science >> Wetenschap >  >> Fysica

Indeterministische fysica voor een open wereld

Krediet:CC0 Publiek Domein

De klassieke fysica wordt gekenmerkt door de precisie van haar vergelijkingen die de evolutie van de wereld beschrijven zoals bepaald door de beginvoorwaarden van de oerknal - wat betekent dat er geen ruimte is voor toeval. Maar onze dagelijkse ervaring en intuïtie worden getroffen door deze deterministische visie op de wereld:is alles echt van tevoren geschreven? Is willekeur niet meer dan een illusie? Een natuurkundige van UNIGE, Zwitserland, heeft de klassieke wiskundige taal geanalyseerd die in de moderne natuurkunde wordt gebruikt. Hij heeft licht geworpen op een tegenstrijdigheid tussen de vergelijkingen die de verschijnselen die ons omringen en de eindige wereld zouden moeten verklaren. Hij stelt voor om de wiskundige taal te veranderen om willekeur en indeterminisme onderdeel te laten worden van de klassieke natuurkunde. waardoor het dichter bij de kwantumfysica komt. Dankzij deze observaties die zijn gepubliceerd in het tijdschrift Natuurfysica , een revolutie raast door de klassieke natuurkunde en baant de weg voor mogelijk verschillende toekomsten.

In de klassieke natuurkunde of de fysica van Newton, het wordt geaccepteerd dat alles al sinds de oerknal is bepaald. De evolutie van de wereld wordt verklaard door wiskundige vergelijkingen die beschrijven dat de wereld zich op de meest precieze manier ontvouwt vanuit deze beginvoorwaarden. Voor deze, natuurkundigen gebruiken de taal van de klassieke wiskunde en geven deze beginvoorwaarden weer met reële getallen. "Deze getallen worden gekenmerkt door een oneindig aantal decimalen die de punt volgen, " zegt Nicolas Gisin, emeritus hoogleraar bij de faculteit Technische Natuurkunde, UNIGE Faculteit Wetenschappen en de auteur van de observatie. "Dit houdt in dat ze een oneindige hoeveelheid informatie bevatten." Zulke typische reële getallen zijn veel talrijker dan getallen met een naam, zoals Pi, en bestaat uit een reeks decimalen die volledig willekeurig zijn. We komen ze niet in het dagelijks leven tegen, maar hun bestaan ​​is een geaccepteerd postulaat in de klassieke wiskunde en ze worden in veel vergelijkingen in de natuurkunde gebruikt. Er is een probleem, echter:aangezien onze wereld eindig is, hoe kan het getallen bevatten die oneindig zijn en een oneindige hoeveelheid informatie bevatten?

De taal van de klassieke wiskunde achterlatend voor de taal van de intuïtionistische wiskunde

Om de onmogelijkheid te omzeilen dat het eindige het oneindige bevat, professor Gisin stelt voor terug te gaan naar de bron van de klassieke natuurkunde en de wiskundige taal te veranderen, zodat we niet langer onze toevlucht hoeven te nemen tot reële getallen. "Er is een andere wiskundige taal, intuïtionistisch genoemd, die niet gelooft in het bestaan ​​van het oneindige, " vervolgt de fysicus van Genève. "Maar het werd aan het begin van de twintigste eeuw volledig verpletterd door de klassieke wiskundige taal." In plaats van reële getallen met een oneindig aantal decimalen op een bepaald moment, intuïtionistische wiskunde stelt deze getallen voor als een willekeurig proces dat in de loop van de tijd plaatsvindt, het ene decimaal na het andere, zodat er op elk gegeven moment slechts een eindig aantal decimalen is, en - het volgt - een eindige hoeveelheid informatie. "Dit lost de tegenstrijdigheid van de klassieke natuurkunde op, die oneindigheid gebruikt om het eindige te verklaren, ", voegt professor Gisin toe.

Er is nog een verschil tussen de twee wiskundige talen:de waarheid van proposities. "Bij klassieke wiskunde een propositie is altijd waar of onwaar, volgens de wet van uitgesloten midden. Maar in intuïtionistische wiskunde, een stelling is ofwel waar, vals of onbepaald. Dus, er is een geaccepteerd deel van onbepaaldheid, " vervolgt professor Gisin. Deze onbepaaldheid staat veel dichter bij onze dagelijkse ervaring dan het meest absolute determinisme dat wordt bepleit door de klassieke natuurkunde. willekeur wordt ook gevonden in de kwantumfysica. "Sommige mensen proberen het koste wat kost te vermijden door andere variabelen te betrekken die gebaseerd zijn op reële getallen. Maar naar mijn mening, we moeten niet proberen de kwantumfysica dichter bij de klassieke fysica te brengen door te proberen willekeur te elimineren. Integendeel:we moeten de klassieke fysica dichter bij de kwantumfysica brengen door eindelijk de onbepaaldheid op te nemen, ', zegt de fysicus uit Genève.

Open fysica gebaseerd op intuïtie in plaats van postulaten

Onze visie op de wereld wordt geconstrueerd via de taal die we spreken. Als we de taal van de klassieke wiskunde kiezen, we zullen gemakkelijk praten over determinisme. Indien, Integendeel, we kiezen de taal van de intuïtionistische wiskunde, we zullen gemakkelijk evolueren naar indeterminisme. "Ik ben nu van mening dat we te veel postulaten in de klassieke natuurkunde hebben geaccepteerd, wat betekent dat we een vorm van determinisme hebben geïntegreerd die niet noodzakelijkerwijs op welke grond dan ook was. Anderzijds, als we ervoor kiezen om de klassieke natuurkunde te baseren op intuïtionistische wiskunde, het zal ook onbepaald worden, zoals kwantumfysica, en dichter bij onze werkelijke ervaring zal zijn, mogelijkheden bieden voor onze toekomst, " legt professor Gisin uit.

"Deze taalverandering zou de resultaten van het tot nu toe uitgevoerde onderzoek niet veranderen, maar het zou het gemakkelijker maken om de kwantumfysica te begrijpen en uiteindelijk een wereldbeeld te verlaten waarin alles al is geschreven, ruimte maken voor nieuwe perspectieven, willekeurigheid, kans en creativiteit, ’ besluit professor Gisin.