Tuesday 24 March 2009

Ρεαλισμός και κβαντική φυσική

Ρεαλισμός και Κβαντική Φυσική

Σε γενικές γραμμές, ο επιστημονικός ρεαλισμός είναι η φιλοσοφική θέση που υποστηρίζει ότι ο κόσμος, η φυσική πραγματικότητα, έχει μια καθορισμένη και ανεξάρτητη από τον νου δομή και ύπαρξη. Κατά τον επιστημονικό ρεαλισμό, οι επιστημονικές θεωρίες πρέπει να ερμηνεύονται κυριολεκτικά. Συνιστούν αυθεντικές περιγραφές της φυσικής πραγματικότητας και μπορούν να λάβουν αληθοτιμές. Ως εκ τούτου, μπορούν να είναι αληθείς ή ψευδείς. Εάν, λοιπόν, οι επιστημονικές θεωρίες είναι αληθείς, τότε οι μη παρατηρήσιμες οντότητες, τις οποίες θέτουν, κατοικούν τον κόσμο.
Ο επιστημονικός ρεαλισμός προβάλλει δύο παράλληλους ισχυρισμούς. Πρώτον, ότι υπάρχει ένας, ανεξάρτητος από τη γνωστική δραστηριότητα, κόσμος τον οποίο η επιστήμη επιχειρεί να χαρτογραφήσει. Δεύτερον, ότι η επιστήμη είναι ικανή να αναπαραστήσει αξιόπιστα τον κόσμο επιτρέποντας να γνωρίσουμε την αλήθεια (ή μέρος της) για αυτόν.
     Σύμφωνα με τους παραπάνω ισχυρισμούς και στο πλαίσιο των φυσικών επιστημών, οι πειραματικές διαδικασίες που χρησιμοποιούμε για τη διερεύνηση ενός φυσικού συστήματος αποκαλύπτουν εγγενή χαρακτηριστικά του, τα οποία ανήκουν στο σύστημα καθεαυτό, ανεξάρτητα από το είδος της πειραματικής διαδικασίας. Επιπλέον, οι τιμές των ιδιοτήτων ενός φυσικού συστήματος θεωρούνται ως καλώς-ορισμένες ανεξάρτητα από το εάν επιχειρείται ή όχι οποιαδήποτε μέτρηση επ’ αυτών. Η διαδικασία της μέτρησης της ιδιότητας ενός συστήματος απλώς αποκαλύπτει την τιμή της και υπό καμία έννοια δεν θεωρείται ότι τη συνδιαμορφώνει.
Οι επικριτές του ρεαλισμού συχνά επικαλούνται ως επιχείρημα εναντίον του τα προβλήματα που ανακύπτουν από την κβαντική θεωρία. Δεδομένης της επιτυχίας της κβαντικής μηχανικής, σε πειραματικό και θεωρητικό επίπεδο, η πρόκληση που παρουσιάζει η κβαντική θεωρία μπορεί να χαρακτηριστεί ως η πλέον σημαντική για τον ρεαλιστή. Κατά την κβαντική θεωρία, η κυματοσυνάρτηση, η οποία εκφράζει την κατάσταση ενός φυσικού συστήματος, δεν προσδιορίζει μονοσήμαντα το αποτέλεσμα μίας μέτρησης, αλλά μόνο το ποσοστό συμμετοχής όλων των πιθανών αποτελεσμάτων. Τα προβλήματα ή παράδοξα που προέκυψαν (γάτα του Schrödinger, επιχείρημα EPR, κβαντική μέτρηση, κλπ.) ώθησαν εξέχοντες φυσικούς, όπως τον Einstein, στην αμφισβήτηση της πληρότητας της κβαντικής θεωρίας. Από την πλευρά του ρεαλισμού, η λύση που προτάθηκε, μεταξύ άλλων, ήταν αυτή της ύπαρξης λανθανουσών παραμέτρων ή κρυμμένων μεταβλητών στο υπο-κβαντομηχανικό επίπεδο, η άγνοια των οποίων οδηγούσε στα παραπάνω παράδοξα. Όμως, βάσει του θεωρήματος Bell, καμία τοπική ρεαλιστικού τύπου θεωρία λανθανουσών παραμέτρων, η οποία αξιώνει να προσδίδει επακριβώς καθορισμένες τιμές σε φυσικά μεγέθη μικροφυσικών οντοτήτων, είναι σε θέση να αναπαραγάγει το σύνολο των στατιστικών προβλέψεων της κβαντικής μηχανικής. Επιπλέον, το θεώρημα Kochen-Specker περί πλαισιακότητας (contextuality) των τιμών κβαντικών μεγεθών θέτει σοβαρές αμφιβολίες για την πιθανότητα ρεαλιστικής ερμηνείας της κβαντικής μηχανικής μέσω θεωριών λανθανουσών παραμέτρων.
    Συνεπώς, σύμφωνα με την πρότυπη διατύπωση της κβαντικής μηχανικής (χώρου-Hilbert), η θεώρηση ενός προϋπάρχοντος κβαντικού κόσμου, του οποίου τα φυσικά μεγέθη διαθέτουν καλώς- ορισμένες ιδιότητες ή τιμές ανεξαρτήτως του είδους ή των συνθηκών του πειραματικού πλαισίου εντός του οποίου εκδηλώνεται η ύπαρξή τους, είναι μη δόκιμη. Ειδικότερα, εάν θεωρηθεί ότι η λεπτομερής περιγραφή της φυσικής πραγματικότητας είναι δυνατή, ανεξάρτητα από τη γνωστική διαδικασία και τις επιχειρούμενες μεθόδους έρευνας, τότε αυτή η ‘πραγματικότητα’ οφείλει να χαρακτηρίζεται από έντονα στοιχεία μη τοπικότητας ή μη διαχωρισιμότητας. Έτσι θα πρέπει να διαφέρει ριζικά από το εννοιολογικό περιεχόμενο στο οποίο ο όρος ‘πραγματικότητα’ συνήθως αναφέρεται.
      Η επιτυχής αντιμετώπιση, επομένως, της πρόκλησης της κβαντικής θεωρίας από τον ρεαλιστή προϋποθέτει τη ριζική αναθεώρηση των διαισθητικών κλασικών ιδεών περί φυσικής πραγματικότητας. Η βιωσιμότητα οποιασδήποτε δυνατής ρεαλιστικής ερμηνείας της πρότυπης κβαντικής θεωρίας προϋποθέτει την αποσύνδεση της έννοιας του ρεαλισμού από εδραιωμένες ιδέες της συνήθους αντίληψης ή των αντίστοιχων εξιδανικεύσεών τους στο πεδίο της κλασικής φυσικής, όπως ατομισμός, τοπικότητα, διαχωρισιμότητα, ή από παρεμφερείς φιλοσοφικές προϊδεάσεις, όπως πλήρης διαχωρισμός υποκειμένου-αντικειμένου, μηχανιστικός ντετερμινισμός και οντολογικός μικρο-αναγωγισμός. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η συγκρότηση ενός νέου είδους επιστημονικού ρεαλισμού, δηλαδή η συγκρότηση μίας συνεπούς και συνεκτικής εικόνας της πραγματικότητας η οποία βρίσκεται σε συμφωνία με το περιεχόμενο της σύγχρονης φυσικής.

