צמתים בפיזיקה של העת החדשה: מן המאה ה- 19 ועד למודרנה Major Breakthroughs in Modern Physics: From the 19 th Century Until Now שנה קלנדרית: תשע"ח מרצה:

תמליל

1 צמתים בפיזיקה של העת החדשה: מן המאה ה- 19 ועד למודרנה Major Breakthroughs in Modern Physics: From the 19 th Century Until Now שנה קלנדרית: תשע"ח מרצה: ד"ר בועז תמיר מסגרת: לימודים הומניסטיים, שנה ג נקודות זכות: 4 מבנה: שיעור משך והיקף הקורס: שנתי, 2 ש"ש מטרת הקורס מטרת הקורס הינה כפולה: ראשית, להציג בפני הסטודנט את המהפכות שחלו בפיזיקה של המאה העשרים הן בהבנת הטבע והן בהבנת מקומו של המדע כמתאר את הטבע; שנית, על רקע השפה המדעית החדשה הקורס מציג נושאים נבחרים במחקר בפיזיקה של היום. תיאור הקורס סמסטר א של הקורס עוסק במבוא לשתי התורות העיקריות של הפיזיקה במאה העשרים, תורת היחסות ותורת הקוונטים. תורות אלו הביאו למהפכה בהבנה שלנו את הטבע, ועוד יותר מכך, בהבנה שלנו את תפקידו של המדע כמתאר את הטבע. נקודת המבט הינה פילוסופית מעיקרה. הקורס מנסה להבהיר את העקרונות הבסיסיים של כל תורה תוך השוואה בין התורות החדשות לתורה הניוטוניאנית. הקורס שם דגש על האבולוציה בתפיסת תפקידו של המדע כתוצאה מן הגילויים המדעיים. השפה הנלמדת בסמסטר זה תשמש את הסטודנט בסמסטר ב. סמסטר ב של הקורס מציג בפני הסטודנט נושאים נבחרים במחקר בפיזיקה של היום. הדיון בכל נושא הוא נקודתי ונועד בעיקר להציג את הרקע, את כיווני המחקר כיום ואת הבעיות העיקריות העולות מן הדיון. הנושאים הנידונים הם: תורת האינפורמציה, רשתות נוירונים, מודלים של חישוב, תכונות אמרגנטיות, תורת הכאוס ותורת הרשתות. מטרת הסמסטר הינה להביא את הסטודנט לרמה בה יוכל להבין את השיח המדעי במספר תחומי מחקר חשובים כיום בפיזיקה ובתחומים הקרובים לה. לא נדרש כל רקע קודם בפיזיקה להבנת הקורס. חובות הקורס השתתפות פעילה בשיעורים: 20% עבודה בסוף סמסטר א: 40% עבודה בסוף סמסטר ב: 40% ציון עובר: 60

2 נושאי השיעורים סמסטר א: יחסות וקוונטים שיעור 1: מבוא: ניוטון ולייבניץ מרחב וזמן על פי ניוטון, אבסולוטיות של המרחב והזמן, הכוח על פי ניוטון, מהותו של הכוח )הפוטנציאל(. ההסבר הניוטוניאני מול ההסבר האריסטוטלי הטלאולוגי, החשבון האינפיניטסימלי של ניוטון, ניסוי הדלי. המונאדות על פי לייבניץ, המונאדות כאטומים מופשטים, תכונותיהן של המונאדות, אגרגציה של מונאדות. זמן ומרחב אצל לייבניץ, עקרון הטעם המספיק ועקרון זהות הבלתי נבדלים, החשבון האינפיטסימלי של לייבניץ. אלעזר וינריב, רציונליזם ואמפיריציזם, יחידות 12-9: לייבניץ, עמ' Eric John Aiton, Leibniz: A Biography, ch.3, pp ; ch. 4, pp ; ch. 5, pp , 131, 136; ch. 7, pp ; ch. 9, pp ; ch. 10, pp Eric Temple Bell, Men of Mathematics, ch. 6: Newton, pp ; ch. 7: Leibniz, pp Carl B. Boyer, A History of Mathematics, ch. 19: Newton and Leibniz, pp Robert Maynard Hutchins, ed., Great Books of the Western World, Definitions, pp. 5-14; Axioms or Laws of Motion pp ; Book 3: The System of the World, pp ; Optics by Sir I. Newton, Book 1, pp שיעור 2: הוויכוח בין לייבניץ לניוטון על טיבו של המרחב והזמן Henry Gavin Alexander, ed., The Leibniz-Clarke Correspondence, Introduction, pp. 9-29; The Correspondence, Leibnitz second paper, Clarke s second reply, pp שמואל סמבורסקי, הטבע ורוח האדם, פרק 8: מושגי המרחב בעת העתיקה מן הריק האינסופי ועד שריית השכינה, עמ' Carl B. Boyer, A History of Mathematics, ch. 19: Newton and Leibniz, pp Paul Edwards, ed., Problems of Space and Time, Part 1: Space and Time in the History of Philosophy, pp שיעור 3: שקיעתה של ההשקפה המכניסטית, ורמזים לתורת היחסות, ממקסוול ועד למאך מקסוול: ראשית ההבחנה בין תופעות אבסולוטיות לבין גדלים יחסותיים, האתר כתווך, האתר כמטאפיזיקה.

