\nhuhtikuussa 2008 vuorossa dosentti Eero Rauhala, jonka aiheena oli Mit\u00e4
\nfysiikka kertoo todellisuudesta. Esitelm\u00e4 pidettiin Kirkkonummen<\/a>
\nkoulukeskuksen auditoriossa. Helsingin yliopiston Vapaan
\nsivistysty\u00f6n toimikunta<\/a> rahoitti esitelm\u00e4n. Esitelm\u00e4ll\u00e4
\noli 70 kuulijaa.<\/p>\n
Esitelm\u00e4ss\u00e4 tarkasteltiin Eero Rauhala on fysiikan dosentti Tutkimuksia fysiikan todellisuudesta<\/b><\/p>\n Luonnontieteiden ehk\u00e4 arvostetuimmassa julkaisusarjassa Nature-lehdess\u00e4<\/a> Vuonna 1935 ilmestyi The Physical Mit\u00e4 n\u00e4m\u00e4 kokeelliset fysiikaaliset tutkimukset merkitsev\u00e4t Fysiikan universaalisuus<\/b><\/p>\n Fysiikan piirt\u00e4m\u00e4\u00e4 kuvaa todellisuudesta pidet\u00e4\u00e4n Fysiikkaa pidet\u00e4\u00e4n empiirisen<\/a>, Tieteelliseen tutkimusasenteeseen katsotaan my\u00f6s liittyv\u00e4n reduktion<\/a> Toisaalta reduktioperiaatteen ei tieteess\u00e4k\u00e4\u00e4n katsota yksin Luonnontieteiden tieteenfilosofiana pidet\u00e4\u00e4n yleens\u00e4 ns. analyyttist\u00e4 Fysikaalinen todellisuus<\/b><\/p>\n Fysikaalinen Fysiikan tarjoama maailmankuva<\/a> Puhe fysikaalisesta todellisuudesta pit\u00e4\u00e4 toisaalta implisiittisesti Vaikka fysikaaliseen todellisuuteen kuuluu koko fysiikan kentt\u00e4, fysikaalisen Paitsi maailmankuvaamme, fysiikka liittyy my\u00f6s konkreettisesti jokap\u00e4iv\u00e4iseen Kvanttimekaniikka<\/b><\/p>\n Mink\u00e4lainen sitten on t\u00e4m\u00e4 mikromaailman todellisuus? Kvanttifysiikka Klassisesta mekaniikasta kvanttimekaniikka eroaa perustavasti mm. siin\u00e4, 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 outo ja vieras. Mit\u00e4 ovat 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 prinsiippi Kaksoisrakokoe<\/b><\/p>\n Kaksoisrakokoetta<\/a> Kun valo tuottaa kokeessa interferenssikuvioita, on se selv\u00e4 osoitus Viime aikoihin asti on uskottu, ett\u00e4 kvantti-interferenssi ilmenee kokeissa Aluksi mainittu EPR-paradoksi liittyy toiseen kvanttimekaniikan peruskokeeseen. Kun sitten t\u00e4ll\u00e4 tavoin kvanttikietoutuneet hiukkaset tai fotonit Mit\u00e4 kummallista sitten on hiukkasten v\u00e4lisen kytkenn\u00e4n s\u00e4ilymisess\u00e4? EPR-julkaisussa Einstein haluaa pit\u00e4\u00e4 kiinni todellisuuden realistisesta Vuonna 1964 John Viime vuonna Gr\u00f6blacher ja Zeilinger tutkijaryhmineen julkaisivat kokeen N\u00e4iden Zeilingerin viime vuonna julkaisemien koetulosten j\u00e4lkeen Ratkaisuksi t\u00e4h\u00e4n ongelmaan esitt\u00e4\u00e4 Hugh 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<\/a> Filosofisen konstruktivismin n\u00e4k\u00f6kanta on, ett\u00e4 k\u00e4sityksemme Lyhyess\u00e4k\u00e4\u00e4n todellisuutta tarkastelevassa esityksess\u00e4 Mik\u00e4 sitten on havaitsijan ja havaintokohteen suhde? Havaitsijan ja Descartesin ja Kantin oivallusten p\u00e4\u00e4periaatteet ovat nyky\u00e4\u00e4nkin Kvanttimekaniikkaan liittyvi\u00e4 filosofisia kysymyksi\u00e4 on Suomessa Viime aikoina kvanttifysiikan filosofiaa on tutkinut Tarja K.V. Laurikaisen vuonna 1988 perustamassa Luonnonfilosofian Fysiikan todellisuusk\u00e4sityst\u00e4 voidaan siis hahmotella kvanttimekaniikan Fysiikan antamaa kuvaa todellisuudesta voidaan tarkastella my\u00f6s muista Fenomenologian uranuurtajia Suomessa ovat olleet mm. Erik Fenomenologian<\/a> n\u00e4k\u00f6kulmasta Ehk\u00e4 selvimmin fysikalistisen tutkimusasenteen rajoittuneisuuden ajatellaan Nykyaikaiseseen ihmistutkimukseen soveltuvia tutkimusasenteita ovat sensijaan Merkitykset viittaavat tajunnassa sek\u00e4 konkreettisiin ulkomaailman olioihin Palataan viel\u00e4 lopuksi takaisin alussa esitettyyn toteamukseen, ett\u00e4 Niels Bohrin<\/a> mukaan Heisenberg puolestaan sanoo: What we observe is not nature itself, but nature Bohr ajattelee (Kallio-Tammisen mukaan) ihmisen aseman olevan keskeinen, Toukokuussa ei ole Komeetan Eero Rauhala<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Mit\u00e4 fysiikka kertoo todellisuudesta? Kirkkonummen Komeetan esitelm\u00e4sarjassa oli huhtikuussa 2008 vuorossa dosentti Eero Rauhala, jonka aiheena oli Mit\u00e4…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":2885,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[115],"tags":[33,31,30,455,454,118,32,119],"class_list":{"0":"post-3310","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-fysiikka","8":"tag-fi","9":"tag-finland","10":"tag-finnish","11":"tag-fysiikka","12":"tag-physics","13":"tag-science","14":"tag-suomi","15":"tag-tiede"},"share_on_mastodon":{"url":"","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3310","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3310"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3310\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2885"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3310"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3310"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3310"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nfysiikan<\/a> antamaa kuvaa todellisuudesta<\/a>
\nkvanttifysiikan<\/a>
\nviimeisimpien tulosten valossa. Lis\u00e4ksi pohdiskeltiin yleisemm\u00e4st\u00e4
\nfilosofisesta n\u00e4k\u00f6kulmasta, mit\u00e4 fysikaalinen todellisuus on
\nja seuraako kvanttifysiikan tuloksista jotakin k\u00e4sityksellemme todellisuudesta
\nyleens\u00e4.<\/p>\n
\nja yliopistonlehtori Helsingin yliopiston<\/a>
\nFysiikan laitoksella<\/a>. H\u00e4n
\ntekee l\u00e4hinn\u00e4 kokeellista tutkimusty\u00f6t\u00e4 kiihdytinlaboratoriossa<\/a>
\nja opettaa t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 fysiikan perusopintojen kursseja. H\u00e4nen
\ntutkimusty\u00f6ns\u00e4 koskee energeettisten ionien ja aineen perusvuorovaikutuksia
\nja materiaalifysiikkaa ionisuihkuilla. H\u00e4n on toiminut mm. kiihdytinlaboratorion
\nja opetuslaboratorion esimiehen\u00e4 ja fysiikan laitoksen opintoneuvojana.
\nH\u00e4n on harrastanut t\u00e4htitiedett\u00e4 lukioajoista l\u00e4htien ja
\ntoiminut mm. Ursan t\u00e4htitornin<\/a>
\nhoitajana ja t\u00e4htin\u00e4yt\u00e4nt\u00f6jen pit\u00e4j\u00e4n\u00e4 1960-
\nja 1970-luvuilla.<\/p>\n![](\"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-content\/uploads\/2025\/08\/ERauhala1.jpg\")
Klikkaa kuvaa!
