Hebben mensen wel genoeg 'logica' om dingen als quantumfysica te kunnen snappen?
 

Zie topic titel.
Als je even van de evolutie theorie uitgaat dan hebben wij een soort 'logica' ontwikkelt die ons beter liet overleven. Wij kunnen onszelf 'logisch' indenken dat 2 dode herten meer voedsel opleveren dan 1 dood hert.

Maar nu zijn we wat verder en gaan we allerlei theoriën bedenken over hoe het heelal in elkaar zit, quantumfysica, supersnaren, noem het maar op.

Is het nou mogelijk dat een wetenschapper zoiets op een 'logische' manier bedenkt? Kunnen wij wel uitgaan van ons logica gevoel bij dit soort dingen? Of is dit soort wetenschap niets anders dan het aantonen en vervolgens ontkrachten van theoriën? En zijn alle dingen die 'waar' bleken te zijn eigenlijk puur toevallig bedacht?

Nou wil ik ons logica gevoel niet minder maken dan het is, het is vast op meer gebieden toepasbaar dan de simpele jager/verzamelaar situatie. Maar zullen wij ooit de logica hebben om deeltjes als gravitonen te bevatten?

Edit:
Oja ik ben hier wel eens over begonnen binnen een topic maar omdat het daar toen eigenlijk niet over ging toch maar even een apart topic.

Aanschouw het aantal mensen dat een bètastudie op universitair niveau volgt. Aanschouw daarmee het antwoord op jouw vraag.

:)

Met logica, gecombineerd met experimentele data kom je een aardig eind. Kun je het ook 'begrijpen'?

Volgens mij is dat helemaal niet nodig.

Ik denk dat je als mens op een gegeven moment tegen je eigen grenzen aanloopt. Je kunt uitleggen waar we uit bestaan, waar we vandaan komen, hoe het heelal is ontstaan.. maar je kunt het niet bevatten. Ik denk dat je alles kunt ontdekken, behalve de fundamentele zaken: het "waarom", het "wat is het leven eigenlijk", "wat is het heelal eigenlijk voor iets".
Het zal altijd een raadsel blijven.

Je kunt wel uitgaan van je eigen logica, als wetenschapper. Je kunt de wiskunde gebruiken, enz.
Maar je zult dan alleen iets kunnen ontdekken wat binnen je eigen logica past. Dat houdt in dat je niet alles zal kunnen weten.

Om maar even wat citaten te noemen:

Feynman: "I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics."

Gell-Mann: "In QED, as in other quantum field theories, we can use the little pictures invented by my colleague Richard Feynman, which are supposed to give the illusion of understanding what is going on in quantum field theory."

Maar zoals Meph en Alicia al zeiden: de meeste theorien hoef je niet te begrijpen, zolang je er maar mee kunt werken. De natuurkunde laat zich leiden door (de logica van) de wiskunde, en die is nou eenmaal ontzettend strict. Het "enige" wat moet gedaan worden is de wiskunde in een fysisch concept plaatsten, en dat wijst zich eerder vanzelf. Maar als je er mee kan rekenen, begrijp je dan de theorie?

Het feit dat dergelijke theorieën bestaan toont aan dat dat inderdaad mogelijk is.

Houd er rekening mee dat een theorie vroeg of laat altijd door een geavanceerdere theorie zal worden vervangen, en dat dit voor alle vormen van wetenschap opgaat. Om op je laatste vraag in te gaan: een theorie ontstaat niet door louter toevalligheden. Het is wel mogelijk dat de ontwikkeling van een op het eerste gezicht vastgelopen theorie door een toevallige samenloop van omstandigheden kan worden versneld.

Waarschijnlijk wel, maar misschien is het wel belangrijker om je af te vragen of er ook een bereidheid is om deeltjes als gravitonen te bevatten.

Je kunt dergelijke theorieën wel in zoverre begrijpen dat je ermee kunt werken. Het is wel zo dat je je niet alles goed kunt voorstellen en/of geen beeld van kunt vormen.

Nou ja, op kentheoretisch niveau kun je zeggen dat je je er prima een beeld van kunt vormen, namelijk omdat het concept zoals wij dat nu kennen (en kunnen kennen) voor ons het hele concept is. Of dat er praktisch toe doet betwijfel ik.

Sorry, ik legde het onduidelijk uit. Ik bedoelde dat je dergelijke theorieën niet correct kunt visualiseren.

Atomen zijn visualiseerbaar en daarom ook "begrijpbaar"? Hoe zit dat dan met neutrino's, deeltjes zonder massa, zonder lading, met alleen een richting?

'Hebben mensen wel genoeg 'logica' om dingen als quantumfysica te kunnen snappen?'

De vraagstelling legt verband tussen het gebruik van logica om tot begrijpen te komen. Volgens mij is dit ook precies waar logica voor is. Natuurlijk kun je logisch aantonen (?) dat de quantumfysica juist is, maar in hoeverre is dit wenselijk als er geen kans is om deze theorie te begrijpen? Logica is het doel tot het begrijpen, zodat we niet als een gek overal onze logica op gaan toepassen, want dan komen we geen steek verder.

Als antwoord op de vraag: Logica hebben we wel, maar ook begrip (behappen, bevatten)?

Dat zie je verkeerd. Neutrino's hebben wel degelijk massa. Je hebt drie soorten: het elektron-neutrino, het tau-neutrino en het muon-neutrino (als ik me niet vergis). Die hebben allemaal geen lading, maar wel (een klein beetje) massa.

Er zijn wel deeltjes zonder massa, bijvoorbeeld het gluon en de foton.

Hoe kan het dan eigenlijk toch dat photonen wel afgebogen worden door zwaartekracht?

Nee, het gaat erom als je ergens een concreet beeld van hebt je het dan kunt begrijpen, niet dat je het per definitie ook begrijpt. Zolang je ergens geen concreet, duidelijk beeld (afhankelijk van de kwestie niet perse visualisatie) van hebt, kun je in mijn visie ook geen overzicht hebben van de totale betekenis/gevolgen.

Door het zwaartekrachtveld wordt de ruimte-tijd afgebogen en fotonen volgen hierdoor de kortste weg die dan in een curve loopt. Lijkt mij de best verklaring.

Je hebt gelijk, maar die massa is verwaarloosbaar. "Deeltjes" als het foton (gluon ben ik niet bekend mee) zijn niet altijd deeltjes, wat de definitie een beetje moeilijk te begrijpen maakt.

Aangezien het feit dat je een enorme "vijver" met puur H2O(de 1-1 variant toch?), die ook nog eens vele vele vele meters onder de grond ligt nodig hebt om het bestaan van een hele énkele neutrino (elektron-neutrino als ik me niet vergis) aan te tonen vind ik de massa van een neutrino in dit geval verwaarloosbaar.

Verder misschien ook leuke theorie: Het is onmogelijk om in de tijd te reizen, aangezien je voor zoiets zo'n immense snelheden moet bereiken om door de tijdruimte te komen dat het lichaam met al z'n atomen zich gaat gedragen als een golf (net zoals electronen doen met een grote snelheid)... of zit ik verkeerd?

die snelheid kun je toch al nooit halen?

411 90ur 8453 4r3 8310n6 70 u5

Even een herfornulering: volgens de algemene relativiteitstheorie wordt de kromming van de ruimtetijd veroorzaakt door de in die ruimtetijd aanwezige massa. Vanwege deze kromming zal een deeltje, zoals bijvoorbeeld een foton, een zodanige baan volgen (een zogenaamde geodeet) dat de afgelegde weg minimaal is.

@dreadmanneke: De spelling photon wordt in het Nederlands niet meer gebruikt. Een ph wordt daar vervangen door een f.

Dat neutrino's massa hebben is anders een ongelooflijk belangrijke eigenschap die nodig is om het verschijnsel van oscillerende neutrino's te verklaren (wat experimenteel bevestigd is). Massaloze neutrino's blijken niet te kunnen oscilleren. Dus zo verwaarloosbaar is het niet...

Wat bedoel je verder met "Deeltjes" als het foton zijn niet altijd deeltjes, want dat is me niet echt duidelijk. Doel je nu op het golfkarakter van licht? Want "normale" deeltjes hebben die eigenschap ook.

Als laatst: een snelheid is altijd "ten opzichte van iets", en dan bedoel ik niet de ruimte-tijd. Verder hoeven deeltjes helemaal geen grote snelheid te hebben om zich als golven te gedragen. Sterker nog, als je sommige type deeltjes (kwik, electronen, helium) afkoelt tot bijna het nulpunt krijg je te maken met zaken als supergeleiding, bose-einstein condensatie en supervloeistoffen. Dit zijn fasetoestanden waarin het golfkarakter van deeltjes zo sterk naar voren komt, als het maar kan. Maar zelfs daar is toch echt geen sprake van tijdreizen.

Het lichaam gedraagt zich al als golf. ;)

Je hebt namelijk de de Broglie formule:

p = h/lambda, oftewel de impuls is de constante van Planck gedeeld door de golflengte. Met alles dat beweegt kun je dus een golflengte associëren.

Je hebt gelijk, mijn formulering was een beetje kort door de bocht.

Naar mijn mening is de hele natuurkunde gebaseerd op modellen (ok met bepaalde proefjes kwam wel naar voren dat een groot deel overeenkomt).
Vooral in de Quantum mechanica zitten een heleboel dingen/deeltjes die min of meer "verzonnen" (ook wel ontdekt genoemd) zijn om het "model" kloppend te maken. Je moet er eigenlijk ook mee omgaan als model en niet als uitgekauwde waarheid. En wat betreft het begrijpen van die logica dat is volgens mij gewoon een kwestie van IQ.

Correct opgemerkt.

Ik ben het ook volkomen met Renee182 eens. Daarbij wil ik hier nog aan toevoegen dat aan het ontwikkelen van een nieuwe theorie ook een groot ethetisch aspect zit. Wanneer een theorie volstrekt tegen de intuïtie in is, dus "onlogisch" en niet mooi is, kan deze verworpen worden, hoe goed het model ook werkt. Een voorbeeld hiervan is de quantumtheorie. Toen Planck ruim 100 jaar geleden deze ontwikkelde, werd hij door niemand geloofd. Het idee van energiequantisatie vond men destijds onaanvaardbaar. Men vond dit model "onlogisch", terwijl het wel een goede beschrijving van de realiteit was. Hiermee wil ik duidelijk maken dat zelfs voor beta-wetenschappers theoriën raar kunnen zijn, terwijl ze toch wel een goede beschrijving geven. Het hele doel van de natuurkunde is modellen vinden die een goede wiskundige beschrijving geven en tegelijkertijd ook nog "mooi" zijn. Vooral dit laatste kan soms subjectief zijn...

Dit verschijnsel wordt, simpel gezegd, ook wel een paradigma genoemd.

Niet oninteressant, dit.

Dat die theorieen bestaan bewijst al dat er ooit minstens iemand moet zijn geweest die het snapte, namelijk de bedenker.

Ik weet niet wat je precies onder het "snappen" van een theorie verstaat... Als je bedoelt de achterliggende wiskundige formules begrijpen en kunnen gebruiken, is het niet zo moeilijk om een theorie te snappen. Het vinden van een goede bevredigende verklaring voor de consequenties van de theorie is echter veeeel moeilijker. Ik zal een tweetal voorbeelden geven:

- Volgens de quantummechanica de natuur niet-deterministisch. Dit betekent dat alles een zekere kans heeft, en dus niet volledig vast ligt. Maar waarom is dit zo? Quantummechanische berekeningen maken is moeilijk, maar met veel tijd en moeite wel te leren. Maar snap je de theorie ook als je ermee kunt werken?

- Hetzelfde verhaal voor de relativiteitstheorie. Met simpele VWO6 wiskunde zijn tijddilatie en lengtecontractie af te leiden, met als enige aanname dat de lichtsnelheid constant is. Deze theorie lijkt niet moeilijk te snappen. Maar als je je gaat afvragen WAAROM dit zo is, kom je er snel achter dat er geen verklaring voor is.

Wat ik nog eens extra wil benadrukken is dat natuurkunde een MODEL maakt, en geen verklaring voor de werkelijkheid geeft, slechts alleen een beschrijving. Deze beschrijving snappen is een grote uitdaging, maar wel te doen. Maar waarom de natuur voldoet aan deze beschrijvingen is niet te snappen, voor niemand niet. Zelfs Planck snapte niet waarom energie gequantiseerd is. Het enige wat hij kon zeggen, was dat deze theorie werkte, en daar is waar de hele natuurkunde om draait.

Ik krijg af en toe wel eens de indruk dat mensen het hoe en waarom van de natuurkunde denken te snappen omdat ze een of ander populair wetenschappelijk boek hebben gelezen. Terwijl in deze boeken alleen interpretaties staan in woorden van de wiskundige taal waarin de natuurkunde opgeschreven is. En zelfs deze wiskunde geeft geen verklaring voor deze wereld, alleen een beschrijving!

Verder hebben deze modellen alleen waarde als je weet welke aannames (en dat zijn er veel, geloof mij!) ze tot stand gekomen zijn. In dit opzicht maakt dat de natuurkunde ook filosofisch. Welke aanname mag je maken en wat zijn de consequenties daarvan voor mijn theorie? Zo heeft Einstein de aanname gemaakt dat de lichtsnelheid constant is. Als iemand ooit met een experiment komt, dat het tegendeel bewijst, valt deze hele theorie onderuit...

