|
Kari Enqvist: Olemisen porteilla. WSOY 1998, 248 s. Sid.
Kari Enqvistin kirjaa Olemisen porteilla on kiitelty sen moninaisista
eri suuntiin menevistä historiallisista ym. esimerkeistä. Näihin
en puutu. Enqvist vakuuttaa, että asioiden ymmärtämiseksi
tarvitaan "arkiajattelusta" poikkeavaa ajattelun muotoa (mm. s. 113): "Tästä
eteenpäin saammekin sanoa hyvästit arkijärjelle ...". Tämän
kirjoittajalla ei ole arkijärjen ohella pyhäjärkeä,
joten toteamus on yhtäpitävä varoituksen kanssa: "Ken tästä
käy, saa kaiken toivon heittää." Yritetään kuitenkin
tulla toimeen.
Enqvist selostaa teoksessaan runsaasti konkreettisia mikrofysikaalisia
teorioita, kuten kvanttikenttiä, kvarkkeja, kaaosteoriaa, elektronin
spiniä ja EPR -paradoksia, tunneloitumista, säieteorioita ym.
En näihin esityksiin puutu, vaan rajoitun jatkamaan painia Enqvistin
kanssa tarkastelemalla eräitä "filosofistyyppisiä" kysymyksiä.
Kööpenhaminalaisen
tulkinnan kritiikkiä
Ennen Enqvistin oman kvanttifilosofian selostamista on mainittava luvuissa
9 ja 12 esitetystä aikaisempien ideoiden kritiikistä. Nämä
ovat esittäneet Suomessa keskeistä roolia, joten asia herättää
mielenkiintoa. Enqvist arvioi (s. 111, 144-145):
... kvanttimekaniikan luojat ... tulivat luoneeksi filosofian
ja tulkintojen tradition, joka loppupäätelmää
vailla on kieppunut näkökohdasta toiseen meidän päiviimme
saakka.. ... [Bohr] onnistui aivopesemään omalle kannalleen
kokonaisen tutkijasukupolven. ... Bohrin ei olisi niinkään
pitänyt ihmetellä, miten mikromaailman kummallisuudet ovat ymmärrettävissä
klassillisen mekaniikan kielellä. ... Perusongelmana ei ole,
miten atomit voivat olla yhtä aikaa aaltoja ja hiukkasia, vaan
miksi atomaarista mittakaavaa suurempi rakenne on niin hyvin kuvattavissa
klassisen fysiikan yksinkertaisella kielellä.
"Jokaisen luonnonilmiön kuvailun tulee perustua ideoihin
jotka klassinen teoria on esittänyt ja määritellyt",
[Bohr] kirjoitti. Kvanttimaailman kuvaukseen klassinen fysiikka ja arkipäiväinen
kieli ei yksinkertaisesti riitä. Jos pidämme atomia aaltona,
huomiotta jää sen hiukkasominaisuuksia; jos määritämme
tarkasti sen nopeuden, emme samanaikaisesti voi puhua sen paikasta. ...
Itse asiassa atomista ei voi edes puhua ennen kuin se mitataan. ...
"On virheellistä ajatella, että fysiikan tehtävä
on paljastaa millainen luonto on", Bohr sanoi.
"Fysiikka käsittelee vain sitä, mitä voimme
sanoa luonnosta."
On ikävä, että tällaista kritiikkiä ei esitetty
viitisen vuotta sitten, jolloin asiasta olisi syntynyt kirpeää
keskustelua. Suomeenhan mahtuu joka alalta vain yksi totuus kerrallaan,
ja nyt totuus kvanttimaailman opetuksista ilmeisesti on muuttunut. Enqvistille
on edellä kosketeltujen kysymysten sijasta keskeinenä vaatimus
makrofysiikan palauttamisesta kvanttifysiikkaan. Kenties Enqvistillä
on jokin Suomessa näkemänsä ilmiö mielessään,
kun hän kuvailee ironisesti edellisen totuuden profeettaa (s. 145-149,
206):
... Bohr oli vanhatestamentillinen hahmo, hurskas profeetta
joka vilpittömin mielin pyrki ymmärtämään Herransa
kvantimekaniikan puhetta. ...