<\/a>Eero Rauhala esitelm\u00f6i Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.<\/p>\n
\njulkaisivat Simon Gr\u00f6blacher ja ryhm\u00e4 muita Wienin yliopiston fysiikan
\nlaitoksen tutkijoita viime vuoden huhtikuun numerossa artikkelin An experimental
\ntest of non-local realism eli vapaasti suomennettuna Ei-paikallisen realismin kokeellinen
\ntesti. T\u00e4m\u00e4 Anton
\nZeilingerin<\/a> johtama tutkijaryhm\u00e4 on viime vuosina saavuttanut julkisuutta
\nkokeillaan, joissa tutkitaan kvantti-ilmi\u00f6iden ja makroskooppisten ilmi\u00f6iden
\nyhteytt\u00e4. Kes\u00e4kuussa viime vuonna heilt\u00e4<\/a>
\nilmestyi samoin Nature-lehdess\u00e4, yhdess\u00e4 saksalaisten, hollanti-laisten,
\nenglantilaisten ja italialaisten tutkijoiden kanssa havaintoja ns. kvanttikietoutuneiden
\nfotonien teleportaatiosta<\/a>
\n144 km:n et\u00e4isyydell\u00e4. Wienin tutkijaryhm\u00e4n er\u00e4s aikaisempi
\nhuomiota her\u00e4tt\u00e4nyt koe osoitti suuren, jopa 70 hiiliatomin Fulleriini-molekyylin
\naaltoluonteen kahden raon kvantti-interferenssikokeessa.<\/p>\n
\nReview<\/a> lehdess\u00e4 Albert
\nEinsteinin<\/a>, Boris
\nPodolskyn<\/a> ja Nathan
\nRosenin<\/a> kuuluisa artikkeli Can Quantum-Mechanical Description of Physical
\nReality be Considered Complete? eli suomeksi Voiko fysikaalisen todellisuuden
\nkvanttimekaanista kuvausta pit\u00e4\u00e4 t\u00e4ydellisen\u00e4? Artikkelissa
\nkirjoittajat esittiv\u00e4t ajatuskokeen<\/a>,
\njonka mukaan kvanttimekaniikka ennustaa esimerkiksi tietynlaisille hiukkasten
\nkvanttiloille voimakkaan korrelaation – ne ovat yhteydess\u00e4 toisiinsa –
\nvaikka hiukkasia havaittaisiin kaukana toisistaan ilman, ett\u00e4 ne voivat
\ntavanomaisessa mieless\u00e4 mitenk\u00e4\u00e4n vaikuttaa toisiinsa. T\u00e4h\u00e4n
\najatuskokeeseen perustuu ns. EPR-paradoksi<\/a>.
\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![](\"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-content\/uploads\/2025\/08\/ERauhala11.jpg\")
Klikkaa kuvaa!
<\/a>Eero Rauhalan esitelm\u00e4\u00e4 kuunteli 70 henke\u00e4. Kuva Seppo
\nLinnaluoto.<\/p>\n
\nja mik\u00e4 on n\u00e4iden tutkimustulosten yhteys filosofian<\/a>
\nja metafysiikan<\/a> perimm\u00e4isiin
\nkysymyksiin, voivatko ne kertoa jotakin todellisuuden luonteesta? Kun puhutaan
\ntodellisuudesta, tarkastellaan ihmisen suhdetta maailmaan. Silloin paitsi maailma,
\nmy\u00f6s ihminen itse joutuu tarkastelun kohteeksi.<\/p>\n
\nusein universaalina<\/a> ja
\nkaiken kattavana. Se k\u00e4sitt\u00e4\u00e4 sek\u00e4 pienten hiukkasten ja
\natomien mikromaailman ett\u00e4 makromaailman, johon kuuluvat mm. meille tutut
\narkip\u00e4iv\u00e4n tapahtumat, mutta my\u00f6s t\u00e4htien, galaksien ja
\nuniversumin kosmiset prosessit. Fysiikan p\u00e4\u00e4alueita ovat mekaniikka<\/a>,
\ns\u00e4hk\u00f6magnetismi<\/a>,
\natomi-<\/a>, ydin- ja hiukkasfysiikka<\/a>,
\nstatistinen fysiikka<\/a>
\njne. Fysiikan tutkimuksen kohteena olevat perusoliot ovat hiukkasia<\/a>,
\naaltoja<\/a>, kentti\u00e4<\/a>,
\njne. Fysiikan eri aloja koskevat teoriat pyrkiv\u00e4t kuvaamaan ja selitt\u00e4m\u00e4\u00e4n
\nilmi\u00f6it\u00e4 ja tapahtumia. Suuria modernin fysiikan p\u00e4\u00e4teorioita
\novat kvanttiteoria<\/a>
\nja suhteellisuusteoria<\/a>,
\njotka molemmat ovat syntyneet viimeksi kuluneiden 100 vuoden aikana. N\u00e4iden
\np\u00e4\u00e4suuntauksien erilaisina osina ja yhdistelmin\u00e4 fysiikka on
\neriytynyt kymmeniin tai satoihin eri tutkimusaloihin ja tuottanut valtavan m\u00e4\u00e4r\u00e4n
\nerilaisia teorioita. Monet muut tieteet, kuten vaikkapa t\u00e4htitiede<\/a>
\ntai kemia<\/a>, k\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t
\nlaajasti fysiikan menetelmi\u00e4 ja teorioita. Er\u00e4s aivan uusi fysiikan
\nala on laskennallinen
\nfysiikka<\/a>. Tietokoneiden kehitys on viime vuosina tehnyt mahdolliseksi fysikaalisten
\nprosessien simuloinnin ennenn\u00e4kem\u00e4tt\u00f6m\u00e4ll\u00e4, jatkuvasti
\nparanevalla tarkkuudella ja teholla.<\/p>\n
\nhavaitsevan tieteen mallina. Fysiikan ns. tieteellist\u00e4
\nmenetelm\u00e4\u00e4<\/a> (scientific method) pidet\u00e4\u00e4n tieteellisen
\ntutkimusasenteen ideaalina. Tieteellisess\u00e4 tutkimusmenetelm\u00e4ss\u00e4
\nhavainnot ja kokeet ymm\u00e4rret\u00e4\u00e4n kaiken tiedon perustaksi. Niiden
\navulla pyrit\u00e4\u00e4n l\u00f6yt\u00e4m\u00e4\u00e4n invariansseja – kokeissa
\nmuuttumattomia ilmi\u00f6iden ominaisuuksia – joista pyrit\u00e4\u00e4n abstrahoimalla
\nluomaan malleja ja teorioita. Teorioita k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n ennustamaan
\ntutkittavien systeemien k\u00e4ytt\u00e4ytymist\u00e4 uusissa tilanteissa. Ennusteita
\nvoidaan sitten j\u00e4lleen testata uusista kokeista saatavilla havainnoilla.
\nJos teoria tuottaa havainnoissa 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.<\/p>\n
\nperiaatteen: monimutkaisemman systeemin kuvaus ajatellaan voitavan palauttaa
\nsen osien kuvaukseen. Siten esim. kemiallisten vuorovaikutusten ajatellaan seuraavan
\nmolekyylien ja niiden osien, atomien, s\u00e4hk\u00f6isist\u00e4 ominaisuuksista.