3 מאך: הפוזיטיביזם הלוגי של מאך, התשובה לניסוי הדלי של ניוטון, עקרון הסימטריה של מאך, מאך ורלטיביזם פיזיקאלי. זאב בכלר, שלוש מהפכות קופרניקניות, עמ' Richard Feynman et al., The Feynman Lectures on Physics, vol. 2, ch. 16: Induced Currents, pp to Ernst Mach, The Science of Mechanics, Introduction, pp Charles Coulston Gillispie, The Edge of Objectivity, ch. 10: Field Physics, pp Edmund Taylor Whittaker, A History of the Theories of the Aether and Electricity, ch. 6: Faraday, pp , ch. 8: Maxwell, pp שיעור 4: תורת היחסות כמהפכה מדעית היסטוריה של מדידת האור, ניסוי מייקלסון ומורילי ותוצאותיו, המשבר במדעים הקלאסיים, מהפיכות מדעיות ע"פ תומס קון, מהפיכות חברתיות ומהפיכות מדעיות. אלברט איינשטיין וליאופולד אינפלד, התפתחות הפיזיקה החדשה, פרק 2: שקיעתה של ההשקפה המכניסטית, עמ' לואיס ס' פויר, איינשטיין ובני דורו, חלק ראשון: השרשים החברתיים של תורת היחסות של איינשטיין: ציריך: העריסה השלוה של המהפכה האירופית, עמ' תומאס קון, המבנה של מהפיכות מדעיות, פרק 7: משבר ועלייתן של תיאוריות מדעיות, עמ' פריץ רורליך, מפרדוקס למציאות, חלק 2: עולם היחסות, פרק 8: מהפיכות ללא מהפיכות, עמ' שיעור 5: יחסות פרטית: הגדרות ראשוניות הניסיונות להסביר את תוצאות ניסוי מייקלסון מורילי: התגובה למשבר, איינשטיין והפוסטולטים של תורת היחסות הפרטית, זמן ומרחק יחסותיים: מה משמעותם? אלברט איינשטיין וליאופולד אינפלד, התפתחות הפיזיקה החדשה, פרק 3: שדה, יחסיות, עמ' שמואל סמבורסקי, הטבע ורוח האדם, פרק 10: צילו של החולף ועובר: מושגי הזמן במרוצת הדורות, עמ' Arthur Beiser, Perspective of Modern Physics, ch. 1: Special Relativity, pp Abraham Pais, Subtle is the Lord, ch. 6: Relativity, The Special Theory, pp

4 Hans Reichenbach, The Philosophy of Space and Time, ch. 1: Space, pp.1-108; ch. 2: Time, pp Lawrence Sklar, Philosophy of Physics, ch. 2: Space, Time, and Motion, pp שיעור 6: יחסות פרטית גדלים יחסותיים וגדלים אבסולוטיים, אינטרוול מאורעות, מרחב מינקובסקי, קונוס האור ומשמעותו לגבי תפיסת הסיבתיות, טרנספורמצית לורנץ כשינוי של קואורדינטות. פריץ רורליך, מפרדוקס למציאות, חלק 2: עולם היחסות, פרקים 6-5, עמ' Max Born, Einstein s Theory of Relativity, ch. 6: Einstein's Special Theory of Relativity, pp Paul Edwards, ed., Problems of Space and Time, part 3: Space-Time and Relativity, pp Richard Feynman, Six Not-So-Easy Pieces, ch. 3: The Special Theory of Relativity, pp Herman M. Schwartz, Introduction to Special Relativity, ch. 3, Einstein s Special Theory of Relativity and its Basic Kinematic Results, pp שיעור 7: מבוא ליחסות כללית מרחב ישר, מרחב עקום, כיצד ניתן לדעת את טיבו של המרחב מבלי לצאת ממנו, הטנזור המטרי, מהו וכיצד ניתן לחשב אותו, יחסות פרטית כקירוב של יחסות כללית. Robert Geroch, General Relativity From A to B, ch. 7: Einstein s Equations: The Final Theory, pp סטיבן ויינברג, חזון התאוריה הסופית, פרק 7: תאוריות יפות, עמ' פריץ רורליך, מפרדוקס למציאות, פרק 7: כבידה כגיאומטריה: תורת היחסות הכללית, עמ' Edwin Taylor and John Archibald Wheeler, Exploring Black Holes, ch. 2: Curving, pp שיעור 8: יחסות כללית עקרון השקילות, עקרון הקו-וריאנטיות, המשפט היסודי של היחסות הכללית: השקילות בין גיאומטריה לפיזור המסה והאנרגיה במרחב, קווים גיאודזיים ותנועה של גופים במרחב העקום, גיאומטריה אינשטייניאנית במקום גרביטציה ניוטוניאנית, יחסות וקוסמולוגיה, יחסות כללית ופרטית כתורה של סימטריה, חזון התאוריה האוניברסלית של איינשטיין.

