Oktaeder logo Kötelezően választható társadalomtudományi tárgyak


 
A kvantummechanika filozófiai problémái
Ajánlott Szakok: 3-4 éves fizikus, geofizikus, mérnök-fizikus, fizika tanár
Kód:
Heti óraszám 2+0
Ajánlás szintje: választható tárgy
Előadó Szegedi Péter egy. docens
Tudománytörténet és Tudományfilozófia Tanszék

 
Előismeretek Tematika Számonkérés módja
Hírek, információk Naptár Irodalom

Vissza A Tantárgy Részletes Leírásához
 

 
 
 
 
 

A kvantummechanika filozófiai problémái
Heti 2 órás előadás, amely tudományfilozófiai előadásként vehető fel.
 Előadó:
Szegedi Péter
Tudománytörténet és Tudományfilozófia Tanszék
 

Helye: Ideje: a 2001-2002/I. félév után meghirdetése bizonytalan (valószínűleg a 2004-2005/I. félévben)
 
Ajánlás:
Elsősorban azok számára ajánlott, akik fizikát tanulnak, és akik kíváncsiak a kvantummechanika értelmezéseiben megtalálható jellegzetes szemléletmódokra. Az órákon a (részben megbeszélés szerint kialakított) tematikának megfelelő előadások és - vállalkozók esetén - a résztvevők által tartott referátumok lesznek. Az órák ezen túl lehetőséget adnak majd az ismertetett nézetek illetve a résztvevők véleményének megvitatására is.
Előismeretek:
Az órák megfelelő követéséhez szükséges a kvantummechanika alapjainak ismerete.
Számonkérés:
Jegyet szerezni elsősorban a tematikához kapcsolódó témájú dolgozattal vagy referátummal lehet. A dolgozat beadását követően a dolgozat témájáról folytatott beszélgetésben alakul ki az érdemjegy. A jegyszerzés másik módja: szóbeli vizsga a tanfolyam tematikája alapján.
Tematika:
A kollégium vizsgálni kívánja a kvantummechanika alapvető gondolatainak fizikai tartalmát és filozófiai előfeltevéseit. Elemzi a különböző interpretációkat és ezek filozófiai következményeit. Megpróbálja feltárni ezek problémáit és megvizsgálni a filozófiai mozzanatok jelentőségét a kvantummechanika fejlődésében. Részletesebben (előzetes témák, megbeszélés szerint változtathatók):

1-4. A kvantummechanika ortodox interpretációjának gyökerei (Bohr, Heisenberg): Az interpretáció alapelvei (a mérhető mennyiségek elve, a kvantummechanikai méréselmélet; a korrespondencia-elv és tudományfejlődés-elméleti vonatkozásai; a komplementaritási elv filozófiai értékelése). A kvantummechanikai akauzalitás eredete - tudományszociológiai kitérő.
5-7. Szemben Koppenhágával: Determinizmus a fizikában. Az ortodox értelmezés paradoxonjai (Az Einstein-Podolsky-Rosen paradoxontól Bohmon keresztül a Bell-egyenlőtlenségekig és Schrödinger macskájától Wigner barátjáig)

8. Kompromisszum: A kvantummechanika statisztikus interpretációja (Blohincev, Popper és mások).
9-12. Determinisztikus törekvések a kvantummechanikában: Az ún. kauzális interpretációk (de Broglie kettős megoldása és vezérhullámja, Bohm kvantumpotenciálja, Vigier szubkvantummechanikai közege és társaik). A stochasztikus interpretációk (Fényes diffúziója, Nelson Brown-mozgása, de la Peña-Auerbach és mások stochasztikus elektrodinamikája).
13-14. Néhány egzotikusnak tűnő téma: hidrodinamikai modellek, a sok-világ hipotézis, az időirány megfordíthatósága, teleportáció.

 
Ajánlott irodalom:
a.) Tudományfilozófiai ill. általános jellegű olvasnivalók

a.1.) Tudományfilozófia
Bernal J. D.: Tudomány és történelem (Gondolat, 1963)
Bloor D.: Knowledge and Social Imagery (Routledge and Kegan Paul, London, 1976)
Bunge M.: Az okság. Az oksági elv helye a modern tudományban (Gondolat, 1967)
Kuhn T. S.: A tudományos forradalmak szerkezete (Gondolat, 1980)
Lakatos Imre tudományfilozófiai írásai (Atlantisz, 1997)
Lakatos I. - Musgrave A. (eds.): Problems in the Philosophy of Science (North-Holland, Amsterdam, 1968)
Mendellsohn E. - Weingart P. - Whitley R.: The Social Production of Scientific Knowledge. Sociology of the Sciences. Yearbook 1977 (Reidel, Dordrecht, 1977)
Popper K. R.: A tudományos kutatás logikája (Európa, 1997)
Science at Cross Roads (F. Cass and Co. Ltd., London, 1971)

