Falsafah disproversialisme Karl Popper menyediakan kaedah untuk pengesahan teori saintifik, yang dilihatnya bercanggah dengan tafsiran Copenhagen tentang mekanik kuantum. Walau bagaimanapun, tafsiran Copenhagen boleh dinilai semula dalam kerangka falsafah Popper dengan menggunakan disproversialism dan teori kebarangkalian berasaskan kecenderungan, dan boleh dilihat sebagai pelengkap.
Karl Popper, yang terkenal dengan disproversialisme saintifiknya, turut mendedahkan pendiriannya mengenai teori kebarangkalian dalam proses menjelaskan ideologi falsafahnya dalam bukunya ' The Logic of Scientific Discovery. Berdasarkan teorinya tentang tafsiran kebarangkalian, dia menolak tafsiran Copenhagen, tafsiran mekanik kuantum yang paling dominan, pada tahap yang besar. Kedudukannya berpunca daripada logik dan andaian yang dibuatnya untuk menubuhkan falsafahnya yang tidak boleh disangkal. Walau bagaimanapun, falsafah disproversialisme Karl Popper adalah idea yang sangat penting dalam falsafah sains, dan Tafsiran Copenhagen bagi mekanik kuantum disokong oleh ahli fizik. Mari kita lihat sama ada tafsiran Copenhagen tentang mekanik kuantum benar-benar tidak serasi dengan falsafah Karl Popper.
Mula-mula, mari kita terangkan secara ringkas falsafah Karl Popper tentang disproversialisme dan kebarangkalian. Karl Popper percaya bahawa adalah mustahil untuk membuktikan fakta saintifik melalui induksi. Induksi ialah proses mendapatkan pernyataan universal daripada pernyataan tunggal, dan tidak kira berapa banyak kes individu dikumpulkan, adalah mustahil untuk membuktikan sepenuhnya fakta umum. Contoh terkenal tentang ini ialah cadangan U, "Semua angsa berwarna putih." Tidak kira berapa banyak angsa yang kita amati dan sahkan bahawa mereka semua berwarna putih, kita tidak akan dapat membuktikan sepenuhnya U. Walaupun kita memerhati semua angsa di planet ini pada satu masa dan mendapati bahawa mereka semua putih, jika ada bukan- angsa putih pada masa lalu, atau jika akan ada angsa bukan putih pada masa hadapan, U tidak akan benar. Oleh itu, Popper menolak kaedah saintifik secara induksi. Ini dipanggil "Masalah Induksi".
Daripada menolak induksi, Popper berhujah untuk kaedah saintifik berdasarkan potongan. Pertimbangkan proposisi am U. Kemudian, tidak kira berapa banyak proposisi individu s1, s2, ….. bahawa ia adalah benar, ia tidak pernah dijamin bahawa U adalah palsu. Tetapi jika terdapat hanya satu dalil individu s1′ yang mengatakan U adalah palsu, maka terbukti bahawa U adalah palsu. Pertimbangkan kes dalam perenggan sebelumnya. Biarkan U menjadi "Semua angsa berwarna putih." Biarkan s1, s2, ….. , s1000 ialah pemerhatian bahawa 1000 angsa diperhatikan dan semuanya berwarna putih. Pemerhatian s1 hingga s1000 bukanlah jaminan sempurna bahawa semua angsa berwarna putih, tetapi jika angsa ke-1001 berwarna hitam, maka U pasti palsu. U dengan itu tidak dibuktikan. Metodologi saintifik yang berjalan dengan cara ini dipanggil pemalsuan.
Falsifikasiisme juga merupakan asas kepada perbezaan Karl Popper antara sains dan bukan sains. Salah satu masalah besar dalam falsafah sains ialah penubuhan kriteria untuk membezakan antara sains dan bukan sains, yang dikenali sebagai "Masalah Penandaan". Karl Popper melihat ketidaksetujuan sebagai perkara yang membezakan teori saintifik daripada teori bukan saintifik: teori ialah teori saintifik jika ia merupakan satu set cadangan umum, dan setiap usul tersebut boleh disangkal secara eksperimen. Dengan piawaian ini, psikologi Freudian tidak layak sebagai teori saintifik.
