Fizik felsefesi - Philosophy of physics

Bir kısmı bir dizi üzerinde
Felsefe
Plato Kant Nietzsche Buddha Confucius AverroesSoldan sağa: Platon, Kant, Nietzsche, Buddha, Konfüçyüs, İbn Rüşd
Bu resim hakkında
Şubeler
dönemler
Gelenekler

Bölgelere göre gelenekler

Edebiyat
filozoflar
Listeler
Sokrates.png Felsefe portalı

In felsefesi , fizik felsefesi , modern kavramsal ve yorumsal konularla fırsatlar fiziği teorik fizikçiler belli türden yapılan araştırma örtüşen birçoğu. Fizik felsefesi genel olarak üç alana ayrılabilir:

  • yorumlarıyla kuantum mekaniği : esas yeterli yanıt formüle etmek nasıl meselelerin ölçüm problemi ve teori gerçeklik hakkında söylediklerini anlamak
  • uzay ve zamanın doğası : uzay ve zaman maddeler mi yoksa tamamen ilişkisel mi? Eşzamanlılık geleneksel mi yoksa sadece göreceli mi? Temporal asimetri tamamen termodinamik asimetriye indirgenebilir mi?
  • teoriler arası ilişkiler: termodinamik ve istatistiksel mekanik gibi çeşitli fiziksel teoriler arasındaki ilişki . Bu, bilimsel indirgeme konusuyla örtüşmektedir.

uzay ve zaman felsefesi

Ana madde: uzay ve zaman felsefesi

Uzay ve zamanın (veya uzay-zamanın) varlığı ve doğası, fizik felsefesinde merkezi konulardır.

Zaman

Ana madde: Fizikte Zaman
Zaman, birçok felsefede değişim olarak görülür.

Zamanın genellikle temel bir nicelik olduğu düşünülür (yani, başka niceliklerle tanımlanamayan bir nicelik), çünkü zaman temelde temel bir kavram gibi görünür, öyle ki daha basit bir şeyle tanımlanamaz. Bununla birlikte, döngü kuantum yerçekimi gibi bazı teoriler , uzay-zamanın ortaya çıktığını iddia ediyor. Döngü kuantum yerçekiminin kurucularından biri olan Carlo Rovelli'nin dediği gibi: "Uzay-zamanda artık alan yok: sadece alanlar üzerindeki alanlar". Zaman, standart zaman aralığı ile ölçüm yoluyla tanımlanır . Şu sırada, standart bir zaman ( "geleneksel olarak adlandırılan aralığı , ikinci " veya sadece "ikinci") 9192631770 olarak tanımlanır salınımlar a aşırı ince 133 geçiş sezyum atomu . ( ISO 31-1 ). Saat kaçta ve nasıl çalıştığı izler yukarıdaki tanım. O zaman zaman, hız , momentum , enerji ve alanlar gibi kavramları tanımlamak için temel uzay ve kütle miktarlarıyla matematiksel olarak birleştirilebilir .

Hem Newton hem de Galileo ve 20. yüzyıla kadar çoğu insan zamanın herkes için her yerde aynı olduğunu düşünüyordu. Zamanın çağdaş anlayışı dayanmaktadır Einstein 'ın izafiyet teorisi ve Minkowski ' nin uzay- zamanın oranları referans ve farklı eylemsizlik çerçevelerinde farklı çalıştırmak hangi, uzayda birleştirilir ve zaman uzay- . Zaman, teorik olarak en küçük zaman Planck zamanı sırasına göre kuantize edilebilir . Einstein'ın genel görelilik yanı sıra kırmızıya kayma uzak gökadaları geri çekilen gelen ışığın tamamını göstermektedir Evren ve muhtemelen uzay-zamanın kendisi hakkında başladı milyar 13.8 yıl önce de Big Bang . Einstein'ın özel görelilik kuramı (evrensel olmasa da) çoğunlukla, şimdi hakkında metafiziksel olarak özel bir şeyin olduğu zaman kuramlarını çok daha az inandırıcı hale getirdi, çünkü zamanın referans çerçevesine bağımlılığı, ayrıcalıklı bir şimdiki an fikrine izin vermiyor gibi görünüyor.

Zaman yolculuğu

Ana madde: Zaman yolculuğu

Bazı teoriler, özellikle özel ve genel görelilik, uygun uzay-zaman geometrilerinin veya uzaydaki belirli hareket türlerinin geçmişe ve geleceğe zaman yolculuğuna izin verebileceğini öne sürüyor . Böyle bir anlayışa yardımcı olan kavramlar arasında kapalı zaman benzeri eğri bulunur .