5 ארתור סטנלי אדינגטון, טבע העולם הגשמי, פרק ו: כובד-החוק, עמ' ; פרק ז: כובד-הביאור, עמ' פריץ רורליך, מפרדוקס למציאות, פרק 7: כבידה כגיאומטריה: תורת היחסות הכללית, עמ' Max Born, Einstein s Theory of Relativity, ch. 7: Einstein s General Theory of Relativity, pp Paul Charles Davies, Space and Time in the Modern Universe, ch. 4: Gravitation and the Bending of Space-Time, pp Joseph Rosen, Symmetry in Science, ch. 8: Symmetry: The Concept, pp ; ch. 9: Symmetry in Science, pp Paul Arthur Schilpp, ed., Albert Einstein: Philosopher-Scientist, ch. 2, Sections 8, 10, 13, 14, 16, 23, 24, 25. Lee Smolin, The life of the Cosmos, part 4: Einstein s Legacy, pp שיעור 9: מבוא לפיזיקה קוונטית פיזיקה קוונטית: סקירה כללית, בין פיזיקה קוונטית ופיזיקה קלאסית: העקרונות אותן תוקפת הפיזיקה הקוונטית, הפיזיקה הקוונטית כמהפכה מדעית בהבנת הטבע, הפיזיקה הקוונטית כמהפכה מדעית בתפקידו של המדע, עמדתו של איינשטיין לגבי הפיזיקה הקוונטית: סקירה כללית, הרקע הפילוסופי והחברתי לפיזיקת הקוונטים, הופדינג, קירקגור. לואיס ס' פויר, איינשטיין ובני דורו, חלק שני: מקורות חברתיים, מקורות בני דורם, ומקורות פילוסופיים של תורת הקוונטים, נילס בוהר, עמ' פריץ רורליך, מפרדוקס למציאות, חלק שלישי: עולם הקוונטים, עמ' Louis de Broglie, The Revolution in Physics, ch. 10: The Probability Interpretation of the New Mechanics, pp John Gribbin, In Search of Schrodinger s Cat, part 1: The Quantum, pp Werner Heisenberg, Across the Frontiers, section 2: Planck s Discovery and the Philosophical Problems of Atomic Theory, pp Hans Reichenbach, Atom and Cosmos, ch. 3: Matter, pp Paul Arthur Schilpp, ed., Albert Einstein: Philosopher-Scientist, ch. 2, Section 4: Wolfgang Pauli, Einstein's Contribution to Quantum Theory, pp ; Section 5: Max Born, Einstein's Statistical Theories, pp ; Sections 7: Niels Bohr, Discussion with Einstein on Epistemological Problems in Atomic Physics, pp Lawrence Sklar, Philosophy of Physics, ch. 4: The Quantum Picture of the World, pp

6 שיעור 10: ניסוי שני החריצים ניסוי שני החריצים כניסוי מכונן, דואליות חלקיק גל, עקרון הסופרפוזיציה, דוגמאות, סופרפוזיציה כאונטולוגיה חדשה, מדידת סופרפוזיציה וקריסה, הסתברות בפיזיקה הקוונטית כעקרון אינהרנטי ולא כתיאור, בעיית המדידה, מדידה קוונטית ופוזיטיביזם. David Albert, Quantum Mechanics and Experience (Cambridge: Harvard University Press, 1992), ch. 1: Superposition, pp. 1-17; ch. 4: The Measurement Problem, pp David Deutsch, The Fabric of Reality, ch. 2: Shadows, pp Richard Feynman et al., The Feynman Lectures on Physics, vol. 3, ch. 1: Quantum Behavior. שיעור 11: עקרון אי-הוודאות אי הוודאות של הייזנברג ומשמעותה, אי הוודאות ומגבלות הדיוק במדידה של הטבע, אי וודאות ואי האפשרות למדוד משתנים צמודים בבת אחת, אורביטלים במקום מסלולים של חלקיקים, אי וודאות אונטולוגית או אפיסטמולוגית, אי וודאות ואיבוד האובייקטיביות המדעית. Louis De Broglie, The Revolution in Physics, ch. 9: Heisenberg s Quantum Mechanics, pp Werner Heisenberg, The Physical Principles of Quantum Theory, ch. 3: Critique of the Physical Concepts of the Wave Theory, pp Arthur Beiser, Perspective of Modern Physics, ch. 4: Wave Properties of Particles, pp Richard Feynman et al., The Feynman Lectures on Physics, vol. 3, ch. 1: Quantum Behavior. George Gamow, Thirty Years that Shook Physics, ch. 5: Werner Heisenberg and the Uncertainty Principle, pp Max Jammer, The Conceptual Development of Quantum Mechanics, ch. 7: The Copenhagen Interpretation, pp Henry Margenau, The Nature of Physical Reality, ch. 18. שיעור 12: הוויכוח בין איינשטיין לבוהר על פרשנותו הנכונה של עקרון אי הוודאות: ניסוי E.P.R והוויכוח בין איינשטיין לבוהר, הסתירה לכאורה בין יחסות לקוונטים, איבוד הלוקאליות, תאוריות של משתנים חבויים, מדוע צריך אותם, הפרשנות של בוהר, התאוריה של בל וניסוי אספקט, ההכרעה בסוגיית המשתנים החבויים, זוגות שזורים, אפליקציות של זוגות שזורים.

