Fysikk og virkelighetsoppfatning Ex.Phil. forelesninger høsten 2007 Arnt Inge Vistnes a.i.vistnes@fys.uio.no http://folk.uio.no/arntvi/
MERK: Denne filen gir bare et rammeverk for mine forelesninger oktober 2007 med stikkord for min egen presentasjon. Filen vil ha liten verdi for dem som ikke var til stede ved en av de nevnte forelesningene.
I kursbeskrivelsen heter det bl.a.: Det blir lagt vekt på å vise hvordan verdensbilder vokste frem og avløste hverandre og hvordan denne utviklingen delvis har blitt drevet frem av en kontinuerlig kritisk stillingtagen til grunnleggende spørsmål som: Hva er viten? Hva kan man ha viten om? Hva er evidens eller belegg for våre teorier? Hva er sannhet? Hva er virkelig (sant)?
Videre heter det bl.a.: Det gis en fremstilling av sentrale epoker og tenkere i vår vestlige historie frem til og med vår egen tids naturvitenskapelige virkelighetsoppfatning. Et viktig tema er her hvilke utfordringer disse teoriene reiser for våre mer intuitive oppfatninger av oss selv og vår virkelighet.
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..
Fokus ved forelesningen i dag:...vår egen tids naturvitenskapelige virkelighetsoppfatning.... hvilke utfordringer disse teoriene reiser for våre mer intuitive oppfatninger...
Teorier innen dagens fysikk Newton/Galilei (mekanikk) 1687 Maxwell (elektromagnetisme) 1865 Einstein (relativitetsteori) 1905 Heisenberg/Schrödinger (kvantefysikk) 1925 - Strengteori / Theory of Everything 1984 -
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!
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.
Aftenposten 5. oktober 2005
Kvantefysikken: (Heisenbergs matriseteori 1925). Schrödinger-likningen 1926. Bølgefunksjon. Sannsynlighets-mål. Kollaps av bølgefunksjonen. Einstein: God does not play dice. Schrödingers katt. (Everett: Parallelle verdener.)
Løsning av Schrödingerlikningen for en partikkel i boks er en bølgefunksjon.
Kvadratet av bølgefunksjonen (til høyre) mener vi gir sannsynligheten for hvor i boksen vi vil finne partikkelen dersom vi foretar en måling.
Kvantefysikken: (Heisenbergs matriseteori 1925). Schrödinger-likningen 1926. Bølgefunksjon. Sannsynlighets-mål. Kollaps av bølgefunksjonen. Einstein: God does not play dice. Schrödingers katt. (Everett: Parallelle verdener.)
En bølgepakke for et elektron som farer av gårde et sted i rommet kan se f.eks. slik ut: Kvantemekanisk amplitude x t
Men hvilket bilde har vi da av elektronet? Kvantemekanisk amplitude x t?
Lys - bølge eller partikkel? Lys er i en særstilling: Ikke materie, går med lyshastigheten. Huygen / Newton 1687-1700. Young (+ Maxwell) 1807 (?) Einstein (+ Bohr etc) 1905. Komplementaritetsprinsippet (Bohr). de Broglie 1923, materiebølger.
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.
Bohr / Einstein, realisme / instrumentalisme: EPR-paper, 1935, 4 s, tankeeksperiment. To korrelerte fotoner hver sin vei. Har fotonet en egenskap før den måles? John Bell 1964, Bell s ulikhet. Aspect ca 1982. Har fotonene bare eskistens sammen, uavhengig av hvor langt de er fra hverandre? Stikkord: Årsaksbegrep, komplett teori.
Fortsatt diskusjon: Ingen enighet, som det også fremgår av denne boka fra 2006.
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!
Er Naturens kode funnet en gang for alle? Gaute Einevoll er en av dem som mener dette. Selv er jeg sterkt uenig!
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!
Fra kursbeskrivelsen igjen:... en kontinuerlig kritisk stillingtagen til grunnleggende spørsmål som: Hva er viten? Hva kan man ha viten om? Hva er evidens eller belegg for våre teorier? Hva er sannhet? Hva er virkelig (sant)?
Litteraturliste m.m. Mange gode populærvitenskapelige bøker. Spørsmålene vi stiller opptar mange! Har betydning for hvordan vi oppfatter verden. Fysikken er en av grunnvitenskapene som mange andre bygger på. Fysikk og filosofi nært knyttet i årtusener.
... onsdag og torsdag kveld vil jeg prate om originalartikkelen av Heisenberg. a.i.vistnes@fys.uio.no http://folk.uio.no/arntvi/