Eugene Wigner

(Sumber: www.informationphilosopher.com)

Eugene Wigner membuat fisika quantum lebih subjektif lagi daripada yang dikemukakan oleh John von Neumann atau bahkan Erwin Schrödinger dengan Paradoks Kucing terkenalnya. Wigner mengklaim pengukuran quantum mensyaratkan pikiran pengamat sadar; tanpa ini fungsi gelombang tidak pernah kolaps dan tak ada yang pernah terjadi di alam semesta. Dia menulis:

Hingga beberapa tahun lalu, “eksistensi” pikiran atau jiwa diingkari secara menggebu-gebu oleh mayoritas ilmuwan fisika. Keberhasilan gemilang fisika mekanistik dan, lebih umum, makroskopik serta ilmu kimia mengeruhkan fakta jernih bahwa pemikiran, hasrat, dan emosi tidak terbuat dari materi, dan hampir secara universal diakui di kalangan ilmuwan fisika bahwa tak ada apa-apa selain materi. Ini adalah “jin” supercerdas milik Laplace.Lambang keyakinan ini adalah, jika kita tahu posisi dan kecepatan semua atom pada satu jenak waktu, kita dapat mengkomputasi nasib alam semesta sepanjang masa depan. Bahkan hari ini terdapat penganut pandangan ini, walau jumlahnya di kalangan fisikawan tidak sebanyak—yang cukup ironis—di kalangan biokimiawan.

Ada beberapa alasan untuk kembali, di pihak mayoritas ilmuwan fisika, ke semangat Descartes “cogito ergo sum” (“aku berpikir maka aku ada”), yang mengakui pemikiran, yakni pikiran, sebagai primer. Pertama, keberhasilan gemilang mekanika bukan cuma memudar ke masa lalu; mereka juga diakui sebagai keberhasilan parsial, bertalian dengan cakupan fenomena yang sempit, semuanya dalam domain makroskopis. Ketika bidang teori fisika diperluas hingga meliputi fenomena mikroskopis, dengan terbentuknya mekanika quantum, konsep kesadaran tampil lagi ke depan: tidak mungkin merumuskan hukum mekanika quantum secara konsisten sepenuhnya tanpa merujuk pada kesadaran.

Di sini Wigner mendeskripsikan “Schnitt” atau “irisan” Werner Heisenberg dan John von Neumann. John Bell menyebutnya “retakan licin”.Yang disediakan oleh mekanika quantum hanyalah hubungan probabilitas di antara kesan-kesan kesadaran terkemudian (juga disebut “apersepsi”). Biarpun garis pemisah antara pengamat (yang kesadarannya terpengaruh) dan objek fisik amatan dapat digeser ke salah satunya hingga derajat lumayan banyak, itu tidak bisa dihapuskan. Mungkin terlalu dini untuk percaya filosofi mekanika quantum terkini akan tetap menjadi ciri permanen teori-teori fisika mendatang. Tapi akan tetap luar biasa bahwa, dengan cara apapun konsep-konsep mendatang berkembang, studi dunia eksternal melahirkan sebuah kesimpulan: kandungan kesadaran merupakan realitas tertinggi.

(Remarks on the Mind-Body Question dalam Symmetries and Reflections hal. 171)

Wigner memperumit persoalan “Schnitt” von Neumann (atau “retakan licin” John Bell) yang menjadi garis pemisah antara dunia quantum dan alat ukur klasik. Wigner menggesernya lebih jauh ke dalam pikiran sadar pengamat.

Wigner sering disebut telah memperluas persoalan Kucing Schrödinger dengan menambahkan pengamat kedua di dalam laboratorium, lazim dikenal sebagai Temannya Wigner. Umumnya perlakuan populer terhadap Temannya Wigner mendeskripsikan dia sebagai orang yang mengamati superposisi kucing hidup dan mati. Sebetulnya, contoh milik Wigner adalah foton dan apakah fungsi gelombangnya kolaps hingga menimbulkan kilasan yang terlihat oleh temannya atau tidak. Sasaran Wigner adalah membuktikan cuma kesadaran yang dapat mengkolapskan fungsi gelombang.

Mari kita pakai contoh kucing, karena ini lebih gamblang. Anda bisa lihat argumen asli Wigner di laman Temannya Wigner.

Teman sang fisikawan di dalam lab membuka kotak dan mengamati kucing hidup atau kucing mati. Tapi Wigner ada di luar lab dan tidak tahu hasilnya. Wigner bilang ini membuat dunia berada dalam superposisi status-status—“kucing mati/teman sedih” dan “kucing hidup/teman bahagia”.

Kata Wigner, setiap perangkat pengukur materil yang tak bernyawa jadi berada dalam superposisi status-status. Ini mencakup temannya dan dia sendiri, kecuali kesadaran manusia. Dia memecahkan paradoks ini dengan menyebut bahwa kesadaran mengkolapskan fungsi gelombang, baik fungsi gelombang temannya di dalam laboratorium maupun fungsi gelombangnya sendiri.

Interpretasi informasi mekanika quantum membantu memecahkan paradoks ini sebagai berikut:

  • Jika teman sang fisikawan di dalam lab jelas-jelas menengok ke dalam kotak dan terlihat mencatat hasilnya pada buku catatan, kita bisa simpulkan dengan aman bahwa superposisi status-status telah “kolaps” (terproyeksikan) menjadi status kucing mati atau kucing hidup.
  • Bila Geiger counter mendeteksi peluruhan nuklir, itu melepas longsoran elektron yang tak dapat dibalik, yang mengakibatkan pencatatan makroskopis peristiwa dan menyediakan energi untuk memecah botol sianida.

