Eρμηνείες της κβαντoμηχανικής:
Ο Schrodinger και η γάτα του

Επιλογή άλλης ενότητας

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player


3) Επιστημολογικά σχόλια στην ερμηνεία της Κοπεγχάγης Bohr Heisemberg

Πριν προχωρήσω στην κριτική που άσκησε ο Schrödinger στη σχολή της Κοπεγχάγης μετά το 1930, θεωρώ απαραίτητο να σκιαγραφήσω την ερμηνεία της.

Ο φορμαλισμός της κβαντομηχανικής αφήνει το ερώτημα του τι είναι μια κβαντική οντότητα ανοιχτό. Ας το εξηγήσουμε λίγο αυτό: Στο πείραμα των δύο σχισμών φανερώνεται ο δυϊσμός κύματος και σωματιδίου. Λέγοντας ότι το ηλεκτρόνιο στο πείραμα αυτό εμφανίζει κυματικά χαρακτηριστικά και περνά κατά το ήμισυ από την κάθε μια σχισμή, ναι μεν κάνουμε μια μαθηματική περιγραφή αλλά δεν εξηγούμε τι είναι το ηλεκτρόνιο. Τέτοια ερωτήματα φαίνεται πως δεν μπορούν να απαντηθούν χωρίς την αποδοχή κάποιων υποθέσεων που ενδέχεται να είναι μεν επιστημολογικά αυτοσυνεπείς, αλλά δεν παύουν να είναι υποθέσεις.

Η ερμηνευτική τάση της κβαντομηχανικής από τη σχολή της Κοπεγχάγης σε γενικές γραμμές συγγένευε αρχικά με τον λογικό θετικισμό [8] (αν και πλέον φαίνεται να έχει αποδεσμευτεί από αυτόν). Ο θετικισμός δίνει απόλυτη προτεραιότητα στα αισθητηριακά δεδομένα και στις έννοιες που προκύπτουν από αυτά και όχι στα όντα καθ' εαυτά. Η φιλοσοφία αυτή παρακάμπτει τα ερμηνευτικά και οντολογικά προβλήματα της φυσικής και έτσι «απαλλάσσει» την κβαντομηχανική από τέτοια δύσκολα ζητήματα ισχυριζόμενη ότι δεν έχουν νόημα. Π.χ. το ερώτημα για τη φύση του ηλεκτρονίου στερείται νοήματος και οι δυσχέρειες κατανόησης που έχουμε προέρχονται από την παραπλανητική μας επιθυμία να «δούμε πίσω» από τα πειραματικά δεδομένα και τις εξισώσεις που τα περιγράφουν.

Ο θετικισμός έχει έναν αντιμεταφυσικό χαρακτήρα. Ο Καντ είχε δείξει ότι η γνώση που έχουμε για τον κόσμο δεν μπορεί να είναι άμεση, επομένως το ερώτημα για τα πράγματα καθ' εαυτά έχει μεταφυσικό χαρακτήρα. Ο θετικισμός ήταν η αντίδραση απέναντι στη μεταφυσική και τον ιδεαλισμό και γι' αυτό αρνείται οποιαδήποτε οντολογία. Από την άποψη αυτή, μόνο επιφανειακή ομοιότητα υπάρχει μεταξύ του θετικισμού και της σχολής της Κοπεγχάγης. Ναι μεν, στον πυρήνα της ερμηνείας της υπάρχει η θέση ότι δεν έχει νόημα να συζητάμε για τη φύση του κβαντωμένου σωματιδίου, αλλά όχι απαραίτητα για λόγους αρχής, όπως στον θετικισμό. Ο λόγος που δεν έχει νόημα είναι ότι η κβαντική φύση δεν μπορεί να προσεγγιστεί με κλασικούς όρους, τους οποίους μπορούμε οι άνθρωποι να χειριστούμε ως εργαλεία. Η σχολή δεν αρνείται την ύπαρξη κβαντικής φύσης, αλλά θεωρεί ότι, αν υπάρχει, οι γνωστικές και λεκτικές δυνατότητες του ανθρώπου δεν επαρκούν για να την περιγράψουν. Το μόνο που μπορούν να κάνουν είναι να πουν κάποια πράγματα για αυτήν. Ο Bohr, λοιπόν, θεώρησε ότι, δεδομένης της περιορισμένης σε κλασικά πλαίσια αναπαραστατικήςμας ικανότητας, πρέπει να εισάγουμε την αρχή της συμπληρωματικότητας. Σύμφωνα με αυτήν, η φύση του σωματιδίου είναι τέτοια που μπορούμε να την περιγράψουμε με δύο διαφορετικούς αλλά αμοιβαία αποκλειόμενους τρόπους. Ισχυρίστηκε ότι οι δύο τρόποι συνιστούν την οντολογία του σωματιδίου και ότι η περιγραφή αυτή έχει νόημα αποκλειστικά στα πλαίσια του πειράματος. Το πείραμα είναι αυτό που καθορίζει ποιος από τους δύο τρόπους περιγραφής της κατανόησης του σωματιδίου είναι ο κατάλληλος.

Οι συσκευές μετρούν μεγέθη κλασικής οντολογίας και είναι αυτά τα φυσικά μεγέθη που υπολογίζει ο μαθηματικός φορμαλισμός. Για παράδειγμα, η ταχύτητα ορίζεται στα πλαίσια των κλασικών περιγραφών. Μπορεί να οριστεί με τον ίδιο τρόπο και στον κβαντικό κόσμο; Ο Bohr λέει όχι ακριβώς αλλά υπάρχει κάποιο κβαντικό μέγεθος που είναι ανάλογο με την ταχύτητα (αρχή της αντιστοιχίας). Αυτό το μέγεθος μπορούμε να το ορίσουμε μόνο σε σχέση με το πείραμα που εκτελούμε. Δηλαδή κάθε σωματίδιο δείχνει διαφορετικό πρόσωπο ανάλογα με αυτό που θέλουμε να μετρήσουμε και με τον τρόπο που το κοιτάμε. Για παράδειγμα, στο πείραμα των δύο σχισμών, αν κοιτάξουμε το ηλεκτρόνιο, αυτό θα συμπεριφερθεί σαν σωματίδιο. Αν δεν το κοιτάξουμε θα συμπεριφερθεί σαν κύμα.

Έτσι δεν έχει νόημα να ψάχνουμε για την ενιαία φύση του της κβαντικής οντότητας. Η ερμηνεία της Κοπεγχάγης λέει ότι δεν έχει νόημα να συζητάμε για την ερμηνεία της ψ.

Η αρχή της συμπληρωματικότητας είναι ο οντολογικός πυρήνας της ερμηνείας της Κοπεγχάγης. Είναι ένα βήμα πέραν του θετικισμού αφού μιλά για το «είναι» των σωματιδίων. Αλλά μάς αποτρέπει από να ζητούμε πλήρη ερμηνεία. Στην πραγματικότητα αφήνει εκκρεμές ένα καίριο ερώτημα: Η συμπληρωματικό- τητα είναι αρχή οντολογικής ή επιστημολογικής φύσης; Μια κβαντική οντότητα είναι είτε κύμα είτε σωματίδιο ή μια κβαντική οντότητα μπορούμε να τη γνωρίσουμε είτε ως κύμα είτε ως σωματίδιο; [9]

 

Υποσημειώσεις:

[8]: Ο λογικός θετικισμός υποστηρίζει ότι κάθε μεταφυσική είναι χωρίς νόημα. Σύμφωνα με την "αρχή της επαληθευσιμότητας" των θετικιστών, μια πρόταση έχει νόημα αν και μόνο αν μπορεί να αποδειχθεί, κατ' αρχήν, ότι είναι σωστή ή λάθος με εμπειρικές μεθόδους. Μεταφυσικές προτάσεις δεν μπορούν να αποδειχθούν με εμπειρικά μέσα οπότε και στερούνται νοήματος. Οι επικριτές του λογικού θετικισμόυ έχουν σημειώσει ότι μιας και η "αρχή της επαλήθευσιμότητας" δεν μπορεί και αυτή να αποδειχθεί εμπειρικά, είναι και αυτή χωρίς νόημα.

[9]: Σε ένα πρώτο επίπεδο, το οντολογικό ενδιαφέρον μιας θεωρίας αφορά στην απόδοση συγκεκριμένων και σαφώς προσδιορισμένων ιδιοτήτων σε μια οντότητα (οι οποίες ιδιότητες έχουν συγκεκριμένες τιμές). Ωστόσο σε ένα δεύτερο επίπεδο το πρόβλημα μετατίθεται στο τι σημαίνουν αυτές οι τιμές. Π.χ. τι μπορεί να σημαίνει η τιμή της ιδιοστροφορμής ενός ηλεκτρονίου, που εμφανίζει κυματική συμπεριφορά και έχει συγκεκριμένο μήκος κύματος; Ποιο είναι το διαισθητικό νόημα της περιστροφής ενός κύματος γύρω από τον εαυτό του; Αν δεν υπάρχει τέτοιο νόημα, καταλήγουμε στο ότι ένα σωματίδιο είναι απλά μια σειρά από τιμές που αποδίδονται σε μη κατανοητά μεγέθη. Το δεύτερο μέρος του οντολογικού ζητήματος αποτελεί ουσιαστικά μεταφυσικό ερώτημα, εφ' όσον δεν μπορεί να αποδειχθεί εμπειρικά.

  Δείτε τη συνέχεια: επόμενο
Ή μεταβείτε στην ενότητα:
Σφάλμα. Ο περιηγητής σας θα έπρεπε να δείχνει περιεχόμενο flash. Για να το δείτε παρακαλούμε εγκαταστείστε / ενεργοποιήστε το flash player.

Get Adobe Flash player

1 Η επίδραση των φιλοσοφικών πεποιθήσεων του Schrodinger στην ερμηνεία του για την κβαντική μηχανική
2 Η πρώιμη κυματομηχανική ερμηνεία του Schrοdinger
3 Η κριτική στην πρώιμη κυματομηχανική ερμηνεία του Schrοdinger
4 Άλλες ερμηνείες της περιόδου 1926-1927 και πειραματικά δεδομένα
5 Η εγκατάλειψη των κυματομηχανικών ερμηνειών
6 Συγκρίνοντας τις ερμηνευτικές προσεγγίσεις των Schrödinger και Bohr
7 Επιστημολογικά σχόλια στην ερμηνεία της Κοπεγχάγης
8 Η συμβολή του Schrödinger στην αντίδραση προς τη σχολή της Κοπεγχάγης
9 Η αναβίωση της κυματομηχανικής περιγραφής του Schrödinger, το 1935
10 Εισαγωγικές παρατηρήσεις για τους «ασκούς» που άνοιξε η γάτα του Schrodinge
11 Η «κβαντική γάτα» και η κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης
12 Η «κβαντική γάτα» και η ερμηνεία των πολλαπλών κόσμων
13 Πειραματικές απόπειρες δημιουργίας μιας «μικρής γάτας» του Schrodinger
14 Οι θέσεις του Schrοdinger για την κβαντομηχανική, ιδωμένες σήμερα