Filosofische consequenties kwantummechanica?

Ja. De kwantummechanica heeft inderdaad afgerekend met het determinisme. En zo de vrije wil weer wat meer gewicht in de schaal gegeven.

Ah, een onderwerp waar ik erg in geinteresseerd ben (maar helaas weinig nuttigs over kan zeggen). Ik ben wel benieuwd naar wat hier gepost gaat worden.

wauw er is iemand benieuwd naar mijn reactie

Bedenk wel dat kwantummechanica een model is. In die zin ontkracht het niet heel veel, het zijn meer eventuele experimenten die iets ontkrachten.

Maar, er zijn daarnaast in principe ook wel deterministische interpretaties van kwantummechanica te geven. Everetts meerdere werelden interpretatie is er zo eentje. Als er iets ‘indeterministisch gebeurt’ gebeurt dat in feite alleen in één wereld, in een andere wereld gebeurt het net even anders, en zo gebeurt uiteindelijk elke mogelijkheid wel ergens.

Onzekerheden vs. onzekerheden. Determinisme is ook "maar" een idee.

quote:

Op zondag 25 oktober 2009 01:01 schreef Iblis het volgende:
Bedenk wel dat kwantummechanica een model is. In die zin ontkracht het niet heel veel, het zijn meer eventuele experimenten die iets ontkrachten.

Maar, er zijn daarnaast in principe ook wel deterministische interpretaties van kwantummechanica te geven. Everetts meerdere werelden interpretatie is er zo eentje. Als er iets ‘indeterministisch gebeurt’ gebeurt dat in feite alleen in één wereld, in een andere wereld gebeurt het net even anders, en zo gebeurt uiteindelijk elke mogelijkheid wel ergens.

Dan moet er dus ergens een wereld zijn waar iedere worp met een dobbelsteen altijd een zes tot resultaat had! Kun je je de wanhoop van de statistici in die wereld voorstellen?

En opeens, na duizenden jaren wereldwijd werpen, komt er opeens een aselecte reeks. Waarom? En waarom op dit moment?
Er is ook een wereld waar één keer een vier gegooid werd. En toen altijd weer zessen. Diegene die de vier gooide wordt óf niet geloofd, óf als een god vereerd. (Eigenlijk allebei in twee verschillende afsplitisingen van die wereld)

quote:

Op zondag 25 oktober 2009 00:15 schreef LXIV het volgende:
Ja. De kwantummechanica heeft inderdaad afgerekend met het determinisme. En zo de vrije wil weer wat meer gewicht in de schaal gegeven.

Nee, de QM heeft zeker niet afgerekend met het determinisme. Dat zou alleen het geval zijn als de natuur daadwerkelijk quantummechanisch is, maar tot op heden weten we niet of de QM het hele verhaal vertelt of dat er een andere theorie ten grondslag ligt.

Met name 't Hooft is hier al een hele tijd mee bezig.

quote:

Op zondag 25 oktober 2009 01:36 schreef Zwansen het volgende:


Voor de algemene relativiteitstheorie gelden niet deze verschillende interpretaties. Hoe kan het dat de QM wel dit heeft? Onvolledigheid?

Ik denk dat de kern van deze verschillende interpretaties het meetprobleem is Voor de meting is je systeem deterministisch; de evolutie wordt beschreven via de Schrodingervergelijking. Als je meet krijg je een instorting van je golffunctie, en die overgang is allesbehalve deterministisch.

Dit soort problematiek heb je niet in de ART. Daar kun je gewoon je beginwaardeprobleem opschrijven (op de voorwaarde dat ruimtetijd globaal hyperbolisch is, maar dat terzijde).

quote:

Op zondag 25 oktober 2009 12:36 schreef Zwansen het volgende:


Wat moet ik mij nu concreet voorstellen bij het instantaan ineenstorten van de golffunctie?

Tsja, weinig. Het liefste wil je een continue transformatie van de superpositie naar de eigenfunctie, maar dat schijnt nogal een lastig probleem te zijn

Dit filmpje hoort hier ook wel thuis.