1 comment:

Unknown said...

Ακολουθού κάποιες πρόχειρες σημειώσεις περί ρεαλισμού:



Επιστημονικός ρεαλισμός

Ο επιστημονικός ρεαλισμός έχει πολλαπλές διαστάσεις: μεταφυσικές, επιστημολογικές , αιτιολογικές, οντολογικές. Παρότι δεν υπάρχει κάποια μοναδική εκδοχή του επιστημονικού ρεαλισμού, την οποία όλοι οι ρεαλιστές να αποδέχονται, ο επιστημονικός ρεαλισμός σε γενικές γραμμές είναι η φιλοσοφική θέση που υποστηρίζει ότι ο φυσικός κόσμος υπάρχει ανεξάρτητα από τις δραστηριότητες που χρησιμοποιούμε για να τον γνωρίσουμε και η επιστήμη αποτελεί τον καλύτερο τρόπο εξερεύνησής του. Ο στόχος της επιστήμης είναι να περιγράψει και να εξηγήσει αυτόν τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων και πτυχών του που δεν είναι άμεσα παρατηρήσιμες. Κατά τον επιστημονικό ρεαλισμό, οφείλουμε να ερμηνεύουμε τις επιστημονικές θεωρίες κυριολεκτικά και να αποδεχόμαστε όσα δηλώνουν ως αληθή. Τέλος, η πρόοδος και επιτυχία της επιστήμης έγκεινται στο γεγονός ότι οι επιστημονικές θεωρίες είναι αληθείς προτάσεις για την πραγματικότητα ή ότι τουλάχιστον προσεγγίζουν την αλήθεια.

