erlingamble.com/ bokhyllen

Gary Zukav: "The Dancing Wu Li Masters"

Kvantemekanikken og Relativitetsteorien er kompliserte saker å sette seg inn i. Men umulig er det ikke. Litt krevende er det jo, men i denne boken blir den moderne fysikken forklart på en måte som gjør den forståelig for de fleste av oss (iallfall nesten). I tillegg er boken både spennende og underholdende, og ikke minst, den åpner for nye og bokstavelig talt fantastiske perspektiver på forholdet mellom menneskene og universet.

Inntil slutten av 1800-tallet var det den Newtonske fysikken som gjaldt. Den handler om lovene for hvordan legemer beveger seg, og gjorde det mulig å beregne tidspunkter for soloppgang og solnedgang, fullmåner og solformørkelser etc. Med den Newtonske fysikken kunne man altså forutse visse begivenheter i fremtiden med etter hvert svært god presisjon. I dette lå det også at universet fulgte visse lover, uavhengig av om menneskene observerte det eller ikke. Altså at det forelå en objektiv virkelighet uavhengig av oss.

Men "den objektive virkeligheten" finnes ikke.

Men på atomnivå viser det seg at den Newtonske fysikken ikke lenger gjelder. Man kan gjøre eksperimenter som beviser utover all tvil at lyset er et bølgefenomen, og andre eksperimenter som like utvetydig beviser at lyset består av små partikler. Hva lyset er, er altså avhengig av hvilket eksperiment du gjør for å finne det ut. På lignende vis er det med elektronene og andre subatomære partikler. På atomnivå finnes det ingen objektiv virkelighet.

Begrepet "kvantemekanikk" ble lansert av Max Planck i år 1900. I korthet kan man si at det betyr noe sånt som "bevegelser av små energipakker", og handler om lovene for hvordan et atom tar i mot og sender ut energi. Det var når man forsøkte å finne ut av dette at man kom til at den Newtonske fysikken ikke lenger kunne brukes. Det er nemlig ikke mulig å foreta eksperimenter med slike fenomen uten at selve eksperimenteringen endrer det man vil studere.

Albert Einstein lanserte sin spesielle relativitetsteori i 1905 og den generelle i 1915. Disse handler om den tette sammenhengen mellom masse og energi. På atomnivå veksler disse med hverandre uopphørlig i noe man kan kalle "energienes dans" (som er én av betydningene av det kinesiske bergrepet Wu Li). At disse teoriene i sin tur førte til at vi fikk atombomber og atomkraft er knapt et tema i denne boken. Den handler i stedet om en rekke andre spørsmål som denne forskningen reiser.

Einsteins klokke.

Einstein har sammenlignet utforskingen av det subatomære med det å prøve å forstå hvordan en klokke virker, når du ikke har noen mulighet for å åpne den og se hvordan den er inni. Er du smart nok kan du lage deg noen ganske bra teorier som samsvarer med det du kan se (at viserne går rundt i et jevnt tempo). Men helt sikker på at disse er riktige kan du ikke være, så lenge det ikke er mulig å åpne klokken. Så bildet vi har av at atomet består av en kjerne som det surrer noen elektroner rundt atomene er altså bare en teori, men en teori som er bekreftet av etter hvert ganske mange eksperimenter.

Universet er nesten helt tomt.

Alle vet at atomer er veldig små. Men hvor små de er overgår nok forestillingsevnen til de fleste av oss: Hvis vi tenker oss en golfball forstørret så mye at den blir like stor som jordkloden, vil atomene i den være på størrelse med druer. Men hvis du tror at kjernen i et atom forstørret til druestørrelse vil være på størrelse med en druesten (det hadde jo vært rimelig), så er du ikke i nærheten av sannheten. Du må forstørre atomet til det er like stort som kuppelen på Peterskirken i Roma. Da vil atomkjernen være på størrelse med et saltkorn i sentrum av kuppelen, og elektronene noen støvkorn som surrer rundt på innsiden av kuppelen. Så "materien" i et atom utgjør en forsvinnende liten del av det, det aller meste er tomrom. Når vi likevel ikke kan gå gjennom vegger eller vi opplever at steiner er harde, har det å gjøre med de enorme kreftene som holder atomkjernen og elektronene sammen. Materien består av energi.

Schrödingers katt.

I den Newtonske fysikken kunne man forutse begivenheter. I kvantemekanikken kan man ikke det. Man kan bare beregne sannsynligheten for at noe kan komme til å skje, og denne sannsynligheten er aldri 100%. ( Dette er en veldig kort versjon av det som kalles "Heisenbergs usikkerhetsprinsipp" ). Det er ikke bare slik at man i kvantemekanikken ikke kan gjøre eksperimenter uten at eksperimenteringen i seg påvirker hva som kommer til å skje. Man kan også si at før man gjør et eksperiment for å finne ut noe om en partikkel, vet man egentlig ikke om den eksisterer, den finnes bare som en potensiell mulighet som eventuelt materialiserer seg når eksperimentet utføres. Disse usikkerhetene er søkt illustrert med historien om "Schrödingers katt". Den stakkars katten blir plassert i en lukket beholder med en innretning som enten sprøyter inn giftig gass som straks tar livet av katten, eller det blir ikke sprøytet inn noen slik gass. Vi vet ikke hvilket av alternativene som skjer. Etter vanlig sunn fornuft og Newtonsk fysikk er da katten enten død eller levende. Etter kvantemekanikken er den bare potensielt død eller potensielt levende, inntil vi åpner boksen og ser etter, først da vil en av mulighetene materialisere seg.

"Mange-verdener-teorien."

Men det finnes også en retning innen kvantemekanikken som åpner for en tredje mulighet, nemlig at i det øyeblikk katten er blitt lukket inn i beholderen, splittes universet i to, og i det ene universet blir katten drept, i det andre universet overlever den. Det er dette som kalles "Mange-verdener-tolkningen" av kvantemekanikken. Etter vanlig "sunn fornuft" høres jo dette sprøtt ut, men det er likefullt en mulighet seriøse fysikere har lansert for å komme rundt problemet med at vi ikke kan vite om en partikkel eksisterer før vi forsøker å eksperimentere med den, eller altså at vi ikke vet om katten lever eller er død før vi åpner beholderen og ser etter.

På samme måte som man kan stille seg spørsmålet om de matematiske lovene er noe menneskene har "oppdaget" eller om det er noe vi har "funnet på", kan man spørre seg om universet er noe vi holder på å "oppdage" eller om det er noe vi "finner på".

Dette var noen av de problemstillingene denne boken sysler med. Mitt poeng er at den aller største betydningen kvantemekanikken og relativitetsteorien vil ha for menneskeheten ikke er atomkraften og atombombene, men de konsekvensene den vil ha for hvordan vi kan forstå verden rundt oss, altså på det filosofiske og erkjennelsesmessige området. Selv om det er gått over hundre år siden Planck og Einstein lanserte sine teorier, har vi antagelig bare så vidt begynt å ta inn over oss hva dette kan komme til å bety. En som har forsøkt er Robert M Pirsig med kultboken "Zen and the Art of Motorcycle Maintenance" og oppfølgeren "Lila". Dette er bøker som godt kan leses som oppfølgere til Zukavs bok.

Boken kom ut i 1979, mer enn femti år etter at Planck og Einstein la frem sine teorier. Det er nå gått ytterligere nesten femti år, og selv om det er skjedd mye på de årene, står denne boken seg fortsatt som en av de beste introduksjoner til kvantemekanikken og relativitetsteorien som er skrevet. Det er også fortsatt mulig å få kjøpt den.

Men hva menes med "Wu Li" ?

"Wu Li" er den vestlige transkripsjonen av fem forskjellige kinesiske begreper eller skrifttegn, som Zukav ble gjort kjent med da han begynte å arbeide med denne boken. Hver av disse fem begrepene kan sies å tilsvare ulike aspekter av det kjernfysikken handler om, og Zukav bruker dem som symboler for bokens fem hovedkapitler.

Trykk på trekanten for å se disse skrifttegnene. Den første av de seks figurene nedenfor refererer til innledningskapitlet og kommer i tillegg til de fem begrepene. Kaligrafiene er utført av Al Chung-liang Huang og er lånt fra boken.

"Wu Li ?" (Newtons fysikk og den nye fysikken.)	"Organic Energy" (Død og levende materie og kvantemekanikk.)	"My Way" (Om kvantemekanikken og usikkerhetsprinsippet.)
"Nonsense" (Einsteins relativitetsteorier.)	"I clutch My Ideas" (Partiklene og deres dans.)	"Enlightenment" Kvantelogikk og Bell's Teorem.

 
 

Schrödingers katt.

Erwin Schrödinger mens han prøver å få katten på plass inne i beholderen.