\nS\u00e4hk\u00f6ilmi\u00f6t vuorostaan palautuvat varauksellisten hiukkasten
\nominaisuuksien kuvailuun. Kaikki aine muodostuu molekyyleist\u00e4 ja atomeista,
\nn\u00e4m\u00e4 puolestaan elektroneista<\/a>
\nja ytimist\u00e4, ytimet kvarkeista<\/a>
\njne. T\u00e4htien ominaisuuksien uskotaan suurelta osin palautuvan atomien,
\nplasman, ytimien ja alkeishiukkasten jne. ominaisuuksiin. Reduktionistisissa
\nl\u00e4hestymistavoissa erotetaan usein erilaisia asteita, puhutaan mm. vahvasta
\nja heikosta reduktiosta. <\/p>\n
\nriitt\u00e4v\u00e4n. Monimutkaisemmissa systeemeiss\u00e4 ilmenee uusia, emergenttej\u00e4
\nominaisuuksia, joita ei voi ennustaa systeemin osien ominaisuuksista. Siten
\nklassisessa fysiikassakaan esim. kentt\u00e4teorioissa ei tarkasteluja palauteta
\natomaarisiin tapahtumiin, vaan todellisuutta kuvataan jo vaikkapa James
\nMaxwellin<\/a> s\u00e4hk\u00f6dynamiikassa \u00e4\u00e4rett\u00f6m\u00e4n kauas
\nulottuvien kenttien avulla. Kenttien ajatellaan kuvaavan todellisuuden ominaisuuksia,
\njotka eiv\u00e4t palaudu esim. hiukkasten ominaisuuksiin. Siten vaikkapa aaltomallin
\nmukaisessa kuvailussa valo<\/a> ja
\ns\u00e4hk\u00f6magneettinen
\ns\u00e4teily<\/a> yleens\u00e4 ovat s\u00e4hk\u00f6magneettisen kent\u00e4n v\u00e4r\u00e4htelyn
\nyll\u00e4pit\u00e4m\u00e4\u00e4 aaltoliikett\u00e4.<\/p>\n
\nfilosofiaa<\/a> tai loogista
\nempirismi\u00e4<\/a>. Tavallisesti omaksutun ns. tieteellisen realismin katsantokannan
\nmukaan havainnot kertovat havaitsijasta riippumattomasta objektiivisesta todellisuudesta
\nja teoriat kuvaavat ja selitt\u00e4v\u00e4t oikein ja t\u00e4ydellisesti t\u00e4m\u00e4n
\ntodellisuuden ilmi\u00f6it\u00e4, tapahtumia ja prosesseja. Fysikaalinen todellisuus
\non sit\u00e4 ja vain sit\u00e4 mit\u00e4 fysiikan tutkimuksen tulokset meille
\nmaailmasta paljastavat.<\/p>\n![](\"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-content\/uploads\/2025\/08\/ERauhala6.jpg\")
Klikkaa kuvaa!
<\/a>Eero Rauhalalle esitettiin esitelm\u00e4n j\u00e4lkeen kysymyksi\u00e4.
\nKuva Seppo Linnaluoto.<\/p>\n
\ntodellisuus<\/a> on siten laaja tutkimustulosten, mallien ja teorioiden kokonaisuus.
\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, jne., toisin sanoen mm. suhteellisuusteorian,
\nt\u00e4htitieteen ja kosmologian viimeisimm\u00e4t havainnot ja niit\u00e4 selitt\u00e4v\u00e4t
\nmallit ja teoriat. Kriittinen
\nrealisti<\/a> uskoo, ett\u00e4 vaikka t\u00e4m\u00e4 k\u00e4sitys todellisuudesta
\non aina puutteellinen, se parantuu ja t\u00e4smentyy l\u00e4hestyen lopulta
\noikeaa kuvaa todellisuudesta.<\/p>\n
\non tavallisesti merkitt\u00e4v\u00e4n\u00e4 osana k\u00e4sityksess\u00e4mme
\ntodellisuuden luonteesta sen yleisimm\u00e4ss\u00e4kin merkityksess\u00e4. Nykyhmisen
\nmaailmankuvaan katsotaan kuuluvan tieteellinen k\u00e4sitys mikromaailmasta
\nja kosmoksesta. Usein puhutaan ns. tieteellisest\u00e4 maailmankuvasta, jonka
\ner\u00e4\u00e4n\u00e4 t\u00e4rke\u00e4n\u00e4 komponenttina on juuri fysiikan
\nkuva todellisuudesta. T\u00e4m\u00e4n maailmankuvan eri komponentteja on t\u00e4ss\u00e4kin
\nluentosarjassa ansiokkaasti esitelty kymmenien eri tutkijoiden toimesta.<\/p>\n
\nsis\u00e4ll\u00e4\u00e4n my\u00f6s ajatuksen ei-fysikaalisesta todellisuudesta.
\nMit\u00e4 kaikkea todellisuuden piiriin ja sen perimm\u00e4iseen olemukseen
\nyleens\u00e4 kuuluu, siit\u00e4 on filosofiassa monenlaisia k\u00e4sityksi\u00e4.
\nEr\u00e4\u00e4n usein k\u00e4ytetyn j\u00e4sentelyn on esitt\u00e4nyt Karl
\nPopper<\/a>, joka sanoo todellisuuteen kuuluvan kolme maailmaa: Maailma 1 on
\nfysikaalinen maailma, maailma 2 on ihmisen mentaalinen tai psyykkinen maailma
\nja 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
\ntodellisuuden perustana pidet\u00e4\u00e4n kuitenkin tavallisesti k\u00e4sityst\u00e4
\nsiit\u00e4 mik\u00e4 aineen perusluonne on. Kun kaikki aine koostuu molekyyleist\u00e4,
\natomeista ja hiukkasista, ajatellaan mikromaailman olioiden ja niihin liittyvien
\ntapahtumien ja ilmi\u00f6iden reduktion periaat teen mukaan viime k\u00e4dess\u00e4
\nolevan aineen kaikkien ominaisuuksien, rakenteen ja siis my\u00f6s fysikaalisen
\ntodellisuuden perusta. <\/p>\n
\nel\u00e4m\u00e4\u00e4mme. Liioittelematta voidaan sanoa, ett\u00e4 mikromaailman
\nilmi\u00f6iden fysikaalinen ymm\u00e4rt\u00e4minen ja hallinta on synnytt\u00e4nyt
\nkoko nykyaikaisen teknologian. Ilman kvanttifysiikkaa meill\u00e4 ei olisi esimerkiksi
\nnykyaikaista tietotekniikkaa, ei tietokoneita, internetti\u00e4, matkapuhelimia
\neik\u00e4 taulutelevisiota. Nautimme jatkuvasti monin tavoin mm. kvanttifysiikan
\nkiist\u00e4m\u00e4tt\u00f6mist\u00e4 saavutuksista. Viimeaikaisimpia kvanttifysiikan
\nsovellutusaloja ovat mm. kvanttilaskenta, kvanttitietokoneiden kehitt\u00e4minen
\nja kvanttikryptografia.<\/p>\n
\non fysiikan ala ja kvanttimekaniikka teoria, joka k\u00e4sittelee mikroskooppisen
\nmaailman tapahtumia. Sen perusolioita ovat hiukkaset ja aallot. Kvanttimekaniikka
\npoikkeaa monella tavoin tavallisesta klassisesta mekaniikasta. Klassinen mekaniikka – Isaac Newtonin<\/a>, Joseph-Louis
\nLagrangen<\/a> ja William
\nHamiltonin<\/a> mekaniikka – toimii hyvin jokap\u00e4iv\u00e4isess\u00e4 arkiel\u00e4m\u00e4ss\u00e4
\ntai vaikkapa viel\u00e4 aurinkokunnan planeettojen liikeiden ennustamisessa.
