Tijd,&Kant&en&de&moderne&natuurwetenschappen&
Thema&3&–&Vrije&domein&
!
!
!
! ! ! !“Space!and!time!are!the!framework!within!which!the!mind!is!constrained!to!
construct!its!experience!of!reality.”!
:!Immanuel!Kant!
FLEUR&DEN&BOER&10173358&
ROSHELL&HAAKER&10169180&
SOPHIE&REEMST&10209158&
EMMA&ZUIDERVEEN&10212582&
&
11O02O2014&
EINDVERSIE
&
!
Inleiding
&
Een! concept! dat! in! veel! verschillende! disciplines! wordt! besproken,! is! tijd.! De! Duitse! filosoof! Immanuel! Kant! biedt! een! interessante! invalshoek! voor! dit! veelbesproken! begrip.! Hij! brak! met! de! traditie!van!zijn!voorgangers!door!tijd!als!absolute!reële!entiteit!te!verwerpen.!Hij!introduceerde!het! transcendentaal! idealisme! als! stroming! binnen! de! filosofie! en! kende! dan! ook! een! transcendentale! identiteit!toe!aan!tijd!(Kant,!1998)!.!De!kritiek!van!Kant!heeft!voor!zowel!ophef!als!lof!gezorgd!maar! één!ding!is!zeker;!Kant!heeft!veel!invloed!gehad.!Met!nieuwe!ontdekkingen!binnen!onder!andere!!de! speciale! relativiteitstheorie,! kwantummechanica! en! hersenonderzoek! in! de! moderne! wetenschap,! die! in! de! tijd! van! Kant! nog! niet! bedreven! werden,! heeft! het! begrip! tijd! echter! ook! een! nieuwe! betekenis! gekregen.! Als! één! van! de! grootste! filosofen! van! de! moderne! tijd! (Kenny,! 2010),! is! de! hypothese! van! dit! onderzoek! dan! ook! dat! men! nog! ideeën! van! Kant! terug! zal! herkennen! in! de! moderne!wetenschap.!Deze!hypothese!leidt!dan!uiteindelijk!tot!de!hoofdvraag!van!dit!onderzoek:!
Hoe$is$Kants$idee$van$tijd$als$a$priori$transcendentale$aanschouwingsvorm$in$$overeenstemming$met$ tijdsconcepten$binnen$de$relativiteitstheorie,$kwantummechanica$en$de$scalar$timing$theory?
Kant&en&Tijd&&
&
In! 1781! bracht! Immanuel! Kant! zijn! beroemde! werk,! bekend! onder! de! naam! Kritik$ der$ reinen$
Vernunft,$uit.!Sindsdien!kunnen!we!Kant!rekenen!tot!één!van!de!grootste!filosofen!in!de!moderne!
tijd.!!Geïnspireerd!door!de!filosofie!van!Leibniz!en!Wolff!en!uit!zijn!“dogmatische!slaap”!gehaald!door! Hume,!wist!Kant!zijn!empiristische!en!rationalistische!voorgangers!met!elkaar!te!verenigen.!!
Wat! Kant! anders! maakt! dan! zijn! voorgangers! is! het! feit! dat! hij! wilde! kijken! of! filosofie,! naast! natuurwetenschappen!en!wiskunde,!als!wetenschap!mogelijk!is.!Omdat!hij!inzag!dat!deze!uitdaging! vrij!ambitieus!was,!geloofde!Kant!dat!de!filosofie!een!revolutie!nodig!had!(Kenny,!2012).!
Een!revolutie!gelijk!aan!die!van!Copernicus,!die!een!geslaagde!poging!had!gedaan!om!de!bewegingen! in! het! universum! te! verklaren.! In! tegenstelling! tot! de! aanname! dat! alle! sterren! om! ons,! als! toeschouwer,!heen!draaien,!wist!Copernicus!deze!aanname!om!te!draaien!door!te!zeggen!dat!niet!wij! maar! de! sterren! “stil! stonden”.! (Kant,! 1998,! BXVI[XVIII).! De! manier! waarop! we! de! hemellichamen! waarnemen,! hangt! af! van! de! waarnemer! en! de! bewegingen! ten! opzichte! van! elkaar! (Rohlf,! 2010).! Met!dezelfde!zienswijze,!probeert!Kant!te!verklaren!hoe!wij!fenomenen!aanschouwen!(Kant,!BXVI[ XVIII).!!
!! Volgens!Kant!heeft!onze!geest!namelijk!een!actieve!bijdrage!aan!de!manier!waarop!wij!de! fenomenen!om!ons!heen!ervaren.!De!zintuigelijke!(sinnliche)!wereld!en!haar!fenomenen!zijn!dus!niet! geheel!onafhankelijk!van!de!menselijke!geest.!Zowel!de!zintuigen,!als!ons!verstand!zorgen!voor!onze!
cognitie! van! ! de! zintuigelijke! wereld.! De! manier! waarop! wij! de! fenomenen! waarnemen! hangt! dus! zowel!af!van!onze!zintuigen,!als!van!de!manier!waarop!onze!geest!deze!zintuigelijke!informatie!actief! verwerkt! volgens! zijn! eigen! a! priori! wetten." Deze! wetten! leveren! het! algemene! kader! waarin! de! zintuigelijke! wereld! en! al! haar! objecten! (fenomenen)! aan! ons! verschijnen.! Zo! vormt! de! geest! de! basisstructuur!van!onze!zintuigelijke!wereld!(Rohlf,!2010).!!
!! Kant! maakt! echter! een! onderscheid! tussen! deze! fenomenale! wereld! en! de! noumenale$ wereld,!de!wereld!van!de!dingen!an$sich.!Deze!wereld!is!onafhankelijk!van!onze!zintuigen!en!volgens! Kant! dus! onkenbaar.! Hij! sluit! niet! uit! dat! deze! wereld! bestaat! maar! stelt! dat! alles! wat! wij! erover! kunnen! zeggen,! noodzakelijkerwijs! door! onszelf! is! ingelegd! en! te! maken! heeft! met! ons! eigen! cognitieve! functioneren! (Kant,! 1998,! BXVIII).! Deze! noodzakelijke! ! kennis! noemt! Kant! synthetisch! a! priori,!bestaande!uit!principes!die!we!niet!kunnen!ontkennen,!die!aan!de!ervaring!vooraf!gaan!en!hun! noodzakelijkheid! ontlenen! aan! de! wetten! die! nodig! zijn! voor! ons! cognitieve! functioneren! (Rohlf,! 2010).!Belangrijk!in!zijn!filosofie!is!dan!ook!het!feit!dat!hij!wilde!bewijzen!dat!er!zoiets!bestaat!als!een! synthetisch! a! priori! propositie.! Kant! was! het! immers! eens! met! Locke! dat! al! onze! kennis! begint! bij! ervaring,!maar!hij!geloofde!niet!dat!al!onze!kennis!er!ook!uit!voorkwam.!Er!zijn!sommige!dingen!die! we! a! priori! weten,! fundamentele! waarheden! die! we! niet! uit! ervaring! weten.! Een! synthetische! propositie!is!een!propositie!waarin!het!predicaat!iets!toevoegt!aan!de!inhoud!van!het!subject!en!er! dus!niet!al!in!besloten!ligt.!Kants!voorbeeld!van!zo’n!propositie!is!“alle!lichamen!zijn!zwaar”.!!Kant! was!de!eerste!die!het!bestaan!van!a!priori!synthetische!proposities!introduceerde!en!onderbouwde!
(Kenny,!2012).!!! ! ! ! ! ! ! ! ! !
! Deze! veronderstellingen! vormen! zijn! transcendentaal! idealisme,! dat! hij! introduceert! in! zijn! Transcendental! Aestehtica;! het! feti! dat! we! slechts! verschijningen! (Anschauungen)! van! de! dingen! ervaren! maar! niet! de! dingen! an$ sich! (Kant,! 1998,! A42/B59–60).! Concepten! als! ruimte! en! tijd,! die! centraal! staan! in! zijn! kritische! filosofie,! zijn! “nur! Formen! der! sinnlichen! Anschauung”,! vormen! van! onze!zintuigelijke!waarneming!(Kant,!1998,!BXXV).!!
Ruimte&en&Tijd&
Over! de! status! van! ruimte! en! tijd! bestaat! al! eeuwenlang! een! discussie! tussen! Kants! verschillende! voorgangers.!Er!bestaat!dan!ook!geen!!twijfel!dat!het!debat!tussen!Leibniz!en!Newton!deel!is!van!de! essentiële! achtergrond! die! Kants! visies! heeft! beïnvloed! (Janiak,! 2009).! Beiden! theorieën! hebben! betrekking!op!de!ontologie!van!tijd!en!ruimte!(Hatfield,!2006)!en!geven!antwoord!op!de!vraag;!“Zijn! ruimte!en!tijd!reëel?!(Kenny,!2010).!Volgens!Newton!zijn!ruimte!en!tijd!wirkliche$Wesen!en!dus!reële! entiteiten.!Dit!houdt!in!dat!men!ruimte!en!tijd,!onafhankelijk!van!de!menselijke!geest,!als!objectief! gegeven!in!de!wereld!kan!aantreffen.!Newton!beschouwt!tijd!als!iets!absoluuts!en!is!volgens!hem!dus! onveranderlijk.! Leibniz! zag! tijd! en! ruimte! als! relaties! of! bepalingen! van! dingen.! Kant! brengt! deze!
absolute!en!relationele!posities!samen!tot!een!transendentaal!idealistische!opvatting.!(Janiak,!2009).!! ! Volgens! Kant! zijn! beide! visies! dus! onjuist.! Tijd! en! ruimte! kan! men! slechts! beschouwen! als! subjectieve!aanschouwingsvormen!(Kant,!1998,!A26)!en!niet!als!dingen!an$sich.!(Kant,!1998,!BXXV)! Kant!noemt!tijd!en!ruimte!dan!ook!transendentaal!ideaal!(Kant,!1998,!A28).!Volgens!Kant!is!de!ruimte! de!vorm!van!onze!uiterlijke!zintuigen,!daarmee!doelend!op!onze!ogen!en!oren,!en!is!de!tijd!de!vorm! van! onze! innerlijke! zintuigen.! Onze! uiterlijke! zintuigen! zijn! zodanig! dat! we! objecten! in! een! ruimte! plaatsen.!Als!men!iets!waarneemt,!is!men!tegelijkertijd!bewust!van!het!feit!dat!men!iets!waarneemt! en! plaatst! men! deze! gewaarwordingen! in! een! bepaalde! volgorde.! Dat! noemt! Kant! ons! ! innerlijke! zintuig!(Kant,!1998,!A32).!Zowel!ruimte!als!tijd!zijn!geen!entiteiten!in!de!wereld,!maar!vormen!van! onze! zintuigen! en! mogelijkheidsvoorwaarden! voor! onze! ervaring! (Kenny,! 2010).! Verder! is! tijd! dus! subjectief!en!hangt!het!af!van!onze!cognitieve!vermogens!(Rohlf,!2010).!Hoe!Kant!dit!voor!zich!ziet,! wordt!duidelijk!aan!de!hand!van!zijn!theorie!over!tijd.!!
