Evolutie en natuurkunde

Evolutie met de bril van een natuurkundige

910-evolutie.ppt slide 1 datum: 1 oktober 2009 A. [email protected]

Evolutie

met de bril van een natuurkundige

Alfred Driessen

Amsterdam

[email protected]



Inleiding

Integratie van kennis

van veelvoud van kleine en grote feiten naar een geheel



Inleiding

Integratie van kennis II

voorbeeld:

kennis rond sportvereniging

hiërarchie van kennisdomeinen:

sociologie

psychologie

antropologie

geneeskunde

fysiologie

biologie

scheikunde

natuurkunde

opmerking!

1. wiskunde op alle niveaus

2. lagere niveaus blijven geldig

bij bestuderen hogere niveaus!



Inleiding

Integratie van kennis III

Wie bestudeert integratie van kennis?

niet de afzonderlijke kennisdomeinen

wel op een metaniveau: (wetenschaps-) filosofie



Natuurkunde en toeval

Centraal begrip evolutie: toeval

Vragen:

kan een natuurkundige onderscheid maken tussen

toeval of opzet?

bestaat er een apparaat of procedure om toeval of

opzet aan te tonen?

bestaat er een apparaat of procedure om toeval of

opzet uit te sluiten?



Moderne natuurkunde ( na 1900)

twee revoluties,

hoofdrolspeler:

Albert Einstein, Max Planck

relativiteit,

kwantum mechanica

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/99/Max-Planck-und-Albert-Einstein.jpg



Moderne natuurkunde ( na 1900)

kwantum mechanica:

in de microscopische wereld:

natuurwetten geven alleen

waarschijnlijkheid

bij voorbeeld wanneer vervalt

radioactief atoom

U-236: vervaltijd: 23 480 000 jaar

voor een groot aantal gebeurtenissen:

heel nauwkeurig

voor een enkel geval: niet te

voorspellen



opgooien van een munt

mogelijk resultaat: ofwel kruis “H” of munt “ “

voorbeeld:

eerste worp: kruis H

tweede: munt H

derde: kruis H H

vierde kruis H HH

na een tijd: H HHHH HH H HH

na heel lange tijd:

Gedanken experiment van John Bell*)

H HHH HH H H HHHH H H HH H H H H HHH H HHH

HHH H HHHH HHH H H HH H HHHH HH H H H H H H H HH HHH

HH H H H HH HH H HHHH HH HH HH HH H HH H HH H H H HHH

H H HH H H H H HHHH HH H HH HHHH HHHH H H H H HHH H

H H H H HHH H HHH H HH HHHHH HHHHH H H H HHH HHHH HH

H HHHHH HHH HHHH H H HHH HH H H H HHH HHHHH H H H

HHHH H HH H HHH HHHH HHH H H HH H H H HHH HHH HHH H

H HHH HH H HH H H HHH HH H H HH H H HHH H H HH H

HH HH HH HH HHH H H HHH H H H H H HHH HHH H H HHH

HHH HH HHHHH H HHHH HHH H H H HH HHH H H HHH H HHH

HHH HHH H H H HHHHH H HHHH H HHHH H H H HH H H H H

H HH H H HHH H HHHHHH H H H HH HH HH H HHHHHH HH

HH H H HHH H H HHHH H H HHHH H HH HH HH H HHHHH H HH H H

H HHHH H HHHH H HHH H HH H HH H HH H HH HH HHH H H

H HHH HH H H H H H HHH HH HHHHHHH HHH H H H HHHH H H H

HHH HH HH H HHH HHHHHHHH H HH H HHHHHH H H H HH HH H

HH H HH HH H H H H HHH H HHHH HHHH H H HH H HH H

HH H HH HHH HHHHHH H H HH HH H H HH HHH HH H

H H HHH H HHHH HHH H HH H HHH H HHHH H HH HHHHH H H

HH HHH H HHH HH H HHH H HH HH H H HH H H HHHH HH

HH H HHHHH HHH HHHHH HH H H H HHHHH H H HH HHH HHH HH HHHH

HHH H HHHH HHH H HHHHH HH H H HH H H HH HHHHH HHHH HH

H HHHH HH H H HH H H H HHHH H H H H H HH HHHH H HH H

H HHHH HHH HH H HH HHH H HHHHH H HHHHH H HH HH H H

H HHH HHH H HH H HH HH H H HH H HHHHHH HH HHH H HHH H

HHH HHHHHH HH H HHH H H H H H H HHH H H HHH HH H

H HHHH H H H HHHH HHH H HH HH H H HHHHHH H H H HHH HH

H H H HH H HHHH HHH HHHH H HH HHH H H H H HH H HHHH H

H HHH HH HHH HHH HHHH H H HH H HH H H HHH H

H H H H HH H HHH HH H HHH H H HH H H HH HH H HH H H H

H HH HH HH HH H H H H H H H HHH HH HHH

HH HH HHH H HHHH H HHH H HH HHHH H HH H HHHH H

HH H HH HH HH HH H H HHH HH H HH H H HHH HH H

H HH H H HH H H HH HHHHHH H H H H H H HH HHH HH H H H H

H H H H H HH H H HHHH H HH HHHHHHH HH HHHH H H H H H

H HHH HH H H HHH HH HHHH H HH H H H H HHH HH H

HH H H H HHH HH HH H H HH HH H H HHH HHHHH

HHH H HH H HH HH H H H H HH HH H H H HH

HHH H HH HH HHH HH HH HH H HHH HHHH H H HHH HH

HH HH HH HH H HHHHHH H HHHH HHH HHHHH HH H H HH

HHHHHHH HH H HHH HHHH H HHHHHHH HH HH H HH HHHHHHHHHHHH

H HHHH H HHHH H H HH HHHHH HH H H HHH HH HH HHH H

HH HH HHHH HH H HH H HHH H HH HH H H HH HHH H H H H H H

H H H HH H H HH H HH H H H HHH HHH HH H HHH HH H HH HH

H HHHHHHHH HHH HH H HHH HH HHH H H H H H H H H H

H HH H HHHH H HHHHH HH HHHH HH HH H H HH H H H HHHH H

H HH H H HHH H HHHHHHHHHH H HH H H H H HHH H H

HH HHHHHHH H H H HHHHHH HHHH H HH HH HHH HHH

HHH H HHH HHHH H H HH HHHH H HH HH HHHHH HHH H

H HHHH HHH H HHH H H HHH HH HHH HH H HH HHHH

HH HHHHH H HH H H H HH H HHH H HHH H HH HHH

*) John S. Bell, in Mathematical Undicidability, Quantum Nonlocality and the Question of the Existence of God, A.

Driessen and A. Suarez, eds., Kluwer Academic Publishers, 1997.



opgooien van munten

Stel: een tovenaar met magische krachten draait na het gooien

stiekem enkele munten een extra keer om,

i.e. het resultaat blijft willekeurig, maar in sommige gevallen de

uitkomst munt werd omgezet in kruis en omgekeerd

resultaat:

voor „magic‟ na „magic‟ H HHH HH H H HHHH H H HH H H H H HHH H HHH




H H H H H HHHH HH HH HHHHH H H H H H HH H HHHH HH

H HHHHH HHH H H H H H H HHHHH H HHHH H H HH H

HHHH H HH HH HHH HHHH H HHH HHHH HH H H H HH HHH H

H HHH HH H HHHHHH HH HH HH H H H HH H HH HHH H HH H

HH HH HH HHH H HHH H H HHHH HHHH HH H H HH H H HHH

HHH HH H H HHHH HHH HH HHH H H HHH H HH HH H HHH

HHH HHH HHH HH HH HHHHH H HHH HH H H H H HH H H H H H

H HH H H HH HHHHHH H H H HH HH HHH HH

HH H H H HHHHHH H H HHHH H HH H HHH HH HH HH H HH H H

H HHH H H H HHH H HH HHHH H H HH H H H HH H H H





H H HHH H HHH H HHHH HHHHH H H H HHHH HH HHH HHHH H H

HH HHH HHHHHH H H H H HHH HH H H HH HHH H H H HH

HH H HHHH H H HHH HH HHH H H H HH HH H H HH HHHH

HHH H HH H HHH HH H HH HH HH H HH HH HHH HHHHH HH

H HHHH HH H H HH H H H HHH H HH H H H H H H HH H

H HHHH HHH HH H HH HHHH HHH HH H HH H H HH H H

H HHH HHH H HH H HH HH HHH H HHH HHHHHH H H HHHH HHH H

HHH HHHHHH HH H HHH H HHH HH H H HHH HH HH H HH H

H HHHH H H H HHHH HHH H HH H HHH H H H HH HHH H H HH

H H H HH H HHHH HHH HHHH H HH H HHH HH HHHH H HHH HHHH H

H HHH HH HHH HHH HHH HH H HHH HHHH HHH HHH HH HHH H

H H H H HH H HHH HH H HHH HH H HH H H H HH HH HH H H





H H H H H H HH HH HHH HHHH H HH HHH H H H H H

H HHH HHH H H H HHHH HHHHHH HH HHH HH HH HH HHH H HH H

HH H HH H HH H H H H HHH HHHHH H HHH HHH H

HHH H HH H HH H H HHHH HHH HH HHH HHHHH HHHH HH HH HH

HHH H HH HH HHH HH HH H HHHHHH HHH HHH H HHHHHH HHH HH

HH HH HH HH H HHHHHH H HH HH HHH HHHHHHHHHHH H H HH

HHHHHHH HH H HHH HHHH HHH HH HHH HH H H HHHHHHH

H HHHH H HHHH HHH HH HHH H HH H H HHHH H H HH H

HH HH HHHH HH H H H HH HHH H H H HH H H H HHHH H H H

H H H H H HHHH H H HH HH H H H H H HHHH H H H H HH HH

H HHHHHHHHH HH HHHH H H HH HHH H HHH HHH HH HH H H H H

H HH H H H HH HH HH HH H HHH H HH HHH H H H HHHH H

H HH H H HH H H HHHHHHHHHH H HH H H H H HHH H H



H HHHH HHH H HHH H H HHH HH HH HH H HH HHHH


H HHH HH H H HHHH H H HH H H H H HHH H HHH




H H H H HHH H HHH H HH HHHHH HHHHH H H H HHH HHHH HH

H HHHHH HHH HHHH H H HHH HH H H H HHH HHHHH H H H

HHHH H HH H HHH HHHH HHH H H HH H H H HHH HHH HHH H

H HHH HH H HH H H HHH HH H H HH H H HHH H H HH H

HH HH HH HH HHH H H HHH H H H H H HHH HHH H H HHH

HHH HH HHHHH H HHHH HHH H H H HH HHH H H HHH H HHH

HHH HHH H H H HHHHH H HHHH H HHHH H H H HH H H H H

H HH H H HHH H HHHHHH H H H HH HH HH H HHHHHH HH

HH H H HHH H H HHHH H H HHHH H HH HH HH H HHHHH H HH H H

H HHHH H HHHH H HHH H HH H HH H HH H HH HH HHH H H





H H HHH H HHHH HHH H HH H HHH H HHHH H HH HHHHH H H

HH HHH H HHH HH H HHH H HH HH H H HH H H HHHH HH

HH H HHHHH HHH HHHHH HH H H H HHHHH H H HH HHH HHH HH HHHH

HHH H HHHH HHH H HHHHH HH H H HH H H HH HHHHH HHHH HH

H HHHH HH H H HH H H H HHHH H H H H H HH HHHH H HH H

H HHHH HHH HH H HH HHH H HHHHH H HHHHH H HH HH H H

H HHH HHH H HH H HH HH H H HH H HHHHHH HH HHH H HHH H

HHH HHHHHH HH H HHH H H H H H H HHH H H HHH HH H

H HHHH H H H HHHH HHH H HH HH H H HHHHHH H H H HHH HH

H H H HH H HHHH HHH HHHH H HH HHH H H H H HH H HHHH H

H HHH HH HHH HHH HHHH H H HH H HH H H HHH H

H H H H HH H HHH HH H HHH H H HH H H HH HH H HH H H H





H H H H H HH H H HHHH H HH HHHHHHH HH HHHH H H H H H

H HHH HH H H HHH HH HHHH H HH H H H H HHH HH H

HH H H H HHH HH HH H H HH HH H H HHH HHHHH

HHH H HH H HH HH H H H H HH HH H H H HH

HHH H HH HH HHH HH HH HH H HHH HHHH H H HHH HH

HH HH HH HH H HHHHHH H HHHH HHH HHHHH HH H H HH

HHHHHHH HH H HHH HHHH H HHHHHHH HH HH H HH HHHHHHHHHHHH

H HHHH H HHHH H H HH HHHHH HH H H HHH HH HH HHH H

HH HH HHHH HH H HH H HHH H HH HH H H HH HHH H H H H H H

H H H HH H H HH H HH H H H HHH HHH HH H HHH HH H HH HH

H HHHHHHHH HHH HH H HHH HH HHH H H H H H H H H H

H HH H HHHH H HHHHH HH HHHH HH HH H H HH H H H HHHH H

H HH H H HHH H HHHHHHHHHH H HH H H H H HHH H H



H HHHH HHH H HHH H H HHH HH HHH HH H HH HHHH





Ontstaan van structuur bij toeval

+

=



Thomas Young (1773-1829)

dubbel spleet experiment

Dualisme: golf-deeltje (lichtgolf-foton)

Thomas Young's afbeelding 1803

experiment op school met waterbak

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/8/8a/Young_Diffraction.png

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9f/Thomas_Young_%28scientist%29.jpg



Dubbel-spleet experiment

lichtbron spleet

Thomas Young's afbeelding

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/8/8a/Young_Diffraction.png



lichtbron spleet scherm

spleet boven open





spleet beneden open





spleet boven en beneden open




Louis Victor de Broglie (1892-1987)

de Broglie's hypothese

Alle deeltjes gedragen zich als golven

fotonen, elektronen, protronen,

neutronen, atomen, moleculen

golflengte is groter hoe kleiner het deeltje

Dualisme: golf-deeltje (voor alle deeltjes)

P/h

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/d/d2/Broglie_Big.jpg



Natuur is niet deterministisch

wegens golfkarakter kleine deeltjes

golf: inherent vaag, onbepaald

in tegenstelling tot deeltje: soort knikker

Dualisme: golf-deeltje (voor alle deeltjes)

http://steelball.en.china.cn/selling-leads/detail,1067380470,Sell-Bearing-Steel-Ball.html



Wat is leven?

Wat is dat, een levend organisme?

Een soort ingewikkeld apparaat?



Machten van tien (film 1977)



Machten van tien (film 1977)

Conclusie:

Alles kan worden gereduceerd tot elementaire deeltjes,

waar je ook mee begint:

een steen, een mens, een vlinder, een zwart gat.

en: elementaire deeltjes zijn deeltjes of golven!



Eenheid van levende objecten

vergelijk steen en levend object (koe)

deling van steen: resultaat twee (kleinere) stenen

deling van een koe: twee delen van een kadaver



P.W. Anderson: More is different*)

Natuurkundige, geboren: 1923,

Nobel prijs 1977

Onderscheid tussen reductionisme en

constructionisme

De hypothese van een reductionist betekent

beslist niet dat de hypothese van een

"constructionist" juist is. Het vermogen alles tot

eenvoudige fundamentele wetten te kunnen

reduceren is niet voldoende om met deze wetten

te beginnen en een reconstructie van het heelal te

maken.

*) Science, 177, pp 393-396 (1972)



Voorbeeld I: een mechanisch uurwerk

De horloge en de delen ervan:

nadat alles in elkaar is gezt, zijn

de delen zichtbaar en kunnen

worden onderscheiden.



Voorbeeld II: kwantum mechanisch systeem

Kwantum mechanica:

er zijn systemen, die in delen kunnen worden ontledigd;

maar, zolang het systeem blijft bestaan, kan men de

delen niet onderscheiden: theoretisch noch

experimenteel

voorbeelden:

-- supergeleiding: Bose-Einstein condensatie van

Cooper-paren

-- supervloeibaarheid: Bose-Einstein condensatie

van helium atomen

-- entangled (verstrikte) fotonen

technisch begrip:

superpositie, de deeltjes zijn in een superpositie toestand

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.cabrillo.edu/~mwatson/superconductivity180KB.jpg&imgrefurl=http://www.cabrillo.edu/~mwatson/PHYS4C.htm&usg=__8DVC8FGMBW99x7h4mlWoGF-GM5E=&h=330&w=500&sz=114&hl=en&start=49&um=1&tbnid=hZrXzFl0KOkiyM:&tbnh=86&tbnw=130&prev=/images%3Fq%3Dsuperconductivity%26ndsp%3D18%26hl%3Den%26safe%3Dvss%26sa%3DN%26start%3D36%26um%3D1



