Uvod u filozofiju fizike

Uvod u filozofiju fizike
Lovre Grisogono
Sveuˇ
ciliˇste u Zagrebu
Zadar, 12. listopada 2012.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je filozofija fizike?
Sto
Filozofija se fizike moˇze promatrati kao nezavisni dio filozofije
ili kao dio filozofije znanosti. U ovom se izlaganju bavimo
njome kao posebnom filozofskom disciplinom. Podruˇcje kojim
se fizika bavi je jako ˇsiroko te je to osnovni razlog zbog ˇcega
filozofiji fizike treba pristupiti kao cjelovitoj i nezavisnoj
filozofskoj grani.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je filozofija fizike?
Sto
Filozofija se fizike moˇze promatrati kao nezavisni dio filozofije
ili kao dio filozofije znanosti. U ovom se izlaganju bavimo
njome kao posebnom filozofskom disciplinom. Podruˇcje kojim
se fizika bavi je jako ˇsiroko te je to osnovni razlog zbog ˇcega
filozofiji fizike treba pristupiti kao cjelovitoj i nezavisnoj
filozofskoj grani.
Definicija:
Filozofija fizike jest grana filozofije koja razmatra smisao fizike
i filozofski smisao osnovnih fizikalnih pojmova.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Podruˇcja filozofije fizike
Tri su cjeline koje ˇcine ovu granu filozofije te se mogu
razmatrati zajedno ili ˇcak kao odvojene filozofije.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Podruˇcja filozofije fizike
Tri su cjeline koje ˇcine ovu granu filozofije te se mogu
razmatrati zajedno ili ˇcak kao odvojene filozofije.
ˇ je fizika, koji je njen smisao i cilj, ˇsto je oznaˇcilo
Sto
poˇcetak fizike.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Podruˇcja filozofije fizike
Tri su cjeline koje ˇcine ovu granu filozofije te se mogu
razmatrati zajedno ili ˇcak kao odvojene filozofije.
ˇ je fizika, koji je njen smisao i cilj, ˇsto je oznaˇcilo
Sto
poˇcetak fizike.
Filozofska analiza fizikalnih pojmova poput vremena,
prostora i energije te prirode fizikalnih zakona.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Podruˇcja filozofije fizike
Tri su cjeline koje ˇcine ovu granu filozofije te se mogu
razmatrati zajedno ili ˇcak kao odvojene filozofije.
ˇ je fizika, koji je njen smisao i cilj, ˇsto je oznaˇcilo
Sto
poˇcetak fizike.
Filozofska analiza fizikalnih pojmova poput vremena,
prostora i energije te prirode fizikalnih zakona.
Filozofija moderne fizike, koja na odredeni naˇcin, poˇcinje
u XX. stolje´cu i ukljuˇcuje kvantnu teoriju, specijalnu i
op´cu teoriju relativnosti te joˇs neke novije teorije.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je fizika?
Sto
Za poˇcetak je potrebno opisati fiziku, s obzirom na ono ˇsto
fizika istraˇzuje i ˇsto fiziˇcari rade (eksperimenti, analiza
rezultata, teoretiziranje, interpretiranje) te je na takav naˇcin
‘definirati’.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je fizika?
Sto
Za poˇcetak je potrebno opisati fiziku, s obzirom na ono ˇsto
fizika istraˇzuje i ˇsto fiziˇcari rade (eksperimenti, analiza
rezultata, teoretiziranje, interpretiranje) te je na takav naˇcin
‘definirati’.
ˇ Wikipedia kaˇze o fizici?
Sto
Fizika je prirodna znanost koja se bavi prouˇcavanjem
materije i njenog gibanja kroz prostor i vrijeme te
povezanih pojmova poput energije i sile. Odnosno,
op´cenito prouˇcavanje prirode u svrhu shva´canja kako
se svemir ponaˇsa.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Podjela fizike
Klasiˇcna (Newtonovska) mehanika: teorija o gibanju
materijalnih objekata.
Termodinamika: teorija o temperaturi i toplinskoj energiji.
Elektromagnetizam: teorija o elektricitetu, magnetizmu i
elektromagnetskom zraˇcenju.
Teorija relativnosti: teorija o invarijantnosti u prirodi i o
kretanjima pri jako velikim brzinama.
