Morgunblaðið - 26.04.1990, Blaðsíða 14

t-
14_________________MORGUNBLAÐIÐ FIMMTUDAGUR 26. APRÍL 1990
Guð kastar ekki teiiingiim
Deilur um grundvallareðli
eftir Gunnar
Dal
í öllu sem gerist, og í öllu sem
er, felst eitthvað sem er óháð tíma
og rúmi. Þetta er ný hugsun, hugs-
un í efnavísindum. Ný hugsun, sem
er andstæð hinni gömlu efnis-
hyggju. Og þessi hugsun leynir á
á sér. Hún skapar raunar alveg
nýjan grundvöll og um leið nýja
heimssýn. Það eru einkum efna-
fræðingar á 9. tug þessarar aldar,
sem hafa lagt þennan nýja grund-
völl með mælanlegum staðreynd-
um.
Okkar kynslóð var kennt, að það
væri sjálfgefíð að líta á alheiminn
sem efnisheim, heim hlutveruleika,
heim rúms og tíma. Hin gamla
heimsmynd efnishyggjunnar talaði
um tilveruna sem vélræna, óhjá-
kvæmilega orsakakeðju. Maðurinn
var af mörgum talinn vera án til-
gangs. Hann var sagður hjálpar-
vana hjól í slíkri heimsvél. I heimi
fjarstæðnanna var maðurinn einn
án vonar og án guðs. En það hefur
aldrei verið sjálfgefið að alheimur-
inn sé í grundvallareðli sínu efnis-
heimur. Það er líka vel hugsanlegt
að alheimurinn sé lífheild. Það er
líka hægt að hugsa sér að alheimur-
inn sé einhvers konar vitund í sínu
innsta eðli. Trúmenn og heimspek-
ingar hafa í árþúsundir viðrað
slíkar skoðanir, en þær hafa á okk-
ar tíð þótt andstæðar vísindalegri
þekkingu. En nú er komin önnur
öld. Tilraunir efnafræðinga hafa
eytt hinni gömlu heimsmynd okkar
og trú okkar á efnisheim, þar sem
allt er útskýrt sem efniseiningar
eða orkueiningar háðar tíma og
rúmi.
Tvær kenningar hafa verið fyrir-
ferðarmestar á tuttugustu öld: Af-
stæðiskenning Einsteins, sem
margir líta á sem hina sígildu
heimsmynd og skammtakenningin.
En þessum almennt viðurkenndu
kenningum ber ekki saman í grund-
vallaratriðum. Og milli talsmanna
þessara kenninga upphófust deilur,
sem náðu þó ekki að marki út fyr-
ir fámennan hóp vísindamanna. En
þeir gerðu sér grein fyrir að deilt
var um sjálft grundvallareðli efnis-
ins og þeim var mikið niðri fyrir.
Til að leiða þessar deilur til lykta
komu nokkrir helstu efnafræðingar
heims saman í Brussel árið 1927
til að ræða vísindi sín. Síðar hafa
menn sett fram þá skoðun, að á
þessu þingi hafi farið fram fyrstu
átökin milli hinna gömlu
„klassísku" viðhorfa og hinnar nýju
heimsmyndar. Og hér var sjálfur
Einstein í forsvari hins gamla skiln-
ings á veruleikanum sem efnisheimi
þar sem allt er háð tíma og rúmi.
En Niels Bohr og Werner Heisen-
berg voru talsmenn skammtakenn-
ingarinnar og þeirra nýju viðhorfa
sem í henni leyndust. Einstein sætti
sig ekki við þá staðhæfingu í fræð-
um skammtakenningarinnar, að
aðskildir hlutir kerfís væru tengdir
þannig, að tenging þeirra væri
hvorki háð tíma né rúmi. Hann
sætti sig ekki við þá skoðun, að
eitthvað gæti gerst án staðbund-
innar orsakar. Og afstaða hans var
auðvitað hin almenna skoðun.
Mönnum þótti nánast óhugsandi
annað en veröldin væri einstakar
einingar. Fyrir allri breytingu hlutu
að vera ákveðnar orsakir og mönn-
um þótti sjálfgefið að þeim orsök-
um fylgdu ákveðnar afleiðingar.
Talsmenn skammtakenningarinnar
sýndu hins vegar fram á, að sumar
breytingar gerðust án staðbundinn-
ar orsakar. Einstein hristi höfuðið.
„Guð kastar ekki teningum,“ sagði
hann. Niels Bohr þótti þetta undar-
leg efnafræði og bað menn fara
varlega í fullyrðingar um eiginleika
forsjónarinnar. I lok Solvayráð-
stefnunnar í Brussel hafnaði Nieis
Bohr hinni gömlu efnafræðilegu
heimsmynd þar sem öll starfsemi
alheimsins var álitin gerast í tíma
og rúmi.
Rök Niels Bohr urðu Einstein
áhyggjuefni. Hann var í átta ár að
hugsa upp tilraunir sem gætu af-
sannað þau. Að þessu vann hann
með efnafræðingunum Podolski og
Rosen. Niðurstaðan hlaut nafnið
EPR, eða Einstein-Podolski-Rosen.