\nMutta se ei ole en\u00e4\u00e4 k\u00e4ytt\u00f6kelpoinen kaikkein pienimpi\u00e4
\nhiukkasia kuvattaessa eik\u00e4 se toimi kosmisessa mittakaavassakaan. Kvanttimekaniikka
\nsen sijaan toimii mikromaail massa erinomaisesti, esimerkiksi kvanttis\u00e4hk\u00f6dynamiikkaa
\n(quantum electrodynamics,
\nQED<\/a>) pidet\u00e4\u00e4n yhten\u00e4 fysiikan tarkimpana teoriana, sen avulla
\nvoidaan tehd\u00e4 ennustuksia, joita kokeissa voidaan varmentaa h\u00e4m\u00e4stytt\u00e4v\u00e4ll\u00e4
\ntarkkuudella.<\/p>\n
\nett\u00e4 kvanttimekaniikan mukaan pienten hiukkasten energia on kvantittunut,
\nhiukkasten energioilla on pienin jakamaton osa, kvantti. Hiukkanen voi ottaa
\nvastaan tai l\u00e4hett\u00e4\u00e4 energiaa vain kvanttien monikertoina, ei
\njatkuvasti mit\u00e4 tahansa energia-arvoja. Monet muutkin hiukkasten ominaisuudet
\novat kvantittuneita. T\u00e4m\u00e4 on lyhyesti Max Planckin v. 1900 esitt\u00e4m\u00e4n
\nkvanttihypoteesin sis\u00e4lt\u00f6, josta kvanttimekaniikan kehityksen katsotaan
\nalkaneen. <\/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-dualismi. Koska
\nkaikki hiukkaset ovat my\u00f6s aaltoja, niill\u00e4 on aaltojen
\nominaisuuksia. Kuten esim. vesiaallot, ne voivat kulkea toistensa l\u00e4pi,
\nvahvistaa tai heikent\u00e4\u00e4 toisiaan yhteen osuessaan, niit\u00e4 ei voida
\nrajata t\u00e4sm\u00e4lleen tiettyyn paik kaan tietyll\u00e4 hetkell\u00e4,
\njne.<\/p>\n
\naaltoja kuvataan aaltofunktioiden avulla. N\u00e4it\u00e4 aaltofunktioita osataan
\nk\u00e4sitell\u00e4 t\u00e4sm\u00e4llisesti matemaattisen formalismin avulla.
\nAaltofunktioita ei sin\u00e4ns\u00e4 voida havaita. Hiukkasten havaittavia ominaisuuksia
\nkuvataan aaltofunktioista laskettavilla todenn\u00e4k\u00f6isyysaalloilla. Hiukkasiin
\nliityvill\u00e4 tapahtumilla on tiettyj\u00e4 tarkasti ennustettavia todenn\u00e4k\u00f6isyyksi\u00e4,
\nmutta esim. yksitt\u00e4isen hiukkasen liikett\u00e4 ei voida ennustaa. T\u00e4h\u00e4n
\nviitataan puhuttaessa kvanttimekaniikan indeterminismist\u00e4.<\/p>\n
\nyleisesti hyv\u00e4ksytty ja mikromaailman ilmi\u00f6iden k\u00e4sittelyss\u00e4
\nv\u00e4ltt\u00e4m\u00e4t\u00f6n, on kvanttimekaniikan tulkintaan heti alusta
\nalkaen liittynyt er\u00e4s suuri vaikeus. Se toimii erinomaisesti instrumentalistisessa
\nmieless\u00e4 tutkimusv\u00e4lineen\u00e4, antaa oikeita ennusteita ja johtaa
\nk\u00e4ytt\u00f6kelpoisiin sovelluksiin, mutta kertooko se tieteellisen realismin
\nmieless\u00e4 jotakin fysikaalisesta todellisuudesta?<\/p>\n
\nkvanttimekaniikan perusoliot? Arkiel\u00e4m\u00e4ss\u00e4 olemme tottuneet hiukkasiin
\nja aaltoihin, jotka ovat sel v\u00e4sti eri olioita. Makroskooppiset kappaleet
\nja hiukkaset ovat tietyss\u00e4 paikassa, niill\u00e4 on ulottuvuus ja massa,
\nne voivat t\u00f6rm\u00e4t\u00e4 toisiinsa, jolloin niiden suunta, rata, nopeus,
\njne. muuttuvat. Aalloilla ei ole mit\u00e4\u00e4n n\u00e4ist\u00e4 ominaisuuksista.
\nMikromaailman oliot, joita kvanttimekaniikka kuvaa, n\u00e4ytt\u00e4isiv\u00e4t
\nkuitenkin olevan molempia. T\u00e4ten esim. valo ilmenee yht\u00e4\u00e4lt\u00e4
\nvalohiukkasina, fotoneina, valokvantteina, tai toisaalta s\u00e4hk\u00f6magneettisen
\nkent\u00e4n aaltoliikkeen\u00e4.<\/p>\n
\nns. K\u00f6\u00f6penhaminalaisen
\ntulkinnan<\/a> pohjalta, joka on l\u00e4ht\u00f6isin erityisesti Niels
\nBohrin<\/a>, mutta my\u00f6s Werner
\nHeisenbergin<\/a> ja muiden kuten Wolfgang
\nPaulin<\/a>, Luis De
\nBroglien<\/a>, Max Bornin<\/a>,
\nErwin Schr\u00f6dingerin<\/a>
\nK\u00f6\u00f6penhaminassa, Berliiniss\u00e4 ja G\u00f6ttingeniss\u00e4 1900
\nluvun alussa vaikuttaneiden kvanttimekaniikan perustajien ja kehitt\u00e4jien
\najatuksista. Berliiniss\u00e4 vuoropuheluun osallistui merkitt\u00e4v\u00e4sti
\nmy\u00f6s mm. Albert Einstein. Mit\u00e4 K\u00f6\u00f6penhaminalainen tulkinta
\nsis\u00e4lt\u00e4\u00e4, siit\u00e4 ei kuitenkaan edelleenk\u00e4\u00e4n olla
\nyleisesti yht\u00e4 mielt\u00e4. Se on eri tutkijoiden eri tavoin muotoilema
\nkuvaus kvanttimekaniikan todellisuuskuvasta. Se sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 yleens\u00e4
\najatuksen, ett\u00e4 meid\u00e4n makromaailmasta per\u00e4isin olevat k\u00e4sitteemme
\neiv\u00e4t en\u00e4\u00e4 ole riitt\u00e4vi\u00e4 n\u00e4iden ilmi\u00f6iden
\nk\u00e4sittelyyn. Kun kuvaamme kvanttimekaniikalla mikromaailman ilmi\u00f6i
\nt\u00e4 joudumme n\u00e4enn\u00e4iseen ristiriitaan – aalto- ja hiukkaskuvailuun – siksi,
\nett\u00e4 olioiden perusluonne on jotakin, jota me emme voi tavoittaa.
