May 23, 2014 Sinulat sa loob ng Baganga Provincial Subjail
Ano ang mangyayari sa isang electron kung ito ay nag-iisa lamang sa sangkalawakan? Ayon sa batas ng inertia na karaniwang ina-attribute kay Galileo at tinatawag din na Unang Batas ng Paggalaw ni Newton, ang electron ay magpapatuloy lang sa galaw nito sa parehong bilis at parehong direksyon, o ang parehong velocity, ang bagay na naglalahad ng bilis at direksyon ng isang gumagalaw na bagay. Kung titingnan natin ang tumatakbong elektrong ito, assuming na magagawa natin ito na hindi napapakialaman ang kanyang takbo, ay maaari nating sabihin na ang sangkalawakan ay mayroon lamang isang dimensyon. At dahil mag-isa lang ang elektron sa buong sangkawalakan, hindi rin magbabago ang enerhiya nito dahil walang paraan para maglabas ito ng enerhiya sa pamamagitan ng isang photon, isang pangyayari na epekto ng pagbabago ng bilis o akselerasyon ayon sa teoryang elektromagnetiko ni Maxwell. Ang malungkot na elektron ay walang katapusang babaybay sa isang-dimensyong sangkalawakan, at posible lamang ito kung walang hangganan o infinite ang sangkalawakan o kung ang sangkalawakan ay sarado tulad ng isang bilog.
Bahagya nating baguhin ang ating eksperimentong-isip (thought experiment o gedankenexperiment) sa pamamagitan ng pagdagdag ng isang proton sa sangkalawakan. Maaari nating tawagin itong sangkalawakang hydrogen, ang elementong kemikal na may atom na binubuo lamang ng dalawang partikulo, isang elektron at isang proton. Kung ilalagay natin ang proton sa isang lugar na sobrang layo sa elektron, ang atraksyon ng dalawang nilalang sa isa't isa ay maaaring hindi sapat upang makaapekto sa kanya-kanyang galaw. Namamayani pa rin sa ganitong sitwasyon ang prediksyon ng Unang Batas ng Paggalaw; iyon ay ang dalawang partikulo ay mayroong galaw sa iisang dimensyon lamang. Ganunpaman, ang pagtingin natin sa sangkalawakang ito ay maaari pa ring ikulong sa dalawang dimensyon; hindi tatlong dimensyon na bagamat possible din ay sobra na sa kinakailangang dimensyon kung galaw lang ng partikulo ang pag-uusapan. Bago pa magtaasan ang kilay ng mga liknayanong nakakabasa nito (na mabibilang lang naman na hindi tataas sa isang daan; marami na ang singkwenta), kumpletuhin natin ang paglalahad ng sangkalawakang hydrogen.
Maliban sa takbo ng elektron at ng proton, ang sangkalawakang ito ay mayroon ding dalawa pang bagay na "makikita" natin. Sa gabay ng teoryang elektromagnetiko, ang dalawang partikulong may karga o charge ay may kanya-kanyang inilalabas na electric field sa paligid nila, at dahil sila ay tumatakbo, magnetic field na rin. Ang paglabas ng magnetic field ay nakadepende sa bilis ng takbo ng kargadong partikulo at ang bilis naman na ito ay nakadepende sa galaw ng nakatingin (observer), kaya ang magnetic field ng elektron o ng proton ay maaaring hindi makita ng bawat isa kung ang kanilang belositi ay pareho, kung hindi nagbabago ang layo nila sa isa't-isa. Ang pagiging misteryoso na ito ng magnetic field ay ipinaliwanag ni Einstein (at ni Henri Poincaré sa hiwalay na pag-aaral) sa kanyang teoryang special relativity. Dahil dito, maaari nating tingnan ang galaw ng elektron relatibo sa proton. Sa madaling salita, sumakay tayo sa proton at tingnan ang sangkalawakan sa punto-de-bistang ito.
