Kvantmekanik och Gud

Innehåll

1. Inledning

2. Våg-partikeldualiteten

3. Vågfunktionen

4. Guds kollaps

5. Sammanfattning

Länkar

Noter

Referenser

1. Inledning

Kvantmekanik är en övergripande teori inom den moderna fysiken som formulerades under 1900-talets första hälft. Den har visat sig vara en mycket framgångsrik beskrivning av materiens och energins beteende i mikrokosmos. Teorin skiljer sig från den klassiska mekaniken på några avgörande punkter, varav den viktigaste för denna artikel är våg-partikeldualiteten. Denna dualitet står nämligen i ett motsatsförhållande till den kristna guden. [1]

2. Våg-partikeldualiteten

Våg-partikeldualiteten innebär att ljus och materia beroende på omständigheterna uppvisar endera vågegenskaper eller partikelegenskaper. För att illustrera ljusets vågnatur kan man låta ljus infalla mot en ogenomskinlig vägg med två närliggande, smala spalter (= dubbelspaltexperiment) (figur 1:A). De två smala, utgående ljusstrålarna får därefter falla på en skärm. På skärmen uppträder då ett mönster av omväxlande ljusa och mörka fransar (figur 1:B). Mönstret är ett resultat av att det infallande ljuset böjs vid spalternas kanter och ger upphov till cirkelformade vågor (= diffraktion). De cirkelformade vågorna kommer delvis att samverka med varandra; vågtoppar som möts förstärker varandra till högre vågor, vågdalar som möts blir till djupare vågdalar och en vågtopp och en vågdal tar ut varandra. Fenomenet kallas för interferens och visar tydligt att ljus är en vågrörelse. Ljusets partikelegenskaper påvisas genom den fotoelektriska effekten. Fotoelektrisk effekt är beteckningen på det faktum att elektroner utstålas från en metallyta om denna belyses med ljus (figur 1:C). Energin från dessa elektroner bestäms av ljusets frekvens, medan antalet emitterade elektroner bestäms av ljusets intensitet. Den fotoelektriska effekten kan endast förklaras om ljuset betraktas som en ström av partiklar (= fotoner). På liknande sätt har våg-partikeldualiteten verifierats för elektroner, protoner och t.o.m. hela molekyler.   

       

Figur 1: (A) Ljus som infaller mot en ogenomskinlig vägg med två närliggande, smala spalter ger upphov till cirkelformade vågor. Dessa vågor interfererar och ger upphov till ett (B) mönster av mörka och ljusa fransar. (C) I den fotoelektriska effekten emitterar en metallyta elektroner då den belyses med ljus av rätt frekvens.

3. Vågfunktionen

Inom kvantmekaniken förklaras våg-partikeldualiteten genom att varje partikel beskrivs av en vågfunktion, vars kvadrat beskriver sannolikheten att finna partikeln på en given plats vid en given tidpunkt. Detta innebär att en partikel inte har någon bestämd position innan en mätning sker. Omedelbart efter mätningen är dock partikelns sannolikhetsfördelning samlad i en enda punkt, nämligen den där partikeln hittades. Man säger att vågfunktionen kollapsar till en klassisk partikel vid mätning eller observation (figur 2). Denna tolkning av kvantmekaniken kallas för Köpenhamnstolkningen, och är i dag den mest accepterad tolkningen bland fysiker. För att illustrera vågfunktionens kollaps kan man skjuta fotoner, med en hastighet av t.ex. en foton per sekund, mot de två spalterna i dubbelspaltexperimentet ovan. I detta experiment är det omöjligt att veta vilken spalt en enskild foton passerar igenom och enligt Köpenhamnstolkningen uppvisar fotonen vågkaraktär. Detta verifieras av att ett interferensmönster erhålls på skärmen, en följd av att fotonens vågfunktion diffrakteras genom båda spalterna och interfererar med sig själv. Om man nu arrangerar experimentet så att man vet vilken spalt en enskild foton passerar igenom, t.ex. genom att bygga små detektorer kring spalterna, kommer fotonen, enligt Köpenhamnstolkningen, att uppvisa partikelkaraktär och något interferensmönster uppkommer inte.

Figur 2: Enligt Köpenhamnstolkningen kollapsar vågfunktionen till en klassisk partikel vid observation.

4. Guds kollaps

Enligt kristen teologi är allestädesnärvaro och allvetande två av Guds karaktärsdrag, d.v.s. Gud observerar, och har kunskap om, samtliga kvantfenomen som har hänt, händer och som kommer att hända. Fotonen i dubbelspaltexperimentet ovan bör därför alltid uppträda som en klassisk partikel. Vi observerar dock ett interferensmönster, vilket tyder på att fotonens vågfunktion ej kollapsat. Ergo, Gud existerar inte.[2]

5. Sammanfattning

P1: Enligt kristen teologi är Gud allvetande och allestädesnärvarande, d.v.s. Gud observerar samtlig kvantfenomen i universum.

P2: Enligt Köpenhamnstolkningen kollapsar vågfunktionen till en klassisk partikel vid observation.

S3: En allvetande och allestädesnärvarande Gud kollapsar samtliga vågfunktioner.

P4: Det finns vågfunktioner som ej har kollapsat.

S5: Gud existerar inte.

Länkar

The Argument from Quantum Physics (StrongAtheism.net)

Kvantmekanik (Svenska Wikipedia)

Quantum mechanics (Wikipedia)

Noter

[1] Med "Gud" menar jag i fortsättningen den transcendentala varelse som i de abrahamitiska religionerna uppfattas som allsmäktig, allvetande, allestädesnärvarande och oändligt kärleksfull.

[2] Troligen inte världens bästa ateologiska argument, men du har i alla fall fått en grundläggande kurs i kvantmekanik. ;)

Referenser

U. Danielsson, Stjärnor och äpplen som faller: En bok om upptäckter och märkvärdigheter i universum, MånPocket (2003)

DiscordianPunk, Moralens oberoende av Gud (2008-02-27)

F. Tremblay, The Argument from Quantum Physics (2008-11-09)

M. Sherwood och C. Sutton, Vetenskapens värld: Fysikens lagar, Fogtdals Förlag (1989)

Allvetande, Svenska Wikipedia (2008-12-10)

Diffraktion, Svenska Wikipedia (2008-12-07)

Fotoelektrisk effekt, Svenska Wikipedia (2008-12-07)

Kvantmekanik, Svenska Wikipedia (2008-11-09)

Köpenhamnstolkningen, Svenska Wikipedia (2008-12-08)

Våg-partikeldualitet, Svenska Wikipedia (2008-12-07)

www.laserphysics.kth.se/courses/optkom/kapitel5.pdf (2008-12-07)

www.physto.se/~ml/Fotodubbel.pdf (2008-12-07)

Bilder

Figur 1:B: Practical Physics (2008-12-02)
Copyright okänd.

Figur 1:C: Fotoelektrisk effekt, Wikimedia Commons (2008-12-14)
Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.

Figur 2: Bild gjord av Johan Karlsson. Bilden får fritt kopieras, distribueras och/eller ändras.