Tijd
!Tijd!is!volgens!Kant!iets!dat!wij!zelf!voortbrengen!tijdens!het!proces!van!waarnemen.!Slechts!door! een! seriële! procedure! kan! men! aspecten! van! objecten! met! elkaar! verbinden.! Op! deze! manier! genereer!je!zelf!de!lineaire!tijd.!Tijd!is!niet!zomaar!een!willekeurige!“bril”!die!je!op!kan!zetten!en!een! bepaalde!vervorming!geeft,!maar!essentieel!voor!bepaalde!cognitieve!functies.!Belangrijk!voor!Kant! is!de!distinctie!tussen!objectieve!en!subjectieve!tijd!(Hoerl!&!McCormack,!2011!).!!De!subjectieve!tijd! is!de!tijd!die!de!mens!zelf!genereert!tijdens!het!proces!van!waarneming,!het!genereren!van!de!wereld! met! objecten,! ontstaan! uit! onszelf! door! het! uitvoeren! van! bepaalde! cognitieve! functies.! De! objectieve!tijd!is!het!vaststellen!van!de!volgorde!van!gebeurtenissen.!Deze!wordt!bepaald!door!de! wereld!van!objecten!buiten!ons!(Hoerl!&!McCormack,!2011).!Een!voorbeeld!van!subjectieve!tijd!is!die! van! een! waarnemer! die! een! wandeling! om! een! huis! heen! maakt.! Deze! waarnemer! krijgt! de! gewaarwordingen! in! een! bepaalde! volgorde! binnen! maar! zeggen! niets! over! de! objectieve! werkelijkheid;!de!delen!van!het!huis!bestaan!immers!tegelijkertijd.!!Tijdens!het!proces!van!generen! van! je! beeld! van! het! huis,! ontstaat! dus! een! lineaire! ordening! van! gewaarwordingen! (Kant,! 1998,! A189).! Deze! correspondeert! echter! met! niets! objectiefs,! in! tegenstelling! tot! de! objectieve! tijd.! Als! men! bijvoorbeeld! een! schip! waarneemt! dat! stroomafwaarts! glijdt,! zit! er! een! bepaalde! objectieve! volgorde!in!deze!gebeurtenis!omdat!er!een!causaal!verband!is!tussen!de!toestand!van!het!schip!op! een! bepaald! tijdstip! en! een! minuut! later.! Deze! wordt! veroorzaakt! doordat! de! rivier! het! schip! meeneemt!(Kant,!1998,!A191).!
Causaliteit! is! één! van! de! categorieën! van! ons! denken.! Zo’n! categorie! is! een! cognitieve! noodzakelijkheid! die! nodig! is! om! objecten! te! kunnen! vormen.! Causaliteit! is! niet! iets! wat! je! in! de!
werkelijkheid! waarneemt! waar! iets! wat! je! aan! de! werkelijkheid! oplegt.! Op! deze! manier! ontstaat! objectieve! tijd! (Kant,! 1998).! Deze! opvatting! over! causaliteit! werd! geïnspireerd! door! Hume,! die! al! inzag! dat! causaliteit! iets! is! dat! wij! zelf! opleggen! aan! gebeurtenissen! in! de! werkelijkheid! (Kenny,! 2012).!!Volgens!Kant!heeft!tijd!echter!zowel!een!“empirische!realiteit”!(Kant,!2010,!p.!52),!als!een! transcendentale!identiteit.!Met!een!empirische!realiteit!doelt!Kant!op!het!feit!dat!je!het!idee!hebt! dat! je! tijd! kunt! aantreffen! in! de! werkelijkheid.! Je! kunt! gebeurtenissen! ordenen! op! volgorde! of! gelijktijdigheid!en!bij!het!opbouwen!van!de!wereld!door!waarnemingen,!speelt!tijd!een!enorme!rol.!! Je!kunt!je!die!wereld!immers!niet!voorstellen!zonder!tijd!(Kant,!1998).!Aan!de!andere!kant,!ontkent! hij! wel! dat! tijd! een! absolute! realiteit! bezit! en! dus! niet! eigen! is! aan! dingen! als! een! conditie! of!
eigenschap!(Kant,!2010,!p.!52).! ! ! ! ! ! ! ! !
! Alle! formele! eigenschappen! van! tijd! komen! voort! uit! de! manier! waarop! wij! de! wereld! opbouwen.! Dit! proces! maakt! de! tijd! tot! iets! lineairs.! Men! kan! echter! niet! weten! of! er! zoiets! als! lineaire! tijd! in! de! werkelijkheid! bestaat,! het! valt! immers! niet! te! concluderen! uit! hetgeen! je! waarneemt.!Tijd!is!dus!transcendentaal!idealistisch;!Kant!ontkent!niet!dat!tijd!bestaat!maar!ontkent! daarentegen!wel!dat!je!veel!over!de!werkelijkheid!kan!zeggen!buiten!je!eigen!constructie!van!deze! werkelijkheid!om!(Kant,!1998).!In!deze!zin!is!Kants!theorie!anders!dan!zijn!empiristische!voorgangers,! als!Berkeley,!die!stelden!dat!alles!om!ons!heen!slechts!een!verschijning!is!(Janiak,!2009).!!
! Volgens!Kant!is!tijd!dus!wel!noodzakelijk.!Kant!denkt!dat!we!ons!verschijnselen!niet!kunnen! voorstellen! zonder! ze! in! de! tijd! (en! ruimte)! te! plaatsen.! Als! men! bijvoorbeeld! de! volgorde! van! bepaalde! gebeurtenissen! wilt! vaststellen,! dan! zijn! deze! gebeurtenissen! al! in! de! tijd.! Op! dezelfde! manier!speelt!het!plaats!geven!van!objecten!zich!al!af!in!de!ruimte!(Kant,!1998,!A28).!
Via! deze! weg! kan! met! tijd! uiteindelijk! beschouwen! als! een! “a! priori! transcendentale! aanschouwingsvorm”,!een!beknopte!Kantiaanse!definitie!van!tijd.!!
Tijd&en&de&interne&klok&
In#hoeverre#komt#het#tijdsfenomeen#uit#de#cognitie#overeen#met#de#idee#van#Kant#over#tijd# als#a#priori#transcendentraal#aanschouwingsvorm?#
!
Hoe! ervaart! een! mens! tijd?! Het! antwoord! op! deze! vraag! is! een! van! de! vele! uitdagingen! in! de! cognitiewetenschap.!Een!eerste!doorslaggevend!idee!hierover!was!van!Augustinus!in!het!elfde!boek! van!zijn!belijdenissen,!hierin!relateert!hij!tijd!aan!de!perceptie!van!gebeurtenissen.!Hij!stelt!dat!mens! het!heden!tot!leven!wekt!tot!het!verleden,!het!heden!en!de!toekomst.!‘Tijd!is!extensie!van!de!ziel’!(Le! poidevin,! 2009).! Ook! Husserl! beschrijft! tijd! als! iets! innerlijks,! namelijk! als! een! bewustzijntoestand.! (Rasch,!2011)! Heidegger!was!een!leerling!van!Husserl!en!gaat!verder.!Zijn!grote!bezwaar!tegen!de! opvatting! van! Husserl! is! dat! hij! tijd! nog! altijd! beschouwde! als! een! object,! ook! al! lag! het! in! het! innerlijke! bewustzijn.! Heidegger! zei! dat! je! tijd! niet! kunt! objectiveren,! we! kunnen! ons! er! niet! aan! onttrekken,! dus! je! kunt! tijd! ook! niet! als! een! object! bestuderen.! Wij! zijn! tijd.! (Rasch,! 2011)! Waar! Augustinus!spreekt!van!extensie,!Husserl!van!uitwalsing,!heeft!Heidegger!het!over!‘uitplooiing’.!Hij! sprak!dus!over!tijdsdimensies!als!in!de!letterlijke!zin!van!zijndimensies.!Later!wordt!bediscussieerd! dat!om!tijdperceptie!in!de!mens!te!begrijpen!er!een!taxonomie!(systematiek)!van!tijdelijke!ervaringen! moet!vaststellen!(Popper,!1978).!Blijkbaar!werden!verschillende!ongerelateerde!tijdservaringen!vaak! geclassificeerd! onder! de! term! tijdperceptie! waardoor! veel! controversen! werden! gevonden! in! de! literatuur.! In! de! huidige! hypothesen! over! het! begrijp! tijd! vanuit! de! cognitiewetenschap! kunnen! er! nog! 2!!belangrijke! begrippen!gevonden! worden:! endogeen! en!exogeen.!Aan! de! ene!kant!wordt!er! gedacht! aan! tijdperceptie! vanuit! de! mens! zelf,! maar! daartegenover! staat! het! exogene! als! determinant!voor!tijdperceptie.!Wetenschappers!die!de!nadruk!leggen!op!het!endogene!bestuderen! tijdperceptie! in! de! cortex! en! sommigen! gaan! uit! van! een! internal$ clock.! Heideggers! vroege! ideeën! zouden!ook!kunnen!worden!geplaatst!in!deze!categorie.!Wetenschappers!die!nadruk!leggen!op!een! exogene! basis! voor! tijdperceptie! gaan! vanuit! het! begrip! information$ processing$ te! werk,! waarbij! externe!informatie!zorgt!voor!een!tijdsperceptie!(Popper,!1978).!Een!filosoof!uit!deze!stroming!die! een! reactie! op! Kant! gaf! was! de! filosoof! Guyau! (1890).! Hij! probeerde! het! a! priori! van! Kant! te! weerleggen,!hij!stelde:!‘que!le!temps!n’est!pas!une!condition,!mais!un!simple!effet!de!la!conscience’.! Hij! onderbouwde! dit! door! te! zeggen! dat! tijd! niet! een! a! priori! vorm! is! maar! een! systematiek,! de! organisatie!van!onze!representatie!van!de!geest!(Michon,!1988)."Kants!opvattingen!over!tijd!werden! toen!terug!gezien!in!het!gedachtegoed!over!het!idee!van!tijd!in!de!mens,!zullen!zijn!opvattingen!over! tijd!ook!nog!terug!te!herleiden!zijn!in!de!hedendaagse!kennis!van!tijd?!
Hoe! ontstaat! het! idee! van! tijd! in! de! mens?! Mensen! vertrouwen! op! meetbare! tijd,! externe! tijdbewakers! en! tijdelijke! organisators! (klokken,! agenda’s)! zorgen! zo! voor! het! idee! van! controle! hebben!over!tijdelijke!gebeurtenissen.!Toch!hebben!we!de!gave!om!zelf!ook!een!idee!te!hebben!van! tijd.! We! spreken! van! de! interne! klok.! Is! dit! dan! hetzelfde! als! de! a! priori! aanschouwingsvorm! van! Kant?!Hiervoor!zal!eerst!de!interne!klok!besproken!worden!waarna!de!vergelijking!met!Kant!gemaakt! kan! worden.! Er! wordt! nu! verder! gegaan! met! een! cognitiewetenschappelijke! analyse! van! tijd.! Dit! verschilt! met! een! transcendentale! analytische! beschouwing! van! tijd.! Waar! de! transcendentale! analyse!van!Kant!zich!bezig!houdt!met!ervaring!van!de!fenomenen!houdt!de!cognitie!zich!bezig!met! de!kennis!vanuit!ons!eigen!kernvermogen,!in!dit!geval!het!opzicht!van!tijd.!!
!
Ons!vermogen!van!tijd,!de!meeste!wetenschappers!zijn!het!erover!eens!dat!er!niet!een!neurologische! plek!is!die!dient!als!de!‘master!clock’!in!ons!brein.!Wel!hebben!wij!het!vermogen!om!te!dateren!in!de! ‘seconds! to! minutes! range’,! interval$ timing,! waardoor! we! subjectief! de! objectieve! tijd! kunnen! ervaren!en!wat!het!bovendien!mogelijk!maakt!frequentie,!gedachten,!gedrag,!trends!en!toekomst!te! integreren!(Allman!et!al,!2013).!
!
Uit! veel! onderzoeken! in! de! cognitiewetenschap! naar! tijd! is! eenduidig! gedemonstreerd! dat! er! voor! ons!vermogen!van!interval!timing!een!gereguleerde!interne!klok!nodig!(Allman,!2013).!Deze!wordt! beschreven!in!de!scalar$timing$theory!en!is!door!Treisman!in!1963!voor!het!eerst!opgezet!en!voor!het! laatst!aangepast!in!2013.!In!het!review!artikel!van!Allman!over!de!interne!klok!wordt!deze!ook!als! eenduidig! beschreven.! Om! deze! redenen! is! er! gekozen! om! in! dit! essay! deze! theorie! nader! te! beschrijven." ! ! ! ! ! !
Scalar&timing&theory&
Volgens!de!Scalar$timing$theory!bestaat!de!interne!klok!uit!3!stadia,!zie!onderstaand!model!(Allman,! 2013):!