\nT\u00e4m\u00e4 oli Bohrin komplementaarisuuden 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 havaitsija (detached observer), vaan aktiivinen
\nmuokkaaja ja toimija maailmassa. Todellisuuden perimm\u00e4ist\u00e4 luonnetta
\nja sen objektiivista ihmisest\u00e4 riippumatonta asemaa ei en\u00e4\u00e4 voinut
\npit\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 mah dollista 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? Aalto, hiukkanen, rata jne. ovat ihmisen makromaailmasta
\nluomia k\u00e4sitteit\u00e4, joilla ei ehk\u00e4 olekaan vastinetta mikromaailman
\ntodellisuudessa.<\/p>\n
\non Heisenbergin
\nep\u00e4tarkkuusrelaatio<\/a>. Sen l\u00e4ht\u00f6kohta on dualismin her\u00e4tt\u00e4m\u00e4
\nkysymys: Jos hiukkanen on my\u00f6s aalto, mit\u00e4 voidaan sanoa sen samanaikaisesti
\nmitattavista paikasta ja 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 Today lukijat \u00e4\u00e4nestiv\u00e4t
\nkaksoisrakokokeen<\/a>
\nkaikkien aikojen merkitt\u00e4vimm\u00e4ksi kokeeksi fysiikassa. Kokeen esitti
\nRobert Young<\/a>
\njo vuonna 1801, mutta kuuluisa kokeesta tuli vasta kvanttimekaniikan yhtey dess\u00e4
\n100 vuotta my\u00f6hemmin. Koej\u00e4rjestelyn periaate on seuraava: Annetaan
\nvalon kulkea vajostimessa olevan kapean raon l\u00e4pi. T\u00e4m\u00e4 valo
\npannaan sitten kulkemaan viel\u00e4 uudessa varjostimessa olevien kahden kapean
\nraon l\u00e4pi ja tarkastellaan n\u00e4iden rakojen l\u00e4pi kulkenutta valoa
\nkolmannella 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, t\u00e4ll\u00f6in aallot sammuttavat toisensa ja t\u00e4h\u00e4n kohtaan
\nsyntyy tumma juova. Ilmi\u00f6t\u00e4 kutsutaan interferenssiksi<\/a>
\nja se on aaltoliikkeen yleinen ominaisuus ja tunnusmerkki klassisessakin fysiikassa.<\/p>\n
\nkokeessa ilmenev\u00e4st\u00e4 valon aaltoluonteesta. Kvanttimekaniikan pohjalta
\nvoi her\u00e4t\u00e4 kuitenkin kysymys: jos hiukkasilla on aaltoluonne – hiukkasiin
\nliittyvi\u00e4 aaltoja kutsutaan De Broglien aineaalloiksi – voisiko kaksoisrakokokokeen
\ninterferenssi-ilmi\u00f6 n\u00e4ky\u00e4 my\u00f6s hiukkasilla? Kyll\u00e4 voi:
\nammutaan hiukkasia, esim. elektroneja tai protoneja kahteen kapeaan rakoon ja
\nrakojen takana varjostimella n\u00e4hd\u00e4\u00e4n j\u00e4lleen interferenssikuvio.
\nSiis hiukkaset ovat my\u00f6s aaltoja. Ent\u00e4 kuinka monta hiukkasta tarvitaan,
\nett\u00e4 eri raoista kulkevat hiukkaset saavat aikaan interferenssin? Tehd\u00e4\u00e4n
\nuusi koe, jossa rakoihin ammutaan aina v\u00e4hemm\u00e4n ja v\u00e4hemm\u00e4n
\nhiukkasia kerrallaan? Lopulta ammutaan vain yksi hiukkanen kerrallaan. Jos vain
\nyksi rako on auki, ei interferenssi\u00e4 synny, mutta heti kun toinenkin rako
\navataan, havaitaan interferenssikuvio. Yksi hiukkanen kulkee siis molempien
\nrakojen kautta! Eik\u00e4 t\u00e4ss\u00e4 kaikki: interferenssikuvion h\u00e4vi\u00e4miseksi
\nriitt\u00e4\u00e4, ett\u00e4 rakoihin asetetaan ilmaisin, joka kertoo ett\u00e4
\nraosta kulkee hiukkanen. Hiukkanen ei siis halua meid\u00e4n tiet\u00e4v\u00e4n
\nkummasta raosta se kulkee, vaan haluaa meid\u00e4n uskovan, ett\u00e4 se kulkee
\nmolempien rakojen kautta yht\u00e4aikaa, kuten aalto. Interferenssikuvio varjostimella,
\nesim. valokuvauslevyll\u00e4 tai hiukkasilmaisimessa, muodostuu j\u00e4lleen
\nyksitt\u00e4isist\u00e4 osumakohdista, siis hiukkasista.<\/p>\n
\nvain riitt\u00e4v\u00e4n pienill\u00e4, korkeintaan atomin suuruusluokkaa olevilla
\nhiukkasilla. 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 ja muiden hiilinanoraken teiden peruskomponentti. Zeilingerin
\nmukaan n\u00e4ytt\u00e4isi silt\u00e4, ett\u00e4 periaatteessakaan ei olisi
\nrajaa, kuinka suurilla hiukkasilla kvantti-interferenssi voitaisiin havaita.
\nMit\u00e4 suurempi hiukkanen, sit\u00e4 vaikeampaa kokeen suorittaminen vain
\non 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, jne.<\/p>\n
\nKokeesssa ilmenee ns. kvanttiteleportaatioilmi\u00f6, hiukkasten ominaisuuksien
\nkaukosiirto. Einstein, Podolsky ja Rosen esittiv\u00e4t vuonna 1935 julkaistussa
\nartikkelissa ajatuskokeen, joka seuraa kvanttimekaniikan formalismista kun sit\u00e4
\nsovelletaan yhteenkytket tyihin, ns. kvanttikietoutuneisiin (quantum entangled)
\nhiukkasiin. Tarkastellaan hiukkasia tai yksitt\u00e4isi\u00e4 fotoneja, valokvantteja,
\njotka synnytet\u00e4\u00e4n tietyll\u00e4 tavalla, siten ett\u00e4 niiden tietyt
\nominaisuudet ovat toisiinsa kytkettyj\u00e4. Esim. laserin valon fotonit voivat
\nolla kvanttikietoutuneita. Yhteenkytkettyj\u00e4 ominaisuuksia voivat olla esim.
\nvalon polarisaatio tai hiukkasen spin.<\/p>\n
\nammutaan vastakkaisiin suuntiin ja mitataan hiukkasten spinej\u00e4 tai fotonien
\npolarisaatiota, niiden kytkent\u00e4 s\u00e4ilyy et\u00e4isyydest\u00e4 riippumatta.
\nZeilinger yhteisty\u00f6kumppaneineen on tehnyt kokeen, jossa hiukkasten kytkent\u00e4
\ns\u00e4ilyy aina 144 km et\u00e4isyydelle. Kokeessa mitattiin fotonien polarisaation
\nkytkent\u00e4\u00e4 Kanarian saarten v\u00e4lill\u00e4. Toista fotonia mitattiin
\nLa Palman saarella ja toinen l\u00e4hetettiin ilmaan Teneriffalla, jossa ESA:n
\n(European Space Agency) teleskooppi toimi vastaanottimena. T\u00e4m\u00e4 et\u00e4isyys
\nei kuitenkaan varmasti ole yl\u00e4raja, vaan suunnitelmissa on koe nimelt\u00e4
\nSpace-QUEST, jossa k\u00e4ytett\u00e4isiin kansainv\u00e4list\u00e4 ISS avaruusasemaa
\nlinkkin\u00e4 kahden maa-aseman v\u00e4lill\u00e4, jolloin et\u00e4isyys olisi
\njo yli 1000 km. Tulevaisuudessa suunnitellaan vastaavia kokeita planeettaluotainten
\nv\u00e4lill\u00e4.<\/p>\n
\nH\u00e4mm\u00e4stytt\u00e4v\u00e4 havainto on siin\u00e4, ett\u00e4 toinen hiukkanen
\ntuntuu tiet\u00e4v\u00e4n, mit\u00e4 toiselle hiukkaselle tehd\u00e4\u00e4n.
\nKun hiukkasen A spin mitataan kaukana hiukkasesta B, hiukkaselle B mitattu spin
\nriippuu siit\u00e4 miten hiukkasen A spini\u00e4 on mitattu. Voidaan j\u00e4rjest\u00e4\u00e4
\njopa niin, ett\u00e4 spinin mittaussuunta hiukkaselle A valitaan ja sit\u00e4
\nmuutetaan sen j\u00e4lkeen kun hiuk kaset ovat l\u00e4hteneet matkaan. Muutokset
\nvoivat olla niin nopeita, ett\u00e4 edes valon nopeu della kulkeva signaali
\nei ehtisi kertomaan hiukkaselle B mit\u00e4 hiukkaselle A on tehty. Kun sitten
\nsuuren mittausjoukon tuloksia my\u00f6hemmin verrataan, huomataan t\u00e4ydel
\nlinen korrelaatio hiukkasten A ja B mittaustuloksissa. Toisen hiukkasen havainto
\nsiis m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 toisen hiukkasen kvantimekaanisen tilan, olivatpa
\nhiukkaset 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 – realismi tai lokaalisuus – 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,
\nts. ett\u00e4 hiukkasten t\u00e4ytyy kuljettaa mukanaan joitakin tuntemattomia
\nominaisuuksia, jotka vaikuttavat kokeen tuloksiin. T\u00e4llaisia k\u00e4sityksi\u00e4
\non my\u00f6hemin kutsuttu piilomuuttujateorioiksi (hidden parameter theories).
