Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

I sorte hull får kvantefysikken problemer. Men betyr det at hele faget er i krise?
I sorte hull får kvantefysikken problemer. Men betyr det at hele faget er i krise?

– Nei, det er ingen krise i fysikken

Vitenskapsfilosof vil hjelpe fysikere ut av «krisen». Fysikere takker for tilbudet, men er ikke enig i at de befinner seg i en krisesituasjon.

Publisert

Einsteins generelle relativitetsteori beskriver hvordan naturen oppfører seg ved ekstreme hastigheter eller ekstrem gravitasjon. Standardmodellen for partikkelfysikken beskriver vekselvirkningene mellom de fundamentale partiklene i naturen, elementærpartiklene.

Men ingen har foreløpig klart å forene disse to i det som gjerne kalles «teorien om alt» eller kvantegravitasjonsteori. Det fører til at det med ujevne mellomrom dukker opp påstander om at fysikken står overfor en krise.

– Motivasjonen for å finne kvantegravitasjonsteorien er abstrakt og teoretisk. For meg fremstår krisen som at det ikke er klart hva teorien egentlig skal gjøre, sa vitenskapsfilosof Karen Crowther i forrige uke i artikkelen Filosof vil løse krisen i fysikken.

Hun forsker ved Senter for vitenskap og filosofi ved Universitetet i Oslo og tror filosofene kan hjelpe fysikerne med de problemene de strir med.

Men hva tenker fysikerne? Vi har snakket med tre fysikkprofessorer, og selv om de ikke avviser Crowthers tilbud, er de ikke enige i at det er riktig å bruke ordet «krise»

Vitenskapsfilosof Karen Crowther vil gjerne hjelpe fysikerne med å utvikle en kvantegravitasjonsteori.
Vitenskapsfilosof Karen Crowther vil gjerne hjelpe fysikerne med å utvikle en kvantegravitasjonsteori.

Avblåser krisen

– Global oppvarming er en krise. Vi har det gøy med å leke med hvordan universet fungerer. Om vi ikke helt vet veien videre mot kvantegravitasjon, om den finnes, så lever vi godt med det, sier Are Raklev.

– Jeg har selv aldri omtalt det som krise at ikke partikkelfysikkens standardmodell omtaler gravitasjon. Jeg kaller det en svakhet eller begrensning i Standardmodellen, sier Alex Read.

– Det er litt rart å snakke om krise i fysikken. I fysikken er faktisk nesten alt forstått, sier Gaute Einevoll.

– Det er bare unntaksvis og i ekstreme tilfeller, for eksempel i sorte hull og rett etter The Big Bang, at teorien bryter sammen, sier han.

Fysikkprofessorene Are Raklev (t.v.), Alex Read og Gaute Einevoll er ikke med på at ordet «krise» gir et riktig bilde av tilstanden i faget.
Fysikkprofessorene Are Raklev (t.v.), Alex Read og Gaute Einevoll er ikke med på at ordet «krise» gir et riktig bilde av tilstanden i faget.

– Hviler på utrolig mengde med observasjoner

Tusenvis av fysikere verden over jobber med å løse problemet. Strengteori og supersymmetri er to blant mange forsøk på å forene den generelle relativitetsteorien og kvantemekanikken.

– Det er mange alternative forklaringer på sammenhengen mellom gravitasjon og kvantemekanikk. Noen av de kan testes nå, men for andre er det vanskelig å teste i overskuelig fremtid, sier Raklev.

Han mener filosofer ofte har veldig viktige poenger som fysikere bør lytte til. Men han er ikke med på Crowthers oppfordring om å ta et langt skritt tilbake og stille spørsmål ved metodene og prinsippene som ligger til grunn.

– Alle er enige om de etablerte prinsippene. Spørsmålet er om det kan begrense jakten på en ny teori, sa vitenskapsfilosofen Crowther.

Raklev påpeker at kvantemekanikken hviler på en utrolig mengde med observasjoner som stemmer nøyaktig overens med teorien.

– En ny teori for kvantegravitasjon må derfor ende opp med de samme prediksjonene for de gamle eksperimentene. Da må den rent matematisk ligne på kvantemekanikken.

– Akkurat på samme måte som Einsteins generelle relativitetsteori ligner helt på Newtons gravitasjonsteori ved lave energier, sier Raklev.

– Den nye teorien må også inneholde de eksisterende teoriene, sier Gaute Einevoll.

Eksperimenter kan også gi svar

Alex Read jobber mye med å samle data fra konkrete eksperimenter, særlig ved partikkelakseleratoren i Cern.

– Som eksperimentalist er jeg mer opptatt av å kartlegge så nøye som mulig hvordan naturen oppfører seg enn å finne prinsipielle løsninger for problemer som ennå ikke finnes, sier han.

Han ser absolutt verdien av filosofenes arbeid med store, langvarige utfordringer som kvantegravitasjon. Og han mener Crowther gir en god beskrivelse av situasjonen i denne delen av fysikken.

Men han håper også at kommende Cern-eksperimenter kan sette fysikerne på sporet av «ny fysikk».

I et intervju i fjor, i artikkelen «Gudpartikkelen» higgs er ikke lenger like mystisk, uttalte Read følgende: «Det kan hende at higgsbosonet, siden det har noe med masse å gjøre, kan si noe om gravitasjon. »

Hvem får penger til å forske?

– Mange av de som jobber med dette, jobber også med filosofi, og jeg synes det er flott at filosofer også er interessert i disse tingene, sier Einevoll.

Men han er usikker på om de største utfordringene er av filosofisk art.

– Min erfaring er at det jobbes med mange ulike teorier. Hovedproblemet er ikke at fysikken har metoder som gjør at vi lurer oss selv eller ender opp med teorier som alle skal tro på fordi alle andre gjør det.

Han er reddere for at sosiologiske mekanismer, moter eller motstand mot nye ideer påvirker hvilke prosjekter som får støtte til å jobbe med teoriene sine.

– Hovedproblemet er ikke at fysikerne ikke er skolert i filosofi. Det største problemet er valget av hva man skal forske på, sier Einevoll.

De som avgjør hvilke teoretikere eller hvilke eksperimenter som skal få penger, er også mennesker. Kanskje er det lettere å gi støtte til eller ansette noen som jobber innenfor teoriene man selv er kjent med.

– Hvor lett er det å få penger eller ressurser til å utforske nye teorier?

Som eksempel trekker han frem det som kalles København-fortolkningen av kvantemekanikken. Han vokste selv opp med den, praktiserte den og lærte den videre til studentene sine. Uten at det var så mange som stilte spørsmål ved den.

– Tolkningen av kvantemekanikken er et fundamentalt spørsmål i fysikken og bør være et legitimt forskningsområde som vi jobber med – på samme måte med strengteori og andre kandidater til kvantegravitasjon, sier han.

Jakten fortsetter

Og imens fortsetter jakten på teorien om alt. Svaret er neppe 42, slik Douglas Adams kom frem til i science fiction-romanen Haikerens guide til galaksen.

– Hvorvidt en slik teori i det hele tatt eksisterer, og om den er mulig å oppdage for oss, er langt fra sikkert, sier Are Raklev. Men jeg tror det er et fruktbart mål å jobbe mot til vi eventuelt lærer at det ikke kan gjøres.

Han lar seg ikke trykke ned av den foreløpige mangelen på svar.

– Det at det finnes problemer med modellene våre, er for meg en ren glede. Dersom vi ikke hadde noen problemer, kom vi ikke videre, for vi ville ikke hatt noe å lære av, sier Raklev.