Kosmos 2011/4 side 108
En diskussion mellem Einstein og Bohr og om fysikkens udvikling
af Gunnar Lundberg
Indledning
Når man som jeg er interesseret i både Martinus Kosmologi og fysik, er det ekstra interessant at læse, hvad Martinus skriver om naturvidenskab og fysik. Og der findes meget at læse, f.eks. i de to bøger Bisættelse og Menneskeheden og verdensbilledet. Men for den, der ikke er så interesseret i fysik, kan det være skønt at læse følgende.
"Verdensbilledet eller selve livets struktur og den herigennem åbenbarede afsløring af livsmysteriet eller sandheden om det levende væsen er ikke en foreteelse, der kun kan forklares ved hjælp af indviklede, materielvidenskabelige formler eller et udtrykssystem, som efterhånden er blevet så indviklet, at der kræves et forudgående årelangt akademisk studium for at blive hjemme i det, og som kun kan benyttes af videnskabsmænd. Verdensbilledet er heller ikke et sammensurium, lappet sammen af den moderne verdenslitteraturs spidsfindige hjernefortolkninger af relativitets- og dimensionsteorier og drømmehypoteser, der bliver desto mere indviklede og uforståelige for det almene menneske, jo mere det krampagtigt, hjernemæssigt anstrenger sig for at sætte sig ind i disse. Verdensbilledet er ikke spidsfindige beregninger i den teoretiske fysiks dunkle horisont ...". (Menneskeheden og verdensbilledet, kapitel 22)
For os naturvidenskabsinteresserede kan det dog være en trøst at se, at naturvidenskaben har en fremtid.
"Den jordiske videnskab, der er begyndelsen til den Hellige Ånd eller det bevidsthedslag, gennem hvilket Gud bliver synlig eller livets udødelighed til kendsgerning, er nu ved at være færdig med åbenbaringen af materieværdien eller alle sådanne analyser, der udtrykkes i mål, vægt og hastighed. Den har på vidunderlig måde for sin undrende samtid kastet en lysstribe tværs over materiens store bælte lige fra mælkevejens umådelige stjernetåger i makrokosmos til atomernes, elektronernes og endnu mindre partiklers lysende stjernetåger eller bølgelængder i mikrokosmos." (Bisættelse, kapitel 27)
Her følger en redegørelse for en lille del af fysikhistorien, og for hvordan fysikere har kæmpet med tolkningen af sine opdagelser. Endvidere gøres et forsøg på at belyse fysikkens vanskeligheder ved hjælp af tanker fra kosmologien.
En ny fysik
Omkring slutningen af 1800-tallet anså fysikerne, at de i store træk var færdige med deres beskrivelse af verden. Kun nogle småproblemer manglede at blive løst. Man fandt ingen måde at forklare, hvor strålingsenergien fra en varm krop kom fra, man spekulerede på, hvad den såkaldte Becquerelstråling var, og man kunne ikke opdage "ætervinden", der burde optræde, når jorden førtes gennem verdensrummet. Disse "småproblemer" blev ophavet til det, der kaldes den nye fysik.
I forbindelse med løsningen af disse problemer opstod helt nye fysiske teorier, der brød med den "klassiske fysik". En af disse er kvantemekanikken, der udvikledes gennem de første tre årtier af 1900-tallet. Mange fysikere medvirkede ved udviklingen af teorien, ikke mindst Albert Einstein, der ellers er mest kendt for sine relativitetsteorier. Den, der mere end nogen anden var et samlende navn ved arbejdet med kvantemekanikken gennem sine ideer og sin inspiration for yngre fysikere, var Niels Bohr. Om ham fortælles blandt andet, at han fik besøg af en fremstående fysiker i sit lille sommerhus, der havde en hestesko over døren. Fysikeren påpegede, at en videnskabsmand som Bohr vel ikke kunne være så overtroisk, at han troede, at en hestesko ville bringe lykke. Naturligvis ikke, sagde Bohr, men tilføjede kort tid efter, at han havde hørt, at den bragte lykke, selv om man ikke troede på det. (I en anden version var dette Bohrs egen favorithistorie, men altså ikke hans egen hestesko.)
