Bevezetés
A manapság uralkodó materialista világnézet szerint a világ működése véletlenszerű. Eszerint ugyanis:
- a világ véletlenszerűenkeletkezett a semmiből
- az Univerzum jelenleg megfigyelhető struktúrája véletlenszerűen alakult ki az anyag egy alacsonyan strukturált állapotából
- az élő organizmusok véletlenszerűenjöttek létre az élettelen anyagból
- az öntudattal bíró ember véletlenszerűenfejlődött ki a primitív élő organizmusokból.
Vajon mikor és miként lett a véletlenszerűség elve a világ jelenségeinek domináns magyarázó elve? A kérdés annál is indokoltabb, mert a XIX. század végéig ezt a magyarázó szerepet inkább az okság elve töltötte be. Az oksági elv a determinisztikus világkép magyarázó elve, a véletlenszerűség pedig az indeterminisztikus világképnek felel meg. Alapkérdésünk a következő: mikor, hogyan és miért váltotta fel az indeterminizmus a determinizmus dominanciáját a világ jelenségeinek értelmezésében? A „mikor” és a „hogyan” válaszhoz mindenekelőtt a XX. század elején megszületett kvantumelmélet történetét kell megnéznünk, a „miért” viszont, mint majd látni fogjuk, ennél még messzebb vezet.
A Wikipédiának a fentebb már hivatkozott determinizmus szócikke is mutatja, hogy a kvantumelmélettel kell foglalkoznunk, itt ugyanis a következőt olvashatjuk: „A kvantumelmélet szerint a világ működése nem determinisztikus, a részecskék mozgását ugyanis determinisztikus törvények helyett a hullámfüggvény írja le, ami a részecskék mozgására csak valószínűségi jóslatokat ad.” Ha elfogadjuk, hogy ez a szócikk a közvélemény egy részének a véleményét fejezi ki, meg kell vizsgálnunk, hogy magából a kvantumelméletből következik-e, hogy a világ működése nem determinisztikus?
Látni fogjuk, hogy a világ működése valójában a kvantumelméletnek csak az egyik interpretációja szerint indeterminisztikus, és hogy lehetséges az elmélet determinisztikus interpretációja is. Az igaz, hogy az indeterminisztikus interpretáció a legismertebb, de az már nem igaz, hogy ez az értelmezés felelne meg legjobban a tapasztalatoknak. Létezik olyan determinisztikus értelmezés is, amely ugyanúgy összhangban van minden tapasztalattal, mint az indeterminisztikus. Akkor vajon mi az oka az indeterminisztikus interpretáció dominanciájának? Többek között erre a kérdésre keressük a választ ebben a dolgozatban. Ehhez azonban meg kell nézzük, hogyan vetődött fel az indeterminizmus kérdése már a kvantummechanika kezdeteinél és milyen válaszokat adhatunk ma ezekre a kérdésekre?
A Heisenberg-féle határozatlansági reláció levezetése
A szélesebb közvélemény előtt is ismert, hogy a kvantumelmélet alapvető fogalma a Heisenberg-féle határozatlansági reláció, ezért először azzal fogunk megismerkedni.
A könnyebb érthetőség kedvéért egy, a hétköznapokból is jól ismert jelenséggel kezdünk. Először azt nézzük meg, hogyan viselkednek a vízhullámok, ha az útjukat elzárjuk és csak egy résen engedjük át őket. Ekkor a hullámok egyik jellemző tulajdonságát, az elhajlást tapasztalhatjuk: a hullámok a rés két széle által árnyékolt területen is megjelennek. „Csökkentve a rés szélességét, egyre erősebben eltérnek a hullámok az eredeti terjedési iránytól az akadály szélén. Egészen szűk nyílást alkalmazva jól látható, hogy a rés utáni hullám olyan, mintha a rés helyén keltették volna egy pontszerű hullámkeltővel.”
Az alábbi képen a vízhullámok interferenciáját látjuk. (A linkre kattintva egy szemléletesebb mozgó filmet láthatunk.) Ha két vagy több hullám találkozik, a hullámok egyes helyeken erősítik, más helyeken pedig gyengítik egymást: ez az interferencia jelensége. Az alábbi képen láthatjuk, hogy több hullám elindulása után néhány irányban gyengült a hullámzás ereje, más irányokban pedig nem.