Het laat zien dat een elektron zowel golf als deeltjes eigenschappen heeft.
Je zou kunnen zeggen: als we het niet waarnemen gedraagt het zich als een golf, en als we het waarnemen als een deeltje, wat de vraag oproept: wat is een elektron nu eigenlijk?

De waarneming, en misschien uiteindelijk wel het bewustzijn daarvan (want is een waarneming zonder bewustzijn daarvan nog wel een waarneming?) blijkt invloed uit te oefenen op de werkelijkheid.

quote:

Op zondag 25 oktober 2009 12:36 schreef Zwansen het volgende:

[..]

Onderstaan stukje heb ik van wikipedia.

De Kopenhaagse interpretatie ziet vragen als "Waar was het deeltje voordat ik zijn positie mat" als betekenisloos. De meting zelf veroorzaakt het instantaan ineenstorten van de golffunctie. Dit betekent dat het meetproces random een van de vele toegestane mogelijkheden van de golffunctie van die toestand uitkiest en de golffunctie instantaan verandert om die positie te reflecteren.

Wat moet ik mij nu concreet voorstellen bij het instantaan ineenstorten van de golffunctie?

Hoe langer ik hierover nadenk, hoe vreemder ik dit vind. Voor mij klinkt die verklaring erg onbevredigend want ik kan me hier niets bij voorstellen. Dat probleem zal hopelijk iedereen hebben.

De golffunctie kun je vergelijken met een wolkje, waarvan de dichtheid op een bepaalde plaats een maat is voor de waarschijnlijkheid dat het deeltje bij een meting op die plaats wordt aangetroffen.

We spreken ook wel van een golfpakketje, omdat deeltjes die een min of meer bepaalde snelheid hebben, een golfkarakter vertonen.

Als ik de positie van het deeltje ga meten staat dus niet van te voren vast wat ik zal meten, maar zoals gezegd, de waarde van de golffunctie op een bepaalde plaats is een maat voor de waarschijnlijkheid dat het op die plaats wordt gemeten.

Als ik daadwerkelijk zo’n plaatsbepaling verricht, en ik meet het deeltje dus op een bepaalde positie, dan verandert de golffunctie of het golfpakketje daardoor, zodanig dat het zich geconcentreerd samentrekt op de plaats waar het gemeten is.

Dat noemen we dan een instorting van de golffunctie.

Als ik een snelheidsbepaling zou verrichten in plaats van een positie bepaling vindt er ook zo’n instorting plaats, maar het is moeilijker in te zien hoe dat dan in zijn werk gaat.

In dat geval verandert de golffunctie in een golfpakket met een exacte golflengte, waarbij die golflengte een directe relatie heeft met de gemeten snelheid.
Het oorspronkelijke golfpakketje had namelijk in zijn algemeenheid geen exacte golflengte.

quote:

Maar hoe kan een deeltje/golffunctie weten dat het wordt gemeten? Door fysische invloeden van buitenaf? Maar wie zegt dan dat de invloeden een meting zijn?

Dat is inderdaad het probleem.
In de Kopenhagen interpretatie maakt men dan ook een onderscheid tussen een microwerkelijkheid, die beschreven wordt door golffuncties, en een macrowerkelijkheid waarin zich de meetapparaten en waarnemer bevinden.

Het is duidelijk dat dat niet erg bevredigend is want je zou graag een model hebben waar zowel de microdeeltjes als de macrowereld deel van uit maken, zoals dat in de klassieke fysica ook het geval is.

tvp

Er is nog een hele andere interessante wetenschapsfilosofische conclusie die we kunnen trekken door de quantum mechanica (QM). In de wetenschap is een belangrijk principe altijd geweest dat een bepaald effect altijd een oorzaak heeft. Dit is het zogenaamde causaliteitsbeginsel. Echter, binnen de QM zijn er effecten die klaarblijkelijk geen (aanwijsbare) oorzaak hebben. Een voorbeeld hiervan is de onmiddellijke verandering van een deeltje dat in een staat van quantum entanglement is met een ander deeltje. Ook is het spontane ontstaan van deeltjes in het vacuüm wel te voorspellen door middel van de QM kansberekeningen, maar ook deze worden gezien als onveroorzaakt (het is een spontaan effect).