Albert Einstein'ın özel görelilik teorisi (ve buna bağlı olarak genel teori) , zaman yolculuğu olarak yorumlanabilecek zaman genişlemesini öngörür . Teori, durağan bir gözlemciye göre, daha hızlı hareket eden cisimler için zamanın daha yavaş geçtiğini belirtir: örneğin, hareket eden bir saat yavaş çalışıyormuş gibi görünecektir; bir saat ışık hızına yaklaştıkça ibreleri neredeyse durmuş gibi görünecektir. Bu tür zaman genişlemesinin etkileri, popüler " ikiz paradoks "ta daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır . Bu sonuçlar deneysel olarak gözlemlenebilir olmasına rağmen, Einstein'ın teorisinin içsel bir yönü, GPS uydularının ve günlük hayatta kullanılan diğer yüksek teknoloji sistemlerinin işleyişine uygulanabilir bir denklemdir.

İkinci, benzer türde bir zaman yolculuğuna genel görelilik izin verir . Bu tipte uzaktaki bir gözlemci, derin yerçekimi kuyusunun dibindeki bir saat için zamanın daha yavaş geçtiğini görür ve derin bir yerçekimi kuyusuna indirilip geri çekilen bir saat, sabit duran bir saate kıyasla daha az zamanın geçtiğini gösterir. uzak gözlemci ile

Bilim camiasındaki birçok kişi, nedenselliği, yani neden-sonuç mantığını ihlal ettiği için, zamanda geriye doğru yolculuğun pek olası olmadığına inanıyor . Örneğin, zamanda geriye gidip hayatınızın daha erken bir aşamasında kendinizi öldürmeye çalışırsanız (ya da büyükbaba paradoksuna yol açan büyükbabanızı ) ne olur? Stephen Hawking bir keresinde, gelecekten gelen turistlerin yokluğunun, zaman yolculuğunun varlığına karşı güçlü bir argüman oluşturduğunu öne sürdü - Fermi paradoksunun bir varyantı , uzaylı ziyaretçiler yerine zaman yolcuları ile.

Uzay

Ana madde: Uzay

Uzay, fizikteki birkaç temel nicelikten biridir , yani şu anda bilinen daha temel bir şey olmadığı için başka nicelikler aracılığıyla tanımlanamaz. Böylece, diğer temel niceliklerin ( zaman ve kütle gibi ) tanımına benzer şekilde , uzay da ölçüm yoluyla tanımlanır . Şu anda, standart metre veya basitçe metre olarak adlandırılan standart uzay aralığı, ışığın bir saniyenin 1/299792458'lik bir zaman aralığında (tam) bir boşlukta kat ettiği mesafe olarak tanımlanır .

Olarak klasik fizik , bu alan bir üç boyutlu Öklid alan bir üçüncü pozisyonda kullanılarak tanımlanabilir koordinatları zaman ve eğilimini göstermektedir. Özel ve genel görelilik , üç boyutlu uzay yerine dört boyutlu uzay - zamanı kullanır ; ve şu anda dörtten fazla uzamsal boyut kullanan birçok spekülatif teori var.

Kuantum mekaniğinin felsefesi

Ana madde: Kuantum mekaniğinin yorumlanması

Kuantum mekaniği, çağdaş fizik felsefesinin, özellikle kuantum mekaniğinin doğru yorumlanmasıyla ilgili büyük bir odak noktasıdır. Çok geniş anlamda, kuantum teorisinde yapılan felsefi çalışmaların çoğu, süperpozisyon durumlarını anlamlandırmaya çalışıyor: parçacıkların aynı anda sadece belirli bir konumda değil, aynı zamanda 'burada' bir yerde olduğu ve aynı zamanda ' aynı anda orada. Böylesine radikal bir görüş, birçok sağduyu metafizik düşüncesini baş aşağı çevirir. Çağdaş kuantum mekaniği felsefesinin çoğu, kuantum mekaniğinin ampirik olarak başarılı formalizminin bize fiziksel dünya hakkında ne söylediğini anlamayı amaçlar.

Everett yorumu

Ana madde: Çok dünyalı yorumlama

Everett ya da kuantum mekaniğinin çok dünyalı yorumu, bir kuantum sisteminin dalga fonksiyonunun bize o fiziksel sistemin gerçekliği hakkında iddialar söylediğini iddia eder. Dalga fonksiyonunun çöküşünü reddeder ve süperpozisyon durumlarının, sadece bu değişkenlerin belirsizliğini göstermekle değil, nesnelerin bulunduğu birçok-dünyanın gerçekliğini açıklayan olarak tam anlamıyla yorumlanması gerektiğini iddia eder . Bu bazen bilimsel teorilerin bize kelimenin tam anlamıyla dünyanın gerçek tanımlarını vermeyi amaçladığını belirten bilimsel gerçekçiliğin bir sonucu olarak tartışılır .

Everett yorumu için bir konu, olasılığın bu hesapta oynadığı roldür. Everettian açıklaması tamamen deterministtir, oysa olasılık kuantum mekaniğinde ortadan kaldırılamaz bir rol oynuyor gibi görünmektedir. Çağdaş Everetticiler, belirli karar-teorik kanıtlar aracılığıyla Doğuş Kuralını izleyen bir olasılık hesabının elde edilebileceğini savundular.

Fizikçi Roland Omnés, Everett'in, dalga fonksiyonunun her biri eşit olarak var olan farklı dünyalara ayrıldığını söyleyen görüşü ile uyumsuz bir dalga fonksiyonunun yalnızca bir tane bıraktığını söyleyen daha geleneksel görüş arasında deneysel olarak ayrım yapmanın imkansız olduğunu belirtti. benzersiz gerçek sonuç. Bu nedenle, iki görüş arasındaki anlaşmazlık büyük bir "uçuru" temsil eder. "Gerçekliğin her özelliği, teorik modelimiz tarafından yeniden yapılandırılmasında yeniden ortaya çıktı; biri hariç her özellik: gerçeklerin benzersizliği."

Belirsizlik ilkesi

Ana madde: Belirsizlik ilkesi

Belirsizlik ilkesi herhangi bir çift eş zamanlı ölçüm doğruluğuna bir üst sınır iddia matematiksel ilişki olduğunu eşlenik değişkenler , örneğin konum ve momentum. Operatör notasyonu formalizminde , bu limit, değişkenlerin karşılık gelen operatörlerinin komütatörünün değerlendirilmesidir .

Belirsizlik ilkesi şu soruya yanıt olarak ortaya çıktı: Elektron bir dalgaysa, elektronun çekirdeğin etrafındaki konumu nasıl ölçülür? Kuantum mekaniği geliştirildiğinde, dalga mekaniğini kullanan bir sistemin klasik ve kuantum tanımları arasında bir ilişki olduğu görüldü.

Mart 1927'de Niels Bohr'un enstitüsünde çalışan Werner Heisenberg belirsizlik ilkesini formüle etti ve böylece kuantum mekaniğinin Kopenhag yorumu olarak bilinen şeyin temelini attı. Heisenberg, Paul Dirac ve Pascual Jordan'ın makalelerini inceliyordu . Denklemlerdeki temel değişkenlerin ölçümü ile ilgili bir problem keşfetti. Analizi, bir parçacığın konumu ve momentumu aynı anda ölçülmeye çalışıldığında, belirsizliklerin veya belirsizliklerin her zaman ortaya çıktığını gösterdi. Heisenberg, ölçümlerdeki bu belirsizliklerin veya belirsizliklerin deneycinin hatası olmadığı, doğada temel olduğu ve bu operatörlerin tanımlarından kaynaklanan kuantum mekaniğindeki operatörlerin doğasında bulunan matematiksel özellikler olduğu sonucuna varmıştır.

Kuantum mekaniğinin Kopenhag yorumu terimi , determinizme inanan ve Bohr-Heisenberg teorilerinin ortak özelliklerini bir tehdit olarak gören kötüleyiciler (Einstein ve fizikçi Alfred Landé gibi ) tarafından sıklıkla Heisenberg'in belirsizlik ilkesiyle birbirinin yerine ve eşanlamlı olarak kullanıldı. . Kuantum mekaniğinin Kopenhag yorumunda, belirsizlik ilkesi, temel düzeyde, fiziksel evrenin deterministik bir biçimde değil, bir olasılıklar topluluğu veya olası sonuçlar olarak var olduğu anlamına geliyordu. Örneğin, bir kırınım yarığından geçen milyonlarca fotonun ürettiği model ( olasılık dağılımı ) kuantum mekaniği kullanılarak hesaplanabilir, ancak her fotonun kesin yolu bilinen herhangi bir yöntemle tahmin edilemez. Kopenhag yorumu, teorik olarak sonsuz hassas ölçümlerle bile herhangi bir yöntemle tahmin edilemeyeceğini savunuyor.

Fizik felsefesinin tarihi

Aristoteles fiziği

Aristoteles fiziği , evreni merkezi olan bir küre olarak gördü . Madde, oluşan klasik unsurları , toprak, su, hava ve ateşin, ondan yukarı evrenin merkezine, dünyanın merkezine ya doğru inmek istedi. Ay, güneş, gezegenler veya yıldızlar gibi eterdeki şeyler evrenin merkezini çevreliyorlardı. Hareket, mekanda yani mekanda değişiklik olarak tanımlanır.

Newton fiziği

Aristoteles fiziğinin maddenin uzaydaki hareketiyle ilgili örtük aksiyomları, Newton fiziğinde Newton'un Birinci Hareket Yasası tarafından değiştirildi .

