nedeterminare

nedeterminare (cuantică) [ştiinţă]

Termenul se impune în gândirea ştiinţifică a secolului douăzeci în urma formulării de către Werner Heisenberg a principiului omonim. Cutremurul epistemologic pe care îl va provoaca principiul de nedeterminare a lui Heisenberg se explică prin faptul că acesta răspunde, din interiorul gestului ştiinţific, la o aşteptare pe care fizica clasică o socotea legitimă, şi care în fond se va arăta nemăsurată şi nejustificată: posedând o cunoaştere suficientă a condiţiilor iniţiale ale unui sistem fizic (în termeni de poziţie şi viteză în spaţiu) se poate determina integral evoluţia acestuia. Este vorba de determinismul profesat de Galilei, Newton sau Laplace. Heisenberg arată însă că dacă în fizica clasică avem un sistem de puncte materiale care se află într-un câmp de forţe în care este respectat principiul conservării energiei (fiecare punct material este considerat separat de celelalte, având propria lui viteză şi poziţie ce pot fi măsurate în orice situaţie), în noua fizică (adaptată studiului „infinitului mic”) poziţia şi viteza punctului material nu pot fi măsurate simultan.

„Heisenberg a reuşit să demonstreze că acest lucru nu este posibil, şi anume nu din motive tehnice (ar fi deci posibil în viitor, când tehnica va mai avansa), ci din motive principiale. Căci cu cât se poate determina mai exact una din dimensiuni (de exemplu spaţiul în care se află o componentă), cu atât este mai inexactă determinarea celorlalte dimensiuni, în acest caz a impulsului (impuls = masă x viteză); o determinare foarte exactă a timpului nu permite, la rândul ei, determinarea exactă a energiei. Atâta timp cât nu se putea dispune de metode de determinare foarte exacte, asemenea relaţii nu puteau fi constatate. În momentul în care s-a intrat însă în domeniul dimensiunilor mici (fizica nucleară, fizica particulelor elementare) s-a demonstrat că tocmai aceste instrumente necesare la determinarea anumitor fenomene influenţează aceste particule, făcând deci imposibilă în principiu o determinare exactă.” ¹

În fizica cuantică, observatorul influenţează experimentul. Mai mult, punctul material însuşi nu poate fi gândit ca independent, „decuplat” de restul punctelor materiale ale sistemului, el este considerat ca având potenţialitatea de a se găsi simultan în toate punctele din sistemul de referinţă din care face parte. Este o viziune care presupune imposibilitatea de a mai „izola” fragmente de realitate. În consecinţă, este neviabilă cunoaşterea fracţionară, fragmentată, cum era cazul fizicii clasice. Epistemologia teoriei cuantice implică dezvoltarea unei cunoaşteri unificate în care relaţia dintre întreg şi parte este strânsă şi dinamică. ²

Consecinţele noii epistemologii vor ieşi treptat la lumină. Heisenberg însuşi, negând posibilitatea enunţată de fizica clasică de a afirma că „dacă cunoaştem prezentul cu certitudine, putem calcula viitorul” unui sistem, se referea la inconsistenţa premisiei din enunţul precedent – în fond, nu putem ştii prezentul „cu certitudine” – şi nu avea intenţia, asemenea lui Niels Bohr, de a admite că „teoria cuantică introduce în fizică domnia incertitudinii”. Va fi mai curând rolul unor cugetători din câmpul filosofiei ştiinţelor de a extinde ca şi gest de cugetare filosofică consecinţele gestului de natură ştiinţifică, subliniind că „orice fizician, chiar clasic, de îndată ce experimentează cu instrumente care nu sunt altceva decât „teorii materializate”, modifică obiectul observaţiei”(Gaston Bachelard) ³, respectiv „ar fi contradictoriu să putem prezice prin demers ştiinţific dezvoltarea ştiinţifică a cunoştinţelor noastre. Dacă viitorul este parţial deschis, şi doar anumite potenţialităţi prezente sunt realizate, trebuie statuată o „nedeterminare metafizică”(Karl Popper).” ⁴

Bernard d’Espagnat arată că cercetările din fizica cuantică subliniază faptul că realitatea fizică nu poate fi explicitată definitiv printr-o teorie fizică. El introduce termenul de real acoperit care exprimă limitele cunoaşterii ştiinţifice.

„Acest real acoperit depăşeşte în parte posibilităţile inteligenţei umane [...] Pe de altă parte, ştiinţa este cea care ne învaţă raportul cu realul. Însă informaţia pe care ne-o furnizează este limitată în structurile sale generale şi, deci, nu poate fi concepută ca fiind exhaustivă.” ⁵

Cercetarea din fizica cuantică permite intuirea substratului profund al materiei fără să pretindă că epuizează prin demers analitic natura raţiunilor ultime ale materiei. Ontologia fizicii cuantice este una relaţională, depăşind concepţiile materialiste despre lume şi afirmând relaţia intimă dintre conştiinţă şi materie, interconectarea între subiectul cunoscător şi obiectul de cunoscut. Dimensiunea implicativă a cercetărilor din fizica cuantică permite o deschidere către semnificaţia teologică a actului cunoaşterii. Nedeterminarea cuantică înţeleasă ca fiind structurală lumii constituie o premisă de referinţă pentru eliminarea oricăror forme de autosuficienţă din partea ştiinţei.

Realitatea evidenţiată de fizica cuantică este una care rămâne învăluită de taină, exprimând totodată interconectarea subiectului la realitatea cunoscută.