Kvantna mehanika: mehanika submikroskopskog svijeta.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je zapravo fizika?
Sto
Ne postoji stroga definicija fizike ve´c najviˇse ˇsto se moˇze
napraviti jest dati opisnu definiciju. Name´ce se nekoliko
pitanja:
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je zapravo fizika?
Sto
Ne postoji stroga definicija fizike ve´c najviˇse ˇsto se moˇze
napraviti jest dati opisnu definiciju. Name´ce se nekoliko
pitanja:
koliko dana definicija zapravo obuhva´ca sadrˇzaj fizike?
ˇsto definicija mora sadrˇzavati?
je li mogu´ce dati cjelovitu definiciju fizike?
te ukoliko nije mogu´ce, koliko definicija treba obuhvatiti
da bi bila zadovoljavaju´ca?
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je cilj fizike i kada je fizika zapoˇcela? I
Sto
Cilj(evi) fizike:
Ovladavanje prirodom “umjetnim” sredstvima
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je cilj fizike i kada je fizika zapoˇcela? I
Sto
Cilj(evi) fizike:
Ovladavanje prirodom “umjetnim” sredstvima
Pod ovom interpretacijom shva´camo razvoj tehnike kao
poˇcetak fizike. Tehnika proizvodi umjetna sredstva kojima
ovladavamo prirodom. U ovom svjetlu poˇcetak fizike bi bio,
barem, prije ≈ 2–3 miljuna godina u Africi (Homo habilis).
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je cilj fizike i kada je fizika zapoˇcela? II
Sto
Cilj(evi) fizike:
Razumijevanje prirode
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je cilj fizike i kada je fizika zapoˇcela? II
Sto
Cilj(evi) fizike:
Razumijevanje prirode
Potraga za istinom je sadrˇzana u ovom cilju. Teˇsko je re´ci
kada fizika poˇcinje pod ovom pretpostavkom.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
ˇ je cilj fizike i kada je fizika zapoˇcela? III
Sto
Prvi cilj ne mari za istinitost fizikalnih tvrdnji ukoliko one sluˇze
svrsi pokoravanja prirode naˇsim ˇzeljama. Drugi cilj odbacuje
primjenu kao glavno naˇcelo te se fokusira na spoznaju prave
istine. Naˇcelno, danas se smatra da fizika kakvu poznajemo
zapoˇcinje u XVI. stolje´cu.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Priroda fizikalnih teorija
Osnovno pitanje:
ˇ je zapravo fizikalna teorija?
Sto
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Priroda fizikalnih teorija
Osnovno pitanje:
ˇ je zapravo fizikalna teorija?
Sto
Ne postoji jednostavan odgovor na ovo pitanje. Sve fizikalne
teorije sadrˇze:
1
matematiˇcki formalizam (jednadˇzbe)
2
interpretaciju (dodjeljivanje znaˇcenja)
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Priroda fizikalnih teorija
Osnovno pitanje:
ˇ je zapravo fizikalna teorija?
Sto
Ne postoji jednostavan odgovor na ovo pitanje. Sve fizikalne
teorije sadrˇze:
1
matematiˇcki formalizam (jednadˇzbe)
2
interpretaciju (dodjeljivanje znaˇcenja)
Fizikalna se teorija (viˇse ili manje potpuna) sastoji od skupa
pojmova, pretpostavki o matematiˇckim reprezentacijama tih
pojmova, matematiˇckih odnosa pojmova i uputa o odnosu
matematiˇckih struktura i eksperimenata.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Eksperiment
Osnova fizike kao prirodne znanosti jest eksperiment
(mjerenje). Eksperiment je u fizici primarna komponenta
znanstvene metode.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Eksperiment
Osnova fizike kao prirodne znanosti jest eksperiment
(mjerenje). Eksperiment je u fizici primarna komponenta
znanstvene metode.
Smatra se da je prvi znanstveni eksperiment napravljen u
XVI. stolje´cu te po tome fizika poˇcinje tada.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Eksperiment
Osnova fizike kao prirodne znanosti jest eksperiment
(mjerenje). Eksperiment je u fizici primarna komponenta
znanstvene metode.