Het intrigerende hieraan is het volgende: een groot deel van de fysici heeft kennelijk besloten dat dit bewijs genoeg is om het causaliteitsbeginsel overboord te gooien. Ik denk zelf echter dat er simpelweg een ander type oorzaak QM-effecten als gevolg hebben. Te denken valt dan aan immateriële oorzaken. Immers: volgens de QM is het fysisch niet mogelijk dat sommige QM effecten een oorzaak hebben. Dit omdat als ze wel een oorzaak zouden hebben, oftewel relativiteit oftewel QM zelf niet meer zou kloppen (de lichtsnelheid zou worden doorbroken of de QCD berekeningen zouden niet meer kloppen). Voor mij reden genoeg om te concluderen dat als er dus klaarblijkelijk geen materiële oorzaak is, er dus geconcludeerd kan (of moet) worden dat er een immateriële oorzaak aan QM effecten ten grondslag ligt. En dat heeft weer metafysische gevolgen (klaarblijkelijk zijn niet alleen abstracte entiteiten immaterieel, maar ook entiteiten die als oorzaak voor fysische effecten kunnen dienen).

quote:

Op maandag 2 november 2009 10:05 schreef jdschoone het volgende:
Er is nog een hele andere interessante wetenschapsfilosofische conclusie die we kunnen trekken door de quantum mechanica (QM). In de wetenschap is een belangrijk principe altijd geweest dat een bepaald effect altijd een oorzaak heeft. Dit is het zogenaamde causaliteitsbeginsel. Echter, binnen de QM zijn er effecten die klaarblijkelijk geen (aanwijsbare) oorzaak hebben. Een voorbeeld hiervan is de onmiddellijke verandering van een deeltje dat in een staat van quantum entanglement is met een ander deeltje.

Deze EPR-"paradox" is mij ook nog steeds niet helemaal duidelijk moet ik eerlijk zeggen. Zal proberen er binnenkort es naar te kijken, want het is een intrigerend verschijnsel

quote:

Ook is het spontane ontstaan van deeltjes in het vacuüm wel te voorspellen door middel van de QM kansberekeningen, maar ook deze worden gezien als onveroorzaakt (het is een spontaan effect).

Deze beschrijving heeft volgens mij alles te maken met het perturbatieve karakter van de quantumeldentheorie. We kunnen niet exact zaken uitrekenen; we kunnen slechts een expansie maken. In die expansie komen virtuele deeltjes tevoorschijn.

quote:

Het intrigerende hieraan is het volgende: een groot deel van de fysici heeft kennelijk besloten dat dit bewijs genoeg is om het causaliteitsbeginsel overboord te gooien.

Nee, zeker niet! In de quantumveldentheorie, waar jij het nu over hebt, heb je een goed bepaalde notie van causaliteit. Causaliteit is een essentieel onderdeel van de theorie. Het gaat er echter om wat je precies onder causaliteit in de quantumveldentheorie verstaat en hoe zich dat relateert aan metingen.

Daarbij, wat je niet moet vergeten is dat jouw notie van causaliteit je is ingefluisterd door filosofie en je klassieke ervaringen op een zeer beperkte energie (lengte) schaal. Daar hoeft de natuur zich niks van aan te trekken, natuurlijk.

quote:

Op maandag 2 november 2009 10:05 schreef jdschoone het volgende:

Voor mij reden genoeg om te concluderen dat als er dus klaarblijkelijk geen materiële oorzaak is, er dus geconcludeerd kan (of moet) worden dat er een immateriële oorzaak aan QM effecten ten grondslag ligt. En dat heeft weer metafysische gevolgen (klaarblijkelijk zijn niet alleen abstracte entiteiten immaterieel, maar ook entiteiten die als oorzaak voor fysische effecten kunnen dienen).

Wat trouwens ook erg belangrijk is om op te merken: quantumveldentheorie wordt door vrijwel elke fysicus gezien als een effectieve theorie. Wat ik daarmee bedoel, is dat we denken dat het een benadering is van een fundamentelere theorie. Voorbij de zogenaamde Planckschaal wordt zwaartekracht erg belangrijk, en wordt er verwacht dat er nieuwe verschijnselen opduiken. Deze situaties heeft men al vaker meegemaakt, bijvoorbeeld bij de zwakke wisselwerking (het zogenaamde Fermimodel van de zwakke interacties gold alleen bij lage energieën; voor hogere energieën hebben we het echt standaardmodel nodig).

Ik zie dan ook geen enkele reden om "immateriële dingen" te introduceren, en om heel eerlijk te zijn: dat gebeurt ook erg vaak door mensen die eigenlijk de theorieën niet zo goed begrijpen, en haar implicaties. Je wilt niet weten hoe vaak onze vakgroep mail krijgt van mensen die menen dat ze de connectie tussen de geest en de QM begrijpen en dat de wetenschappelijke wereld dat nog niet doorheeft. Gek genoeg snappen ze vrijwel altijd al hele basale berekeningen niet, wat ik uit eigen ervaring kan zeggen.

Dat kan ik dan moeilijk serieus nemen

quote:

Op maandag 2 november 2009 10:24 schreef Haushofer het volgende:

Nee, zeker niet! In de quantumveldentheorie, waar jij het nu over hebt, heb je een goed bepaalde notie van causaliteit. Causaliteit is een essentieel onderdeel van de theorie. Het gaat er echter om wat je precies onder causaliteit in de quantumveldentheorie verstaat en hoe zich dat relateert aan metingen.

Daarbij, wat je niet moet vergeten is dat jouw notie van causaliteit je is ingefluisterd door filosofie en je klassieke ervaringen op een zeer beperkte energie (lengte) schaal. Daar hoeft de natuur zich niks van aan te trekken, natuurlijk.

Het is mij duidelijk dat het begrip causaliteit in verschillende disciplines verschillende betekenissen heeft. Om het probleem echter knip en klaar te schetsen zal ik het hier nogmaals simpel formuleren, alleen gebruikmakend van één voorbeeld uit de QM.

Mijn argument is opgebouwd uit vier premissen en een conclusie.

P1: Materialisme is de filosofische theorie dat alles wat er is bestaat uit fysische objecten en processen.

P2: Materialistische verklaringen kunnen alleen gebruik maken van fysische objecten, gebeurtenissen, oorzaken en processen .

P3: In de QM is er sprake van nonlocale correlaties

P4: Als materialisme waar is dan kan, in het licht van de speciale relativiteitstheorie, er geen materiële verklaring bestaan voor de nonlocale correlaties.

C: Omdat materialisme ervoor zorgt dat bepaalde QM verschijnselen niet kunnen worden verklaard, is materialisme incorrect.

Dat is globaal het argument. Voor de duidelijkheid: Premisse 1 is simpelweg een definitie van materialisme en premisse 2 is een logische consequentie van premisse 1. Premisse 3 is gebaseerd op Bell’s EPR experimenten, en ik beschouw de waarheid van premisse 3 dan ook als evident. Het argument staat en valt dan ook met premisse 4.

Het punt achter premisse 4 is het volgende: zoals je weet volgt uit de speciale relativiteitstheorie dat materiële objecten nooit sneller kunnen gaan dan de snelheid van het licht. Het is ook duidelijk dat er bij de EPR experimenten een oorzaak en gevolg relatie is te beschouwen, waarbij verandering in het ene deeltje onmiddellijke gevolgen heeft voor een ander deeltje in dezelfde superpositie. Er kunnen daarom een aantal consequenties volgen. Oftewel speciale relativiteit is incorrect, of QM is incorrect, of materialisme is incorrect. Zowel speciale relativiteit als QM zijn zodanig empirisch ondersteund dat het moeilijk is om te denken dat deze niet zouden kloppen. Maar men wil ook niet scheiden van het materialisme (en dus concluderen dat er een immateriële verklaring nodig is voor QM correlaties).

Dus heeft men de volgende uitweg bedacht: bij het EPR experiment gebeurt er simpelweg niets dat verklaring behoeft. Dat vind ik echter een volslagen idiote conclusie die alleen is geboren uit het willen vasthouden van filosofisch materialisme, ondanks de empirische data. Feit is dat er bij de EPR experimenten iets bijzonders gebeurt wat een verklaring behoeft en het geheel zodanig definiëren dat het opeens een soort van fundamentele wet is van de natuur is flauw en nergens op gebaseerd. Dus is mijn conclusie, nogmaals, dat een direct gevolg van QM is dat het filosofisch materialisme incorrect is en er dus immateriële oorzaken zijn.