Dengan cara ini, masalah pembahagian boleh diselesaikan dari segi ketidaksetujuan, dan kita juga boleh mentakrifkan objektiviti kerana ia sering digunakan dalam metodologi saintifik. Karl Popper berhujah pada awal dalam The Logic of Scientific Discovery bahawa metodologi saintifik harus dipisahkan dengan ketat daripada minda individu. Satu contoh ialah apabila menerangkan kajian saintifik, tidak perlu untuk menerangkan proses di mana penyelidik menghasilkan hipotesis. Ini juga merupakan asas logik untuk falsafah antiproofismenya. Ini juga merupakan asas logik untuk falsafah antiproofismenya, yang memandang sistem teori saintifik sebagai satu siri percubaan untuk membina penjelasan tentang realiti yang bebas daripada minda individu. Dalam nada yang sama, dalam bab-bab kemudian, beliau berhujah bahawa undang-undang semula jadi hanya boleh dinyatakan dalam cara yang ia bebas daripada lokasinya dalam ruang dan masa dan individu yang memerhatikannya. Semua cadangan saintifik mestilah objektif dengan "boleh diuji secara intersubjektif". Dalam konteks ini, dapat difahami bahawa "kebolehulangan" adalah sangat penting dalam metodologi penyelidikan hari ini.
Dengan mengambil lebih lanjut falsafah disproversialisme ini, kita juga boleh menetapkan kriteria untuk pengesahan dan penerimaan teori saintifik. Popper memilih empat perkara untuk dipertimbangkan semasa menilai teori saintifik. Yang pertama ialah logik dalaman teori itu sendiri. Ini adalah kriteria ketekalan dalaman, iaitu ketiadaan percanggahan antara dalil yang membentuk teori. Yang kedua ialah tafsiran bentuk logik teori. Ia menilai sama ada teori itu mempunyai ciri-ciri teori saintifik. Seperti yang telah disebutkan dalam perenggan sebelum ini, kebolehtelapan adalah kriteria untuk penilaian ini. Ketiga ialah perbandingan dengan teori lain yang wujud. Ini mempertimbangkan bagaimana teori itu akan membantu memajukan bidang sains jika ia dapat bertahan dalam pelbagai ujian. Keempat ialah pengesahan eksperimen terhadap ramalan yang diperoleh daripada teori. Walaupun sesuatu teori didapati betul, ia hanya disokong buat sementara waktu, dan sentiasa ada kemungkinan bahawa eksperimen seterusnya akan menafikannya dan membuangnya.
Mari kita lihat tafsiran Copenhagen tentang mekanik kuantum. Tafsiran Copenhagen ialah tafsiran paling utama bagi mekanik kuantum hari ini. Anehnya, tiada definisi muktamad Tafsiran Copenhagen dalam kesusasteraan, tetapi jika kita melihat pelbagai artikel dalam kesusasteraan, kita dapat melihat bahawa terdapat konsensus dalam bidang tersebut. Pertama, sistem fizikal secara amnya tidak mempunyai sifat tetap sebelum pengukuran. Sifat ini diwakili oleh fungsi gelombang, yang merangkumi semua pembolehubah yang diketahui tentang sistem, dan tiada "pembolehubah tersembunyi" tambahan. Kedua, kerana ini, mekanik kuantum hanya boleh menentukan kebarangkalian sebarang hasil daripada pengukuran. Ketiga, setiap pengukuran mempengaruhi sistem itu sendiri, sehingga fungsi gelombang, yang merupakan superposisi semua kemungkinan keadaan sistem, runtuh secara tidak dapat dibalikkan dengan pengukuran, mengakibatkan pemerhatian. Keempat, kerana tindakan mengukur itu sendiri mempengaruhi sistem, beberapa sifat sistem tidak serasi antara satu sama lain, bermakna kuantiti fizik tertentu tidak boleh diukur dengan tepat serentak untuk satu sistem. Ini dikenali sebagai Prinsip Ketidakpastian. Kelima, keputusan yang direkodkan oleh alat pengukur hanya boleh diterangkan dari segi fizik klasik. Keenam, fungsi gelombang mempunyai sifat yang berkaitan dengan kebarangkalian. Ketujuh, fungsi gelombang mempamerkan dualiti gelombang-zarah.
