Annonceinfo

Ubestemthedsrelationerne styrer hjernens processer

Ubestemthedsrelationerne er en afgørende brik i udviklingen af moderne teknologi. De viser samtidig, at uvished er et grundvilkår for menneskets forståelse af verden.

x står for en atomar partikels (f.eks. en elektrons) position, p for dens impuls (dvs. masse gange hastighed) og * for Plancks konstant divideret med 2π. Deltategnet angiver bestemthed.

Den tyske fysiker Werner Heisenberg var en af Niels Bohrs nære medarbejdere på Niels Bohr Institutet.

Legenden siger, at det var på de daglige gåture i Fælledparken tæt ved instituttet, at han i 1927 udtænkte sine ubestemthedsrelationer, hvoraf ovenstående version er den mest kendte.

Her står x for en atomar partikels (f.eks. en elektrons) position, p for dens impuls (dvs. masse gange hastighed) og * for Plancks konstant divideret med 2π. Deltategnet angiver bestemthed.

Kan ikke både forstå og beskrive

Ubestemthedsrelationerne er inspireret af Bohrs komplementaritetsprincip:

At det at beskrive noget indgående ikke er ensbetydende med at forstå det fuldt ud, og at det, at man forstår noget fuldt ud, udelukker, at man kan beskrive det fyldestgørende.

Bohr gav følgende eksempel:

Man opdager et nyt indiansk folkeslag og sender en etnograf af sted for at beskrive det. Etnografen sender lange beretninger hjem, men han er stadig blot iagttager og beslutter derfor at leve som dem.

Efter 20 år ved han, hvordan det er at være indianer, men nu har han glemt sit sprog og kan ikke rapportere sin viden hjem.

Grænser for den mulige indsigt

Men hvordan kommer ubestemthedsrelationerne ind i billedet? I 1920’erne havde Einstein på den ene side og Bohr/Heisenberg på den anden en dialog om, hvorvidt kvantemekanikken – den del af fysikken, som omhandler atomer og endnu mindre byggestene – kan give et fuldstændigt billede af verden.

Bohr og Heisenberg hævdede, at der var grænser for den mulige indsigt, og det var de grænser, Heisenberg udtrykte med ubestemthedsrelationerne.

I klassisk fysik vil en partikel på samme tid kunne befinde sig et bestemt sted og have en bestemt bevægelse, men det gælder ikke i atomernes verden.

Vi trænger aldrig ind bag mysteriet

Jo nøjagtigere positionen bestemmes, des unøjagtigere bliver bestemmelsen af dens impuls og vice versa. Der opstår en ukontrollerbar vekselvirkning mellem måleapparaturet og det atomare objekt, har den nyligt afdøde filosof, David Favrholdt fra Syddansk Universitet, forklaret Videnskab.dk:

Fakta

’Verden på formler’ er 20 korte artikler om en fysisk, matematisk eller kemisk formel, der har haft afgørende indflydelse på vores opfattelse af verden.

Hvem udviklede formlen? Hvad betyder formlen konkret? Under hvilke omstændigheder blev den til? Hvordan blev den modtaget i samtiden? Og hvad har den betydet for udviklingen af den verden, vi kender i dag?

Dette er niende artikel i rækken.

»Med ubestemthedsrelationerne viser Heisenberg, at vi ikke kan tale om, hvordan virkeligheden er i sig selv, men kun om, hvordan vi er tvunget til at tale om virkeligheden. Uvisheden er tilsyneladende et grundvilkår, og vi mennesker vil aldrig blive i stand til at trænge ind bag kvantemysteriet,« sagde David Favrholdt, der havde en længere diskussion om emnet med Heisenberg selv i København i 1970.

Hjernens kvanteprocesser

Ubestemthedsrelationerne er en del af det kvantemekaniske begrebsapparat og derfor også en afgørende forudsætning for udviklingen af alskens moderne frembringelser som tv, computere, internet, mobiltelefoner og nanoteknologi.

Samtidig har ubestemthedsrelationerne åbnet for nye filosofiske teorier om processerne i den menneskelige hjerne, fortalte David Favrholdt.

»Hjernen er et system, der ikke alene er styret af årsag og virkning. Det er en af grundene til, at vi ikke kan forklare ’jegbevidsthed’ og ’fri vilje’ fysisk eller fysiologisk. Man har opdaget, at mange af hjernens processer foregår på et kvantemekanisk niveau. Derfor er de også styret af Heisenbergs ubestemthedsrelationer.«

Artiklen er tidligere bragt i Magisterbladet.

Du kan lære mere om Heisenbergs ubestemthedsrelationer i denne video:Videoen er produceret af MinutePhysics.

Bestemthed

Jeg mener at der stadigvæk lige er plads til at få rettet lidt i teksten som jeg skriver i mit første indlæg

"Deltategnet angiver bestemthed. "

Delta er i matematik et tegn for differens

Hvis du f.eks. ser, der står Δy/Δx er det det samme som (y2-y1)/(x2-x1)

Altså differensen af to y-værdier divideret med differensen af to x-værdier. Altså forskellen på x1 og x2 kaldes ∆x

http://videnskab.dk/verden-pa-formler/ubestemthedsrelationerne-styrer-hj...

JA ...

Jeg har også forstået Bohr-Einstein-diskussionen på samme måde, men mange naturvidenskabsfolk synes at vige tilbage for den relativt sikre konklusion:
At al viden(skab) er relativ!
Til gengæld er redelighed, solid dokumentation og falsiferbare hypoteser baseret på logisk teoriudvikling, erfarings- og dataopsamling (så langt er verifikationsprincippet nemlig brugbart) de indtil videre bedste redskaber, vi har, sammen med disse grundindstillinger:
Ydmyghed, gensidig respekt, åbenhed og det Kant kalder "tankens vovemod".
Glædelig jul og tænkning!
vh CP

Sagde Bohr virkelig det?

