Mechanika kwantowa jako źródło nowych problemów filozoficznych

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Świadomość a paradoksy mechaniki kwantowej
Advertisements

1 TREŚĆ UMOWY O PRACĘ : Umowa o pracę określa strony umowy, rodzaj umowy, datę jej zawarcia oraz warunki pracy i płacy, w szczególności: 1) rodzaj pracy,
Blok I: PODSTAWY TECHNIKI Lekcja 7: Charakterystyka pojęć: energia, praca, moc, sprawność, wydajność maszyn (1 godz.) 1. Energia mechaniczna 2. Praca 3.
Równowaga chemiczna - odwracalność reakcji chemicznych
EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY I WEWNĘTRZNY KRZYSZTOF DŁUGOSZ KRAKÓW,
1 Dr Galina Cariowa. 2 Legenda Iteracyjne układy kombinacyjne Sumatory binarne Sumatory - substraktory binarne Funkcje i układy arytmetyczne Układy mnożące.
Plan Czym się zajmiemy: 1.Bilans przepływów międzygałęziowych 2.Model Leontiefa.
Tworzenie odwołania zewnętrznego (łącza) do zakresu komórek w innym skoroszycie Możliwości efektywnego stosowania odwołań zewnętrznych Odwołania zewnętrzne.
Zajęcia 1-3 Układ okresowy pierwiastków. Co to i po co? Pojęcie masy atomowej, masy cząsteczkowej, masy molowej Proste obliczenia stechiometryczne. Wydajność.
GRUPY I ZESPOŁY © dr E.Kuczmera-Ludwiczyńska, mgr D.Ludwiczyński.
Teoria gry organizacyjnej Każdy człowiek wciąż jest uczestnikiem wielu różnych gier. Teoria gier zajmuje się wyborami podejmowanymi przez ludzi w warunkach.
Ryzyko a stopa zwrotu. Standardowe narzędzia inwestowania Analiza fundamentalna – ocena kondycji i perspektyw rozwoju podmiotu emitującego papiery wartościowe.
Mikroekonomia dr hab. Maciej Jasiński, prof. WSB Wicekanclerz, pokój 134A Semestr zimowy: 15 godzin wykładu Semestr letni: 15.
Dyfrakcja elektronów Agnieszka Wcisło Gr. III Kierunek Zarządzanie i Inżynieria Produkcji Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Katedra Ekonomiki i Zarządzania.
EWALUACJA PROJEKTU WSPÓŁFINANSOWANEGO ZE ŚRODKÓW UNII EUROPEJSKIE J „Wyrównywanie dysproporcji w dostępie do przedszkoli dzieci z terenów wiejskich, w.
Kwantowy opis atomu wodoru Łukasz Palej Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek Górnictwo i Geologia Kraków, r
Wypadkowa sił.. Bardzo często się zdarza, że na ciało działa kilka sił. Okazuje się, że można działanie tych sił zastąpić jedną, o odpowiedniej wartości.
EWALUACJA JAKO ISTOTNY ELEMENT PROJEKTÓW SYSTEMOWYCH Sonia Rzeczkowska.
Zmienne losowe Zmienne losowe oznacza się dużymi literami alfabetu łacińskiego, na przykład X, Y, Z. Natomiast wartości jakie one przyjmują odpowiednio.
Doświadczenie Michelsona i Morleya Monika Wojciechowska II stopnień ZiIP Grupa 3.
Przygotowały: Laura Andrzejczak oraz Marta Petelenz- Łukasiewicz z klasy 2”D”
Radosław Stefańczyk 3 FA. Fotony mogą oddziaływać z atomami na drodze czterech różnych procesów. Są to: zjawisko fotoelektryczne, efekt tworzenie par,
Funkcja liniowa Przygotował: Kajetan Leszczyński Niepubliczne Gimnazjum Przy Młodzieżowym Ośrodku Wychowawczym Księży Orionistów W Warszawie Ul. Barska.
© Prof. Antoni Kozioł, Wydział Chemiczny Politechniki Wrocławskiej MATEMATYCZNE MODELOWANIE PROCESÓW BIOTECHNOLOGICZNYCH Prezentacja – 4 Matematyczne opracowywanie.
1 Organizacje a kontrakt psychologiczny We współczesnym świecie człowiek otoczony jest szeregiem kontraktowych zobowiązań. To pewien rodzaj powiązań, zależności,
