Wie kann eine Substanz, die den Gesetzen der Physik nicht folgt, wie gewöhnliche Materie aussehen und sich anfühlen?

Stellen Sie sich eine Welt vor, die größtenteils wie unsere eigene funktioniert: Sie besteht aus Atomen und Quantenteilchen, es gibt Schwerkraft und Energieerhaltung usw. Vielleicht sind die physikalischen Gesetze nicht genau die gleichen wie in unserem Universum, für Science-Fiction-Zwecke, aber insgesamt Die Welt sieht genauso aus, fühlt sich an und funktioniert genauso wie unsere eigene – mit einer großen Ausnahme.

In dieser Welt gibt es eine Art Handwavium, das sich einfach nicht an die Regeln hält. Es besteht nicht aus erkennbaren Teilchen, folgt nicht der Erhaltung von Energie oder Impuls und widersteht allen Versuchen wissenschaftlicher Untersuchungen. Es wird allgemein angenommen, dass es seinen eigenen Gesetzen folgt, die vollständig von der gewöhnlichen Materie getrennt sind, aber niemand war in der Lage, sie herauszufinden. Vielleicht besteht es aus einer neuen Klasse von Partikeln; vielleicht ist es eine völlig neue Art von "Zeug", anders als alles in unserem Universum. Niemand weiß es genau.

Das Problem ist, dass dieses Handwavium nicht im Weltraum oder in einer Art Schattendimension schwebt: Es ist eine sehr verbreitete Substanz auf dieser Welt und bildet große Teile des Bodens. Es ist sichtbar, schwer, anfassbar und verhält sich die meiste Zeit sehr wie Rock (außer natürlich, wenn die Geschichte es braucht, um etwas Interessanteres zu tun).

Zumindest möchte ich es so haben, aber ich habe langsam das Gefühl, dass dies logisch inkonsequent ist. Wenn meine Substanz nicht der Quantenmechanik gehorcht, wie kann sie dann mit Photonen interagieren, um sichtbar zu sein, oder mit Elektronen, um greifbar zu sein? Wenn ich die Physik der realen Welt völlig außer Acht lasse, glaube ich nicht, dass ich zufriedenstellend begründen kann, warum sie sich oberflächlich so sehr wie gewöhnliche Materie verhält, zumal der Rest des Universums relativ hartes Science-Fiction sein soll.

Also, so meine Überlegung, auch wenn es nicht aus Elektronen und Quarks und Gluonen und so weiter besteht, kann es sich vielleicht oberflächlich genug wie sie verhalten, um sein Aussehen zu erklären. Zum Beispiel hat es keine Elektronen, aber ein Teil seiner Struktur ist negativ geladen und "elektronenartig" genug, um gewöhnliche Elektronen abzustoßen und fest zu werden. In Bezug auf die Programmierung möchte ich, dass es "die Physikschnittstelle implementiert", während es unter der Haube völlig anders ist.

Vorläufige Teilfrage (wahrscheinlich zu meinungsbasiert) : Ist dies eine plausible Erklärung für die Eigenschaften meines Handwaviums?

Ich selbst habe Benutzer hier in der Vergangenheit dazu gebracht, nach der "Plausibilität" von Systemen zu fragen, die sich wissentlich alternative Gesetze der Physik berufen, aber denken Sie daran, dass ich hier in der realen Physik verwurzelt bleibe und dann etwas "Anderes" anfasse. Ist es auf der Grundlage der realen Physik, an die ich mich hauptsächlich halte, möglich, irgendetwas darüber zu postulieren, ob oder ob meine Idee Sinn macht? Wenn nicht, dann mach weiter, das ist nicht die Hauptsache, um die ich hier bitte.

Hauptfrage (vorausgesetzt, der erste Teil ist positiv oder unbeantwortbar): Was ist das Mindestverhalten, das mein Handwavium zeigen muss, um sich wie gewöhnliche Materie zu „verhalten“?