Her cisim, etkilenmiş kuvvetler tarafından durumunu değiştirmeye zorlanmadığı sürece, düz bir çizgide ya durgunluk ya da düzgün hareket halinde kalır.

"Her beden" Ay'ı ve bir elma içerir; ve her türlü maddeyi, havayı, suyu, taşları ve hatta alevi içerir. Hiçbir şeyin doğal veya doğal bir hareketi yoktur. Mutlak uzay olmanın üç boyutlu Öklid uzayı sonsuz ve merkezî olmayan,. "Dinlenmek", zaman içinde mutlak uzayda aynı yerde olmak anlamına gelir. Topolojisi ve afin yapı alanı içinde hareketine izin gereken düz çizgi üniform bir hızda; dolayısıyla hem uzay hem de zaman belirli, sabit boyutlara sahip olmalıdır .

Leibniz

Gottfried Wilhelm Leibniz , 1646-1716 , Newton'un çağdaşıydı. Genellikle Descartes ve Newton ile aynı fikirde olmayan, çevresinde ortaya çıkan statik ve dinamiklere makul miktarda katkıda bulundu . Newton, uzayın mutlak olduğuna tamamen ikna olmuşken, kinetik enerjiye ve potansiyel enerjiye dayanan yeni bir hareket teorisi ( dinamik ) geliştirdi . Leibniz'in olgun fiziksel düşüncesinin önemli bir örneği , 1695 tarihli Specimen Dynamicum'udur .

Atom altı parçacıkların ve onları yöneten kuantum mekaniğinin keşfine kadar, Leibniz'in doğanın statik ve dinamiğe indirgenemeyen yönleri hakkındaki spekülatif fikirlerinin çoğu pek anlamlı değildi.

Newton'a karşı uzayın , zamanın ve hareketin mutlak değil göreli olduğunu savunarak Albert Einstein'ı bekliyordu : "Kendi görüşüme gelince, bir kereden fazla söyledim, uzayı zaman gibi salt göreli bir şey olarak kabul ediyorum, zaman bir ardışıklık düzeni olduğu için, onu bir arada varoluş düzeni olarak kabul ediyorum."

Einstein'ın fizik felsefesinin önemi üzerine çalışmasından alıntılar

Einstein, teorisinin felsefi sonuçlarıyla ilgileniyordu.

Albert Einstein , çalışmalarının felsefi sonuçlarıyla son derece ilgiliydi. O yazıyor:

" Bilim tarihi ve felsefesinin yanı sıra metodolojinin önemi ve eğitici değeri konusunda size tamamen katılıyorum . Bugün pek çok insan - ve hatta profesyonel bilim adamları - bana binlerce ağaç görmüş ama hiç orman görmemiş biri gibi görünüyor. Tarihsel ve felsefi arka plan bilgisi, çoğu bilim insanının muzdarip olduğu kendi kuşağının önyargılarından bu tür bir bağımsızlık sağlar.Felsefi kavrayışın yarattığı bu bağımsızlık -bana göre- salt zanaatkar veya uzman ile bir zanaatkar arasındaki ayrımın işaretidir. gerçeğin gerçek arayıcısıdır." Einstein'dır . Robert A. Thornton'a mektup, 7 Aralık 1944. EA 61–574.

Başka bir yerde:

"Bir düzgün bahşedilmiş Bunun olmasına nasıl çalışır doğal bilim adamı ile endişe kendini geliyor epistemoloji ? Onun özel daha değerli eser var mı? Ben pek çok meslektaşım söyleyerek duymak ve onlar bu şekilde hissediyorum, bunun gibi pek çok onu hissederler. Bu duyguyu paylaşamam... Bir şeyleri düzene sokmada yararlı olduğu kanıtlanan kavramlar, üzerimizde öyle bir otoriteye kavuşur ki, dünyevi kökenlerini unutur ve onları değiştirilemez veriler olarak kabul ederiz. 'a priori verilenler' vb."

"Bilimsel ilerlemenin yolu, bu tür hatalarla genellikle uzun bir süre için geçilmez hale getirilir. Bu nedenle, uzun süredir yaygın olan kavramları analiz etme ve sergileme [açığa çıkarma, açığa çıkarma? .] gerekçelerinin ve yararlılıklarının bağlı olduğu koşullar, bireysel olarak, deneyimlerin verilerinden nasıl büyüdükleri. Bu yolla, onların fazlasıyla büyük otoriteleri kırılacaktır." Einstein , 1916, " Ernst Mach için anma duyurusu ", Physikalische Zeitschrift 17: 101-02.

Ayrıca bakınız: Ilse Rosenthal-Schneider

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar