Η κβαντική περιγραφή του κόσμου και η διαμάχη υλισμού και ιδεαλισμού

Γράφει ο Andreas Apollon EL

Από την Αρχαία Ελλάδα, υπήρχε η διαμάχη μεταξύ των φυσικών φιλοσόφων αλλά και μεταφυσικών για τη φύση της ύλης και του πνεύματος και την μεταξύ τους σχέση. Οι διάφοροι φιλόσοφοι βάσει των απόψεών τους σε αυτό το θέμα στήριζαν μια ολόκληρη οντολογική φιλοσοφία, η οποία είχε και κοινωνικές και πολιτικές προεκτάσεις. 

Οι τρεις βασικές σχολές φιλοσόφων ήταν η σχολή των Υλιστών, του Πνευματικού Μονισμού και του Δυϊσμού Ύλης και Πνεύματος. Ο Υλισμός υποστηρίζει ότι ΤΟ ΟΝ ( η ύπαρξη) συνίσταται εξ ολοκλήρου από Ύλη. Η ουσία δηλαδή των πραγμάτων είναι η ύλη, η οποία είναι ένα παθητικό υπόστρωμα.

Αμιγείς Υλιστές φιλόσοφοι ήταν κατά βάσει οι περισσότεροι εκ των Σοφιστών. Την Ύλη ως παθητικό υπόστρωμα και ουσία όλων των πραγμάτων θεωρούσαν κατά κάποιον τρόπο και ορισμένοι εκ των Προσωκρατικών Φυσικών Φιλοσόφων, ωστόσο θεωρούσαν ως κινητήριες δυνάμεις τη Ψυχή και τον Νου. 

Κοινό όλων αυτών των φιλοσόφων ήταν ο ισχυρισμός ότι η Ύλη είναι οντολογικά ανεξάρτητη. Από τους μεταγενέστερους Ευρωπαίους φιλοσόφους που υποστήριξαν τον αμιγή Υλισμό, πιο σημαντικοί ήταν ο Μαρξ και ο ‘Ενγκελς.

Ο Πνευματικός Μονισμός από την άλλη υποστηρίζει ότι η ουσία των πραγμάτων είναι καθαρά Πνεύμα. Ως Πνεύμα άλλοι φιλόσοφοι θεωρούσαν τον Θεϊκό Νου και την Ψυχή (ατομική ή Παγκόσμια), που τα εκλάμβαναν ως κάποιου είδους πνευματικές ουσίες, ενώ κάποιοι άλλοι ως πνεύμα θεωρούσαν το νοητικό υλικό που συνιστά τα όντα. 

Κάποιου είδους Πνευματικό Μονισμό υποστήριζε και η Ελεατική Σχολή, η οποία θεωρούσε την Ύπαρξη ( το ον), ως ενιαία και την ταύτιζε με αυτό που μπορεί να αντιληφθεί ο Νους, εκμηδενίζοντας κατ΄αυτόν τον τρόπο την Ύλη που γίνεται αντιληπτή μέσω των αισθήσεων.

Τέλος υπήρχαν και εκείνοι οι φιλόσοφοι που υποστήριζαν τη συνύπαρξη της Ύλης και του Νοητού ως συστατικά στοιχεία της ουσίας των αισθητών πραγμάτων. 

Οι φιλόσοφοι αυτοί με πρωτοπόρους και πιο σημαντικούς τον Πλάτωνα και τον Αριστοτέλη υποστήριζαν με κάποιες διαφορές, ότι τα αισθητά αντικείμενα έχουν ως κοινό υπόστρωμα την άμορφη παθητική Ύλη, ενώ αυτό που τα διαφοροποιεί και κατά κύριο λόγο συνιστά την ουσία τους, είναι το Είδος ( μορφή) κατά Αριστοτέλη ή η Ιδέα κατά Πλάτωνα, δηλαδή το νοητικό υλικό (νοητικός-ειδητικός πυρήν) που τα καθορίζει και τα μορφοποιεί.

Το Είδος ( μορφή) ενός αισθητού αντικειμένου κατά Αριστοτέλη είναι αντιληπτό μόνο από τον Νου και εισέρχεται εις αυτόν δια των αισθήσεων. 

Ο εν λόγω Υλομορφισμός υποστηρίζει τον μη διαχωρισμό του Είδους από την Ύλη, ως συστατικά στοιχεία των αισθητών πραγμάτων. Ως παράδειγμα τίθεται το ερώτημα τι είναι αυτό που συνιστά την Ουσία αλλά και διαφοροποιεί ένα φυτό από ένα δοχείο. 

Δεν είναι η ύλη που τα αποτελεί, αλλά το πληροφοριακό περιεχόμενο που τα συνιστά και τα κάνει να είναι αντιληπτά από το Νου και δια μέσω των αισθήσεων.

Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη αλλά και τον Πλάτωνα, το ειδητικό στοιχείο είναι το ενεργητικό στοιχείο των πραγμάτων, τους δίνει κίνηση αλλά και την μεταδίδει μέσω των διαδραστικών τους αλληλοεπιδράσεων και μεταβολών. Πηγή του συνόλου του ενεργητικού-ειδητικού στοιχείου που συνιστά τον κόσμο αλλά και τον κινεί (μεταβάλλει) είναι ο ενεργητικός Θείος Νους (Θεός).

Μέχρι και τις αρχές του εικοστού αιώνα, η λεγόμενη κλασσική Φυσική, που ισχύει στη μακροσκοπική καθημερινή μας εμπειρία θεωρούσε την ύλη που συνιστά το σύμπαν ως ένα μηχανικό παθητικό μέσο και όλες τις υλικές διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτό ως μηχανικές. 

Αυτό όμως άλλαξε με την ίδρυση της Κβαντικής Θεωρίας που προέκυψε από την μελέτη του υλικού μικρόκοσμου. Σύμφωνα με την Κβαντομηχανική η ύλη(υλικά σωματίδια όπως ηλεκτρόνια, φωτόνια αλλά και πολυπλοκότερα κβαντικά συστήματα όπως άτομα και μόρια) παύει να συμπεριφέρεται ως μηχανικό παθητικό μέσο και οι διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτή τη μικροσκοπική κλίμακα δεν είναι μηχανιστικές. 

Εν αντιθέσει με ότι συμβαίνει στη κλασσική μηχανική που ισχύει στη καθημερινή μας εμπειρία στην κβαντομηχανική η περιγραφή ενός κβαντικού συστήματος γίνεται πάντα εν σχέσει με αυτό που μπορεί να μετρήσει ένας παρατηρητής.

Ένα κβαντικό δηλαδή σύστημα δεν περιγράφεται αυτό καθ΄αυτό αλλά πάντα όπως εμείς το αντιλαμβανόμαστε μέσω της παρατήρησης (μέτρησης). 

Πολλοί φυσικοί όπως ο νομπελίστας Eugene Wigner, υποστήριξαν ότι ένα κβαντικό σύστημα υφίσταται επειδή γίνεται αντιληπτό από την συνείδηση του παρατηρητή. 

Είναι γεγονός ότι για την κβαντική θεωρία έχουν γραφτεί πολλά από πολλούς μη ειδικούς και ορισμένες αναλύσεις είναι εννοιολογικά αλλά και ως προς την φυσική τους σημασία ανακριβείς. 

Η κβαντική θεωρία είναι μία εξαιρετικά ακριβής, λογική μαθηματική δομή που περιγράφει τον υλικό μικρόκοσμο σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα. Ένα υλικό σωματίδιο όπως το ηλεκτρόνιο περιγράφεται από την εξίσωση Schrödinger.

 

 

Η εξίσωση αυτή περιγράφει το σωματίδιο ως κύμα πιθανότητας. Με λίγα λόγια, το σωματίδιο έχει και κυματική υπόσταση (κυματοσωματιδιακός δυϊσμός). Η κυματική φύση και συμπεριφορά του σωματιδίου ερμηνεύεται ως εξής:

Στο σωματίδιο αντιστοιχεί μια συνάρτηση Ψ, η οποία περιγράφει τη πιθανότητα να ευρίσκεται το εν λόγω σωματίδιο στα διάφορα σημεία του χώρου. Η συνάρτηση αυτή έχει όλες τις μαθηματικές ιδιότητες ενός κύματος.

 Η μορφή της συνάρτησης αυτής καθορίζεται βάσει της εξίσωσης Schrödinger από τις δυνάμεις ( ηλεκτρικές κλπ) που ασκούνται στο σωματίδιο. 

Στο άτομο π.χ. το ηλεκτρόνιο σύμφωνα με τις ηλεκτρικές δυνάμεις που ασκεί πάνω του το φορτίο του πυρήνα, υπάρχει σε κάποιους δυνατούς χώρους πιθανότητας γύρω από τον πυρήνα που λέγονται τροχιακά.

Κάπως έτσι περιγράφεται η δομή των κβαντικών συστημάτων, όπως άτομα και μόρια, καθώς και υπερσύνθετα κρυσταλλικά μοριακά πλέγματα. 

Όπως καταλαβαίνει κανείς η κβαντομηχανική ερμηνεύει όλες τις μακροσκοπικές ιδιότητες (θερμικές, ηλεκτρικές, οπτικές κλπ) των σωμάτων με βάση των μικροσκοπικών κβαντικών διεργασιών, που συμβαίνουν στο εσωτερικό τους. 

Η κυματοσυνάρτηση περιγράφει την κβαντική κατάσταση του σωματιδίου ή συστήματος και περιέχει όλη τη πληροφορία γι αυτό. 

Περιγράφει όμως το σύστημα όπως το βιώνει ο παρατηρητής μέσω της μέτρησης. Για να γίνει αντιληπτή η σχέση κβαντικού συστήματος και παρατηρητή, παρατίθεται το εξής παράδειγμα: 

Εάν η γνώση του παρατηρητή για ένα σωματίδιο όπως το ηλεκτρόνιο είναι η ταχύτητα με τη οποία κινείται, τότε η κυματοσυνάρτηση που το περιγράφει έχει τη μορφή κύματος καθορισμένης συχνότητας που απλώνεται όμως στο χώρο σε βαθμό που η γνώση του παρατηρητή για τη θέση του σωματιδίου είναι εντελώς απροσδιόριστη. 

Το σωματίδιο βρίσκεται συγχρόνως σε όλες τις περιοχές του χώρου με ίση πιθανότητα. Αν όμως ο παρατηρητής μέσω μιας μέτρησης προσδιορίσει τη θέση του σωματιδίου (άρα το παρατηρήσει), η κυματοσυνάρτηση καταρρέει σε ένα σημείο, ενώ η μορφή της δεν του δίνει καμμία πληροφορία για την ταχύτητά του.

Το φαινόμενο αυτό που εμπίπτει στην αρχή του Heisenberg δείχνει ακριβώς ότι ένα κβαντικό σύστημα όπως πίστευε ο Wheeler είναι κατά βάση πληροφορία, άρα και νοητικό υλικό. Βλέπει κανείς την εννοιολογική σύνδεση μεταξύ του Αριστοτελικού Είδους-Μορφής και της κβαντικής κυματοσυνάρτησης, όπου είναι η πληροφοριακή ειδητική περιγραφή της ύλης. 

Το Είδος κατά Αριστοτέλη είναι το πληροφοριακό περιεχόμενο που καθορίζει και συνιστά τα αισθητά αντικείμενα. Από το Αριστοτελικό Είδος(Μορφή) προήλθε η λέξη information(απόδοση μορφής), που στα ελληνικά ταυτίζεται με την έννοια της πληροφορίας. Αυτό οφείλεται στην διάδοση της Αριστοτελικής φιλοσοφίας στη Δύση μέσω του Θωμά του Ακινάτη και άλλων. 

Μάλιστα σύμφωνα με τον Αριστοτέλη και την Αριστοτελική Λογική που αναπτύχθηκε στο ΟΡΓΑΝΟΝ, ο λογικός αλλά και ο οντολογικός προσδιορισμός του Είδους είναι η απόδοση κατηγορημάτων (ιδιοτήτων) σε αυτό.

Στην αριστοτελική αυτή θεώρηση στηρίχτηκε η μαθηματική λογική της Δύσης (Cantor,Russell,Boole) και αποτέλεσε τη βάση έκφρασης και επεξεργασίας της πληροφορίας στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές( BooleanAlgebra).

Οσον αφορά την έκφραση της κβαντικής πληροφορίας ενός φυσικού συστήματος ο Wheeler εισήγαγε την έννοια των κβαντικών bit (q-bit). Πάνω σε αυτήν την έννοια στηρίχτηκε η υπόθεση κατασκευής και λειτουργίας των κβαντικών υπολογιστών.

Ένα ενδεικτικό παράδειγμα του ρόλου που παίζει η κβαντική πληροφορία (αριστοτελικό Είδος-Μορφή) στον καθορισμό και προσδιορισμό της φυσικής υπόστασης ενός αισθητού αντικειμένου, είναι το παρακάτω:

Η ύλη που αποτελεί ένα κομμάτι κάρβουνου και ενός διαμαντιού είναι η ίδια, ο άνθρακας. Όμως στη περίπτωση του διαμαντιού τα άτομα άνθρακα διατάσσονται με εντελώς διαφορετικό τρόπο από ότι στο μοριακό πλέγμα του κάρβουνου. Η κβαντική δηλαδή πληροφορία που καθορίζει την διάταξη των ατόμων στο μοριακό πλέγμα επειδή είναι διαφορετική στα δύο υλικά τους προσδίδει εντελώς διαφορετικές φυσικές(οπτικές, ηλεκτρικές κτλ )ιδιότητες.

Αντιλαμβάνεται κανείς ότι το πληροφοριακό περιεχόμενο της φυσικής δομής βιολογικών και ιδιαίτερα έλλογων όντων είναι ασύγκριτα μεγαλύτερο. 

Έχει ενδιαφέρον η περιγραφή (δεν θα επιχειρηθεί εδώ) το πώς η εν δυνάμει γενετική κβαντική πληροφορία εκφράζεται ενεργητικά και κατά Αριστοτέλη τα βιολογικά όντα μεταβαίνουν από την δυνητική κατάσταση (ωάριο) στην ενεργητική (βιολογική ανάπτυξη) και τελικά στην Εντελέχεια (πλήρης βιολογική ανάπτυξη) .

Σύμφωνα με την αριστοτελική θεωρία (σε αντίθεση με τον Πλάτωνα) καθώς και τη φύση της κβαντικής πληροφορίας, ο νοητικός πυρήνας των αισθητών πραγμάτων εκφράζεται πάντα μέσω της ύλης και δεν μπορεί να διαχωριστεί από αυτή. Το ίδιο και η ύλη εκφράζεται πάντα μέσω μιας συγκεκριμένης Μορφής – Είδους ( π.χ ηλεκτρόνια, άτομο κλπ). 

Τις μόνες οντότητες όπου το υλομορφικό σχήμα θεωρεί ανεξάρτητες της ύλης είναι ο Θεϊκός Νους, Άγγελοι(Νόες των Σφαιρών κατά τον Αριστοτέλη) και ο ενεργητικός νους του ανθρώπου. Εν ολίγοις ο Θεός (Κινούν Ακίνητο) σύμφωνα με τη αριστοτελική φιλοσοφική αντίληψη τροφοδοτεί και διαδίδει με ενεργητικό πληροφοριακό περιεχόμενο το συμπαντικό κόσμο, δηλαδή κινεί, μεταβάλλει και μορφοποιεί τον αισθητό κόσμο.

Το Είδος που διαρρέει και σχηματοποιεί το γίγνεσθαι εισέρχεται στην ανθρώπινη συνείδηση (Νου) δια μέσω των αισθήσεων.

Μοιάζει σαν αυτό που είχε πει ο διάσημος αστρονόμος φυσικός James Hopwood Jeans, ότι παρατηρώντας το σύμπαν στις μεγάλες αλλά και μικροσκοπικές κλίμακες, βάσει των διεργασιών που συμβαίνουν εκεί το σύμπαν μοιάζει περισσότερο όχι σαν μια τεράστια μηχανή αλλά σαν μια τεράστια σκέψη.

πηγή