Tafsiran Copenhagen, termasuk prinsip keenam dan ketujuh, setakat ini masih kekal tanpa disangkal oleh keputusan mana-mana eksperimen dunia sebenar. Contohnya termasuk eksperimen pemikiran kucing Schrödinger, eksperimen gangguan celah dua dan eksperimen tentang sifat gelombang bahan elektron. Percubaan kucing Schrödinger ialah eksperimen pemikiran yang menunjukkan bahawa jika kita menerima prinsip ketidakpastian pada tahap mikroskopik, ketidakpastian ini juga akan mempengaruhi objek makroskopik, dan ia adalah percubaan pemikiran yang menguji percanggahan dalaman tafsiran Copenhagen. Bayangkan kucing hidup di dalam kotak tertutup, dan biarkan hidup dan mati kucing itu bergantung pada keadaan zarah asas tertentu di dalam kotak. Untuk kesederhanaan, katakan terdapat dua keadaan zarah ini, setiap satu dengan kebarangkalian 50%. Fungsi gelombang zarah menimbulkan fungsi gelombang kucing, dan oleh kerana fungsi gelombang ialah superposisi semua keadaan yang mungkin, keadaan kucing ialah superposisi 50/50 bagi hidup dan mati. Perkara ini dibuat bahawa ini tidak masuk akal kerana ini bermakna kucing itu hidup dan mati sehingga anda membuka kotak dan menyemaknya. Walau bagaimanapun, tafsiran Copenhagen ialah fungsi gelombang hanya mewakili persepsi pemerhati tentang keadaan kotak, bukan keadaan kucing itu sendiri. Percubaan pemikiran ini tidak menunjukkan bahawa tafsiran Copenhagen mempunyai percanggahan dalaman: terdapat 50% peluang untuk membuka kotak dan mencari kucing mati, dan 50% peluang untuk mencari kucing hidup.
Seterusnya, mari kita lihat hasil eksperimen yang menangani dualiti cahaya dan jirim, termasuk eksperimen celah berganda. Percubaan ini adalah contoh utama bagaimana ramalan tafsiran Copenhagen tentang dunia luar telah bertahan dalam pengesahan oleh keputusan percubaan sebenar. Dalam eksperimen celah dua, cahaya yang melalui celah dua menghasilkan corak pembelauan pada skrin. Memandangkan pembelauan adalah sifat gelombang, eksperimen ini menunjukkan sifat gelombang cahaya. Walau bagaimanapun, eksperimen kesan fotoelektrik menunjukkan sifat zarah cahaya. Apabila cahaya diperah melalui logam, fotoelektron akan melantun dari logam jika syarat tertentu dipenuhi. Masalahnya ialah keadaan ini adalah bebas daripada keamatan cahaya atau tempoh penyinaran, dan ditentukan semata-mata oleh kekerapan cahaya. Jika kekerapan cahaya berada di bawah had tertentu, tidak kira berapa intens atau lama cahaya itu, fotoelektron tidak akan keluar, tetapi jika cahaya melebihi had, fotoelektron akan keluar serta-merta. Keputusan eksperimen ini boleh dijelaskan dengan menganalisis cahaya sebagai zarah yang dipanggil foton. Sifat zarah jirim sangat jelas sehinggakan mekanik klasik pun menjelaskannya. Sifat gelombang jirim disahkan dengan kewujudan gelombang jirim. Apabila sinar katod yang ditembakkan dengan memecut elektron ke kelajuan tinggi dilalui melalui celah berganda, corak pembelauan muncul pada skrin. Ini mengesahkan sifat gelombang jirim. Ini dan banyak lagi keputusan eksperimen mengenai dualiti zarah-gelombang cahaya dan jirim tidak bertentangan dengan tafsiran Copenhagen.