Man kan lidt forenklet sige, at fysikere i dag beskriver vor omverden ved hjælp af to grundlæggende teorier, den almene relativitetsteori og kvantemekanikken. Den førstnævnte, der er en teori om gravitationen, bruges til at beskrive bevægelser i stor skala, medens kvantemekanikken beskriver bevægelser i atomernes verden.
Kvantemekanik
Ifølge kvantemekanikken har energi en vis "kornethed". Det betyder, at energi optræder i små afgrænsede doser, de såkaldte kvanta. Endvidere optræder de små enheder – atomer og partikler – også som bølger, hvilket betyder, at en partikel ikke har nogen bestemt placering eller hastighed, før de bliver fastslået ved en måling. Og der er flere besynderligheder i denne teori, der ikke har noget fælles med vore hverdagsoplevelser. Hvis man ikke bliver chokeret af kvantemekanikken, har man ikke forstået den, mente Bohr. Men kvantemekanikken er en yderst fremgangsrig teori. Den anvendes ved mange slags beregninger for små systemer af et stort antal fysikere inden for forskellige områder. Det kan gælde kemiske bindinger, krystalstrukturer og ikke mindst halvlederteknik, som er baggrunden for elektronik og dets tilpasninger i f.eks. mobiltelefoner og computere. De allerfleste fysikere ser helt enkelt kvantemekanikken som et udmærket hjælpemiddel.
Men allerede tidligt blev nogle fysikere, blandt disse først og fremmest Einstein, i tvivl om, hvad kvantemekanikken betyder for vores verdensbillede. Da kvantemekanikken kun giver sandsynligheder for forskellige hændelser, tolkes det, som at der findes en grundlæggende tilfældighed i vores verden, som man ikke kan komme udenom. Med kvantemekanikkens synsmåde må man opgive kausaliteten, det vil sige loven om årsag og virkning. For Einstein var det dybt stødende at tænke sig, at det i grunden kun kan lade sig gøre at lave en statistisk beskrivelse af verden, at det er tilfældigheder, der styrer. Lidt for sjov sagde han: "Jeg kan ikke tro, at vor kære Gud spiller terning."
Tolkningsproblemer
Medens de fleste fysikere var tilfredse med at få en teori, der fungerede godt, så funderede nogle over, hvordan man skulle forstå dette med, at tilfældigheder synes at styre i mikrokosmos. Bohr ville erstatte kausaliteten, årsagsloven, med noget, han kaldte komplementaritet. Lyset optræder både som partikel og som bølge, men disse egenskaber kan aldrig iagttages samtidigt. De to komplementære billeder kan ikke sættes sammen til ét billede. Der var ingen uenighed om de matematiske beregninger og deres anvendelse. Men tolkningen af disse beregninger, og hvad de siger om vores verden, diskuteredes gennem nogle år mellem Einstein og Bohr. Einstein anså, at kvantemekanikken var en statistisk teori, der ikke kan beskrive individuelle hændelser, og han forsøgte at bevise, at teorien er ufuldstændig, at den ganske vist stemmer ved beregninger, men at den kun er et cirka udtryk for en mere grundlæggende beskrivelse, en fysisk teori, der burde kunne formuleres. Han konstruerede såkaldte tankeforsøg, hvor man skulle kunne få belyst de detaljerede hændelser, f.eks. et fotons (lyspartikel) vej gennem en dobbeltspalte. (Det havde været kendt længe, at lyset danner et specielt mønster, når det passerer to små nærliggende åbninger, såkaldt interferens. Samme mønster optræder ved al slags bølgebevægelse. Også partikler og elektroner danner disse mønstre. Men hvordan partikler eller elektroner kan "interferere" med sig selv, er et mysterium.) Det lykkedes til stadighed Bohr at tilbagevise Einsteins argumenter og holde fast ved sin tolkning, der blandt andet indebar, at det ikke er muligt at skelne hændelserne i partikelverdenen fra selve den måling, der udførtes. Efter flere år indså de begge, at de ikke kom nogen vegne, de kunne ikke overbevise hinanden. De nøjedes med spøgefuldt at diskutere, hvordan filosoffen Spinoza ville have set på spørgsmålet.
