Metafysica,%20Kwantummechanica - PowerPoint PPT Presentation

Title: Metafysica,%20Kwantummechanica


1
Metafysica, Kwantummechanica En de
werkelijkheid?
Presentatie Profielwerkstuk

• Floris van Vugt, 6v

2
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?

3
Inhoud

• Basiskennis Quantummechanica
• Basiskennis Filosofie
• wetenschapsfilosofie
• kennisleer
• Interpretatie van Quantummechanica

4
Quantummechanica

• De Achtergronden

5
Newton

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

6
Wat is licht?

• Geen massa
• Energie
• Superpositie
• Golf of deeltje?

7
Hoe te antwoorden?

• Filosofie
• wat is het?
• hoe zie je dat?

• Natuurkunde
• hoe gedraagt het zich?
• hoe is het te beschrijven?

Praktische Theorievorming
Verklarende Theorievorming
(logisch positivisme)
8
Praktische Gegevens Verzamelen

• Golfpatronen in water
• Interferentie

Komt overeen met licht?
9
Golfpatronen in Water

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

10
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.

11
Verificatie Interferentie bij licht?

• Uitdovingspatroon bij dubbelspleetexperiment (met
  licht)

12
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).

13
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.
14
Filosofie

• De Achtergronden - Kennisleer

15
Empirisme/Rationalisme

• Empiristen
• alle kennis is uiteindelijk uit waarneming
  verkregen.
• Rationalisten
• de enige zekere bron van kennis is het verstand

16
Locke

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

17
Berkeley

• Lockes realisme is niet houdbaar.

18
Berkeley II
Werkelijkheid (niet waarneembaar)
Denkbeeld (in hoofd) (idea)
Notion idea dat door het verstand wordt
meegevormd (geur/kleur)
19
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.

20
Immanuel Kant

• Het verstand structureert de waarneming.
• Alle waarneming is subjectief (alle ideas zijn
  notions)
• We weten niet hoe het object los van ons is
  (Ding an sich).
• Overigens geloof ik dat dat object wel bestaat.

21
Quantummechanica II

• Het Heisenberg Onzekerheidsprincipe

22
Dubbelspleetexperiment met Doodgewone Ballen

• Eén van beide spleten geopend

• Beide spleten geopend

23
Dubbelspleetexperiment met Electronen

• Eén van beide spleten geopend

• Beide spleten geopend

24
Voortgezet Experiment

• Detector bij één van de spleten (met electronen)

25
Interpretatie van de Quantummechanica
Uw theorie is gek, maar niet gek genoeg om waar
te zijn. - NIELS BOHR
26
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.

27
Waterstof-atoom
28
Heisenberg
Eureka!

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

29
Hoe zit het nu?

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

30
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.

31
Meningsverschil

• Everett
• Onwaargenomen allemaal even werkelijk
• (parallelwerelden)

Kopenhagen Onwaargenomen allemaal even
onwerkelijk
Waarom kan dit niet natuurkundig opgelost?
(meten is weten)
32
Mijn Ideeën
33
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.

34
Kopenhaagse Uitspraken
Electron
(Blskjklzn)
Interferentie
Zegt iets over

• De natuurkundige baseert zijn uitspraken dus op
  indirecte waarnemingen.

35
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!

36
Quantummechanica
Creativiteit
Waargenomene
Theorie
(Wiskundige Beschrijving)
Verklaart
Q.M.
Impliceert
Natuurkunde
Metafysica
Opvatting / Beeld van de werkelijkheid
37
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)
38
Wat er gebeurt
Het feit dat we waarnemen
(detector-verhaal)
Ding an sich (niet direct waarneembaar)
Waargenomene
Interpretatie
Quantum-mechanica
39
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.

40
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.

41

• God dobbelt niet.
• EINSTEIN

• Vragen