Å gjøre verden virkelig

Om et tre innerst i Kongsmarka faller uten at noen er i nærheten, har det da laget en lyd?

Tankeeksperimentet har to riktige svar basert på din forståelse av lyd. Treet som faller og treffer bakken vil føre til vibrasjoner i luften, som rent mekanisk er det vi kaller en lydbølge. Men uten ører i nærheten vil ingen trommehinner bli utsatt for subtile trykkforskjeller og dermed vil den sansen vi kaller hørsel aldri oppfatte at det har vært noen lyd. Noe kan altså være sant og usant samtidig, basert på vår tolkning (og vår begrensing!) av kunnskapen om verden rundt oss.

I mitt fagfelt (kvantefysikk) har vi en veldig kjent katt, vi kaller den Schrödingers katt [1], og den ble født i et annet tankeeksperiment. Hvis du låser en katt i en lukket boks, med en giftig gass som kan utløses når som helst, hvilken tilstand er da katten i til en hver tid? Om du åpner boksen kan du svare, da ser du nemlig enten en levende katt eller en død katt. Om du ikke vil åpne boksen av fare for din egen sikkerhet (og du har lagt vekk alle etiske kvaler med å bruke en katt som forsøksobjekt) må du konkludere med at det finnes en iboende usikkerhet. Du vet ikke om giften er utløst, og uten denne kunnskapen vet du ikke om katten er død eller levende. Katten er både død og levende, samtidig. 

Dette er rent vissvass i en klassisk og intuitiv verden, for selvfølgelig er katten enten død eller levende. Men det vet vi ikke før vi har sett den. I kvantefysikkens verden derimot, som er den gjeldende fysiske verden vi forholder oss til, er det ingenting galt med dette. Vi sier at kattens tilstand er beskrevet av en bølgefunksjon, og at denne er i en superposisjon av bølgefunksjonen som beskriver en død katt, og den som beskriver en levende katt, med en viss sannsynlighetsfordeling mellom de to utfallene. Dette er en en modell som er grunnleggende probabilistisk [2], og for å vite noe sikkert må vi ha mer informasjon. Vi tar på en gassmaske, åpner boksen og ser at katten heldigvis lever enda, og tar den ut i god behold. Vi har observert noe om systemet, og matematisk sier vi at vi har kollapset bølgefunksjonen ned til en av de to mulighetene. Vi vet nå med sikkerhet at vi har en levende katt. 

Artikkelforfatteren går analytisk til verks i sine overlegninger. Foto: Privat.

Det vi gjorde kalles en måling, og hva som skiller en måling fra den frie utviklingen katten har når vi ikke ser på den er fortsatt et mysterium, fra et fysisk, såvel som fra et filosofisk perspektiv, og har fått navnet måleproblemet. Den beskrivelsen jeg fastslo for forsøket følger København-tolkningen av kvantemekanikk, der vår beskrivelse av et system ikke beskriver virkeligheten, men kun vår kunnskap, med iboende usikkerheter, og at vi aldri “vet” noe om et system før vi foretar en måling.

Nettopp det at målingen skiller seg ut som noe eget har blitt fremstilt som kritikk mot denne tolkningen, og har ledet til andre tolkninger av kvantemekanikken, som har sine egne problemer. I mange-verden-tolkningen fortsetter den delen av katten som var død å være død videre, men i et annet univers, der en annen deg åpnet bokset og observerte en død katt. I følge den er vi bare på en ekstremt lang gren på et ekstremt stort tre av muligheter der akkurat det vi har opplevd i livet vårt, har skjedd, og alt det som kunne ha skjedd har skjedd i en annen verden. Det hele har et svært grandiost preg over seg, men det er jo likevel betryggende at du kan tenke at katten din lever videre i en annen verden.

Hvordan skal man omgå de usikkerhetene man omgir seg med i denne beskrivelsen? I København-tolkningen møter vi på problemet av mangelen på en god beskrivelse av en måling. Er det at vi ser på noe, er det noe vi føler, må vi ha et mekanisk instrument? Og ikke minst - om ikke noen andre observerer at jeg observerer, har jeg egentlig da observert? Det går an å bli svimmel av mindre!

Inntil videre, og frem til skarpere hjerner enn både meg og alle som har undret før meg løser dette, virker det som vi nesten bare må godta at en form for usikkerhet er en naturlig del av livet, og at det rett og slett finnes begrensinger i hva vi kan vite. Albert Einstein, som ofte var i dype diskusjoner med tilhengere av København-tolkningen sa “Gud kaster ikke terninger”[3], men han tvinger muligens oss til å gjøre det.

Om verden rundt deg er ekte uavhengig av om du ser på den eller ikke kan virke som en kjip måte å avslutte et innlegg på, men trøsten ligger i at vi har aldri opplevd noe annet enn at den er det. Går du rundt i Kongsmarka[4] eller andre steder kommer det vakre i naturen fortsatt til å vise seg for deg, både med syn, lukt og hørsel. Den dagen den ikke gjør det så blir du også sannsynligvis en veldig kjent mann eller kvinne om du er først til å rapportere det!

Noter

1 - Schrödinger’s katt er et tankeeksperiment i kvantefysikk fremsatt av Erwin Schrödinger i 1935.

2 - Probabilisme er en oppfatning om at man ikke kan nå sikkerhet i vitenskap

og filosofi, men at man må nøye seg med sannsynlige overbevisninger (SNL).

3 - Oversettelse av et brev Einstein skrev til fysiker Max Born i 1926. Born var en tilhenger av København-tolkningen.

4 - Kongsmarka utenfor Svolvær er området til Filosofilandskap Lofoten.