculated even for non-constant velocities by understanding and incorporating accelerations, as well, as determined by Newton.

How fast does something move? That's a speed.

Add in which direction it's moving in, and that becomes velocity.

And what's the quantitative definition of velocity, as it relates to distance and time? It's the overall change in distance divided by the overall change in time.

This is a concept known as a rate: the amount that one quantity (distance) changes as another quantity (time) changes as well. You can have a constant velocity (without acceleration) or a changing velocity (with acceleration). You can have an instantaneous velocity (your velocity at one specific moment in time) or an average velocity (your velocity over a certain part or whole of a journey).

But if something is in constant motion, the relationship between distance, velocity, and time becomes very simple: distance = velocity * time.

Εικόνα
When a person moves from one location to another, they are traveling a total amount of distance in a total amount of time. Figuring out the relationship between distance and time quantitatively did not happen until the time of Galileo and Newton, at which point Zeno's famous paradox was resolved not by mathematics or logic or philosophy, but by a physical understanding of the Universe.

This is the resolution of the classical "Zeno's paradox" as commonly stated: the reason objects can move from one location to another (i.e., travel a finite distance) in a finite amount of time is because their velocities are not only always finite, but because they do not change in time unless acted upon by an outside force. If you take a person like Atalanta moving at a constant speed, she will cover any distance in an amount of time put forth by the equation that relates distance to velocity.

This is basically Newton's first law (objects at rest remain at rest and objects in motion remain in constant motion unless acted on by an outside force), but applied to the special case of constant motion. If you halve the distance you're traveling, it takes you only half the time to traverse it. To travel (½ + ¼ + ⅛ + ...) the total distance you're trying to cover, it takes you (½ + ¼ + ⅛ + ...) the total amount of time to do so. And this works for any distance, no matter how arbitrarily tiny, you seek to cover.

Εικόνα
Whether it's a massive particle or a massless quantum of energy (like light) that's moving, there's a straightforward relationship between distance, velocity, and time. If you know how fast your object is going, and if it's in constant motion, distance and time are directly proportional.

For anyone interested in the physical world, this should be enough to resolve Zeno's paradox. It works whether space (and time) is continuous or discrete; it works at both a classical level and a quantum level; it doesn't rely on philosophical or logical assumptions. For objects that move in this Universe, physics solves Zeno's paradox.

But at the quantum level, an entirely new paradox emerges, known as the quantum Zeno effect. Certain physical phenomena only happen due to the quantum properties of matter and energy, like quantum tunneling through a barrier or radioactive decays. In order to go from one quantum state to another, your quantum system needs to act like a wave: its wavefunction spreads out over time.

Eventually, there will be a non-zero probability of winding up in a lower-energy quantum state. This is how you can tunnel into a more energetically favorable state even when there isn't a classical path that allows you to get there.

Εικόνα
By firing a pulse of light at a semi-transparent/semi-reflective thin medium, researchers can measure the time it must take for these photons to tunnel through the barrier to the other side. Although the step of tunneling itself may be instantaneous, the traveling particles are still limited by the speed of light.

But there's a way to inhibit this: by observing/measuring the system before the wavefunction can sufficiently spread out. Most physicists refer to this type of interaction as "collapsing the wavefunction," as you're basically causing whatever quantum system you're measuring to act "particle-like" instead of "wave-like." But that's just one interpretation of what's happening, and this is a real phenomenon that occurs irrespective of your chosen interpretation of quantum physics.

What's actually occurring is that you're restricting the possible quantum states your system can be in through the act of observation and/or measurement. If you make this measurement too close in time to your prior measurement, there will only be an infinitesimal (or even a zero) probability of tunneling into your desired state. If you keep your quantum system interacting with the environment, you can suppress the inherently quantum effects, leaving you with only the classical outcomes as possibilities.

Εικόνα
When a quantum particle approaches a barrier, it will most frequently interact with it. But there is a finite probability of not only reflecting off of the barrier, but tunneling through it. If you were to measure the position of the particle continuously, however, including upon its interaction with the barrier, this tunneling effect could be entirely suppressed via the quantum Zeno effect.

The takeaway is this: motion from one place to another is possible, and it's because of the explicit physical relationship between distance, velocity and time that we can learn exactly how motion occurs in a quantitative sense. Yes, in order to cover the full distance from one location to another, you have to first cover half that distance, then half the remaining distance, then half of what's left, etc.

But the time it takes to do so also halves, and so motion over a finite distance always takes only a finite amount of time for any object in motion. Although this is still an interesting exercise for mathematicians and philosophers, not only is the solution reliant on physics, but physicists have even extended it to quantum phenomena, where a new quantum Zeno effect — not a paradox, but a suppression of purely quantum effects — emerges. As in all scientific fields, the Universe itself is the final arbiter of how reality behaves. Thanks to physics, we at last understand how.