Az elektronnal végzett kísérletek eredményei már a XIX. század végétől azt sugallták, hogy a tapasztalatok értelmezését a makroszkopikus hullámjelenségekkel analóg módon végezzék. Az alábbi ábrán látható kísérletben az elektronok becsapódásakor a fluoreszkáló ernyőn ugyanis ahhoz hasonló gyűrűk jönnek létre, mint amit a vízhullámok interferenciájánál látunk. (Az itteni gyűrűk az előző képen látható sugaraknak felelnek meg.)
Ez az analógia sugallt a kvantummechanika felfedezői számára egy, az alábbi ábrán láthatóhoz hasonló gondolatkísérletet, amiből aztán a határozatlansági relációt levezették. Az ábrán egy olyan kísérlet sémája látható, amikor egy mozgó elektronnyalábot engedünk át egy kis, dx szélességű résen. (Forrás: fizika.mechatronika.hu/fizika/fizikalecok/Új%20mappa/hhr.doc) A réstől eltávolodó elektron x koordinátáját nem ismerhetjük a rés szélességénél (dx) pontosabban. Ha a rést szűkítjük, akkor csökken a hely bizonytalansága, de jobban szétterül a hullám (Vö. elhajlás). A szétterülésből az következik, hogy ha szűkítjük a rést, hogy pontosabban ismerjük az elektron helyét, akkor egyre nagyobb lesz az elektron impulzusa x koordinátájának, vagyis a px –nek a dpx bizonytalansága.
Heisenberg hasonló megfontolások és kísérleti tapasztalatok alapján jutott arra a következtetésre, hogy egy részecske helye és impulzusa egyszerre nem határozható meg tetszőleges pontossággal. A két adat bizonytalanságának szorzata egy bizonyos értéknél nem lehet kisebb, ha csökkentjük az egyiket, akkor a másiknak növekednie kell. A mérések szerint a következő összefüggés áll fenn:
dx * dpx ≥ ħ/2 ,
ahol a ħ egy univerzális fizikai állandó, az úgynevezett redukált Planck-állandó. Nézzük, hogyan értelmezte Heisenberg a fenti, róla elnevezett egyenlőtlenséget.
„Lehet ugyan az elektron helyéről és sebességéről beszélni, mint a newtoni mechanikában, mindkettőt megfigyelhetjük vagy mérhetjük. De nem lehet mindkét mennyiséget egyidejűleg tetszőleges pontossággal meghatározni.” (Werner Heisenberg, 86). (Látjuk, hogy Heisenberg a sebességről beszél az impulzus helyett. Ezt azért teheti, mert az impulzus a sebességgel arányos mennyiség, p = m*v, ahol az m a tömeg. Kis sebességek esetén a tömeg állandónak tekinthető, így az impulzus helyett nyugodtan mondhatunk sebességet.)
És ezzel már el is érkeztünk az indeterminizmus kérdéséhez: a makroszkopikus világban érvényes klasszikus mechanika szerint ugyanis, ha egyidejűleg ismerjük egy test helyét és sebességét egy tetszőleges pillanatban, akkor abból előre meg tudjuk határozni a helyét a jövő egy tetszőleges pillanatában. Erre mondjuk, hogy a makroszkopikus testek mozgása determinált. Ennek köszönhető többek között, hogy egy nyílvesszővel le tudjuk lőni a vadat, mert emiatt tudjuk kiszámolni, hogy hol lesz a vad, mire a kilőtt nyílvessző odaér a vad közelébe. Ezt tehát az alapján tudjuk megtenni, hogy látjuk a vadat, így tudjuk, hogy egy adott pillanatban hol van és ezzel egy időben fel tudjuk mérni a sebességét, amiből megbecsüljük, hogy mikor lesz azon a helyen, ahova a mi nyílvesszőnk elérhet. A Heisenberg-féle reláció szerint viszont a mikroszkopikus világban erre nincs lehetőségünk, az elektron helyét és sebességét egyidejűleg nem határozhatjuk meg tetszőleges pontossággal, így a jövőbeli helyzetét nem tudjuk előre jelezni, tehát az elektron mozgása nem determinált.
