- - Kosmoskaos - - Väderkaos - - Kvantkaos - - Havskaos - - Multikaos - - Sandkaos - - Gödelkaos - - Livskaos - - Mandelkaos - - Bildkaos - - Beslutskaos - - Kaoskaos - - Kapitalkaos - - Kaosplock - -
Multiversum
Teorin som klyver atomforskarna
Du är inte en. Du är många. I varje ögonblick splittras du och hela universum upp i otaliga kopior, som går olika öden till mötes. Ty så säger vetenskapen: vi lever i ett multiversum.
Tanken är fullkomligt hisnande. Under de sekunder som gått sen du började läsa den är artikeln har praktiskt taget allt som kan hända också hänt. En kopia av dig har snabbt bläddrat vidare, en annan har blivit störd av telefonen, en tredje har somnat, och så vidare, i en ändlös mångfald. Alla dessa kopior lever vidare i var sitt universum, helt omedvetna om varandra, och fortsätter att splittras upp i ständigt nya varianter. Det här låter som vilda fantasier. Men just så fungerar verkligheten, enligt den mest beprövade av alla fysikaliska teorier: kvantmekaniken. Men är det sant? Därom råder minst sagt delade meningar.
Kvantmekaniken kom till på 1920-talet som ett sätt att förklara vad som händer i atomernas och elektronernas mikrovärld. Den har varit enastående framgångsrik. Nästan all den moderna teknik vi använder oss av, från datorer och lasrar till genteknik och kärnkraft, bygger på kvantfysiken. Kvantmekaniken är en svår teori, och den bild den tecknar av mikrovärlden strider mot vår vardagliga intuition. I atomernas värld kan helt olika, till synes oförenliga saker hända samtidigt. En elektron kan snurra både medsols och motsols, en atomkärna kan befinna sig på flera olika ställen samtidigt, en ljusstråle kan följa flera olika banor.
Men den här mångfalden går inte att observera direkt. Om en elektron befinner sig på två olika ställen och man försöker mäta var den här hittar man den bara på det ena stället. Gör man om experimentet många gånger hittar man den slumpmässigt ibland på det ena stället, ibland på det andra. Men det är det här slumpmässiga beteendet som är teorins svaga punkt. Fysikerna har aldrig lyckats bli överens om var den kommer ifrån. Kvantmekanikens lagar innehåller nämligen egentligen ingen slumpmässighet. Slumpen dyker upp bara när man försöker observera förloppen. Hur går det till?
För praktiskt inriktade forskare är problemet föga intressant. Kvantmekaniken fungerar, även om man inte kan förklara alla dess detaljer. Pionjärerna för 75 år sen såg kvantteorin som ett slags titthålsfysik, varmed man kikade in i mikrovärlden. Teorins mentor framför alla andra, dansken Niels Bohr, hävdade med övertygelse och auktoritet att kvantmekaniken egentligen inte beskriver verkligheten, utan bara vår kunskap om verkligheten. Att från teorin dra slutsatser om verkligheten var helt enkelt inte tillåtet, enligt Bohr och hans många efterföljare. Niels Bohr påpekade ständigt att de mätinstrument vi använder när vi observerar mikrovärlden faktisk är stora klumpiga apparater, som alltså tillhör vår makrovärld. På nåt sätt var det i glappet mellan vårt makroperspektiv och atomernas minivärld som slumpmässigheten uppstod, menade han.
Men den synen hade sina kritiker. Det fanns folk som påpekade att Bohrs tolkning av kvantmekaniken stod i strid med kvantfysikens egna ekvationer. Mätinstrumenten består ju själva av atomer, och borde alltså också de lyda under kvantmekanikens lagar. Men försöker man beskriva mätprocessen kvantmekaniskt händer något lustigt. Om man mäter en elektron när den befinner sig på två olika ställen kommer mätinstrumentet själv att dela upp sig i två kopior, en som hittar elektronen på det ena stället, en som hittar den på det andra. Detta är vad teorin påstår, fast ingen riktigt begrep vad det innebar.
