Prinsipp som ble ansett gyldig innenfor klassisk fysikk, og som sier at dersom vi kjenner posisjoner og hastigheter til alle partikler i universet i et bestemt øyeblikk, og kjenner alle krefter som til enhver tid virker på partiklene, så kan vi forutsi alle fremtidige (og fortidige) tilstander til ethvert fysisk system i universet.

Ideen om at verden består av atomer hvis bevegelser styres av krefter, kan føres tilbake til de greske filosofer Demokrit og Levkippos. Tanken om bevegelsenes årsaksbestemthet ble hevdet av blant andre Descartes. Etter at den klassiske mekanikk var konstruert av Newton, og det viste seg at denne teorien kunne forklare så mange naturlige prosesser, bredte det seg en forestilling om at verden kunne sammenlignes med en maskin som fungerte på en deterministisk måte. Dette ble spissformulert av Pierre Simon Laplace som hevdet at en kalkulator med ubegrenset kapasitet, som fikk all informasjon om universets tilstand nå og om de krefter som virker, vil kunne forutsi hele fremtiden. Dersom en slik "klassisk determinisme" koples sammen med et materialistisk verdensbilde som innebærer at alt i har en fysisk årsak, følger det at den tilsynelatende friheten vi har til å velge våre handlinger, er en illusjon.

Men ikke bare er troen på at verden i sin helhet er materiell, svært kontroversiell. Det er også slik at utviklingen av kvantemekanikken og ny forståelse av kaotisk oppførsel til fysiske systemer (se katastrofeteorien), har ført til at den fysiske determinisme, definert som ovenfor, ikke lengre er en udiskutabel del av dagens virkelighetsoppfatning. Ifølge kvantemekanikken er det ikke mulig å måle et systems tilstand med ubegrenset nøyaktighet. En konsekvens av teorien er Heisenbergs usikkerhetsprinsipp, som sier at det eksisterer såkalte komplementære størrelser, for eksempel posisjon og hastighet, der produktet av usikkerhetene til disse størrelsene har en minste verdi. Når den ene måles svært nøyaktig, blir usikkerheten i den andre større. Dette prinsippet sier noe om naturen og har ikke med mangelfull måleteknikk å gjøre. Teorien for kaotiske systemer viser at slike ubestemtheter i begynnelsesbetingelsene til et system, gjør at man mister muligheten til å forutsi systemets oppførsel over lengre tid.

Innholdet i begrepet "determinisme" slik det ble definert innedningsvis passer ikke helt med den kvantemekaniske virkelighetsoppfatningen der partiklers posisjoner og hastigheter ikke er veldefinerte størrelser. I kvanteteorien beskrives fysiske objekter ved hjelp av en bølgefunksjon. Dens fysiske tolkning er at kvadratet av utslaget et sted representerer sannsynligheten for å finne en partikkel på dette stedet. Likningene i kvanteteorien gir en deterministisk beskrivelse av bølgefunksjonens utvikling. Følgelig er virkeligheten deterministisk dersom man oppfatter det slik at bølgefunksjonen definerer virkeligheten.

Dette er ikke uproblematisk. For eksempel representerer radioaktivitet en utfordring for determinismen. Et gram uran-238 inneholder 2,5.1021 atomer. Det er radioaktivt, og i løpet av et sekund omdannes 12 600 uranatomer og det dannes alfapartikler (som består av to nøytroner og to protoner) som sendes ut fra kjernene til uranatomene. Men det er ikke mulig å forutsi hvilke atomer som kommer til å sende ut alfapartikler.

Slike fenomener samt kaotiske fenomener i større skala kan tyde på at verden ikke er deterministisk. Men spørsmålet er ikke endelig avklart og diskuteres fortsatt.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

14. august 2009 skrev Hogne Neteland

Du skriver at: "den fysiske determinisme (er) ikke lengre en del av dagens virkelighetsoppfatning."Dette er i det minste omstridt, jeg siterer wikipedia:I nyere tid er idéen om at verden er deterministisk blitt forsøkt tilbakevist gjennom kvantefysikk, men det er uklart om dette er en gyldig tilbakevisning. Vitenskapelig determinisme er av Stephen Hawking ( i boka A Brief History of Time) definert som at «...noe som vil hende i framtida, kan bli forutsagt.» Han mener videre at det kan være rom for determinisme også innen kvantemekanikken: “These quantum theories are deterministic in the sense that they give laws for the evolution of the wave with time. Thus if one knows the wave at one time, one can calculate it at any other time. The unpredictable, random element comes in only when we try to interpret the wave in terms of the positions and velocities of particles. But maybe this is our mistake: maybe there are no positions and velocities, but only waves. It is just that we try to fit the waves to our preconceived ideas of positions and velocities. The resulting mismatch is the cause of the apparent unpredictability.” (konklusjon i A Brief History Of Time av Hawking) Det er også grunn til å tro at innenfor den virkligheten som vi opplever i dagliglivet, og som alle eksemplene i artikkelen om katastrofeteorien er hentet fra, har eventuelle stokatiske prosesser fra kvantemekanikken blitt opphevet siden disse foregår på et molekylært nivå eller høyere. Er du enig i det?

29. august 2009 svarte Hogne Neteland

Med dei endringar som kom i denne artikkelen den 28.08.2009 vart dette klårgjort på ein god måte! Takk!

11. januar skrev Hogne Neteland

1. Link til https://snl.no/katastrofeteorien_-_matematikk fungerer ikkje
Det kan også fint greiast vidare ut om kvifor katastrofeteorien og andre kaotiske fenomen hindrar fysisk determinisme. Finst det bevis for at det ikkje er mogleg å rekna ut naturfenomen som syner brå endringar, som til dømes eit hjarteslag, ein kaldfront i meteorologi, eit embryo som brest og liknande.
2. Finst det bevis for at det ikkje er mogleg å forutseie kva atom som kjem til å sleppe ut ein alfapartikkel i uran-238

20. oktober skrev Øyvind Grøn

Spørsmål frå Hogne Neteland
1. Finst det bevis for at det ikkje er mogleg å rekna ut naturfenomen som syner brå endringar, som til dømes eit hjarteslag, ein kaldfront i meteorologi, eit embryo som brest og liknande.
2. Finst det bevis for at det ikkje er mogleg å forutseie kva atom som kjem til å sleppe ut ein alfapartikkel i uran-238
Svar:
Spørsmål 1. Når det gjelder brå endringer, kan de beskrives matematisk, men å regne ut observerbare virkninger ved slike fenomener kan være krevende. Man må ha en realistisk fysisk teori for fenomenene. Det er det avgjørende poenget. Men det finnes teorier for eksempel for sjokkbølger.
Spørsmål 2. Det er en konsekvens av kvanteteorien at man ikke kan forutsi når og hvor (i hvilket atom) en alfapartikkel vi bli sendt ut i et gitt tidsintervall. Kvantemekanikken opererer med sannsynligheter. Man kan forutsi og beregne sannsynligheten for at en slik hendelse skal skje. Men ikke forutsi individuelle hendelser. Dette er en del av kvantemekanikkens natur. Einstein likte det ikke, men teorien er nå blitt bekreftet i så mange situasjoner, at den regnes som en svært godt etablert teori.
Vennlig hilsen
Øyvind

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.