Látható, hogy nekünk is sikerült alátámasztani a mikrovilág indeterminizmusáról szóló közfelfogást. Ez akkor azt jelenti, hogy készen vagyunk, mi sem mondhatunk mást, mint a Wikipédia szócikk írója? A látszat ellenére nincs erről szó, a kapott eredmény ugyanis további vizsgálatra szorul.
A Heisenberg-féle határozatlansági reláció filozófiai interpretációi
A kísérlet elemzése során ugyanis rá lehet kérdezni arra, hogy vajon miért nem vagyunk képesek egyidejűleg a pontos hely- és sebesség mérésre? Ezt a kérdést a tapasztalat mögé nézni nem akaró fizikus persze nem teszi fel, ő azt mondja, hogy „a kapott tapasztalat önmagáért beszél, látjuk, hogy az elektron mozgása nem determinált, ezt el kell fogadni.” A jelenségek lehetséges feltételeire is kíváncsi filozófus viszont felteszi ezt a bizonyos kérdést, és a válaszától függően a határozatlansági reláció három különböző filozófiai interpretációját tudja elkülöníteni.
- Mondhatjuk azt, hogy azért érvényes az elektron egyidejű hely- és sebesség mérésére vonatkozó Heisenberg-féle korlátozás, mert ilyen a világ, az elektronnak nincs egyszerre pontos sebessége és pontos térbeli helyzete. A kvantummechanika teljesen leírja ezt a világot, de mivel ezekkel az adatokkal az elektron nem rendelkezik egyszerre, az elméleti leírásnak ezt kell visszaadnia. Ezt az értelmezést a határozatlansági relációk ontológiai értelmezésének nevezzük. (Azért fogalmazunk többes számban, mert nem csak a helyre és a sebességre, hanem pl. az energiára és az időre is érvényes) Eszerint a mikrovilágra az indeterminizmus jellemző. (Székely, 74)
- De lehetséges az is, hogy bár az elektronnak van pontos helye és sebessége, azokat a kvantummechanika nem képes megragadni, mert a mikrovilágnak nem a teljes leírását nyújtja. Lehetnek olyan, számunkra egyelőre még nem ismert, de megismerhető fizikai jelenségek, ezeket nevezhetjük úgy, hogy „rejtett paraméterek”, amelyeket ha megismernénk, a határozatlansági relációkat ezek felhasználásával levezethetnénk, így a jelenséget determinisztikussá tehetnénk. Ezt a határozatlansági relációk ismeretelméleti értelmezésének nevezzük. Eszerint a fizikai világ determinált, a határozatlanság csak az ismereteinkben lép fel. (Székely, 74)
- Egy harmadik lehetőség szerint az elektronnak van ugyan pontos helye és sebessége, de azokat a kvantummechanika nem képes megragadni, mert a számunkra látható és mérhető fizikai jelenségek mögött olyan determinisztikus tényezők húzódnak meg, amelyek számunkra nem megismerhetőek. Eszerint a nézet szerint a kvantummechanika teljesen leírja a mikrovilágot, de a tapasztalt indeterminizmust mégis csak látszólagosnak tekinti, mert úgy gondolja, hogy egy rejtett determinizmus húzódik meg mögötte, amit ugyanakkor az ember nem képes megragadni. Ezt a felfogást a határozatlansági relációk agnosztikus értelmezésének nevezhetjük. (Székely, 74)
A könnyebb megértés kedvéért megpróbálom összefoglalni és újrafogalmazni az előzőeket: a mikrovilág jelenségei az ember számára első közelítésben úgy jelennek meg, mintha ebben a világban az indeterminizmus uralkodna, hiszen nem tudjuk előre jelezni a részecskék jövőbeli helyzetét. De az elemzés egy mélyebb szintje megmutatja, hogy a fizikai leírás nem képes dönteni ebben a kérdésben, a tapasztalt jelenségek három különböző filozófiai interpretációra is lehetőséget adnak. Az egyidejű hely- és sebesség meghatározásban tapasztalt bizonytalanságot értelmezhetjük úgy, hogy:
- A kvantumelmélet teljesen leírja a mikrovilágot, de magában ebben a világban van ez a tapasztalt bizonytalanság, a részecskéknek nincs egy időben egyértelmű helyük és sebességük, az „objektíven létező véletlenen” múlik, hogy a jövő egy pillanatában hol fognak tartózkodni. Ezért ezt az értelmezést valószínűségi értelmezésnek nevezzük. Ezt jellemezte úgy Einstein, hogy eszerint „Isten kockázik” és így dönti el, hogy a világ egyes eseményeinek mi legyen a kimenetele. Ez az értelmezés lett az alapja a manapság elterjedt, az egész világ indeterminizmusára vonatkozó nézeteknek.