Ανεξάρτητα από τον ακριβή ορισμό που κάποιος μπορεί να υιοθετήσει, κεντρική παραδοχή του επιστημονικού ρεαλισμού αποτελεί ο διαχωρισμός μεταξύ γνωρίζων υποκειμένου, στην συγκεκριμένη περίπτωση, ο επιστήμονας ή ερευνητής, και γνωρίζοντος αντικειμένου, ο φυσικός κόσμος ή το φυσικό σύστημα υπό διερεύνηση. Ο διαχωρισμός αυτός μπορεί να θεωρηθεί ως άμεσο επακόλουθο του γνωστού Καρτεσιανού δυισμού. Το πρόβλημα της αλληλεπίδρασης στον Καρτεσιανό δυισμό είναι γνωστό, αλλά στο πλαίσιο του επιστημονικού ρεαλισμού και της επιστήμης μπορεί να εκληφθεί ως πλεονέκτημα. Εξαιτίας αυτού του διαχωρισμού, οποιαδήποτε γνώση αποκτούμε για τις ιδιότητες ενός φυσικού συστήματος αντικατοπτρίζουν εγγενή χαρακτηριστικά του, υπό διερεύνηση, συστήματος. Τα χαρακτηριστικά αυτά, λοιπόν, ενυπάρχουν στο φυσικό σύστημα καθεαυτό και ανεξάρτητα από το εάν, αλλά και το πως, εμείς θα φτάσουμε να τα γνωρίσουμε.

Ο καρτεσιανός δυισμός είχε συνδυαστεί, ιστορικά, με την ισχυρή πεποίθηση, κατά την οποία η αιτιότητα στον υλικό (φυσικό) κόσμο είναι αποτέλεσμα της κινηματικής κατάστασης της ύλης, η οποία υπακούει σε συγκεκριμένους φυσικούς νόμους. Εξαιτίας του διαχωρισμού που επιβάλει ο καρτεσιανός δυισμός, η κινηματική κατάσταση της φυσικής πραγματικότητας είναι επίσης ανεξάρτητη από τον παρατηρητή, ή το πειραματικό πλαίσιο που χρησιμοποιείται για τη διερεύνηση της. Οπότε μπορούμε να μιλάμε για την κινηματική ανεξαρτησία του υπό παρατήρηση. 'η διερεύνηση, αντικειμένου.

Στο πλαίσιο της επιστημονικής έρευνας, λοιπόν, η γνώση που αποκτάμε για το εκάστοτε, υπό διερεύνηση φυσικό σύστημα είναι, κατ' αρχήν, ανεξάρτητη από το πειραματικό πλαίσιο το οποίο χρησιμοποιούμε. Επιπλέον, δια μέσου μίας θεωρίας της αλήθειας ως αντιστοιχία στην πραγματικότητα, ή τα γεγονότα, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι, η επιστήμη μας παρέχει τον τρόπο με το οποίο είναι δυνατό να γνωρίσουμε την φυσική πραγματικότητα. Υπ' αυτό το πρίσμα, οι επιστημονικές θεωρίες εκλαμβάνονται ως προτάσεις οι οποίες μπορούν να είναι είτε αληθείς είτε ψευδείς. Η αληθοτιμή αυτών των προτάσεων εξαρτάται αποκλειστικά, και μόνο, από το πως είναι ο κόσμος και όχι από την όποια μέθοδο χρησιμοποιούμε, ή νοητική διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο νου του οποιουδήποτε ερευνητή.