Prøv avisen

Forskere: Vi ved intet om verden uden for os selv

Fra venstre ses Bent Raymond Jørgensen, Jan Westenkjær Thomsen, Holger Bech Nielsen og Robert Krarup Feidenhans’l. Alle fire har de bidraget til bogen om fysikkens filosofi, der udelukker, at videnskaben kan finde den absolutte sandhed. – Foto: Leif Tuxen

Kristeligt Dagblad har mødt fire forskere på Niels Bohr Institutet for at tale om en ny bog om fysikkens filosofi. Mellem vittighederne om partikelfysik gik snakken på den virkelighed, vi lever i, men aldrig helt kan finde

Hvad kan vi vide om verden? Efter mere end 2000 år med henholdsvis naturfilosofi, klassisk fysik, kvantemekanik og superstrengsteori er svaret på det spørgsmål, at vi kan vide helt utroligt meget. Men intet af det med absolut sikkerhed.

Dette er en af konklusionerne i den nye bog ”Fysikkens Filosofi. Fra Demokrit til Holger Bech Nielsen”. Bogen udforsker vekselvirkningen mellem fysikken og filosofien, som historien igennem har manifesteret sig i mange forskellige bud på den menneskelige erkendelses muligheder og grænser. Det er også den bog, der er anledningen til, at Kristeligt Dagblad har sat en række af bogens forfattere i stævne på Niels Bohr Institutet i København.

De er alle dukket op i det stiveste puds. Holger Bech Nielsen, der er kendt som faderen til superstrengteorien, har i dagens anledning en lilla butterfly med prikker på.

Det lille lokale runger af latter over indforståede vittigheder om partikelfysik. Historiker og hovedforfatter Bent Raymond Jørgensen koordinerer med fotografen og rykker rundt på de højtsnakkende fysikere, inden der skal tages billeder, så de står i rigtig rækkefølge. Først står han, som repræsenterer filosofien. Så Jan Westenkjær Thomsen, der er lektor i kvanteoptik og repræsentant for den eksperimentelle del af fysikken. Derefter Holger Bech Nielsen som den teoretiske fysiks skikkelse. Og til slut Robert Krarup Feidenhans’l, der som institutleder udgør den institutionelle del. Bent Raymond Jørgensen retter på sit turkise slips, hvorpå et billede af bogen er printet. Så står de klar, som naturvidenskabens fire søjler.

”Demokrit er den første, der introducerer en materiel forklaring på, hvad alt består af. Han kom til den konklu- sion, at alt består af noget, atomet, der aldrig vil kunne ses eller deles, men det forårsager det, vi kan se,” forklarer Bent Raymond Jørgensen om én af naturfilosofiens centrale skikkelser, der blev født 460 år før Kristi.

Demokrit er bogens startpunkt, fordi han illustrerer, hvor gammel menneskets søgen efter viden om naturens væsen og egenskaber egentlig er, og hans atomtanke indførte en skelnen mellem, hvad verden består af, og hvad vi kan vide om verden.

Demokrits naturfilosofi var imidlertid spekulativ, og først i slutningen af middelalderen blev spekulationer erstattet med målinger, den videnskabelige revolution brød igennem, og naturfilosofien blev til naturvidenskaben. Kopernikus, Brahe, Galilei og Kepler er fremstående eksempler på en tid, hvor man lagde fundamentet for den klassiske teoretiske fysik med Newton og hans naturlove.

I denne tid blev især lyset et videnskabeligt omdrejningspunkt. Der opstod en strid om at afgøre, hvorvidt lys består af partikler eller bølger, og dette, som forblev uopklaret op gennem 1700-tallet, var kimen til en ny æra for naturvidenskaben.

Den eneste illustration i ”Fysikkens Filosofi” finder man lige inden forordet. En enkel stregtegning viser et specifikt brydningspunkt mellem den klassiske fysik og kvantemekanikken – lysets partikel-bølge dualitet. Hvor den klassiske fysik fordrede, at lyset forstås som partikler eller bølger, tillader kvantemekanikken, at det kan forstås som både-og.

I slutningen af 1800-tallet og op gennem det følgende århundrede udviklede kvantemekanikken sig og åbnede op for en verden, hvor den absolutte sandhed er afløst af usikkerhedsrelationer, komplementærbegreber og sandsynligheder.

”Langt op i tiden i den klassiske fysik var man ved at nå den erkendelse, at det eneste, der var tilbage, var at måle tingene mere nøjagtigt og præcist. Så kom kvantemekanikken og viste, at der er meget mere at finde ud af. Vi er slet, slet ikke færdige. Man forkastede også den klassiske fysiks strenge determinisme og idé om sandhed. Det kan kvantemekanikken ikke klare, den kan kun give sandsynligheder,” forklarer Jan Westenkjær Thomsen, lektor i kvanteoptik.

Skønt nutidens videnskab i højere grad bygger på sandsynligheder end absolut forudsigelighed og sandhed, så er de sandsynlighedsbaserede forudsigelser så nøjagtige, at videnskabens resultater bliver ved med at forbløffe.

”Einstein regnede med abstrakte begreber om rum-tid i mange dimensioner og forudsagde gravitationsbølgerne. Dengang var det et teoretisk skud, så det er fantastisk, at videnskaben kan bekræfte hans teori 100 år efter,” fortæller professor og leder af Niels Bohr Institutet Robert Krarup Feidenhans’l om de rystelser i rumtiden, der blev sporet i 2016.

Han sidder med de tre andre i et kontor, der engang tilhørte Niels Bohr, én af kvantemekanikkens grundlæggere. Over det store træskrivebord hænger billeder af Michael Faraday, Max Planck og J.J. Thomsen. I rummets ene hjørne er en stentavle med Ernest Rutherfords ansigt og navn sat ind i væggen. Under den står en buste af Albert Einstein. På væggen overfor hænger et billede af Bohr. Alle er de repræsentanter for skiftet fra den klassiske fysik til kvantemekanikken.

Under fremkomsten af Newtons klassiske fysik, hvor den sikre erkendelse var under beskydning fra både rationalister og empirister, forsøgte den tyske filosof Immanuel Kant at sikre naturvidenskaben et holdbart fundament. Kant drog en grænse mellem videnskabelig erkendelse og metafysiske spekulationer ved at sige, at det, der kan gøres til genstand for erkendelsen, er tingene, som de fremtræder for os i tid og rum – altså som fænomener i anskuelsen. Vi kan erkende ”das Ding für mich” (tingen for mig), men aldrig ”das Ding an sich” (tingen i sig selv), fordi det ligger uden for den mulige anskuelse. Kants skelnen satte altså skarpe grænser for menneskets erkendelse, og som Bent Raymond Jørgensen forklarer, står den filosofi stadig ved magt i nutidens fysik.

”Vi ved intet om verden uden for os selv. Men det er mere, end vi nogensinde før har vidst. Vi finder aldrig virkeligheden. Det eneste, vi finder, er billeder af virkeligheden. På den vis kan vi bedre forstå den verden, vi er i. Videnskaben er en kæmpe succeshistorie, men videnskaben er også blevet mere ydmyg. Som den danske fysiker Jens Martin Knudsen sagde: ”Følg den, der søger sandheden, men afsky ham, der har fundet den,” siger han.

De fire forskere i lokalet ved derfor også, at den sandhed, de beskæftiger sig med i dag, kan blive forkastet i morgen. Kvantemekanikken, der tog over, hvor den klassiske teoretiske fysik slap, er derfor heller ikke den videnskabelige endestation. Blandt andet spiller tyngdekraften ingen rolle i kvantemekanikken, og det stemmer meget dårligt overens med fysikernes stræben efter en teori om alting – altså en teori, der omfatter alle fire naturkræfter. Et bud herpå er den såkaldte superstrengteori, som forener Einsteins almene relativitetsteori og kvantemekanikken og beskriver elementarpartikler som strenglignende objekter.

Både fysikken og filosofien har ændret sig en del fra Demokrit til Holger Bech Nielsen, som ofte tilskrives at være en af ophavsmændene til superstrengteorien. Men skønt de er godt 2400 år fra hinanden, ser sidstnævnte alligevel en forbindelse mellem de to og tanken om den udelelige byggesten.

”Når Demokrit talte om atomer, kan det godt være, at han ikke mente atomer, som vi forstår dem nu som komplicerede størrelser. Han mente muligvis elementarpartiklerne eller måske ligefrem strengene,” siger Holger Bech Nielsen.

Fysikkens filosofi er en historie, der langtfra er skrevet færdig med denne bog. Visheden om, at vi ikke kan vide alt med absolut sikkerhed, overflødiggør dog hverken fysikken eller filosofien, mener Bent Raymond Jørgensen.

”Vi bruger filosofien til at undersøge den verden, vi ikke kan nå med fysikken. Der er en vekselvirkning mellem de to. Vi ved, at vi ikke kan vide alt, og derfor er der plads til spekulationer. Hvis det er Gud, der har skabt verden, vil vi gerne kigge ham i kortene. Og hvis det er naturen, der på forunderlig vis har skabt sig selv, så er den også værd at kigge nærmere på.”

Foto: Leif Tuxen