- A kvantumelmélet nem írja le teljesen a mikrovilágot, a leírásból egyelőre hiányoznak bizonyos, előlünk egyelőre rejtett paraméterek, amik felderítése számunkra lehetséges. Ezek felfedezése után a mikrovilágban tapasztalt indeterminizmusról kiderül majd, hogy az csak a kvantummechanika szintjére jellemző. A rejtett paraméterek beépítésével megfogalmazott ún. szubkvantummechanikai szinten az indeterminizmus determinisztikusan megmagyarázhatóvá válik. Ez a rejtett paraméteres értelmezés, erre mondta Einstein, hogy ebben „Isten nem kockázik”, vagyis a természet törvényei nem a valószínűségre épülnek, nem véletlenszerűen dől el, hogy az elektron mikor, hol fog tartózkodni.
- A mikrovilág ugyan determinált, de ezt a determináltságot mi soha nem leszünk képesek megérteni, mert olyan szinten dől el, amelyhez az emberi megismerés nem férhet hozzá. A kvantumelmélet teljesen leírja a mikrovilágot a tapasztalati világban, ami számunkra indeterministának látszik. Azonban ez csak egy illúzió, a mélyben valójában meghúzódnak olyan determinisztikus „tényezők”, amelyek meghatározzák ezeket az indeterministának látszó jelenségeket, de ezeket a tényezőket az ember soha nem fogja felfedezni. Ez az agnosztikus felfogás egy öszvér megoldás, az előző két interpretáció egyesítéséből jön létre. Az elsőből átveszi a teljesség, a másodikból pedig a rejtett paraméterek feltevést: a rejtett paraméterek miatt azt mondhatja, hogy a mikrovilág valójában determinisztikus, a teljességi feltevés miatt pedig azt mondhatja, hogy nincs szükség új elméletre, a kvantummechanika helyesen írja le a tapasztalati világot.
A kvantummechanika egyes filozófiai interpretációinak megvalósulásai
Az előző fejezetben felsejlett előttünk, hogy a kvantummechanika megértésében az okozza a legfőbb nehézséget, hogy találtak bizonyos matematikai összefüggéseket, amelyeket a mikrovilágra vonatkozó tapasztalataink teljes mértékben alátámasztanak, de ezen matematika értelmezése, ismereteink korábbi rendszerébe való beillesztése fölöttébb kérdéses. Az imént láttuk, hogy filozófiai szinten is lehetséges többféle értelmezés, de a helyzet az, hogy az egyes filozófiai interpretációkon belül is többféle fizikai interpretáció lehetséges attól függően, hogy az egyes matematikai fogalmakhoz milyen konkrét fizikai fogalmakat rendelünk hozzá. Vagyis, van egy működő matematikai rendszer, de nem lehet tudni, hogy mit jelent. Nézzük meg most, hogy az egyes filozófiai értelmezésekhez milyen konkrét fizikai interpretációkat rendelhetünk hozzá.
1. A valószínűségi értelmezés néhány realizációja
Ezt az értelmezést vallotta Heisenberg, Bohr és az úgynevezett koppenhágai iskola, az ő magyarázataik összességét nevezik koppenhágai értelmezésnek. Mivel ez igen nehezen érthető, sőt néhol ellentmondásos is, több próbálkozás volt a valószínűségi értelmezés szemléletesebb, érthetőbb megfogalmazására, de ezek egyike sem hozott jelentős áttörést a koppenhágaihoz képest.