a.2.) A fizika filozófiája
Barrow J. D.: A fizika világképe (Akadémiai, 1994)
Bitsakis E.: Fizika és materializmus (Kossuth, 1986)
Brush S. G.: Resource Letter HP-1: History of Physics, Am. J. Phys., 55, 683-91, 1987
Bunge M.: Foundations of Physics (Springer, 1967)
Bunge M.: Philosophy of Physics (Reidel, Dordrecht, 1973)
Fényes Imre: Fizika és világnézet (Kossuth, 1966)
Fényes I.: A fizika eredete (Kossuth, 1980)
Feynman R.: A fizikai törvények jellege (Magvetõ, 1983)
Mehra J. (ed.): The Physicist's Concept of Nature (Reidel, 1973)
Metaphysical Review. Essays on the Foundations of Physics: http://www.meta.unh.edu/
Müller Antal: Kölcsönhatás és meghatározottság (Akadémiai, 1979)
Pozner, A.: Igazságok és paradoxonok (Kossuth, 1979)
Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete (Gondolat, 19  )

a.3.) Fizikusok filozófiája
Bohr N.: Atomfizika és emberi megismerés (Gondolat, 1984)
Born M.: Válogatott tanulmányok (Gondolat, 1967)
Broglie L. de: Válogatott tanulmányok (Gondolat, 1968)
Einstein A.: Válogatott tanulmányok (Gondolat 1971)
Heisenberg W.: A mai fizika világképe (Gondolat, 1958)
Heisenberg W.: Válogatott tanulmányok (Gondolat, 1967)
Heisenberg W.: A rész és az egész (Gondolat, 1975)
Planck M.: Válogatott tanulmányok (második kiadás Gondolat,1982)
Schrödinger E.: Válogatott tanulmányok (Gondolat 1970)
Weizsäcker C. F. von: Válogatott tanulmányok (Gondolat 1980)
Wigner J.: Szimmetriák és reflexiók (Gondolat, 1972)

b.) A kvantummechanika filozófiai problémái

b.1.) Történeti-filozófiai előzmények
Bunge M.: Mach Critique of Newtonian Mechanics, Am. J. Phys., 34, 985-96, 1966
Dresden M.: H. A. Kramers. Between Tradition and Revolution (Springer, New York 1987)
Forman P.: Weimar Culture, Causality, and Quantum Theory, 1918-1927: Adaptation by German Physicists and Mathematicians to a Hostile Intellectual Environment, Historical Studies in the Physical Sciences 3, 1-115, 1971
Freudenthal G.: Atom and Individual in the Age of Newton. On the Genesis of the Mechanistic World View (Reidel, Dordrecht, 1986)
Hendry, John: The Creation of Quantum Mechanics and the Bohr-Pauli Dialogue (Reidel, Dordrecht 1984)
Laue M. von: A fizika története (Gondolat, 1960)
Mach E.: The Science of Mechanics (LaSalle, Illinois, 1960)
Mera, Jagdish-Rechenberg, Helmut: The Historical Development of Quantum Theory. Vol. I-V. (Springer, New York 1982-7)