Dat is het argument. Ik heb geprobeerd zo min mogelijk hier over causaliteit te zeggen zodat het niet kan worden verdraaid met andere noties van causaliteit. Ik hoor graag wat er volgens jouw mis is met dit specifieke argument.

Nog een zijspoor: ik ben op dit moment bezig met een nog radicaler argument, leidend tot dezelfde conclusie, maar ditmaal gebaseerd op het gegeven dat in zowel Bose-Einstein als Fermi-Dirac statistiek er entiteiten bestaan die op dezelfde spatio-temporele locatie zich bevinden. Maar een belangrijke onderdeel van de definitie van een ‘materieel object’ is de zogenaamde identiteitstheorie, namelijk dat ieder materieel object een unieke spatio-temporele positie heeft. Volgens de QM zijn er dus entiteiten die zich niet aan deze identiteitsregel houden. Deze entiteiten kunnen dus geen materiële objecten zijn. Dus is materialisme onwaar. Dit is een tweede argument tegen het materialisme door de QM wat ik nog aan het uitwerken ben.

Enjoy.

Nog een paar commentaren van top fysici:

"I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics". Richard Feynman

Einstein over de quantumtheorie: Wetenschap zonder religie is kreupel

Citaat (uit 1949):

quote:

“Wat mij in die theorie vanuit principieel standpunt niet bevredigt, is de contradictie met wat mij de programmatorische ziel van alle fysica lijkt: de volledige beschrijving van wat de natuurwetten voorschrijven. Wanneer de positivistisch ingestelde moderne fysicus zo een formulering hoort, is zijn reactie er één van medelijdend lachen. Hij zegt bij zichzelf:

“Daar hebben we weer de metafysica, inhoudsloos, een vooroordeel die we als fysici nu toch al een tijdje hebben overwonnen. Weet iemand wat bedoeld wordt met zijn of met een reële fysische situatie? Kan je het waarnemen?” ....

Wat mij aan deze manier van argumenteren niet bevalt, is de onhoudbare positivistische grondstelling die mij lijkt samen te vallen met het principe “esse est percipi” van Berkeley. Een theorie over wat is, is altijd een mentale constructie, en is (in de logische zin) een vrije constructie. De rechtvaardiging van deze is niet in de afleidbaarheid via empirische waarneming. Dergelijke afleidbaarheid (in de zin van logisch deduceerbaar) is er nooit en nergens, ook niet in het domein van het voorwetenschappelijk denken. De rechtvaardiging van de constructies die voor ons de realiteit voorstellen, ligt enkel in de mate van volledigheid waardoor het waargenomene intelligibel wordt gemaakt.”

De eerste zin is onduidelijk en blijkt dan ook verkeerd vertaald te zijn.
Deze moet zijn:

What does not satisfy me in that theory, from the standpoint of principle, is its attitude towards that which appears to me to be the programmatic aim of all physics: the complete description of any (individual) real situation (as it supposedly exists irrespective of any act of observation or substantiation).

Einstein’s Reply to Criticisms

EDIT

Uit de reeds genoemde link:

quote:

Voor Einstein zullen dan ook woorden als voorspelling of waarneming of meting geen fundamentele rol kunnen spelen in de basis van een wetenschappelijke theorie.
Waarneming en voorspelling moeten natuurlijk behandeld worden in de theorie en zullen cruciaal zijn in het testen van een theorie. Nochtans is de natuur onafhankelijk van de waarneming en kan “zijn” (de elementen van een theorie) alleszins niet vereenzelvigd worden met “waargenomen worden”.

[ Bericht 5% gewijzigd door kleinduimpje3 op 18-11-2009 22:49:19 ]

Ik had deze nog niet echt meegekregen, maar hoop er binnenkort even naar te kijken

Omdat het onderwerp me meer in dit topic op zijn plaats lijkt wil ik hier een post van Monolith beantwoorden.