Namun, hujah sebenar terhadap tafsiran Copenhagen dalam falsafah Karl Popper datang dari sudut yang berbeza. Asas yang diletakkan Karl Popper dalam proses penubuhan falsafah disproversialismenya mungkin bercanggah dengan andaian yang dibuatnya tentang konsep fungsi gelombang. Seperti yang telah kita bincangkan sebelum ini, Popper berhujah bahawa undang-undang semula jadi hanya boleh dinyatakan dengan cara yang benar tanpa mengira lokasi dalam ruang dan masa atau individu yang memerhatikannya. Memandangkan dalam falsafahnya, "boleh diuji secara inter-subjektif" adalah kriteria objektiviti dalam sains, tafsiran Copenhagen, yang mendakwa bahawa tindakan mengukur itu sendiri mengubah fenomena, iaitu, bahawa keputusan eksperimen berbeza-beza setiap kali bergantung kepada pemerhati, mungkin kelihatan tidak serasi dengan falsafah Karl Popper. Dalam nada yang sama, persoalan tentang apa yang menjadi "alat pengukur" juga boleh dibangkitkan.
Walau bagaimanapun, masalah di atas boleh diselesaikan dengan mengemukakan pernyataan yang lebih ketat tentang prinsip ketidakpastian dalam tafsiran Copenhagen, yang digunakan dalam fizik sebenar. Penyelesaian ini adalah selaras dengan lanjutan teori kebarangkalian kecenderungan Karl Popper, yang merangkumi "eksperimen yang dijalankan oleh pemerhati" kepada "fenomena semula jadi itu sendiri". Teori kecenderungan kebarangkalian adalah salah satu daripada varian teori kekerapan kebarangkalian. Dalam teori kekerapan, kebarangkalian fenomena dianggap sebagai kemungkinan relatifnya (atau had kemungkinan relatifnya) dalam populasi yang cukup besar (atau besar tak terhingga). Walau bagaimanapun, Popper mengkritik kebarangkalian yang kerap kerana ketidakupayaannya untuk membantu meramalkan peristiwa tunggal dan setempat. Sebaliknya, beliau mencadangkan teori kebarangkalian tendentist, yang mencadangkan bahawa alam semula jadi itu sendiri mengulangi 'eksperimen' dalam bentuk fenomena semula jadi yang berulang, beberapa daripadanya diperhatikan oleh manusia, dan kebarangkaliannya diberikan oleh darjah relatif, bukannya konteks manusia. campur tangan dalam menyediakan eksperimen dan mendapatkan kebarangkalian.
Sekarang, dalam hujah dalam perenggan di atas, gantikan "alat pengukur" dengan "sebarang objek yang berinteraksi dengan zarah rawak di alam semesta" dan "eksperimen" dengan set semua interaksi ini. Untuk lebih spesifik, ambil sebarang zarah mikroskopik (katakan, elektron), fikirkan 'pemerhatian' sebagai pengesan yang memerhati foton yang berlanggar dengan zarah, dan nyatakan prinsip ketidakpastian dari segi kedua-dua zarah dan foton. Prinsip ketidakpastian kemudiannya boleh difahami seperti berikut. Kami mengebom zarah mikroskopik dengan foton yang keadaannya tidak diketahui, dan kemudian mengesan foton yang melantun untuk mengesan kembali keadaan zarah mikroskopik. Perlanggaran foton dengan zarah mengubah kuantiti fizikal zarah, dan maklumat yang tersedia secara langsung daripada pengesanan tidak memberikan maklumat yang tepat tentang keadaan zarah sebelum perlanggaran. Ini kerana cahaya adalah seperti gelombang, yang menghasilkan ralat kedudukan minimum sama dengan panjang gelombang cahaya, dan sifat zarah cahaya menghasilkan ralat momentum minimum sama dengan perubahan momentum yang diterima zarah daripada perlanggaran. Jika panjang gelombang dipendekkan untuk mengurangkan ralat kedudukan, momentum foton menjadi lebih besar, dan oleh itu momentum zarah dalam perlanggaran berubah dengan lebih mendadak. Sebaliknya, jika anda menurunkan frekuensi untuk mengurangkan ralat momentum, panjang gelombang akan menjadi lebih panjang, mengakibatkan ralat kedudukan yang lebih besar. Dengan cara ini, prinsip ketidakpastian boleh dinyatakan dengan cara yang benar-benar mengecualikan idea pemerhati individu.