b.2.) A kvantummechanika interpretációs problémái
A kvantummechanika klasszikusai. Válogatott tanulmányok. Szerk.: Fényes I. (Gondolat, 1966)
Bohm, D.: Okság és véletlenség a modern fizikában (Gondolat 1960)
Cushing, James T.- McMullin, Ernan (eds.): Philosophical Consequences of Quantum Theory. Reflections on Bell's Theorem (Univ. of Notre Dame Press, Notre Dame 1989)
Blohincev, D. I.: A kvantummechanika elvi kérdései - Kvantummechanikai méréselmélet (Gondolat 1987)
de Boer, Jorrit, Dal, Erik, Ulfbeck, Ole (eds.): The Lesson of Quantum Theory (North-Holland, Amsterdam 1986)
d'Espagnat, Bernard: Conceptual Foundations of Quantum Mechanics (W. A. Benjamin, Inc., Menlo Park 1971)
d'Espagnat, B.: In Search of Reality (Springer, New York, 1983)
Fényes Imre-Nagy Miklós: Mikrofizika (Gondolat 1959)
Fényes Imre: A fizika eredete (Kossuth 1980)
Fine, A.: The Shaky Game. Einstein, Realism, and the Quantum Theory (The University of Chicago Press, Chicago 1986, 1988)
Fodor Judit: A determinizmus-koncepció fejlődése és kapcsolata a kvantummechanikával (Akadémiai, 1972)
Folse, H.: The Philosophy of Niels Bohr (N. Holland, Amsterdam 1985)
Jammer, M.: The Philosophy of Quantum Mechanics. The Interpretations of Quantum Mechanics in Historical Perspective (John Wiley and Sons, 1974)
Károlyházy Frigyes: Igaz varázslat (Gondolat 1976)
Kvantummechanika. Cikkgyűjtemény. Szerk.: Jánossy Lajos (Akadémiai 1971)
Láncos Kornél: Einstein évtizede (Magvetõ 1978. 75-128. o.)
Laurikainen, K. V.: Beyond te Atom. The Philosophical Thought of Wolfgang Pauli (Springer, Berlin 1988)
Mermin, D. N.: Is the Moon There When Nobody Looks? Physics Today 38 (1985 Apr.)
Miller, Arthur I.: Sixty-Two Years of Uncertainty (Plenum Press, New York 1990)
Müller Antal: A kvantummechanika filozófiai kérdései (Gondolat, 1974)
Nelson, Edward: Quantum Fluctuations (Princeton Univ. P. 1985)
Neumann J.: A kvantummechanika matematikai alapjai (Akadémiai 1982)
Ponomarjov, L. I.: A kvantum nyomában (Kozmosz-Kárpáti, 1979)
Popper, Karl R.: Quantum Theory and the Schism in Physics (Rowman and Littlefield, Totowa 1982)
Ridnyik, V. J.: Kvantummechanika mindenkinek (Gondolat, 1975)
van der Merwe, Alwyn (ed.): Old and New Questions in Physics, Cosmology, Philosophy, and Theoretical Biology. Essays in Honor of Wolfgand Yourgrau (Plenum, New York 1983)
Wheeler-Zurek: Quantum Theory and Measurement (Princeton University Press, Princeton 1983)

b.3.) Bell-egyenlőtlenség

Wigner Jenő: A kvantummechanika ismeretelméleti problémáiról. Fizikai Szemle 1977. 81. old.
C. F. von Weizsäcker: Válogatott tanulmányok. A klasszikus és kvantumelméleti leírások. 4. 148-154. old.; Utószó /Hraskó Péter/ 403-427. old.; Függelék /Hraskó Péter/ 428-431. old. (Gondolat, 1980)
Hraskó Péter: A Bell-egyenlőtlenség. Fizikai Szemle 1984. 257. old.
E. Bitsakis: Fizika és materializmus. (Kossuth 1986) Függelék: A kvantummechanika realista értelmezéséért. F.14-19. 382-398. old.
Lovas Rezső: Kísértet a kísérletben, avagy az Einstein-Podolsky-Rosen paradoxon utóélete. Fizikai Szemle 1986/12 446-454. old.

b.4.) Bell-mérések

Stuart J. Freedman and John F. Clauser: Experimental Test of Local Hidden-Variable Theories. Physical Review Letters 28/1972/ 938-941. o., újra közli Wheeler-Zurek: Quantum Theory and Measurement. Princeton University Press, Princeton 1983. 414-417. o.
G. Faraci, S. Gutkowsky, S. Notarrigo and A. R. Pennisi, Lett. Nuovo Cimento 9/1974/ 667. o.
L. Kasday, J. Ullman and C. S. Wu, Nuovo Cimento 25 /1975/ 663. o.
Edward S. Fry and Randall C. Thompson: Experimental Test of Local Hidden-Variable Theories. Physical Review Letters 37/1976/ 465-468., újra közli: Wheeler-Zurek: Quantum Theory and Measurement. 418-421. o.
J. F. Clauser, Nuovo Cimento 333/1976/ 740. o.
M. Lamehi-Rachti and W. Mittig: Quantum Mechanics and Hidden Variables: A Test of Bell s Inequality by the Measurement of the Spin Correlation in Low-Energy Proton-Proton Scattering. Physical Review D14/1976/ 2543-2555. o., újra közli: Wheeler-Zurek: Quantum Theory and Measurement. 422-434. o.
A. R. Wilson, J. Lowe and D. K. Butt: Measurement of the relative planes of polarization of annihilation quanta as a function of separation distance. Journal of Physics 32/1976/ 613-624. o.
M. Bruno, M. D Agustino and C. Maroni, Nuovo Cimento B40/1977/ 142. o.
Alain Aspect: Proposed experiment to test the nonseparability of quantum mechanics. Physical Review D14/1976/ 1944-1951. o.; A. Aspect, P. Grangier and G. Roger, Phys. Rev. Lett. 47/1981/ 460. o.; uôk., uo. 49/1982/ 91. o.; A. Aspect, J. Dalibard and G. Roger: Experimental Tests of Bell s Inequality Using Time-Varying Analyzers. uo. 1804-1809. o.; A. Aspect and P. Grangier: About Resonant Scattering and Other Hypothetical Effects in the Orsay Atomic-Cascade Experiment Tests of Bell Inequalities: a Discussion and some New Experimental Data. Lettere al Nuovo Cimento 43/1985/ 345-348. o.
F. Falciglia, G. Iaci and V. A. Rapisarda, Lett. Nuovo Cimento 26/1979/ 327. o.; C. Pappalardo and V. A. Rapisarda, uo. 29/1980/ 221. o.; M. Baldo, F. Falciglia, M. E. Oliveri, V. A. Rapisarda, Nuovo Cimento B63/1981/ 679. o.; V. A. Ra-pisarda, Lett. Nuovo Cimento, 33/1982/ 437. o.
W. Perrie, A. J. Duncan, H. J. Boyer and H. Kleinpoppen: Polarization Correlation of the two Photons Emitted by Metastable Atomic Deuteron: A Test of Bell s Inequality. Physics Review Letters 54/1985/ 1790-1793. o.
Összefoglalás és értékelés: J. F. Clauser and A. Shimony, Reports on Progress of Physics 41/1978/ 1881. o.
 