Kucing Schrödinger

  • Informasi baru telah tercipta di alam semesta. Entropi telah terpancar habis, sehingga perubahan tidak dapat dibalik.
  • Kita boleh berasumsi telah terjadi pengamatan, tercatat sebagai pengukuran, dan, demi memuaskan Wigner, von Neumann, Wheeler, Bell, dan lain-lain, pengukuran telah memasuki pikiran “pengamat sadar”, meski interpretasi informasi kami tidak mensyaratkan langkah ini. Kekolapsan fungsi gelombang terjadi dengan terciptanya informasi baru, tanpa kebutuhan akan pengamatan atau pengukuran.

John Bell bersendagurau apakah pengamat sadar butuh gelar Ph.D. untuk mengkolapskan fungsi gelombang. Berikut adalah diagram “retakan licin” buatan Bell, disertai keterangan di mana kekolapsan terjadi (tanpa butuh pengamat) menurut interpretasi informasi mekanika quantum.

Diagram Retakan Licin Buatan Bell

  • Karena tidak mengetahui hasil aktual, Wigner cuma tahu kemungkinan-kemungkinannya dan dapat menaksir probabilitas standar, misalnya, bahwa terdapat peluang 75% kucing telah mati dan probabilitas 25% kucing masih hidup.
  • Tapi berikut adalah resolusi paradoks Wigner. Probabilitas-probabilitas ini bukan lagi tentang status-status quantum bersuperposisi yang saling menginterferensi. Mereka bukan lagi probabilitas quantum. Kucing tersebut mati atau hidup! Peluang-peluang ini bukan lagi bersifat ontologis. Mereka epistemik, ketidaktahuan manusia semata.
  • Jadi Wigner keliru menyimpulkan kucing itu tetap dalam superposisi quantum status kucing hidup dan mati.
  • Si kucing tidak pernah berada dalam superposisi demikian! Biar bagaimanapun, ia bernyawa—dan sadar. Kalkulasi peluruhan nuklirlah yang menggunakan superposisi quantum sebagai estimasi terbaik kita. Dan penting sekali menyertakan kemungkinan efek-efek interferensi sewaktu fungsi gelombang (untuk nukleus yang meluruh) masih koheren. Begitu kita dapat informasi tentang peluruhan nuklir, fungsi-fungsi gelombang berdekoherensi dan kita harus beralih ke probabilitas “klasik”.

Kata Wigner Tentang Persoalan Pengukuran dan Eksperimen EPR

Wigner tergolong fisikawan langka yang menyinggung hukum kekekalan dalam pembahasannya soal eksperimen Einstein-Podolsky-Rosen.

Kendati Einstein menyebut-nyebut kekekalan dalam makalah asli EPR, ini absen dari karyanya belakangan. Bandingkan dengan Wigner, yang menulis tentang persoalan pengukuran pada 1963:

Jika pengukuran momentum salah satu partikel dilakukan—dan kemungkinan ini tak pernah dipersoalkan—dan memberi hasil p, maka vektor status partikel lain mendadak menjadi gelombang bidang (sedikit teredam) bermomentum -p. Pernyataan ini sinonim dengan pernyataan bahwa pengukuran momentum partikel kedua akan memberi hasil -p, sebagaimana mengikuti hukum kekekalan untuk momentum linier. Kesimpulan yang sama juga dapat diraih melalui kalkulasi formal atas hasil-hasil potensial pengukuran gabungan terhadap momentum kedua partikel.

Kita bisa melangkah lebih jauh lagi: alih-alih mengukur momentum linier satu partikel, kita dapat mengukur momentum sudutnya pada poros tetap. Jika pengukuran ini menghasilkan harga mℏ, maka vektor status partikel lain mendadak menjadi gelombang silindris, dan karenanya komponen yang sama dari momentum sudut tersebut adalah -mℏ. Pernyataan ini lagi-lagi sinonim dengan pernyataan bahwa pengukuran komponen bersangkutan dalam momentum sudut partikel kedua pasti akan memberi harga -mℏ. Ini dapat disimpulkan lagi dari hukum kekekalan momentum sudut (yakni nol untuk kedua partikel) atau melalui analisa formal. Oleh sebab itu, “kontraksi paket gelombang” kembali terjadi.

Jelas sebuah kekeliruan jika dikatakan, dalam contoh terdahulu, sebelum pengukuran pun statusnya adalah campuran gelombang bidang kedua partikel, yang berjalan ke arah-arah berlawanan. Kita tidak mungkin mengira momentum sudut akan menampakkan korelasi untuk pasangan gelombang bidang semacam itu. Hal ini wajar, karena gelombang bidang bukanlah gelombang silindirs, atau karena [vektor statusnya mempunyai] atribut berbeda dari vektor status campuran. Korelasi statistik yang jelas-jelas dipostulatkan oleh mekanika quantum (dan dapat dibuktikan secara eksperimen, contohnya dalam eksperimen Bothe-Geiger) menuntut adanya “pereduksian vektor status” dalam kasus-kasus tertentu. Satu-satunya pertanyaan yang masih dapat diajukan adalah apakah pereduksian demikian harus dipostulatkan juga manakala pengukuran dengan alat makroskopis dilakukan. [Pertimbangan] menunjukkan bahwa ini pun benar jika keberlakuan mekanika quantum diakui untuk semua sistem.

(Eugene Wigner, The Problem of Measurement, dalam Wheeler and Zurek, hal. 340)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s