Karl Popper sendiri agak negatif tentang Tafsiran Copenhagen, tetapi mengikut kriteria yang dicadangkannya, ia sekurang-kurangnya serasi dengan falsafah antiproofist dan teori kebarangkalian tendensius, jadi masih belum perlu untuk membuang teori di bawah kedua-dua perspektif ini. Ini adalah salah satu sebab mengapa Tafsiran Copenhagen kini menjadi tafsiran arus perdana dengan sokongan yang menggalakkan dalam komuniti akademik.
Mari kita lihat semula hubungan antara disproversialisme Popper dan tafsiran Copenhagen. Tafsiran Copenhagen bagi mekanik kuantum mempunyai tafsiran yang sangat unik. Ia adalah konsep "keruntuhan fungsi gelombang". Keruntuhan ini disebabkan oleh tindakan pengukuran dan menerangkan proses di mana sistem fizikal diubah menjadi keadaan deterministik. Ini sememangnya bertentangan dengan determinisme mekanik klasik. Popper mencadangkan antidefinitivisme berlatarbelakangkan determinisme klasik, tetapi unsur-unsur nondeterministik tafsiran Copenhagen bercanggah dengan antidefinitivisme dan merupakan sebab utama Popper menolaknya.
Mari kita lihat sama ada unsur-unsur tidak tentu ini boleh ditampung dalam rangka kerja antiproofisme. Disprovasionalisme Popperian menilai teori saintifik dari segi cadangan yang boleh ditolak secara eksperimen. Dalam tafsiran Copenhagen, keadaan sebelum pengukuran adalah tidak pasti, tetapi keputusan selepas itu jelas tidak dapat dipertikaikan. Sebagai contoh, jika eksperimen untuk mengukur lokasi zarah gagal menemui zarah di lokasi tertentu, proposisi bahawa terdapat zarah di lokasi itu adalah tidak dibuktikan. Dalam erti kata lain, tindakan pengukuran itu sendiri membayangkan ketidaksetujuan, jadi sifat bukan deterministik Tafsiran Copenhagen tidak sepenuhnya tidak serasi dengan penolakan.
Kita juga boleh menggunakan teori kebarangkalian kecenderungan Popper kepada tafsiran Copenhagen. Kebarangkalian Tendentist berpendapat bahawa fenomena semula jadi itu sendiri mempunyai kecenderungan untuk menghasilkan hasil tertentu. Tafsiran kebarangkalian mekanik kuantum adalah contoh yang baik untuk kecenderungan ini. Dengan menggunakan kecenderungan probabilistik untuk meramalkan kedudukan atau momentum zarah, kita boleh mengira kebarangkalian hasil tertentu. Ini menunjukkan bahawa pendekatan kebarangkalian Popper dan ramalan kebarangkalian Tafsiran Copenhagen boleh menjadi pelengkap.
Falsafah ketakselesaan Popper juga memainkan peranan penting dalam pembangunan teori saintifik. Teori saintifik mesti boleh disahkan dan disangkal oleh eksperimen dan pemerhatian baharu. Tafsiran Copenhagen juga telah tertakluk kepada proses pengesahan saintifik ini. Walaupun Popper mengkritik tafsiran Copenhagen, ia patut menilai semula dalam kerangka falsafahnya. Ini kerana pembangunan teori saintifik merupakan bahagian penting dalam proses kemajuan saintifik, kerana ia membolehkan pandangan berbeza diterima dan teori baharu disahkan dan disangkal.