Samenvatting I

Er zijn twee manieren de relatie tussen het geheel en zijn delen

te beschouwen:

I) Het geheel voegt niets essentieel toe aan de

delen en de fundamentele wetten die de delen

bepalen. Een extreme uitspraak:

Der Mensch ist was er ißt (Karl Marx)

(De mens is wat hij eet)

II) Het geheel heeft iets bijzonders boven de

afzonderlijke delen en de wetten die daarop op toepassing zijn.

In beide gevallen kan het geheel tot de delen worden

gereduceerd;

in II) kan het geheel niet worden geconstrueerd zonder

additionele input.



Wij zien een bijzonder grote eenheid in levende objecten.

Reeds in enkele relatief eenvoudige systemen kan de eenheid

niet worden geconstrueerd uit alleen de delen en de bijhorende

wetten.

Het is te verwachten dat de meest complexe systemen, d.w.z.

levende wezens, niet uitsluitend uit de delen en de bijhorende

wetten worden geconstrueerd.

Samenvatting II



Enkele citaten van De Broglie

Wanneer wetenschap vordert, is het

noodzakelijk in de theorie begrippen uit de

metafysica te introduceren, zoals tijd,

ruimte, objectiviteit, causaliteit,

individualiteit.

....Wetenschap eindigt vaak ermee

metafysica erbij te betrekken, zonder het

door te hebben. Dat is juist niet de veiligste

manier om metafysica te bedrijven.De Broglie, Revue de metaphysique et de morale, 1947, 3, p

278.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/d/d2/Broglie_Big.jpg



Ieder echte theoreticus is een soort

verborgen metafysicus; het maakt daarbij

niet uit hoe zeer hij zich beschouwt als

een 'positivist'.Albert Einstein, in Ideas and Opinions by Albert

Einstein, Crown, New York 1954, p. 342.

Das ewig Unbegreifliche an der Welt ist

ihre Begreiflichkeit.

Het eeuwig onbegrijpelijke aan de wereld

is dat wij die kunnen begrijpen.Albert Einstein, in A.D. Fokker, N.T.v.N. 21 (1955)

125-129.

Enkele citaten van Albert Einstein

http://images.google.com/imgres?imgurl=https://www2.chemistry.msu.edu/Portraits/images/einstein1c.jpg&imgrefurl=https://www2.chemistry.msu.edu/portraits/PortraitsHH_Detail.asp%3FHH_LName%3DEinstein&usg=__e24ooYRnDL0YQfcmu0K7e_cFn3Q=&h=640&w=509&sz=74&hl=en&start=11&um=1&tbnid=WD8kvL7sUQGSbM:&tbnh=137&tbnw=109&prev=/images%3Fq%3Deinstein%26hl%3Den%26safe%3Dvss%26um%3D1



Conclusie I

Evolutie heeft 2 betekenissen

Evolutie 1:

een theorie binnen de biologie die

een goede verklaring geeft voor:

-- de uniformiteit in de levende natuur

-- de ontwikkeling van het DNA

-- de fossiele gegevens

Evolutie 2:

een metafysisch wereldbeeld, resultaat van wetenschaps-

filosofie, dat op een meta-niveau verklaringen geeft voor

ontstaan en ontwikkeling van het leven en het wezen der

dingen.



Conclusie II

Evolutie 2)

- houdt geen rekening met natuurkunde van 20e eeuw.

- is filosofisch beslist niet het enige alternatief

- is evenmin uit de biologische feiten af te leiden als het

geloof in een schepper

- het belangrijkste: is filosofie en geen science

- is een materialistische filosofie

- is verwant aan het emanicisme van de gnostici uit de

eerste eeuwen na Christus.



Ten slotte

Wetenschap bepaalt niet op een unieke manier ons

wereldbeeld.Gerard Nienhuis, Universiteit Leiden

picture:

Berend Vonk

Evolutie en natuurkunde

Technology

Transcript of Evolutie en natuurkunde