Bohrs eksempel med etnologerne er ret uheldigt. Det eksemplificerer sandsynligvis ikke det, han ønskede. Og der er ingen tvivl om, at det kan eksemplificere helt enormt mange forskellige emner, hvoraf kun nogle muligvis er relevante for det, Bohr ønskede at tydeliggøre.

Et problem med eksemplet er, at der ikke kan etableres klare, faste grænser mellem de tre størrelser, som findes i etnolog-eksemplet, nemlig: indianerne, etnologen og "hjem" eller "os". I empirisk forstand ved man, at såkaldte ukendte samfund også er blevet påvirket af udviklingen i resten af verden. De er således ikke helt fremmede. Man kan også pege på, at det faktuelt er et dårligt eksempel, idet der faktisk findes etnologer, som har besøgt tidligere ubeskrevne indianere og er kommet hjem og har fortalt om indianerne. Kvaliteten af deres beskrivelser kan naturligvis debatteres.

I lidt mere filosofisk forstand er det "fremmede" allerede en del af "os". Årsagen til, at "vi" kan sende en "etnolog" til de "fremmede indianere" er således, at vi forestiller os, at der findes et eller andet, som vi kan undersøge og få kendskab til.

Hjernen og 'hvad er' tankens tid....

Al denne hjerne forskning giver desværre også anledning til en hel del sludder og vrøvl – der nisser på spil som troldene gerne lege med! Heldigvis kan denne artikel ikke så let indgå i det spil….

Men problemet er at vi glemmer at vores hjerne kun kan være tankens ’forudsætning’, det ville fx være en misforståelse at antage at vi tænker og handler tilfældigt! Det som kan være tilfældigt kan derimod være ’hvad vi tænker på’, og dermed bliver vores handlinger ofte derefter!

Det som videnskaben kan bidrage med handler om hvordan vi kan arbejde med tilfældet, hvor det mest enkle bud er hypotesen… en hypotese udtrykker naturligvis ikke ’kun’ en tilfældighed. Hypotesen giver et ’kvalificeret’ og ’unikt’ bud som menneske har formuleret og vurderet som falsificerbart. Det som hypotesen unik islæt udgøres af de tilfældigheder som mennesket har ’valgt’ at lægge vægt på….

For hjernen forskningen betyder dette noget helt specielt! For det betyder at vores tænkning har én afgørende forudsætning – tiden! Hvis vi ikke har tiden til at stoppe op og vælge mellem de tilfældigheder vi ser foran os, så har vi ikke tænkt… tænkning handler om hvordan vi behandler det vi ”tilfældigvis” ser, og heraf følger at kvaliteten af vores tænkning afhænger af hvordan vi bruger tiden ”fra sansning til handling”.

Hermed kan vi også erkende en række af de fatale fejlslutninger som kan opstå via tankeløs hjerneforskning – eksempelvis den at vi ofte handler før vi tænker, eller ud fra artiklen: alle vores tanker og handler ’er’ tilfældige…

Det filosofiske ’hvad er’ ender i en fane af retoriske/tautologisk fejlslutninger! Forbliver tilfældet ubetænkt bliver ’hvad er’ spørgsmålene hoved ingrediensen vores Sokratiske skarntydesaft og skæbne… ’hvad er’ er allerede altid til ’hvad var’ og besvarer vi dette Sokratiske spørgsmål må vi læse vores liv og gerninger som om at transcendensen var et simplet tilfælde styret af skæbnen, og kun i bedste fald kan vi frigøres af skæbnen ved at udslette alt der står imellem os og transcendensen - men hov transcendensen, er jo netop noget som kan vælges ved tankens tidslige mellemkomst og ej et mål-i-sig for mennesker?

Hypotesen heraf siger altså at videnskaben og filosofien - dagen før dagen før dage før dagen – kan gå sammen i en genkomst til ’Tankens transcendentaltid™’

Spejlet i vandet gør trolde, og nisser, i-sig-selv-blind
Du ’er’ hvad du var…… det danner et spind
De nisser de driller, flytter med når tanken går ind

Tilfældigt nej! Jeg tænker mit, og denne tanke tager al sin tid,
Vore indsigt ’var’ begrænset, men vor udsigten blir vid….

h og ħ

Heisenbergs usikkerhedsprincip/ ubestemthedsrelationer ses også som

σx * σp ≥ ħ/2 eller

∆x * ∆p ≥ ħ/2 og for ħ gælder:

ħ = h/2π (reduceret Plancks konstant)

h er Plancks konstant og ħ er Diracs konstant

http://en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle

http://en.wikipedia.org/wiki/Planck_constant

"Deltategnet angiver bestemthed. "

Delta er i matematik et tegn for differens

Hvis du f.eks. ser, der står Δy/Δx er det det samme som (y2-y1)/(x2-x1)

Altså differensen af to y-værdier divideret med differensen af to x-værdier. Altså forskellen på x1 og x2 kaldes ∆x

Note:

http://butane.chem.illinois.edu/thhuang/chem202_fa2012/Additional%20Note...

http://ihome.ust.hk/~yyan/course/chem222/Q_A1.pdf

Seneste fra Verden på formler

Deltag i Unge Forskere 2015

Annonceinfo

Det læser andre lige nu

Annonceinfo

Annonceinfo

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Mest sete video

Annonceinfo

Seneste kommentarer

Seneste blogindlæg