KOSZTY W UJĘCIU ZARZĄDCZYM. POJĘCIE KOSZTU Koszt stanowi wyrażone w pieniądzu celowe zużycie majątku trwałego i obrotowego, usług obcych, nakładów pracy.
Model Przejść Międzyoperatorskich (na podstawie uwag i rekomendacji izb oraz operatorów) Warszawa, 16 czerwca 2008 r.
KOMBINATORYKA.
Analiza spektralna. Laser i jego zastosowanie.
S PÓR O UNIWERSALIA. Spór o uniwersalia - filozoficzny problem dotyczący statusu pojęć ogólnych (uniwersaliów, powszechników), historycznie przybierał.
„Jak zwiększyć bezpieczeństwo uczestników ruchu drogowego?” Co nam dała realizacja projektu?
Teoria masowej obsługi Michał Suchanek Katedra Ekonomiki i Funkcjonowania Przedsiębiorstw Transportowych.
Menu Jednomiany Wyrażenia algebraiczne -definicja Mnożenie i dzielenie sum algebraicznych przez jednomian Mnożenie sum algebraicznych Wzory skróconego.
Metody sztucznej inteligencji - Technologie rozmyte i neuronowe 2015/2016 Perceptrony proste nieliniowe i wielowarstwowe © Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab.
Cząstki elementarne. Model standardowy Martyna Bienia r.
Elektron(y) w atomie - zasada nieoznaczoności Heisenberga - orbital atomowy (poziom orbitalny) - kontur orbitalu - reguła Hunda i n+l - zakaz Pauliego.
Renata Maciaszczyk Kamila Kutarba. Teoria gier a ekonomia: problem duopolu  Dupol- stan w którym dwaj producenci kontrolują łącznie cały rynek jakiegoś.
Filozoficzne zagadnienia mechaniki kwantowej Kwantowy charakter zjawisk, dualizm korpuskularno-falowy Andrzej Łukasik Instytut Filozofii Uniwersytet Marii.
Dorota Kwaśniewska OBRAZY OTRZYMYWA NE W SOCZEWKAC H.
Budżetowanie kapitałowe cz. III. NIEPEWNOŚĆ senesu lago NIEPEWNOŚĆ NIEMIERZALNA senesu strice RYZYKO (niepewność mierzalna)
 Austriacki fizyk teoretyk,  jeden z twórców mechaniki kwantowej,  laureat nagrody Nobla ("odkrycie nowych, płodnych aspektów teorii atomów i ich zastosowanie"),
O PARADOKSIE BRAESSA Zbigniew Świtalski Paweł Skałecki Wydział Matematyki, Informatyki i Ekonometrii Uniwersytet Zielonogórski Zakopane 2016.
Andrzej Łukasik Zakład Ontologii i Teorii Poznania
Test analizy wariancji dla wielu średnich – klasyfikacja pojedyncza
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej
Systemy wizyjne - kalibracja
Binarny sumator. Binarny sumator Konieczność zmniejszania wymiarów Dominacja efektów kwantowych.
Filozoficzne zagadnienia mechaniki kwantowej
Przejście zakładu pracy na innego pracodawcę
dr Genowefa Janczewska-Korczagin
Liczby pierwsze.
Podstawy automatyki I Wykład /2016
Elementy fizyki kwantowej i budowy materii
Mechanika kwantowa dla niefizyków
Języki programowania.
Tensor naprężeń Cauchyego
Porównywanie średnich prób o rozkładach normalnych (testy t-studenta)
FORMUŁOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH
REGRESJA WIELORAKA.
Wyrównanie sieci swobodnych
Mechanika kwantowa jako źródło nowych problemów filozoficznych
Prawa ruchu ośrodków ciągłych c. d.
Wyrok WSA w Bydgoszczy z dnia 27 października 2016 r., I SA/Bd 613/16
Program na dziś Wprowadzenie Logika prezentacji i artykułu
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej
WYBRANE ZAGADNIENIA PROBABILISTYKI
Filozoficzne zagadnienia mechaniki kwantowej
Zapis prezentacji:

Mechanika kwantowa jako źródło nowych problemów filozoficznych Andrzej Łukasik Instytut Filozofii Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej lukasik@bacon.umcs.Lublin.pl www.umcs.lublin.pl

Mechanika kwantowa… … i filozofia 90 lat nieustannych sukcesów w poznaniu mikroświata (W. Heisenberg – 1925, E. Schrödinger – 1926) Najdoskonalsza i najdokładniejsza teoria w historii nauki (moment magnetyczny elektronu – dokładność 10-11) Bogactwo zastosowań praktycznych (fotokomórki, lasery, komputery…) Przełomowe pojęcia: superpozycja, nieoznaczoność, komplementarność, splątanie… – zagadki i paradoksy – nieadekwatność zdroworozsądkowego obrazu świata … i filozofia QM jako źródło nowych problemów filozoficznych – niemożliwych do postawienia i rozważania poza kontekstem teoretycznym teorii. www.umcs.lublin.pl

Zagadnienie kategorii ontologicznej mikroobiektów CM cząstki – niepodzielne, niezmienne, dobrze zlokalizowane czasoprzestrzennie, zindywidualizowane substancjalne byty jednostkowe, posiadające pewien zestaw obiektywnych właściwości rzeczy – jednostkowość, konkretność, dookreśloność charakterystyki treściowej, trwanie w czasie fale – proces: drgania ośrodka materialnego (obiekty niesamoistne) QM dualizm korpuskularno-falowy: pojedyncze mikroobiekty wykazują w różnych sytuacjach własności falowe i korpuskularne Czy elektrony, fotony itd. można zaliczyć do ontologicznej kategorii rzeczy? www.umcs.lublin.pl

Niels Bohr – zasada komplementarności Dwa wykluczające się nawzajem z punktu widzenia fizyki klasycznej opisy mikroobiektu (jako cząstki albo jako fali) należy uznać za komplementarne, to znaczy odnoszące się do różnych wykluczających się nawzajem sytuacji obserwacyjnych i uzupełniające się do całości. Komplementarne opisy uzupełniają się do pełnej wiedzy o układzie. Problem: brak poglądowego modelu mikroobiektów, niewyobrażalność mikroświata, niemożliwość obiektywizacji rezultatów doświadczenia, nieadekwatność tradycyjnych kategorii ontologicznych… Pojęcia „cząstki” i „fali” jako metafory www.umcs.lublin.pl

Zagadnienie dookreśloności charakterystyki treściowej mikroobiektów rzeczy – dookreśloność charakterystyki treściowej QM – wielkości fizyczne mierzalne (obserwable) reprezentowane przez operatory hermitowskie w zespolonej przestrzeni Hilberta Dla niekomutujących operatorów pary wielkości sprzężonych nie przysługują cząstce kwantowej równocześnie (nie można ich równocześnie zmierzyć z dowolną dokładnością) Przykład: zasada nieoznaczoności Heisenberga Problem: czy mikroobiekty mają „miejsca niedookreślenia”? www.umcs.lublin.pl

Zagadnienie indywidualności cząstek identycznych Leibniz: zasada identyczności obiektów nieodróżnialnych (principium identitatis indiscernibilium): „Nie istnieją nierozróżnialne dwa indywidua […] Jeśli dane są dwie rzeczy nierozróżnialne, to dana jest rzecz ta sama pod dwiema nazwami”. Duns Szkot: haecceitas (ecceitas) Współczesna terminologia: haecceity, primitive thisness, transcendental indyviduality Cząstki klasyczne (rozróżnialne): statystyka Maxwella–Boltzmanna. Dla n cząstek i m dostępnych dla nich stanów liczba możliwych układów: NM–B (n, m) = mn Dla dwóch cząstek klasycznych 3 i 4 reprezentują różne sytuacje fizyczne 1 AB 2 3 A B 4 www.umcs.lublin.pl

Zagadnienie indywidualności cd. Bozony: statystyka Bosego–Einsteina dla n cząstek i m stanów: NB–E (n, m) = Stan 3 (symetryczny) jest liniową superpozycją stanów 1 i 2. Permutacja stanów cząstek nie prowadzi do powstanie nowego stanu rzeczy (nierozróżnialne). Fermiony: statystyka Fermiego-Diraca (zakaz Pauliego) NF–D (n, m) = 1 XX 2 3 X 1 X www.umcs.lublin.pl

Zagadnienie indywidualności – problemy Jak rozumieć stan symetryczny? …cząstka elementarna znajduje się „częściowo” w stanie 1 i „częściowo” w stanie 2… Czy w mechanice kwantowej naruszona jest zasada Leibniza, czy mikroobiekty nie są indywiduami, do których nie stosuje się pojęcie numerycznej odrębności? Propozycje (P. Teller): analogia między monetami w banku (indywidua – klasyczne cząstki) a gospodarką bezgotówkową (jednostki na koncie) www.umcs.lublin.pl

Problem pomiaru CM: pomiar odzwierciedla obiektywny stan rzeczy – otrzymujemy informację o własnościach obiektu, jakie posiadał przed pomiarem i niezależnie od pomiaru QM: zasadniczo różne procedury stosowane do opisu układu swobodnie ewoluującego U i procesu pomiaru R U: równanie Schrödingera (ciągłość, determinizm) R: redukcja wektora stanu (nieciągłość, indeterminizm) Przed pomiarem (superpozycja stanów): Pomiar (redukcja): Prawdopodobieństwo www.umcs.lublin.pl

Mechanika kwantowa i granice poznania CM – ideał deterministycznej przewidywalności (demon Laplace’a) „Jeśli oryginalnym celem fizyki było – a wszyscy sądzili, że tak właśnie było – poznanie praw, które pozwolą w danej sytuacji przewidzieć, co się stanie dalej, to w pewnym sensie fizycy skapitulowali”. (R. P. Feynman) „Nie jesteśmy w stanie opisać tego, co się dzieje między dwiema następującymi po sobie obserwacjami” (W. Heisenberg) Problemy: Dlaczego w QM obowiązują dwie różne procedury (U, R)? Czym pomiar różni się od innych oddziaływań? Jakie czynniki odpowiedzialne są za redukcję wektora stanu? www.umcs.lublin.pl

Paradoks kota Schrödingera E. Schrödinger (1935) – eksperyment myślowy, mający wykazać absurdalność kopenhaskiej interpretacji QM Przed pomiarem układ znajduje się w superpozycji stanów: Pomiar: redukcja wektora stanu: kot żywy albo martwy Problem: czy układ makroskopowy (np. kot) może znajdować się w superpozycji stanów? Czy do wykonania pomiaru potrzebny jest świadomy obserwator? www.umcs.lublin.pl

Interpretacje mechaniki kwantowej a ontologia świata realnego Wielość interpretacji QM – brak jednolitej wizji świata Interpretacja kopenhaska (Bohr, Heisenberg) – celem nauki jest „ustanowienie ilościowych zależności między wynikami pomiarów” (antyrealizm) Wielość interpretacji – Wiele światów (Everett, Deutsch), ukryty porządek (Bohm), interpretacja transakcyjna (Cramer), całki po trajektoriach (Feynman), obiektywna redukcja (Penrose) – interpretacje empirycznie równoważne implikują radykalnie odmienne ontologie… www.umcs.lublin.pl

