![](\"https:\/\/www.ursa.fi\/yhd\/komeetta\/esitelma\/ERauhala.jpg\")
Klikkaa kuvaa!<\/a>Eero Rauhala esitelm\u00f6i Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.<\/p>\n
——————————- <\/p>\n
Eero Rauhala:<\/p>\n
Luonnontieteiden ehk\u00e4 arvostetuimmassa julkaisusarjassa Nature <\/b>\u0096 <\/b>lehdess\u00e4,
\ntasan vuosi sitten, viime vuoden huhtikuun numerossa julkaisivat Simon Gr\u00f6blacher<\/b> ja ryhm\u00e4 muita Wienin yliopiston fysiikan laitoksen tutkijoita
\nartikkelin \u0094 An experimental test of non-local realism<\/b>\u0094 eli vapaasti suomennettuna
\n\u0094 Ei-paikallisen realismin kokeellinen testi<\/b>\u0094 . T\u00e4m\u00e4
\nAnton Zeilingerin<\/b> johtama tutkijaryhm\u00e4 on viime vuosina
\nsaavuttanut julkisuutta kokeillaan, joissa tutkitaan kvantti-ilmi\u00f6iden
\nja makroskooppisten ilmi\u00f6iden yhteytt\u00e4. Kes\u00e4kuussa viime vuonna
\nheilt\u00e4 ilmestyi samoin Nature<\/b> \u0096 lehdess\u00e4 (Rupert Ursin <\/b>ym.,
\nNature Physics 3, 481 – 486
\n(2007)<\/b> ), yhdess\u00e4 saksalaisten, hollantilaisten, englantilaisten ja
\nitalialaisten tutkijoiden kanssa havaintoja ns. kvanttikietoutuneiden fotonien
\nteleportaatiosta 144 km:n et\u00e4isyydell\u00e4. Wienin tutkijaryhm\u00e4n
\ner\u00e4s aikaisempi huomiota her\u00e4tt\u00e4nyt koe osoitti suuren, jopa
\n70 hiiliatomin Fulleriini-molekyylin aaltoluonteen kahden raon kvantti-interferenssikokeessa.<\/p>\n
Vuonna 1935 ilmestyi The Mit\u00e4 n\u00e4m\u00e4 kokeelliset fysiikaaliset tutkimukset oikein Fysiikan piirt\u00e4m\u00e4\u00e4 kuvaa todellisuudesta pidet\u00e4\u00e4n Fysiikkaa pidet\u00e4\u00e4n empiirisen, havaitsevan tieteen<\/b> mallina. Fysiikan ns. tieteellist\u00e4 Tieteelliseen tutkimusasenteeseen katsotaan my\u00f6s liittyv\u00e4n Toisaalta reduktioperiaatteen ei tieteess\u00e4k\u00e4\u00e4n katsota Luonnontieteiden tieteenfilosofiana pidet\u00e4\u00e4n yleens\u00e4 Fysikaalinen todellisuus<\/b> on siten laaja tutkimustulosten, mallien ja teorioiden kokonaisuus. Fysiikan tarjoama maailmankuva on tavallisesti merkitt\u00e4v\u00e4n\u00e4 Puhe fysikaalisesta todellisuudesta pit\u00e4\u00e4 toisaalta implisiittisesti Vaikka fysikaaliseen todellisuuteen kuuluu koko fysiikan kentt\u00e4, Paitsi maailmankuvaamme, fysiikka liittyy my\u00f6s konkreettisesti Mink\u00e4lainen sitten on t\u00e4m\u00e4 mikromaailman todellisuus? Kvanttifysiikka<\/b> on fysiikan ala ja kvanttimekaniikka<\/b> teoria, joka k\u00e4sittelee mikroskooppisen Klassisesta mekaniikasta kvanttimekaniikka eroaa perustavasti mm. Toinen kvanttimekaniikan perusominaisuus liittyy hiukkasten kahdenlaiseen Kvanttimekaniikka on matemaattinen teoria, jossa hiukkasiin liittyvi\u00e4 Vaikka kvanttimekaniikka teoriana on hyvin hallittu, toimiva, ristiriidaton, Kvanttimekaniikan maailma on monella tavoin uusi, outo ja vieras. Kvanttimekaniikkaa yritet\u00e4\u00e4n tavallisesti ymm\u00e4rt\u00e4\u00e4 Toinen kvanttimekaniikan tulkinnan peruspiiirre oli, ett\u00e4 havaitsevan Mittauksen ongelma on keskeinen kvanttimekaniikan perusteisiin liittyv\u00e4 K\u00f6\u00f6penhaminalaisen kvanttimekaniikan er\u00e4s keskeinen Kaksoisrakokoetta<\/b> Kun valo tuottaa kokeessa interferenssikuvioita, on se selv\u00e4 Viime aikoihin asti on uskottu, ett\u00e4 kvantti-interferenssi ilmenee Aluksi mainittu EPR \u0096 paradoksi liittyy toiseen kvanttimekaniikan Kun sitten t\u00e4ll\u00e4 tavoin kvanttikietoutuneet hiukkaset tai Mit\u00e4 kummallista sitten on hiukkasten v\u00e4lisen kykenn\u00e4n EPR \u0096 julkaisussa Einstein haluaa pit\u00e4\u00e4 kiinni todellisuuden realistisesta Vuonna 1964 John Viime vuonna Gr\u00f6blacher ja Zeilinger tutkijaryhmineen julkaisivat N\u00e4iden Zeilingerin viime vuonna julkaisemien koetulosten j\u00e4lkeen Kuvaavana sille, kuinka tiukasti realismista ja lokaalisuudesta haluttaisiin Fyysikot ovat esitt\u00e4neet monia muitakin ehdotuksia kvanttimekaniikan Filosofian alaa, joka tarkastelee kaiken olevaisen perimm\u00e4ist\u00e4 Ontologisissa k\u00e4sityksiss\u00e4 todellisuuden perimm\u00e4isest\u00e4 Toisaalta jyrk\u00e4n idealismin<\/b> todellisuutta ovat vain ihmisen mielen luomat Filosofisen konstruktivismin<\/b> n\u00e4k\u00f6kanta on, ett\u00e4 k\u00e4sityksemme maailmasta on Lyhyess\u00e4k\u00e4\u00e4n todellisuutta tarkastelevassa esityksess\u00e4 Mik\u00e4 sitten on havaitsijan ja havaintokohteen suhde? Havaitsijan Descartesin ja Kantin oivallusten p\u00e4\u00e4periaatteet ovat nyky\u00e4\u00e4nkin Kvanttimekaniikkaan liittyvi\u00e4 filosofisia kysymyksi\u00e4 on Viime aikoina kvanttifysiikan filosofiaa on tutkinut Tarja Kallio-Tamminen,<\/b> jonka v\u00e4it\u00f6skirjan \u0094 Klikkaa kuvaa!
<\/a>Eero Rauhalalle esitettiin esitelm\u00e4n j\u00e4lkeen kysymyksi\u00e4.
\nKuva Seppo Linnaluoto.<\/p>\n
\nPhysical Review <\/b>\u0096 lehdess\u00e4 Albert
\nEinsteinin, Boris Podolskyn ja Nathan Rosenin<\/b> kuuluisa artikkeli \u0094 Can Quantum-Mechanical Description of
\nPhysical Reality be Considered Complete?”<\/b> eli suomeksi \u0093 <\/b>Voiko fysikaalisen todellisuuden kvanttimekaanista
\nkuvausta pit\u00e4\u00e4 t\u00e4ydellisen\u00e4?<\/b>\u0094 <\/b>.<\/b> Artikkelissa kirjoittajat esittiv\u00e4t
\najatuskokeen, jonka mukaan kvanttimekaniikka ennustaa esimerkiksi tietynlaisille
\nhiukkasten kvanttiloille voimakkaan korrelaation – ne ovat toisin sanoen yhteydess\u00e4
\ntoisiinsa – vaikka hiukkasia havaittaisiin kaukana toisistaan ilman, ett\u00e4
\nne voivat tavanomaisessa mieless\u00e4 mitenk\u00e4\u00e4n vaikuttaa toisiinsa.