\nN\u00e4m\u00e4 kvanttimekaniikalta piilossa olevat ominaisuudet vaikuttaisivat
\nsiihen, ett\u00e4 EPR-koetilanteen tulosten kvanttimekaaninen kuvaus rikkoo
\nlokaalista realismia vastaan.<\/p>\n
\nBell<\/a> ja my\u00f6hemmin mm. Tony
\nLeggett<\/a> ja Anton Zeilinger osoittivat, ett\u00e4 piilomuuttujateorioita
\nvoidaan kokeellisesti testata. Ns. Bellin
\nteoreeman<\/a> mukaan mik\u00e4 hyv\u00e4ns\u00e4 lokaalinen ja realistinen tulkinta
\non ristiriidassa kvanttimekaniikan kanssa. Bellin ep\u00e4yht\u00e4l\u00f6t
\nantavat tiettyj\u00e4 ehtoja EPR \u0096kokeen hiukkasten ominaisuuk sien, 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
\ntulokset joihin esitykseni alussa viittasin, jossa tarkoin alkuper\u00e4ist\u00e4
\nEPR-ajatuskoetta vastaavissa koeolosuhteissa tutkijarym\u00e4 katsoo osoittaneensa
\nett\u00e4 my\u00f6s kaikki ei-lokaalit realistiset teoriat ovat yhteensopimattomia
\nkvanttimekaniikan kanssa. Kvanttimekaniikan ennusteet – edell\u00e4 kuvatut
\nhiukkasten EPR-kokeen korrelaatiot voitiin toisaalta kuitenkin j\u00e4lleen
\nkerran vahvistaa samassa, edellisi\u00e4 t\u00e4ydellisemm\u00e4ss\u00e4 EPR-kokeessa.<\/p>\n
\nvaikuttaa silt\u00e4, ett\u00e4 EPR-kokeen kvanttimekaaniset tulokset, hiukkasten
\nominaisuuksien korrelaatio yli pitkien et\u00e4isyyksien, on lopullisesti kokeellisesti
\nverifioitu. Melko yleisesti p\u00e4\u00e4dyt\u00e4\u00e4n my\u00f6s siihen k\u00e4sitykseen,
\nett\u00e4 joko lokaalisuudesta tai realismista on fysiikassa luovut tava. N\u00e4in
\najattelevat mm. Leggett, Alain
\nAspect<\/a>, joka on julkaissut aikaisempia EPR-kokeita, ja Zeilinger ryhmineen.
\nMolempien – realismin ja lokaalisuuden – katsotaan yleisesti olevan fysiikan
\ntodellisuusk\u00e4sityksen kulmakivi\u00e4.<\/p>\n
\nEverett<\/a> ns. monen maailman tulkintaa (
\nmany worlds interpretation<\/a>). H\u00e4nen mukaansa realismi ja lokaalisuus
\nvoidaan pelastaa, jos sensijaan, ett\u00e4 uskotaan havaitsijan hiukkaselle
\nA tekem\u00e4n mittauksen vaikuttavan hiukkasen B mittaustulokseen, ajatellaankin,
\nett\u00e4 hiukkasella B on kyll\u00e4 edelleen kaikki mahdoliset spintilat,
\nmutta ne ilmenev\u00e4t eri maailmoissa. Me itse olemme olemassa vain yhdess\u00e4
\nmaailmassa, siin\u00e4, jossa meid\u00e4n havaintomme ilmenev\u00e4t. T\u00e4m\u00e4n
\ntulkinnan mukaan kvanttimekaniikan indeterminismi yleens\u00e4kin havaitaan
\nvain meid\u00e4n maailmas samme, muissa maailmoissa, joita me emme voi havaita,
\nkaikki mahdolliset mikromaail man ilmi\u00f6t tapahtuvat ja maailmojen kokonaisuus
\non edelleen klassisen fysiikan tapaan t\u00e4ysin deterministinen. Everettin
\ntulkinnan mukaan jokainen kvanttimaailman mittaus ik\u00e4\u00e4nkuin laukaisee
\nlukemattoman m\u00e4\u00e4r\u00e4n muita maailmoja. <\/p>\n
\nsynnytt\u00e4m\u00e4\u00e4n realismin tai lokaalisuuden ogelmaan. Esim. David
\nBohmin<\/a> mukaan hiukkasten erillisyys on meid\u00e4n kolmiulotteisen maailmamme
\nn\u00e4k\u00f6harha. Bohm kutsuu t\u00e4t\u00e4 maailmaa eksplisiittiseksi maailmaksi.
\nT\u00e4m\u00e4 maailma on projektio meille n\u00e4kym\u00e4tt\u00f6 m\u00e4st\u00e4
\nmoniulotteisesta impisiittisest\u00e4 hyperavaruudesta, jossa maailmankaikkeus
\non jakamaton kokonaisuus. T\u00e4t\u00e4 n\u00e4k\u00f6kantaa on kutsuttu my\u00f6s
\nneorealistiseksi. John Wheelerin<\/a>
\nmukaan taas, klassisen realismin k\u00e4sityst\u00e4 ett\u00e4 maailma on meist\u00e4
\nriipumaton, ei voida pelastaa. Kaikessa toiminnassaan ja valinnoissaan ihminen
\non osallisena maailmassa, muokkaa, synnytt\u00e4\u00e4 ja luo sen tapahtumia.\n<\/p>\n
\nluonnetta, kutsutaan metafysiikaksi. Tiedon olemuksen filosofiaa kutsutaan epistemologiaksi
\nja todellisuuden perustavimpien rakenteiden filosofiaa ontologiaksi<\/a>.
\nSaman jaon mukaan erotetaan usein tieto-opillinen realismi ja ontologinen realismi.\n<\/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. \u00c4\u00e4rimm\u00e4isen
\nmaterialistisen tulkinnan mukaan, kaikki mik\u00e4 on todellista, voidaan materialistisen
\nreduktion avulla palauttaaa aineeseen ja siis viime k\u00e4dess\u00e4 fysiikan
\ntutkiman mikromaailman olioihin. Realistinen materialisti on objektivisti, h\u00e4n
\nuskoo siihen, ett\u00e4 ihmisest\u00e4 riippumaton todellisuus on objektiivisesti
\nolemassa, se on fysikaalinen ja ett\u00e4 fysiikan tutkimus voi periaatteessa
\nantaa oikean, tarkan ja t\u00e4ydellisen kuvan t\u00e4st\u00e4 todellisuudesta.