! Dit! is! een! theorie! die! uit! gaat! van! een! endogeen! tijdsperceptie.! Mensen! hebben! een! interne! klok! welke! pulsen! genereert! op! een! bepaald! tempo.! Deze! pulsen! zijn! van! belang! in! de! drie! stadia! van! tijdsperceptie.! Aan! het! begin! van! een! nog! te! timen! gebeurtenis! genereert! de! pacemaker! pulsen! waarna! deze! door! aandacht! worden! opgevangen! door! een! accumulator.! Dit! gebeurt! in! de! eerste! fase,!ook!wel!de!klokfase.!De!pulsen!die!gegeneerd!zijn!in!een!bepaalde!tijd!worden!opgeslagen!in! het! geheugen! (working$ memory),! deze! fase! wordt! dan! ook! de! geheugenfase! genoemd.! In! de! beslissingsfase! kan! de! nieuwe! tijdsperiode! vergeleken! worden! met! een! eerder! opgeslagen! tijdsperiode!(reference$memory)!aan!de!hand!van!pulsen!binnen!die!periodes.!!Wanneer!deze!nauw! overeenkomen!wordt!de!beslissing!gemaakt!een!bepaalde!tijd!te!produceren!welke!weer!beïnvloed! kan! worden! door! feedback.! Dit! systeem! is! te! vergelijken! met! een! stopwatch,! je! kan! het! starten,! pauzeren!en!resetten!naar!tijd!specifieke!en!gelijktijdige!gebeurtenissen!(Allman,!2013).!
!
Psychologisch!onderzoek!wijst!uit!dat!tijd!en!tijdperceptie!bepaalde!eigenschappen!hebben!(indexen! van!psychofysische!functies)!waar!rekening!mee!moet!worden!gehouden!bij!het!interpreteren!van!zo! een!model!van!de!interne!klok.!De!intensiteit!van!perceptie!vanuit!het!brein!is!lineair!gerelateerd!aan!
de!omvang!van!externe!stimulatie!(Allman,!2013).!Bovendien!verandert!bij!toenemende!omvang!van! fysische! stimuli! in! diezelfde! verhouding! ook! de! variatie! van! de! perceptie! (Allman,! 2013)." Het! is! moeilijker!om!de!precieze!tijd!in!te!schatten!bij!langer!durende!gebeurtenis.!!
!
Het! blijkt! dat! bij! het! bepalen! van! supraseconden! (seconden! tot! minuten)! eerste! en! tweede! rang! principes! betrokken! te! zijn! welke! het! verschil! in! tijdperceptie! in! en! tussen! mensen! kan! verklaren! (Allman,! 2013).! Deze! principes! definiëren! hoe! de! interne! klok! werkt! en! hoe! deze! kan! veranderen! door! zintuiglijke! en! fysiologische! factoren.! De! eerste! rang! principes! heeft! betrekking! op! de! nauwkeurigheid! en! precisie! waarmee! tijd! wordt! gehangen! aan! een! gebeurtenis,! op! individueel! niveau.!Als!we!naar!eerste!model!kijken!zijn!dit!bijvoorbeeld!verschillen!in!hoe!snel!de!subjectieve! klok!tilt!(afhankelijk!van!emotie!en!affect),!hoe!snel!deze!pulsen!genereert,!hoe!de!tijden!subjectief! worden! opgeslagen! en! vergeleken! met! huidige! al! eerder! opgeslagen! tijden.! Dit! laatste! wordt! de!
memory$translation$parameter!genoemd.!Deze!verandert,!verbetert,!tijdens!je!jeugd!(Allman,!2013).!
Tweede!rang!principes!vergelijken!meerdere!tijden!met!elkaar!op!niveau!van!tijdschaal!invariantie.! Daarnaast! zijn! er! nog! andere! factoren! die! beschouwd! moeten! worden;! vaak! worden! auditieve! aanschouwingen! als! langer! beschouwd! dan! visuele! aanschouwingen,! dit! heeft! alles! te! maken! met!
modality$ effects$ and$ memory$ mixing$ (Allman,! 2013).! Maar! ook! hoe! onze! tijdsbesef! beïnvloed! kan!
worden!door!hoe!vaak!we!denken!aan!de!tijd!–!attentional$time$sharing.!! De!eerste!en!tweede!rang!principes!van!de!interne!klok!geven!criteria!weer!waardoor!er!individuele! verschillen!zijn!in!het!beoordelen!van!tijd!en!tijdperceptie.!Er!kan!gesteld!worden!dat!ons!idee!van! tijd!subjectief!is!en!ook!afhankelijk!is!van!de!context.! In&vergelijking&met&Kant& Of!Kant!is!terug!te!zien!in!de!hedendaagse!cognitieve!kennis!over!tijdperceptie!in!de!mens?!Hiervoor! zijn!wel!aanwijzingen!te!vinden.!Kant!ziet!tijd!zoals!eerder!genoemd!als!een!a!priori!transcendentale! aanschouwingsvorm.! Daarnaast! is! tijd! subjectief! en! hangt! het! af! van! onze! cognitieve! vermogens! (Rohlf,! 2010).! Vanuit! het! model! van! de! interne! klok! kan! gezegd! worden! dat! tijd! subjectief! is.! Ook! genereren! wij! door! middel! van! de! interne! klok! zelf! lineaire! tijd! tijdens! het! waarnemen,! welke! beïnvloed!kan!worden!door!cognitieve!functies!als!aandacht.!Zo!kan!tijd!gezien!worden!als!een!vorm! van!beschouwing.!Dit!komt!aardig!overeen!met!Kant!die!stelt!dat!tijd!iets!is!wat!wij!zelf!voortbrengen! tijdens!het!proces!van!waarnemen,!en!zo!genereren!wij!lineaire!tijd.!Wat!echter!een!discussiepunt!is,! is!dat!Kant!stelt!dat!tijd!essentieel!is!voor!bepaalde!cognitieve!functies.!De!theorie!die!hierboven!is! besproken! ontkent! dat! niet! maar! stelt! dat! de! manier! waarop! tijd! wordt! gegenereerd! ook! door!
cognitieve! functies! beïnvloed! kan! worden.! De! interne! klok! kan! immers! beïnvloed! worden! door! zintuiglijke!en!fysiologische!factoren.!!
Tijd!is!in!de!geest!omdat!de!interne!klok!zich!in!het!brein!bevind.!Onze!geest!krijgt!tijdwaardes!van! die! interne! klok! en! hiermee! krijgen! we! ook! een! idee! krijgen! van! tijdsduur.! Door! de! interne! klok! kunnen! wij! tijd! geven! aan! ervaringen! en! acties! welke! weer! invloed! hebben! op! reacties! op! stimuli! (Gallistel,!1996).!Dit!steunt!de!gedachte!van!kant!dat!tijd!niet!een!product!is!van!zintuiglijke!stimuli! maar!juist!gegeneerd!wordt!in!onszelf!en!daarmee!kan!het!ons!de!ervaring!geven,!a$priori.!Bijzonder! is!om!te!zien!dat!Kant!tijd!al!zag!als!iets!vanuit!jezelf,!en!dat!uit!moderne!wetenschap!ook!gebleken!is! dat!er!inderdaad!zo!iets!bestaat!als!een!interne!klok.!
!
Tijd&en&de&Speciale&relativiteitstheorie&
In#hoeverre#is#het#concept#van#tijd#in#de#speciale#relativiteitstheorie#te#vergelijken#met#Kants# tijdsconcept#als#a#priori#transcendentale#aanschouwingsvorm?# ! Iets!meer!dan!100!jaar!geleden!vond!er!een!omslag!plaats!binnen!de!natuurkunde.!Daar!voor!was!het! gebruikelijk!uit!te!gaan!van!drie!wetten!van!Newton,!die!samen!de!klassieke!mechanica!vormden.! Binnen!de!klassieke!mechanica!kan!voor!alle!objecten!uit!de!fysische!wereld,!mits!de!randcondities! bekend!zijn,!worden!beschreven!hoe!hun!positie!en!snelheid!zich!ontwikkelen!door!de!tijd!(Giancoli,! 2009).!Na!de!publicatie!van!Newton’s!Principia!in!1687,!was!dit!voor!lange!tijd!het!heersende!idee.! Tot!Einstein!in!1905!in!minder!dan!een!half!jaar!tijd!3!artikelen!publiceerde!die!de!fundamenten!van! de!natuurkunde!zouden!veranderen!(Rynasiewicz!&!Jürgen,!2006).!Newtoniaanse!wetten!werden! aangevuld!door!Einsteins!Speciale!relativiteitstheorie!en!later!ook!Algemene!relativiteitstheorie! (respectievelijk!SRT,!ART).!De!klassieke!mechanica!was!nog!steeds!geldig!maar!slechts!als!specifiek! geval!van!zijn!relativiteitstheorie!(Giancoli,!2009;!Lämmerzahl,!2005).!Binnen!deze!theorieën!konden! ruimte!en!tijd!niet!meer!los!van!elkaar!worden!gezien!en!werd!de!wereld!begrepen!vanuit!een! wiskundige!4!dimensionale!ruimte[tijd,!drie!dimensies!van!ruimte!met!daar!aan!gekoppeld!een! dimensie!van!tijd.!Waar!in!de!klassieke!mechanica!processen!onafhankelijk!van!de!waarnemer! werden!begrepen,!hadden!zij!nu!alleen!betekenis!ten!opzichte!van!een!waarnemer!(Giancoli,!2009).!! In!deze!paragraaf!zal!de!nadruk!liggen!op!het!gedrag!van!tijd!binnen!deze!theorie.!De!postulaten!van! de!theorie!zullen!worden!besproken!en!vervolgens!zullen!de!implicaties!daarvan!worden!vergeleken! met!het!gedachtengoed!van!Kant!(Lämmerzahl,!2005).! ! Binnen!de!SRT,!net!als!binnen!de!klassieke!mechanica,!is!het!van!belang!onderscheid!te!maken!tussen! verschillende!systemen.!Vaak!kan!een!systeem!niet!op!zichzelf!worden!gedefinieerd!maar!alleen!ten! opzichte!van!een!ander!systeem!(Giancoli,!2009).!! Bijvoorbeeld,!als!ik!op!een!varend!schip!een!munt!laat!vallen!is!het!afhankelijk!van!het!systeem!dat!ik! bekijk,!wat!de!snelheid!van!de!munt!is.!De!munt!heeft!een!andere!snelheid!ten!opzichte!van!het!dek! dan!ten!opzichte!van!het!water.!Binnen!de!SRT!gaat!dit!verder.!Hierin!worden!inertiaal!systemen! gedefinieerd.!Dat!zijn!systemen!waarop!de!eerste!wet!van!Newton!van!toepassing!is.!Dat!wil!zeggen,! het!systeem!staat!stil!of!beweegt!met!constante!snelheid.!Binnen!elk!van!die!systemen!zijn!de! natuurwetten!op!een!zelfde!manier!van!toepassing.!! Verder!wordt!er!binnen!de!SRT!gesteld!dat!de!lichtsnelheid!eindig!is!en!onafhankelijk!van!de!snelheid! van!de!lichtbron.!Dit!in!tegenstelling!tot!de!klassieke!mechanica,!waar!de!lichtsnelheid!als!oneindig!wordt!beschouwd.!Deze!limiet!aan!de!snelheid!van!het!licht!heeft!grote!gevolgen!voor!de!manier! waarop!de!ruimte[tijd!kan!worden!beschreven!en!vormt!de!basis!van!de!SRT.! ! De!twee!postulaten!waar!de!SRT!op!is!gebaseerd!luiden:! 1)!Natuurwetten!hebben!dezelfde!vorm!binnen!alle!inertiaalstelsels.!!!! 2)!De!snelheid!van!het!licht!in!lege!ruimte!is!eindig!en!onafhankelijk!van!de!snelheid!van!de!lichtbron:! de!lichtsnelheid!heeft!voor!iedere!waarnemer!dezelfde!waarde.!! ! Als!deze!twee!postulaten!inderdaad!standhouden,!zou!dat!een!vervorming!van!de!ruimte[tijd!bij! hoge!snelheden!(>10%!van!de!lichtsnelheid)!tot!gevolg!hebben.!Een!van!de!vervormingen!die!kan! plaats!vinden!is!tijddilatatie.!Hoe!deze!vervorming!van!tijd!tot!stand!komt,!is!uitvoerig!beschreven!in! bijlage!6.!! ! Uit!de!beschrijving!in!bijlage!6!kan!worden!geconcludeerd!dat!binnen!de!SRT!geen!objectieve!tijd! wordt!toegestaan!maar!slechts!een!vorm!van!tijd!die!afhangt!van!de!positie!en!snelheid!van!de! waarnemer.!Om!dit!argument!extra!kracht!bij!te!zetten!zal!nog!een!gedachten!experiment!worden! besproken;!de!tweelingparadox.!" ! De&tweelingparadox& De!tweelingparadox!is!sinds!het!ontstaan!van!SRT!een!groot!gebied!van!aandacht!geweest.!Einstein! zelf!wees!al!op!de!paradox!maar!het!was!Paul!Langevin!die!in!1911!de!paradox!in!de!gangbare!vorm! formuleerde!(Debs!&!Redhead,!1996).!Hier!zal!een!vorm!van!de!“tweelingparadox”!worden! behandeld!waarin!wordt!uitgegaan!van!drie!leden.!Dit!om!te!voorkomen!dat!een!van!de!leden!tijdens! het!experiment!moet!versnellen!om!weer!terug!te!keren!naar!aarde.!Als!het!stelsel!wordt!versneld,! betreft!het!geen!intertiaalstelsel!meer!en!kan!SRT!niet!meer!worden!toegepast.! Waarnemer!A!bevindt!zich!in!een!ruimteschip.!Waarnemer!B!beweegt!van!A!af!in!een!andere!raket.! De!derde!waarnemer,!C,!bevindt!zich!in!de!ruimte!en!beweegt!via!B!terug!naar!A!(zie!afbeelding!2).! De!reizigers!bewegen!met!constante!snelheid,!alle!waarnemers!bevinden!zich!dus!in!een! inertiaalsysteem!en!SRT!kan!worden!toegepast.!De!vraag!is!nu,!wat!is!TC!(de!tijd!die!de!klok!van!C! aanwijst)!als!A!en!C!elkaar!ontmoeten?!Vanuit!A!gezien,!beweegt!C!en!zal!de!tijd!in!C!dus!met!een! factor!1/𝛾!toenemen!(𝛾=1[v2!/c2).!Maar!vanuit!C!gezien,!beweegt!A!en!zal!de!tijd!in!A!dus!langzamer!
lopen.!Dit!lijkt!in!tegenspraak!met!elkaar.!Toch!kan!door!zorgvuldig!doorrekenen!vanuit!ieder! referentie!kader!worden!aangetoond!dat!waarnemer!A!gelijk!heeft!en!TC!=T/𝛾.!Deze!afleiding!is!
bijgevoegd!in!bijlage!5.!Van!belang!bij!het!oplossen!van!deze!paradox!is!dat!er!drie!berekeningen! worden!gedaan,!vanuit!elk!systeem!een!(Giancoli,!2009;!Schlegel,!1977).!! .! ! !! Een&vergelijking&met&Kant& Na!het!bespreken!van!zowel!het!gedachtengoed!van!Kant!als!de!beginselen!van!de!SRT!kan!er!nu! verder!worden!gegaan!met!een!vergelijking!tussen!beiden.!De!theorieën!van!Kant!en!Einstein! vertonen!gelijkenissen!en!invloed!van!Kant!op!Einstein!is!veel!besproken.!Toch!moet!ook!zeker! worden!aangemerkt!dat!Einstein!de!invloed!van!Kant!altijd!heeft!ontkend!(Weinert,!2005).! De!theorieën!van!Kant!zijn!gevormd!in!een!tijd!waar!alleen!de!newtoniaanse!fysica!nog!bekend!was.! In!die!wereld!kan!aan!alle!objecten!een!objectieve!tijd!en!plaats!worden!toegeschreven!(Lämmerzahl,! 2005;!Wang,!1995),!ongeacht!de!positie!en!snelheid!van!de!waarnemer.!Volgens!Kant!kon!dit!niet! juist!zijn.!.!De!waarneming!is!subjectief!en!dus!afhankelijk!van!de!cognitieve!vermogens!van!de! waarnemer!(Weinert,$2005).!(zie!ook!paragraaf!1!over!het!gedachtengoed!van!Kant).!! Als!we!nadenken!over!de!implicaties!van!SRT!lijken!deze!in!eerste!instantie!in!overeenstemming!met! het!idee!van!Kant.!Waar!in!Newtoniaanse!fysica!ruimte!en!tijd!absoluut!zijn,!zijn!deze!in!SRT! afhankelijk!van!de!waarnemer.!Waarnemers!zijn!gebonden!aan!inertiaal!systemen!die!bewegen!ten! opzichte!van!elkaar.!Gelijktijdigheid!is!gebonden!aan!die!systemen,!de!verschillende!waarnemers! Afbeelding$2:$Op$t=0$vertrekt$B$vanaf$A.$Op$tA=1/2T$ontmoeten$B$en$C$elkaar$en$zetten$de$ klokken$gelijk.$De$vraag$is$nu,$welke$tijd$geeft$de$klok$van$C$aan$op$tA=T,$het$eindpunt$van$de$ reis?$(Lämmerzahl,$2005)$ !
zullen!het!er!dus!niet!over!eens!zijn!wanneer!een!gebeurtenis!plaats!vond.!Daar!komt!nog!bij!dat!ook! het!verstrijken!van!de!tijd!niet!op!dezelfde!manier!wordt!ervaren!door!alle!waarnemers,!zoals!gezien! bij!de!tweelingparadox.!Tijd!wordt!ervaren!afhankelijk!van!de!waarnemer,!zoals!hierboven!is! geïllustreerd!met!twee!voorbeelden.!Uit!deze!bevindingen!werd!door!sommige!van!Einsteins! tijdgenoten!geconcludeerd!dat!tijd!geen!objectieve!eigenschap!van!de!materiele!wereld!kon!zijn! (Weinert,!2005).! Toch!zien!Einstein!en!Kant!deze!relativiteit!van!tijd!op!een!heel!verschillende!manier.!Voor!Einstein! zijn!ruimte!en!tijd!een!continuüm,!de!ruimte[tijd.!Gebeurtenissen!in!de!ruimte[tijd!kunnen!worden! gemeten!met!klok[tijd.!Klok[tijd!wordt!bepaald!door!een!natuurlijk!periodiek!verschijnsel!zoals!de! draaiing!van!de!aarde!of!beweging!van!atomen!(Lämmerzahl,!2005;!Weinert,!2005).!Dat!zijn! weldegelijk!gebeurtenissen!in!de!wereld,!niet!in!de!geest.!! Zoals!eerder!besproken!legt!hij!nadruk!op!het!belang!van!referentie!kaders.!De!intertiaalsystemen!uit! de!SRT!bewegen!relatief!ten!opzichte!van!elkaar!en!waarnemers!gebonden!aan!verschillende! systemen!zullen!de!wereld!op!verschillende!manieren!waarnemen.!Er!zijn!dan!evenveel!“ruimtes!en! tijden”!als!er!referentiekaders!zijn!en!niet!één!ruimte!en!tijd!die!wordt!gevormd!door!ons!denken! (Weinert,!2005).!Binnen!elk!kader!gelden!dezelfde!natuurwetten!en!zullen!alle!waarnemers!de! ruimte[tijd!op!een!zelfde!manier!waarnemen,!tussen!de!kaders!geldt!relativiteit!en!verschillen!de! meningen.!Dit!staat!lijn!recht!tegenover!de!idee!van!Kant!waarin!objectieve!ruimte!en!tijd!niet! bestaan!(Weinert,!2005).!! Tot!slot!moet!worden!aangemerkt!dat!de!waarnemer!in!beide!opvattingen!een!hele!andere!positie!in! neemt.!Waar!bij!Kant!de!relativiteit!ontstaat!door!het!cognitieve!vermogen!van!de!waarnemer,!is!dit! in!SRT!absoluut!niet!het!geval.!Daar!ontstaat!relativiteit!tussen!referentie!kaders!slechts!door!de! posities!en!de!snelheden!die!de!waarnemers!aannemen!ten!opzichte!van!elkaar.!SRT!is!een! wiskundige!beschrijving!van!bewegende!elementen!uit!de!fysische!wereld!en!laat!de!ervaring!van!de! waarnemer!buiten!beschouwing.!Binnen!de!SRT!kunnen!ook!niet!menselijke!en!zelfs!niet!levende! “waarnemers”!voorkomen,!bijvoorbeeld!deeltjes!die!bewegen!ten!opzichte!van!elkaar.!! Zowel!Einstein!als!Kant!ontkennen!dus!het!bestaan!van!objectieve!ruimte!en!tijd!in!de!Newtoniaanse! zin!maar!verschillen!van!mening!wat!betreft!de!vorm!die!de!ruimte!en!tijd!dan!wel!aannemen.!Waar! Kant!ruimte!en!tijd!zag!als!aanschouwingsvormen,!zag!Einstein!deze!weldegelijk!als!eigenschappen! van!de!wereld.!Hoe!ruimte!en!tijd!worden!waargenomen!is!echter!afhankelijk!van!de!positie!en! snelheid!van!de!waarnemer.!Kant!zag!deze!relativiteit!eerder!als!gevolg!van!het!cognitief!vermogen! van!de!waarnemer.!!
!