\nT\u00e4h\u00e4n ajatuskokeeseen perustuu ns. EPR-paradoksi.<\/b>
\nJuuri t\u00e4m\u00e4n artikkelin ajatuskoetta ja siihen liittyv\u00e4\u00e4
\ntodellisuusk\u00e4sityst\u00e4 on nyt siis kokeellisesti testattu mm. juuri
\nedell\u00e4 mainitun Wienin tutkijaryhm\u00e4n toimesta 70 vuotta my\u00f6hemmin.<\/p>\n
\nmerkitsev\u00e4t, miten ne liittyv\u00e4t toisiinsa ja mit\u00e4 niist\u00e4
\nseuraa, ja erityisesti, mik\u00e4 on n\u00e4iden tutkimustulosten yhteys filosofian
\nja metafysiikan perimm\u00e4isiin kysymyksiin, voivatko ne kertoa jotakin todellisuuden
\nluonteesta? Kun puhutaan todellisuudesta, tarkastellaan ihmisen suhdetta maailman.
\nSilloin paitsi maailma, my\u00f6s ihminen itse joutuu tarkastelun kohteeksi.
\nT\u00e4m\u00e4ntapaiset kysymykset ovat meid\u00e4n t\u00e4m\u00e4n illan aiheemme.<\/p>\n
\nusein universaalina ja kaikenkattavana. Se k\u00e4sitt\u00e4\u00e4 niin pienten
\nhiukkasten ja atomien mikromaailman kuin makromaailman, johon kuuluvat mm. meille
\ntutut arkip\u00e4iv\u00e4n tapahtumat, mutta my\u00f6s t\u00e4htien, galaksien
\nja universumin kosmiset prosessit. Fysiikan p\u00e4\u00e4alueita ovat mm. mekaniikka,
\ntermodynamiikka, s\u00e4hk\u00f6magnetismi, atomi-, ydin- ja hiukkasfysiikka
\njne. Fysiikan tutkimuksen kohteena olevat perusoliot ovat hiukkasia, aaltoja,
\nkentti\u00e4, jne. Fysiikan eri aloja koskevat teoriat pyrkiv\u00e4t kuvaamaan
\nja selitt\u00e4m\u00e4\u00e4n ilmi\u00f6it\u00e4 ja tapahtumia. Suuria modernin
\nfysiikan p\u00e4\u00e4teorioita ovat kvanttiteoria ja suhteellisuusteoria, jotka
\nmolemmat ovat syntyneet viimeksi kuluneiden 100 vuoden aikana. N\u00e4iden p\u00e4\u00e4suuntauksien
\nerilaisina osina ja yhdistelmin\u00e4 fysiikka on eriytynyt kymmeniin tai satoihin
\neri tutkimusaloihin ja tuottanut valtavan m\u00e4\u00e4r\u00e4n erilaisia teorioita.
\nMonet muut tieteet, kuten vaikkapa t\u00e4htitiede tai kemia, k\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t
\nlaajasti fysiikan menetelmi\u00e4 ja teorioita. Er\u00e4s aivan uusi fysiikan
\nala on laskennallinen fysiikka<\/b>. Tietokoneiden kehitys on viime vuosina
\ntehnyt mahdolliseksi fysikaalisten prosessien simuloinnin<\/b>
\nennen\u00e4kem\u00e4tt\u00f6m\u00e4ll\u00e4, jatkuvasti paranevalla tarkkuudella
\nja teholla. Laskennassa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n usein ns. \u0094 <\/b>first principles<\/b>\u0094 <\/b>\u0096 menetelmi\u00e4. N\u00e4iss\u00e4 laskennallisissa
\nmenetelmiss\u00e4 voidaan pyrki\u00e4 soveltamaan, tavallisessa fysiikan tutkimuksessa
\nk\u00e4ytettyjen approksimatiiviisten
\nmenetelmien<\/b> sijaan, laskennallisesti
\nvaativia fysiikan kaikkien perimm\u00e4isimpi\u00e4 periaatteita ja tutkimaan,
\nmit\u00e4 niiden soveltamisesta seuraa.<\/p>\n
\nmenetelm\u00e4\u00e4 (scientific method)<\/b> pidet\u00e4\u00e4n tieteellisen tutkimusasenteen ideaalina. Tieteellisess\u00e4
\ntutkimusmenetelm\u00e4ss\u00e4 havainnot ja kokeet ymm\u00e4rret\u00e4\u00e4n
\nkaiken tiedon perustaksi. Niiden avulla pyrit\u00e4\u00e4n l\u00f6yt\u00e4m\u00e4\u00e4n
\ninvariansseja<\/b> – kokeissa muuttumattomia ilmi\u00f6iden
\nominaisuuksia – joista pyrit\u00e4\u00e4n abstrahoimalla luomaan malleja ja
\nteorioita. Teorioita k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n ennustamaan tutkittavien systeemien
\nk\u00e4ytt\u00e4ytymist\u00e4 uusissa tilanteissa. Ennusteita voidaan sitten
\nj\u00e4lleen testata uusista kokeista saatavilla havainnoilla. Jos teoria tuottaa
\nhavainnoissa verifioituvia ennusteita, katsotaan teoria k\u00e4ytt\u00f6kelpoiseksi
\nja sen kuvailua ja ilmi\u00f6iden selityst\u00e4 oikeaksi. Vakiintuneita ja
\nmonilla tavoin verifioituja, laajoja teoreetttisia rakennelmia kutsutaan luonnonlaeiksi.<\/b> <\/p>\n
\nreduktion periaatteen: <\/b>monimutkaisemman systeemin kuvaus ajatellaan
\nvoitavan palauttaa sen osien kuvaukseen. Siten esim. kemiallisten vuorovaikutusten
\najatellaan seuraavan molekyylien ja niiden osien, atomien, s\u00e4hk\u00f6isist\u00e4
\nominaisuuksista. S\u00e4hk\u00f6ilmi\u00f6t vuorostaan palautuvat varauksellisten
\nhiukkasten ominaisuuksien kuvailuun. Kaikki aine muodostuu molekyyleist\u00e4
\nja atomeista, n\u00e4m\u00e4 puolestaan elektroneista ja ytimist\u00e4, ytimet
\nkvarkeista jne. T\u00e4htien ja galaksien liikkeen katsotaan seuraavan niiden
\nosien aiheuttamasta gravitaatiovuorovaikutuksesta. T\u00e4htien ominaisuuksien
\nuskotaan suurelta osin palautuvan atomien, plasman, ytimien ja alkeishiukkasten
\njne. ominaisuuksiin. Reduktionistisissa l\u00e4hestymistavoissa erotetaan usein
\nerilaisia asteita, puhutaan mm. vahvasta ja heikosta reduktiosta. <\/p>\n
\nyksin riitt\u00e4v\u00e4n. Monimutkaisemmissa systeemeiss\u00e4 ilmenee uusia,
\nemergenttej\u00e4<\/b> ominaisuuksia, joita ei voi ennustaa systeemin
\nosien ominaisuuksista. Siten klassisessa fysiikassakaan esim. kentt\u00e4teorioissa
\nei tarkasteluja palauteta atomaarisiin tapahtumiin, vaan todellisuutta kuvataan
\njo James Maxwellin<\/b> s\u00e4hk\u00f6dynamiikassa \u00e4\u00e4rett\u00f6m\u00e4n
\nkauas ulottuvien kenttien avulla. Kenttien l\u00e4htein\u00e4 toimivat esim.
