Quantumfysica en Bewustzijn

1. Quantumfysica en Bewustzijn Dennis Dieks Instituut voor Geschiedenis en Grondslagen van de Natuurwetenschappen Universiteit Utrecht

2. Universaliteit • Thales: alles is water • Pythagoras: getal • Heraclitus: vuur

3. Voeg toe: mathematische precisie • Sinds de natuurwetenschappelijke revolutie (17e eeuw) weten we dat het mogelijk is zulke gedachten in kwantitatieve vorm te gieten • Resultaat: het begrip “natuurwet”, een wiskundig geformuleerde universele regelmaat.

4. “Leges Naturae” Renati Descartes Principia Philosophiae (1644): De natuur werkt volgens precieze en onveranderlijke principes Voorbeeld van zo’n Natuurwet: de “traagheidswet” Een deeltje dat aan zichzelf wordt overgelaten, d.w.z. waarop geen krachten werken, beweegt met constante snelheid langs een rechte lijn. Dit is altijd en overal in het universum het geval.

5. 1687Newtons Principia AXIOMATA, SIVE LEGESMOTUS Lex I Ieder lichaam volhardt in zijn toestand van rust of uniforme beweging, tenzij een kracht het daar vanaf brengt. Lex II De verandering van de beweging is evenredig aan de uitgeoefende kracht Lex III + universele gravitatiewet Actie = -Reactie

6. F = m.a F1 F2 F1 = -F2 Beweging wiskundig beschreven II. III.

7. Kenmerken van deze “moderne natuurkunde” • Klein aantal basisprincipes • Precieze wiskundige formulering mogelijk • Universaliteit: geldigheid niet afhankelijk van plaats en tijd • Determinisme: gegeven de situatie op 1 ogenblik (plaats, snelheid van een object, bv.), en de krachten, leggen de vergelijkingen volkomen vast wat de situatie op ieder ander moment is.

8. Deze mathematisch geformuleerde fysica is verbijsterend succesrijk gebleken • Beweging van voorwerpen om ons heen • Positie en snelheid van satellieten, over jaren • Positie van hemellichamen over duizenden jaren, of duizenden jaren terug

9. Culturele uitstralingvan Newtons natuurkunde Voltaire: Eléments de la philosophie de Newton (1738)

10. Francesco Algarotti 1739

11. Nieuwe natuurkunde, van Newton tot ±1900: warmteleer → thermodynamica elektrodynamica: theorie van licht, electriciteit en magnetisme

12. De Maxwell-vergelijkingen

13. Ook op deze nieuwe gebieden is het succes verbazingwekkend groot gebleken. • De door de natuurwetenschappen ontdekte regelmatigheden zijn tot vaste achtergrond van ons leven geworden: elektronica, transportmiddelen etc. • De door de natuurwetenschappen aan het licht gebrachte principes worden voortdurend bevestigd, zonder dat er een grens aan hun geldigheid duidelijk wordt

14. Wijzelf als deel van de natuur, bestudeerd met natuurwetenschappelijke methoden

15. Physics

16. Het bewustzijn als fysisch fenomeen? • Fysische beschrijvingen maken altijd gebruik van fysische begrippen: elektrische stromen, potentialen, bewegingen, etc. • “Bewustzijn” als term komt daarom niet voor in een fysische beschrijving • Hoe is het dan mogelijk “bewustzijn” in verband te brengen met iets fysisch?!

17. “Superveniëntie” gelijke fysische toestand gelijke bewustzijns- inhoud

18. Quantummechanica Typerend experiment: de twee spleten

19. Het te verwachten patroon in het geval van deeltjes Het te verwachten patroon in het geval van golven

20. “slimme metingen” “voelertje” De golfaspecten (interferentie) verdwijnen als je “kijkt” door welk gat het deeltje gaat

21. Volgens de QM zijn de vreemde “half dit/half dat” toestanden in principe overal mogelijk • Voor grote moleculen zijn “dubbelspleet-effecten” al gemeten • Towards Quantum Superposition of Living Organisms; Oriol Romero-Isart, Mathieu L. Juan, Romain Quidant, J. Ignacio Cirac (Submitted on 8 Sep 2009 (v1), last revised 17 Sep 2009 (this version, v2))

23. Volgens de QM kunnen objecten zich in situaties (toestanden) bevinden die we uit het dagelijkse leven niet kennen: half dit en half dat (“superposities”) Er zijn empirische aanwijzingen te vinden voor het inderdaad bestaan van deze toestanden Als we een directe “dit of dat” meting uitvoeren aan zo’n object vinden we altijd “ja” of “nee”: metingen veranderen de situatie Deze metingen worden zèlf door de QM beschreven Opvallende Vreemdheden

24. Een rol voor het bewustzijn?! • Volgens de quantummechanica beïnvloedt de aard van de meting die we uitvoeren de soort van dingen die we zien gebeuren. “Het maakt uit of we kijken of niet.” “De waarnemer is bepalend voor de uitkomst” • Is deze beïnvloeding niet op te vatten als een ingreep van het bewustzijn van de waarnemer in de natuur? • En is het ook niet zo dat wij zelf als bewuste wezens altijd hetzij “dit” hetzij “dat” zijn---duidt dat er niet op dat het bewustzijn ingrijpt? Dit zou een enorm verschil betekenen met het traditionele wereldbeeld van de natuurkunde…….

25. Er zijn vreemde dingen aan de hand, maar: • Dat is ook al zo als je in plaats van een kat een macroscopisch voorwerp, zoals een tafel neemt • Alles lijkt er op te wijzen dat zelfs katten zich “in superpositie” kunnen bevinden. Hoe het dan met hun bewustzijn staat weten we (nog) niet.. • In het algemeen, de quantummechanica voorspelt de uitkomst van alle experimenten op een “mechanische” wijze, via wiskundige vergelijkingen

26. De quantummechanica is een wiskundig geformuleerde theorie, analoog aan de klassieke natuurkunde • In plaats van deeltjesgrootheden ed. hebben we nu een (deterministische) vergelijking voor Ψ. • |Ψ(x)|2 geeft de kans dat een deeltje zich op positie x manifesteert in een plaatsmeting. Als we een ander soort meting doen geeft Ψ ons op een analoge manier de dáárbij behorende mogelijke uitkomsten en kansen. • Het maakt voor de QM niet uit of een onbezield meetapparaat, een bewuste waarnemer of een dromende waarnemer de meting verricht!

27. Dus: zolang je blijft bij wat de quantummechanica voorspelt blijkt er geen speciale rol voor het het bewustzijn nodig te zijn. De zuiver fysische beschrijving volstaat.

28. time delay phenomenon Observer 2, always present Observer 1, not always present Maar klopt de quantummechanica wel helemaal? Reageert observer 2 anders, afhankelijk van de aanwezigheid van observer 2?

29. De quantummechanica voorspelt de uitkomst van dit experiment! • Het experiment is een variatie op het twee-spleten-experiment • Er zijn twee mogelijkheden: 1. de eerdere meting meet een grootheid die “compatibel” is met de later gemeten grootheid: dan voorspelt de QM geen invloed van de eerdere meting;2. of de eerdere meting is “incompatibel”, en dan is het effect later merkbaar

30. Wat als (soms in de parapsychologische literatuur gerapporteerde) afwijkende resultaten zouden standhouden? Dat zou een heel belangrijk en interessant resultaat zijn: de quantummechanica zou niet kloppen! Maar of dat zou bewijzen dat het bewustzijn, en niet een of ander “gewoon” fysisch effect verantwoordelijk is?!