Tijd&in&de&kwantumtheorie&
In#hoeverre#is#de#basis#van#de#kwantumtheorie#en#verschillende#interpretaties#daarvan#te# vergelijken#met#tijd#als#a#priori#transcendentale#aanschouwingsvorm#van#Kant? Het!klassieke!concept!van!de!wereld!zoals!beschreven!door!Newton!werd!al!door!de!speciale! relativiteit!theorie!op!zijn!kop!gezet.!In!de!speciale!relativiteit!theorie!wordt!het!concept!‘tijd’!als!iets! absoluuts!aan!de!kaak!gesteld!(Heisenberg,!1949).!!Bij!de!speciale!relativiteit!theorie!wordt!er! uitgegaan!van!een!waarnemer!en!iets!wat!waargenomen!wordt,!waarbij!de!ontmoeting!niet!van! invloed!is!op!de!situatie.!In!de!kwantumtheorie!heeft!de!waarnemer!wel!degelijk!invloed!op!de! situatie!(Norton,!1987).!Een!exacte!determinering!van!twee!variabelen,!x!en!p,!is!in!de! kwantumtheorie!onmogelijk,!de!verstoring!van!de!waarnemer!aan!het!systeem!werkt!zich!uit!in! metingen!(dit!wordt!later!mathematisch!beschreven!als!het!kwantum!meetprobleem).!Deze! gelimiteerde!accuraatheid!van!variabelen!dienen!als!natuurwet!in!de!kwantumtheorie;!genaamd!het! onzekerheidsprincipe!(Heisenberg,!1949).!Met!het!onzekerheidsprincipe!kan!beter!begrepen!worden! wat!voor!soort!betekenis!het!begrip!‘tijd’!heeft!in!de!kwantumtheorie.!Het!kern!idee!van!het! onzekerheidsprincipe!is!dat!hoe!preciezer!de!positie!van!een!elektron!bepaald!wordt,!hoe!minder! precies!het!momentum!van!een!elektron!is!(Kennard,!1927). Heisenberg’s&onzekerheidsprincipe ΔxΔpx!≥!ђ/2!(met!ђ!=!!h/2π) Hierbij!is:!!!!!!!!!!!!!Δx!=!de!onzekerheid!van!de!positie !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Δpx=!de!onzekerheid!van!het!momentum Wanneer!je!de!onzekerheid!van!de!positie!verkleind,!met!andere!woorden!de!positie!exacter!maakt,! zal!de!onzekerheid!van!het!momentum!alleen!maar!groter!worden.!De!constante!van!Dirac![ђ]! (gedeeld!door!2)!is!namelijk!een!vast!getal.!De!onzekerheid!van!de!plaats!en!momentum!van!een! elektron!moet!altijd!gelijk!of!groter!zijn!dan!ђ/2,!dit!betekent!ook!dat!geen!onzekerheid!(Δx!of!Δpx!is! gelijk!aan!0)!niet!mogelijk!is!(Heisenberg,!1949).!Bovenstaand!verband!geldt!niet!alleen!voor!plaats! en!momentum!maar!ook!voor!tijd!en!energie. ΔEΔt!≥!ђ/2 Dit!betekent!dat!hoe!zekerder!het!tijdstip,!dus!hoe!kleiner!de!variatie!op!de!tijdschaal!is,!hoe! onzekerder!de!hoeveelheid!energie!is!(Heisenberg,!1949).!Einstein!zag!ruimte!en!tijd!als!een!continuüm,!de!ruimte[tijd!(Lämmerzahl,!2005;!Weinert,!2005).! Hierdoor!zijn!ruimte!en!tijd!geen!twee!losstaande!variabelen!meer.!In!de!kwantumtheorie!bestaat!dit! idee!van!ruimte[tijd!ook,!maar!ligt!het!iets!ingewikkelder.!Continue!ruimte[tijd!als!beschrijving!voor! interactie!van!materie!levert!een!probleem!op.!Hierbij!wordt!materie!namelijk!benaderd!als!een! ruimte[tijd!punt,!in!de!kwantumtheorie!is!hier!moeilijk!mee!te!werken!aangezien!een!exacte! determinering!van!een!bepaald!tijdstip!en!positie!van!een!deeltje!niet!mogelijk!is!(Snyder,!1946).!In! plaats!daarvan!wordt!het!niet!gezien!als!punt!maar!als!iets!dat!´uitgesmeerd´!is!over!ruimte[tijd! (Teller,!1999).!Het!begrip!van!ruimte[tijd!wordt!hierdoor!nog!lastiger,!tijd!in!de!kwantumtheorie,!tijd! op!atomair!niveau,!is!niet!meer!een!vaststaande!gegeven.!Het!onzekerheidsprincipe!van!Heisenberg! laat!zien!dat!tijd!geen!absoluut!verschijnsel!is.!Het!tijdstip!waarop!een!deeltje!zich!op!een!bepaald! plek!bevind!is!zelfs!een!onzekerheid.!Met!de!kwantum!theorie!is!er!een!belangrijke!omschakeling! geweest!waarbij!een!deterministisch!idee!van!tijd!los!gelaten!werd!(Faye,!2008).! De&kopenhaagse&interpretatie& Hierboven!is!een!uitleg!gegeven!van!één!van!de!fundamenten!van!de!kwantum!theorie,!het! onzekerheidsprincipe.!Het!laat!zien!hoe!het!concept!‘tijd’!in!deze!theorie!geen!deterministisch! karakter!heeft.!Echter,!binnen!de!kwantumtheorie!bestaan!er!vele!verschillende!interpretaties.!De! meest!bekende!interpretatie!is!de!Kopenhaagse!interpretatie!(ook!wel;!Bohr’s!interdeterminisme)! (Camilleri,!2007). De!Kopenhaagse!interpretatie!gaat!uit!van!een!aantal!postulaten.!Het!is!belangrijk!om!enigszins!een! begrip!te!hebben!van!de!kwantumtheorie!voordat!er!verder!gewerkt!wordt!met!de!theorie,!deze! wordt!in!bijlage!1!uiteen!gezet!(Albert!&!Loewer,!1988). Bohr!is!hoogst!waarschijnlijk!beïnvloed!door!Kant,!hoe!deze!theorieën!met!elkaar!raken!zal!later! worden!behandeld.!Allereerst!zal!er!een!korte!uitleg!gegeven!worden!over!de!theorie!van!de! Kopenhaagse!interpretatie.!De!Kopenhaagse!interpretatie!wordt!gekenmerkt!door!onder!andere!het! ineenstorten!van!de!golffunctie!(postulaat!V,!bijlage!1)!‘quantum!entaglement’!(postulaat!III,!bijlage! 1)!en!Bohr!zijn!filosofie!van!complementariteit!(Mehlberg,!1980).!Dit!houdt!in!het!kort!het!volgende! in;!een!atoom!heeft!kinematisch!(tijd[ruimte!beschrijvingen)!en!dynamische!(causaliteit)! eigenschappen.!Hierbij!koppelde!Bohr!deze!termen!in!de!kwantumtheorie!aan!momentum!en! energie.!Daarnaast!kan!een!enkel!deeltje!zowel!een!golf[!als!een!deeltjeskarakter!hebben!(Faye,! 2008).!‘Quantum!entaglement’!houdt!in!dat!de!kwantum!toestand!niet!onafhankelijk!van!elk!deeltje! beschreven!kan!worden,!maar!van!het!gehele!systeem.!De!eigenschappen!van!het!ene!deeltje! hebben!effect!op!de!eigenschappen!van!het!andere!deeltje.!Dit!wordt!ook!geïllustreerd!in!het!EPR[ paradox,!welk!in!bijlage!3!beschreven!wordt!(Horodecki!et!al.,!2009).!"
Volgens!Bohr!is!de!meting!van!een!object!een!meting!van!zowel!het!object!als!de!meetapparatuur;! een!gezamenlijke!staat!waarbij!beide!verstrikt!met!elkaar!zijn.!Het!komt!erop!neer!dat!een! onafhankelijke!fysieke!realiteit!nooit!aan!verschijnselen,!noch!aan!de!omgeving!van!een!systeem! toegeschreven!kunnen!worden.!Een!waarneming!is!een!interactie!van!het!waargenomen!object!en! de!waarnemer!zelf,!oftewel!de!observator!heeft!invloed!op!zijn!observaties!(Mehlberg,!1980).!In!het! kwantummeetprobleem!komt!dit!duidelijk!naar!voren,!deze!is!beschreven!in!bijlage!2!! Bohr’s!idee!van!tijd!en!ruimte!verschilt!niet!eens!zo!veel!met!Kants!zijn!ideeën!hierover.!Bohr! geloofde!dat!een!subject!de!concepten!van!causaliteit!en!ruimte[tijd!(zoals!hierboven!genoemd,! kinematische!en!dynamische!eigenschappen)!nodig!had!voor!het!beschrijven!van!zijn!zintuiglijke! inhoud.!Daarbij!plaatst!een!subject!een!fenomeen!in!causaal!verband!in!de!ruimte!en!tijd,!want!zijn! werkelijkheid!vormt!zich!namelijk!door!de!causale!ruimte[tijd!beschrijvingen.!Bohr!geloofde!dat! dankzij!deze!noodzakelijke!concepten!het!mogelijk!was!om!over!een!‘bestaande!werkelijkheid’!te! praten.!Daarbij!dacht!Bohr!dat!in!de!kwantum!theorie!voor!de!concepten!tijd,!ruimte,!causaliteit!en! continuïteit!equivalenten!bestonden;!namelijk!positie,!tijd,!momentum!en!energie.!Al!met!al,!de! klassieke!concepten!zijn!nodig!voor!een!zinvolle!en!eenduidige!communicatie,!het!zit!ingebouwd!in! onze!taal.!De!bovengenoemde!equivalente!concepten!geven!een!beschrijving!van!onze!werkelijkheid! en!zijn!volgens!Bohr!de!randvoorwaarden!voor!menselijke!kennis!(Faye,!2008).! Bohr!geloofde!niet!dat!de!kwantum!theorie!een!letterlijke!representatie!was!van!de!werkelijkheid,! maar!een!symbolische!representatie.!!Dit!komt!door!de!‘denkbeeldige’!hoeveelheden1!die!gebruikt! worden!in!de!kwantumtheorie.!Net!als!in!de!relativiteitstheorie,!waarbij!er!een!vierde!dimensie! wordt!toegevoegd!en!er!een!vierdimensionale!realiteit!ontstaat.!Het!zijn!slechts!symbolische! representaties!waardoor!voorspellingen!onder!welomschreven!voorwaarden!mogelijk!zijn!voor! bepaalde!observaties!(Faye!&!Folse,!1998).! Het!is!waarschijnlijk!dat!Bohr!beïnvloed!is!door!Kant.!Niet!alleen!omdat!hij!geloofde!dat!het!subject! de!concepten!van!causaliteit!en!ruimte[tijd!nodig!had!voor!zintuiglijke!beschrijvingen.!Hij!ontkende! ook!dat!klassieke!concepten!gebruikt!kunnen!worden!om!de!eigenschappen!van!de!fysieke!wereld!an$ sich!te!beschrijven.!Integendeel,!we!kunnen!slechts!de!verschijningen!kennen.!Hij!noemde!de! klassieke!natuurkunde!een!idealisering!van!de!wereld,!aangezien!deze!de!fysieke!wereld!beschrijft! met!eigenschappen!die!an$sich!zouden!bestaan.!Echter!dit!zou!betekenen!dat!de!geobserveerde! eigenschappen!los!zouden!staan!van!zijn!waarnemer,!en!volgens!Bohr!is!dit!nimmer!het!geval! (Cuffaro,!2010).!Om!af!te!sluiten,!Heisenberg!en!Bohr!grepen!beiden!terug!naar!Kant’s!filosofie,!in! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1!Door!het!gebruik!van!de!verschillende!formaliseringen,!zoals!onder!andere!het!gebruik!van!het!onzekerheidsprincipe! ΔxΔpx!≥!ђ/2!
Heisenberg’s!artikel!(1942)!werd!er!zelfs!geschreven!‘ruimte$en$tijd$zijn$meer$dan$alleen$een$ empirische$gegeven,$ze$zijn$zoals$Kant$terecht$benadrukte..$een$noodzakelijke$voorwaarde$die$vooraf$ gaat$aan$alle$ervaring’.$! Conclusie& Het!indeterminisme!in!de!kwantum!theorie!speelt!een!grote!rol.!In!specifiek,!momentum,!positie,!tijd! en!energie!kennen!een!mate!van!onzekerheid!en!zijn!allen!moeilijk!te!determineren.!Dit!punt!strookt! met!Kants!ideeën.!Kant!accepteerde!determinisme,!hij!geloofde!immers!in!Newton’s!mechanica.!Hij! was!wel!in!overtuiging,!net!zoals!dat!in!de!speciale!relativiteit!theorie!en!in!de!kwantumtheorie!wordt! gevonden,!dat!er!geen!objectieve!tijd!bestaat!(Reichenbach,!1999)!(Teller,!1999).!! Bohr!dacht!net!als!Kant!dat!we!de!wereld!an$sich!nooit!zouden!kunnen!kennen,!slechts!de! aanschouwingsvorm!ervan.!In!feite!laat!Heisenberg’s!onzekerheidsprincipe!ook!zien!dat!we!de! natuur,!de!wereld!om!ons!heen!niet!an$sich!kunnen!kennen!(Cuffaro,!2010).!Heisenberg!zijn!principe! laat!namelijk!zien!dat!er!altijd!een!bepaalde!onzekerheid!is!in!het!kennen!van!het!momentum,!de! positie,!de!tijd!en!energie!van!een!deeltje!(Heisenberg,!1949).!Houdt!wel!in!het!achterhoofd!dat!de! kwantumtheorie!slechts!op!micro!schaal!van!toepassing!is!(Butterfield,!2011).! De!Schrödingervergelijking!ontwikkelt!zich!in!de!tijd,!maar!een!specifieke!positie!bepalen!van!een! elektron!op!een!specifiek!tijdstip!is!niet!mogelijk.!Dit!geeft!het!concept!tijd!een!bizarre!identiteit,!het! is!relatief!(Bohr!en!Kant!dachten!beide!zelfs!dat!het!iets!in!ons!is!dat!vorm!geeft!aan!onze!ervaringen)! maar!ook!iets!wat!niet!te!bepalen!is.!Al!met!al,!Kant!en!de!kwantumtheorie!ontmoeten!elkaar! wanneer!het!gaat!om!het!subjectieve!karakter!van!tijd!maar!spreken!elkaar!tegen!wanneer!het!gaat! om!het!(in)determineren!ervan.!