\nvaraukset, joiden vuorovaikutuksia kent\u00e4t v\u00e4litt\u00e4v\u00e4t. Kenttien
\najatellaan kuvaavan todellisuuden ominaisuuksia, jotka eiv\u00e4t palaudu esim.
\nhiukkasten ominaisuuksiin. Siten vaikkapa aaltomallin mukaisessa kuvailussa
\nvalo ja s\u00e4hk\u00f6magneettinen s\u00e4teily yleens\u00e4 ovat s\u00e4hk\u00f6magneettisen
\nkent\u00e4n v\u00e4r\u00e4htelyn yll\u00e4pit\u00e4m\u00e4\u00e4 aaltoliikett\u00e4.<\/p>\n
\nns. analyyttist\u00e4 filosofiaa
\ntai loogista empirismi\u00e4.<\/b>
\nTavallisesti omaksutun ns. tieteellisen
\nrealismin<\/b> kansantokannan
\nmukaan havainnot kertovat havaitsijasta riippumattomasta objektiivisesta todellisuudesta<\/b> ja teoriat kuvaavat ja selitt\u00e4v\u00e4t oikein, tarkoin ja t\u00e4ydellisesti
\nt\u00e4m\u00e4n todellisuuden ilmi\u00f6it\u00e4, tapahtumia ja prosesseja.
\nFysikaalinen todellisuus on sit\u00e4 ja vain sit\u00e4 mit\u00e4 fysiikan tutkimuksen
\ntulokset meille maailmasta paljastavat.<\/p>\n
\nT\u00e4m\u00e4 todellisuuskuva muuttuu ajan mukana, siihen tulee uusia komponentteja
\nja siit\u00e4 poistuu vanhoja. Siihen sis\u00e4ltyv\u00e4t t\u00e4rke\u00e4n\u00e4
\nosana my\u00f6s esimerkiksi k\u00e4sitykset valon nopeuden invarianssista, alkur\u00e4j\u00e4hdyksest\u00e4,
\nmaailmankaikkeuden kehityksest\u00e4, pime\u00e4st\u00e4 aineesta ja energiasta,
\nHiggsin hiukkasista, jne., toisin sanoen mm. suhteellisuusteorian, t\u00e4htitieteen
\nja kosmologian viimeisimm\u00e4t havainnot ja niit\u00e4 selitt\u00e4v\u00e4t
\nmallit ja teoriat, jne. Kriittinen
\nrealisti<\/b> uskoo, ett\u00e4
\nvaikka t\u00e4m\u00e4 k\u00e4sitys todellisuudesta on aina puutteellinen, se
\nparantuu ja t\u00e4smentyy l\u00e4hestyen lopulta oikeaa kuvaa todellisuudesta.<\/p>\n
\nosana k\u00e4sityksess\u00e4mme todellisuuden luonteesta sen yleisimm\u00e4ss\u00e4kin
\nmerkityksess\u00e4. Nykyhmisen maailmankuvaan katsotaan kuuluvan tieteellinen
\nk\u00e4sitys mikromaailmasta ja kosmoksesta. Usein puhutaan ns. tieteellisest\u00e4 maailmankuvasta<\/b>, jonka er\u00e4\u00e4n\u00e4 t\u00e4rke\u00e4n\u00e4
\nkomponenttina on juuri fysiikan kuva todellisuudesta. T\u00e4h\u00e4n maailmankuvan
\neri komponentteja on t\u00e4ss\u00e4kin luentosarjassa ansiokkaasti esitelty
\nkymmenien eri tutkijoiden toimesta.<\/p>\n
\nsis\u00e4ll\u00e4\u00e4n my\u00f6s ajatuksen ei-fysikaalisesta todellisuudesta<\/b>. Mit\u00e4 kaikkea todellisuuden piiriin ja sen perimm\u00e4iseen
\nolemukseen yleens\u00e4 kuuluu, siit\u00e4 on filosofiassa monenlaisia k\u00e4sityksi\u00e4.
\nEr\u00e4\u00e4n usein k\u00e4ytetyn j\u00e4sentelyn on esitt\u00e4nyt Karl Popper<\/b>, joka sanoo todellisuuteen kuuluvan kolme maailmaa:<\/b>
\nMaailma 1 on fysikaalinen maailma, maailma 2 on ihmisen mentaalinen tai psyykkinen
\nmaailma ja maailma 3 ihmisten toimintojen ja kulttuurin luomat objektit. Fysikaalisen
\nl\u00e4hestymistavan ajatellaan olevan riitt\u00e4m\u00e4t\u00f6n juuri maailmoissa
\n2 ja 3, esim. kulttuurin tai ihmisen tietoisuuden tarkasteluissa. Paitsi fysikaalisella
\ntodellisuudella, my\u00f6s maailmoilla 2 ja 3 on usein merkitt\u00e4v\u00e4
\nasema ihmisen maailmankuvassa ja h\u00e4nen k\u00e4sityksess\u00e4\u00e4n todellisuuden
\nperimm\u00e4isest\u00e4 olemuksesta. <\/p>\n
\nfysikaalisen todellisuuden perustana pidet\u00e4\u00e4n kuitenkin tavallisesti
\nk\u00e4sityst\u00e4 siit\u00e4 mik\u00e4 aineen perusluonne on. Kun kaikki aine
\nkoostuu molekyyleist\u00e4, atomeista ja hiukkasista, ajatellaan mikromaailman olioiden <\/b>ja niihin liittyvien tapahtumien ja ilmi\u00f6iden
\nreduktion periaatteen mukaan viime k\u00e4dess\u00e4 olevan aineen kaikkien
\nominaisuuksien, rakenteen ja siis my\u00f6s fysikaalisen todellisuuden perusta.\n<\/p>\n
\nmeid\u00e4n kaikkien jokap\u00e4iv\u00e4iseen el\u00e4m\u00e4\u00e4mme. Liioittelematta
\nvoidaan sanoa, ett\u00e4 mikromaailman ilmi\u00f6iden fysikaalinen ymm\u00e4rt\u00e4minen
\nja hallinta on synnytt\u00e4nyt koko nykyaikaisen teknologian. Ilman kvanttifysiikkaa
\nmeill\u00e4 ei olisi esimerkiksi nykyaikaista tietotekniikkaa, ei tietokoneita,
\ninternetti\u00e4, matkapuhelimia eik\u00e4 taulutelevisiota. Nautimme jatkuvasti
\nmonin tavoin mm. kvanttifysiikan kiist\u00e4m\u00e4tt\u00f6mist\u00e4 saavutuksista.
