Hvad ER verden. Hvad ER vi selv. Det er spørgsmål, ethvert menneske har stillet sig selv. Her på debatten har disse spørgsmål været diskuteret intenst, og vi har både fået religiøse forklaringer, fatalistiske (sådan er det bare) forklaringer, filosofiske forklaringer og især "begrebslogiske" forklaringer, som har lånt begreber fra videnskaben i et forgæves forsøg på at gøre sig selv troværdig.

Hidtil har der dog ikke været nogen samlet fremstilling af, hvordan fysikere og biologer forklarer verden, og det vil jeg forsøge at råde bod på gennem en række indlæg, der på en enkel måde redegør for, hvad vi i dag ved om disse to vigtige spørgsmål.

Vigtige er de, ikke blot fordi vi stiller dem og ønsker svar, men fordi det er vigtigt for ethvert levende væsen at "forstå" sine livsbetingelser. Manglende kendskab til omverdenens beskaffenhed og farer kan resultere i hurtig udslettelse. Det gælder både den hundehvalp, som nysgerrigt vil snuse til en giftslange, og det menneskebarn, som løber ud på gaden for at fange sin bold.

Gennem milliarder af år har levende væsener samlet erfaringer om verden og givet dem videre til de næste generationer. Vi skal senere diskutere hvordan. I dag retter denne livsnødvendige nysgerrighed sig mod selve forståelsen af universet, som vi har opdaget udgør en række potentielle farer, som vi endnu ikke har lært at forudse og beskytte os imod. Nårsomhelst kan en kæmpemeteor fra det ydre rum eller en nærliggende supernova udslette os alle på kort tid.

Vores egen avancerede viden kombineret med vor egoisme, grusomhed og manglende forståelse for konsekvenserne hænger også som et damoklessværd over vore hoveder, og truer os ligeledes med udslettelse. Men vi arbejder på at løse disse problemer, dels ved at erhverve os bedre viden om, hvordan det fysiske univers fungerer, og dels ved at undersøge, hvordan vi selv fungerer både biologisk og psykologisk.

For den religiøse er forklaringen enkel. Universet er skabt af guderne, som har fastsat både de fysiske love og de regler, vi skal leve efter. Vi kan ikke andet end at underkaste os deres vilje, for de er almægtige. Vi behøver heller ikke at vide hvorfor, da deres vilje er uransagelig, og da de er alvidende på vores vegne, behøver vi blot at finde ud af, hvordan de ønske vi skal leve indtil den dag, de eventuelt beslutter sig til at afslutte deres skaberværk. Denne diskussion hører hjemme i en anden debat, så den vil jeg ikke berøre mere her.

Nu skal vi til en begyndelse se på den fysiske verdens fænomener og vor opfattelse af dem. Fra de græske naturfilosoffer i antikken har vi overtaget en del tankegods om universets opbygning. De sluttede sig til at verden var opbygget af mindre entiteter af forskellig grundlæggende natur, som de kaldte elementer. Princippet var brugbart, og deres fire elementer, jord, vand, luft og ild, var ikke så tossede endda, for det svarer faktisk til stoffers fire tilstandsformer, fast, flydende, luftformig og plasma.

I dag er vi trængt langt dybere ned i stoffernes og dermed universets natur. Først med inddelingen af stof i over hundrede grundstofmolekyler og endnu flere isotoper (varianter af molekylerne), dernæst med påvisning af elementarpartiklernes egenskaber og sidst med en beskrivelse af fysiske fænomener som en virkning af "superstrenges" bevægelser i et 11-dimensionalt univers, hvoraf vi kun kan opfatte de 4 med vore sanser.

Det vigtigste vi fik fra grækerne var en formaliseret logik, som kædede vores måde at tænke på sammen med sproget, samt med forestillingen om en simpel kausalitet (årsag>virkning sammenhæng), der sagde; at enhver virkning havde en årsag og enhver årsag medførte en virkning. Denne forestilling prægede tankegangen i flere tusinde år, og holdt lige til fremkomsten af relativitetsteorierne og kvanteteorien.

Den første som satte spørgsmålstegn ved kausaliteten var den engelske filosof David Hume, der påpegede, at uanset hvor mange gange vi iagttog en årsag efterfulgt af en virkning, så kunne vi ikke være 100% sikre på, at årsagen ville have den samme virkning næste gang. Vi slutter os til, at det vil ske sådan, fordi vi er vant til at se, at det sker sådan. Al vores tænkning er således baseret på vanen.

