I dette blogginnlegget skal vi se på hvordan vår forståelse av virkeligheten har endret seg gjennom forskjellene mellom klassisk mekanikk og kvantemekanikk.
I følge klassisk mekanikk, hvis den opprinnelige bevegelsestilstanden til et objekt er kjent nøyaktig, uavhengig av størrelsen, kan objektets tilstand etter en viss tid måles nøyaktig, og to gjensidig utelukkende tilstander kan ikke sameksistere. Kvantemekanikken, som dukket opp på 20-tallet, avslørte imidlertid at gjensidig utelukkende tilstander kan sameksistere i den mikroskopiske verden.
For å forstå sameksistensen av gjensidig utelukkende tilstander i den mikroskopiske verden, kan man vurdere en snurrebass med en radius på 5 cm i den makroskopiske verden. Snurretoppen vil spinne enten med eller mot klokken. Rotasjonsretningen til snurretoppen er allerede bestemt før observasjon, og den er bare kjent gjennom observasjon. Tenk deg derimot en snurrebass så liten som et elektron i den mikroskopiske verden. Rotasjonsretningen til denne snurretoppen kan være enten med eller mot klokken. De to tilstandene som sameksisterer i en enkelt snurrebass bestemmes ved observasjon til å være én rotasjonsretning. Hvilken av de to retningene som vil bli bestemt, kan ikke vites før observasjon. I motsetning til den makroskopiske verden, sameksisterer gjensidig utelukkende tilstander i den mikroskopiske verden styrt av kvantemekanikk før vi observerer dem. Einstein syntes det var vanskelig å akseptere konseptet om at sameksistensen av gjensidig utelukkende tilstander og observasjon i seg selv bestemmer tilstanden til et objekt, og han var skeptisk til tolkningen av kvantemekanikken og sa: «Eksisterer ikke månen før du ser den?»
Denne egenskapen ved kvantemekanikk har ikke bare stimulert teoretisk nysgjerrighet, men har også hatt en betydelig innvirkning på den teknologiske utviklingen. Nylig forskes det på kvantedatamaskiner som utfører ultraraske beregninger ved å anvende sameksistensen av gjensidig utelukkende tilstander. Dette er et godt eksempel på hvordan sameksistensen av gjensidig utelukkende tilstander i kvantemekanikk kan realiseres i virkeligheten. Disse forskningsresultatene om den mikroskopiske verden stiller grunnleggende spørsmål ved de sunne fornuft-ideene vi naturlig har tilegnet oss om den makroskopiske verden. For eksempel fungerer prinsippet bak kvantedatamaskiner på en helt annen måte enn prinsippet bak konvensjonelle klassiske datamaskiner, og åpner for fantastiske muligheter som går utover vår hverdagsforståelse. Lignende spørsmål kan finnes innen logikk.
Klassisk logikk er et logisk system med bare to sannhetsverdier: «sant» og «usant». I klassisk logikk er enhver påstand enten «sant» eller «usant». Dette passer godt med vår sunne fornuft. Imidlertid, ifølge Priest, finnes det påstander som er «sanne» og «usanne» samtidig, i tillegg til påstander som er «sanne» eller «usanne». For å forklare dette presenterer han «løgnerens paradoks». For å forstå løgnerens paradoks, la oss skille mellom selvrefererende påstander og ikke-selvrefererende påstander. En selvrefererende påstand er, som navnet antyder, en påstand som refererer til seg selv. For eksempel refererer den sanne påstanden «Denne setningen består av atten stavelser» til seg selv og angir hvor mange stavelser den består av. På den annen side angir den sanne påstanden «Hovedstaden i Peru er Lima» bare hvor hovedstaden i Peru er og refererer ikke til seg selv.
«Denne setningen er falsk» er en løgnersetning. Dette er en selvrefererende setning der uttrykket «denne setningen» refererer til selve setningen og sier at den er «usann». Hvorfor mener Priest da at løgnersetninger bør anses som «sanne og usanne samtidig»? For å svare på dette spørsmålet, la oss først anta at løgnersetninger er «sanne». I så fall er løgnerens setning «usann». Dette er fordi løgnerens setning refererer til seg selv og sier at den er «usann». La oss på den annen side anta at løgnerens setning er «usann». I så fall er løgnerens setning «sann». Dette er fordi det er det setningen sier. Ifølge Priest er løgnerens utsagn uansett et utsagn som er «sant og usant samtidig». Derfor mener han at løgnerens utsagn må gis verdien «sant og usant samtidig». Han presenterer ulike eksempler som støtter eksistensen av sannhetsverdier som er «sanne og usanne samtidig», bortsett fra løgnerens utsagn. Spesielt mener han at sameksistensen av gjensidig utelukkende tilstander i kvantemekanikk antyder dette poenget.
Siden klassisk logikk ikke kan håndtere setninger med sannhetsverdier som er «sann og usann samtidig», foreslo Priest LP*, en av de ikke-klassiske logikkene som kan håndtere slike setninger. Imidlertid gjelder ikke noen intuitivt tiltalende slutningsregler i LP. Tenk på eksemplet med regelen om å bekrefte antesedenten. I klassisk logikk gjelder regelen om å bekrefte antesedenten. Dette betyr at hvis den betingede påstanden «P er Q» er sann, må dens antesedent P også være sann, og dens konsekvente Q må også være sann. På samme måte, i LP, for at regelen om å bekrefte antesedenten skal gjelde, må den betingede påstanden og dens antesedent P begge være sanne eller begge usanne, og dens konsekvente Q må også være sann eller både sann og usann. Men i LP, hvis antesedenten til den betingede påstanden er «sann og usann» og konsekventen er «usann», er både den betingede påstanden og antesedenten «sann og usann», men konsekventen er «usann». Selv om regelen for antesedentbekreftelse ikke holder, er LP viktig som et forsøk på å svare på grunnleggende spørsmål om klassisk logikk.
Denne utviklingen innen kvantemekanikk og logikk har gitt en viktig mulighet til å revurdere vårt eksisterende kunnskapssystem. Kvantemekanikkens egenskaper ved den mikroskopiske verden er ikke bare av interesse for forskere, men har også en viktig innflytelse på filosofiske og logiske diskusjoner. Gjennom dette vil vi kunne få en dypere forståelse av naturen og universet, og lede fremtidige teknologiske innovasjoner.