Mange fysikere mener, at Bohr gik sejrende ud af denne diskussion. Men flere fysikere er af en anden mening og kæmper stadigvæk med spørgsmålet om kvantemekanikkens tolkning. For nylig publicerede 't Hooft (Nobelprismodtager i fysik 1999) et forsøg på en mere grundlæggende teori end kvantemekanikken. For øvrigt kæmper de teoretiske fysikere med at forene netop kvantefysikken med Einsteins almindelige relativitetsteori. Såkaldte strengteorier er blevet set som en fremkommelig vej i et par årtier, men nu synes optimismen at aftage.
Evighedsdimensionen
Hvad er det, der driver videnskabsmændene til at fortsætte med at søge efter naturens mest grundlæggende love, til trods for at det ofte er svært, i hvert fald i begyndelsen, at se nogen praktisk anvendelse for disse, og til trods for at vanskelighederne med at komme videre synes at øges? Einstein sagde ved slutningen af sit liv, at han havde brugt 50 års tankearbejde på at forsøge at forstå lysets natur, uden at det var lykkedes. I Kosmos 9-1985 skriver Martinus i artiklen Tids- og rumdimensionel sansning og livsmysteriets løsning netop om denne tålmodige søgen.
"Hvorfor søger og udforsker mennesket, og hvorfor findes der i dets bevidsthed en trang til stadig at udvide sin horisont? Fordi det inderst inde fornemmer, at det er på vej mod noget, som det endnu ikke ved, hvad er. Det er i virkeligheden skabelsen af nye sanser, der er det egentlige mål for menneskets higen og søgen."
Det er altså et spørgsmål om at søge efter livsmysteriets løsning. Ikke at slå sig til ro med det, man har opdaget, og stadig at søge efter mere dybtliggende beskrivelser, som man kun kan ane, er et udtryk for, at drivkraften til denne søgen er stærk. Det, man søger, kalder Martinus for evighedsdimensionen. Men eftersom vi jordmennesker mangler organer til at fornemme denne evighedsdimension, bliver denne søgen svær og langtrukken. Netop selve denne søgen er en del af udviklingen af det organ, der behøves for fornemmelsen.
Foto: Lars Forslin
Fysik og kosmologi
Måske kan vi, der har fået den store fordel at lære Martinus' kosmologi at kende, vove nogle overvejelser om fysikkens fremtid. Fysikken er en materiel videnskab, en videnskab der helt bygger på målinger af størrelser og matematisk behandling af disse størrelser. Det er dette, Martinus kalder mål- og vægtfacit. Men fysikken – egentlig den teoretiske fysik – har udviklet sig til en meget abstrakt videnskab. Sproget er matematikkens, og forsøg på at tolke resultaterne i konkrete billeder giver selv fysikerne vanskeligheder. Jo mere abstrakt fysikken bliver, desto mere bliver almene principper synlige. I 1918 lykkedes det en kvindelig matematiker, Emmy Noether, at bevise et meget alment princip om symmetrier og såkaldte bevarelseslove. Et eksempel er, at "energiprincippet" (der siger, at energien altid bevares i lukkede systemer) følger af tidens isotropi eller ligeformethed. Symmetri er et meget vigtigt begreb i ny fysik og ser ud til at findes dybt under de kendte naturlove.
Hvis vi nu forestiller os, at fysikere i fremtiden udnytter denne tanke om symmetri til at omfatte størrelsesmål, nogenlunde som Bohr først så atomet som et solsystem i miniature, så ligger Martinus' "perspektivprincip" ikke langt borte. Da Einstein formulerede sin specielle relativitetsteori, var et udgangspunkt, at fysikkens love er uafhængige af et systems beliggenhed og hastighed. Nu kan vi altså tænke os, at de grundlæggende principper også er uafhængige af systemets størrelse. Så behøver vi ikke lede efter disse principper, som fysikerne gør nu, i den svært tilgængelige verden af atomer og partikler, det vil sige mikrokosmos, eller i det enorme univers' svimlende afstande. Principperne bør kunne studeres i vore nære omgivelser. At vi har en speciel fysik for de rigtig små systemer (kvantemekanikken) med helt andre beregninger, end hvad der gælder for "mellemkosmos", kan tænkes at bero på, at vi ser disse systemer "ovenfra", det vil sige fra vores størrelsesverden. Perspektivprincippet betyder jo, at når vi studerer et fænomen i mikrokosmos, så sammenligner vi det med vores egen kendte verden i mellemkomos. Vi får et "ovenfra-perspektiv". Tilsvarende får vi et "nedenfra-perspektiv", når vi studerer makrokosmos fra mellemkosmos. Ifølge kvantemekanikken har de enkelte atomer eller partikler ingen "individualitet", de er identiske og kan byttes ud. Her sker også alle hændelser yderst hurtigt og tilfældigt. Men dette kan altså meget vel være et perspektivspørgsmål. Hvis vi står med udsigt over et torv eller en jernbanestation, så kan man synes, at menneskerne bevæger sig tilfældigt i et uoverskueligt mylder, men vi ved, at menneskerne bevæger sig efter en tanke, en plan. Atomernes verden ligger også enormt meget "længere" væk fra os end eksemplet med myldrende mennesker. Der er altså anledning til at sætte spørgsmålstegn ved vor fortolkning af fysikkens billede af verden. Præcis som Kopernikus indså, at jorden ikke er verdensaltets midtpunkt, så bør vi indse, at "vor målestok" ikke er verdensaltets målestok. Størrelse er en illusion, lærer Martinus os. (Se for eksempel Livets Bog, bind 6, stk. 1981, hvor Martinus sammenligner størrelsen af en ært med solens størrelse.)
Fremtiden
Hos mange fysikere findes en åbenhed og ydmyghed over for livsmysteriet og fysikkens grænser, selv om der blandt andre fysikere findes et mere indskrænket og materialistisk syn på tilværelsen. Måske kan netop denne søgen efter mere og mere grundlæggende principper føre fysikerne frem til perspektivprincippet og videre til indsigten, at liv ikke kun findes hos planter og dyr, men at al bevægelse er udtryk for liv. Den fysik, vi kender i dag, vil formodentlig i fremtiden blive set som den afgrænsede del af den kosmiske videnskab, der behandler de materielle foreteelser. Det har sikkert været nødvendigt for naturvidenskaben at være en materiel videnskab i vor tid. Men det er også nødvendigt, at den udvikles til noget større for at kunne forenes med åndsvidenskaben. Denne søgen efter livsmysteriets løsning hjælper menneskene til at udvikle organer til fornemmelsen af evighedsdimensionen. Martinus skriver i oven citerede artikel:
"Ved forskningen i makro- og mikrokosmos vil de fysiske forskere efterhånden blive nødsaget til at erkende, at muligheden for at forske tids- og rumdimensionelt ophører. Men man vil naturligvis ikke af den grund ophøre med at søge efter den løsning på livets gåde, som man aner eksisterer. Når man kommer til erkendelse af, at livsmysteriets løsning ikke er at finde i den tids- og rumdimensionelle verden, der synes at fortsætte i det uendeligt store og det uendeligt små, må man nødvendigvis komme ind på at udforske selve det levende i stedet for materien, altså livsytringsforskning. I stedet for blot at studere bevægelser, hastigheder, vibrationer og bølgelængder vil man koncentrere sig om det "noget", der sætter alle disse bevægelser i gang, og dermed vil man være på rette vej."
Oversættelse: Steffen Juul