2. A rejtett paraméteres értelmezés realizációi
A kvantummechanika kezdeti nagy alakjai közül ezt a nézetet képviselte többek között Einstein, Schrödinger, de Broglie és kicsit később David Bohm. Einstein a kezdetektől fogva ellenezte a koppenhágai iskola valószínűségi értelmezését és több évtizeden keresztül szerette volna bebizonyítani, hogy a kvantumfizika nem adja teljes leírását a mikrovilágnak. Ennek során fogalmazta meg munkatársaival az EPR-paradoxont (Einstein–Podolsky–Rosen-paradoxon). De ennek nem az lett az eredménye, amit Einsteinék vártak, hanem az, hogy a kvantumelméletben megjelent a non-lokalitás jelensége, ami azt jelenti, hogy nagyon távoli események között determinisztikus kapcsolat lehet úgy is, hogy ezt a kapcsolatot semmilyen fénysebességgel terjedő kölcsönhatással nem tudjuk megmagyarázni. (Tehát úgy tűnik, mintha a mikrovilágban lenne olyan „távoli kapcsolat”, amely nem fénysebességgel terjed, hanem úgy, mint a „gondolat”, azonnal megjelenik a világnak egy távoli részén.) Einstein és köre már magát a non-lokalitás jelenségét sem fogadta el, így a rejtett paraméteres interpretációk utáni kutatás ketté vált. Így ma már megkülönböztetjük a lokális és a nem-lokális rejtett paraméteres értelmezéseket.
2.1 Lokális rejtett paraméteres értelmezés
A kvantumelmélet XX. századi művelői között a valószínűségi értelmezés annyira dominánssá vált, hogy egész irodalma van annak a törekvésnek, mely során megpróbálták bebizonyítani a rejtett paraméteres elmélet lehetetlenségét. El is nevezték ezeket „no-go” vagyis „nem-működő” tételeknek. A leghíresebb no-go tétel éppen a magyar származású Neumann Jánoshoz kötődik. Ő 1932-ben közreadott egy bizonyítást arról, hogy nem lehetséges a kvantumelméletnek ilyen értelmezése, és bár ma már elfogadott tény, hogy ez a bizonyítás hibás, de a tétel a XX. század végéig tartotta magát. (A hibára már 1935-ben rámutatott Grete Hermann matematikus, ám érvelésére senki sem figyelt oda, Neumann tételét 1966-ig nem kérdőjelezték meg.). Ekkor John Bell újra rámutatott, hogy a bizonyítás hibás feltevésen alapul, de még mindig évtizedek kellettek, hogy a cáfolat a tudományos közéletben teljes mértékig elfogadott legyen. A tudománytörténet ezt azzal magyarázza, hogy Neumannnak akkora tekintélye volt a XX. század tudományában, hogy a fizika meghatározó alakjai egyszerűen nem hitték el, hogy Ő is tévedhetett! A Neumann-tételhez hasonlóan ma már a többi no-go tételről is kimutatták, hogy jogosulatlan előfeltevéseket tartalmaznak, sőt „Legújabban …a magyar tudományfilozófus, E. Szabó László és neves amerikai kollégája, Arthur Fine közös cikkben mutattak rá arra, hogy lehetséges rejtett paraméteres elméletet alkotni a lokalitás egyidejű megőrzésével.” (Székely, 75) Ezzel a no-go tételek időszaka vélhetően lezárul és újra megnyílt a korábban már lezártnak látszó vita a determinizmus-indeterminizmus kérdéséről.(E. Szabó László, 198)
2.2 Nem-lokális rejtett paraméteres értelmezés
Az imént láttuk, hogy a no-go tételek fékező hatása miatt lokális rejtett paraméteres elméletet eddig még nem sikerült megalkotni és még azt is csak mostanában sikerült bebizonyítani, hogy ez egyáltalán lehetséges. Ezzel szemben David Bohm már 1952-ben megalkotott egy nem-lokális rejtett paraméteres elméletet, ez a Bohm-mechanika, amit viszont nagyon elutasítóan fogadott a tudományos közvélemény, annak ellenére, hogy tökéletesen képes reprodukálni a kvantummechanika minden eredményét. Bohm a valószínűségi értelmezésben feltételezett objektív valószínűségeket egy determinisztikusan viselkedő, az EPR paradoxonnál felvetődött „távoli kapcsolat” véletlen