„ Nu putem pretinde să cunoaştem caracteristicile veritabile în sine ale particulelor, ale acelora care ar exista într-o realitate independentă de noi, ci doar a acelor particule pe care le măsurăm, şi care depind într-o mare parte de maniera în care le măsurăm. Deci, trebuie admis că realitatea este şi va rămâne ascunsă. Ea nu este în totalitate de necunoscut, dar ea nu poate, prin însăşi natura sa, să fie dezvăluită în totalitate.” ⁶

Nedeterminarea indusă de principiul lui Heisenberg din fizica cuantică presupune o asumare în mod diferenţiat: ca ignoranţă umană, ca o limită a cunoaşterii conceptuale, ca nedeterminare structurală a naturii. Einstein şi Bohm sunt reprezentanţii oamenilor de ştiinţă care consideră incertitudinea din principiul de nedeterminare ca o măsură şi o expresie a ignoranţei umane. Subiectivitatea din cercetarea ştiinţifică este generată de o informaţie incompletă şi de o interpretare insuficientă a datelor existente. Incertitudinea este de ordin epistemologic, nu ontologic. Teoria probabilităţii şi incertitudinile fundamentate de fizica cuantică au fost respinse vehement de Einstein care a crezut în posibilitatea dobândirii unei obiectivităţi absolute în cunoaşterea ştiinţifică. În chip similar, David Bohm, prin teoria variabilelor ascunse din fizica cuantică, încearcă să construiască un anumit cadru formal al cunoaşterii ştiinţifice, exprimate în mod obiectiv. Incertitudinea rezultată din principiul de nedeterminare reprezintă doar o etapă epistemologică temporară, care va fi depăşită în timp prin găsirea unei teorii ce va structura în mod coerent toate variabilele. Se întâlneşte aici o profundă aspiraţie de a găsi o teorie unificată a ştiinţei prin care să se redea o reprezentare integrală a lumii.

Niels Bohr consideră că incertitudinea nu e dată de o ignoranţă temporară, ci reprezintă o limitare fundamentală a cunoaşterii umane. Întreaga cunoaştere umană (inclusiv cea ştiinţifică) este limitată în mod structural. Incertitudinea este introdusă în cercetarea ştiinţifică chiar plecând de la furnizarea observaţiilor obţinute în urma experimentului empiric. Însă imposibilitatea unei predicţii a stării atomului nu e rezultatul intervenţiei savantului în studiul fenomenului natural, ci este o condiţie intrinsecă a naturii înseşi. Conform principiului de nedeterminare a lui Heisenberg, această incertitudine este un dat ontologic al naturii. Totuşi, Bohr insistă mai mult asupra unui fel de agnosticism ştiinţific decât afirmă dimensiunea ontologică a nedeterminării.

Werner Heisenberg este cel care subliniază caracterul ontologic dat de principiul de nedeterminare din fizica cuantică. Limita este o expresie ontologică a realităţii naturale, e structurală existenţei create. Din perspectivă teologică, dimensiunea ontologică a nedeterminării exprimă şi mai clar distincţia semnificativă de tip ontologic dintre necreat şi creat. Ştiinţa are competenţă în ceea ce priveşte studiul realităţii create, dar şi în această situaţie ea e caracterizată de o limită dată de nedeterminarea ontologică existentă în natura creată. Imperfecţiunea cunoaşterii ştiinţifice nu e dată nici de imprecizia aparatelor de măsură, nici de lipsa unei abilităţi epistemologice, ci de nedeterminarea ontologică existentă în structura internă a lumii.

Orientarea ontologică facilitează interconectarea conştiinţei cu materia. Nu mai avem de-a face cu o materie amorfă, grosieră şi lipsită de raţionalitate. Lumea fizică nu rămâne fără statut ontologic, ea fiind structurată intrinsec tocmai pe baza raţionalităţii sale interne, în strânsă legătură cu raţiunea umană. Astfel raţiunea umană poate sesiza raţionalitatea cosmosului într-o perspectivă care regăseşte identitatea ontologică a întregii existenţe.

Implicarea procesului conştient al minţii umane în reprezentarea lumii în perspectiva fizicii cuantice evidenţiază o ontologie reală a lumii. Aceasta permite o viziune coerentă asupra universului care articulează atât conştiinţa cât şi natura.

„Încorporarea unei reprezentări a procesului conştient în reprezentarea pe care o face fizicianul procesului creierului dă naştere unei interpretări a teoriei cuantice care este integrată coerent într-o reprezentare teoretică cuprinzătoare a naturii care include atât mintea cât şi materia şi care asigură automat conexiunile structurale dintre minte şi creier.”⁷            

Nedeterminarea pusă în evidenţă de Heisenberg (în fizică), asemenea teoremei incompletitudinii a lui Gödel (în matematică), respectiv teoriei maşinii lui Turing (în informatică) au meritul de a deschide ştiinţei calea unei smerenii pe care modernitatea nu o cunoaşte, și afirmăm aceasta în sensul unei conştientizări principiale a propriilor limite din însuşi interiorul gestului ştiinţific.

Bibliografie: 1. Maria Fürst, Jürgen Trinks, Manual de filozofie, ed. Humanitas, Bucureşti, 1997, p. 99; 2. Adrian Lemeni, pr. Răzvan Ionescu, Teologie ortodoxă şi ştiinţă, ed. IBMBOR, 2007, p. 362; 3. Dominique Lecourt, Déterminisme, în vol. Dictionnaire d’historie et philosophie des sciences (sous la direction de Dominique Lecourt), ed. Quadrige/Puf, Paris, 1999, p. 301; 4. Ibidem, p. 301; 5. Bernard d”Espagnat, Le réel voilé, ed. Fayard, Paris, 1994, p. 377; 6. Jean Staune, Notre existence a-t-elle un sens?, ed. Presses de la Renaissance, Paris, 2007, p. 94; 7. Henry Stapp, Raţiune, materie şi mecanică cuantică, ed. Tehnică, Bucureşti, 1998, p. 176.

A se vedea şi: determinism.