Kvanttimekaniikan indeterministisyys

Todistavatko ne?

Determinismillä on perinteisesti tarkoitettu sellaista maailmassa vallitsevaa lainomaista järjestystä, jonka perusteella myöhemmät tapahtumat ovat aikaisempien ennalta määräämiä tai "determinoimia" (lat. determinare = määrätä, rajata). Determinismin periaate on uudella ajalla muotoiltu nk. universaalisen kausaalilain avulla: jokaisella tapahtumalla on syy, josta se välttämättä seuraa.

Indeterminismi ts. determinismin kieltäminen ei merkitse maailman täydellistä kaoottisuutta tai säännöttömyyttä, vaan sitä, että maailmaa hallitsevat periaatteet ovat todennäköisyyslakeja.

Kun kausaalilaki sanoo: "kaikki A:t ovat B" niin probabilistinen (lat.probabilis = todennäköinen) laki sanoo: "kaikki A:t ovat B todennäköisyydellä r". Jokaisella tapahtumalla ei siis ole syytä, josta se välttämättä seuraa.

Eräs fysiikan perusteorioista, kvanttimekaniikka, on inderministinen. Myös biologiassa käytetään todennäköisyyslakeja. Esimerkiksi yksilö- ja lajikehityksessä on "suuri vapausaste" (Petter Portin).

Onko maailma sitten osoitettu inderministiseksi? Filosofi Ilkka Niiniluoto kehottaa suhtautumaan kysymykseen varovaisesti. "Maailma kokonaisuudessaan" ei ole hyvin määritelty systeemi, johon voitaisiin liittää määreet deterministinen tai indeterministinen. Kvanttimekaniikan inderminismi on yhteensopiva sen kanssa, että maailmassa (esim. makrotason objektien piirissä) esiintyy deterministisiä systeemejä.

Determinismin ja indeterminismin kiistan maailman katsomuksellista merkitystä on liioiteltu. Kausaalisten luonnonlakien korvautuminen mikromaailmassa (atomitaso) tilastollisilla laeilla ei aiheuta mitään muutoksia siihen, mitä meidän on ajateltava esim. jumaluuksien olemassaolosta. Todellisuus on myös nähtävä systeemiteoreettisesti kerrostuneeksi erilaisiksi tasoiksi (atomit-molekyylit-solut- eliöt-eliöyhteisöt), joissa jokaisella tasolla on myös omalakisuutensa eli ominaisuuksia ja käyttäytymismuotoja, joita ei voida palauttaa perustavammalle tasolle. Näin mikromaailman indeterminismistä ei seuraa koko (tieteen tunteman) maailman indeterminismi.

On syytä muistaa, että indeterministinen selitys on yhtä rationaalinen kuin deterministinenkin. Se selittää kaiken mikä on selitettävissä. Todellisuus itsessään on vain osittain determinoitu eli "kaikki A:t ovat B" vain tietyllä todennäköisyydellä, eivät välttämättä.

Wikipedia:

Kvanttimekaniikantäydellisyysajatusta vastaan on esitetty erilaisia ajatuksia. Yhtenä tunnetuimmista voidaan pitää Albert Einsteinin kahden kollegansa, Boris Podolskyn ja Nathan Rosen kanssa kehittelemää EPR-ajatuskoetta, jonka tarkoituksena oli osoittaa, että on oltava olemassa piilomuuttujia, joilla välttää ei-lokaali, välitön kvanttijärjestelmien "kaukovaikutus".

Kolmesta edellä olevasta kohdasta kolmas on luultavasti ongelmallisin fyysikon näkökulmasta, koska se antaa mittausprosesseille erikoisen statuksen määrittelemättä niitä puhtaasti tai selittämättä niiden outoja vaikutuksia.

Monet fyysikot ja filosofit ovat vastustaneet Kööpenhaminan tulkintaa siksi, että se on ei-deterministinen. Sitä vastustetaan myös siksi, että se sisältää määrittelemättömän mittausprosessin todennäköisyys-funktiot ei-todennäköisiksi mittauksiksi. Albert Einsteinin kuuluisa sanonta "Jumala ei heitä noppaa" ja "Luuletteko todella, ettei kuuta ole olemassa ilman katsojaa?" ovat esimerkkejä tästä. Erwin Schrödinger kehitti Schrödingerin kissa -ajatuskokeen, joka yrittää valaista kvanttimekaniikan teorian epätäydellisyyttä, kun liikutaan atomitasolta makroskooppisiin systeemeihin.

Tällä hetkellä (elokuu 2004) on epäilyksiä Kööpenhaminan tulkinnan oikeellisuudesta, johtuen Shahriar Afsharin 2004 ristiriitaisista tuloksista kaksoisrakokokeen eräällä variantilla, joka näyttää myös asettavan koko aalto-hiukkas-dualismin käsitteen oikeellisuuden kyseenalaiseksi.