Konklusionen rystede den filosofiske tænkning, som arbejdede med "sandheder" og absolutte sammenhænge, men den lå alligevel som en mulighed i underbevidstheden hos fysikerne, og gjorde en nytænkning mulig, og kvanteteorien bekræftede til fulde David Humes konklusion. På kvanteniveau og derunder er der ingen absolutter. Uanset hvor mange gangne man gentager en bestemt påvirkning er det ikke muligt at forudsige præcist, hvordan en elementarpartikel vil opføre sig.

I de følgende indlæg vil jeg prøve, om jeg kan få nogle af debattørerne til at opgive deres vanetænkning og følge mig ind i det uforudsigelige univers' fantastiske og irrationelle verden.

Mvh

Ole Bjørn ;)

.

Hej Ole.

Et prisværdigt initiativ, efter min mening, du her sætter i gang: Hvad verden ER og hvad vi selv ER - set med fysikerens og biologens øjne.

Jeg glæder mig til fortsættelsen.

M.v.h. Arne.

Den moderne videnskabelige metodik, som har givet os en så eksplosiv udvikling af viden, blev grundlagt for mindre end 400 år siden af italieneren Galileo Galilei. Han indså klart, at ord ikke rakte til at beskrive verden korrekt. Deres betydning var alt for svævende, og forklaringerne fra datidens videnskabsmænd var ofte rene fantasier, forsøg på at tænke sig til hvordan Gud havde indrettet verden. Han indså, at man dels måtte studere fænomenerne direkte, og dels udtrykke disse sanseerfaringer med en anden form for sprog, et entydigt sprog der ikke kunne misforstås, nemlig tal og matematik.

Han definerede sin metode i 2 enkle sætninger, og alverdens videnskabsmænd har siden fulgt hans anvisning: Mål, hvad måles kan, og gør det måleligt, som ikke er måleligt. På mindre end 400 år har dette princip bragt os fra æselkærrer til måneraketter og fra brændekløvning til at spalte atomer.

Når jeg understreger dette så kraftigt, er det fordi det er af afgørende betydning for forståelsen af naturvidenskaberne, at man forstår, at deres sprog er matematikkens sprog og ikke tale- og skriftsprogets begreber.

Kan vi så slet ikke bruge tale/skriftsproget til noget i videnskaberne? Det kan vi selvfølgelig, blot ikke til at forklare naturen med. Men vi kan bruge det til at fortælle hinanden hvilken målemetode, vi har anvendt. Vi kan bruge det til at fortælle om principperne i målemetoden og vi kan bruge det, ligesom religionerne gør, til at skabe lignelser, der kan lette vor forståelse af de matematiske konsekvenser, og som kan give en form for forståelse af fænomener, der ligger udenfor vore sanseområder og vor fatteevne.

Der er en dyb indsigt i Niels Bohr's ord; Fysik handler ikke om, hvordan verden er, men om hvad vi kan sige om den. Med det mente han, at vi aldrig kan komme til en objektiv erkendelse af, hvad verden er. Alt, hvad vi kan, er at give en beskrivelse af den, som den fremtræder for os og vore måleinstrumenter, og denne beskrivelse er altså udtrykt i den matematiske sammenhæng mellem vore observationer, der sætter os i stand til en nogenlunde sikker forudsigelse om, hvad der sandsynligvis vil ske i den nærmeste fremtid.

Dette er, hvad vi bruger videnskab til - at forudsige de mulige begivenheder, så vi kan indrette os efter dem eller forsøge at påvirke dem og kontrollere dem. Hverken religion, begrebsfilosofi eller andre former for tro giver os denne mulighed.

I dette univers er menneskelivet begrænset til et talmæssigt middelområde omkring tallet nul, og vores fatteevne ligeså. Vi kan hverken fatte universets enorme størrelse og det spand af tid, det har eksisteret, eller de ekstremt små afstande i mikrokosmos og milliardtedele af sekunder som er levetiden for visse elementarpartikler.

Fordi vi ikke kan fatte disse små størrelser, siges det almindeligvis, at mennesket tilhører makrokosmos, men den beskrivelse har jeg aldrig brudt mig om, da vi heller ikke kan fatte de store tal. For mig at se lever vi et snævert område imellem disse to mikro/makro ekstremer, og dette område vil jeg kalde mesokosmos. Herfra anskuer vi universet og søger at gøre det forståeligt for os selv med forskellige kunstgreb, for vort mesounivers' grænser er også grænserne for vor umiddelbare forståelse.

Vores manglende forståelse af tiden kan forklares på samme måde. Vores tidsopfattelse er begrænset til de fænomener, der foregår i mesotiden, et snævert område imellem tidens begyndelse og uendeligheden, også to ekstremer vi ikke kan fatte.