Eksperyment z opóźnionym wyborem J. A. Wheeler Możemy zdecydować, czy zablokować jedną z dróg już po tym, jak foton oddziaływał z BS1 Zablokowanie – foton porusza się po drodze d albo po u – może trafić do D1 lub D2 Następuje redukcja wektora stanu fotonu albo Obie drogi otwarte – interferencja, foton porusza się po dwóch drogach równocześnie Problem: jak nasza decyzja może mieć wpływ na zachowanie fotonu w przeszłości? Wersja kosmiczna eksperymentu – źródło fotonów: kwazar odległy o 5 mld lat: Foton został wyemitowany, gdy nie istniała jeszcze Ziemia. Zblokowanie jednej drogi – foton porusza się po jednej drodze Obie drogi otwarte – foton porusza się po dwóch drogach równocześnie www.umcs.lublin.pl

Pomiar zerowy Problem testowania bomb Elitzura I Vaidmana Bomby mają zapalniki zepsute albo sprawne Zapalnik (przymocowany do Z1) reaguje nawet na pojedynczy foton (wybuch) Jak wyselekcjonować sprawne bomby? CM – zadanie nie ma rozwiązania. QM: Bomba zepsuta – zapalnik działa jak zwierciadło: interferencja – fotony docierają do D1 Bomba sprawna – zapalnik działa jak przyrząd pomiarowy (redukcja wektora stanu) 1. Redukcja oddziaływanie – tracimy bombę 2. Redukcja brak oddziaływania – bomba sprawna (fotony do D2) Pomiar bez oddziaływania: przyrząd (zapalnik bomby) dokonuje pomiaru, że foton do niego nie dotarł. Problem: czy przyczyną zdarzeń mogą być kontrfakty – zdarzenia, które się nie zdarzyły, choć mogły się zdarzyć. www.umcs.lublin.pl

Kwantowe splątanie a stosunek całości do części 1935 Eksperyment myślowy A. Einsteina, B. Podolskiego i N. Rosena Stan splątany stan układu złożonego jest dobrze określony, stany poszczególnych cząstek w ogóle nieokreślone – antyredukcjonizm Pomiar spinu jednej cząstki w A ustala stan spinu drugiej cząstki w dowolnie odległym obszarze B bez fizycznego oddziaływania (Einstein: „upiorne działanie na odległość”) J. Bell (1964) – nierówność Bella, założenia: realizm + lokalność A. Aspect (1982) – empiryczna falsyfikacja nierówności Bella Problem: możliwość lokalnej i realistycznej interpretacji QM www.umcs.lublin.pl

QM a problem obiektywności poznania „…wyniku obserwacji nie możemy uznać za całkowicie obiektywny i nie możemy opisać tego, co zachodzi pomiędzy jednym pomiarem a drugim. Zdaje się to świadczyć, że wprowadziliśmy do teorii element subiektywizmu i że trzeba powiedzieć: to, co zachodzi, zależy od naszego sposobu obserwacji a nawet od samego faktu obserwacji” (W. Heisenberg, Fizyka a filozofia, 33) „Tak jak zasada względności wyraża istotną zależność każdego zjawiska od układu odniesienia określającego położenie w czasie i przestrzeni, tak zasada komplementarności symbolicznie wyraża zachodzące w fizyce atomowej podstawowe ograniczenie obiektywnego istnienia zjawisk niezależnych od ich środków obserwacji” (N. Bohr, Fizyka atomowa a wiedza ludzka, 17-18) www.umcs.lublin.pl

QM a prawdopodobieństwo i logika kwantowa G. Birkhoff i J. von Neumann (The Logic of Quantum Mechanics, 1936) – mechanika kwantowa zakłada różną od klasycznej logikę, zwaną logiką kwantową. Interpretacja rachunku podprzestrzeni przestrzeni Hilberta jako rachunku zdań oraz interpretacja iloczynu, sumy i dopełnienia ortogonalnego podprzestrzeni jako spójników „i”, „lub” oraz „nie” - dla operatorów rzutowych reprezentujących wielkości fizyczne, zwane sprzężonymi, odpowiadający im rachunek zdań nie tworzy algebry Boole’a. W logice kwantowej w odróżnieniu od logiki klasycznej nie jest spełnione prawo rozdzielności: Problem : czy logika jest empiryczna (np. H. Putnam)… www.umcs.lublin.pl