Det tog många årtionden innan Bohrs väldiga auktoritet började undergrävas. När det skedde berodde det på sätt och vis på kvantmekanikens stora framgångar. Från att ha varit en exklusiv teori om atomer och elektroner kom den att betraktas som fysikens själva fundament. På 1950-talet började man tillämpa kvantmekaniken på astronomiska och kosmiska processer. Då inställde sig frågorna: Var finns mätinstrumenten ute i världsrymden? Vems kunskap om verkligheten är det kvantmekaniken beskriver när den används om kosmos?
In på scenen trädde 1957 en numera lätt mytisk gestalt som hette Hugh Everett III. Han hade skrivit en doktorsavhandling om kvantmekanikens grunder, och sammanfattade den i en publicerad artikel, nio sidor lång, elegant och välformulerad. Hugh Everett föreslog helt enkelt att man skulle tolka kvantmekaniken bokstavligt: Om den säger att ett mätinstrument delar upp sig i flera kopior så är det väl så. Och inte nog med det. Eftersom instrumentet inte är isolerat från resten av världen splittras hela universum upp - inklusive fysikern som avläser instrumentet. Det är därför han bara kan observera det ena alternativet. En annan version av honom själv befinner sig redan i ett annat universum och observerar det andra alternativet. Men eftersom det ständigt förekommer spontana mätprocesser i atomernas värld sker den här uppsplittringen oavbrutet, i en hisnande mångfald av ändlösa förgreningar. I sin artikel visade Hugh Everett hur enkel och kristallklar kvantmekaniken blir om man accepterar idén att den beskriver en obegränsad mängd parallella världar. Det absurda i denna tanke valde han att inte kommentera alls.
Denna radikala världsbild borde, kunde man tänka sig, ha väckt sensation. Men den var alltför drastisk. Hugh Everett bemöttes med pinsam tystnad eller rentav förakt. Han tröttnade snart på fysiken och blev med tiden konsult åt den amerikanska försvarsmakten, något som för övrigt gjorde honom till mångmiljonär. Han dog i en hjärtattack 1982, 52 år gammal.
Det tog tjugo år innan Everetts mångvärldstolkning började slå rot bland fysikerna. Ännu i dag är den inte helt rumsren, men en imponerande skara framstående forskare försvarar den öppet. Bland många yngre fysiker är Hugh Everett något av en kultfigur. Banérförare är Oxfordfysikern David Deutsch, som beskrivit Bohrs tolkning som "smörja". Deutsch publicerade tidigare i år en mycket uppmärksammad artikel med namnet "The Structure of the Multiverse", som är den mest detaljerade studien av mångvärldsmodellen hittills. Också svensken Max Tegmark, fysikprofessor i Pennsylvania, hör till vapendragarna. Men det finns också arga motståndare, som öser förakt över den befängda idén om myriader av parallella världar. Bohrs försiktiga pragmatism lever kvar inom det vetenskapliga etablissemanget. Det är också oklart om det någonsin går att pröva multiversum-idén experimentellt. Däremot är det ingen tvekan om att mångvärldstolkningen är mycket pedagogisk. Man slipper det besynnerliga "glappet" mellan makro och mikro som var centralt i Bohrs tolkning.
Och vad ska den vanlige medborgare tänka om saken? Tja, bortsett från det underhållande i att vetenskapsmännen grälar om verklighetens grundläggande struktur man kan ju välja att tro på Everett i ett universum, på Bohr i ett annat...
ŠLars Rosenberg
(Ur Hallands Nyheter den 7 december 2001)
- - Kosmoskaos - - Väderkaos - - Kvantkaos - - Havskaos - - Multikaos - - Sandkaos - - Gödelkaos - - Livskaos - - Mandelkaos - - Bildkaos - - Beslutskaos - - Kaoskaos - - Kapitalkaos - - Kaosplock - -