b.5.)Wigner barátja

Wigner Jenő: Szimmetriák és reflexiók. Válogatott tanulmányok. Gondolat, 1972. III. rész 13. fejezet: Megjegyzések a szellem és a test kérdéséről. Példa. 224-227. old.
 

b.6.) Vigier írásai a 80-as évek első felében

A. Kyprianidis, D. Sardelis and J.-P. Vigier: Causal Non-Local Character of Quantum Statistics. Physics Letters 100A/1984/ 228-230. o., J. P. Vigier: Non-Locality and Space Time in Quantum N-Body Systems. in: Determinism in Physics. Proceedings of the second International Meeting on Epistemology. Ed.by: Eftichios Bitsakis and Nikos Tambakis (Gutenberg, Athens 1985) 189-200. o.
Nicola Cufaro Petroni and Jean Pierre Vigier: Dirac’s Aether in Relativistic Quantum Mechanics. Foundations of Physics 13/1983/ 253-286. o. és F. Selleri and J. P. Vigier: Induced Superfluorescence and the Nature of the Wave-Particle Dual-ity. in: Alwyn van der Merwe /ed./: Old and New Questions in Physics, Cos-mology, Philosophy, and Theoretical Biology. Essays in Honor of Wolfgand Yourgrau. Plenum, New York 1983. 433-436.
Ph. Gueret-J. P. Vigier: Relativistic Wave Equations with Quantum Potential Non-linearity. Lettere al Nuovo Cimento 38/1983/ 125-128. o. és Nicola Cufaro Petroni and Jean Pierre Vigier: Stochastic Interpretation of Relativistic Quan-tum Equations. in: A. van der Merwe /ed./: Old and New Questions in Phys-ics... 325-344. o. és uôk: Random motions at the velocity of light and relativ-istic quantum mechanics. J. Phys. A17/1984/ 599-608. o.
N. Cufaro Petroni, Ph. Gueret, J.-P. Vigier: A Causal Stochastic Theory of Spin-1/2 Fields. Nuovo Cimento 81B/1984/ 243-259. o., N. Cufaro-Petroni, A. Kypri-anidis, Z. Maric, D. Sardelis and J. P. Vigier: Causal Stochastic Interpretation of Fermi-Dirac Statistics in Terms of Distinguishable Non-Locally Correlated Particles. Physics Letters 101A/1984/ 4-6. o., Nicola Cufaro Petroni, Philippe Gueret, Jean Pierre Vigier: Form of a spin-dependent quantum potential. Physical Review D30/1984/ 495-497. o., Uôk és Anastasios Kyprianidis: Sec-ond-order wave equation for spin-1/2 fields. uo. 31/1985/ 3157-3161. o. stb.
C. Dewdney, A. Kyprianidis and J. P. Vigier: Illustration of the causal model of quantum statistics. J. Phys. A17/1984/ L741-L744. o., uôk és A. Garuccio: The Anomalous Photoelectric Effect: Quantum Potential Theory versus Ef-fective Photon Hypothesis. Physics Letters 105A/1984/ 15-18. o., N. Cufaro-Petroni, C. Dewdney, P. Holland, T. Kyprianidis and J. P. Vigier: Elimination of Negative Probabilities within the Causal Stochastic Interpretation of Quantum Mechanics. uo. 106A/1984/ 368-370. o., C. Dewdney, A. Garuccio, Ph. Gueret, A. Kyprianidis and J. P. Vigier: Time-Dependent Neutron Interfe-rometry: Evidence against Wave Packet Collapse? Foundations of Physics 15/1985/ 1031-1042. o. és C. Dewdney, P. R. Holland, A. Kyprianidis and J. P. Vigier: Cosmology and the Causal Interpretation of Quantum Mechanics. Physics Letters 114A/1986/ 365-370. o.
Egy viszonylag összefoglaló jellegű írás: J. P. Vigier: Causal stochastic interpretation of quantum mechanics. Pramana-J. Phys. 25/1985/ 397-418. o.
 