... Bohrin: ... sinnikkyy[s] ja sen synnyttämä
keskustelu, joka usein tuntui kiertävän verbaalista kehää,
tekivät kvanttifilosofiasta epämuodikkaan. Se muodostui synonyymiksi
joutavalle. Macbethin sanoin "täys ääntä, vimmaa, tarkoitusta
vailla." ...
Monet pelkäävät, että jos seisahtuu pohdiskelemaam
kvanttimekaniikkaa, juna puuskuttaa menojaan, ja jättää
töllistelemään ... . Näin on joillekin käynytkin.
Komplementaarisuus kvanttifysiikan ulkopuolella on osoittautunut
täysin hedelmättömäksi,
... Mutta niin paljon kuin Bohr tohisi "klassisista mittalaitteista",
hän ei milloinkaan vaivautunut täsmentämään, millainen
se on. ...
... "Kerropa minulle, mitä Bohr oikeastaan sai aikaan?"
Kysymys on tänään aiheellisempi kuin voisi äkkipäätä
kuvitellakaan.
Kvanttifysiikan onneksi 1980-luvulla on syntynyt uusi suuntaus,
joka on aivan erilainen kuin aikaisemmat tulkintapohdiskelut. Se ei lue
ja tutki uskovaisen hartaudella Bohrin tai Heisenbergin lausumia, ... Filosofian
sijasta se pohjaa fysiikkaan.
Purjeet on siis reivattu uudenlaiseksi opiksi fysiikan sanomasta. Onnittelemme
fyysikoita, mutta ihmettelemme, miksi emme Suomessa jo 1980-luvulla kuulleet
tästä ilosanomasta, vaan meille opetettiin nimenomaan fysiikan
auktoriteetilla aivan muuta.
Redusoituvuus
pääaiheena
Enqvist haluaa ymmärtää, miten "arkitodellisuus" redusoituu
mikrokosmokseen. Fysiikkaa ajatellen ovat keskeisiä luvut 1 ja 5.
Monet pitävät Enqvistin teoksen provokatiivisimpana asiakohtana
kysymystä elämän ja ajattelun redusoimista fysiikkaan. Sivuutan
tässä tuon aihepiirin, johon liittyvät varsinkin luvut 2,
3, 4 ja 18. Kun makromaailmaa yritetään palauttaaa mikromaailmaan,
saadaan käsitteelle "redusoiminen" kaksi merkitystä: redusoituvatko
makroilmiöt mikroilmiöiksi, ja redusoituvatko toisia koskevat
teoriat toisia koskeviksi teorioiksi. Aloitamme teorianreduktion kysymyksestä.
Luemme (s. 14):
Suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka ovat paljastaneet
todellisuuden, jonka luonnetta emme milloinkaan olisi kyenneet vain arvaamaan.
Sikäli kuin tiedämme, koko materiaalisen maailman äärimmäinen
monimuotoisuus heijastaa viime kädessä tuon meille vieraan alarakenteen
lakeja.
Kiistämättä suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka
ovat paljastaneet todellisuudella olevan piirteitä, joita klassillisen
mekaniikan mukaan sillä ei tuntunut olevan. Tarkoittaako tämä,
että nuo piirteet todella ovat suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan
mukaisia? Olemmeko päässeet oikeisiin teorioihin?
Newtonin
mekaniikka ja irreversiibilisyys
Enqvistin käsitteet "efektiivinen teoria" ja "redusoituva teoria"
yhtyvät (s. 59):
... Yksinkertaisimmillaan efektiivinen teoria on vain likiarvo.
Ilmeinen esimerkki on Newtonin mekaniikka. Se on Einsteinin suhteellisuusteorian
likiarvo... niiden käsitteistötkin yhtyvät rajalla, jossa
suhteelliset nopeudet ovat hyvin pieniä.
Vastaväitteitä voi esittää. Newtonin mekaniikan
ja suhteellisuusteorian käsitteistöt eivät voi "yhtyä
rajalla", sillä Newtonin mekaniikassa on paljon sellaisia käsitteitä,
että suhteellisuusteorian piirissä ei ole kyetty rakentamaan
minkäänlaista käsitettä, jota Newtonin mekaniikka voisi
approksimoida. Esimerkkeinä erityisen suhteellisuusteorian tapauksessa
jäykkä kappale ja yleisen suhteellisuusteorian tapauksessa n:n
kappaleen probleemi, missä n > 1. Kyllin voimakkaiksi oletetuilla
matemaattisilla teorioilla on lisäksi piirteitä, joilla ei ole
relevanssia fysikaalisen todellisuuden kannalta. Tästä esimerkkinä
Newtonin mekaniikan kuviteltu determinismi sekä eräät statistisen
mekaniikan "paradoksit". Jälkimmäisestä Enqvist esittää
klassillisen esimerkin: väliseinällä jaetun säiliön,
jossa toisella puolella on viiniä, toisella vettä. Kun seinä
poistetaan, nesteet sekoittuvat, ja tämä on esimerkki irreversiibelistä
entropian kasvusta (s. 88):
Poincaré ja eräät muut matemaatikot tosin
osoittivat, että itse asiassa jossakin vaiheessa säiliö
tulee palaamaan alkutilaansa (tällöin oletettiin, että fysiikka
on täysin determinististä). Mutta viinin kerääntyminen
säiliön toiseen puoliskoon tapahtuu vasta mittaamattomien ajanjaksojen
päästä, ...
Enqvist ei tartu härkää sarvista. Esimerkin opetus on,
että matemaattista mallia ei voi viedä tietyn rajan yli ilman,
että siitä rupeaisi seuraamaan epämielekkäitä
tuloksia. Kun käytetään klassillista analyysia, ovat epämielekkään
matematisoivan metafysiikan kukkaset yleensä tulosta rajaprosessien
mukaan tuomasta tavattomasta voimasta. Olennaisesti samaan irreversiibelisyyden
paradoksiin törmätään myös kvanttimekaniikassa.
Enqvist vähättelee ongelmaa (s. 89):
Sadat ja taas sadat kirjoittajat ovat kärsivällisesti
jaksaneet huomauttaa, että entropia lisääntyy vain kun systeemi
on suljettu eli on täysin itsellinen, vailla vuorovaikutusta ulkomaailman
kanssa. ... Elämä maapallolla on kuitenkin mitä voimakkaimmin
riippuvainen sen ulkopuolelta virtaavasta energiasta.
Olipa entropian laita miten hyvänsä, elämä Maapallolla
on esimerkki irreversiibelistä prosessista. Enqvistin teeseihin kuuluu,
että elämän syntyyn ei ole vaikuttanut mikään
muu. kuin hänen "fundamentaalisiksi" luonnehtimansa voimat. Mistä
siis irreversiibelisyys on tullut? Se ei Enqvistin mukaan ole "fundamentaalista".
- Sivulla 58 Enqvist introdusoi käsiteparin "fundamentaalinen teoria
– efektiivinen teoria", joka sitten näyttelee keskeistä roolia:
Moni hiukkasfyysikko uskoo, että on olemassa vain yksi
peruslaki, joka koskee maailman todellisten perushiukkasten – mitkä
ne sitten ovatkaan – keskinäistä vuorovaikutusta. Tällainen
suuri yhtenäisteoria tai teoria kaikesta, millä nimellä
sitä usein markkinoidaan, on todellinen fundamentaalinen teoria. Kaikki
muut ovat efektiivisiä teorioita, fundamentaalisen teorian johdannaisia.
Paitsi teoriat, myös ominaisuudet saattavat olla "efektiivisiä",
jolloin ne seuraavan esimerkin mukaan ovat havaitsijasta riippuvaisia (s.
66-67):
Seurauksena on efektiivisesti pitkulainen, musta ja kova kappale.
Mutta raudan kovuus ei ole raudan "todellinen" ominaisuus. Se ilmentää
rauta-atomien väistä sidosvoimakkuutta ja on toki olemassa, mutta
vain meille. ...
Reduktionismi
– holismi
Reduktionismilla voimme myös tarkoittaa muuta kuin teorioiden reduktion
oppia. Parin reduktionismi-holismi jälkimmäisestä käsitteestä
sanotaan (s. 14-15):
Tällöin kokonaisuudella sanotaan olevan ns. emergenttejä
ominaisuuksia, jotka nousevat rakenneosasten vuorovaikutuksesta, mutta
eivät kuitenkaan ole palautettavissa niihin. ...
Eniten emergenteistä ominaisuuksista puhutaan niiden
asioiden yhteydessä, joihin liittyy voimakas inhimillinen tunnelataus.
Sellaisia ovat käsitteet "elämä", "ihmiskunta", "rakkaus"
ja luonnollisesti "tietoisuus". ...
Olisiko siis aiheellista rajoittaa tarkastelu triviaaleihin tapauksiin,
joissa ei esiinny tunnelatauksia? Fysiikan perspektiivistä ei ihmisen
tai rautanaulan redusoimisella mikrofysiikkaan ole merkittävää
eroa, joten rajoitun rautanauloihin. Enqvist puolustaa reduktionismia (s.
54):
Mutta tosiseikka on, ettei ole olemassa yhtäkään
kiistatonta esimerkkiä siitä, että jokin fysiikan ilmiö
ei olisi selitettävissä osasiensa avulla. ... Steven Weinberg
toteaakin:
"... Minulle reduktionismi ei ole opas tutkimusohjelmien tekoon
vaan tietty luontoa koskeva asenne. Se ei merkitse enempää eikä
vähempää kuin oivallusta, että tieteelliset periaatteet
ovat mitkä ovat syvempien tieteellisten periaatteiden (ja joskus historiallisten
sattumien) ansiosta, ja että kaikki nämä periaatteet ovat
johdettavissa yhdestä yksinkertaisten lakien joukosta."
Oppinsa ytimen profeetaksi Enqvist siis hyväksyy Weinbergin. Tämän
mukaan reduktionismi on metafyysinen uskomus, johon liittyy näkemys
kaikkien fysiikan sekä ilmiöiden että teorioiden liittymisestä
yhdeksi kokonaisuudeksi.
Makrofysiikan
palauttaminen kvanttimekaniikkaan
Kirjassa usein esiintyvä termi on "kaikki". Enqvist pohtii (s.
51, 52, 53, 58):
Kokonainen ilmiöluokkien armeija on luovuttanut salansa
ja alistunut ihmisen löytämien fysiikan lakien armoille. ...
. Kaikki on nimittäin pohjimmaltaan kvanttifysiikkaa, ...
Fysikalismin mukaan kaikki – mukaan lukien ihminen haluineen
ja toivoineen – on kvanttifysiikkaa.
Reduktionisti uskoo, että koko klassillinen fysiikka
on palautettavissa kvanttifysiikkaan, ja että viime kädessä
kaikki luonnonilmiöt heijastelevat vain alkeishiukkasten vuorovaikutuksia.
Täsmällisesti ottaen rautatangon teoreettinen kuvailu
on palautettavissa rauta-atomien teoreettiseen kuvaukseen. Lait, jotka
pätevät rautatankoon kokonaisuutena, eivät ole itsellisiä
vaan periaatteessa johdettavissa rauta-atomeja hallitsevista laeista.
Mitä tarkoittanee, että asia on "periaatteessa" näin?
Rautatangon makrofysikaalista käyttäytymistä varten täytyy
käyttää makrofysikaalista kuvailua, jonka palauttaminen
atomaariseen kuvailuun merkitsee seuraavan sanomista: "Olivatpa rautatangon
atomien ominaisuudet mitkä hyvänsä, ainakin niistä
seuraa rautatangon makrofysikaalinen käyttäytyminen".
Makroilmiöiden
nikottelevat aaltofunktiot
Lukija törmää reduktion monimielisyyksiin tarttuessaan
Enqvistin teoksen keskeiseen kysymykseen, miten klassisen fysiikan maailma
rakentuu kvanttimaailmasta Asiaa Enqvist käsittelee varsinkin luvuissa
14, 15, 17. Käsittely alkaa (s. 171-172) kysymyksellä "... jos
kaikki on viime kädessä kvanttifysiikkaa, miksi puut, kivet ja
ihmiset kuitenkin tuntuvat hyvin määritellyiltä kappaleilta
jotka noudattavat klassisen fysiikan lakeja?" Oivalluksen ydin formuloidaan
keskeisessä luvussa 17 (s. 206): "Sen lähtökohta on yksinkertainen
totuus: arkielämässä tapaamamme ainekimpaleet sisältävät
valtaisen määrän atomeita, eikä yksikään
niistä ole täysin eristetty ulkomaailmasta." – Makromaailman
kvantittumisesta opimme (s. 185-187):
Aaltofunktion romahtamisen syytä on jo pitkään
etsitty Schrödingerin yhtälön hienoisista laajennuksista.
...