Ang proton sa ganitong sitwasyon ay walang inilalabas na magnetic field. Sa termino ng teoryang SR, nagtatago ang magnetic field sa apat na dimensyong space-time. Ang proton ay mayroon pa ring epekto sa elektron sa pamamagitan ng electric field nito. Dahil sa electric field ng proton, ang elektron ay nagkaroon ng maipapamalas na enerhiya (potential energy) na siyang pwede nating gamitin upang pag-aralan ang galaw ng negatibong kargadong partikulo sa pamamagitan ng equation ni Schrödinger. Napag-alaman ng mga liknayano noong unang bahagi ng nakaraang siglo na ang elektron sa sitwasyong ito ay hindi na sumusunod sa mga batas ng elektromagnetiko na natuklasan ni Maxwell at ng kanyang mga kakontemporaryo. Sa paglapit ng elektron sa proton, nakapasok ito sa mundo ng quantum mekaniks kung saan ang teorya ni Schrödinger ang mas matagumpay.
Sa mundong ito, tila may pagbabago sa dalawang dimensyong kalawakan na hanggang ngayon ay mahirap pa ring ipaliwanag ng kahit sinong liknayano sa buong mundo. Ang dalawang dimensyon noong magkalayo pa ang elektron at proton ay tila naging pakulubot nang pakulubot habang naglalapit ang dalawa, hanggang sa sobrang kulubot nito ay hindi na sapat maging ang tatlong dimensyon na sangkalawakang ating nakasanayan. Kaya naman nakukuntento na lang ang mga liknayano na ipaliwanag ang galaw ng elektron sa pamamagitan ng isang ulap (electron cloud) kung saan maaaring mahagilap ito. Sa teoryang quantum mekanikal, bawal nang pag-usapan ang galaw ng isang partikulo, o kung hindi man bawal ay hindi na rin gaanong makabuluhan pang ilahad ang lokasyon at momentum (sukat ng galaw) ng isang partikulo sa pamamagitan ng mga konseptong pinaunlad mula sa teorya ni Newton, Maxwell, at iba pang klasikong liknayano. Ang sitwasyong ito ay nagiging dahilan pa rin ng di-kumportableng pakiramdam sa hanay ng mga teoretikal na liknayano.
Nasaan na pumunta ang elektron? Nasa loob lang siya ng electron cloud.
Sa isang hydrogen atom, bagamat hindi mahanap ng proton ang kanyang kapares na elektron, "alam" niyang nasa paligid lang ito, sa gitna ng elektrong ulap na gawa sa kinulubot na sangkalawakan. Hayaan na muna natin silang magsama sa basbas ni Schrödinger.
* Hindi ako sigurado kung saan ko ito napulot. Ngayon ko lang ulit nakita sa computer ko.
Electrons and protons never thought that when they interact through some mechanisms they eventually form hydrogen atoms. Neither do more atoms plus some more electrons and protons thought that heavier atoms and molecules would form when they interact with each other. The amazing thing about how matter evolve to increasingly more complex forms is that these processes happen without the interacting components thinking about whether to form this or that physical structure. These happen spontaneously as if nature is doing one big experiment with different combinations of processes and components.
By the law of natural selection, the stable structures survive while the unstable ones go extinct. The surviving structures continue to participate in another round of interactions with other existing structures both advanced or backward evolutionarily speaking. For example, a methane molecule (advanced structure) can bump into a hydrogen molecule (backward relative to methane) and produce another structure which may be stable or unstable. New kind of structures may emerged out of several existing ones. As an example, consider the formation of cell membranes out of lipids; cell membranes have functions and properties which cannot be found in any single lipid molecules. The entire development of matter in the universe is governed by the laws of matter, many of which still remain to be discovered and understood.
This is also true even for human interactions and the development of societies. Societies are not just collections of individual human beings. As soon as social classes emerged, societies ceased to be just a collection of individuals and begin to be governed by the laws of social classes wherein one ruling class dominates over the rest. When one speaks of a class, one is not referring to certain individuals although for some time there are individuals who play specific roles within a social class. A social class, therefore, is an emergent structure and thus have functions and properties that are not possessed by individuals comprising them.
In a society, organizations are formed, exist for some time, grow big, lead to new organizations, or die. Even an extinct organization can still influence the formation of future organizations in terms of lessons on why it went extinct. Failed organizations therefore are important in that respect, which brings us to the point of constantly assessing the weaknesses and strengths of an organization.
