Fysikk og virkelighetsoppfatning

Transkript

1 Fysikk og virkelighetsoppfatning Ex.Phil. forelesning Arnt Inge Vistnes arntvi

2 MERK: Denne filen gir bare et rammeverk for min forelesning (stikkord for egen presentasjon). Filen vil ha liten verdi for dem som ikke var til stede ved forelesningen.

3 Innhold i mitt kapittel i læreboka: 1. Byggesteiner i naturen. 2. Teorier innen dagens fysikk. 3. Drivkrefter for dannelse av nye teorier. 4. Lys - bølge eller partikkel? 5. Formell basis for kvantefysikken. 6. Filosofiske konsekvenser. 7. Slutt-tanker. 8. Litteraturliste..

4 Fokus ved forelesningen i dag: Hvordan virker fysikkens teorier inn på virkelighetsoppfatningen til filosofer og folk flest?

5 Morsommere enn det pleier: H

6 Fields Medal 2010: Cédric Villani Can one predict the fate of the Solar system? 30. sep :15-13:00, Sophus Lies Auditorium, UiO Abstract: I will present in an informal way the question of mathematical prediction of the Solar system on very long periods of time, an issue which since Newton has fascinated some of the best mathematicians and physicists of their time, and triggered whole new scientific theories.

7 Teorier innen dagens fysikk Newton/Galilei (mekanikk) 1687 Maxwell (elektromagnetisme) 1865 Einstein (relativitetsteori) 1905 Heisenberg/Schrödinger (kvantefysikk) Strengteori / Theory of Everything Fokuserer på filosofiske og vitenskapsteoretiske aspekter! (Determinisme, presisering, inkonsistens)

8 Determinisme: Newtons lover, enorm innflytelse (Kant).... men er Newtons determinisme en illusjon? Kaotiske system. Problemet med å bestemme posisjon og hastighet samtidig. Heisenbergs uskarphetsrelasjon. Ikke mulig å konkludere entydig!

9 Relativitetsteorien(e): Tid og rom synes ikke å eksistere helt uavhengig av hverandre. Tid påvirkes av f.eks. gravitasjon. Lyshastigheten får en magisk karakter. Åpner i prinsippet opp for tidsreiser. Masse og energi kan gå over i hverandre. Vi er stjernestøv! Kosmologi, gir nye perspektiver på livet.

10 Relativitetsteoriene i perspektiv: Einstein våget å påstå at rom og tid var forbundet. Han våget å si at klokker går forskjellig også ved ulik gravitasjon, og at masse har energi. Kosmologer har siden våget å forsøke å beskrive hvordan verden har oppstått og utviklet seg. Men det ligger empiriske undersøkelser i bunn!!! Jamfør prof. Raino Malnes

11 Aftenposten 5. oktober 2005

12 Kvantefysikken: (Heisenbergs matriseteori 1925). Schrödinger-likningen Bølgefunksjon. Sannsynlighets-mål.

13 Kollaps av bølgefunksjonen Eksempel: Schrödingers katt. Figur hentet fra Wikipedia oktober 2010

14 Kollaps av bølgefunksjonen Eksempel: Schrödingers katt. Einstein: God does not play dice. Figur hentet fra Wikipedia oktober 2010

15 Grunnleggende spørsmål: Eksisterer verden uavhengig av vår bevissthet om den? (realisme, Aristoteles, Aquinas, Einstein) Det er vår bevissthet som skaper realitet. (idealisme, Platon, Berkeley, Hegel)

16 Everett: Parallelle verdener. Min mening: Dette er absurd... men mange er tilhengere av ideen! Figur hentet fra Wikipedia oktober 2010

17 Fortsatt diskusjon: Ingen enighet, som det også fremgår av denne boka og mange andre bøker fram til dags dato.

18 Litt vitenskapshistorie som kanskje også har paralleller i ditt fag?

19 Lys - bølge eller partikkel? Lys er i en særstilling: Ikke materie, går med lyshastigheten. Huygen / Newton Young (+ Maxwell) 1807 (?) Einstein (+ Bohr etc) Komplementaritetsprinsippet (Bohr).

20 Lys - bølge eller partikkel? Lys er i en særstilling: Ikke materie, går med lyshastigheten. Huygen / Newton Young (+ Maxwell) Einstein (+ Bohr etc) Komplementaritetsprinsippet (Bohr). Vi er nå her: 2011.

21 Drivkrefter for dannelse av nye teorier: Enkelhetens prinsipp. Ockhams barberkniv (1300-tallet). Naturen velger enkleste vei. Systematisering av kunnskap. Fjerne logiske inkonsistenser. Beskrive nyoppdaget egenskap ved naturen. Ønske om å kunne forutsi hva som vil skje.

22 Til slutt litt om et dillemma vi som rir oss i dag: Sammenfiltrede fotoner

23 Einstein / Bohr, realisme / instrumentalisme: EPR-paper, 1935, 4 s, tankeeksperiment. To korrelerte fotoner hver sin vei. Har fotonet en egenskap før det måles? John Bell 1964, Bell s ulikhet. Aspect ca Har fotonene bare eskistens sammen, uavhengig av hvor langt de er fra hverandre? Stikkord: Årsaksbegrep, komplett teori.

24 Oppsummering: Newtons lover: Determinisme da og nå. Relativitetsteori: Ville ideer, men testbare! Kvantefysikk: Filosofiske/etiske spørsmål dukker opp i enhver vitenskap! Vitenskapshistorie: Aktørene er mennesker på godt og vondt! Aktuelt problem i dag: Hvor villige skal vi være i å forkaste viktige prinsipper?

25 Slutt-tanker: Har vi funnet svaret? (Naturens kode?) Selvtilfredshet mange ganger tidligere. Stor kontrast mellom evne til å forutsi eksperimentelle resultater og evne til å forklare noe ut over dette. Realisme vs instrumentalisme rir oss! Nå mulig å stå opp mot majoriteten, jeg tyder dette dithen at vi snart får et nytt paradigmeskifte! Gleder meg!

26 Er Naturens kode funnet en gang for alle? Gaute Einevoll er en av dem som mener dette. Selv er jeg sterkt uenig!

27 Slutt-tanker: Har vi funnet svaret? (Naturens kode?) Selvtilfredshet mange ganger tidligere. Stor kontrast mellom evne til å forutsi eksperimentelle resultater og evne til å forklare noe ut over dette. Realisme vs instrumentalisme rir oss! Nå mulig å stå opp mot majoriteten, jeg tyder dette dithen at vi snart får et nytt paradigmeskifte! Gleder meg!

28 Professor Raino Malnes, Universitas sept 2010: Innføring i fysikk vil lære studentene betydningen av spekulasjon i god vitenskap. Poesi kan oppøve forståelsen av hvor vanskelig det er å si noe på en treffende og forståelig måte. Poenget er ikke i og for seg at studentene skal lære fysikk, men fysikken kan lære dem å slippe tanken og fantasien løs, tørre å leke med ideer som er litt ville men som likevel har empiriske undersøkelser i bunn.

29 Takk for oppmerksomheten!