Hyvin vaatimaton muutos aaltofunktion käyttäytymisessä
saattaa kuitenkin riittää romahduttamaan sen. ... Kyseessä
on eräänlainen kosminen hikka, jonka tulisi tapahtua kerran sadassa
miljoonassa vuodessa. ...
Yksittäistä alkeishiukkasta tarkasteltaessa mitään
kummallista ei tällaisen kolaroinnin seurauksena oikeastaan tapahtuisi.
.... Mutta suurissa kappaleissa, esimerkiksi ihmisessä, jossa on yli
miljardi triljoonaa protonia ja neutronia, jokin hiukkanen olisi aina hikan
kourissa. ... Seurauksena olisi koko kappaleen aaltofunktion näennäinen
romahdus.
Otimmepa nikottelevat atomit vakavasti tai emme, joka tapauksessa opimme,
että makroskooppisten ilmiöiden palauttaminen kvanttimekaniikkaan,
sellaisena kuin se on matemaattisesti formuloitu, vaatii formalismin yli
menevän ilmiön olettamista. Makrofysiikan redusoiminen "fundamentaalisen
teorian" mukaiseen mikrofysiikkaan on nyt nikotteluun tai muuhun "vähäiseen
efektiin" vetoavaa lingvistiikkaa. Nikottelu tuntuu tieteellisemmältä,
kun sille annetaan nimi dekoherenssi, joka selittää makroskooppisten
olioiden "realiteetin" syy (s. 206-207):
... Atomit tempoilevat sidoksissaan, nykivät viereisiä
atomeita, törmäilevät, kieppuvat pakosalle tullakseen taas
hetken kuluttua uudelleen vangituiksi. Osaa tästä jatkuvasta
muutoksesta voimme efektiivisesti kuvata atomien lämpöliikkeenä.
...
... suuren kappaleen suuri todennäköisyysaalto,
liki luvuttomien osa-aaltojen summa, muuttuu lakkaamatta. ... Tätä
ilmiötä kutsutaan koherenssin menetykseksi eli dekoherenssiksi.
Lukija ihmettelee. Mikäli kuvitelma makromaailman redusoitumisesta
kvanttimekaniikan mukaiseen mikromaailmaan on oikea, pitää kaikkien
runollisesti kuvailtujen törmäilyjen, nykimisten jne. olla samaisen
kvanttimekaniikan mukaisia. Tietenkin makrokappaleen todennäköisyysaalto
muuttuu, mutta mikäli kvanttimekaniikka on makroilmiöt ‘fundamentaalisesti’
selittävä teoria, muutosten tulee olla kvanttimekaniikan perusteella
periaatteessa johdettavissa. Jos ne vaativat lisäksi "efektiivistä
lämpöliikettä", niin tämänkin täytyy olla
kvanttimekaniikan mukaista. Nimi dekoherenssi on lingvistinen pelastusyritys
asioille, joiden kohdalla konkreettinen reduktio epäonnistuu. Jääkö
jäljelle muuta intellektuaalisesti rehellistä mahdollisuutta
kuin peräytyä instrumentalismiin? Lukijan lujaa luottamusta dekoherenssiin
vahvistetaan (s. 218) vakuuttamalla, "että mikään kvanttimekaniikan
tulkintakeskustelu ei voi sivuuttaa dekoherenssia. ... Jos dekoherenssia
ei edes mainita, kyseisen teoksen voi huoleti repiä vaikka saunan
sytykkeiksi." – Saunan sytykkeiksihän on paljon kirjoja lähetetty.
Olenpahan pelastanut tämän kirjoituksen moiselta kohtalolta mainitsemalla
dekoherenssin.
Onko
mitään olemassa laboratorioiden ulkopuolella?
Sivulla 112 kerrotaan, mikä on Heisenbergin epätarkkuusperiaate,
jonka mukaan hiukkasen paikkaa ja nopeutta ei voida mitata yhtä aikaa
mielivaltaisen tarkasti. Tämä johtaa kaikkea kvanttimekaanista
filosofointia vaikeuttavaan probleemiin. Jos epätarkkuusperiaate koskee
hiukkasen paikan ja nopeuden mittaamista, niin sillä on mieli ja merkitys
ainoastaan fysiikan laboratorioissa, sillä missään muualla
ei noita asioita mitata.