b.7.) Sok-világ hipotézis

Eredeti cikkek: H. Everett III: "Relative State" formulation in quantum mechanics. Reviews of Modern Physics 29, 454-465 /1957/; J. A. Wheeler, Rev. Mod. Phys. 29, 463 /1957/; C. De Witt & J. A. Wheeler /eds./: Battelle Rencontres 1967-Lectures in Mathematics and Physics (Benjamin, New York 1968) /benne B. S. De Witt irása/; L. N. Cooper & D. Van Vechten, Am. J. Phys. 37 /1969/ 1212; H. D. Zeh, Found. Phys. 1 /1970/ 69; B. S. De Witt, Phys. Today 23 1970 September p. 30.; uô, uo. 24 1971 April p. 41; uô. & N. Graham /eds./: The Many Worlds Interpretation of Quantum Mechanics. Princeton University Press 1973. /benne Everett eredeti cikke p. 1./.
EPR probléma: D. N. Page, Phys. Lett. 91A /1982/ 57; uô, Phys. Rev. Lett. 48 /1982/ 521; G. Kunstatter & L. E. H. Trainor: Do Intelligent Observers Exist in Quantum Mechanics? Physics Letters 103A /1984/ 32-34; J. G. Loeser: Three perspectives on Schrödinger’s cat. Am. J. Phys. 52(12), December 1984. III. Many worlds interpretation p. 1091.; M. A. B. Whitaker: The relative states and many-worlds interpretations of quantum mechanics and the EPR problem. J. Phys. A 18 /1985/ p. 253-264.
Értékelések: L. E. Ballentine, P. Pearle, E. H. Wilker, M. Sachs, J. Koga & J. Gerver, Phys. Today 24 1971 April p. 36.; L. E. Ballantine, Found. Phys. 3 /1973/ 229.; J. Mehra: The Physicist’s Concept of Nature (Reidel, Dordrecht 1973) /benne L. N. Cooper és C. F. Von Weizs cker irásai p. 668. ill. p. 635./; M. Jammer: The Philosophy of Quantum Mechanics (Wiley, New York 1974); H. Primas: Chemistry, Quantum Mechanics, and Reductionism (Springer, Berlin 1981) p. 122-135.; Bernard d’Espagnat: In Search of Reality (Springer, New York 1983) /Eredeti: A la Recherche du Reél. Le regard d un physicien. (BORDAS, Paris 1979, 1981)/ Appendix II. p. 171-172.;
 

b.8.) Schrödinger macskája

Eredetileg Schrödinger három részes cikkében, Naturwissenschaften 23/1935/ 807-812, 823-828, 844-849. o., újra közli: Wheeler-Zurek: Quantum Theory and Measurement. 157. o.
Schrödinger, E.: Discussion of probability relations between separated systems, Proceedings of the Cambridge Philosphical Society 31, 555-563 /1935/.
d’Espagnat, Bernard: Conceptual Foundations of Quantum Mechanics (W. A. Benjamin, Inc., Menlo Park 1971) 302-303. o.
Jammer, Max: The Philosophy of Quantum Mechanics. The Interpretations of Quantum mechanics in Historical Perspective (John Wiley and Sons, New York 1974)
Gisin, N.-Piron, C.: Collapse of the Wave Packet without Mixture. Letters in Mathematical Physics 5/1981/ 379-385. o.; J. G. Loeser: Three perspectives on Schrödinger’s cat. Am. J. Phys. 52/1984/ 1089-1093. o.
 

b.9.) Kvantum teleportálás
 

b.10.) Kvantumszámítógép

www.qubit.org
feynman.media.mit.edu/quanta/nmrqc-darpa
 


Hírek, információk:
 

Utolsó felfrissítés: 2003. november 1.