Was müsste diese Substanz tun, um auf das Elektron/Berührbarkeitsbeispiel zu extrapolieren, das ich zuvor gegeben habe:

  • Fühlen Sie sich solide an. Negative Ladung scheint die Antwort zu sein.

  • Für das menschliche Auge sichtbar sein. Andere Strahlung spielt keine Rolle.

  • Masse haben und (vielleicht uneinheitlich) von der Schwerkraft beeinflusst werden. Dies ist wahrscheinlich unbeantwortbar, wenn man bedenkt, dass uns eine Theorie der Quantengravitation fehlt.

  • Durch Gewalt beweglich sein (kinetische Energie übertragen). Wie bei der Schwerkraft ist es in dieser Hinsicht etwas faul, scheint einer intuitiven Mechanik zu folgen, entspricht jedoch nicht der Kraft, die erforderlich ist, um es zu bewegen.

  • Temperatur haben.

  • Optionale Herausforderungsfrage: Geben Sie ihm einen Geschmack und Geruch, erklären Sie, wie er die Rezeptoren auslöst und wie er schmeckt und riecht.

SONDERN:

  • Keine Erhaltung von Energie/Impuls.

  • Keines der Newtonschen Gesetze:

    • Es kann sich in Bewegung setzen, ohne dass eine Kraft auf es einwirkt.
    • Die Beschleunigung ist unberechenbar.
    • Eine Kraft kann ohne Gegenkraft ausgeübt werden.
  • Keines der Gesetze der Thermodynamik:

    • Wärme kann von kalt nach heiß fließen.
    • Die Entropie kann abnehmen, ohne Energie zu verbrauchen – VIELLEICHT. Ich weiß, dass dies wahrscheinlich das grundlegendste Gesetz ist, das ich hier breche, und es ist keine große Sache, wenn dies nicht berücksichtigt werden kann.

Ich habe nicht über Relativitätstheorie nachgedacht, könnte so oder so gehen.

All dies gilt nur für das Handwavium selbst, nicht für normale Objekte, die damit interagieren. Wenn Sie beispielsweise in Bezug auf das Newtonsche Gesetz einen Block davon mit 20 N Kraft schlagen, werden 20 N Kraft zurück auf Ihre Hand ausgeübt, aber wenn es sich ausstreckt und Sie mit 20 N Äquivalent von „Kraft“ schlägt, gibt es kein Sagen was die darauf ausgeübte Kraft sein wird, falls vorhanden.

Hoffentlich macht das Sinn. Wenn nicht, begründen Sie bitte warum.

Hinweis: Ich weiß wirklich nicht, wie ich das markieren soll, ich habe darauf verzichtet, „wissenschaftlich fundiert“ oder „Realitätsprüfung“ zu verwenden, aber ich bin mir nicht sicher, ob es etwas Passenderes gibt. Danke.

Antworten (5)

Was Sie beschreiben, ist der traditionellen philosophischen Haltung des Dualismus bemerkenswert ähnlich. Dualisten glauben, dass es zwei grundlegende Substanzen auf der Welt gibt: Materie und Geist (sie bekommen unterschiedliche Namen, aber ich finde, dass diese beiden am beliebtesten sind). Materie folgt den Gesetzen der Physik, Geist nicht. Der Verstand hat normalerweise etwas, das „freier Wille“ genannt wird, obwohl es nicht sehr genau definiert ist. Der wichtige Teil ist, dass der Geist nicht den Gesetzen der Physik folgt. Dies ist tatsächlich ein gut dokumentierter philosophischer Ansatz, der buchstäblich Tausende von Jahren zurückreicht (Platon hat zum Beispiel darüber gesprochen), also gibt es eine Menge Arbeit, die darauf hindeutet, dass Sie nicht verrückt sind, wenn Sie versuchen, eine Geschichte daraus zu machen!

Nun zum lustigen Teil: Die Wissenschaft tut nicht das, was Sie denken. Die meisten von uns in der westlichen Welt sind in dem Glauben aufgewachsen, dass die Wissenschaft uns sagt, was die Realität ist, aber das ist nie das, was die Wissenschaft tun sollte. Die besten Wissenschaftler wissen es, aber wir haben einen großen Teil der Bevölkerung davon überzeugt, dass die Wissenschaft nach dem sucht, was Philosophen ontologische Wahrheiten nennen würden . Ontologie ist die Philosophie der Wirklichkeit. Es beantwortet die Frage „was ist ‚wirklich'?“ Wenn ich sage „Elektronen existieren“, so ist das eigentlich als eine ontologische Aussage über die Realität zu verstehen.

Wissenschaft ist eigentlich ein Zweig der Epistomologie , die das Studium des Wissens ist. Die Wissenschaft befasst sich mit dem, was wir wissen können , nicht unbedingt mit dem, was real ist. Oft kommt man damit durch, die beiden zu verwechseln, aber wenn man sich mit dem Thema befasst, das man erforscht, ist es sehr hilfreich zu erkennen, wie unterschiedlich sie sind. Etwas weiter abgetaucht, Wissenschaft ist ein Zweig des Empirismus, der erforscht, was wir durch empirische Messungen wissen können – was uns unsere Sinne sagen.

Wenn Wissenschaftler über Elektronen und Protonen und Quantenmechanik sprechen, sprechen sie eigentlich über Modelle. Sie sagen, wenn Sie die Welt in Bezug auf diese Elektronen und Protonen denken, können Sie sehr effektiv vorhersagen, was in der Zukunft passieren wird. Sie untermauern dies mit empirischen Beweisen, die zeigen, dass jedes Mal, wenn sie diese Modelle zur Vorhersage der Zukunft verwendeten, die Ergebnisse genau so waren, wie sie es vorhergesagt hatten!

Natürlich ist es etwas wortreich, über Dinge zu sprechen, die „als Elektronen modelliert werden können“, also ändern wir in der Wissenschaft die Bedeutung einiger Wörter. Wenn die Wissenschaft sagt „es gibt Elektronen“, dann meinen sie eigentlich „es scheint, dass man die Realität modellieren kann, als hätte sie Elektronen, und man kann vorhersagen, was passieren wird“. Ersteres ist nur kürzer, und wir gehen davon aus, dass Sie wussten, was wir meinten.

Wenn Ihre Wissenschaftler also diesem Handwavium gegenüberstehen, bemerken sie vielleicht, dass es sich in gewisser Weise so verhält, als ob es aus Elektronen und Protonen besteht. Sie können Ihr Handwavium als Elektronen und Protonen modellieren und gute Vorhersagen treffen. Einige der Vorhersagen greifen jedoch zu kurz. Beispielsweise dürfen Elektronen und Protonen die Energieerhaltung nicht missachten. So werden die Wissenschaftler ziemlich schnell erkennen, dass es nicht aus Elektronen oder Protonen besteht. Sie werden jedoch bald erkennen, dass Sie es so modellieren können, als ob es eine elektrische Ladung hätte. Sie wissen nicht, woher die Ladung kommt, aber sie wissen, dass, wenn Sie so tun, als ob dieser Klumpen Handwavium eine Ladung von 3 Columbs hat, er sehr gut vorhersagen kann, was als nächstes passieren wird!

Versuchen Sie nicht, Ihr Handwavium dazu zu bringen, sich "wie gewöhnliche Materie zu verhalten". Geben Sie ihm stattdessen die besonderen Eigenschaften gewöhnlicher Materie, die Sie für wichtig halten, wie z. B. die Fähigkeit, Photonen zu absorbieren oder zu streuen. Sie können so tief gehen, wie Sie möchten. Sie können versuchen, Ihr Handwavium auf quantenmechanischer Ebene "richtig" interagieren zu lassen, oder Sie können einfach davon ausgehen, dass es auf der Skala der klassischen Mechanik arbeitet (was bedeuten würde, dass jeder Versuch, quantenmäßig mit Handwavium zu interagieren, die Wellenform automatisch zusammenbrechen würde, bevor die Interaktion stattfand ).

Ihr Handwavium kann jedes Gesetz der Physik brechen, das Sie wollen. Denken Sie daran, dass es sich um künstliche Gesetze handelt, die von Menschen erfunden wurden, um die Welt um uns herum zu charakterisieren. Erkenne jedoch, dass sich die Menschen in deiner Welt anpassen werden. Je wichtiger die Physik von Handwavium für das Leben auf eurem Planeten ist, desto mehr wird ihr Konzept der Physik das Verhalten von Handwavium berücksichtigen. Vielleicht finden Ihre Wissenschaftler die Bewegungstheorie von Aristoteles in ihrem Universum anwendbarer, weil sie die Seltsamkeit von Handwavium besser einfängt.

Als Beispiel würde ich eine meiner Lieblingstheorien aus dem Marvel-Universum über Thors Hammer, Mjolnir, anbieten. Inzwischen habe ich festgestellt, dass diese Theorie widerlegt ist, aber sie gefällt mir so viel besser als die offizielle Haltung, dass ich sie trotzdem behalte. Es geht darum, warum Thor der einzige ist, der Mjolnir heben kann. Die Theorie besagt, dass der Hammer nicht wirklich schwer ist, sondern nur stur. Der Grund, warum Thor es heben kann, ist, dass er der einzige ist, der sturer ist als es!

Wie ist das für Handwavium?

Oh, ich mag deine Herangehensweise an die Frage wirklich! Ich möchte ein paar Tage warten, bevor ich eine Antwort akzeptiere, habe aber vorläufig +1.

Diese Teilchen könnten sich irgendwie an normale Atome binden und mit normalen Materialien vermischt werden. Sie könnten zum Beispiel Gestein mit diesen darin gemischten Partikeln haben, aber diese Partikel haben unendliche Energie oder so etwas, sodass sie Energie in die Atome übertragen können. Dies würde es ihnen ermöglichen, sich ohne äußere Kraft außer diesen magischen Teilchen mit unendlicher Energie zu bewegen. Vielleicht könnten sie auch unendlich viel Energie absorbieren, damit sie zufällig Sachen kühlen könnten. Die Teilchen könnten sich um Atome bewegen oder sie so verändern, dass sie keine Schwerkraft mehr haben. Im Grunde ist es eine normale Angelegenheit, aber es verhält sich nicht immer so.

Oxidation

Ihre abnormale Materie könnte einen Oberflächeneffekt haben, der normale Materie daran haften lässt, oder die Oberfläche verwandelt sich in normale Materie, so wie viele reale Materialien an der Oberfläche oxidieren.

Was Sie sehen, ist tatsächlich ein dreidimensionaler "Schatten" der wahren Substanz - der tatsächliche Großteil des Materials befindet sich außerhalb dieser Dimension und ermöglicht Änderungen des Impulses / der Masse ohne (nach außen hin) die Anwendung externer Kräfte.

Dies scheint es nicht berührbar zu machen (eine der fünf Anforderungen).
Warum nicht? Hyperdimensionale Formen können leicht berührbar sein, wenn sie eine durchgehende 3D-"Oberfläche" haben.

Nanobots könnten all dies bis zu einer bestimmten Grenze nicht erkennen, wenn es keine Elektronenmikroskope gibt. Bewegung kann mit unsichtbaren dünnen Ranken erfolgen, die an der Umgebung befestigt sind. Thermodynamische "Verletzungen" sind machbar mit der Fähigkeit, große Mengen an Wärme zu speichern / abzugeben oder sie unsichtbar mit der Umgebung auszutauschen.