Oktaeder logo Szabadon választható társadalomtudományi/nem természettudományi/közismereti/értelmiségképző tárgy


 
A kvantummechanika filozófiai problémái
Ajánlott szakok: BSc-kből: 2-3. éves fizika, földtudomány (csillagász és geofizikus szakirány), kémia
MSc-kből: anyagtudomány, biofizikus, csillagász, fizikus, geofizikus, vegyész
Kód: xxxn9213
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.
 Előadó:
Szegedi Péter
Tudománytörténet és Tudományfilozófia Tanszék
 

Helye: Déli Tömb 0-409 Ideje: csütörtök 17:30-19:00
 
Ajánlás:
Elsősorban azok számára ajánlott, akik fizikát tanulnak, és akik kíváncsiak a kvantummechanika értelmezéseiben megtalálható jellegzetes szemléletmódokra. Az órákon a 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:
A jegyszerzés módja: szóbeli vizsga a tanfolyam tematikája alapján, esetleg referátum tartása előre egyeztetett témában.
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:

1. Bevezetés: A kvantummechanika története. Egy tudományág alapjai és interpretációja. A kvantummechanika matematikai formalizmusa és fizikája.

2-3. A kvantummechanika koppenhágai interpretációjának gyökerei (Bohr, Heisenberg, Born): Az interpretáció alapelvei (a mérhető mennyiségek elve; a korrespondencia-elv és tudományfejlődés-elméleti vonatkozásai; a határozatlansági reláció és a komplementaritási elv filozófiai értékelése). A valószínűség szerepe (és a kvantummechanikai akauzalitás eredete - tudományszociológiai kitérő).

4. A mikro- és makrofizika határán: félklasszikus megközelítések; Schrödinger anyaghulláma és macskája, a hidrodinamikai interpretációk, Jánossy kísérleti és elméleti megközelítései stb.

5. A hullám-részecske dualizmus: de Broglie kettős megoldása és vezérhulláma; Bohm kvantumpotenciálja; Vigier szubkvantummechanikai közege és társaik.

6-9. Teljesség, determinizmus és lokalitás: Determinizmus a fizikában. Az Einstein-Podolsky-Rosen paradoxontól Bohmon keresztül a Bell-egyenlőtlenségekig. A rejtett paraméteres elméletek. A kvantummechanika statisztikus interpretációja (Blohincev, Popper és mások).A kvantummechanika stochasztikus interpretációi (Fényes diffúziója, Nelson Brown-mozgása, de la Peña-Auerbach és mások stochasztikus elektrodinamikája).

10-11. A kvantummechanikai méréselméletek: Neumann; Wigner barátja, a sok-világ hipotézis; a kvantummechanikai Zénón-paradoxon stb.

12-13. Információ és kvantummechanika: teleportáció, kriptográfia, kvantumszámítógép.

Az órákon kivetített diák

Téma Színes diák Fekete-fehér emlékeztetők (nyomtatásra)
1. A kvantummechanika kialakulása I.
2. A kvantummechanika kialakulása II.; formalizmusa; koppenhágai interpretációjának alapelvei I.
3. A kvantummechanika koppenhágai interpretációjának alapelvei II. A valószínűség szerepe I.
4. A valószínűség szerepe II. Félklasszikus interpretációk I.
5. Félklasszikus interpretációk II. A hullám-részecske dualizmus I.
6. A hullám-részecske dualizmus II. Teljesség, lokalitás és determinizmus I.
7. Teljesség, lokalitás és determinizmus II.
8. Teljesség, lokalitás és determinizmus III. A kvantummechanikai mérés I.
9. A kvantummechanikai mérés II.
10. Kvantuminformatika I.
11. Kvantuminformatika II.
     
A teljes anyag egyben
Ajánlott irodalom:
a.) Tudományfilozófiai ill. általános jellegű olvasnivalók

a.1.) Tudományfilozófia
Barnes, B.-Bloor, D.-Henry, J.: A tudományos tudás szociológiai elemzése (Osiris, Budapest, 2002)
Bunge M.: Az okság. Az oksági elv helye a modern tudományban (Gondolat, 1967)
Kuhn T. S.: A tudományos forradalmak szerkezete (Gondolat, 1980)
Popper K. R.: A tudományos kutatás logikája (Európa, 1997)
 

a.2.) A fizika filozófiája
Barrow J. D.: A fizika világképe (Akadémiai, 1994)
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)
Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete (Gondolat, 1978 és későbbi kiadások )

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 írásai (Typotex, 2005)
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 írásai (Typotex, 2003)
Schrödinger E.: Válogatott tanulmányok (Gondolat 1970)
Weizsäcker C. F. von: Válogatott tanulmányok (Gondolat 1980)
Wigner J.: Válogatott írásai (Typotex, 2005)

b.) A kvantummechanika filozófiai problémái

b.1.) Történeti-filozófiai előzmények
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
Hendry, John: The Creation of Quantum Mechanics and the Bohr-Pauli Dialogue (Reidel, Dordrecht 1984)
Laue M. von: A fizika története (Gondolat, 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)
Auletta, G.: Foundations and Interpretation of Quantum Mechanics (World Scientific, 2001)
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)
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)
Folse, H.: The Philosophy of Niels Bohr (N. Holland, Amsterdam 1985)
Gribbin, J.: Schrödinger macskája - Kvantumfizika és valóság (Akkord 2001)
Gribbin, J.: Schrödinger kiscicái és a valóság keresése (Akkord 2004)
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.)
Miller, Arthur I.: Sixty-Two Years of Uncertainty (Plenum Press, New York 1990)
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)
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.
Lovas Rezső: Kísértet a kísérletben, avagy az Einstein-Podolsky-Rosen paradoxon utóélete. Fizikai Szemle 1986/12 446-454. old.

b.4.) Bell-mérések

Összefoglalás és értékelés: J. F. Clauser and A. Shimony, Reports on Progress of Physics 41/1978/ 1881. o.
Wheeler-Zurek: Quantum Theory and Measurement. Princeton University Press, Princeton 1983.

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. Rapisarda, 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.

b.5.)Wigner barátja

Wigner Jenő: Válogatott írásai. Typotex, 2005. Megjegyzések a szellem és a test kérdéséről. Példa. 340-344. old.
 

b.6.) 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.; uő, uo. 24 1971 April p. 41; uő. & 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; uő, 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 Weizsäcker 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.7.) 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.8.) Kvantum információ
 

b.9.) Kvantumszámítógép


Hírek, információk:
 

Utolsó felfrissítés: 2012. december 7.