Indeterministisk fysik for en åben verden

Klassisk fysik er kendetegnet ved præcisionen af ​​dens ligninger, der beskriver verdens udvikling som bestemt af startbetingelserne for Big Bang - hvilket betyder, at der ikke er plads til tilfældigheder. Alligevel er vores daglige erfaring og intuition ramt af denne deterministiske vision af verden:er alt virkelig skrevet på forhånd? Er tilfældighed ikke andet end en illusion? En fysiker fra UNIGE, Schweiz, har analyseret det klassiske matematiske sprog, der bruges i moderne fysik. Han har kastet lys over en modsætning mellem de ligninger, der skal forklare de fænomener, der omgiver os, og den endelige verden. Han foreslår at lave ændringer i det matematiske sprog for at tillade tilfældighed og indeterminisme at blive en del af klassisk fysik, og derved bringe det tættere på kvantefysikken. Takket være disse observationer, som er publiceret i tidsskriftet Naturfysik , en revolution fejer gennem klassisk fysik og baner vejen for potentielt forskellige fremtider.

I klassisk fysik, eller Newtons fysik, det er accepteret, at alt allerede er fastlagt siden Big Bang. Verdens udvikling forklares med matematiske ligninger, der beskriver verden som udfolder sig ud fra disse begyndelsesbetingelser på den mest præcise måde. For det, fysikere anvender sproget i klassisk matematik og repræsenterer disse begyndelsesbetingelser ved reelle tal. "Disse tal er karakteriseret ved et uendeligt antal decimaler, der følger prikken, siger Nicolas Gisin, professor emeritus ved Institut for Anvendt Fysik, UNIGEs Naturvidenskabelige Fakultet og forfatteren til observationen. "Dette indebærer, at de indeholder en uendelig mængde information." Sådanne typiske reelle tal er langt flere end tal, der har et navn, såsom Pi, og består af en række decimaler, der er helt tilfældige. Vi møder dem ikke i hverdagen, men deres eksistens er et accepteret postulat i klassisk matematik, og de bruges i mange ligninger i fysik. Der er et problem, dog:i betragtning af at vores verden er begrænset, hvordan kan det inkludere tal, der er uendelige, og som indeholder en uendelig mængde information?

At efterlade den klassiske matematiks sprog til sproget i den intuitionistiske matematik

For at omgå umuligheden af, at det endelige indeholder det uendelige, professor Gisin foreslår at gå tilbage til kilden til klassisk fysik og ændre det matematiske sprog, så vi ikke længere skal ty til reelle tal. "Der er et andet matematisk sprog, kaldet intuitionistisk, som ikke tror på eksistensen af ​​det uendelige, " fortsætter Geneve-fysikeren. "Men det blev fuldstændig knust af det klassiske matematiske sprog i begyndelsen af ​​det tyvende århundrede." I stedet for reelle tal indeholdende et uendeligt antal decimaler på et givet tidspunkt, intuitionistisk matematik repræsenterer disse tal som en tilfældig proces, der finder sted over tid, den ene decimal efter den anden, så der i hvert givet øjeblik kun er et endeligt antal decimaler, og – det følger – en begrænset mængde information. "Dette løser den klassiske fysiks modsigelse, som bruger uendelighed til at forklare det endelige, " tilføjer professor Gisin.

Der er en anden forskel mellem de to matematiske sprog:sandheden om påstande. "I klassisk matematik, et forslag er altid enten sandt eller falsk, ifølge loven om udelukket mellem. Men i intuitionistisk matematik, et forslag er enten sandt, falsk eller ubestemt. Så, der er en accepteret del af ubestemmelighed, " fortsætter professor Gisin. Denne ubestemmelighed er meget tættere på vores hverdagserfaring end den mest absolutte determinisme, som den klassiske fysik fortaler. tilfældighed findes også i kvantefysikken. "Nogle mennesker bestræber sig på at undgå det for enhver pris ved at inddrage andre variabler baseret på reelle tal. Men efter min mening, vi bør ikke forsøge at bringe kvantefysikken tættere på klassisk fysik ved at forsøge at eliminere tilfældighed. Tværtimod:vi skal bringe klassisk fysik tættere på kvantefysikken ved endelig at inkorporere ubestemmelighed, " siger den Geneve-baserede fysiker.

Åben fysik baseret på intuition i stedet for postulater

Vores vision af verden er konstrueret via det sprog, vi taler. Hvis vi vælger sproget i klassisk matematik, vi vil nemt tale om determinisme. Hvis, tværtimod, vi vælger sproget for intuitionistisk matematik, vi vil let bevæge os mod indeterminisme. "Jeg mener nu, at vi har accepteret for mange postulater i klassisk fysik, hvilket betyder, at vi har integreret en form for determinisme, der ikke nødvendigvis var på nogen grund. På den anden side, hvis vi vælger at basere klassisk fysik på intuitionistisk matematik, det vil også blive ubestemt, som kvantefysik, og vil være tættere på vores faktiske oplevelse, åbner muligheder for vores fremtid, " forklarer professor Gisin.

"Denne sprogændring ville ikke ændre resultaterne af forskning udført til dato, men det ville gøre det lettere at forstå kvantefysikken og til sidst at opgive et verdensbillede, hvor alt allerede er skrevet, giver plads til nye perspektiver, tilfældighed, chancer og kreativitet, " slutter professor Gisin.