Smatra se da je prvi znanstveni eksperiment napravljen u
XVI. stolje´cu te po tome fizika poˇcinje tada.
Svaki eksperiment ima za cilj potvrditi ili opovrgnuti
odredenu hipotezu.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Determinizam u fizici
Determinizam:
Budu´ce stanje je jednoznaˇcno odredeno sadaˇsnjim stanjem.
Klasiˇcna je mehanika deterministiˇcka grana fizike. Svako
stanje En u nekom trenutku tn jest uvjetovano stanjem En−1 iz
vremena tn−1 .
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Determinizam u fizici
Determinizam:
Budu´ce stanje je jednoznaˇcno odredeno sadaˇsnjim stanjem.
Klasiˇcna je mehanika deterministiˇcka grana fizike. Svako
stanje En u nekom trenutku tn jest uvjetovano stanjem En−1 iz
vremena tn−1 .
Kvantna mehanika nije deterministiˇcka. Kvantnomehaniˇcko
stanje Qn ne uvjetuje postojanje nuˇzno jednog budu´ceg stanja
Qn+1 , ve´c znamo da ´ce se ostvariti jedno od mogu´cih stanja.
Dakle,
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Determinizam u fizici
Determinizam:
Budu´ce stanje je jednoznaˇcno odredeno sadaˇsnjim stanjem.
Klasiˇcna je mehanika deterministiˇcka grana fizike. Svako
stanje En u nekom trenutku tn jest uvjetovano stanjem En−1 iz
vremena tn−1 .
Kvantna mehanika nije deterministiˇcka. Kvantnomehaniˇcko
stanje Qn ne uvjetuje postojanje nuˇzno jednog budu´ceg stanja
Qn+1 , ve´c znamo da ´ce se ostvariti jedno od mogu´cih stanja.
Dakle,
pa → 2(pi ∨ . . . ∨ pn )
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Ahilej i kornjaˇca
Ova aporija nije fizikalni problem, njeno rjeˇsenje se nalazi u
domeni matematike. Aporija se rjeˇsava limesima, gdje duljina
vremenskog intervala teˇzi nuli a broj intervala beskonaˇcnosti.
S druge strane, aporija analizira djeljivost vremena koje jest
fizikalno pitanje. Danas pretpostavljamo da najmanja
vremenska jedinica, po izraˇcunima, iznosi 10−43 s. Zadnji
najmanji izmjereni vremenski interval iznosi 1.2 × 10−17 s.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Lov na Istinu
Koja je veza fizikalnih teorija i stvarnosti?
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Lov na Istinu
Koja je veza fizikalnih teorija i stvarnosti?
Znanstveni realizam
Instrumentalizam
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Lov na Istinu
Koja je veza fizikalnih teorija i stvarnosti?
Znanstveni realizam
Instrumentalizam
Znanstveni realizam: dobra teorija je barem donekle vjerna
slika zbilje- nema logiˇckih proturjeˇcnosti, konzistentna je i
empirijski adekvatna. Cilj fizike jest spoznati zbilju.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Lov na Istinu
Koja je veza fizikalnih teorija i stvarnosti?
Znanstveni realizam
Instrumentalizam
Znanstveni realizam: dobra teorija je barem donekle vjerna
slika zbilje- nema logiˇckih proturjeˇcnosti, konzistentna je i
empirijski adekvatna. Cilj fizike jest spoznati zbilju.
Instrumentalizam: zbilja je nespoznatljiva; “dobra” teorija nije
slika zbilje, pa ako i je to je upotpunosti irelevantno. Cilj fizike
jest ovladati prirodom uz pomo´c instrumenata.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike
Gdje je filozofima mjesto u fizici?
Fizika je neodvojiva od svoga matematiˇckog formalizma, sve
fizikalne zakone prikazujemo matematiˇckim formulama.
Prednost klasiˇcne mehanike nad kvantnom jest njena
intuitivnost i iskustvenost.
Kvantna je mehanika jako neintuitivna te se teˇsko da prikazati
na naˇcin na koji se moˇze klasiˇcna mehanika. Danaˇsnji je
formalizam kvante mehanike elegantan i zadovoljava u
potpunosti potrebe fiziˇcara i drugih znanstvenika koji se bave
kvantnom mehanikom.
Lovre Grisogono
Uvod u filozofiju fizike