Werner Heisenberg: Fyzika a filosofie Tibor Fördös /Nanotechnologie/
Myšlenky Werner Heisenberg Kvantová mechanika a změna náhledu na svět Kvantová mechanika, skutečnost a determinismus Vývoj myšlení Antika, Descartes Moderní pozitivismus versus moderní fyzika Střet náboženského a racionálního uvažování Rozklad základního rámce vědy ve 20. století Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení možné etické konflikty Diskuze
Werner Heisenberg 1901 1976 Mnichovská univerzita /ovlivněn Sommerfeldem/, studium v Göttingen přátelství s Bohrem, spolupráce v Kodani /Dirac, Oppenheimer, Pauli aj./ formace, položení základů kvantové teorie formulace principu neurčitosti /1927/ - rozpory s kauzálním výkladem dění /Einstein/ jmenován řádným profesorem na univerzitě v Lipsku /1927/ udělena Nobelova cena /1933/ nacistické Německo potřeba odborníků na atomovou fyziku /etické otázky/ ředitel Institutu Maxe Plancka v Göttingen
Dílo - Kapitoly Význam moderní fyziky v naší době Dějiny kvantové teorie Kodaňský výklad kvantové teorie Kvantová teorie a počátky učení o atomech Vývoj filosofických idejí od Descarta Vztahy kvantové teorie k jiným oblastem moderní přírodovědy Teorie relativity Kritika a protinávrhy ke Kodaňskému výkladu kvantové teorie Kvantová teorie a struktura hmoty Řeč a skutečnost v moderní fyzice Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení
Kvantová mechanika a drastická revize způsobu nahlížení na svět zkoumané jevy: dvouštěrbinový experiment a fotoelektrický jev je možné, aby světlo vykazovalo vlastnosti vlnové a současně částicové /odporující si vlastnosti/? nutnost přehlížet intuici a přijmout, že může být obojím najednou 1923 de Broglie vlnově-částicový dualismus se vztahuje nejen na světlo, ale i na hmotu Částice /elektron/, popis hmotnými vlnami, spojení dvou vztahů: f = mc h 2 1926 Born neschopnost určit přesnou polohu, pouze pravděpodobnost výskytu /Schrödinger vlnová funkce/ Pravděpodobnost z lidského pohledu vyplývá z neznalosti /hod kostkou přesným měřením však lze stanovit přesný výsledek/ Zde fundamentální popis hmoty
Kvantová mechanika, skutečnost a determinismus Klasické myšlení možný popis světa, aniž zahrnujeme sami sebe /Slunce existuje nezávisle na tom, zda jej vidíme či nikoli/ deterministické přesná znalost počátečních podmínek a přesný matematický popis jednoznačně určí výsledek /Laplaceův výrok/ /popření náhody ta plyne pouze z neznalosti/ Moderní fyzika Zdá se, že pozorování hraje rozhodující úlohu a že skutečnost je různá vždy podle toho, zde ji pozorujeme či nikoli /Schrödingerova kočka/ Příroda vystavena našemu způsobu kladení otázek Heisenbergova relace neurčitosti nemožnost určit veličiny neomezeně přesně x. p h 4π t E Nemožnost přesně určit stav současný ani budoucí, pouze pravděpodobnost /poznámka: v rámci klasických požadavku je kvantová teorie indeterministická, v zobecněném slova smyslu se však jedná o dokonale deterministickou teorii/ h 4π
Vývoj myšlení - Antika Antická filosofie otázka po materiální příčině věcí nutnost vysvětlit tuto příčinu racionálně předpoklad porozumění světu z jednotného základního principu Výroky: Voda je materiální prazáklad všech věcí /Tháles/ Oheň je prazáklad. /Herakleitos/ Oheň hmotou i hybnou silou Pojetí moderní fyziky energie látka, hybná síla, teplo, pohyb příčina všech proměn ve světě /E = mc 2 /
Vývoj myšlení - Descartes Od 16. století prudký rozvoj filosofických idejí souvisejících se základními pojmy přírodní vědy Descartes neochota nekriticky příjímat to, co vnímá svými smysly Radikální oddělení, dualismus duch/myšlení/-hmota Okolí lze popisovat, aniž mluvíme o nás samotných nebo o Bohu Do 20.století nutný předpoklad a pilíř veškeré přírodovědy
Moderní pozitivismus versus moderní fyzika Moderní pozitivismus Postaven na empirismu a racionalismu Požadavek logického objasňování každé výpovědi o přírodě Oprávněný v době klasické fyziky Např. slova místo či rychlost objektu lze přesně definovat Moderní fyzika Nutno pochopit, že z pohledu kvantové teorie požadavek pozitivistů nelze splnit Pojmy místo či rychlost elektronu nelze dost dobře definovat, což lze vypozorovat z relace neurčitosti Samotný pojem elektron - můžeme použít množství obrazů popisujeme jako částici, jindy jako vlnu a kvantové klubko ani jedno však není přesné Při procesu poznávání je nutno používat některých pojmů způsobem, který nelze logicky oprávnit a který musíme do jisté míry označit jako nemající smysl Trvání na požadavku úplné logické jasnosti by znemožnilo pokrok
Střet náboženského a racionálního uvažování 16.století střet dvou odlišných sfér Galileo názor, že zkušenost obsahuje nespornou pravdu Církev názor, že zaměřování na materiální svět odklání od základních lidských hodnot ležících mimo materiální svět Život začíná být vysvětlován jako fyzikálně - chemický proces, jehož vznik má vědecké vysvětlení/živná půda pro Darwina/, kauzálně zcela určen Náboženství se pro mnoho lidí začíná jevit jako iluze, důvěra v racionální myšlení Pouze etické hodnoty křesťanství vyjímkou 19.století dotvořen rámec přírodní vědy dán základními pojmy klasické fyziky prostoru, času, kauzality definitivní, neměnné 20. století rozklad těchto pojmů ve dvou stádiích
Rozklad základního rámce vědy ve 20.stol. 1. stádium Teorie relativity prostor, čas mylně považovány za definitivní 2.stádium výklad pojmu hmoty kvantová teorie Poučení: postoj k pojmům duch, duše, Bůh se musí lišit od materialistického rámce 19.století I když se nedají dobře definovat ve vědeckém smyslu a jejich aplikace povede k vnitřním rozporům přesto se dotýkají skutečnosti /pozitiv. versus moderní f./ a jsou pro nás důležité I v matematice jakožto extaktní vědě např. pojem nekonečno vede vnitřním rozporům, přesto by však bylo nemožné vybudovat důležité partie matematiky bez něj
Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení Pokroky v chápání přírody a matematická formulace /či zápis těchto poznatků/ otevřely cestu v aplikaci v každodenním životě mění životní podmínky i myšlení lidí Moderní fyzika patří k novým úsekům tohoto vývoje Atomová bomba ukázala podstatu tohoto procesu v nejostřejším světle Otázky politické Částečně oprávněné názory těch, kteří varovali před radikálními změnami přirozených životních podmínek Národy nebo jednotlivci, kteří se chtěli držet co nejdále od nebezpečí spojených s novými objevy jsou nuceni věnovat jim pozornost Pojem nezávislých národů se mění každý národ, který nemá atomové zbraně je závislý na ochraně těch, kteří je vlastní
Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení Otázky vědce: Politický vliv vědy se stal mnohem silnější vyžaduje větší zodpovědnost vědce Možnost aktivní účasti na správě země nutnost spolupřevzetí zodpovědnosti za rozhodnutí Možnost vzdát se politické účasti i přesto plyne zodpovědnost, nutnost varovat před špatnými rozhodnutími, povinnost informovat vládu o následcích Pozn.: 40.léta 20.století - nutnost diskutovat o etických otázkách Postoje vědců A.Einstein velká lítost nad sepsáním dopisu Rooseveltovi o možnostech využití jaderné energie Dejte mi pokoj s výčitkami svědomí, to je fyzika, a jak krásná! /Fermi/ Vědci musí mít stále na paměti, že jsou především lidmi, a teprve pak vědci. A oddanost etickým zásadám může někdy vyžadovat omezení honby za poznáním. /Rotblat/
Úloha moderní fyziky v současném vývoji lidského myšlení Německá strana Heisenberg špatné vypočítání kritického množství /nebo uvědomění si etických problémů a zkažení plánu/ John Cornwell: Hitlerovi vědci. Věda, válka a ďáblův spolek - Heisenberg označen jako nemorální, nepřiznal odpovědnost za výzkum pro Hitlera Russel-Eisteinova rezoluce /1955/ - výzva k zastavení jaderného zbrojení a orientace na mírové využití
Závěr Další etická otázka, možnost diskuze Střet moderní vědy a techniky se staršími tradicemi /barbarství versus poučení/