Empirisch&onderzoek
&
Inleiding
! ! Met!het!empirisch!onderzoek!wordt!er!getracht!te!ontdekken!wat!voor!idee!mensen!in!het! algemeen!bij!het!concept!‘tijd’!hebben.!Er!zijn!een!aantal!stellingen!geformuleerd,!waarbij! aangegeven!moet!worden!in!hoeverre!men!het!er!mee!(on)eens!is,!die!overeen!komen!met!de! behandelde!theorieën.!Aan!de!hand!van!het!literatuuronderzoek!is!onderzocht!in!hoeverre!Kants! ideeën!terug!komen!in!de!moderne!natuurwetenschappen.!Met!behulp!van!het!empirisch! onderzoek!is!het!mogelijk!om!te!onderzoeken!welk!ideeën!mensen!over!tijd!hebben!en!in! hoeverre!deze!overeen!komen!met!de!tijds!concepten!in!de!scalar!time!theorie,!speciale! relativiteit!theorie!en!de!kwantumtheorie.!Dit!kan!vervolgens!gerelateerd!worden!aan!het! literatuur!onderzoek.!De!opgestelde!enquête!is!terug!te!lezen!in!bijlage!4.&
Resultaten&
! Algemene#gegevens# !Aantal"personen" Geslacht" Gemiddelde"leeftijd"
154!personen!hebben! meegewerkt!aan!het! onderzoek! Man:!58%! Vrouw:!42%! 24,3!jaar! Tabel$1,$algemene$gegevens;$aantal$personen,$geslacht,$gemiddelde$leeftijd$ 78,57! 12,99! 2,60! 5,84!
Opleidingsniveau"percentueel"
WO! HBO! MBO! VWO! *HAVO!/!VMBO!/!GEEN!/!ANDERS!(0)!Met#welke#theorieën#is#men#bekend?# " " 8! 22! 3! 73! 28! 20!
De"speciale"rela:viteits"theorie,"
percentueel"
Ik!heb!er!nog!nooit!over! gehoord! Ik!heb!er!wel!eens!over! gehoord! Ik!heb!het!hier!wel!eens!over! gehad! Ik!heb!hier!les!over!gehad!in! het!hoger!onderwijs! Ik!heb!hier!les!over!gehad!op! de!middelbare!school! Ik!heb!hier!wel!eens!over! gelezen! 7! 29! 10! 68! 13! 27!De"kwantumtheorie,"percentueel"
Ik!heb!er!nog!nooit!over! gehoord! Ik!heb!er!wel!eens!over! gehoord! Ik!heb!het!hier!wel!eens! over!gehad! Ik!heb!hier!les!over!gehad!in! het!hoger!onderwijs! Ik!heb!hier!les!over!gehad! op!de!middelbare!school! Ik!heb!hier!wel!eens!over! gelezen!" " 28! 34! 19! 24! 10! 39!
Interne"klok"van"het"menselijk"brein,"
percentueel"
Ik!heb!er!nog!nooit!over! gehoord! Ik!heb!er!wel!eens!over! gehoord! Ik!heb!het!hier!wel!eens! over!gehad! Ik!heb!hier!les!over!gehad!in! het!hoger!onderwijs! Ik!heb!hier!les!over!gehad! op!de!middelbare!school! Ik!heb!hier!wel!eens!over! gelezen! 44! 33! 10! 28! 15! 24!Kant's"ideeën"over":jd"en"werkelijkheid,"
percentueel"
Ik!heb!er!nog!nooit!over! gehoord! Ik!heb!er!wel!eens!over! gehoord! Ik!heb!het!hier!wel!eens!over! gehad! Ik!heb!hier!les!over!gehad!in! het!hoger!onderwijs! Ik!heb!hier!les!over!gehad!op! de!middelbare!school! Ik!heb!hier!wel!eens!over! gelezen!Klassiek#idee#van#tijd# " " " 33,12! 31,82! 12,99! 12,34! 9,74! 0,00! 5,00! 10,00! 15,00! 20,00! 25,00! 30,00! 35,00! 1!(helemaal!
mee!oneens)! oneens)!2!(mee! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Tijd"is"een"absoluut"verschijnsel"
Percentage! 9,74! 9,74! 32,47! 30,52! 17,53! 0,00! 10,00! 20,00! 30,00! 40,00! 1!(helemaal!mee!oneens)! oneens)!2!(mee! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Tijd"heeD"een"determinis:sch"karakter"
Percentage! 20,13! 24,03! 17,53! 22,73! 15,58! 0,00! 5,00! 10,00! 15,00! 20,00! 25,00! 30,00! 1!(helemaal!mee!oneens)! oneens)!2!(mee! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Tijd"bestaat"op"zich"zelf"in"de"wereld"
Speciale#relativiteit#theorie#en#tijd# " " " " " " 2,60! 7,14! 10,39! 35,71! 44,16! 0,00! 10,00! 20,00! 30,00! 40,00! 50,00! 1!(helemaal!mee!
oneens)! 2!(mee!oneens)! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Tijd"is"een"rela:ef"verschijnsel"
Percentage! 8,44! 11,69! 18,18! 29,87! 31,82! 0,00! 5,00! 10,00! 15,00! 20,00! 25,00! 30,00! 35,00! 1!(helemaal!mee!oneens)! 2!(mee!oneens)! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
De"werkelijkheid"is"een"4"dimensionale"ruimteG
:jd"waarin"ruimte"en":jd"niet"los"van"elkaar"
gezien"kunnen"worden"
Percentage! 2,60! 1,30! 5,19! 35,06! 55,84! 0,00! 10,00! 20,00! 30,00! 40,00! 50,00! 60,00! 1!(helemaal!mee!oneens)! 2!(mee!oneens)! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Het"verstrijken"van":jd"hangt"af"van"het"
referen:ekader"van"de"waarnemer"
Kopenhaagse#interpretatie# " " " " " 4,55! 7,79! 7,79! 36,36! 43,51! 0,00! 10,00! 20,00! 30,00! 40,00! 50,00! 1!(helemaal!
mee!oneens)! 2!(mee!oneens)! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Klassieke"concepten"zoals":jd,"ruimte"en"causaliteit"
zijn"nodig"voor"zinvolle"en"eenduidige"communica:e"
Percentage! 11,69! 21,43! 21,43! 26,62! 18,83! 0,00! 10,00! 20,00! 30,00! 1!(helemaal!mee!oneens)! 2!(mee!oneens)! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Theorieën"zoals"de"speciale"rela:viteitstheorie"en"de"
kwantumtheorie"zijn"slechts"symbolische"representa:es"van"
de"werkelijkheid,"geen"leJerlijke"representa:e"van"de"
werkelijkheid"
# # # Interne#klok#en#de#mens# " " 5,19! 8,44! 18,18! 46,75! 21,43! 0,00! 20,00! 40,00! 60,00! 1!(helemaal!
mee!oneens)! 2!(mee!oneens)! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Door"de"mens"zijn"interne"klok"geeD"de"mens"
:jd"aan"een"ervaring"
Percentage! 9,74! 13,64! 20,78! 42,86! 12,99! 0,00! 10,00! 20,00! 30,00! 40,00! 50,00! 1!(helemaal!mee!oneens)! 2!(mee!oneens)! 3!(neutraal)! 4!(mee!eens)! 5!(helemaal!mee!eens)!
Tijd"is"geen"ervaring,"maar"vormt"de"ervaring"
" Conclusie## In!de!vragenlijst!waren!van!elke!besproken!theorie!in!het!voorgaande!theoretische!deel!een!aantal! stellingen!opgenomen!welk!beoordeeld!werden!in!mate!waarin!men!het!er!mee!(on)eens!was.!Er!is!in! het!onderzoek!gebruikt!gemaakt!van!‘Likert[schalen’,!er!is!ordinaal!gemeten!met!een!5[punts! schaalverdeling!(Huinink!&!Stortelder,!2005)!.!De!stellingen!zijn,!aan!de!hand!van!het!literatuur! onderzoek,!gekoppeld!aan!Kants!ideeën!hierover.!!
Stelling"
Theorie"
Kant"
"
Mee"eens/oneens"
Vragenlijst"
Tijd!heeft!een!deterministisch! karakter,!met!andere!woorden,! het!berust!niet!op!toeval.!
Klassiek! Kant!is!het!hiermee!eens! Voornamelijk!mee!oneens! 65%!
Tijd!is!een!absoluut!verschijnsel! Klassiek! Kant!is!hiermee!oneens! Neutraal!32%,!daarna! grootste!deel!mee!eens!31%! Tijd!is!iets!wat!op!zich!bestaat!in! de!wereld.!Tijd!als!reële!entiteit.! Klassiek! Kant!is!hiermee!oneens,!hij! ontkent!niet!dat!lineaire!tijd!an$ sich!bestaat!maar!we!kunnen!er! weinig!over!zeggen.! Overal!ongeveer!gelijk! verdeeld.!Hoewel!een!iets! hoger!percentage!er!mee! eens!is.!Mee!eens!44%!en! mee!oneens!39%! Tijd!is!een!relatief!verschijnsel! SRT/Kwantum! Kant!is!hiermee!eens! Wel!80%!is!hiermee!eens! Klassieke!concepten!zoals!tijd,! ruimte!en!causaliteit!zijn!nodig! voor!zinvolle!en!eenduidige! communicatie.!Het!is!nodig!om! over!een!bepaald!fenomeen!te! praten.! Kopenhaagse! interpretatie! Kant!is!hier!deels!mee!eens.! Causaliteit,!ruimte!en!tijd!zijn! noodzakelijke!voorwaarden! voor!onze!ervaring!van! fenomenen.!! Wel!80%!is!hiermee!eens! Theorieën!zoals!de!speciale! relativiteitstheorie!en! kwantummechanica!zijn!slechts! symbolische!representaties!van!de! werkelijkheid,!geen!letterlijke! representatie!van!de! werkelijkheid.! Kopenhaagse! interpretatie! Kant!zou!hiermee!eens!zijn.!Kant! legt!een!limiet!aan!ons! kenvermogen,!we!kunnen!de! werkelijkheid,!de!dingen!an$sich! niet!kennen.!Er!kan!dus!geen! theorie!bestaan!die!een! letterlijke!representatie!is!van! de!werkelijkheid.! Hier!was!een!grote! verdeeldheid,!ongeveer!een! even!groot!percentage!was! het!er!wel!of!niet!mee!eens! of!neutraal!(21%).! Het!verstrijken!van!tijd!hangt!af! van!het!referentiekader!van!de! waarnemer.! SRT! Kant!is!hiermee!eens! Wel!91%!is!hier!mee!eens! Door!de!mens!zijn!interne!klok!
geven!wij!tijd!aan!een!ervaring.! Interne!klok!van!de!mens! Kant!is!hiermee!eens! Voornamelijk!mee!eens!68%! Tijd!is!geen!ervaring,!maar!vormt! de!ervaring.! Interne!klok!van! de!mens! Kant!is!hiermee!eens! Hoogste!percentage!is!het!er! mee!eens!43%!maar! daarnaast!is!er!ook!een! aardig!aantal!neutraal!21%.! Opvallend;!slechts!13%!is!het! er!helemaal!mee!eens.! Tabel$2,$Conclusies$aan$de$hand$van$literatuur$studie$en$empirisch$onderzoek$ Er!zijn!drie!stelling!waar!een!heel!hoog!percentage!het!mee!eens!is;!men!denkt!dat!het!verstrijken! van!de!tijd!afhangt!van!de!waarnemer!(91%),!dit!is!in!lijn!met!dat!tijd!een!relatief!verschijnsel!is! (80%).!Daarnaast!denkt!men!dat!klassieke!concepten!zoals!tijd,!ruimte!en!causaliteit!nodig!zijn!om! over!een!bepaald!fenomeen!te!praten!(80%).!Het!komt!duidelijk!naar!voren!dat!de!ideeën!van!de!
speciale!relativiteitstheorie!algemeen!heersende!ideeën!zijn!over!tijd.!Ook!Kant!beschreef!tijd!als! relatief!en!afhankelijk!van!de!waarnemer.!Daarnaast!zijn!er!een!aantal!stellingen!uit!de! kwantumtheorie!waarbij!ook!een!hoog!percentage!het!er!mee!eens!was.!Uit!het!onderzoek!komt! verder!nog!naar!voren!dat!men!over!het!algemeen!niet!denkt!dat!tijd!een!deterministisch!karakter! heeft,!dit!dacht!Kant!wel.! Discussie# Het!is!opvallend!dat!ondanks!80%!die!tijd!als!relatief!beschouwt,!er!ook!30%!het!ermee!eens!is!dat! tijd!absoluut!is.!In!principe!sluiten!deze!begrippen!elkaar!uit.!Het!zou!zo!kunnen!zijn!dat!het!woord! ‘absoluut’!op!verschillende!manier!geïnterpreteerd!wordt,!terwijl!relatief!over!het!algemeen!op! eenzelfde!manier!bekend!is.! De!gemiddelde!leeftijd!was!24!jaar,!dit!is!vrij!jong,!daarbij!had!maar!liefst!79%!WO!als!huidige!of!als! hoogste!afgeronde!opleiding.!Er!kan!dus!sprake!zijn!van!een!‘sampling!bias’,!de!gegeven!antwoorden! zijn!geen!representatie!van!de!maatschappij.!Een!groot!deel!van!de!proefpersonen!hebben!les!gehad! over!de!speciale!relativiteitstheorie!(72%)!en!de!kwantumtheorie!(68%)!in!het!hoger!onderwijs,!het!is! dus!waarschijnlijk!dat!deze!personen!een!bèta!opleiding!volgen.!Dit!is!misschien!ook!een!verklaring! voor!het!feit!dat!men!met!het!opvallend!veel!met!de!stellingen!uit!SRT!en!kwantum!!eens!was.! ! !
Algemene&conclusie
&
! Kant!definieert!tijd!als!de!innerlijke!vorm!van!onze!zintuigen!en!noodzakelijke!aanschouwingsvorm,! voorafgaande!aan!de!waarneming.!Hij!verwerpt!hiermee!de!tijd!als!absolute!realiteit!en!kent!tijd!een! transcendentale!identiteit!toe.!Dit!houdt!in!dat!Kant!het!bestaan!van!tijd!in!de!werkelijkheid!niet! ontkent,!maar!stelt!dat!we!er!niets!over!kunnen!zeggen!buiten!onze!eigen!ervaring!van!de! werkelijkheid!om.!Ook!is!tijd!a!priori,!voorafgaand!aan!onze!ervaring.!Tijd!is!een!aanschouwingsvorm! en!samen!met!ruimte,!een!noodzakelijke!voorwaarde,!waarmee!onze!zintuigen!onze!ervaringen! vormen.!Uiteindelijk!leiden!deze!karakteristieken!van!tijd!tot!de!definitie!van!tijd!als!a!priori! transcendentale!aanschouwingsvorm.! In!sommige!aspecten!toont!Kant’s!theorie!over!tijd!overeenkomt!met!de!theorie!van!de!interne!klok.! Beide!geven!tijd!als!subjectief!en!endogeen!weer.!Omdat!wij!door!middel!van!de!interne!klok!lineaire! tijd!generen!kan!ook!vanuit!de!cognitie!tijd!gezien!worden!als!een!aanschouwingsvorm.!Daarnaast! stelt!Kant!dat!tijd!vooraf!gaat!aan!de!ervaring,!volgens!de!interne!klok!kan!men!tijd!toekennen!aan! een!bepaalde!ervaring.!Echter!weten!we!door!huidige!kennis!dat!de!interne!klok!beïnvloed!kan! worden!door!zintuiglijke!en!fysiologische!factoren.!! Zowel!Einstein!als!Kant!ontkennen!het!bestaan!van!objectieve!ruimte!en!tijd!in!de!Newtoniaanse!zin.! Er!is!echter!aangetoond!dat!zij!dit!op!verschillende!manieren!doen.!Einstein!en!Kant!zijn!dus! vergelijkbaar!in!de!zin!dat!zij!objectieve!ruimte!en!tijd!ontkennen!maar!verschillen!fundamenteel!van! mening!over!de!vorm!die!ruimte!en!tijd!dan!wel!aannemen.!! Met!de!kwantum!theorie!is!er!een!belangrijke!omschakeling!geweest!waarbij!een!deterministisch! idee!van!tijd!los!gelaten!werd!(Faye,!2008).!De!Kopenhaagse!interpretatie!vertoont!gelijkenissen!met! het!gedachtengoed!van!Kant.!Er!is!aangetoond!dat!de!fundamentele!onzekerheid!en!het!kwantum! meetprobleem!aansluiten!op!zijn!ideeën!over!de!onkenbaarheid!van!de!noumenale!wereld!(zeg!ik! dat!goed?)!!Bohr!geloofde!dat!het!subject!de!concepten!van!causaliteit!en!ruimte[tijd!nodig!had!voor! zintuiglijke!beschrijvingen.!Daarbij!dacht!hij!ook!dat!we!de!werkelijkheid!an$sich!niet!kunnen! kennen,!maar!slechts!de!verschijning!ervan!(Cuffaro,!2010).! Naar!aanleiding!van!het!literatuuronderzoek!en!de!interviews!kan!worden!geconcludeerd!dat!Kant’s! ideeën!van!tijd!gelijkenissen!vertonen!met!tijdsconcepten!in!de!onderzochte!theorieën.!Het! experimentele!deel!laat!zien!dat!een!aantal!ideeën!over!tijd!in!de!relativiteitstheorie!en!de! kwantumtheorie,!welke!Kant!ook!ondersteunt,!over!het!algemeen!ook!gedragen!worden!door!een! groter!publiek!Echter,!sinds!Kant’s!‘Kritik$der$reinen$Vernunft’$is!de!wetenschap!verder!ontwikkeld.!Dit!zorgt!voor!een!complexer!begrip!van!tijd.!Vele!moderne!bevindingen!waren!hem!nog!niet!bekend! maar!de!aannames!die!Kant!heeft!gedaan,!kunnen!met!moderne!natuurwetenschappen!worden! ondersteund.!Hoewel!tijd!binnen!verschillende!takken!van!de!natuurwetenschap2!wordt!beschouwd! als!een!relatief!begrip,!leggen!zij!die!relativiteit!op!een!andere!manier!uit.!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 2!Hier!de!biologie,!scheikunde!en!natuurkunde.!Met!name!de!interne!klok!van!de!mens,!kwantummechanica!en! SRT.!
!
Literatuur&&
!Allman,!M.J.,!Teki,!S.,!Griffiths,!T.D.,!Meck,!W.H.!(2013).!Properties!of!the!internal!clock:!first[!and! second[order!principles!of!subjective!time.!The$annual$review$of$pscychology$
Bassi,! A.! Gihrardi,! G.,! C.! (2000).! A! general! argument! against! the! universal! validity! of! the! superposition!principle.!Physics!Letters!A.!Vol.!275,!373[381.$ Butterfield,!J.!(2011).!Many!Worlds?!Everett,!Quantum!Theory!and!Reality:!Review.! Philosophy.!Vol.!86,!451–463. Camilleri,!K.!(2007),!“Bohr,!Heisenberg!and!the!Divergent!Views!of!Complementarity”,!in! Studies!in!History!and!Philosophy!of!Modern!Physics.!Vol.!38,!514[528. Camillerie,!K.!(2009).!Constructing!the!Myth!of!the!Copenhagen!Interpretation.!Perspectives! on!Science.!Vol.!17,!Num.!1,!26[57.! Cuffaro,!M.!(2010).!The!Kantian!framework!of!complementarity.!Studies!in!History!and! Philosophy!of!Science!Part!B:!Studies!in!History!and!Philosophy!of!Modern!Physics.!Vol.!41,! 309![!317. Debs,!T.!A.,!&!Redhead,!M.!L.!G.!(1996).!The!twin!“‘paradox’”!and!the!conventionality!of!simultaneity.! American$Journal$of$Physics,!(64).! Faye,!J.!Folse,!H.!(1998),!The$Philosophical$Writings$of$Niels$Bohr,$Vol.$IV,!Woodbridge:!Ox!Bow! Press.!Pg.!105.! Faye,!J.!(2008).!Copenhagen!Interpretation!of!Quantum!Mechanics.!Stanford!Encyclopedia!of! Philosophy.!Winter!2008!edition.!January!the!third,!2014,!retrieved!from! http://stanford.library.usyd.edu.au/archives/win2008/entries/qm[copenhagen/#2.!!! Friedman,!J.,!R.!Patel,!V.!Chen,!W.!Tolpygo,!S.,!K.!Lukens,!J.,!E.!(2000).!Quantum!superposition! of!distinct!macroscopic!states.!Nature.!Vol.!406,!43[46.! Gallistel,!C.R.!(1996)!The!perception!of!Time.!Perception$ Giancoli,!D.!C.!(2009).!Physics$for$scientists$&engineers!(fourth.).!Pearson!education.!
Griffiths,!D.,!J.!(2005).!Introduction$to$Quantum$Mechanics!(second.).!Pearson!education. Hatfield,!G.!(2006).!“Kant!on!the!perception!of!space!(and!time),”!in!Paul!Guyer!(ed.),!Kant!and! Modern!Philosophy,!Cambridge:!Cambridge!University!Press.! ! Heisenberg,!W.!(1949).!The!physical!principles!of!the!quantum!theory.!New!York;!Dover! Publications.!Pg!1!–!16.!
Hoerl, C., McCormack, T. (2011).Time in cognitive development. The Oxford Handbook on Time, Oxford University Press.
Horodecki!R,!Horodecki!P,!Horodecki!M,!Horodecki!K.!(2009).!"Quantum!entanglement".!Reviews! of!Modern!Physics.!Vol.!81,!pg!865–942. Howard,!D.!(2004).!Who!Invented!the!“Copenhagen!Interpretation”?!A!Study!in!Mythology.! Published!by:!The!University!of!Chicago!Press!on!behalf!of!the!Philosophy!of!Science! Association.!!Vol.!71,!No.!5.! Huinink,!J.!Stortelder,!J.!!(2005).!Onderzoeksmethode;!Schaalmethode;!Versie!2.1.!January!19,! 2014,!Retrieved!from! http://www.cs.ru.nl/~tomh/onderwijs/om2%20%282005%29/om2_files/syllabus/schaalmethod en.pdf.! ! Janiak,!A.!(2009).!Kant’s!Views!on!Space!and!Time.!The!Stanford!Encyclopedia!of!Philosophy.!! Kant,!I.!(1998).!Critique$of$Pure$Reason,!translated!by!Guyer,!P.,!&!Wood,!A.!Cambridge:!Cambridge! University!Press.! Kant,!I.!(2010).!The!Critique!of!Pure!Reason,!translated!by!Meiklejohn,!J.,!M.,!D.!An!Electronic!Classics! Series!Publication.!! Kennard,!E.,!H.!(1927),!"Zur!Quantenmechanik!einfacher!Bewegungstypen",!Zeitschrift!für! Physik.!Vol.!44,!326. Kenny,!A.!(2010).!A!New!History!of!Western!Philosophy.!Oxford:!Clarendon!Press.! ! Lämmerzahl,!C.!(2005).!Special!Relativity!and!Lorentz!Invariance.!Annalen$der$Physik,!14(1[3),!71–102.! doi:10.1002/andp.200410127! Le!poidevin,!Robin.!(2011).!The!experience!of!time.!The$Stanford$Encyclopedia$of$Philosophy$ Mehlberg,!H.!(1980).!Time,!Causality,!and!the!Quantum!Theory:!Studies!in!the!Philosophy!of! Science.!Vol.!1:!Essay!on!the!Causal!Theory!of!Time.!Boston;!Springer.!pg!5![!10.