zavaraiként írja le, amivel sikerült episztemológiai korlátozottságként értelmeznie. (Ahhoz hasonló a helyzet, mint amikor egy kockadobás eredményét elvileg pontosan előrejelezhetnénk, ha ismernénk a kockára ható összes testnek és molekulának a helyzetét és sebességét a dobás pillanatában. Ennek a megismerésnek a gyakorlati korlátozottsága okozza a kockadobás során számunkra megnyilvánuló véletlenszerűséget.) „Ahelyett, hogy a Born-féle valószínűségi eloszlásból indultunk volna ki, mint az anyag valamely feltétlen, végleges és megmagyarázhatatlan tulajdonságából, igazoltuk, hogy ez a tulajdonság szubkvantummechanikai szintről eredő véletlenszerű mozgások következménye lehet.” (David Bohm, 163)
3. Az agnosztikus értelmezés
Ehhez az értelmezéshez nem tartozik önálló fizikai interpretáció, mert ez, mint láttuk, a valószínűségi értelmezés teljes fizikai elméletként történő elfogadásán alapul, így a koppenhágai értelmezés megfelel neki is. De mint önálló filozófiai értelmezés azt bizonyítja, hogy a valószínűségi interpretáció elfogadásából automatikusan nem következik a fizikai világ indeterminizmusa, „a determinizmus-indeterminizmus kérdése még ebben az esetben is megmarad filozófiai kérdésnek.” (Székely, 75)
Összefoglalás
Most jutottunk el odáig, hogy válaszolhatunk a Bevezetésben feltett alapkérdésünkre: mikor, hogyan és miért váltotta fel az indeterminizmus a determinizmus dominanciáját a világ jelenségeinek értelmezésében?
Mikor
A szövegben ezt a kérdést már megválaszoltuk. A XX. század elején, a kvantummechanika kialakulásával kezdődött és a valószínűségi értelmezés fősodorrá válásával a század közepére túlnyomórészt lezajlott.
Hogyan
A valószínűségi értelmezés hívei igen hamar a kvantumelmélet fősodrába kerültek. Ebből a pozícióból a maistreamhez nem tartozó elméleteket igen hatékonyan el tudták nyomni. Ezt szolgálták az ún. no-go tételek, amikkel évtizedeken keresztül sikeresen megkérdőjelezték az alternatív interpretációk lehetségességét. De Broglie így számolt be erről az időszakról David Bohm egy 1957-ben kiadott könyvéhez írt előszavában: „1927 májusában egy cikket tettem közzé a Journal de Physique-ben, s itt a hullámmechanika bizonyos kauzális értelmezését vetettem fel. Ezzel a kezdeményezésemmel azonban felhagytam, mert kritikája elbátortalanított. Bohm 1952-ben felelevenítette cikkem néhány gondolatát, … és kifejtve őket, … sikerült fontos érveket találnia a kvantumfizika kauzális értelmezése mellett.” (David Bohm, 5) Tehát még olyan, már neves tudóst is el tudtak bizonytalanítani, mint de Broglie, hát akkor a fiatal tehetségek hogy mertek volna velük szembe menni? De ha szükség volt rá, a fizikán kívüli érveket sem vetették meg, sőt használják a mai napig: „Ami a Bohm-féle interpretációt és annak különböző változatait illeti, vele szemben még a koppenhágai interpretáció legelkötelezettebb hívei is csupán metateoretikus érvet tudnak felhozni: arra hivatkoznak, hogy a távolba hatás megengedése túl nagy ár a determinizmus megmentése érdekében, mivel metafizikai elemet épít be a fizikába, és sérti az Ockham-borotva elvét.” (Székely, 76)
Miért
Miért a valószínűségi értelmezés hívei kerültek a fizika tudományának a fősodrába? Azért, mert ez a filozófiai interpretáció illeszkedett legjobban a filozófia XX. századi materialista, pozitivista, metafizika ellenes fősodrába. És megfordítva is igaz, a filozófiai fősodor ettől a kvantummechanikai interpretációtól várhatta leginkább a maga további megerősítését.
A valószínűségi interpretáció, a korábban csak episztemikusan értelmezett véletlenszerűség helyett bevezette az ontológiai véletlenszerűség fogalmát.