\nViimeaikaisimpia kvanttifysiikan sovellutusaloja ovat mm. kvanttilaskenta,<\/b>
\nkvanttitietokoneiden<\/b> kehitt\u00e4minen ja kvanttikryptografia<\/b>.<\/p>\n
\nmaailman tapahtumia. Sen perusolioita ovat hiukkaset ja aallot. Kvanttimekaniikka
\npoikkeaa monella tavoin tavallisesta klassisesta mekaniikasta. Klassinen mekaniikka
\n\u0096 Isaac Newtonin, Joseph-Louis Lagrangen ja William Hamiltonin<\/b> mekaniikka – toimii hyvin mm. jokap\u00e4iv\u00e4isess\u00e4
\narkiel\u00e4m\u00e4ss\u00e4 tai vaikkapa viel\u00e4 aurinkokunnan planeettojen
\nliikeiden ennustamisessa. Mutta se ei ole en\u00e4\u00e4 k\u00e4ytt\u00f6kelpoinen
\nkaikkein pienimpi\u00e4 hiukkasia kuvattaessa eik\u00e4 se en\u00e4\u00e4 oikein
\nhyvin toimi kosmisessa mittakaavassakaan. Kvanttimekaniikka sen sijaan toimii
\nmikromaailmassa erinomaisesti, esimerkiksi kvanttis\u00e4hk\u00f6dynamiikkaa<\/b> (quantum electrodynamics, QED<\/b>) pidet\u00e4\u00e4n yhten\u00e4 fysiikan
\ntarkimpana teoriana, sen avulla voidaan tehd\u00e4 ennustuksia, joita kokeissa
\nvoidaan varmentaa h\u00e4m\u00e4stytt\u00e4v\u00e4ll\u00e4 tarkkuudella.<\/p>\n
\nsiin\u00e4, ett\u00e4 kvanttimekaniikan mukaan pienten hiukkasten tai hiukkassysteemien
\nenergia on kvantittunut<\/b>, hiukkasten energioilla on pienin jakamaton
\nosa, kvantti<\/b>. Hiukkassysteemi voi ottaa vastaan tai l\u00e4hett\u00e4\u00e4
\nenergiaa vain kvanttien monikertoina, ei jatkuvasti mit\u00e4 tahansa energia-arvoja.
\nMonet muutkin hiukkasten ominaisuudet ovat kvantittuneita. T\u00e4m\u00e4 on
\nlyhyesti Max Planckin<\/b> v. 1900 esitt\u00e4m\u00e4n kvanttihypoteesin<\/b> sis\u00e4lt\u00f6, josta kvanttimekaniikan kehityksen katsotaan alkaneen.\n<\/p>\n
\nluonteeseen. Kun makromaailman kappaleiden tutkimisesta siirryt\u00e4\u00e4n
\nmikromaailman hiukkasiin, hiukkasten olemus muuttuu. Sen mukaan mink\u00e4lainen
\nkoe j\u00e4rjestet\u00e4\u00e4n, hiukkaset ilmenev\u00e4t kokeessa joko aaltoina
\ntai hiukkasina. T\u00e4t\u00e4 tarkoittaa kvanttimekaniikan aalto-hiukkas <\/b>\u0096 <\/b>dualismi.<\/b> Koska kaikki hiukkaset ovat siten my\u00f6s aaltoja, niill\u00e4
\non aaltojen ominaisuuksia. Kuten esim. vesiaallot, ne voivat kulkea toistensa
\nl\u00e4pi, vahvistaa tai heikent\u00e4\u00e4 toisiaan yhteen osuessaan, niit\u00e4
\nei voida rajata t\u00e4sm\u00e4lleen tiettyyn paikkaan tietyll\u00e4 hetkell\u00e4,
\njne.<\/p>\n
\naaltoja kuvataan aaltofunktioiden<\/b> avulla. N\u00e4it\u00e4 aaltofunktioita
\nosataan k\u00e4sitell\u00e4 t\u00e4sm\u00e4llisesti matemaattisen symbolisen
\nformalismin avulla. Aaltofunktioita ei sin\u00e4ns\u00e4 voida havaita. Hiukkasten
\nhavaittavia ominaisuuksia kuvataan aaltofunktioista laskettavilla todenn\u00e4k\u00f6isyysaalloilla<\/b>. Hiukkasiin liityvill\u00e4 tapahtumilla
\non tiettyj\u00e4 tarkasti ennustettavia todenn\u00e4k\u00f6isyyksi\u00e4, mutta
\nesim. yksitt\u00e4isen hiukkasen liikett\u00e4 ei voida ennustaa. T\u00e4t\u00e4
\ntarkoitetaan puhuttaessa kvanttimekaniikan indeterminismist\u00e4<\/b>.<\/p>\n
\nyleisesti hyv\u00e4ksytty ja mikromaailman ilmi\u00f6iden k\u00e4sittelyss\u00e4
\nv\u00e4ltt\u00e4m\u00e4t\u00f6n ja yksinomaan k\u00e4ytetty, on kvanttimekaniikan
\ntulkintaan heti alusta alkaen liittynyt er\u00e4s suuri vaikeus. Se toimii erinomaisesti
\ninstrumentalistisessa<\/b> mieless\u00e4 tutkimusv\u00e4lineen\u00e4,
\nantaa oikeita ennusteita ja johtaa k\u00e4ytt\u00f6kelpoisiin sovelluksiin,
\nmutta kertooko se tieteellisen realismin mieless\u00e4 jotakin fysikaalisesta
\ntodellisuudesta?<\/p>\n
\nMit\u00e4 ovat kvanttimekaniikan perusoliot? Arkiel\u00e4m\u00e4ss\u00e4 olemme
\ntottuneet hiukkasiin ja aaltoihin, jotka ovat selv\u00e4sti eri olioita. Makroskooppiset
\nkappaleet ja hiukkaset ovat tietyss\u00e4 paikassa, niill\u00e4 on ulottuvuus
\nja massa, ne voivat t\u00f6rm\u00e4t\u00e4 toisiinsa, jolloin niiden suunta,
\nrata, nopeus, jne. muuttuvat. Aalloilla ei ole mit\u00e4\u00e4n n\u00e4ist\u00e4
\nominaisuuksista. Mikromaailman oliot, joita kvanttimekaniikka kuvaa, n\u00e4ytt\u00e4isiv\u00e4t
\nkuitenkin olevan molempia. T\u00e4ten esim. valo ilmenee yht\u00e4\u00e4lt\u00e4
\nvalohiukkasina, fotoneina,
\nvalokvantteina<\/b>, tai toisaalta
\ns\u00e4hk\u00f6magneettisen kent\u00e4n aaltoliikkeen\u00e4.<\/p>\n
\nns. K\u00f6\u00f6penhaminalaisen
\ntulkinnan<\/b> pohjalta, joka
\non l\u00e4ht\u00f6isin erityisesti Niels
\nBohrin<\/b>, mutta my\u00f6s Werner Heisenbergin<\/b> ja muiden kuten Wolfgang
\nPaulin, Luis De Broglien, Max Bornin, Erwin Schr\u00f6dingerin<\/b> K\u00f6\u00f6penhaminassa, Berliiniss\u00e4
\nja G\u00f6ttingeniss\u00e4 1900 luvun alussa vaikuttaneiden kvanttimekaniikan
\nperustajien ja kehitt\u00e4jien ajatuksista. <\/b>Berliiniss\u00e4
\nvuoropuheluun osallistui merkitt\u00e4v\u00e4sti my\u00f6s mm. Albert Einstein.<\/b>
\nMit\u00e4 K\u00f6\u00f6penhaminalainen
\ntulkinta <\/b>sis\u00e4lt\u00e4\u00e4,
\nsiit\u00e4 ei kuitenkaan edelleenk\u00e4\u00e4n olla yleisesti yht\u00e4 mielt\u00e4.
\nSe on eri tutkijoiden eri tavoin muotoilema kuvaus kvanttimekaniikan todellisuuskuvasta.
\nSe sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 yleens\u00e4 ajatuksen, ett\u00e4 meid\u00e4n arkiel\u00e4m\u00e4st\u00e4mme
\nper\u00e4isin oleva kuva todellisuudesta ei en\u00e4\u00e4 ole riitt\u00e4v\u00e4
\nn\u00e4iden ilmi\u00f6iden k\u00e4sittelyyn. Kun kuvaamme kvanttimekaniikalla
\nmikromaailman ilmi\u00f6it\u00e4 joudumme n\u00e4enn\u00e4iseen ristiriitaan
\n\u0096 aalto- ja hiukkaskuvailuun \u0096
\nsiksi, ett\u00e4 olioiden perusluonne
\non jotakin, jota me emme voi tavoittaa. T\u00e4m\u00e4 oli Bohrin komplementaarisuuden<\/b> perusidea.<\/p>\n
\nsubjektin ja havainto-objektin v\u00e4linen ero n\u00e4htiin ongelmalliseksi.
