Determinismul, mecanica cuantică şi fizica clasică
De la începutul secolului XX, mecanica cuantică a arătat aspecte ale unor evenimente care până atunci rămăseseră ascunse. Fizica newtoniană luată izolat şi nu ca o aproximare a mecanicii cuantice, ne arată un Univers unde obiectele se mişcă de o manieră care poate fi perfect determinată. La scara de interacţiune proprie omului, mecanica newtoniană oferă prognoze care din toate punctele de vedere se dovedesc a fi complet perfectibile, dacă nu perfecte în practică. Dependenţa prognozelor se dovedeşte a fi o îmbunătăţire a cunoştinţelor noastre despre condiţiile iniţiale. Tunurile şi muniţia slab proiectate şi construite îşi risipesc tragerile într-un cerc larg de-a lungul centrului ţintei, iar tunurile mai bune produc tipare mai bune. Cunoaşterea absolută a forţelor care accelerează un glonţ ar trebui să producă prognoze absolut corecte a traiectoriei sale, sau cel puţin aşa ne-am aşteptat.
În contradicţie cu prognozele mecanicii newtoniene, la scara atomică, traiectoriile obiectelor pot fi prognozate doar într-un mod probabilist
Prima cauză
Intrinsecă dezbaterii privind determinismul este chestiunea primei cauze. Deismul, o filozofie dezvoltată în secolul XVII, afirmă că Universul a fost determinist de la crearea sa, dar atribuie această creeare unui Dumnezeu metafizic sau unei prime cauze externă lanţului determinist. Dumnezeu poate că a început procesul, dar nu i-a influenţat evoluţia. Această perspectivă ilustrează un puzzle care stă la baza oricărui concept de determinism.. Presupunere:Toate evenimentele au cauze, iar cauzele lor sunt toate evenimente premergătoare acestora.
Prin urmare, evenimentul AN este precedat de evenimentul AN-1, care este precedat de evenimentul AN-2, şi aşa mai departe.
Potrivit acestei prezumţii, există două posibilităţi, ambele aruncând o umbră de îndoială asupra validităţii prezumţiei iniţiale:
(1) Există un eveniment A0 înaintea căruia nu a existat nici un alt eveniment care să-l fi cauzat.
(2) Nu există nici un eveniment A0 înaintea căruia să nu fi existat un alt eveniment, ceea ce înseamnă că avem o serie infinită de evenimente legate cauzal, care este ea însăşi un eveniment, şi totuşi nu există nici o cauză pentru acest şir infinit de evenimente.
În cadrul acestei analize, presupunerea iniţială trebuie să fie parţial defectuoasă. Se poate rezolva admiţând o excepţie, un eveniment creaţionist (ori creearea evenimentului sau evenimentelor iniţiale, ori a seriei infinite de evenimente) care el însuşi nu este un eveniment cauzat în sensul în care cuvântul cauzat este folosit în formularea presupunerii iniţiale. Un agent anume, pe care multe sisteme de gândire îl numesc Dumnezeu, creează spaţiul, timpul, şi entităţile care se găsesc în Univers, prin intermediul unui proces care este analog cauzalizării dar nu este cauzalizare aşa cum o ştim noi. Această soluţie la dificultatea iniţială a determinat oamenii să îndoaie dacă există vreun motiv ca să existe doar un singur act cauzal cvasi-divin, dacă nu a existat un număr de evenimente care au avut loc în afara secvenţei obişnuite de evenimente. evenimente care pot fi numite miracole. Poziţia filozofică extremă este cea a lui Gottfried Wilhelm Leibniz, care în cadrul filozofiei sale moniste a afirmat că toate interacţuinile aparent cauzale între două (sau mai multe) entităţi, A <-> B, sunt de fapt interacţiuni mediate de Dumnezeu, A<->Dumnezeu<->B.
Immanuel Kant a continuat această idee a lui Leibniz, în conceptul său de relaţii transcendentale, şi prin urmare a avut un efect profund asupra încercărilor filozofice ulterioare de a clarifica aceste probleme. Cel mai influenţial dintre succesorii săi imediaţi, un critic puternic al lui Kant a fost Edmund Husserl, iniţiatorul fenomenologiei.
Exemple:
Aruncarea in camp gravitational. Traiectoria este predictibila. Aplicatie PhET.
Sistemul solar. Aplicatie PhET.
Predictibilitatea
Se refera la gradul de corectitudine, calitativa sau cantitativa, a unei previziuni sau a starii unui sistem.In timp ce legea a II-a a termodinamicii poate sa ne spuna de starea echilibrata in care un sistem poate evolua,in fizica nu exista o regula care prezice evolutia sistemelor care sunt departe de a fi echilibrate (sistemele haotice) decat daca ele nu se apropie de o forma de echilibru.Pentru a exprima predicitibilitatea sau impredictibilitatea, rata divergentei traiectoriilor in sistemele fazoriale poate fi masurata (entropia Kolmogorov-Sinai,exponentii Liapunov).
Exemple:
Prevederea vremii.
Caderea unui corp. Aplicatie PhET.
In secolul XX ideile de mai sus au fost puse in discutie de:
Teoria relativitatii, Albert Einstein - disparitia conceptelor de spatiu si timp absolut
Mecanica Cuantica, Bohr, Heisenberg, Schrodinger, Pauli - determinismul in sens clasic isi pierde sensul. In domeniul micricosmosului impredictibilitatea este intrinseca fenomenelor.
Aplicatii ale mecanicii cuantice: radar, telefonie mobila, ecrane LCD, sisteme GPS, lasere, etc.
Noi teorii: Teoria haosului, teoria fractalilor, teoria catastrofelor.
Determinism si impredictibilitate
"Evolutia este haos cu reactie inversa"
Joseph Ford,1990
SISTEME A CAROR EVOLUTIE IN TIMP ESTE DETERMINISTA ,DAR IMPREVIZIBILA
Stiinta a cautat mereu ordinea intr-un sistem haotic,dominat de fenomene imprevizibile si incontrolabile .Omul a dorit intotdeauna sa anticipeze viitorul ,vreamea,dar Natura nu a putut fi niciodata cuprinsa in intregime in legi pe baza carora sa-i fie descris precis comportamentul.
Un sistem haotic este caracterizat prin instabilitate ,imposibillitate de a fi controlat , prin dezordinea sa.dependenta de conditiile initiale care determina mari modificari in starea sistemului.Sensibilitatea la conditile initiale este o notine cheie a teoriei haosului,evolutia sistemului fiind dependenta de starea initiala.
Forme neregulate si procese haotice abunda in natura,Astfel ,fumul dintr-o anumita sursa se raspandeste formand o multime de vartejuri ,un curs de apa este involvurat din cauza obstacolelor .Instabilitate si haos intalnim atat in societate (razboi,boli,politica,relatii sociale) cat si fenomene complexe ,precum eruptii solare,lasere,bataile inimii,sau i sisteme precum pendulul.
Teoria haosului a inceput ca un subdomeniu al fizicii si matemeticii,lucrand cu structuri ale turbulentei si autosimilaritatea formelor din geomeria fractala.Primul care a descoperit efectele haosului pe care le-a numit "EFECTEUL FLUTURELUI" a fost Eduard Lorentz dea lungul ultimelor decenii aceasta independenta fata de conditiile initiale a fost cunoscuta sub diferite nume precum "Teoria haosului" ,"Teoria complexitatii",etc.
Cursul unui rau de munte este predictibil deoarece apa curge alegand drumul de minima rezistenta ,dar traiectoriile moleculelor de apa sunt impredictibile.
Aplicatii:
