Werner Heisenberg:
Fyzika a filosofie
Tibor Fördös /Nanotechnologie/
Myšlenky Werner Heisenberg Kvantová mechanika a změna náhledu na svět Kvantová mechanika, skutečnost a determinismus Vývoj myšlení – Antika, Descartes Moderní pozitivismus versus moderní fyzika Střet náboženského a racionálního uvažování Rozklad základního rámce vědy ve 20. století Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení – možné etické konflikty Diskuze
Werner Heisenberg 1901 – 1976 Mnichovská univerzita /ovlivněn Sommerfeldem/, studium v Göttingen přátelství s Bohrem, spolupráce v Kodani /Dirac, Oppenheimer, Pauli aj./– formace, položení základů kvantové teorie formulace „principu neurčitosti“ /1927/ - rozpory s kauzálním výkladem dění /Einstein/ jmenován řádným profesorem na univerzitě v Lipsku /1927/ udělena Nobelova cena /1933/ nacistické Německo – potřeba odborníků na atomovou fyziku /etické otázky/ ředitel Institutu Maxe Plancka v Göttingen
Dílo - Kapitoly Význam moderní fyziky v naší době Dějiny kvantové teorie Kodaňský výklad kvantové teorie Kvantová teorie a počátky učení o atomech Vývoj filosofických idejí od Descarta Vztahy kvantové teorie k jiným oblastem moderní přírodovědy Teorie relativity Kritika a protinávrhy ke Kodaňskému výkladu kvantové teorie Kvantová teorie a struktura hmoty Řeč a skutečnost v moderní fyzice Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení
Kvantová mechanika a drastická revize způsobu nahlížení na svět zkoumané jevy: dvouštěrbinový experiment a fotoelektrický jev je možné, aby světlo vykazovalo vlastnosti vlnové a současně částicové /odporující si vlastnosti/? nutnost přehlížet intuici a přijmout, že může být obojím najednou 1923 – de Broglie – vlnově-částicový dualismus se vztahuje nejen na světlo, ale i na hmotu Částice /elektron/, popis hmotnými vlnami, spojení dvou vztahů: mc 2 f= h
1926 – Born – neschopnost určit přesnou polohu, pouze pravděpodobnost výskytu /Schrödinger – vlnová funkce/ Pravděpodobnost z lidského pohledu vyplývá z neznalosti /hod kostkou – přesným měřením však lze stanovit přesný výsledek/ Zde fundamentální popis hmoty
Kvantová mechanika, skutečnost a determinismus Klasické myšlení možný popis světa, aniž zahrnujeme sami sebe /Slunce existuje nezávisle na tom, zda jej vidíme či nikoli/ deterministické – přesná znalost počátečních podmínek a přesný matematický popis jednoznačně určí výsledek /Laplaceův výrok/ /popření náhody – ta plyne pouze z neznalosti/ Moderní fyzika Zdá se, že pozorování hraje rozhodující úlohu a že skutečnost je různá vždy podle toho, zde ji pozorujeme či nikoli /Schrödingerova kočka/ Příroda vystavena našemu způsobu kladení otázek Heisenbergova relace neurčitosti – nemožnost určit veličiny neomezeně přesně
∆ x.∆ p ≥
h 4π
∆ t∆ E ≥
h 4π
Nemožnost přesně určit stav současný ani budoucí, pouze pravděpodobnost /poznámka: v rámci klasických požadavku je kvantová teorie indeterministická, v zobecněném slova smyslu se však jedná o dokonale deterministickou teorii/
Vývoj myšlení - Antika Antická filosofie
otázka po materiální příčině věcí nutnost vysvětlit tuto příčinu racionálně předpoklad porozumění světu z jednotného základního principu
Výroky: Voda je materiální prazáklad všech věcí /Tháles/ Oheň je prazáklad. /Herakleitos/ Oheň hmotou i hybnou silou Pojetí moderní fyziky – energie – látka, hybná síla, teplo, pohyb – příčina všech proměn ve světě /E = mc2/
Vývoj myšlení - Descartes Od 16. století prudký rozvoj filosofických idejí souvisejících se základními pojmy přírodní vědy Descartes neochota nekriticky příjímat to, co vnímá svými smysly Radikální oddělení, dualismus – duch/myšlení/-hmota Okolí lze popisovat, aniž mluvíme o nás samotných nebo o Bohu Do 20.století nutný předpoklad a pilíř veškeré přírodovědy
Moderní pozitivismus versus moderní fyzika Moderní pozitivismus
Postaven na empirismu a racionalismu Požadavek logického objasňování každé výpovědi o přírodě Oprávněný v době klasické fyziky Např. slova „místo“ či „rychlost“ objektu lze přesně definovat