A véletlenszerűség episztemikus értelmezése szerint a véletlenség csak az oksági magyarázat "hibája". A determinizmus modern felfogásában abból indulunk ki, hogy mivel "miden összefügg mindennel", minden egyes jelenséget egy végtelen sok tényezőből álló oksági rendszer határoz meg, de egy konkrét oksági magyarázatban ebből a számtalan tényezőből mindig csak véges sokat vehetünk figyelembe. Viszont azon oksági tényezők, amelyeket az adott leírásban elhanyagolunk, valamilyen mértékben természetesen szintén befolyásolják az adott jelenséget, így az oksági magyarázatunk soha nem lehet teljes. De ha jól választottuk ki a magyarázatba bevont okokat, akkor az elhanyagolt tényezők csak olyan kis mértékben lesznek felelősek a jelenség kimeneteléért, hogy ezeket már összevonva a leírás véletlen hibájaként foghatjuk fel. Kis módosítással érvényes ez a felfogás az olyan típusú jelenségekre is, mint a kockadobás. Ebben az esetben nem tudunk kiragadni néhány domináns tényezőt a végtelen oksági rendszerből, ezért az összes lehetséges okot összevonjuk, és úgy kezeljük, hogy az adott jelenséget csak véletlen tényezők hatásaként tudjuk leírni, de elvileg rájuk tudunk mutatni, csak olyan sokan vannak, hogy az ember nem képes őket számba venni. A véletlenszerűség ontológiai felfogása szerint viszont a mikrovilágban tapasztalt véletlen jelenségeknek elvileg sincsenek okai, azok ontológiailag nem meghatározottak. Tehát nem arról van szó mint a kocka esetében, ahol tudjuk, hogy az eredmény az eldobáskor a kockára ható forgatónyomatéktól, az asztal felületétől, a levegő számtalan részecskéjétől stb. függ, amiket elvileg figyelembe tudnánk venni. Ebben az esetben úgy fogjuk fel, hogy ilyen oksági tényezők nincsenek, ezért a mikrovilág jelenségei tisztán véletlenszerűen alakulnak.
A véletlenség ezen ontológiai felfogása remek lehetőséget nyújtott a materialista filozófiának arra, hogy a tapasztalati világ transzcendens előfeltételét valló idealista világnézet metafizikai entitását (Istent) közvetlenül lecserélje erre a kvantummechanika által fizikai entitásként értelmezett véletlenszerűségre, és ezzel megalkossa a materialisták mindenhatóját, a „Véletlent”. Ez persze szükségképpen metafizikai fogalom maradt, hiszen egy filozófiai interpretáció választás eredményeként született, így a kvantummechanika sem bizonyíthatta be róla, hogy az anyagi világ objektív megnyilvánulása lenne. De nagyon jól tudják használni a metafizikai vonatkozású kérdések megválaszolásakor, mert eredete miatt megmaradt a metafizikai magyarázó ereje, ugyanakkor a hozzá kapcsolódó filozófiai választást sikerült annyira elrejteni, hogy el tudják hitetni, előbb a fizikus szakma legtöbb képviselőjével, az ő segítségükkel pedig a szélesebb közvéleménnyel is, hogy a véletlen az anyagi világ része. Így a fizikai világ jelenségeinek magyarázatához használva azt a látszatot tudják kelteni, hogy benne maradnak az anyagi világban, ők nem folyamodnak tapasztalatilag nem megragadható metafizikai entitásokhoz, pedig a fenti érvek szerint ők maguk is egy metafizikai fogalmat használnak.
(Érdemes itt megjegyezni, hogy a materialisták egy másik, hasonló csúsztatást megengedő fogalma a végtelen. Ez is rendelkezik metafizikai magyarázó erővel, hiszen megvan a metafizikai gyökere, ugyanakkor matematikai fogalomként objektív és az anyagi világ részét képező entitásként is meg lehet jeleníteni. Ezért lehet olyan sikeresen a végtelen tér és idő fogalmának a felhasználásával érvelni az anyagi világot valamilyen transzcendens entitásból eredeztető idealista világnézet ellen, de ez már egy másik bejegyzés témája.)