\nEi ole mahdollista erottaa havaitsijaa ja todellisuutta toisistaan. Ihminen
\nei ole vain sivusta seuraava
\nhavaitsija<\/b> (detached observer)
\nvaan aktiivinen muokkaaja ja toimija maailmassa. Todellisuuden perimm\u00e4ist\u00e4
\nluonnetta ja sen objektiivista ihmisest\u00e4 riippumatonta asemaa ei en\u00e4\u00e4
\nvoinut pit\u00e4\u00e4 itsest\u00e4\u00e4n selv\u00e4n\u00e4.<\/p>\n
\nperiaatteellinen vaikeus. Mittaus edellytt\u00e4\u00e4 mittalaitteiston ja havainto-objektin
\nvuorovaikutusta. Mittaustulos ei kuitenkaan anna olioiden ominaisuuksia mittauksesta
\nriippumattomina, sill\u00e4 mittaukseen liittyv\u00e4 vuorovaikutus h\u00e4iritsee
\nmitattavaa systemi\u00e4. H\u00e4iri\u00f6 on aina v\u00e4hint\u00e4\u00e4n
\nyhden kvantin suuruinen. Jos mitattavat suureet ovat samoin kvanttien suuruisia,
\nei havainto-objektin tilasta ennen mittausta voida sanoa mit\u00e4\u00e4n. Olio
\nsin\u00e4ns\u00e4 mittauksesta riippumattomana j\u00e4\u00e4 tavoitamatta. Havaitseva
\nsubjekti siis vaikuttaa havaintotulokseen, eik\u00e4 realismin edellytt\u00e4m\u00e4\u00e4
\nhavaitsijasta riippumatonta mikrosysteemin tilaa voi mitata. Edelleen, havainto-objekti
\non mikrosysteemi, jonka kuvaus on mahdollista vain kvanttimekaniikan kielell\u00e4,
\nlaitteisto tai viimeist\u00e4\u00e4n havaitseva subjekti on makrosysteemi, jonka
\nkvanttimekaaninen kuvaus ei ole mahdollinen. Miten siirtym\u00e4 kuvauskielest\u00e4
\ntoiseen voisi tapahtua? \u0094 Aalto\u0094 , \u0094 hiukkanen\u0094 , \u0094 rata\u0094 , jne. ovat ihmisen luomia k\u00e4sitteit\u00e4, joilla ei ehk\u00e4
\nolekaan vastinetta todellisuudessa.<\/p>\n
\nprinsiippi on Heisenbergin
\nep\u00e4tarkkuusrelaatio.<\/b>
\nSen l\u00e4ht\u00f6kohta on dualismin her\u00e4tt\u00e4m\u00e4 kysymys: Jos
\nhiukkanen on my\u00f6s aalto, mit\u00e4 voidaan sanoa sen samanaikaisesti mitattavista
\npaikasta ja nopeudesta (liikem\u00e4\u00e4r\u00e4st\u00e4)? Heisenberg osoitti,
\nett\u00e4 n\u00e4iden suureiden samanaikaisten mittausten tarkkuudella on raja.
\nItse asiassa ep\u00e4tarkkuus ei koske vain mittauksia, vaan tietoa yleens\u00e4:
\nn\u00e4iden suureiden samanaikaisia arvoja ei voida tiet\u00e4\u00e4 rajattomalla
\ntarkkuudella vaikka k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 olisivat \u00e4\u00e4rett\u00f6m\u00e4n
\ntarkat mittalaitteet. <\/p>\n
\npidet\u00e4\u00e4n malliesimerkkin\u00e4 kvanttimekaanisesta mittauksesta. Muutama
\nvuosi sitten fysiikan julkaisusarjan Physics
\nToday<\/b> lukijat \u00e4\u00e4nestiv\u00e4t
\nkaksoisrakokokeen kaikkien aikojen merkitt\u00e4vimm\u00e4ksi kokeeksi fysiikassa.
\nKokeen esitti Robert Young<\/b> jo vuonna 1801, mutta kuuluisa kokeesta
\ntuli vasta kvanttimekaniikan yhteydess\u00e4 100 vuotta my\u00f6hemmin. Koej\u00e4rjestelyn
\nperiaate on seuraava: Annetaan valon kulkea vajostimessa olevan kapean raon
\nl\u00e4pi. T\u00e4m\u00e4 valo pannaan sitten kulkemaan viel\u00e4 uudessa varjostimessa
\nolevien kahden kapean raon l\u00e4pi ja tarkastellaan n\u00e4iden rakojen l\u00e4pi
\nkulkenutta valoa kolmannella varjostimella. T\u00e4ll\u00e4 varjostimella n\u00e4hd\u00e4\u00e4n
\nrakojen kuvana valoisia juovia. Juovien v\u00e4liss\u00e4 on tummempia alueita.
\nJuovia on kuitenkin useampia kuin kaksi. T\u00e4m\u00e4 ilmi\u00f6 voidaan selitt\u00e4\u00e4
\nvalon aaltoluonteen avulla. Sama havaitaan vaikkapa vesiaalloilla: aallot taipuvat
\nraoissa my\u00f6s sivulle ja joissakin suunnissa raoista katsoen raoista tulevien
\naaltojen huiput osuvat varjostimella yhteen. T\u00e4h\u00e4n kohtaan tulee valoisa
\njuova. Toisissa suunnissa yhteen osuvat toisen aallon huippu ja toisen aallon
\npohja, jolloin aallot sammuttavat toisensa. T\u00e4ss\u00e4 kohdassa on tumma
\njuova. Ilmi\u00f6t\u00e4 kutsutaan interferenssiksi<\/b> ja se on aaltoliikkeen yleinen ominaisuus
\nja tunnusmerkki klassisessakin fysiikassa.<\/p>\n
\nosoitus kokeessa ilmenev\u00e4st\u00e4 valon aaltoluonteesta. Kvanttimekaniikan
\npohjalta voi her\u00e4t\u00e4 kuitenkin kysymys: jos hiukkasilla on aaltoluonne
\n\u0096 hiukkasiin liittyvi\u00e4 aaltoja kutsutaan De Broglien aineaalloiksi<\/b> \u0096 voisiko kaksoisrakokokokeen interferenssi-ilmi\u00f6 n\u00e4ky\u00e4
\nmy\u00f6s hiukkasilla? Kyll\u00e4 voi: ammutaan hiukkasia, esim. elektroneja
\ntai protoneja kahteen kapeaan rakoon ja rakojen takana varjostimella n\u00e4hd\u00e4\u00e4n
\nj\u00e4lleen interferenssikuvio. Siis hiukkaset ovat my\u00f6s aaltoja. Ent\u00e4
\nkuinka monta hiukkasta tarvitaan, ett\u00e4 eri raoista kulkevat hiukkaset saavat
\naikaan interferenssin? Tehd\u00e4\u00e4n uusi koe, jossa rakoihin ammutaan aina
\nv\u00e4hemm\u00e4n ja v\u00e4hemm\u00e4n hiukkasia kerrallaan? Lopulta ammutaan
\nvain yksi hiukkanen kerrallaan. Jos vain yksi rako on auki, ei interferenssi\u00e4
\nsynny, mutta heti kun toinenkin rako avataan, havaitaan interferenssikuvio.
\nYksi hiukkanen kulkee siis molempien rakojen kautta! Eik\u00e4 t\u00e4ss\u00e4
\nkaikki: interferenssikuvion h\u00e4vi\u00e4miseksi riitt\u00e4\u00e4, ett\u00e4
\nrakoihin asetetaan ilmaisin, joka kertoo ett\u00e4 raosta kulkee hiukkanen.
\nElektroni ei siis halua meid\u00e4n tiet\u00e4v\u00e4n kummasta raosta se kulkee,
\nvaan haluaa meid\u00e4n uskovan, ett\u00e4 se kulkee molempien rakojen kautta
\nyht\u00e4aikaa, kuten aalto. Interferenssikuvio varjostimella, esim. valokuvauslevyll\u00e4
\ntai hiukkasilmaisimessa, muodostuu j\u00e4lleen yksitt\u00e4isist\u00e4 osumakohdista,
\nsiis hiukkasista.<\/p>\n
\nkokeissa vain riitt\u00e4v\u00e4n pienill\u00e4, korkeintaan atomin suuruusluokkaa
\nolevilla hiukkasilla. Kuten esitykseni aluksi kerroin, Anton Zeilinger on tutkijaryhmineen
\nviime vuonna tehnyt Wieniss\u00e4 kokeen, jossa 70 hiiliatomin fullereenimolekyyli
\ntuottaa kaksoisrakokokeessa edell\u00e4 kuvatun kvantti-interferenssin. Fullereeni
\non ns. nanoputkien<\/b> ja muiden hiilinanorakenteiden peruskomponentti.
\nZeilingerin mukaan n\u00e4ytt\u00e4isi silt\u00e4, ett\u00e4 periaatteessakaan
\nei olisi rajaa, kuinka suurilla hiukkasilla kvantti-interferenssi voitaisiin
\nhavaita. Mit\u00e4 suurempi hiukkanen, sit\u00e4 vaikeampaa kokeen suorittaminen
\nvain on k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4: sit\u00e4 pienempi\u00e4 ovat hiukkaseen
\nliittyv\u00e4t De Broglien aineaallot, sit\u00e4 kapeampia rakoja vaaditaan,
\nsit\u00e4 vaikeampi on s\u00e4ilytt\u00e4\u00e4 hiukkasen eri osien er\u00e4\u00e4nlainen
\nyhten\u00e4isyys, ns. koherenssi,<\/b> jne.<\/p>\n
\nperuskokeeseen. Kokeesssa ilmenee ns. kvanttiteleportaatioilmi\u00f6<\/b>, hiukkasten ominaisuuksien kaukosiirto.
\nEinstein, Podolsky ja Rosen esittiv\u00e4t vuonna 1935 julkaistussa artikkelissa
\najatuskokeen, joka seuraa jos kvanttimekaniikan formalismia sovelletaan yhteenkytkettyihin,
\nns. kvanttikietoutuneisiin<\/b> (quantum entangled) hiukkasiin. Tarkastellaan
\nhiukkasia tai yksitt\u00e4isi\u00e4 fotoneja, valokvantteja, jotka synnytet\u00e4\u00e4n
\ntietyll\u00e4 tavalla, siten ett\u00e4 niiden tietyt ominaisuudet ovat toisiinsa
\nkytkettyj\u00e4. Esim. laserin valon fotonit voivat olla kvanttikietoutuneita.
\nT\u00e4llaisia yhteenkytkettyj\u00e4 ominaisuuksia voivat olla esim. valon polarisaatio<\/b> tai hiukkasen spin<\/b>. Polarisaatio liittyy aaltoliikkeen v\u00e4r\u00e4htelyn
\nsuuntaan, esim. hyppynarua heilautettaessa syntyv\u00e4 etenev\u00e4 aalto on
\nheilahduksen suuntaan polarisoitunutta. Spin liittyy hiukkasen vuorovaikutukseen
\nmagneettikent\u00e4n kanssa. Esim. kompassineulaan magnettikent\u00e4ss\u00e4
\nvaikuttavaa kiertovoimaa kuvataan kompassineulan ns. magneettisen momentin <\/b>avulla. Magneettinen momentti pyrkii kiert\u00e4m\u00e4\u00e4n neulan
\nmaan magneettikent\u00e4n suuntaiseksi. Useilla hiukkasilla oleva ominaisuus,
\nspin, <\/b>vuorovaikuttaa magneettikent\u00e4n kanssa magneettisen momentin tavoin.<\/p>\n
\nfotonit ammutaan vastakkaisiin suuntiin ja mitataan hiukkasten spinej\u00e4
\ntai fotonien polarisaatiota, niiden kytkent\u00e4 s\u00e4ilyy et\u00e4isyydest\u00e4
\nriippumatta. Zeilinger yhteisty\u00f6kumppaneineen on tehnyt kokeen, jossa hiukkasten
\nkytkent\u00e4 s\u00e4ilyy aina 144 km et\u00e4isyydelle. Kokeessa mitattiin
\nfotonien polarisaation kytkent\u00e4\u00e4 Kanarian saarten v\u00e4lill\u00e4.
\nToista fotonia mitattiin La Palman saarella ja toinen l\u00e4hetettiin ilmassa
\nTeneriffalle, jossa ESA:n (European Space Agency) 1 m teleskooppi toimi vastaanottimena.
\nT\u00e4m\u00e4 et\u00e4isyys ei kuitenkaan varmasti ole yl\u00e4raja, vaan suunnitelmissa
\non koe nimelt\u00e4 Space-QUEST, jossa k\u00e4ytett\u00e4isiin kansainv\u00e4list\u00e4
\nISS avaruusasemaa linkkin\u00e4 kahden maa-aseman v\u00e4lill\u00e4, jolloin
\net\u00e4isyys olisi jo yli 1000 km. Tulevaisuudessa suunnitellaan fotonien polarisaation
\nkvanttiteleportaatiota planeettaluotainten v\u00e4lill\u00e4.<\/p>\n
\ns\u00e4ilymisess\u00e4? H\u00e4mm\u00e4stytt\u00e4v\u00e4 havainto on siin\u00e4,
\nett\u00e4 toinen hiukkanen tuntuu tiet\u00e4v\u00e4n, mit\u00e4 toiselle hiukkaselle
\ntehd\u00e4\u00e4n. Kun hiukkasen A spin mitataan kaukana hiukkasesta B, hiukkaselle
\nB mitattu spin riippuu siit\u00e4 miten hiukkasen A spini\u00e4 on mitattu.
\nVoidaan j\u00e4rjest\u00e4\u00e4 jopa niin, ett\u00e4 spinin mittaussuunta hiukkaselle
\nA valitaan ja sit\u00e4 muutetaan sen j\u00e4lkeen kun hiukkaset ovat l\u00e4hteneet
\nmatkaan. Muutokset voivat olla niin nopeita, ett\u00e4 edes valon nopeudella
\nkulkeva signaali ei ehtisi kertomaan hiukkaselle B mit\u00e4 hiukkaselle A on
\ntehty. Kun sitten suuren mittausjoukon tuloksia my\u00f6hemmin verrataan, huomataan
\nt\u00e4ydellinen korrelaatio hiukkasten A ja B mittaustuloksissa. Toisen hiukkasen
\nhavainto siis m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 toisen hiukkasen kvantimekaanisen tilan,
\nolivatpa hiukkaset kuinka kaukana toisistaan hyv\u00e4ns\u00e4.<\/p>\n
\nja lokaalisesta tulkinnasta. Realismi tarkoitti Einsteinin mukaan sit\u00e4,
\nett\u00e4 fysikaalisen systeemin mittaustulokset tiettyn\u00e4 hetken\u00e4
\nja tietyss\u00e4 paikassa riippuvat vain systeemin ominaisuuksista, sen fysikaalisesta
\ntodellisuudesta. Lokaalinen tulkinta tarkoitti sit\u00e4, ett\u00e4 systeemin
\nmittaustulokset eiv\u00e4t voi riippua saman hetkisest\u00e4 tapahtumasta jossakin
\ntoisessa paikassa. Koska kvanttimekaniikka kuitenkin johti ajatuskokeeseen,
\njossa jompi kumpi \u0096 realismi tai lokaalisuus \u0096 ei n\u00e4ytt\u00e4isi pit\u00e4v\u00e4n
\npaikkaansa, Einstein p\u00e4\u00e4tyy esitt\u00e4m\u00e4ns\u00e4 ajatuskokeen
\nperusteella tulokseen, ett\u00e4 kvanttimekaniikan kuvaus ei voi olla t\u00e4ydellinen,<\/b> ts. ett\u00e4 hiukkasten t\u00e4ytyy kuljettaa mukanaan joitakin
\ntuntemattomia ominaisuuksia, jotka vaikuttavat kokeen tuloksiin. Esimerkiksi
\nhiukkasen liikett\u00e4 joudutaan kvantimekaniikassa kuvaamaan todenn\u00e4k\u00f6isyyksien
\navulla, koska kaikkia hiukkasen liikkeeseen vaikuttavia tekij\u00f6it\u00e4
\nei tunneta. T\u00e4llaisia k\u00e4sityksi\u00e4 on my\u00f6hemin kutsuttu piilomuuttujateorioiksi<\/b> (hidden parameter theories). N\u00e4m\u00e4
\nkvanttimekaniikalta piilossa olevat ominaisuudet vaikuttaisivat siihen, ett\u00e4
\nEPR \u0096 koetilanteen tulosten kvanttimekaaninen kuvaus rikkoo lokaalista realismia
\nvastaan. <\/p>\n
\nBell<\/b> ja my\u00f6hemmin mm.
\nTony Leggett<\/b> ja Anton Zeilinger osoittivat, ett\u00e4
\npiilomuuttujateorioita voidaan kokeellisesti testata. Ns. Bellin teoreeman <\/b>mukaan
\nmik\u00e4 hyv\u00e4ns\u00e4 lokaalinen ja realistinen tulkinta on ristiriidassa
\nkvanttimekaniikan kanssa. Bellin
\nep\u00e4yht\u00e4l\u00f6t<\/b>
\nantavat tiettyj\u00e4 ehtoja EPR \u0096 kokeen hiukkasten ominaisuuksien, esim. spinien
\njakautumalle. N\u00e4it\u00e4 hiukkasten spinien jakaumia on sitten viime vuosikymmenin\u00e4
\ntestattu lukuisissa EPR-ajatuskoetta j\u00e4ljitteleviss\u00e4 kokeissa. Tulos
\non l\u00e4hes aina ollut sama: ep\u00e4yht\u00e4l\u00f6t eiv\u00e4t pid\u00e4
\npaikkaansa. T\u00e4m\u00e4 osoittaa, ett\u00e4 kvanttimekaniikka ei voi olla
\nyhteensopiva mink\u00e4\u00e4n realistisen ja lokaalin teorian kanssa. <\/p>\n
\nkokeen tulokset joihin esitykseni alussa viittasin, jossa tarkoin alkuper\u00e4ist\u00e4
\nEPR-ajatuskoetta vastaavissa koeolosuhteissa tutkijarym\u00e4 katsoo osoittaneensa
\nett\u00e4 my\u00f6s kaikki ei-lokaalit
\nrealistiset teoriat<\/b> ovat
\nyhteensopimattomia kvanttimekaniikan kanssa. Kvanttimekaniikan ennusteet \u0096 edell\u00e4
\nkuvatut hiukkasten EPR-kokeen korrelaatiot voitiin toisaalta kuitenkin j\u00e4lleen
\nkerran vahvistaa samassa, edellisi\u00e4 t\u00e4ydellisemm\u00e4ss\u00e4 EPR
\n\u0096 kokeessa.<\/p>\n
\nvaikuttaa v\u00e4hint\u00e4\u00e4nkin silt\u00e4, ett\u00e4 EPR \u0096 kokeen
\nkvanttimekaaniset tulokset, hiukkasten ominaisuuksien korrelaatio yli pitkien
\net\u00e4isyyksien, on lopullisesti kokeellisesti verifioitu. Melko yleisesti
\np\u00e4\u00e4dyt\u00e4\u00e4n my\u00f6s siihen k\u00e4sitykseen, ett\u00e4 joko
\nlokaalisuudesta tai realismista on fysiikassa luovuttava. N\u00e4in ajattelevat
\nmm. Leggett, Alain Aspect<\/b>, joka on julkaissut aikaisempia EPR \u0096 kokeita
\nja Zeilinger ryhmineen. Kumpi mieluummin saisi menn\u00e4, t\u00e4st\u00e4 kiistell\u00e4\u00e4n
\nedelleen. Molempien katsotaan yleisesti olevan fysiikan todellisuusk\u00e4sityksen
\nkulmakivi\u00e4. Mm. Zeilinger ja Legett katsovat, ett\u00e4 realismin aika
\nfysiikassa on ohi, Aspect on ep\u00e4ilev\u00e4mpi.<\/p>\n
\npit\u00e4\u00e4 kiinni, voitaisiin ehk\u00e4 pit\u00e4\u00e4 Hugh Everettin<\/b>
\nmonen maailman tulkintaa<\/b> (many worlds interpretation). H\u00e4nen
\nmukaansa realismi ja lokaalisuus voidaan pelastaa, jos sensijaan, ett\u00e4
\nuskotaan havaitsijan hiukkaselle A tekem\u00e4n mittauksen vaikuttavan hiukkasen
\nB mittaustulokseen, ajatellaankin, ett\u00e4 hiukkasella B on kyll\u00e4 edelleen
\nkaikki mahdoliset spintilat, mutta ne ilmenev\u00e4t eri maailmoissa. Me itse
\nolemme olemassa vain yhdess\u00e4 maailmassa, siin\u00e4, jossa meid\u00e4n
\nhavaintomme ilmenev\u00e4t. T\u00e4m\u00e4n tulkinnan mukaan kvanttimekaniikan
\nindeterminismi yleens\u00e4kin havaitaan vain meid\u00e4n maailmassamme, muissa
\nmaailmoissa, joita me emme voi havaita, kaikki mahdolliset mikromaailman ilmi\u00f6t
\ntapahtuvat ja maailmojen kokonaisuus on edelleen klassisen fysiikan tapaan t\u00e4ysin
\ndeterministinen. Everettin tulkinnan mukaan jokainen kvanttimaailman mittaus
\nik\u00e4\u00e4nkuin laukaisee lukemattoman m\u00e4\u00e4r\u00e4n muita maailmoja.\n<\/p>\n
\nsynnytt\u00e4m\u00e4\u00e4n realismin ogelmaan. Esim. David Bohmin<\/b>
\nmukaan hiukkasten erillisyys on meid\u00e4n kolmiulotteisen maailmamme n\u00e4k\u00f6harha.
\nBohm kutsuu t\u00e4t\u00e4 maailmaa eksplisiittiseksi maailmaksi. T\u00e4m\u00e4
\nmaailma on projektio meille n\u00e4kym\u00e4tt\u00f6m\u00e4st\u00e4 moniulotteisesta
\nimpisiittisest\u00e4 hyperavaruudesta, jossa maailmankaikkeus on jakamaton kokonaisuus.
\nT\u00e4t\u00e4 n\u00e4k\u00f6kantaa on kutsuttu my\u00f6s neorealistiseksi<\/b>.
