Metafysica, Kwantummechanica… En de werkelijkheid? Presentatie Profielwerkstuk Metafysica, Kwantummechanica… En de werkelijkheid? Floris van Vugt, 6v

Hoofdvragen Wat verstaan we onder waarneming? Wat zijn de eisen? (later verduidelijking) In hoeverre bestaan deeltjes op het moment dat die niet worden waargenomen? In hoeverre is deze vraag empirisch verifiëerbaar en in hoeverre is het een kwestie van interpretatie?

Inhoud Basiskennis Quantummechanica Basiskennis Filosofie wetenschapsfilosofie kennisleer Interpretatie van Quantummechanica

Quantummechanica De Achtergronden

Newton Newton ontwierp een doeltreffend natuurkundig systeem om de meeste natuurkundige verschijnselen uit zijn tijd te verklaren.

Wat is licht? Geen massa Energie Superpositie Golf of deeltje?

Hoe te antwoorden? Filosofie: Natuurkunde: Verklarende Theorievorming wat is het? hoe zie je dat? Natuurkunde: hoe gedraagt het zich? hoe is het te beschrijven? Verklarende Theorievorming Praktische Theorievorming (logisch positivisme)

Praktische Gegevens Verzamelen Golfpatronen in water Interferentie Komt overeen met licht?

Golfpatronen in Water Puntvormig of rechtlijnig Bij een spleet die veel kleiner is dan de golflengte wordt dit een puntvormige golfbron.

Interferentie Het effect van de golven wordt opgeteld. Uitdoving op vaste plaatsen waar een top van de ene golf met een dal van de andere golf samenkomen en elkaar opheffen.

Verificatie: Interferentie bij licht? Uitdovingspatroon bij dubbelspleetexperiment (met licht)

Interferentie bij materie? Electronenbundel interfereert! Er zijn dus plaatsen waar electronen komen als de andere spleet dicht is, maar niet meer als die open is! Of ze komen er wel, maar verdwijnen (zoals golven).

Natuurkundige conclusies Materie (en licht) kunnen zich zowel als golven als als deeltjes gedragen! Hoe is dit te interpreteren? Wat zijn ze nu echt: deeltjes of golven? In ieder geval zijn ze broertjes. Hm.

De Achtergronden - Kennisleer Filosofie De Achtergronden - Kennisleer

Empirisme/Rationalisme Empiristen: alle kennis is uiteindelijk uit waarneming verkregen. Rationalisten: de enige zekere bron van kennis is het verstand

Locke Empirische waarneming = waarneming van eigenschappen van objecten. Het is logisch aan te nemen dat er objecten bestaan waar die eigenschappen aan toebehoren (= realisme).

Berkeley Locke’s realisme is niet houdbaar.

Berkeley II Werkelijkheid (niet waarneembaar) Denkbeeld (in hoofd) (idea) Notion = idea dat door het verstand wordt meegevormd (geur/kleur)

Berkeley III We kunnen zelfs niet waarnemen OF er een werkelijkheid is of niet. Alle dingen die we zien zouden ook helemaal niet kunnen bestaan. Er is geen manier om te achterhalen of er dingen zijn die we kunnen zien maar niet bestaan. Laten we daarom stellen dat iets pas bestaat als het door waargenomen wordt. = Esse est percipi.

Immanuel Kant “Het verstand structureert de waarneming. Alle waarneming is subjectief (alle idea’s zijn notions) We weten niet hoe het object los van ons is (‘Ding an sich’). Overigens geloof ik dat dat object wel bestaat.”

Het Heisenberg Onzekerheidsprincipe Quantummechanica II Het Heisenberg Onzekerheidsprincipe

Dubbelspleetexperiment met Doodgewone Ballen Eén van beide spleten geopend: Beide spleten geopend:

Dubbelspleetexperiment met Electronen Eén van beide spleten geopend: Beide spleten geopend:

Voortgezet Experiment Detector bij één van de spleten (met electronen):

Interpretatie van de Quantummechanica “Uw theorie is gek, maar niet gek genoeg om waar te zijn.” - NIELS BOHR

Kopenhagen Een electron is een golf. De golf is een waarschijnlijkheidsgolf (). Het kwadraat van de golf is de waarschijnlijkheid dat hij op die bepaalde plaats is (2). Er is dus alleen een waarschijnlijkheid dat een electron ergens is. Hij is op geen van de plaatsen waar hij kan zijn echt.

Waterstof-atoom

Heisenberg Eureka! Het produkt van de onzekerheden van bepaalde eigenschap-koppels is altijd constant. E.t = h / 2π p.x = h / 2π Dus hoe preciezer we de impuls weten, hoe minder precies we de plaats weten waar een deeltje zich bevindt.

Hoe zit het nu? Heeft een deeltje nu werkelijk geen positie of ligt die onzekerheid alleen maar aan onze apparatuur?

Kopenhagen II Door waarneming ‘stort de golffunctie in’ en is het electron opeens wel op één plaats en kan hij niet meer op de andere plaatsen zijn.

Meningsverschil Everett Onwaargenomen = allemaal even werkelijk (parallelwerelden) Kopenhagen Onwaargenomen = allemaal even onwerkelijk Waarom kan dit niet ‘natuurkundig’ opgelost? (‘meten is weten’)

Mijn Ideeën

Constateringen I Materie is te beschrijven als deeltje én als golf. of Materie is in werkelijkheid zowel een deeltje en een golf. De natuurkundige zou moeten zeggen: “Ik weet niet wat het in het echt is.” Nu de filosoof.

Kopenhaagse Uitspraken Electron (Blskjklzn) Interferentie Zegt iets over De natuurkundige baseert zijn uitspraken dus op indirecte waarnemingen.

Constateringen II Termen zoals Energie en Kracht zijn, net als het Onzekerheidsprincipe, alleen maar te concluderen uit latere waarneming, maar niet direct meetbaar. ‘Concluderen’ = rationeel = verwerpelijk voor natuurkundige! Theorie = verzameling systematische uitspraken om te verklaren. In het algemeen is een verklarende theorie dus niet te verifiëren, behalve zijn consequenties voor de waarneembare wereld!

Quantummechanica Creativiteit Waargenomene Theorie (Wiskundige Beschrijving) Verklaart Q.M. Impliceert Natuurkunde Metafysica Opvatting / Beeld van de werkelijkheid

Wat er gebeurt Het feit dat we waarnemen (detector-verhaal) ‘Ding an sich’ (niet direct waarneembaar) Waargenomene Interpretatie Normale Theorie (Berkeley zou denk ik willen dat ik dit schrapte)

Wat er gebeurt Het feit dat we waarnemen (detector-verhaal) ‘Ding an sich’ (niet direct waarneembaar) Waargenomene Interpretatie Quantum-mechanica

Volgens Mij Berkeley: Esse est percipi Een electron bestaat pas als het door ons waargenomen wordt. Kopenhagen: Een klein deeltje (zoals electron) bestaat pas na waarneming. Een voetbal bestaat al wel (daarom interfereert die niet). Quantummechanica maakt onderscheid tussen micro en macro. Berkeley niet.

Conclusies Berkeley en de quantummechanica zeggen fundamenteel verschillende dingen. Berkeley: esse est percipi Q.M.: esse est posse percipi, alleen kleine deeltjes Quantummechanica treedt met haar uitspraken op metafysisch grondgebied, tenzij aan het Heisenberg Onzekerheidsprincipe toegevoegd wordt dat de uitspraken alleen als beschrijvingen opgevat moeten worden.

“God dobbelt niet.” EINSTEIN Vragen