7 Franco Selleri, Quantum Mechanics Versus Local Realism, ch.1: History of the Einstein Podolsky Rosen Paradox, Early formulations, pp Albert Einstein et al., Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete? pp David Bohm, Wholeness and the Implicate Order, ch. 4: Hidden Variables in the Quantum Theory, pp John Stewart Bell, Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics, chs. 1-4, pp Michael Nielsen and Isaac Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, part 1: Fundamental Concepts: Introduction and Overview, pp Paul Arthur Schilpp, ed., Albert Einstein, section 7: Niels Bohr, Discussion with Einstein on Epistemological Problems in Atomic Physics, pp שיעור 13: פיזיקה קוונטית סיכום הצלחתה של הפיזיקה קוונטית ביישום ובניבוי, שלמות, יופי וסימטריה כקריטריונים לאמת מדעית, האם נכון לפיזיקה הקוונטית? פיזיקה קוונטית כמודל למדע חדש: ניבוי חזק ואונטולוגיה חלשה, הפרשנויות השונות של הפיזיקה הקוונטית, קומפלמנטריות, עולמות מרובים, גל מנחה ועוד, פרשנות ופרשנות יתר, מקוונטים ועד פוסטמודרניזם, הפיזיקה הקוונטית לאן? סטיבן ויינברג, חזון התאוריה הסופית, פרק 4: מכניקת הקוונטים ומגבלותיה, עמ' David Bohm, Wholeness and the Implicate Order, chs. 5-6: Quantum Theory as an Indication of a New Order in Physics, pp David Deutsch, The Fabric of Reality, ch. 1: The Theory of Everything, pp Helge Kragh, Quantum Generations, ch. 14: Philosophical Implications of Quantum Mechanics, pp ; ch. 21: A Century of Physics in Retrospective, pp Heinz R. Pagels, Perfect Symmetry, ch. 3: Wild Ideas, pp סמסטר ב: שיעור 14: פיינמן עקרון הפעולה המינימלית, פרשנותו של פיינמן לעקרון, אינטגרלים של פיינמן, התאוריה של האור והחומר, על דיאגרמות פיינמן, דיאגרמות פיינמן כאלגוריתם קוונטי, המחשב הקוונטי. Richard Feynman, QED, Introduction, pp Richard Feynman et al., The Feynman Lectures on Physics, vol. 3.

8 אינפורמציה שיעור 15: מבוא לתורת האינפורמציה הגדרה של אינפורמציה על ידי חוסר ידע, מדידה של כמות האינפורמציה, מושג האנטרופיה באינפורמציה, דחיסה של אינפורמציה, האם ניתן למדוד משמעות. David J. C. MacKay, Information Theory, Preface: Introduction to Information Theory, pp Claude Shannon and Warren Weave, The Mathematical Theory of Communication. שיעור 16: מעבר אינפורמציה בערוצי תקשורת קידוד אינפורמציה, מושג הערוץ )Channel( של שנון, קיבול של ערוץ תקשורת, משפטי שנון: מעבר אינפורמציה בערוץ תקשורת ללא רעש, מעבר אינפורמציה בערוץ תקשורת עם רעש, חשיבותם של המשפטים. David J. C. MacKay, Information Theory, part II: Noisy Channel Coding, pp Thomas Cover and Joy Thomas, Elements of Information Theory, chs. 2-3, 5, 8. Claude Shannon and Warren Weave, The Mathematical Theory of Communication, ch. 1: Discrete Noiseless Systems, pp ; ch. 2: The Discrete Channel with Noise, pp רשתות נוירונים שיעור 17: מבוא לרשתות נוירונים רשתות נוירונים, הגדרה ותכונות בסיסיות, מודולים בסיסיים, זיכרון אסוציאטיבי, פרספטרון, רשתות נוירונים ולמידה,.Back propagation John Hertz et al., Introduction to the Theory of Neural Computation, ch. 2: The Hopfield Model, pp Peter McLeod et al., Introduction to Connectionist Modelling of Cognitive Processes. שיעור 18: מודולים בסיסיים של חישוב באמצעות נוירונים דוגמאות לחישובים: זיכרון,,Pattern recognition פתרון בעיות חישוביות קלאסיות למדעי המחשב, הגדרה של פונקציית אנרגיה, חישוב באמצעות רשתות נוירונים מול חישוב על ידי,Simulated annealing מכונות בולצמן - machine,boltzman רשתות נוירונים ואינטליגנציה מלאכותית - learning,machine ו- learning.deep

9 John Hertz et l., Introduction to the Theory of Neural Computation, ch. 4: Optimization Problems, pp Peter McLeod et al., Introduction to Connectionist Modelling of Cognitive Processes. מודלים מודרניים של חישוב שיעור 19: מבוא לתורת החישוב המודרנית מודל מכונת טיורינג, מה ניתן ומה לא ניתן לחשב באמצעות מכונת טיורינג, סיבוכיות של חישוב, מוטיבציה לחפש מודלים חדשים של חישוב, מודלים מודרניים של חישוב, משפטי שקילות, הגדרה רחבה של מושג החישוב, חישוב פיזיקלי. Itamar Pitowsky, The Physical Church-Turing Thesis and Physical Computational Complexity, pp Martin Davis, Engines of Logic. Herman Goldstine, The Computer: From Pascal to von Neumann. John von Newmann, First Draft of a Report on the EDVAC. שיעור 20: מחשבים אנלוגיים, מחשבי,DNA מחשבים קוונטיים חישוב אנאלוגי, חישוב,DNA חישוב רוורסבילי, חישוב קוונטי, מודלים אדיאבטיים קוונטיים, -D -wave computer האם באמת מחשב קוונטי? יתרונות וחסרונות של החישוב הקוונטי. Julian Brown, Minds, Machines, and the Multiverse, ch. 3: The Logic of Quantum Conspiracy, pp Leonard Adleman, Molecular Computation of Solutions to Combinatorial Problems, pp Richard P. Feynman, Simulating Physics with Computers, pp Richard P. Feynman, Feynman Lectures on Computation. Michael Nielsen and Isaac Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Introduction and Overview pp Arto Salomaa et al., D.N.A. Computing: New Computing Paradigms.