Kysymyksestä saamme esimakua jo aikaisemmin (s. 38): "Kvanttimekaaninen
systeemin tila voi nimittäin samanaikaisesti sisältää
monia mahdollisuuksia. Ennen mittaustapahtumaa se on itse asiassa epämääräisessä
tilassa, kuin odottamassa yhden vaihtoehdon toteutumista surreaalisessa
universumissa."
Mittaamisen ongelma nousee jälleen esille, kun otetaan puheeksi
kvanttimekaniikan tulkintaongelmien ytimessä olevan "aaltofunktion
romahtaminen" (s. 115): "... mittauksessa realisoituu yksi aaltofunktion
sisällään pitämistä mahdollisuuksista todennäköisyydellä,
joka aaltofunktiosta voidaan laskea. Sanotaan, että mittauksessa aaltofunktio
romahtaa yhteen mahdollisista tiloistaan." "Romahtaminen" tapahtuu siis
vain fysiikan laboratorioissa, sillä muualla ei mittaamisia suoriteta.
Lukijakin yhtyy toteamukseen (s. 143): "Silmiinpistävää
edeltävien lukujen tarkasteluissa on ollut huolettomuus, jolla olemme
suhtautuneet sanaan 'mittaus'. ... Aaltofunktion käyttäytyminen
tilaa mitattaessa sen sijaan pohjautuu vain verbaaliseen ja epämääräiseen
sääntöön, joka sanoo että mitattaessa aaltofunktio
romahtaa." Schrödingerin kissan yhteydessä pohditaan (s. 214-215):
... epämääräisten tilojen "näkemiseksi"
meidän tulisi kyetä mittaamaan esimerkiksi Schrödingerin
kissan jokaisen atomin kvanttitila. Mutta mittaus tarkoittaa sitä,
että kissan jokaista mikrotilaa vastaa makroskooppisen "klassisen"
mittarin erilainen tila. Mittarin täytyy siis olla valtavan suuri
... niin suunnaton, ettei koko universumin atomien määrällä
saisi siitä rakennetuksi edes yhtä nurkkaa.
Kysymys "periaatteellisesta mittaamisesta" johtaa ongelmiin. Käsitteen
tarkoituksena on vapauttaa meidät rajoittumisesta fysikaalisten laboratorioiden
sisään, mutta tällöin on otettu käyttöön
metafyysinen käsite, joka olettaa kvanttimekaniikan matemaattisen
formalismin universaalisuuden. Asian käsittely jatkuu (s. 215-217):
... Vaikka efektiivisesti maailmamme on klassinen, todellisuudessa
meidän tulisi tarkastella ei ainoastaan mitattavaa ja mittalaitteita
yhtenä kvanttitilana vaan koko universumin aaltofunktiota.. ... Universumin
aaltofunktio ei nimittäin romahda. ... Ei ole mittausta, jonka sille
voisi suorittaa, ei mittaria eikä mittaajaa.
Kvanttimekaniikan
kotikummitukset
Enqvist kertoo kvanttimekaniikan standardikummituksista (s. 135-136,
141-142):
... Jos tennispallon heittää talon seinään,
se ponnahtaa takaisin, sillä sen atomien vuorovaikutus seinän
atomien kanssa on voimakasta. Mutta kvanttifysiikassa on mahdollista, että
joskus pallo liukuu seinän läpi kuin neutriinokimpale.
... Huoneiston sisäseinään nojaavaan ihmiseen
voisi periaatteessa liittää aaltofunktion, joka ulottuu seinän
lävitse "kielletylle alueelle". Mutta vain eksponentiaalisesti pieni
osa ihmisen todennäköisyysaaltoa olisi seinän ulkopuolella,
niin pieni, että vaikka seinään puskisi koko universumin
eliniän, mitään ei tapahtuisi.
Mikä relaatio vallitsee sen välillä, mikä on mahdollista
"kvanttifysiikassa" ja mikä on mahdollista tässä maailmassa?
Ottakaamme vastaava esimerkki klassillisesta fysiikasta. Sopivasti formuloidusssa
klassillisessa mekaniikassa kerran sekoittuneet viini ja vesi palaavat
riittävän odotuksen jälkeen takaisin omille puolilleen astiaa.
Tällaista ei meidän maailmassamme tapahdu, vaan on kyseessä
matemaattisen konstruktion ominaisuus. Seinän läpi kulkeva tennispallo
on myös erään matemaattisesti konstruoidun teorian ominaisuus.