Összefoglalva: a kvantummechanika és az indeterminizmus egymáshoz való viszonya pont fordítottja annak, mint amit manapság a közvélemény gondol róla. A helyzet úgy áll, hogy a kvantummechanika valójában nem bizonyította be, hogy a világ működése indeterminisztikus lenne, hanem az elmélet néhány domináns megalkotója egyénileg is különböző filozófiai megfontolásokból vélték úgy, hogy a világ nem determinisztikusan működik, és ennek lett a következménye a kvantummechanika indeterminisztikus értelmezése. (Vö: Székely, 80)
Irodalom
- Székely László: Interpretációk a fizikában (Magyar Filozófiai Szemle, 2013/2 (57. évfolyam))
- E.Szabó László: A nyitott jövő problémája (Digitális kiadás) , Typotex Budapest, 2004
- David Bohm: Okság és véletlenség a modern fizikában, Gondolat Kiadó, 1960.
- Werner Heisenberg: Válogatott tanulmányok, Gondolat,1967
Kiegészítés: 2016. augusztus 31.
- A Heisenberg-féle határozatlansági reláció filozófiai interpretációit ki kell még egészíteni az úgynevezett statisztikai értelmezéssel. Ez a felfogás, az agnosztikus értelmezéshez hasonlóan a valószínűségi felfogás és a rejtett paraméteres értelmezés egyesítéséből jön létre. A tények alapján ez az interpretáció is elfogadja, hogy a mikrovilág eseményei valószínűségi jellegűek, de úgy fogja fel, hogy a határozatlansági reláció csak egy statisztikai összefüggés, annak csak nagyszámú, azonos rendszeren elvégzett kísérlet esetén van jelentése, egy egyedi eseményre nem vonatkoztatható. Az egyedi eseményeket a feltételezett rejtett paraméterek determinisztikusan meghatározzák, de ezt ahhoz hasonlóan teszik, mint ahogy a kockadobás eredményét meghatározza a számtalan determinisztikus mechanikai tényező. Ebben az esetben a nagyszámú, azonos rendszeren elvégzett kísérletben kapott hely vagy sebesség értékek szórása fog megegyezni a határozatlansági reláció által jelzett bizonytalansággal. Ez az értelmezés tehát nem fogadja el sem azt, hogy a kvantummechanika a mikrofizikai valóság teljes leírását adná, sem azt, hogy a leírás az egyedi rendszerekre vonatkozna. A rejtett paraméterek feltevéssel élve elveti az indeterminizmust, közben az episztemológiai véletlennel értelmezi az események valószínűségi jellegét. Ez az értelmezés a koppenhágai értelmezésben megfogalmazott paradoxonokat könnyen meg tudja magyarázni. Például a koppenhágai értelmezés abszurditását bemutató „Schrödinger macskája” kísérlet itt nem paradoxon, hiszen a statisztikai értelmezés miatt a radioaktív mag elbomlására adott valószínűség azt jelenti, hogy a kísérletek egy részében a mag elbomlik, így a macska meghal, egy részében meg nem bomlik el, így a macska tovább él.
- Az alábbi táblázatban át tudjuk tekinteni az egyes filozófiai interpretációkat a legfontosabb szempontok szerint.
|
név1 |
név2 |
egyedi leírás |
filozófia |
teljesség |
rejtett paraméter |
rejtett paraméter megismerhető |
1 |
ontológiai |
valószínűségi |
egyedi |
indeter-minista |
teljes |
nincs |
- |
2 |
ismeret-elméleti |
rejtett paraméteres |
egyedi |
deter-minista |
nem teljes |
van |
igen |
3 |
agnosztikus |
|
egyedi |
deter-minista |
teljes |
van |
nem |
4 |
statisztikus |
|
sokaság |
deter-minista |
nem teljes |
van |
igen |
- Végül szólnom kell az egyes interpretációkra vonatkozó szóhasználatról is, ez ugyanis a kvantummechanikával foglalkozó szakirodalomban nem egységes.
- A táblázatban szereplő 1. számú ontológiai értelmezés a régebbi szakirodalomban néha statisztikusként van említve, de ez nem azonos az általam a 4. pontban leírt statisztikus értelmezéssel.
- A név2-ben használt elnevezéseket saját használatra vezettem be, mert elég találónak tartottam, de néha ütközik a szakirodalom szóhasználatával: például a 4. számú statisztikust néha valószínűségiként is említik.
- A 2. számú rejtett paraméteres elnevezésben van egy kis ellentmondás, hiszen a 3. és 4. számú is rejtett paraméteres. A táblázat remélem feloldja ezt az ellentmondást.