Ik denk ook dat het risico van eindeloos blijven vragen WAAROM dingen zo zijn ook is dat je nooit bij een bevredigende verklaring kan komen. Om iets te kunnen verklaren moet je ook weer andere beweringen in twijfel trekken. En constant maar alle fundamenten in twijfel trekken lijkt me niet echt opschieten. Bepaalde beweringen liggen gewoon vast. Veel pricipes komen rechtstreeks in de natuur voor bijvoorbeeld de stelling van pythagoras of de formule voor de omtrek van een cirkel.

Je noemt hier Pytagoras en de omtrek van een cirkel als voorbeeld. Ik denk dat het goed is om onderscheid te maken tussen wiskunde, een hulpmiddel om de natuur te beschrijven en natuurkunde, de beschrijving zelf. Wiskunde kun je ook doen ergens heel ver weg zonder ooit van onze werkelijkheid gehoord te hebben.

dus?

wiskunde is toch onmisbaar voor het bedrijven van natuurkunde. Zodra wiskundige principes ter discussie staan, staat de natuurkundige kennis dat ook.

zoals Gallilei zei: Het boek der natuur is geschreven in de taal van de wiskunde :)

Ik denk niet dat de wiskundige principes ter discussie staan. :)

ja maar STEL nou dat dat zou gebeuren... ;)

Niet noodzakelijk. Verdiep je wat dat betreft maar eens in de grondslagencrisis in de wiskunde, dan zul je zien dat deze 2 zaken niet noodzakelijkerwijs samen hoeven te gaan. Overigens wil ik hier nog aan toevoegen dat het niet alleen de natuurkunde en de technische wetenschappen alleen zijn, waarin de wiskunde een belangrijke rol speelt, maar dat dit ook het geval is in de geneeskunde, de gedragswetenschappen en de economische en de bedrijfswetenschappen.

@Margriet2005: Wat jij aanhaalde met betrekking tot de relaitviteitstheorie heeft alleen maar betrekking op de speciale relativiteitstheorie. De algemene relativiteitstheorie is wat dat betreft niet behandelbaar op 6 v.w.o. -niveau, tenzij je afziet van de wiskundige achtergrond ervan.

@mathfreak: Je hebt helemaal gelijk, wat betreft de relativiteitstheorie. Voor de algemene relativiteitstheorie is ingewikkelde tensorrekening nodig, terwijl de speciale relativiteits theorie met wat "simpele" algebra te doen is. Dit laatste vak wordt op sommige universiteiten al in het eerste kwartaal gegeven, terwijl de algemene variant pas veel later komt.

Dat klopt. Speciale relativiteit heb ik gehad in het tweede trimester van het eerste jaar, terwijl ik tensorrekening pas in het derde jaar krijg (geloof ik).

Wat Margriet opschreef, dat bedoel ik inderdaad. Sommige mensen denken een verklaring te hebben gevonden, maar het is enkel een beschrijving waaruit wat dingen voortvloeien. Dat is heel wat anders dan het 'waarom' snappen, ook al denken sommige wetenschappers en pseudo-wetenschappers dat ze dat doen.

dit is toch de discussie verificatie vs. falsificatie vs. causale verbanden?

Nee, zolang wij in een 3/4 dimensionale wereld leven, en worden geboren, zijn wij restricted tot het denken binnen deze dimensies. Voor snaartheorieen moet je kunnen denken in maarliefst 6-21 dimensies, en dat is menselijk onmogelijk.

Ja, je kunt zoiets op een logische manier bedenken. Vergelijk het met een een Yenga toren: het bestaat uit allemaal deeltjes die ieder een eigen bijdrage leveren om de toren stabiel te houden. Als er een deeltje wordt werggehaald wordt de toren wankel, totdat deze uiteindelijk omvalt.

Wetenschappers die de theorieen bedenken, zien een toren, en beredeneren dan welke deeltjes nodig zijn om deze toren heel te laten.

crappy metaphor

Dat ben ik totaal niet met je eens. Wij leven dan dus ook niet in een 4 dimensionale wereld, maar 6-21 ofzo. Als je dat maar met de paplepel ingegooid krijgt....

@Optima: Helemaal gelijk watbetreft de Yenga-toren

Verder wil ik nog eens extra benadrukken dat fysica een model voor de werkelijkheid geeft, en GEEN verklaring. Ik krijg het idee dat veel mensen dit niet voldoende beseffen.