10 שיעור :21 הגחה Emergent Properties הגדרות: תופעות גלובליות המתהוות מיחסים לוקאליים, הגחה חלשה והגחה חזקה, הגחה כהסבר במדע, רדוקציוניזם והוליזם במדע, הגחה בפיזיקה, חוקים תרמודינמיים מול חוקים סטטיסטיים,.more is different קלאסיפיקציה של תופעות אמרגנטיות. Mark Bedau and Paul Humphreys, eds., Emergence, ch. 2: On the Idea of Emergence, pp ; ch. 6: How Properties Emerge, pp Niels Henrik Gregersen, From Complexity to Life. Steven Johnson, Emergence, Introduction: Here Comes Everybody, pp ; part 1: The Myth of the Ant Queen, pp Robert B. Laughlin, A Different Universe, ch. 13: Principles of Life, pp שיעור 22: הגחה במדעי החברה הסברים של התנהגות חברתית: תופעות של אופנה, שימוש בטכנולוגיה, אורבניזציה, traffic ועוד, סוציולוגיה חדשה, חיבור בין מדעי החברה למדעי הטבע Econo-physics,,Socio-physics, שימוש בתורת המשחקים לתיאור תופעות חברתיות. Mark Buchanan, The Social Atom, ch. 1: Think Patterns, Not People, pp אביעד חפץ, חשיבה אסטרטגית, תורת המשחקים ושימושיה בכלכלה ובניהול. Steven Johnson, Emergence, Introduction: Here Comes Everybody, pp ; part 1: The Myth of the Ant Queen, pp כאוס, פרקטלים ומורכבות (Complexity( שיעור 23: מבוא לכאוס ופרקטלים הגדרות: מהי דינמיקה לא ליניארית, מושכים-,attractors מושכים מוזרים, קלאסיפיקציה של מושכים, הגדרת פרקטל, חבורת מנדלברוט, הגדרת מורכבות. James Gleick, Chaos, Inner Rhythms, pp Charles H. Bennett, How to Define Complexity in Physics, and Why, pp Heinz-Otto Peitgen and Peter H. Richter, The Beauty of Fractals. Ilya Prigogine and Isabelle Stengers, Order out of Chaos, book 2: The Science of Complexity, pp

11 שיעור 24: כאוס: דוגמאות ממדעי החברה התעוררותן של תנועות מחאה, מהומות, התנהגות המונים, דינמיקה של אופנות חולפות, התנהגות כלכלית, תנודות כלכליות של שערים, מזג אוויר, אפקט הפרפר, אבולוציה: סימולציות של קצב גידול אוכלוסייה בתנאי סביבה משתנים )העתקה לוגיסטית(, מודלים כלכליים דמויי מודלים פיזיקליים.Econo-physics Peter Csermely, Weak Links, ch. 6: Weak Links and Cellular Stability, pp Mark Buchanan, The Social Atom, chs Ilya Prigogine and Isabelle Stengers, Order out of Chaos, book 2: The Science of Complexity, pp שיעור 25: תורת הרשתות גרפים, רשתות, תכנות גלובליות של רשתות, רשתות חסרות סקלה, תכונות לוקאליות של צמתים,, אלגוריתמים של googleצבירים rank ו סמכויות, דוגמאות לרשתות במדעי החברה, מיון גוגל - זיהוי צבירים ברשתות. Albert-Laszlo Barabasi, Linked, chs. 1-2, pp Linton C. Freeman, The Development of Social Network Analysis, ch. 2: Prehistory: The Origins of Social Network Ideas and Practices, pp Santo Fortunato, Community Detection in Graphs. John Scott, Social Network Analysis, ch. 4: Points, Lines, and Density, pp Stanley Wasserman and Katherine Faust, Social Network Analysis, ch. 4: Graphs and Matrices, pp שיעור 26: רשת האינטרנט היסטוריה קצרה של רשת האינטרנט, מבנה בסיסי של רשת האינטרנט, פרוטוקולים בסיסיים של מעבר אינפורמציה ברשת, מודל שבע השכבות,.TCP/IP James Gillies and Robert Cailliau, How the Web was Born, ch. 1: The Foundations: The Birth of the Internet, pp Mohammed M. Alani, Guide to OSI and TCP/IP Models. Christos J. P. Moschovitis et al., History of the Internet: A Chronology, 1843 to Present.

12 ביבליוגרפיה קריאת חובה ארתור סטנלי אדינגטון, טבע העולם הגשמי, שמואל סמבורסקי, עורך, אהרן ראובני, מתרגם )ירושלים: מוסד ביאליק, תרצ"ח(, פרק ו: כובד-החוק, עמ' ; פרק ז: כובד-הביאור, עמ' אלברט איינשטיין וליאופולד אינפלד, התפתחות הפיזיקה החדשה ממושגים ראשוניים ועד יחסיות וקוונטים )מרחביה: ספריית הפועלים, 1977(, פרק 2: שקיעתה של ההשקפה המכניסטית, עמ' ; פרק 3: שדה, יחסיות, עמ' זאב בכלר, שלוש מהפכות קופרניקניות )חיפה: אוניברסיטת חיפה, 1998(, עמ' סטיבן ויינברג, חזון התאוריה הסופית, עמי שמיר, מתרגם )תל אביב: עם עובד, 1996(, פרק 4: מכניקת הקוונטים ומגבלותיה, עמ' אלעזר וינריב, רציונליזם ואמפיריציזם: מגמות פילוסופיות המאה השבע עשרה והשמונה עשרה )רעננה: האוניברסיטה הפתוחה, 1991(, יחידות 12-9: לייבניץ, עמ' לואיס ס' פויר, איינשטיין ובני דורו )תל אביב: עם עובד, 1974(, חלק ראשון: השרשים החברתיים של תורת היחסות של איינשטיין: ציריך: העריסה השלוה של המהפכה האירופית, עמ' 19-8; חלק שני: מקורות חברתיים, מקורות בני דורם, ומקורות פילוסופיים של תורת הקוונטים, נילס בוהר, עמ' תומאס קון, המבנה של מהפיכות מדעיות )תל אביב: המכון הישראלי לפואטיקה ולסמיוטיקה, 1977(, פרק 7: משבר ועלייתן של תיאוריות מדעיות, עמ' פריץ רורליך, מפרדוקס למציאות: הרעיונות המרכזיים של הפיזיקה החדשה )ירושלים: מאגנס, תשנ"ה(, חלק 2: עולם היחסות, פרקים 6-5, עמ' David Albert, Quantum Mechanics and Experience (Cambridge: Harvard University Press, 1992), ch. 1: Superposition, pp. 1-17; ch. 4: The Measurement Problem, pp Henry Gavin Alexander, ed., The Leibniz-Clarke Correspondence: Together with Extracts from Newton's Principia and Opticks (Manchester: Manchester University 1956), Introduction, pp. 9-29; The Correspondence, Leibnitz Second Paper, Clarke s Second Reply, pp Albert-Laszlo Barabasi, Linked: How Everything is Connected to Everything Else, and what it Means for Business, Science, and Everyday Life (London: Penguin Books, 2003), chs. 1-2, pp Louis de Broglie, The Revolution in Physics: A Non-Mathematical Survey of Quanta (New York: Noonday Press, 1956), ch. 9: Heisenberg s Quantum Mechanics, pp Julian Brown, Minds, Machines, and the Multiverse: The Quest for the Quantum Computer (New York: Simon & Schuster, 2000), ch. 3: The Logic of Quantum Conspiracy, pp Mark Buchanan, The Social Atom (New York: Bloomsbury, 2007), ch. 1: Think Patterns, Not People, pp

13 Peter Csermely, Weak Links: Stabilizers of Complex Systems from Proteins to Social Networks (Heidelberg: Springer, 2006), ch. 6: Weak Links and Cellular Stability, pp Richard Feynman, Robert Leighton, and Matthew Sands, The Feynman Lectures on Physics (Reading, MA: Addison-Wesley, 1964), vol. 2, ch. 16: Induced Currents, pp to Richard Feynman, QED: The Strange Theory of Light and Matter (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1985), Introduction, pp Robert Geroch, General Relativity From A to B (Chicago: University of Chicago Press, 1981), ch. 7: Einstein s Equations: The Final Theory, pp James Gillies and Robert Cailliau, How the Web was Born (Oxford: Oxford University Press, 2000), ch. 1: The Foundations: The Birth of the Internet, pp James Gleick, Chaos: Making a New Science (New York: Penguin Books, 1988), Inner Rhythms, pp Werner Heisenberg, The Physical Principles of Quantum Theory (Chicago: University of Chicago Press, 1930), ch. 3: Critique of the Physical Concepts of the Wave Theory, pp John Hertz, Andrew Krogh, and Richard G. Palmer, Introduction to the Theory of Neural Computation (New York: Addison-Wesley, 1991), ch. 2: The Hopfield Model pp ; ch. 4: Optimization Problems, pp Ernst Mach, The Science of Mechanics (Chicago: Open Court, 1919), Introduction, pp David J. C. MacKay, Information Theory, Inference, and Learning Algorithms (Cambridge: Cambridge University Press 2003), Preface: Introduction to Information Theory, pp. 1-21; part II: Noisy Channel Coding, pp Itamar Pitowsky, The Physical Church-Turing Thesis and Physical Computational Complexity, Iyyun 39 (1990), pp Franco Selleri, Quantum Mechanics Versus Local Realism: The Einstein-Podolsky- Rosen Paradox (New York: Plenum Press, 1988), ch.1: History of the Einstein Podolsky Rosen Paradox, Early formulations, pp קריאת רשות סטיבן ויינברג, חזון התאוריה הסופית, עמי שמיר, מתרגם )תל אביב: עם עובד, 1996(, פרק 7: תאוריות יפות, עמ' אביעד חפץ, חשיבה אסטרטגית, תורת המשחקים ושימושיה בכלכלה ובניהול )רעננה: האוניברסיטה הפתוחה, 2008(.