Moderní fyzika
Nutno pochopit, že z pohledu kvantové teorie požadavek pozitivistů nelze splnit Pojmy „místo“ či „rychlost“ elektronu nelze dost dobře definovat, což lze vypozorovat z relace neurčitosti Samotný pojem elektron - můžeme použít množství obrazů – popisujeme jako částici, jindy jako vlnu a kvantové klubko – ani jedno však není přesné Při procesu poznávání je nutno používat některých pojmů způsobem, který nelze logicky oprávnit a který musíme do jisté míry označit jako nemající smysl Trvání na požadavku úplné logické jasnosti by znemožnilo pokrok
Střet náboženského a racionálního uvažování 16.století – střet dvou odlišných sfér
Galileo – názor, že zkušenost obsahuje nespornou pravdu Církev – názor, že zaměřování na materiální svět odklání od základních lidských hodnot ležících mimo materiální svět
Život začíná být vysvětlován jako fyzikálně - chemický proces, jehož vznik má vědecké vysvětlení/živná půda pro Darwina/, kauzálně zcela určen
Náboženství se pro mnoho lidí začíná jevit jako iluze, důvěra v racionální myšlení Pouze etické hodnoty křesťanství vyjímkou
19.století – dotvořen rámec přírodní vědy – dán základními pojmy klasické fyziky – prostoru, času, kauzality – definitivní, neměnné 20. století – rozklad těchto pojmů ve dvou stádiích
Rozklad základního rámce vědy ve 20.stol. 1. stádium – Teorie relativity – prostor, čas – mylně považovány za definitivní 2.stádium – výklad pojmu hmoty – kvantová teorie Poučení:
postoj k pojmům duch, duše, Bůh se musí lišit od materialistického rámce 19.století
I když se nedají dobře definovat ve vědeckém smyslu a jejich aplikace povede k vnitřním rozporům přesto se dotýkají skutečnosti /pozitiv. versus moderní f./ a jsou pro nás důležité
I v matematice jakožto extaktní vědě např. pojem nekonečno vede vnitřním rozporům, přesto by však bylo nemožné vybudovat důležité partie matematiky bez něj
Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení Pokroky v chápání přírody a matematická formulace /či zápis těchto poznatků/ otevřely cestu v aplikaci v každodenním životě – mění životní podmínky i myšlení lidí Moderní fyzika patří k novým úsekům tohoto vývoje Atomová bomba ukázala podstatu tohoto procesu v nejostřejším světle Otázky politické Částečně oprávněné názory těch, kteří varovali před radikálními změnami přirozených životních podmínek Národy nebo jednotlivci, kteří se chtěli držet co nejdále od nebezpečí spojených s novými objevy jsou nuceni věnovat jim pozornost Pojem nezávislých národů se mění – každý národ, který nemá atomové zbraně je závislý na ochraně těch, kteří je vlastní
Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení Otázky vědce: Politický vliv vědy se stal mnohem silnější – vyžaduje větší zodpovědnost vědce
Možnost aktivní účasti na správě země – nutnost spolupřevzetí zodpovědnosti za rozhodnutí Možnost vzdát se politické účasti – i přesto plyne zodpovědnost, nutnost varovat před špatnými rozhodnutími, povinnost informovat vládu o následcích
Pozn.:
40.léta 20.století - nutnost diskutovat o etických otázkách Postoje vědců – A.Einstein – velká lítost nad sepsáním dopisu Rooseveltovi o možnostech využití jaderné energie „Dejte mi pokoj s výčitkami svědomí, to je fyzika, a jak krásná!“ /Fermi/ „Vědci musí mít stále na paměti, že jsou především lidmi, a teprve pak vědci. A oddanost etickým zásadám může někdy vyžadovat omezení honby za poznáním.“ /Rotblat/
Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení Německá strana – Heisenberg – špatné vypočítání kritického množství /nebo uvědomění si etických problémů a zkažení plánu/ John Cornwell: Hitlerovi vědci. Věda, válka a ďáblův spolek - Heisenberg označen jako nemorální, nepřiznal odpovědnost za výzkum pro Hitlera Russel-Eisteinova rezoluce /1955/ - výzva k zastavení jaderného zbrojení a orientace na mírové využití
Závěr Další etická otázka, možnost diskuze
Střet moderní vědy a techniky se staršími tradicemi /barbarství versus poučení/