Þetta var forskrift að ákveðnum
tilraunum sem sanna áttu, að
skammtakenningin gæfí ekki fylli-
lega rétta mynd af hegðun ljóss
og efnis. Þessir þrír menn höfðu
komið sér saman um „hina réttu
eiginleika veruleikans“ og þessi til-
raun, EPR, átti að sanna þá og
gera þá að mælanlegum staðreynd-
um. En vandinn var sá, að þessar
tilraunir var ekki hægt að gera á
Gunnar Dal
„Flestir efiiafræðing’ar
nútímans aðhyllast
skammtakenninguna
og líta svo á að niður-
staða Aspect-hópsins sé
trúverðug niðurstaða.
Auðvitað eru líka til
ft*æðimenn sem halda
fast í hina gömlu heims-
mynd eftiishyggju og
nauðhyggju.“
þessum tíma. Vísindamenn urðu
að bíða í fímmtíu og fimm ár eftir
því, að tæknin kæmist á það stig,
að hægt væri með tilraunum að
skera úr þessari deilu.
En það gerðist loks árið 1982.
Hópur efnafræðinga undir forustu
franska vísindamannsins Alains
Aspect gat gert tilraunir sem sýndu
hveijir höfðu rétt fyrir sér. Þessi
hópur, sem kallaður er Aspect-hóp-
urinn, margendurtók tilraunirnar
og niðurstaðan varð alltaf hin
sama. Og niðurstaðan var óvænt.
Hún varð þveröfug við það sem
höfundar tilraunarinnar, Einstein-
Podolski-Rosen, höfðu haldið. Nið-
urstaðan sýndi að „grundvallareig-
inleikar véruleikans“ voru ekki jafn
sjaldgefnir og menn héldu. Tilraun-
in var gerð til að kanna hegðun
ljóseinda. Menn verða að hafa í
huga að allt efni varð upphaflega
til úr geislun eða árekstri ljóseinda,
og að orkuskammtar eða ljóseindir
eru grundvallareðli efnisins. Til-
raun Aspect-hópsins byggðist á
því, að þegar rafeind rekst á and-
efni sitt, positron, geta myndast
tvær ljóseindir. I tilrauninni er
tveimur ljóseindum skotið samtímis
í gagnstæðar áttir frá sama stað.
Skammtakenningin kallar slíkar
ljóseindir „andhverfa tvíbura". Það
virðist háð tilviljun hvert þær fara
og hver braut þeirra verður. Þær
eru nánast óráðnir möguleikat'
þangað til önnur verður fyrir
árekstri og kemst í höfn. Þá fyrst
fær hún fastan „tilgang", fasta
braut og ákveðna eiginleika. Spuni
hennar verður þá fastur, annað
hvort réttsælis eða rangsælis. Og
nú er komið að því athyglisverð-
asta í þessari tilraun. Á nákvæm-
lega sama tíma og breytingin varð
hjá fyrri ljóseindinni fékk hin
„tvíburaljóseindin" líka sína
ákveðnu eiginleika, fasta braut og
ákveðinn stað í tilverunni. Ljóseind-
irnar tvær mynda ævinlega níutíu
gráða horn á milli sín. Spuni þeirra
er ævinlega öfugur. Ef spuni ljó-
seindar eitt er rangsælis þá er spuni
ljóseindar tvö réttsælis, þannig að
spuni þeirra verður núll. Breytingar
á annarri ljóseindinni verkar líka á
hina, þó að ekkert hafí hreyft við
henni og engin merki borist á
milli þeirra. Þetta kom talsmönn-
um skammtakenningarinnar ekki á
óvart. Þetta var nákvæmlega það
sem þeir höfðu haldið fram í Bruss-
el 1927. En Einstein sagði, og al-
menningur var honum sammála,
að ljóseind tvö hlyti að berast ein-
hver merki um hvað væri að ger-
ast hjá ljóseind* eitt. Einhver tími,
sagði hann, hlýtur að mælast milli
breytinganna á ljóseind eitt og ljós-
eind tvö. Slíkt merki berst ekki
hraðar en á ljóshraða og sá tími
er mælanlegur. Það var nákvæm-
lega þessi mæling sem var verkefni
Aspect-hópsins. En tilraunin stað-
festi kenningu Niels Bohr en af-
sannaði skoðun Einsteins. Það þótti
endanlega sannað með þessum til-
raunum að breytingarnar hjá
báðum ljóseindunum gerðust
nákvæmlega' samtímis. Þegar
ljóseind eitt varð fiist breyttist
ljóseind tvö samtímis án þess að
nokkuð hefði áhrif á hana. Þetta -
var óhugsandi og ekki samræman-
legt kenningum þeirra sem aðhyll-
ast hina gömlu heimsmynd. Ef ljós-
eind eitt hefur ekki sent neitt
mælanlegt merki, sögðu þessir
menn, þá hlýtur slíkt merki að
hafa borist milli segulsviðanna. En
Aspect-hópurinn sannaði, að ekki
væri um neitt slíkt að ræða. Hin
upprunalega andhverfa var óháð
fjárlægðum og þess vegna einnig
óháð tíma. Tilraunin sannaði það
sem Niels Bohr hafði haldið fram,
að þessar tvær ljóseindir halda
áfram að vera ein, líka eftir aðskiln-
aðinn, alveg sama hve langt verður
á milli þeirra.
Þessar tilraunir hafa haft
víðtækari afleiðingar en menn sáu
fyrir í fyrstu. Þær hafa raunar gjör-
breytt heimsmyndinni. Eðlisfræð-
ingurinn Henri Stapp kallar t.d.
niðurstöður þeirra „þá uppgötvun "
vísindanna sem mest hefur breytt
grundvallarskilningi". Grundvöllur
„efnisheimsins“ reyndist ekki sá
sem menn héldu. Hinar heilögu kýr
efnishyggjunnar eru ekki lengur
heilagar kýr, heldur gamall mis-
skilningur. Rök gáfumanna á 20.
öld fyrir tilgangsleysi og vonleysi
mannsins byggðust ekki á vísinda-
legum staðreyndum heldur á ónógri
þekkingu á eðli efnisins og hegðun
þess. Og rökin sem áttu að útiloka
alheimslega vitund guðs urðu að
engu. Margir nútímamenn þykjast
sjá samhengi milli heimsmyndar
trúmannsins og nútímaefnafræð-
inga sem sýnt hafa fram á hið tíma-
lausa og hið rúmlausa eðli ljóssins
og innsta eðlis efnisins. Mönnum
er að verða ljóst að grundvöllur
veruleikans er ekki efnislegur í
venjulegri merkingu þess orðs. Það
sem tengir alheiminn saman er
ekki hægt að skilgreina á efna-
fræðilegum grundvelli. Skammta-
kenningin sýnir veruleikann sem
heildarmynd. En þessi heildarmynd
er ekki vél eins og hjá Newton þar
sem eitt hjól grípur inn í hið næsta
og allt tengist í tíma og rúmi. I
hinni nýju heimsmynd eru hlutirnir
ekki afmarkaðir staðir og stundir.
Hið einstaka verður að skýra sem
brot af heildarmynd. Öll heildin
hefur áhrif á hið einstaka. Það er
ekki hægt að skilja neitt sem ein-
angrað fyrirbæri. Það er aðeins
hægt að skilja hlutina sem hluta
af samræmdri heild. Það sem mót-
ar heildina sem er eitthvað sem
hvorki er háð tíma né rúmi, eitt-
hvað sem skapar efni, rúm og tíma
og gefur öllu ákveðið frelsi innan
lögmálsins.
Við berum ábyrgð á þróuninni.
Maðurinn er hluti af heildinni.
Hann er eins og heildin. Frelsi hans
er að vera hann sjálfur og einnig .
að verða það sem hann getur orð- s
ið. Frelsi er ekki ringulreið. Frelsi *
hefur enga merkingu nema það sé
bundið skipulagðri tilveru. Grunn-
eðli hinnar skipulögðu tilveru er
einnig að verki í lífi og vitund
mannsins og stjórnar þess vegna
einnig vali hans. En skipulögð til-
vera er ekki sama og lokaður heim-
ur. Hún er í vexti. Hún er skap-
andi-.Þess vegna hefur maðurinn
frelsi til að skapa og fara nýjar
leiðir. Maðurinn hefur oft valið illa.
En hann velur illa vegna þess að
hann veit ekki hvað hann er að
velja. Þegar honum hefur skilist
það breytist val hans. Gott val fell-
ur inn í þá heild sem stendur. Hið
illa eyðir sjálfu sér. Slæmt val er
því tímabundið og fellur út úr
myndinni. Alls staðar í hinum sam-
tengda ljósvef er ný sköpun. Þar
eru vegir sem lokast og vegir sem
opnast.
Flestir efnafræðingar nútímans
aðhyllast skammtakenninguna og
líta svo á að niðurstaða Aspect-
hópsins sé trúverðug niðurstaða.
Auðvitað eru líka til fræðimenn
sem halda fast í hina gömlu heims-
mynd efnishyggju og nauðhyggju
þar sem allt er skýrt sem „stað-
bundin verkan eða gagnverkan efn-
is eða orku í einhverri mynd“. En
þeir gerast færri, og sjónarmið
þeirra eru að víkja fyrir nýrri þekk-
ingu.

lí

Hjá okkur sitja gæöin í fyrirrúmi.
FAB Kúlu- og rúllulegur
TIMKEN Keilulegur
<3^ Ásþétti
otVúbéit (onlincnlal Viftu- og tímareimar
precision Hjöruliðir
SACHS Höggdeyfar
og kúplingar
Bón- og bílasnyrtivörur
Þekking Reynsla Þjónusta
FALKINN
SUÐURtANDSBRAUT 8 SiMI 84670
Höfundur cr skáld og rithöfundur.