14 שמואל סמבורסקי, הטבע ורוח האדם )ירושלים: מוסד ביאליק, 1993(, פרק 8: מושגי המרחב בעת העתיקה מן הריק האינסופי ועד שריית השכינה, עמ' ; פרק 10: צילו של החולף ועובר: מושגי הזמן במרוצת הדורות: עמ' פריץ רורליך, מפרדוקס למציאות: הרעיונות המרכזיים של הפיזיקה החדשה )ירושלים: מאגנס, תשנ"ה(, חלק 2: עולם היחסות, פרק 7: כבידה כגיאומטריה: תורת היחסות הכללית, עמ' ; פרק 8: מהפיכות ללא מהפיכות, עמ' ; חלק 3: עולם הקוונטים, עמ' Leonard Adleman, Molecular Computation of Solutions to Combinatorial Problems, Science 266 (1994), pp Eric John Aiton, Leibniz: A Biography (Bristol-Boston: Adam Hilger Ltd., 1985), ch. 3, pp ; ch. 4, pp ; ch. 5, pp , 131, 136; ch. 7, pp ; ch. 9, pp ; ch. 10, pp Mohammed M. Alani, Guide to OSI and TCP/IP Models (New York: Springer, 2014). Arthur Beiser, Perspective of Modern Physics (New York: McGraw-Hill, 1969), ch. 1: Special Relativity, pp. 1-30; ch. 4: Wave Properties of Particles, pp Eric Temple Bell, Men of Mathematics (New York: Simon & Schuster, 1937), ch. 6: Newton, pp ; ch. 7: Leibniz, pp John Stewart Bell, Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics (Cambridge: Cambridge University Press, 1987), chs. 1-4, pp Charles H. Bennett, How to Define Complexity in Physics, and Why, Complexity, Entropy and the Physics of Information, Wojciech H. Zurek, ed. (Redwood City: Addison-Wesley, 1990), pp David Bohm, Wholeness and the Implicate Order (London: Routledge, 1980), ch. 4: Hidden Variables in the Quantum Theory, pp ; chs. 5-6: Quantum Theory as an Indication of a New Order in Physics, pp Max Born, Einstein's Theory of Relativity (New York: Dover, 1962), ch. 6: Einstein s Special Theory of Relativity, pp ; ch. 7: Einstein s General Theory of Relativity, pp Carl B. Boyer, A History of Mathematics (New York: John Wiley & Sons, 1968), ch. 19: Newton and Leibniz, pp Louis de Broglie, The Revolution in Physics: A Non-Mathematical Survey of Quanta (New York: Noonday Press, 1956), ch. 10: The Probability Interpretation of the New Mechanics, pp Mark Buchanan, The Social Atom (New York: Bloomsbury, 2007), chs Thomas Cover and Joy Thomas, Elements of Information Theory (New York: Wiley and Sons, 1991), ch. 2-3, 5, 8. Martin Davis, Engines of Logic: Mathematics and the Origin of the Computer (New York: W. W. Norton & Company, 2000).

15 Paul Charles Davies, Space and Time in the Modern Universe (Cambridge: Cambridge University, 1977), ch. 4: Gravitation and the Bending of Space-Time, pp David Deutsch, The Fabric of Reality (London: Penguin Books, 1998), ch. 1: The Theory of Everything, pp. 1-32; ch. 2: Shadows, pp Paul Edwards, ed., Problems of Space and Time (New York: Macmillan Publishing & Co., 1976), part 1: Space and Time in the History of Philosophy, pp ; part 3: Space-Time and Relativity, pp Albert Einstein, Boris Podolsky, and Nathan Rosen, Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete? Physical Review 47 (10) (1935), pp Richard P. Feynman, Simulating Physics with Computers, International Journal of Physics 21 (1982). Richard P. Feynman, Feynman Lectures on Computation, Anthoy Hey and Robin W. Allen, eds. (Boulder: Westview Press, 1996). Richard P. Feynman, Six Not-So-Easy Pieces: Einstein s Relativity, Symmetry and Space-Time (New York: Dutton Penguin, 1997), ch. 3: The Special Theory of Relativity, pp Richard Feynman, Robert Leighton, and Matthew Sands, The Feynman Lectures on Physics (Reading, MA: Addison-Wesley, 1964), vol. 3. Santo Fortunato, Community Detection in Graphs, arxiv: v2 [physics.socph] (2010). Linton C. Freeman, The Development of Social Network Analysis (Vancouver: BookSurge, 2004), ch. 2: Prehistory: The Origins of Social Network Ideas and Practices, pp George Gamow, Thirty Years that Shook Physics: The Story of Quantum Physics (New York: Dover, 1985), ch. 5: Werner Heisenberg and the Uncertainty Principle, pp Charles Coulston Gillispie, The Edge of Objectivity: An Essay in the History of Scientific Ideas (New Jersey: Princeton University Press, 1966), ch. 10: Field Physics, pp Herman Goldstine, The Computer: From Pascal to von Neumann (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1972). NielsHenrik Gregersen, From Complexity to Life: On the Emergence of Life and Meaning (Oxford: Oxford University Press, 2003). John Gribbin, In Search of Schrodinger s Cat: Quantum Physics and Reality (New York: Bantam Books, 1988), part 1: The Quantum, pp Werner Heisenberg, Across the Frontiers (New York: Harper and Row, 1974), section 2: Planck s Discovery and the Philosophical Problems of Atomic Theory, pp

