Utgiven | 2022 |
---|---|
ISBN | 9789189139718 |
Sidor | 401 |
Orginaltitel | What is real? |
Översättare | Daniel Helsing |
Kvantteori genomsyrar omärkbart vår vardag. Den ledde till kiseltransistorn i telefonens inre, till lysdioderna i telefonskärmen, till de avlägsna rymdsondernas kärnfysikaliska hjärta och till streckkodläsaren i matbutiken. Den kan vara den mest framgångsrika vetenskapliga teorin någonsin. Allt härleds ur väldigt små partiklar som beter sig på ett minst sagt udda sätt. Hur kan ett objekt vara på två platser samtidigt? Hur kan Schrödingers katt både vara levande och död?
Adam Beckers bok handlar om fysikens historia och de människor som varit med och format den. Boken blir variationsrik därför att den lyckas väl att båda förklara komplicerade teorier och teckna 1900-talets stora kvanttänkares liv. Framställningens kärna är mätproblemet och vad det problemet säger om det vetenskapliga projektet. Behöver en vetenskaplig teori förklara verkligheten eller endast förutspå framtiden?
För att förklara problemet behöver man förstå lite mer av hur kvantvärlden funkar. Becker skriver:
Kvantfysiken använder oändliga talmängder som kallas vågfunktioner för att beskriva världen. Olika platser tilldelas tal: ett tal för varje punkt i rummet. […] Vågfunktionen säger inte hur stor del av en elektron som befinner sig på en viss plats; den ger sannolikheten för att elektronen befinner sig på platsen i fråga. I allmänhet ges kvantfysikens förutsägelser i form av sannolikheter, inte säkerheter […] I kvantfysiken har alltid en vågfunktion: denna bok, stolen du sitter i […] Hur ett objekt beter sig bestäms av dess vågfunktion och hur objektets vågfunktion beter sig bestäms i sin tur av Schrödingerekvationen.
Vågfunktionen är helt bestämd tills någon observerar den. Då kollapsar vågfunktionen utom i en punkt.
Hur och varför vågfunktionen kollapsar, och vad ”mätning” innebär till att börja med – det är mätproblemet, kvantfysikens centrala mysterium.
Flera frågor uppstår ur denna problematik: Hur kan elektronen veta att vi observerar den? Hur kan en annars deterministisk värld använda sig av sannolikheter? Och hur går detta ihop med hur världen omkring oss upplevs? Newtons fysik beskriver en välbekant och enkel tredimensionell värld med solida objekt som rör sig i räta linjer tills någonting stör dem i deras banor. Kampen med dessa frågor utgör stommen av boken.
I centrum av diskussionen finns två fysiker: Einstein och Bohr, två fysiker som inte kunde vara mer olika. Einstein är känd för upptäckten av den generella relativitetsteorin och Bohr atomkärnan. Einstein samarbetade sällan med andra fysiker och hade nästan aldrig egna studenter. Han var ständigt misstänksam mot status quo, såväl vetenskapligt som i allmänhet; han karakteriserade det sunda förnuftet som den ansamling fördomar som man förvärvat vid arton års ålder.” Bohr var å andra sidan var lärare till många av den kommande generationens fysiker. Ofta förstod Bohrs studenter aspekter av ett problem snabbare än han själv men till följd av alla diskussioner kunde Bohr se en helhet som var dold för de andra. Även om Becker försöker balansera sina porträtt av dessa människor framkommer stundvis vilken tänkare som författaren föredrar såsom när Becker skriver att Bohrs uttalanden mer låter som något en spränglärd talmudelev skulle säga.
För att ytligt sammanfatta de olika filosofiska hållningarna kan man säga att Bohr ansåg att det inte fanns någon problematik överhuvudtaget; kvantmekaniken och newtonsk fysik förklarar helt olika världar. Hans vetenskapsfilosofi härstammade från den inflytelserika filosofiska skolan logisk positivism. Den menade att goda teorier endast kan baseras på rena observationer och detta i kombination med en logisk metodik var vetenskap. Men om ett träd faller i skogen och ingen hör det – låter det verkligen då? Finns någon verklighet utanför vår perception? Einstein menade att en teori måste förklara verkligheten vilket kräver mer än att bara kunna prediktera framtiden. Vetenskapsmän måste förstå vad de håller på med. Det innebär att man kan förlita sig på mer än bara det observerbara när man skapar teorier och såsom vetenskapsfilosofen Maxwell kommenterade kan själva föreställningen om att något som ”principiellt icke-observerbart” förändras i samband med nya teorier och ny teknologi uppstår.
Det är fascinerande att följa dessa fysikers resa och läsa om hur de försöker förstå något så kontraintuitivt som kvantfysik. ”Jag hade känslan av att jag genom de atomära fenomenens yta tittade in i ett förunderligt vackert inre, och jag kände mig nästan vimmelkantig när jag tänkte på att jag nu fick utforska denna matematiska rikedom, som naturen så generöst hade lagt ut framför mig” skrev Heisenberg om sin upptäcktsfärd. Som så ofta är fallet upptäcks något först för dess egen skull och sedan visar sig upptäckten vara enormt användbar.
Det finns även många intressanta anekdoter i texten såsom exempelvis hur atombomben aldrig hade uppfunnits om inte amerikanerna trott att tyskarna var nära att skapa den. Det krävde en nästa ofattbar investering i just forskning för att hitta lösningen (450 000 personer anställdes för att uppnå detta ändamål). Det är även överraskande hur en möjlig tolkning av kvantfysiken kan leda en att tro på multiuniversum dvs att universum kontinuerligt förgrenar sig. Kotteriet som bildades kring Bohr och deras kamp mot avvikande åsikter fann jag frånstötande. Det är iögonfallande att detta kan ske inom vetenskapen och att så många framstående fysiker intog en nästan servil hållning till Bohr. De som motsatte sig köpenhamnstolkningen av kvantfysiken var kättare. En av dessa – Bohm – förlorade sitt amerikanska medborgarskap bl.a. på grund av detta. Det är kanske inte så konstigt givet att vetenskapsmän är en del av maktstrukturer som i sin tur påverkar individens incitament. Att tabubelägga avvikande och intelligenta åsikter hindrar dock vetenskaplig utveckling och kan få förödande konsekvenser för en människas liv.
Boken täcker fysikens historia, vetenskapsfilosofi, skildrar intressanta livsöden och ger djuplodad förklaring av komplicerade teorier vilket gör det omöjligt att göra den rättvisa i en kort recension. Jag har dock aldrig läst en text som varit lyckats så bra att göra de senaste vetenskapliga rönen tillgängliga för lekmän. Min enda kritik är att man leds att tro att det ska komma en lösning på mätproblemet vilket aldrig sker. Diskussionen pågår än idag. Jag är därför benägen att hålla med Hamlet och säga att mer finns i himmel och på jord än någonsin filosofin har drömt om.
Publicerad: 2023-03-20 00:00 / Uppdaterad: 2023-04-09 18:40
Inga kommentarer ännu
Kommentera