\nNaiiville realistille todellisuus on juuri sit\u00e4, mit\u00e4 havainnot h\u00e4nelle
\nosoittavat. <\/p>\n
\ntodellisuutta ovat vain ihmisen mielen luomat ideat. Lievemm\u00e4ss\u00e4 ja
\nmodernimmassa muodossa idealistinen n\u00e4kemys tunnustaa aineellisen maailman
\ntodellisuuden, mutta vaatii, ett\u00e4 my\u00f6s aineesta riippumattomalle todellisuu
\ndelle my\u00f6nnet\u00e4\u00e4n todellisuusarvo. Siten esim. abstraktit mielen
\nsis\u00e4ll\u00f6t, arvot, tunteet, ajatukset jne. ovat todella olemassa ja
\nne ovat inhimillisesti t\u00e4rkeit\u00e4 ja merkityksellisi\u00e4. <\/p>\n
\nmaailmasta on ihmisen konstruktio, emme ole tiedon passiivisia vastaanottajia,
\nvaan muokkaamme itse todellisuutta havainnossamme. Luonnontiedekin on siten
\nvain yksi inhimillinen tapa kuvata ja j\u00e4sent\u00e4\u00e4 maailmaa. Konstruktivismin
\nkanta on realismille ja 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<\/a>
\ntoi dualistisen ajattelun l\u00e4htem\u00e4tt\u00f6m\u00e4sti filosofiaan ja
\nmy\u00f6s tieteelliseen ajatteluun. Maailma ja ihminen joutuivat palautumattomasti
\neroon toisis taan. Siten tieteess\u00e4kin havaitsija ja havaintokohde on erotettava
\ntoisistaan. Descartes my\u00f6s osoitti tiedon ulkomaailmasta ongelmalliseksi.<\/p>\n
\ntodellisuuden riippumattomuuden asetti perustavalla tavalla kyseenalaiseksi
\nImmanuel Kant<\/a>, jota
\non joskus pidetty jopa kaikkien aikojen suurimpana filosofina ja h\u00e4nen
\najatteluaan filosofian Kopernikaanisena vallankumouksena. Kantin mukaan inhimillinen
\nkokemus on kaiken tiedon perusta. Kokemus ei kuitenkaan synny havainnoista ihmisen
\nmieless\u00e4 ilman ennakkoehtoja, vaan kaikki kokemus ilmenee havainnoista
\ninhimillinen tulkinnan muokkaamana. Kokemus ei kerro todellisuudesta sin\u00e4ns\u00e4,
\nvaan todellisuudesta ihmisen n\u00e4k\u00f6kulmasta. Kant erotti tiedostavan
\nsubjektin, sille ilmenev\u00e4n fenomeenien maailman ja olioiden maailman sin\u00e4ns\u00e4.
\nHavainnoimme aisteillamme ja ymm\u00e4rr\u00e4mme j\u00e4rjell\u00e4mme siten
\nkun niit\u00e4 koskevat inhimilliset ennakkoehdot antavat mahdollisuuden. Siten
\nesimerkikisi siit\u00e4 mit\u00e4 luonnossa – todella – tapahtuu, olioiden maailmasta
\nsin\u00e4ns\u00e4, meill\u00e4 ei ole tietoa, luonnon tapahtumat vain ilmenev\u00e4t
\nmeille luonnonlakeina. Kantin mukaan ihminen ei ole l\u00f6yt\u00e4nyt luonnolakeja
\nluonnosta, vaan on itse asettanut ne luonnolle.<\/p>\n
\nlaajalti tunnustettuja ja luultavasti ainakin useimpien luonnotieteilij\u00f6idenkin
\nhyv\u00e4ksymi\u00e4. Monet fyysikot, mm. Bernard d`Espagnat, l\u00e4hestyv\u00e4t
\nKantin ajattelutapaa. d`Espagna`n mukaan mm. EPR-kokeissa ilmenev\u00e4
\ntodellisuus ei koske todellisuutta sin\u00e4ns\u00e4, vaan ns. hunnutettua todellisuutta
\n(veiled reality).<\/p>\n
\ntarkastellut 1970- ja 1980-luvuilla mm. K.V.
\nLaurikainen<\/a>, joka on my\u00f6s tutkinut mm. Wolfgang Paulin filosofiaa.
\nLaurikaisen mukaan, ja h\u00e4nen Bohrin ja Pauliin tulkintansa mukaan, ihmisen
\ntietoisuuden – psyyken – vaikutus kvanttimaailmasta tekemiimme havaintoihin on
\nprimaarinen: havaitsija luo hiukkasen kvanttimekaanisen tilan, ennen havaintoa
\nsit\u00e4 ei ole olemassa. Yksitt\u00e4isten hiukkasten tapahtumat ovat – \u0094irrationaalisi
\n– siin\u00e4 mieless\u00e4, ett\u00e4 niiden ennustaminen on mahdotonta. Hiukkaset
\nsyntyv\u00e4t havainnossa, ne n\u00e4ytt\u00e4ytyv\u00e4t siin\u00e4 sen mukaan
\nmink\u00e4lainen havainto on p\u00e4\u00e4tetty suorittaa ja h\u00e4vi\u00e4v\u00e4t
\nj\u00e4lleen olemattomiksi havainnon j\u00e4lkeen.<\/p>\n
\nKallio-Tamminen<\/a>, jonka v\u00e4it\u00f6skirjan Quantum Metaphysics (2004)
\npohjalta h\u00e4n on julkaissut suomeksi teoksen Kvanttilainen
\ntodellisuus<\/a> (2006). My\u00f6s monet muut suomalaiset tutkijat ovat julkaisseet
\ntutkimuksia kvanttimekaniikan filosofiasta. <\/p>\n
\nseurassa<\/a> kvanttimekaniikan filosofiset ongelmat ovat jo monen vuosikymmenen
\najan olleet er\u00e4\u00e4n\u00e4 keskustelun p\u00e4\u00e4aihepiireist\u00e4.
\nVuonna 1985 j\u00e4rjestettiin Joensuun yliopistossa symposiumi Foundations
\n of Modern Physics, 50 years of the Einstein-Podolsky-Rosen – Gedankenexperiment; ja
\n1988 Helsingin yliopistossa symposio Kvanttifysiikka ja filosofia.\n<\/p>\n
\njohdattamana fysiikan oman filosofisen tradition – loogisen empirismin ja analyyttisen
\nfilosofian perinteen n\u00e4k\u00f6kulmasta. T\u00e4ll\u00f6in kvanttimekaniikan
\nmukaan n\u00e4ytt\u00e4\u00e4 silt\u00e4, ett\u00e4 t\u00e4m\u00e4n perinteeen
\ntodellisuusk\u00e4sityksen joistakin kulmakivist\u00e4, realismista tai tavanomaisesta
\nk\u00e4sityksest\u00e4 avaruuden paikallisuudesta on luovuttava.<\/p>\n
\nfilosofisista perinteist\u00e4 kuin analyyttisen filosofian viitekehyksest\u00e4
\nl\u00e4htien. Konstruktivistisella ajattelulla ja Kantin perusideoilla on merkitt\u00e4v\u00e4
\nasema mm. mannermaisissa eurooppalaisissa filosofisissa j\u00e4rjestelmiss\u00e4
\nkuten fenomenologiassa, hermeneutiikkassa ja eksistenssin filosofioissa. Edmund
\nHusserlin ja Martin Heidggerin perustaman fenomenologian tieteen todellisuuskuvan
\nkritiikki kohdistuu itse tieteen l\u00e4ht\u00f6kohtaan. Sen mukaan, kun fysiikassa
\npyrit\u00e4\u00e4n tarkastelemaan havaitsijasta riippumatonta objektiivista
\ntodellisuutta, kaikkein oleellisin todellisuuden olemus on jo ohitettu. Fenomenologian
\nmukaan kaiken tiedon l\u00e4ht\u00f6kohtana tulee olla ihmisen tiedostusproses
\nsi. Kaikki tietomme ilmenee meille vain sen sallimissa rajoissa. Fenomenologian
\nmukaan tiede, esim. fysiikka, ei voi sanoa mit\u00e4\u00e4n todellisuuden perimm\u00e4isest\u00e4
\nluonteesta. Todellisuudesta sin\u00e4ns\u00e4, meist\u00e4 ihmisist\u00e4 riippumattomana,
\nedes sen olemassaolosta, ei fenomenologisen tieteen kritiikin mukaan tiede voi
\nsanoa mit\u00e4\u00e4n.<\/p>\n
\nAhlman<\/a>, Sven Krohn<\/a>,
\nLauri
\nRauhala<\/a>, Martti Siirala<\/a>,
\nMatti Juntunen, Juha Varto<\/a>
\nja my\u00f6hemmin sit\u00e4 ovat tutkineet monet muut.<\/p>\n
\n(esim. Markku Satulehto), matemaattisella kielell\u00e4 esitetyn fysikaalisen
\nteorian esitt\u00e4mien teoreettisten olioiden todellinen olemus ei sin\u00e4ns\u00e4
\nole matemaattinen, vaan matemaattinen teoria ilmaisee jotakin maailmassa olevaa
\ntapahtumisen periaatetta, joka vain mahdollistaa monimutkaisen matemaattisten
\nkonstruktion. Tieteellinen tutkimus on tietyn teeman, ei maailman tutkimusta.
\nTeorian totuus on sit\u00e4, ett\u00e4 teeman mukaisissa kokeissa maailma antaa
\nsellaisia vastauksia, jotka ovat mielekk\u00e4it\u00e4 teeman n\u00e4k\u00f6kulmasta.
\nTeorian v\u00e4itteet siis heijastavat luonnon olemistotuuksia, jotka ymm\u00e4rret\u00e4\u00e4n
\nmaailman kokemuksessa, mutta eiv\u00e4t ole tosia esityksi\u00e4 luonnosta itsest\u00e4\u00e4n.<\/p>\n
\ntulevan esiin ihmist\u00e4 ja kulttuuria tutkittaessa. Aika yleisesti ollaan
\nsit\u00e4 mielt\u00e4, ett\u00e4 luonnontie teiden tieteenfilosofia, analyyttinen
\nfilosofia ja looginen empirismi eiv\u00e4t sovellu ihmistutkimuksen filosofiseksi
\nperustaksi. <\/p>\n
\njuuri femomenologia, hermeneutiikka ja eksistenssin filosofiat. N\u00e4ihin
\nfilosofioihin perustu vissa holistisissa suuntauksissa pyrit\u00e4\u00e4n n\u00e4kem\u00e4\u00e4n
\nihminen dynaamisena kokonaisuu tena, joka muodostuu kuitenkin erillisist\u00e4,
\ntoisiinsa palautumattomista olemuspuolista. N\u00e4m\u00e4 olemuspuolet, esim.
\nfysikaalinen, biologinen ja tajunnallinen olemuspuoli, ovat jatkuvasti monella
\ntavalla vuorovaikutuksissa toistensa kanssa. Tietoisuus voidaan ymm\u00e4rt\u00e4\u00e4
\nmerkitysten kokonaisuutena, jolloin merkityksell\u00e4 ymm\u00e4rret\u00e4\u00e4n
\nsit\u00e4, ett\u00e4 jokin asia merkitsee tai tarkoittaa meille jotakin. Ihmisen
\ntietoisuus merkityksineen on t\u00e4ss\u00e4 katsanossa t\u00e4ysin ep\u00e4fysikaalinen
\nja mm. aivoihin palautumaton olemuspuoli, sill\u00e4 ei ole paikkaa, kokoa,
\njne. Esimerkikisi nykyaikaisessa kognitiotieteess\u00e4 ja aivotutkimuksessa
\nmy\u00f6nnet\u00e4\u00e4n yleisesti, ett\u00e4 ihmisen tietoisuuden ongelmaa
\nei ole voitu ratkaista aivoja tutkimalla.<\/p>\n
\n– ymm\u00e4r r\u00e4mme esim. p\u00f6yd\u00e4n p\u00f6yd\u00e4ks – ett\u00e4
\nmy\u00f6s esim. tunteisiin, arvoihin, ajatuksiin yleens\u00e4, jne. Merkitysten
\npalauttaminen fysikalistisen reduktion mieless\u00e4 fysiikan tutkimuskoh teeksi,
\nv\u00e4itt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 esim. ett\u00e4 oikeudenmukaisuus tai velvollisuudentunto
\nvoitaisiin jotenkin palauttaa atomien liikkeiksi tai tapahtumiksi, on t\u00e4ss\u00e4
\najattelussa mielet\u00f6nt\u00e4. Merkityksi\u00e4 tulee tutkia niille aidossa
\nja niille soveltuvassa l\u00e4hestymistavassa. Siten esim. aviopuolisoiden ongelmia
\ntai lasten kasvatuksen kysymyksi\u00e4 on hy\u00f6dyt\u00f6nt\u00e4 tarkas tella
\ntutkimalla aivojen kemiallisia ja fysikaalisia ilmi\u00f6it\u00e4. T\u00e4m\u00e4ntapaista
\nk\u00e4sityst\u00e4 ihmisen filosofiasta on Suomessa kehitellyt Lauri Rauhala.<\/p>\n
\ntodellisuutta tutkittaessa tarkastellaan ihmisen suhdetta maailmaan, jolloin
\nmy\u00f6s ihminen itse joutuu tarkastelun kohteeksi. T\u00e4h\u00e4n viittaa
\nmy\u00f6s edell\u00e4 on hahmoteltu kvanttimekaniikan K\u00f6\u00f6penhaminalainen
\ntulkinta, jossa havaitsijaa ja havaintokohdetta ei voida erottaa toisistaan.\n<\/p>\n
\nesimerkiksi: Physics is to be regarded not so much as the study of something
\na priori given, but rather as the development of methods of ordering and surveying
\nhuman experience\u0094 (The Unity of Human Knowledge” (October 1960)\u0094, ts.
\nsuomeksi: Fysiikkaa ei tule ajatella niink\u00e4\u00e4n jonkin apriorisesti
\nannetun (todellisuuden) tutkimuksena, vaan niiden menetelmien kehittymisen\u00e4,
\njoilla luodaan j\u00e4rjestyst\u00e4 ja selvityst\u00e4 ihmisen kokemukselle. Bohr sanoo
\nmy\u00f6s, ett\u00e4: It is wrong to think that the task of physics
\nis to find out how nature is. Physics concerns what we can say about nature. (”The
\nphilosophy of Niels Bohr” by Aage Petersen): On v\u00e4\u00e4rin
\najatella, ett\u00e4 fysiikan teht\u00e4v\u00e4 on paljastaa mink\u00e4lainen
\nluonto on. Fysiikka koskee sit\u00e4 mit\u00e4 me voimme sanoa luonnosta.\n<\/p>\n
\nexposed to our method of questioning. Se mit\u00e4 havaitsemme, ei ole luonto
\nitse, vaan luonto sellaisena kuin se paljastuu meid\u00e4n kysymyksenasetteluillemme.<\/p>\n
\npaitsi kvanttimekaniikassa, my\u00f6s suhteellisuusteoriassa. Ihminen tulee
\nv\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00f6m\u00e4ksi koska avarutta ja aikaa ei voi erottaa
\nvetoamatta havaitsijaan. Kun absoluuttista avaruutta ja aikaa ei ole olemassa,
\ntarvitaan aina havaitsija. Havaintoja voidaan k\u00e4sitell\u00e4 vain kun tiedet\u00e4\u00e4n,
\nmiss\u00e4 havaitsija on ja mihin havaintoja verrataan. Bohrin mukaan suhteellisuusteorian
\nja kvanttimekaniikan kuvauksissa todellisuudesta on havaitsijaa koskeva looginen
\nsamankaltaisuus, joka vaatii uudistamaan tavanomaiset fysikaalista todellisuuutta
\nkoskevat ideamme.<\/p>\n
\nkuukausiesitelm\u00e4\u00e4, koska silloin ovat valtakunnalliset T\u00e4htip\u00e4iv\u00e4t
\n17.-18.5. Kirkkonummen koulukeskuksessa. Silloin on mm. viisi esitelm\u00e4\u00e4,
\nn\u00e4yttely ja esityksi\u00e4 Ursan planetaariossa. Katso tarkemmin www.ursa.fi\/yhd\/komeetta\/tpaivat\/<\/a>\n<\/p>\n