zainul

Mekanika kuantum menurut mereka

In Catatan fisika on Desember 25, 2011 at 12:29 pm

Berikut adalah kutipan dari: Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg,  P. A. M. Dirac, dan Richard Feynman. Kontribusi pemikiran mereka memberikan ummat manusia mekanika kuantum yang merevolusi pemahaman kita mengenai konsep realitas.

Bukti-bukti eksperimental menunjukkan bahwa mekanika klasik tidak mencukupi. Di awal perkembangannya, tidak mengherankan apabila terjadi perbedaan pendapat di antara orang-orang “besar” di atas mengenai bagaimana menginterpretasikan bukti-bukti eksperimental tersebut.

Einstein punya prejudice tentang bagaimana cara kerja alam semesta semestinya. Ia tidak percaya bahwa alam semesta secara intrinsik bersifat probabilistik*.

I still do not believe that the statistical method of the Quantum Theory is the last word, but for the time being I am alone in my opinion. (Albert Einstein, 1936, ‘The Born-Einstein Letters’ Max Born, translated by Irene Born, Macmillan 1971)

Quantum mechanics is certainly imposing. But an inner voice tells me that it is not yet the real thing. Quantum theory says a lot, but does not really bring us any closer to the secret of the Old One. I, at any rate, am convinced that He (God) does not throw dice. (Albert Einstein, On Quantum Physics, Letter to Max Born, December 12, 1926)

Menurut teori kuantum, sebelum pengamatan ini atau itu dilakukan, paling banter kita cuma bisa memprediksi peluang bahwa hasil pengamatan bakal begini atau begitu. Einstein sepertinya tidak menyukai ini. Bahwa teori kuantum terbatas hanya memprediksi peluang, menurut Einstein, menunjukkan ketidaklengkapan teori kuantum. Dalam fisika klasik, statistik dapat digunakan ketika informasi lengkap suatu sistem tidak tersedia. Misalnya pada percobaan dengan koin 100 rupiah. (Misalnya, lempar koin di atas meja. Jangan ke wajah orang lain, apalagi ke wajah pak polisi) Ada 50% peluang koin tersebut berakhir dengan sisi bergambar burung garuda menghadap ke atas. Ini karena informasi berupa posisi,  momentum linear, dan momentum sudut koin pada suatu saat tidak tersedia. Jika saja kita punya data-data tersebut secara akurat, maka secara klasik untuk setiap lemparan, sisi koin mana yang bakal menghadap ke atas dapat diprediksi. Einstein menduga, tersembunyi dibalik prosedur probabilistik mekanika kuantum, terdapat realitas yang deterministik**.

Mengenai realitas dan kaitannya dengan fisika, tidak seperti Einstein, Bohr lebih hati-hati.

Physics is to be regarded not so much as the study of something a priori given, but rather as the development of methods of ordering and surveying human experience. (“The Unity of Human Knowledge”, October 1960)

There is no quantum world. There is only an abstract physical description. It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is. Physics concerns what we can say about nature…(As quoted in “The philosophy of Niels Bohr” by Aage Petersen, in the Bulletin of the Atomic Scientists Vol. 19, No. 7 (September 1963))

Heisenberg “satu geng” dengan Bohr. Percakapan berikut menunjukkan perbedaan antara pendekatan Einstein yang intuitif dan pendekatan Heisenberg yang lebih empiris

Heisenberg: “One cannot observe the electron orbits inside the atom. […] but since it is reasonable to consider only those quantities in a theory that can be measured, it seemed natural to me to introduce them only as entities, as representatives of electron orbits, so to speak.”

Einstein: “But you don’t seriously believe that only observable quantities should be considered in a physical theory?”

“I thought this was the very idea that your Relativity Theory is based on?” Heisenberg asked in surprise.

“Perhaps I used this kind of reasoning,” replied Einstein, “but it is nonsense nevertheless. […] In reality the opposite is true: only the theory decides what can be observed.”

(translated from “Der Teil und das Ganze” by W. Heisenberg)

Sama seperti Bohr, Heisenberg membatasi diri pada kuantitas yang dapat diamati. Pengamatan mengganggu sistem yang diamati, apalagi untuk objek mikroskopis. Meskipun demikian, pengamatan dapat dilakukan dengan cara yang lebih hati-hati untuk meminimalkan gangguan. Sayangnya alam membatasi seberapa teliti pengamatan dapat dilakukan. Misalnya, posisi dan momentum suatu partikel tidak dapat secara bersamaan diukur dengan akurat, \Delta x \Delta p \geq h/(4\pi).

Senada dengan Bohr dan Heisenberg, menurut Dirac

…it may be remarked that the main object of physical science is not the provision of pictures, but is the formulation of laws governing phenomena and the application of these laws to the discovery of new phenomena. If a picture exists, so much the better; but whether a picture exists or not is a matter of only secondary importance. In the case of atomic phenomena no picture can be expected to exist in the usual sense of the word ‘picture’, by which is meant a model functioning essentially on classical lines. One may, however, extend the meaning of the word ‘picture’ to include any way of looking at the fundamental laws which makes their self-consistency obvious. With this extension, one may gradually acquire a picture of atomic phenomena by becoming familiar with the laws of the quantum theory…(Paul Dirac “The Principles of Quantum Mechanics” )

Perbedaan pendapat Einstein dan “geng”nya Bohr bukan semata-mata filosofi. Tahun 1935, dalam sebuah makalah ilmiah bersama B. Podolsky dan N. Rosen, Einstein berusaha menunjukkan ketidaklengkapan mekanika kuantum.   Einstein wafat tahun 1955. Tahun 1964, John Bell mengajukan eksperimen yang dapat dilakukan untuk menentukan kubu mana yang benar. Eksperimen tersebut baru dapat direalisasikan tahun 1982 oleh Alain Aspect, yang menunjukkan bahwa pendapat Einstein salah, mekanika kuantum berjaya.

Sampai sekarang, masih ada saja ilmuan yang “keras kepala” yang percaya bahwa tersembunyi dibalik prosedur probabilistik mekanika kuantum terdapat realitas klasik yang deterministik (Hidden variables).

Last but not least, berikut kutipan dari Richard Feynman,

I think it is safe to say that no one understands Quantum Mechanics. (Richard Feynman)

Untuk lebih memahami maksud pernyataan singkat Feynman, berikut versi “panjangnya”

*Probabilistik tidak ada di KBBI.

**Deterministik tidak ada di KBBI.

  1. Kalo kita liat ternyata prinsip mekanika kwantum berjaya …dan sudah dibuktikan dengan semua peralatan elektronik (TV, Handphone) bisa berfungsi karena chip yang digunakan saat fabrikasi menggunakan prinsip mekanika kwantum…artinya kalo prinsip mekanika kwantum salah maka kita hidup di jaman batu dimana peralatan elektronik gak ada yang berfungsi…..tapi implikasi yang lebih hebat lagi adalah realitas bahwa alam semesta ternyata menurut mekanika kwantum gak satu tapi banyak…jadi sebutannya bukan universe tapi multiverse…

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: