6. Kaarle Kurki-Suonio 20.11.2000

Kaarle Kurki-Suonio 20.11.2000 Luonnonfilosofian seura

Hyvä Kullervo Rainio ja muut luonnonfilosofian pohtijat!

Kiitokset Rainiolle viestistä 13.11.2000 ja sen kysymyksistä. On rohkaisevaa kuulla, että esittämäni ajatukset ovat olleet kiinnostavia. Uskallan siten jatkaa ajatustapojeni selvittelyä tällä arvovaltaisella foorumilla.

Muuten, Laurema pyysi myös Kieseppää kommentoimaan vastaustani omasta puolestaan. Hän lähettikin minulle yksityisen viestin, jossa keskeisenä oli kysymys Bohmin teoriasta. Pidätyin alkuperäisessä vastauksessa sanomasta mitään Bohmin teoriasta ajatellen, että joku kuitenkin kysyy siitä. Vastasin hänelle samoin yksityisellä viestillä mutta, ellei hänellä tai muilla ole mitään sitä vastaan, näkisin mielelläni nämäkin kaksi puheenvuoroa myös luonnonfilosofien keskustelulistalla.

Rainion kysymykset ovat niitä, joita esittämieni ajatusten pitäisikin herättää. Kun olen tällaisia pohdiskellut fysiikan opettajien koulutuksen luennoillani, olen useimmiten joutunut esittämään ne itse retorisina kysymyksinä saadakseni pohtia niitä.

Aivan ensimmäiseksi Rainio sanoo: "... kysymys "hiukkasten" yksilö- ja lajiidentiteetistä kvanttimekaniikassa on herkullisesti kiehtova."

Tarkasteltaessa kaksoisrakokoetta kysymys ei mielestäni kuitenkaan ole ensisijaisesti kvanttimekaniikasta vaan empiirisestä evidenssistä, riippumatta siitä, millaisen teorian avulla koetta selitetään.

Atomaarisella tasolla vuorovaikutukset ovat hetkellisiä ja paikallisia tapahtumia. Kaikki mahdollinen kokeellinen tieto perustuu vuorovaikutuksiin. Siten on ilmeistä, ettei ole mahdollistakaan saada mitään suoraa empiiristä tukea jatkuvan eksistenssin hypoteesille, mistä loogisena välttämättömyytenä seuraa, ettei ole empiiristä tukea myöskään hiukkasen ratojen olemassaololle eikä yksilöidentiteetille.

Tämän jälkeen tulee kysymys, onko oikeutettua pitää kiinni mielikuvista, joille ei ole mahdollistakaan saada empiiristä vahvistusta. Kvanttimekaniikka tulee kysymyksenasetteluun mukaan siksi, että sen kehittäjien vakaumuksen mukaan tämä ei ollut oikeutettua. Niinpä kvanttimekaniikka on teoria, jossa ei ole hiukkasten jatkuvaa eksistenssiä eikä yksilöidentiteettiä. Lisää mielenkiintoa kvanttimekaniikka tuo tähän kysymykseen siksi, että se tuottaa runsaasti ennusteita, jotka seuraavat nimenomaan tästä teorian piirteestä, "hiukkasten" laji-identiteetistä ilman yksilöidentiteettiä. Ja nämä ennusteet on järjestään voitu vahvistaa kokeellisesti.

Tämän kokonaisuuden perusteella olen itse sitä mieltä, että näiden makromaailmamme itsestäänselvyyksien sijoittaminen mikromaailmaan, jossa niille ei ole empiiristä tukea saatavissa, ei ole oikeutettua. Pidän sellaisia yrityksiä kehäpäättelynä. Mikromaailmaa tarkastelemme havaittavan makromaailman selitysperustana. Ei kai ole mielekästä ottaa makromaailman rakenteita perustaksi selittäessämme havaintojemme saavuttamattomiin jäävää mikromaailmaa. Rainion kysymyksiä 1-4 on vaikea pohtia erillisinä. Yritykset vastata samoin kuin jo yritykset kysyä paljastavat, miten auttamattomasti olemme ajattelussamme ja kielenkäytössämme sidotut "jatkuvan eksistenssin ja yksilöidentiteetin hypoteeseihin". Makrofysikaalisen kokemuksemme mukaan tuntuu mahdottomalta ryhtyä niitä kyseenalaistamaan. Ellei ole jatkuvaa eksistenssiä, ei "se elektroni" merkitse mitään ennen eikä jälkeen yhden hetkellisen vuorovaikutustapahtuman. Ei voi menettää sellaista, mitä ei ole - kuten elektroni yksilöidentiteettiä.

Keskustelussa ei vielä ole mainittu asiaa, joka on ongelman tarkastelun kannalta ratkaiseva, mahdollinen avain yrityksiimme käsittää käsittämätöntä. Vuorovaikutustapahtumat noudattavat säilymislakeja. Niissä säilyvät tietyt suureet: energia, liikemäärä, liikemäärämomentti (pyörimismäärä), varaus, baryoniluku, leptoniluku ja joukko muita. Säilymislaeilla on luonnollisesti empiirinen lähtökohtansa makroskooppisessa havaintomaailmassa ja sitä kautta on tullut mahdolliseksi tulkita vuorovaikutusprosesseja ikään kuin niissä olisi kyse hiukkasten törmäyksistä tai yleisemmin hiukkasreaktioista. Niiden perusteella on mahdollista luokitella näitä tapahtumia "saapuvien", "poistuvien", "häviävien" ja "syntyvien" lajilleen nimettävien hiukkasten avulla. Niin kuin huomaatte tämäkin puhetapa on vahvasti sidoksissa jatkuvan eksistenssin ajatukseen.

Säilymislait myös sitovat yhteen vuorovaikutustapahtumia siten, että muodostuu "harhakuva" etenevästä yhdestä hiukkasesta, joka törmäilee radallaan jatkuvasti. Erityisesti liikemäärän säilyminen johtaa tapahtumissa ilmenevän "liikesuunnan" säilymiseen ja liikemäärämomentin säilyminen johtaa "ratakäyrän" jatkuvuuteen. Sumu- tai kuplakammiokuvine ratakäyrät koostuvat suuresta joukosta pisaroita tai kuplia. Jokainen syntyy yhden tapahtuman käynnistämästä makroskooppiseksi eskaloituvasta joukosta tapahtumia. Tapahtumat ovat kuitenkin yksittäisiä. Niiden välillä on säilymislakien luoma kausaaliyhteys, joka samalla saa ne näyttämään yhden hiukkasyksilön aiheuttamilta.

Erityisesti leptoniluku ja baryoniluku ovat ne säilyvät suureet, jotka "säätävät" sen, ettei elektronien lukumäärä eikä nukleonien lukumäärä "systeemissä" "muutu" eli oikeammin, että ne ovat tapahtumiin "osallistuvien hiukkasten" tunnistusominaisuuksia, jotka (osaltaan) kantavat laji-identiteettiä. Tässä mielessä siis on olemassa "hiukkasia", joita laji-identiteetin mukaisesti voidaan kutsua esim. perustilassa olevaksi hiili-12 -atomiksi. Vastaavasti esimerkiksi fotoneilla ei ole mitään lukumäärän säilyttävää säilymislakia. Siksi fotoni on paljon vähemmässä määrin kuin elektroni edes kuviteltavissa jatkuvasti olemassaolevaksi hiukkaseksi.

Kun makroskopiaan sidottu intuitiomme kysyy kuitenkin tapahtumien välillä olevaa eksistenssiä. se kysyy jotakin, josta ei empiirisin perustein ole mahdollista sanoa mitään. On siten kyseenalaista, onko tällainen kysymys edes oikeutettu, koskeeko se mitään "todellisuutta". Mielikuva, jota itse viljelen tässä. on sen suuntainen, että tyhjänä pitämämme "avaruudellinen tila" on kaikkien mahdollisten hiukkasten potentiaalisen esiintymisen "kenttä". Se, missä määrin niitä realisoituu, riippuu säilyvien suureiden suuruuksista. Hiukkasfyysikot etsivät innokkaasti lakeja, jotka "hallitsisivat" sitä, millaiset "hiukkaset" kaikkiaan ovat mahdollisia.

Tämän verran pystyn ajatuksiani esitetyistä kysymyksistä kuvailemaan. Lieneekö niissä mitään tartuntapintaa.

Terveisin Kaarle K-S PS. Rainion käyttämän tervehdyksen "bittimiin" kantaverbi lienee "bittiä" (minä bitin, sinä bitit, hän bittii). Vähän sitä olen oudoksunut, mutta onhan se mahdollinen johdos sanasta bitti, vaikka itse olisin muodostanut toisenlaisen verbin ja päätynyt vastaavasti toisenlaiseen tervehdysmuotoon.