Michon,!J.A.!(1988).!Guyau's!Idea!of!Time:!A!Cognitive!View.! Norton,!J.,!D.!(1987).!Einstein,$the$Hole$Argument$and$the$Reality$of$Space.!In:!Measurement,! realism,!and!objectivity.!Australasian!studies!in!history!and!philosophy!of!science,!5!.!D.!Reidel,! Dordrecht!;!Boston,!pp.!153[188. Poppel.!E.!(1972)!Oscillations!as!possible!basis!for!time!perception.!The$study$of$time.$Pp.219[241.! Poppel,!E.!(1978)!Time!Perception.!Perception,$handbook$of$sensory$physiology.$8.$Pp.713e729$
Rasch,$ M.$ (2011)! Tijd! is! een! scheppende! daad! van! bewustzijn.$ Tijd$ en$ verhaal$ door$ Maarten$ van$ Buuren$www.uu.nl$
Reichenbach,!H.!(1999)!The!direction!of!time.!New!York:!Dover!publications.!Pg.!10![15. !
Rohlf, M. (2010). Immanuel Kant. Stanford Encyclopedia of Philosophy.!
Rynasiewicz,!R.,!&!Jürgen,!R.!(2006).!The!turning!point!for!Einstein’s!Annus!mirabilis.!Studies$in$ History$and$Philosophy$of$Modern$Physics,!37,!5–35.! Schlegel,!R.!(1977).!The!Clock!Paradox:!Some!New!Thoughts.!Philosophy$of$Science,!44(2),!306–312.! Selleri,!F.!(1982).!Generalized!EPR[Paradox.!Foundations!of!Physics,!Vol.!12,!pg.!645!–!659.! Snyder,!H.!(1947).!Quantized!space[time.!Physical$Review,$Vol.!71,!pg.!38–41. Teller,!P.!(1999).!The!Ineliminable!Classical!Face!of!Quantum!Field!Theory.!Conceptual$ Foundations$of$Quantum$Field$Theory.!Cambridge:!Cambridge!University!Press,!pp.!314–323. ! Vaidman,!L.!(2002).!Many[Worlds!Interpretation!of!Quantum!Mechanics.!Stanford! Encyclopedia!of!Philosophy.!Winter!2008!edition.!December!29th,!2013,!retrieved!from! http://www.science.uva.nl/~seop/entries/qm[manyworlds/! Wald,!R.,!M.!(2011).!Many!Worlds?:!Everett,!Quantum!Theory,!and!Reality:!Book!review.!Class.! Quantum!Grav.!Vol.!28,!2. ! Wang,!H.!(1995).!Time!in!philosophy!and!in!physics:!from!Kant!and!Einstein!to!Gödel.!Synthese,!102,! 215–234.! Weinert,!F.!(2005).!Einstein!and!Kant.!Philosophy,!80(314),!585–593.! Wiseman,H.,!M.!Jones,!S.,!J.!Doherty,!A.,!C.!(2007).!Steering,!Entanglement,!Nonlocality,!and!the! Einstein[Podolsky[Rosen!Paradox.!Physical!Review!letters,!Vol.!98,!140402. !
Bijlagen
Bijlage 1: Postulaten van de Kopenhaagse interpretatie p 2
Bijlage 2: Het kwantum meetprobleem p 2
Bijlage 3: Het EPR paradox p 3
Bijlage 4: Vragenlijst empirisch onderzoek p 5
Bijlage 5: De tweelingparadox p 12
2
Bijlagen bij “Tijd in de kwantumtheorie”
Bijlage 1
Postulaat I. Voor een geïsoleerd kwantummechanisch systeem bestaat er een golffunctie
ᴪ die de staat van het systeem beschrijft.
Postulaat II. Wanneer S geïsoleerd is zal de golffunctie1 (deterministisch) de Schrödinger vergelijking volgen:
Hierin is H de Hamiltonian operator en ᴪ de golffunctie. De Schrödinger vergelijking beschrijft hoe het systeem zich ontwikkelt in de tijd.
Postulaat III. ᴪ is de som van een ‘superpositie’ van eigenstaten van de Hamiltoniaan,
dat wil zeggen de waarnemingen O van S. ᴪ = c1O1 + c2O2 + c3O3 + …
Waarbij ci de (complexe) eigenwaarden en Oi eigenstaten van het systeem zijn (van de
Hamiltoniaan), waarbij i ≠ j en dus Oi ≠ Oj.
Postulaat IV. Wanneer metingen worden gedaan van O in S op ᴪ, is de waarschijnlijk van
O = Ok gelijk aan het kwadraat van de amplitude van ck van Ok in ᴪ. |ck | 2
geeft de kans dat de meting aan S, Ok geeft.
Postulaat V. Wanneer er metingen worden gedaan op O met O = Ok, dan zal S instorten
en zal deze gereduceerd worden naar de eigenstaat Ok. Na de meting bevindt het
systeem zich dan in staat Ok.
Bijlage 2
Het kwantum meetprobleem
Neem een microscopisch systeem S met waarneming O, waarbij On de eigen waardes zijn
en |On> de corresponderende eigen vectoren zijn. M is de meetapparatuur om O te
meten in systeem S, hierbij is|Mo> de staat waarbij het apparaat meet en |Mn> zijn
‘vergelijkbare’ orthogonale staten, het zijn andere macroscopische toestanden van het apparaat. Als laatst wordt er aangenomen dat de interactie tussen S en M lineair is (zodat deze de Schrödinger vergelijking volgt) en dat er een perfectie correlatie is tussen de beginstaat van S en de eindstaat van M.
De initiële staat: |On> · |Mo>
De eindstaat: |On> · |Mn>
Het zou makkelijk zijn wanneer je gewoon zou kunnen zeggen dat de staten |On> en
|Mn> van de waarneming O de waarde On heeft. Echter, dit kan je niet zeggen omdat |On>
niet simpelweg een vector is maar superpositie hiervan. On is bijvoorbeeld een
superpositie van m en l, dit geeft de volgende vergelijking: |m + l > =
√ ( |Om> + |Ol> )
1
Een golffunctie is een state function, het is een staat van een systeem die onafhankelijk is van het pad. Met andere woorden, het is alleen afhankelijk van de staat van het systeem en niet hoe deze tot deze staat is gekomen (Griffiths, 2005)
2
3
De eindstaat is dus als volgt: |m + l > · |Mn> =
√ ( |Om> + |Ol> ) ·|Mn>
|m + l > · |Mn> =
√ ( |Om> · |Mm> ) +
√ ( |Ol> · |Ml> )
Het is vervolgens niet mogelijk om te stellen dat de eigenschappen van de staten |Mm>
en |Ml> daadwerkelijk aan het apparaat toe behoren. Het apparaat heeft dus geen
concrete configuratie (Friedman et al., 2000).
Bijlage 3
Het EPR-paradox
Binnen de kwantumtheorie, rond 1935, domineerde Bohr’s ideeën van complementariteit. Einstein was het er echter niet helemaal eens met deze ideeën en schreef als reactie een artikel; het ‘EPR paper’3. Hij onderzocht het indeterministische karakter van de kwantumtheorie en vroeg zich hierbij af in hoeverre de kwantum mechanische beschrijving van de werkelijkheid compleet was. Na de publicatie van het artikel verbeterde Einstein zijn argumenten, deze argumentatie is welbekend als het EPR paradox (Fine, 2013).
Allereerst, neem een deeltje die een spin in een willekeurige richting heeft (afbeelding ..), deze spin bestaat uit een x component en een y component en deze kan omhoog of naar beneden zijn. Volgens Heisenbergs onzekerheids principe is het niet mogelijk de spin in zowel de x als y richting op een specifiek tijdstip te bepalen. Wanneer je de spin in de x-richting hebt bepaald, is de spin in de y richting op dat tijdstip totaal onbekend (Fine, 2013). Neem vervolgens de
volgende situatie; er is een meetcentrum A en een meetcentrum B, en er zijn twee deeltjes van dezelfde ‘bron’, een positron en elektron (afbeelding …) (Wiseman et al., 2007).
Afbeelding .., schematisch weergave van de spin van een deeltje
Afbeelding .. , schematische weergave ter illustratie van het EPR paradox
Het elektron en positron zijn ‘entangled’, de eigenschappen van het ene deeltje hebben effect op de eigenschappen van het andere deeltje (Horodecki et al., 2009). Wanneer A meet dat het elektron in de x-richting een spin omlaag heeft dan weet B dat de positron in de x-richting een spin omhoog heeft4. De deeltjes hebben namelijk niet elk een eigen golffunctie maar de deeltjes samen hebben een golffunctie, oftewel de golffunctie is een superpositie (Postulaat III, bijlage …)
3
EPR staat voor Einstein-Podolsky-Rosen, de auteurs van het artikel (Fine, 2013).
4
Voordat er een meting is gedaan is er geen voorspelling mogelijk of de spin van het elektron omhoog of omlaag zal zijn (Wiseman et al., 2007).
4
(Albert & Loewer, 1988). Nu is het paradox het volgende; A meet dat de spin op een bepaald tijdstip in de x-richting omhoog is, B besluit om de y-richting op datzelfde tijdstip van de spin te meten welk bijvoorbeeld omlaag is. Dit is volgens de Kopenhaagse interpretatie (en Heisenberg) niet mogelijk, want nu weet je op eenzelfde tijdstip wat de spin in zowel de x- als y-richting is van het elektron en het positron! Dit is het EPR paradox, hoe weet het positron of en hoe het
elektron door A gemeten wordt? Wanneer A de spin in x-richting meet zal B niet de spin in y-richting kunnen meten, maar B kan wel de x-y-richting meten wanneer A dat ook doet (Wiseman et al., 2007).
Einstein heeft tot zijn dood geworsteld met dit dilemma. Het positron moet direct informatie overbrengen naar het elektron willen ze van elkaar ‘weten’ dat en wat er gemeten wordt. Dit impliceert dat de overdracht van deze informatie sneller is dan het licht, wat volgens de speciale relativiteit onmogelijk is. Experimenten na Einstein zijn dood hebben kunnen aantonen dat het inderdaad zo is dat metingen op het ene deeltje effect hebben op de metingen van het andere deeltje5 (Selleri, 1982). Er is hier verder nog onnoemelijk veel over te zeggen, hoe dit precies zit, wat Bell’s theorie inhoudt en welke andere ideeën hierover bestaan, maar daar zal in dit paper niet verder op worden ingegaan. Het gaat erom dat de werkelijkheid van B wel degelijk afhangt van metingen die gedaan worden in A en dat er van tevoren niet te voorspellen is welke waarde A of B zal vinden (Fine, 2013).
5
5
Bijlage bij “Empirisch onderzoek” Bijlage 4
Bijlage 5 & 6: Illustraties uit de Speciale relativiteitstheorie
In deze bijlage zal het wiskundig bewijs van de tweelingparadox met drie waarnemers worden gegeven evenals een beknopte uitleg bij het begrip tijddilatatie. Het bewijs van de tweeling-paradox is uitgewerkt als in Schlegel (1977).
5
Tweelingparadox
Neem drie waarnemeners A, B, C. Waarnemer A staat stil, B beweegt van A af, richting C, C beweegt richting B naar A toe. Op deze manier kunnen alle waarnemers bewegen zonder versnelling en kan SRT worden toegepast. Zie figuur 1.
De tijddilatatie die optreedt, zal vanuit elke waarnemer worden berekend en tot slot onderling worden vergeleken.
Figuur 1: Schets van de situatie met drie waarnemers. B beweegt vanaf A naar C, C via B terug naar A (L¨ammerzahl, 2005).
5.1 Waarnemer A
De lorentz transformatie m.b.t tijd:
t0 = (t vx/c2) (1)