\nJohn Wheelerin<\/b> mukaan taas, klassisen realismin k\u00e4sityst\u00e4,
\nett\u00e4 maailma on meist\u00e4 riipumaton, ei voida pelastaa. Kaikessa toiminnassaan
\nja valinnoissaan ihminen on osallisena maailmassa, muokkaa, synnytt\u00e4\u00e4
\nja luo sen tapahtumia. <\/p>\n
\nluonnetta, kutsutaan metafysiikaksi<\/b>. Tiedon olemuksen filosofiaa kutsutaan epistemologiaksi<\/b> ja todellisuuden perustavimpien rakenteiden filosofiaa ontologiaksi<\/b>. Saman jaon mukaan erotetaan usein tieto-opillinen realismi<\/b> ja ontologinen
\nrealismi<\/b>. <\/p>\n
\nluonteesta on aina antiikin ajoista l\u00e4htien asti vaikuttanut kaksi suurta
\nvaltavirtaa. Toinen suunta on t\u00e4hdent\u00e4nyt todellisuuden materiaalista
\nperustaa, toinen todellisuuden ideaalista perusluonnetta. \u00e4\u00e4rimm\u00e4isen
\nmaterialistisen<\/b> tulkinnan mukaan, kaikki mik\u00e4 on todellista,
\nvoidaan materialistisen reduktion avulla palauttaaa aineeseen ja siis viime
\nk\u00e4dess\u00e4 fysiikan tutkiman mikromaailman olioihin. Realistinen materialisti<\/b> on objektivisti,<\/b> h\u00e4n uskoo siihen, ett\u00e4 ihmisest\u00e4
\nriippumaton todellisuus on objektiivisesti olemassa, se on fysikaalinen ja ett\u00e4
\nfysiikan tutkimus voi periaatteessa antaa oikean, tarkan ja t\u00e4ydellisen
\nkuvan t\u00e4st\u00e4 todellisuudesta. Naiiville realistille<\/b>
\ntodellisuus on juuri sit\u00e4, mit\u00e4 havainnot h\u00e4nelle osoittavat.\n<\/p>\n
\nideat. Lievemm\u00e4ss\u00e4 ja modernimmassa muodossa idealistinen n\u00e4kemys
\ntunnustaa aineellisen maailman todellisuuden, mutta vaatii, ett\u00e4 my\u00f6s
\naineesta riippumattomalle todellisuudelle my\u00f6nnet\u00e4\u00e4n todellisuusarvo.
\nSiten esim. abstraktit mielen sis\u00e4ll\u00f6t, arvot, tunteet, ajatukset
\njne. ovat todella olemassa ja ne ovat inhimillisesti t\u00e4rkeit\u00e4 ja merkityksellisi\u00e4.\n<\/p>\n
\nihmisen konstruktio, emme ole tiedon passiivisia vastaanottajia, vaan muokkaamme
\nitse todellisuutta havainnossamme. Luonnontiedekin on siten vain yksi inhimillinen
\ntapa kuvata ja j\u00e4sent\u00e4\u00e4 maailmaa. Konstruktivismin kanta on realismille
\nja objektivismille vastakkainen.<\/p>\n
\nei voitane j\u00e4tt\u00e4\u00e4 mainitsematta v\u00e4hint\u00e4\u00e4n joitakin
\nn\u00e4iden filosofisten ongelmien perusteita pohtineita uuden ajan filosofeja.
\nRene Descartes<\/b> toi dualistisen ajattelun l\u00e4htem\u00e4tt\u00f6m\u00e4sti
\nfilosofiaan ja my\u00f6s tieteelliseen ajatteluun. Maailma ja ihminen joutuivat
\npalautumattomasti eroon toisistaan. Siten tieteess\u00e4kin havaitsija ja havaintokohde
\non erotettava toisistaan. Descartes my\u00f6s osoitti tiedon ulkomaailmasta
\nongelmalliseksi.<\/p>\n
\nja todellisuuden riippumattomuuden asetti perustavalla tavalla kyseenalaiseksi
\nImmanuel Kant<\/b>, jota on joskus pidetty jopa kaikkien aikojen
\nsuurimpana filosofina ja h\u00e4nen ajatteluaan filosofian Kopernikaanisena vallankumouksena.<\/b> Kantin mukaan inhimillinen kokemus on kaiken tiedon perusta. Kokemus
\nei kuitenkaan synny havainnoista ihmisen mieless\u00e4 ilman ennakkoehtoja,
\nvaan kaikki kokemus ilmenee havainnoista inhimillinen tulkinnan muokkaamana.
\nKokemus ei kerro todellisuudesta
\nsin\u00e4ns\u00e4<\/b>, vaan todellisuudesta
\nihmisen n\u00e4k\u00f6kulmasta. Kant erotti tiedostavan subjektin, sille ilmenev\u00e4n
\nfenomeenien<\/b> maailman ja olioiden maailman sin\u00e4ns\u00e4<\/b>. Havainnoimme aisteillamme ja ymm\u00e4rr\u00e4mme j\u00e4rjell\u00e4mme
\nsiten kun niit\u00e4 koskevat inhimilliset ennakkoehdot antavat mahdollisuuden.
\nTietomme koskee Kantin ajattelun mukaan kokemustamme, ei meist\u00e4 riippumatonta
\ntodellisuutta. Siten esimerkikisi siit\u00e4 mit\u00e4 luonnossa \u0094 todella\u0094 tapahtuu,
\nolioiden maailmasta sin\u00e4ns\u00e4, meill\u00e4 ei ole tietoa, luonnon tapahtumat
\nvain ilmenev\u00e4t meille luonnonlakeina. Kantin mukaan ihminen ei ole l\u00f6yt\u00e4nyt
\nluonnolakeja luonnosta, vaan on itse asettanut ne luonnolle. <\/p>\n
\nlaajalti tunnustettuja ja luultavasti ainakin useimpien luonnotieteilij\u00f6idenkin
\nhyv\u00e4ksymi\u00e4. Monet fyysikot, mm. Bernard D<\/b>\u0092 <\/b>Espagnat,<\/b> l\u00e4hestyv\u00e4t Kantin ajattelutapaa. D\u0092 Espagnat\u0092 n
\nmukaan mm. EPR \u0096 kokeissa kokeissa ilmenev\u00e4 todellisuus ei koske todellisuutta
\nsin\u00e4ns\u00e4, vaan ns. hunnutettua
\ntodellisuutta<\/b> (veiled reality).\n<\/p>\n
\nSuomessa tarkastellut 1970- ja 1980-luvuilla mm. K.V. Laurikainen<\/b>,
\njoka on my\u00f6s tutkinut mm. Wolfgang Paulin filosofiaa. H\u00e4nen mukaansa,
\nja h\u00e4nen Bohrin ja Pauliin tulkintansa mukaan, ihmisen tietoisuuden \u0094 psyyken\u0094 vaikutus
\nkvanttimaailmasta tekemiimme havaintoihin on primaarinen: havaitsija luo hiukkasen
\nkvanttimekaanisen tilan, ennen havaintoa sit\u00e4 ei ole olemassa. Yksitt\u00e4isten
\nhiukkasten tapahtumat ovat \u0094 <\/b>irrationaalisia<\/b>\u0094 <\/b>siin\u00e4
\nmieless\u00e4, ett\u00e4 niiden ennustaminen on mahdotonta. Hiukkaset syntyv\u00e4t
\nhavainnossa, ne n\u00e4ytt\u00e4ytyv\u00e4t siin\u00e4 sen mukaan mink\u00e4lainen
\nhavainto on p\u00e4\u00e4tetty suorittaa ja h\u00e4vi\u00e4v\u00e4t j\u00e4lleen
\nolemattomiksi havainnon j\u00e4lkeen.<\/p>\n
\nQuantum Metaphysics\u0094 (2004)
\npohjalta h\u00e4n on julkaissut suomeksi teoksen \u0094 Kvanttilainen todellisuus\u0094 (2006).
\nMy\u00f6s monet muut, esim. Paavo
\nPylkk\u00e4nen<\/b> ja Kullervo Rainio<\/b> ovat julkaisseet tutkimuksia kvanttimekaniikan filosofiasta. <\/p>\n