Dit ben ik niet met je eens. Ten eerste is geen zekerheid over het aantal dimensies dat er bestaan. En ten tweede is het zo dat als we in 6-21 dimensies leven, dit nog niet hoeft te betekenen dat wij dat ook zo ervaren.

Mischien is de ervaring van wat we wél ervaren, wel niet te ervaren zonder het bestaan van die 6-21 dimensies. Dus indirect ervaar je het op die manier wel, alleen heb je het niet door.

De laatste zin riekt naar contradictie, ookal dekt het wel de lading die ik het wou laten hebben, ookal voegt dit totaal niets toe aan de deze discussie.

Dat is mogelijk, maar verder niet noodzakelijk. Overigens is het wel zo handig om eerst duidelijkheid te hebben over hoeveel dimensies er werkelijk zijn voordat we gaan speculeren over hoe men dit ervaard.

waarmee je dus ook je eigen bewering tegenspreekt....

Maar luister susan, het is niet zwart/wit.
Je moet jezelf eens buiten je normale gedachtenpatroon gooien. Zo moeilijk is dat voor mij in ieder geval niet.

Hoezo? Ik stel enkel dat we niet weten hoeveel dimensies er zijn en dus ook niet weten hoe wij dit ervaren. Om deze reden vind ik het dan ook niet zinnig daar constant over te speculeren.

Als je uitgaat van de algemene relativiteitstheorie veronderstelt men dat de ruimtetijd waarin we ons bevinden uit 4 dimensies bestaat. De supersnaartheorie veronderstelt dat er in totaal 10 dimensies zijn, waarvan er 6 echter gecompactificeerd zijn, zodat we op gewone schaal slechts de 4 dimensies waarnemen, zoals we die ook uit de algemene relativiteitstheorie kennen. Overigens wordt er in de quantummechanica veelvuldig gebruik gemaakt van vectorruimten met een oneindig aantal dimensies, die als zogenaamde Hillbertruimten bekend staan. Het aantal dimensies van een ruimte (in de strikt wiskundige betekenis van het woord) hoeft dus niet noodzakelijkerwijs eindig te zijn.

Dat weet ik, maar mijn argument heeft niets van doen met hoeveel dimensies elke theorie bevat. Maar met hoeveel je erin beschouwing wilt nemen oftewel waarvan gaan we uit? Anders praat iedereen langs elkaar heen, omdat iedereen uitgaat van een andere hoeveelheid dimensies.

Verder lijken mij wiskundige dimensies niet erg relevant, omdat we deze niet ervaren. Tenzij we met wiskunde bezig zijn. ;)

Ik neem aan dat je zoveel dimensies in je theorie gebruikt als dat je nodig hebt. We zullen hoogstwaarschijnlijk de 5+ dimensies niet direct waarnemen en om aan te tonen dat de zeer "kinky" fysica een goede beschrijving van de werkelijkheid geeft zullen we dus altijd truukjes moeten vinden om deze dimensies te vinden.

Ik sluit me er trouwens helemaal bij aan dat het in de natuurkunde eigenlijk alleen maar gaat om het verwrpen van theorieën. Je moet alleen wel rekening houden met het feit dat de oude theorie de werkelijkheid tot op zekere hoogte beschrijft. De nieuwe theorie zal dus de oude theorie altijd bevatten.

Op een gegeven moment kan het best voorkomen dat we alle zaken die we direct waarnemen hebben weten uit te leggen. Daar ligt dan juist de uitdaging om op zoek te gaan naar zeer soeciale gevallen en daar een goede uitleg op te vinden (die inderdaad erg contra intuïtief kan uitpakken).

Ach... Ook de meest basale vragen (waarom is de lucht blauw?) kunnen een breed spectrum aan natuurkundige theorieën nodig hebben om uitgelegd te worden dus ook daar zijn we voorlopig aardig zoet mee.

Inderdaad, dit komt wel overeen met wat al eerder werd gesteld.

Het doel van natuurkunde is een zo goed mogelijk beschrijving/model van de werkelijkheid te geven.

Je laatste zin klopt niet. Het is vaak genoeg dat een nieuwe theorie niets (of nauwelijks) iets bevat van de oude theorie.

Zelf denk ik dat er altijd wel iets nieuws valt te ontdekken. Dat bijvoorbeeld de moderne natuurkunde tegen alle vormen van "normale" logica ingaat, klopt helemaal.

:s Tegenwoordig weten we hoe het komt dat de lucht blauw is. Maar ik snap je verder wel.