Going back to how higher structures are made, it happens not because the interacting elements specifically aimed at making them but because of a continuous experimentation in forming something out of all possible interactions. When something stable emerged, it will exist forever or until newly-formed structures later in the experiment make it unstable. In the same vein, a program for a social movement is just a program, a subjective one and can never be expected to be realized exactly. They must undergo the cycle of implementation, assessment, and adjustment. There is no such thing as an ideal program or an ideal society.
There is however a higher form of society, the exact structure of which can never be determined but can only exist after several attempts of social reorganization. It is the people who will collectively decide what that society will be. We are all in the middle of this process of collectively deciding what kind of society will be formed to replace what we have right now. Do we want this society to remain or do we want a new one to replace it? Certain social classes would opt the former while others the latter. We are in the middle of this whole evolution of matter, even this article is part of this process.
Isinulat habang nasa Baganga Provincial Subjail. WARNING: hindi buo ang artikulong ito dahil may isang missing na pahina.
Disyembre 8, 2013
Makulit ang kantang The Fox na nasa weekly Top 10 ngayon sa isang FM station sa Manila na naririnig dito sa bilangguan ng Baganga. Noong una ay hindi ko pinapansin ang lyrics nito, ngunit dala marahil ng walang ibang magawa dito ay pinakinggan ko ng mabuti ang kanta. Inilipat ko muna ang tingin ko mula sa isang pahina ng aklat na The Best American Science and Nature Writing of 2007 papunta sa kaharap na electric fan na katabi ng radyong tumutugtog. Matapos marinig ang kalakhan ng lyrics, napangiti ako kasi may kinalaman pala ito (bagama’t patawa lang) sa katangian o pag-uugali ng mga hayop (animal behavior) na siya ding paksa ng aking binabasang artikulo ni Ian Parker na nakasentro naman sa hayop na bonobo. Makulit ang kantang The Fox, naisip ko, nang biglang naalala ko ang kwento tungkol sa silver fox sa Rusya.
Hindi ko alam kung gaano kadaming klase ng fox sa mundo at kung anu-ano ang mga katangian ng mga hayop na ito. Hindi pa naman ako nakakita ng isang fox sa aktwal. Bilang physics naman talaga ang pangunahin kong pinag-aralan, hindi rin ganun kadami ang alam ko tungkol sa mga hayop sa kabuuan. Kaya siguro ganun na lang ang aking pagkatuwa sa kwento tungkol sa isang napakasimpleng eksperimento na ginawa sa Rusya. Gamit ang hayop na silver fox, dinesenyo ang eksperimento upang malaman kung ang pagiging mabangis (ferocity) ba ng isang hayop, partikular ng silver fox ay isang katangian na namamana (inherited trait) at kaya may genetic na batayan.
Pagpasensyahan na ng mga mambabasa kung hindi ko na maalala ang pangalan ng pangunahing mananaliksik (principal investigator) at ang pangalan ng institusyon niya, at wala namang internet dito sa loob ng bilangguan para mahanap ko ang mga detalyeng ito, mga detalyeng hindi naman ganun kahalaga upang maunawaan ang agham sa likod ng kwentong ito.
Simple lang ang eksperimento: hayaang manganak at dumami ang hayop at ihiwalay (artificial selection) ang mas maamo sa mga mababangis na supling. Inuulit ang prosesong ito para sa mga nahiwalay na maamong silver fox kapag umabot na ito sa tamang gulang (reproductive age).
Paano ba makilala o mapag-iiba ang maamo sa mabangis na silver fox? Gumamit ang mga mananaliksik ng mga panukat para dito, ngunit hindi ko kabisado ang eksaktong batayan. Maaari sigurong tiningnan nila ang reaksyon ng mala-asong hayop kapag meron silang inilalapit na bagay dito. Batay sa reaksyon ng hayop, makaklasipika nila itong maamo o mabangis. Kung ito ay lalayo sa iniabot na bagay o di kaya’y maglalabas ng mga matutulis na ngipin kung hindi man aatake, ito ay ituturing na mabangis at aalisin ito sa eksperimento. Ang maiiwan at hahayaang dumami sa susunod na henerasyon ay yung hindi gaanong nagpapakita ng takot o kabangisan sa inilapit na bagay.
Ang prosesong ginamit sa eksperimento ng mga Ruso ay hindi na bago lalo na sa mga magsasaka. Ang domestikasyon ng mga hayop ay matagal ng ginagawa ng mga ninuno natin. Ito ang sentral na teknolohiyang naimbento ng mga sinaunang tao mula ng umusbong ang pagsasaka o agrikultura na pumalit unti-unti sa pangangaso at pangingisda (hunting-fishing) bilang pangunahing pinagkukunan ng pagkain. Ibig sabihin ay matagal ng nasagot ng tao ang tanong na kung ang kabangisan ng mga hayop ay isang katangian bang naipapasa sa mga supling.
Sa bagong eksperimentong domestikasyon ng mga Ruso, marami pang mga katanungan tungkol sa pag-uugali at katangian ng mga hayop ang kanilang tiningnan. Halimbawa nito ay kung anong mga genes ang sangkot sa pagiging mabangis ng hayop na silver fox. Tiningnan din nila kung ano pang ibang katangian o phenotype ang kaugnay ng kabangisan. Marami pa sanang mga katanungan sa biyolohiya ang posibleng matingnan sa magandang eksperimento nila ngunit nagdesisyon ang gobyerno ng Rusya na itigil na ang pagpondo dito.
Una kong nabasa ang kwentong ito sa isang balita tungkol sa budget cuts sa mga pananaliksik sa kabuuan. Sa Rusya, tinigil na ng gobyerno ang pagpopondo sa maraming pananaliksik bilang bahagi ng malawakang austerity measures (paghihigpit ng sinturon) ng mga kapitalistang bansa upang harapin ang pagbagal ng kanilang ekonomiya (economic recession). Sa Estados Unidos, kasama sa mga naapektuhan ng kanilang austerity measures ay ilang malalaking library ng mga kilalang institusyon kung saan aalisin (itatapon kaya?) na ang mga aklat at aasa na lang sa mga digital na kopya sa computer ang mga mag-aaral at mananaliksik. Nadali din ng neoliberal na patakarang ito ang ilang malalaki at mahahalagang eksperimento sa pisika. Ayon sa patakarang ito, eenganyuhin
(missing page 4)
hayop maliban sa aso ay umusbong sa panahon ng Bagong Bato kung kailan ang pinagkukunan ng pagkain ay nagsimulang lumipat sa pagsasaka mula sa pangangaso. Ang pinaniniwalaang domestikasyon naman ng aso ay nangyari sa panahong Mesolitiko na mga dalawang libong taon pang mas maaga sa Bagong Bato.
Ayon sa mga naunang teorya na kasalukuyan pa ring tinatanggap ng maraming antropolohiko, ang aso ay resulta ng domestikasyon ng mga mababangis na lobo. Ang lobo at aso ay kabilang sa parehong species; ibig sabihin ay maaaring magbunga ng anak ang pagtatalik ng isang lobo at isang aso. Bagama’t iisang species lamang, malinaw ang pagkakaiba ng aso at lobo. Likas na mabangis ang lobo. Maamo naman o madaling paamuhin ang aso. Sa ilalim ng teoryang ito, ang mga sinaunang tao na unang gumamit ng aso ay nag-alaga at nagpalaki ng lobo hanggang ang mga supling nito pagdaan ng ilang henerasyon ay naging kasing-amo na ng aso.
May problema sa teoryang ito, at ito nga ay hinahamon ngayon ng isang bagong paliwanag. Ang mga aso ay kakaiba sa lahat ng iba pang hayop na domestikado dahil umusbong ang mga ito, batay sa pag-aaral ng mga arkiyolohiko, sa panahong mangangaso pa lang ang mga tao. Sa mga panahong ito, wala pa ang mga konseptong kailangan ng tao para sa mahabang proseso ng domestikasyon. Ang domestikasyon ng hayop ay nangangailangan ng konseptong pagiging permanente, ng pagsasadya, at ng mahabang pasensya, mga kaisipang malayo sa pag-iisip ng mga mangangaso. Ang lumang teorya na nakasalaysay sa mga libro tungkol sa mga sinaunang kultura bago pa ang nakasulat na kasaysayan, tulad halimbawa nitong hawak ko dito sa bilangguan na Prehistoric Societies (1965) na sinulat ni Grahame Clark at Stuart Piggott, ay hindi malinaw kung paano nangyari ang domestikasyon ng aso sa panahong hindi pa ito kaya ng tao.
Sa bagong teorya, natural (hindi artipisyal tulad ng domestikasyon) na umusbong ang mga aso. Natural selection ang prosesong dinaanan ng mga aso mula sa mga ninuno nitong lobo at hindi sa pamamagitan ng domestikasyon ng tao. Ayon sa bagong teorya, may mga umusbong na lobo na likas na lapitin sa mga tao, at ang bagong katangiang ito ay naging paborable naman para ito ay mabuhay at unti-unting humiwalay sa mga mababangis na pinsan nito. Ang bagong usbong na subspecies na Canis lupus domesticus, ang scientific name ng aso, ay nagkaroon ng bagong pagkukunan ng pagkain na iba sa pinagkukunan ng pagkain ng mga mababangis na pinsa nito. Ang tira-tirang karne at mga buto ng hayop at isda na tinatapon ng tao ay naging mas madaling pagkain ng bagong uri ng lobo. Ang mga lobong mas lumalapit sa tao ay nakinabang sa mga tirang pagkain na nakikita dun lang din malapit sa mga temporaryong pinaglalagian ng mga tao. Ang katangian ng bagong lobo ay nagtulak dito na unti-unting lumayo sa kanyang grupo at sumunod sa mga yapak ng tao. Kung nasaan ang tao, nandoon din ang basurang pagkain na mas madaling kunin kaysa sa maghanap ng iba pang buhay na hayop. Ang larawang ito ay hindi malayo sa karaniwang nakikita natin sa basurahan sa mga syudad sa Pilipinas, ang larawan ng asong nangangalkal ng basura.
Sa pagsusulong ng bagong teoryang ito, pinaliwanag ng mananaliksik na isang animal psychologist ang kaibahan ng prosesong domestikasyon sa mas maikling prosesong pagpapaamo ng hayop (taming). Sa kanyang lecture sa pinakamalaking simbahan sa Utrecht, Netherlands bilang pagbubukas ng taunang pagtitipon ng mga zoologist sa Belgium, Netherlands, at Luxemburg noong 2012, isinalaysay niya ang mga eksperimentong ginawa sa kanilang laboratoryo sa Amerika. Nagpalaki sila ng mga aso pa isinailalim nila sa prosesong kabaligtaran ng domestikasyong ginawa sa silver fox sa Rusya. Sinubukan din nilang i-domesticate ang lobo. Matapos ang mga prosesong ito, gumawa sila ng eksperimento sa dalawang hayop.
Binantayan nila ang ugali ng dalawang hayop kapag may tao sa paligid. Sinukat nila ang pinakamalapit na distansya ng tao sa hayop bago ito tumakbo o gumalaw palayo sa tao. Nalaman nila na ang lobo ay magsisimula ng lumayo kapag ang tao ay mga 200 metro na ang distansya mula dito. Sa aso naman, ito ay limang (5) metro lamang. Napakalaki ng agwat. Para sa lobo, ang panganib ay magsisimula kapag ang kaaway nito ay mga 200 metro na ang layo. Sa aso, ang sampung metro na layo ng tao ay maituturing pa nito na ligtas. Sa madaling salita, ang aso ay isang risk-taker na lobo.
Ang katangian o phenotype na ito ng aso, ayon sa animal psychologist, ay natural na umusbong sa mga lobo. Dahil sa pagiging malapit nito sa tao sa pisikal, naging bukas ito sa posibilidad na amuhin (tame) ng tao at maging kasama na nito panghabambuhay.
Ang pag-aaral sa mga pag-uugali ng mga hayop ay laging nakaangkla sa layuning mas maunawaan natin ang pag-uugali ng mga tao. Ano ba talaga ang tinatawag ng maraming pilosopo na human nature? Ito’y isang tanong na nangangailangan hindi lang ng isang kolum kundi ng isang mabusising pananaliksik. Nakakatawa na sa Weekly Top 10 ngayon ay may sagot dito si Cristina Perry (hindi sigurado sa pangalan ng mang-aawit) sa kanyang kantang Human.
Electron Cloud. Photo from here