Het was een reactie op mijn post in het topic Waar bevindt zich het bouwplan van de mens? Namelijk:

quote:

Op woensdag 25 november 2009 19:42 schreef kleinduimpje3 het volgende:

[..]

Ik stel het materialistische denkkader hier niet “zo nodig” ter discussie, maar “noodgedwongen”, en op basis van argumenten, en dat is heel wat anders.

Ik hoef dit denkkader trouwens helemaal niet meer ter discussie te stellen want het is al achterhaald, en wel vanuit onverdachte hoek, namelijk de natuurkunde (die rules!)

De basis hiervan, de Quantum Mechanica, is namelijk ook niet te plaatsen binnen een materialistisch wereldbeeld, alleen binnen een wereldbeeld dat interfereert met bewustzijn, wat een niet-materialistisch concept is.
Een quantummechanische “zijnsstaat”, onafhankelijk van waarneming en dus bewustzijn, bestaat namelijk niet.

Ik wil deze uitspraak van Richard Feynman nog wel eens quoten:

"I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics."

Een lekker warm niet-materialistisch bedje waarin de embryonale processen dus ingebed zijn.

De reactie was:

quote:

Op woensdag 25 november 2009 19:49 schreef Monolith het volgende:

[..]

Die uitspraak van Feynman is wat overtrokken. Afgezien daarvan is dit weer een typisch voorbeeld van het misbruiken van quantumfysica c.q. mechanica voor allerlei 'woo' oftewel zweverige ideeën over bewustzijn. Haushofer heeft vast wel zin om het je in een andere topic uit te leggen.

En mijn antwoord:

Hoezo, begrijp jij het wel dan, waar Feynman dat niet deed, en het bezwaar van Einstein was dat de QM geen beschrijving gaf van de werkelijkheid, begrepen als “zijn”, onafhankelijk van de waarneming?

En wat is de essentie van de waarneming anders dan bewustzijn hiervan?
Zonder deze zou die slechts een deel zijn van de geobserveerde werkelijkheid.

quote:

Op woensdag 25 november 2009 20:56 schreef kleinduimpje3 het volgende:
Omdat het onderwerp me meer in dit topic op zijn plaats lijkt wil ik hier een post van Monolith beantwoorden.

Het was een reactie op mijn post in het topic Waar bevindt zich het bouwplan van de mens? Namelijk:
[..]

De reactie was:
[..]

En mijn antwoord:

Hoezo, begrijp jij het wel dan, waar Feynman dat niet deed, en het bezwaar van Einstein was dat de QM geen beschrijving gaf van de werkelijkheid, begrepen als “zijn”, onafhankelijk van de waarneming?

En wat is de essentie van de waarneming anders dan bewustzijn hiervan?
Zonder deze zou die slechts een deel zijn van de geobserveerde werkelijkheid.

Wat een probleem is dat ik altijd heb met het gebruik van quantum mechanische ideetjes op het gebied van een eventuele rol van waarnemers is dat decoherence ervoor zorgt dat dergelijke zaken niet relevant zijn op een grootschaliger niveau, namelijk dat van de chemie en biologie bijvoorbeeld. Denk aan zoiets:

quote:

Nevertheless, physicist Max Tegmark (who's actually a cosmologist, but OTOH something of an expert on decoherence) did the math on some of these quantum-consciousness models and got the result most of us expected: The systems decohere far too quickly (on the order of 10-20 seconds) for it to have any impact on chemistry, much less biology (neuron firing taking place on the order of milliseconds).

Schlosshauer, "Decoherence and the quantum-to-classical transition" (2008) devotes a segment to this controversy and concludes (p374):

"It is fair to say a majority of researchers now uphold the view that biological structures in the brain are most likely too prone to decoherence to allow for any quantum coherence to persist over timescales relative to cognitive and conscious processes. Therefore classical models of the brain remain largely unchallenged to date. Based on Tegmark's numerical results and general intuitions about decoherence on macroscopic scales, it is unlikely that this situation will change anytime soon."

Maar goed, eerst maar weer eens voetbal.

Hebben waarnemingen niet gewoon invloed door de interactie die nodig is voor de waarneming? Om iets waar te nemen moet je altijd interacteren met een deeltje.