16 Robert Maynard Hutchins, ed., Great Books of the Western World: Mathematical Principles on Natural Philosophy by Sir I. Newton (Chicago: W. Benton, 1952), Definitions, pp. 5-14; Axioms or Laws of Motion pp ; Book 3: The System of the World, pp ; Optics by Sir I. Newton, Book 1, pp Max Jammer, The Conceptual Development of Quantum Mechanics (New York: McGraw-Hill, 1966), ch. 7: The Copenhagen Interpretation, pp Steven Johnson, Emergence: The Connected Lives of Ants, Brains, Cities and Software (Lindon: Penguin Books, 2001), Introduction: Here Comes Everybody, pp ; part 1: The Myth of the Ant Queen, pp Helge Kragh, Quantum Generations: A History of Physics in the 20 th Century (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1999), ch. 14: Philosophical Implications of Quantum Mechanics, pp ; ch. 21: A Century of Physics in Retrospective, pp Robert B. Laughlin, A Different Universe (New York: Basic Books, 2005), ch. 13: Principles of Life, pp Henry Margenau, The Nature of Physical Reality (New York: McGraw-Hill, 1950), ch. 18. Peter McLeod, Kim Plunkett, and Edmund T. Rolls, Introduction to Connectionist Modelling of Cognitive Processes (Oxford: Oxford University Press, 1998). Christos J. P. Moschovitis, Hilary Poole, Tami Schuyler, and Theresa N. Senft, History of the Internet: A Chronology, 1843 to Present (Santa Barbara, CA: ABC-CLIO, 1999). John von Newmann, First Draft of a Report on the EDVAC (Philadelphia: Moore School of Electrical Engineering, University of Pennsylvania, 1945). Michael Nielsen and Isaac Chuang, Quantum Computation and Quantum Information (Cambridge: Cambridge University Press, 2000), Introduction and Overview, pp. 1-60; part 1: Fundamental Concepts: Introduction and Overview, pp Heinz R. Pagels, Perfect Symmetry (New York: Bantam Books, 1985), ch. 3: Wild Ideas, pp Abraham Pais, Subtle is the Lord: The Science and Life of Albert Einstein (Oxford: Oxford University Press, 1982), ch. 6: Relativity: The Special Theory, pp Heinz-Otto Peitgen and Peter H. Richter, The Beauty of Fractals: Images of Complex Dynamical Systems (New York: Springer, 1986). Ilya Prigogine and Isabelle Stengers, Order out of Chaos: Man's New Dialogue with Nature (New York: Bantam Books, 1984), book 2: The Science of Complexity, pp Hans Reichenbach, Atom and Cosmos: The World of Modern Physics (New York: Braziller, 1957), ch. 3: Matter, pp

17 Hans Reichenbach, The Philosophy of Space and Time (New York: Dover, 1958), ch. 1: Space, pp ; ch. 2: Time, pp Joseph Rosen, Symmetry in Science: An Introduction to the General Theory (New York: Springer-Verlag, 1995), ch. 8: Symmetry: The Concept, pp ; ch. 9: Symmetry in Science, pp Arto Salomaa, Grzegorz Rozenberg, and Gheorghe Paun, D.N.A. Computing: New Computing Paradigms (Berlin: Springer, 1998). Paul Arthur Schilpp, ed., Albert Einstein: Philosopher-Scientist (New York: Harper, 1959), ch. 2, section 4: Wolfgang Pauli, Einstein's Contribution to Quantum Theory, pp ; section 5: Max Born, Einstein's Statistical Theories, pp ; section 7: Niels Bohr, Discussion with Einstein on Epistemological Problems in Atomic Physics, pp , as well as sections 8, 10, 13, 14, 16, 23, 24, 25. Herman M. Schwartz, Introduction to Special Relativity (New York: McGraw-Hill, 1968), ch. 3: Einstein s Special Theory of Relativity and its Basic Kinematic Results, pp John Scott, Social Network Analysis (London: Sage, 1994), ch. 4: Points, Lines, and Density, pp Claude Shannon and Warren Weave, The Mathematical Theory of Communication (Urbana-Champaign, IL: University of Illinois, 1948). Lawrence Sklar, Philosophy of Physics (San Francisco: Westview Press, 1992), ch. 2: Space, Time, and Motion, pp ; ch. 4: The Quantum Picture of the World, pp Lee Smolin, The life of the Cosmos (Oxford: Oxford University Press, 1997), part 4: Einstein s Legacy, pp Edwin Taylor and John Archibald Wheeler, Exploring Black Holes: Introduction to General Relativity (San Francisco: Addison Wesley Longman, 2000), ch. 2: Curving, pp Stanley Wasserman and Katherine Faust, Social Network Analysis: Methods and Applications (Cambridge: Cambridge University Press, 1994), ch. 4: Graphs and Matrices, pp Edmund Taylor Whittaker, A History of the Theories of the Aether and Electricity (New York: Thomas Nelson and Sons, 1910), ch. 6: Faraday, pp , ch. 8: Maxwell, pp