By Ethan Siegel
I am a Ph.D. astrophysicist, author, and science communicator, who professes physics and astronomy at various colleges. I have won numerous awards for science writing since 2008 for my blog, Starts With A Bang, including the award for best science blog by the Institute of Physics. My two books, Treknology: The Science of Star Trek from Tricorders to Warp Drive, Beyond the Galaxy: How humanity looked beyond our Milky Way and discovered the entire Universe, are available for purchase at Amazon. Follow me on Twitter @startswithabang.
Ευχαριστώ.
pipinos1976
Δημοσιεύσεις: 1194
Εγγραφή: 08 Απρ 2011, 23:52

Re: Επιστήμη

Δημοσίευση από pipinos1976 »

Μελετώντας κάποια φυτά προέκυψαν σημαντικές πληροφορίες για το πώς έλαβε χώρα η εξέλιξη στα φυτά.

New ancient plant captures snapshot of evolution
New ancient plant captures snapshot of evolution

In a brilliant dance, a cornucopia of flowers, pinecones and acorns connected by wind, rain, insects and animals ensure the reproductive future of seed plants. But before plants achieved these elaborate specializations for sex, they went through millions of years of evolution. Now, researchers have captured a glimpse of that evolutionary process with the discovery of a new ancient plant species.

The fossilized specimen likely belongs to the herbaceous barinophytes, an unusual extinct group of plants that may be related to clubmosses, and is one of the most comprehensive examples of a seemingly intermediate stage of plant reproductive biology. The new species, which is about 400 million years old and from the Early Devonian period, produced a spectrum of spore sizes—a precursor to the specialized strategies of land plants that span the world's habitats. The research was published in Current Biology May 4.

"Usually when we see heterosporous plants appear in the fossil record, they just sort of pop into existence," said the study's senior author, Andrew Leslie, an assistant professor of geological sciences at Stanford's School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford Earth). "We think this may be kind of a snapshot of this very rarely witnessed transition period in evolutionary history where you see high variation amongst spores in the reproductive structure."


A major shift

One of the most important time periods for the evolution of land plants, the Devonian witnessed diversification from small mosses to towering complex forests. The development of different spore sizes, or heterospory, represents a major modification to control reproduction—a feature that later evolved into small and large versions of these reproductive units.

"Think of all the different types of sexual systems that are in flowers—all of that is predicated on having separate small spores, or pollen, and big spores, which are inside the seeds," Leslie said. "With two discrete size classes, it's a more efficient way of packaging resources because the big spores can't move as easily as the little ones, but can better nourish offspring."

The earliest plants, from between 475 million to 400 million years ago, lacked reproductive specialization in the sense that they made the same types of spores, which would then grow into little plantlets that actually transferred reproductive cells. By partitioning reproductive resources, plants assumed more control over reproduction, according to the researchers.

The new species, together with the previously described plant group Chaleuria of the same age, represents the first evidence of more advanced reproductive biology in land plants. The next example doesn't appear in the fossil record until about 20 million years later.

"These kinds of fossils help us locate when and how exactly plants achieved that kind of partitioning of their reproductive resources," Leslie said. "The very end of that evolutionary history of specialization is something like a flower."


A fortuitous find

The researchers began analyses of the fossils after they had been stored in the collections at the Smithsonian National Museum of Natural History for decades. From about 30 small chips of rock originally excavated from the Campbellton Formation of New Brunswick in Canada by late paleobotanist and study co-author Francis Hueber, they identified more than 80 reproductive structures, or sporangia. The spores themselves range from about 70 to 200 microns in diameter—about a strand to two strands of hair. While some of the structures contained exclusively large or small spores, others held only intermediate-sized spores and others held the entire range of spore sizes—possibly with some producing sperm and others eggs.

"It's rare to get this many sporangia with well-preserved spores that you can measure," Leslie said. "We just kind of got lucky in how they were preserved."

Fossil and modern heterosporous plants primarily live in wetland environments, such as floodplains and swamps, where fertilization of large spores is most effective. The ancient species, which will be formally described in a follow-up paper, has a medley of spores that is not like anything living today, Leslie said.

"The overarching story in land plant reproduction is one of increased division of labor and specialization and complexity, but that has to begin somewhere—and it began with simply producing small spores and big spores," Leslie said. "With these kinds of fossils, we can identify some ways the plants were able to do that."
Ευχαριστώ.
Απάντηση

Επιστροφή στο “Ότι περισσεύει...”