Siitä puhuminen todellisen maailman "mahdollisena" tapahtumana on
kvanttiloikkailua, jota Enqvist toisaalla kritisoi. Jos kertominen "mahdollisesta"
tapahtumasta, joka ei kuitenkaan tapahdu universumin koko elinikänä,
on tiedettä, niin on todellakin kyse John Horganin tarkoittamasta
"ironisesta tieteestä". – Siirrytään ihmeiden bravuurinumeroon,
Schrödingerin kissaan (s. 175-176):
... Siinä kissa on suljettu laatikkoon yhdessä radioaktiivisesti
hajoavan ainenäytteen kanssa. Hajoamista ohjailee kvanttimekaniikka,
emmekä voi tietää kuin tietyllä todennäköisyydellä,
onko yksittäinen atomi hajonnut. Jos kuitenkin atomi hajoaa, sen hajoamistuote
laukaisee mekanismin, joka särkee kuolettavan myrkkypullon. Mutta
emme tiedä, onko atomi hajonnut vai ei ennen kuin avaamme laatikon
ja katsomme, onko kissa kuollut vai elävä. Sitä ennen atomi
on kvanttimekaniikan mukaan epämääräisessä tilassa.
... Vastaavasti Schrödingerin kissa on myös epämääräisessä
tilassa, puoleksi elävä ja puoleksi kuollut, niin kauan kunnes
avaamme laatikon ja katsomme. On kuin tajunta aktiivisesti koko ajan loisi
todellisuutta.
Enqvist ratkaisee probleemin dekoherenssin avulla (s. 207-209):
Kuvitellaanpa, että ... atomin hajoamisen takia kissa
on nyt epämääräisessä tilassa elävä
ja kuollut. ... Mutta se ei voi millään pysyä samassa tilassa.
...
...Vuorovaikutukset, joiden ansiosta kissan aaltofunktio lähti
vaeltelemaan kaikkien mahdollisten tilojen lävitse, johtavat siis
siihen, että käytännössä epämääräiset
tilat katoavat tyystin. ...
... Väitteet, joiden mukaan epämääräinen
maailma tulee olevaiseksi vasta kun se havaitaan, paljastuvat dekoherenssin
kirkkaassa valossa valjuiksi ja vääriksi. Se pyyhkäisee
kerralla syrjään spekulaatiot tietoisuuden välttämättömyydestä
havainnossa. Luonto ei tarvitse tietoisuutta vaan näyttää
hoitavan asiat itsestään. ...
Ilmeisesti Schrödinger oli tyhmä mies, kun hän ei ymmärtänyt
paradoksin selviävän kutsumalla nikottelua dekoherenssiksi. Uskon,
että luonto hoitaa asiansa ilman tietoisuutta, mutta "dekoherenssin
kirkas valo" ei ole lisännyt uskoani tähän asiaan. Eihän
Schrödingerin kissan probleemi liity kissan aaltofunktioon; se liittyy
yhden atomin aaltofunktioon. Kysymys on siitä "romahtaako" atomin
aaltofunktio kenenkään sitä havaitsematta. Jos näin
tapahtuu, ja atomi hajoaa, on kaikki sen jälkeen laatikossa tapahtuva
silkkaa makrofysiikkaa. Kissan tila ei missään vaiheessa ollut
epämääräinen, vaan jos atomi ei ollut hajonnut, kissa
on elävä, ja jos atomi oli hajonnut, kissa on kuollut, eikä
näiden tilojen määrittelemiseksi tarvita mitään
kvanttihöpinää. Asian ydin on, että yksi erillinen
kvanttitapahtuma, atomin hajoaminen, saa maailmassa aikaan makrofysikaalisia
muutoksia siitä riippumatta, havaitseeko joku tuota kvanttitapahtumaa
vai eikö havaitse.
Enqvist on kirjoittanut mainion ja herätteitä antavan kirjan,
ja tästähän kirja on jo saanut sertifikaatinkin. Jatketaan
painia.
Kirjoittaja on Teknillisen korkeakoulun matematiikan emeritusprofessori.
Tieteen päivien ohjelmassa oli 13.1. "Päivän paini", jossa
Enqvist ja Lehti ottelivat aiheesta "Saavuttaako fysiikka kohta "lopullisen
totuuden"? |