I de næstfølgende indlæg i denne serie, vil vi først i tankerne bevæge os ned i mikrokosmos, helt ned til under den konstatérbare grænse nede i superstrengenes abstrakte verden. Jeg skal mest muligt begrænse min brug af matematik og tal og erstatte dem med "lignelser", hvor det er muligt.

Mvh

Ole Bjørn ;)

.

Kære Ole Bjørn.

Ligesom Arne Thomsen ser jeg med fornøjet forventning frem til de følgende afsnit. Som forhenværende underviser tager jeg hatten af for din pædagogiske tilgang til et uhyre svært stof.

Med venlig hilsen

Kristian Pedersen

For ca. 2400 år siden tænkte en græker ved navn Demokrit sig ned i mikrokosmos. Han forstillede sig, at hvis man blev ved med at dele en klump af et eller andet i to dele, så måtte man til sidst nå en grænse, hvor det ikke var muligt at dele den mere, og denne mindste del kaldte han atomos. Derefter byggede han i tankerne verden op igen af disse byggesten. At stofferne var forskellige, og nogle var faste, andre flydende og andre igen luftformige forklarede han ved, at der var forskellige faconer på atomerne, så nogle af dem hang bedre fast i hinanden end andre.

Ikke så ringe tænkt af en oldtidfilosof, men i dag ved vi jo, at denne forklaring ikke holder stik, for den baserer sig på hverdagsiagttagelser om naturlovenes opførsel i mesokosmos. I mikrokosmos har naturlovene andre egenskaber, end dem vi iagttager til daglig. Vi oplever, at i naturen er tyngdekraften den stærkeste kraft, og det er den tilsyneladende også i makrokosmos, men i mikrokosmos er det den svageste af de fire fundamentale kræfter.

Denne første besynderlighed giver anledning til at se lidt nærmere på, hvad naturlove egentlig er. Vi kalder dem love, men de adskiller sig fra juridiske love ved, at de ikke kan brydes. I realiteten kan man definere dem som; Den til enhver tid mest brugbare forklaring vi kan give på en sammenhæng i observerede fænomener.

Det kan lyde lidt kringlet, men det er i virkeligheden meget simpelt. Det er ikke naturen men os mennesker, der ikke tillader at naturlovene brydes. Vi ønsker noget fast at holde os til, så når vi ser en ballon trodse tyngdeloven, må vi enten forklare, at det er tyngdekraften, der får ballonen til at stige tilvejrs, eller også kassere vores formulering af loven som utilstrækkelig.

Sålænge vore naturlove holder, anser vi dem almindeligvis for gældende overalt i universet. De færreste udenfor forskerkredse gør sig derfor klart, at naturlove ligesom juridiske love er menneskeskabte, og at de ligesom juridiske love kun gælder i et suverænitetsområde. Præcis som danske love ikke gælder i Saudiarabien, og sharialovene ikke står over dansk lov, så gælder de almindelige naturlove ikke i mikro- og makrokosmos.

Det var dette chok, der mødte forskerne med fremkomsten af relativitionsteorierne og kvanteteorien inklusive teoriernes fædre selv. ”Naturlovene” viste sig kun at være "lokale". Både mikrokosmos og makrokosmos ”anerkendte” ikke vore hidtidige forklaringer, men fulgte andre love. Hvad værre var, disse love viste sig at stride imod enhver almindelig fornuft, der kunne udtrykkes i ord og traditionel klassisk logik.

Det eneste positive ved denne opdagelse var, at der stadig syntes at være en vis sammenhæng i fænomenerne, at de altså ligesom i mesokosmos fulgte faste love, og disse love gik man så i gang med at finde brugbare formuleringer af. Det er dette arbejde, som Bohr definerede som fysikkens egentlige opgave. Men det står allerede klart, at vores opfattelsesevne og fornuft aldrig vil række til en komplet forståelse af universet, kun til symbolske forklaringer på sammenhængen i de fænomener, vi kan registrere.

Det må efterhånden være gået op for mange, at hver gang vi mennesker mener at have fundet en ”sandhed”, så viser erfaringen, at vi senere finder en bagvedliggende sandhed, eller med andre ord, alle vore ”sandheder” er midlertidige. Det er denne erkendelse, der får mennesket til at søge videre, og bringer os nye skridt frem i forståelse af verden og os selv, hvorimod de, som mener, at de har fundet SANDHEDEN, hvadenten de postulerer den at være af religiøs, filosofisk eller begrebslogisk natur, er gået uhjælpeligt i stå i deres erkendelsesmæssige udvikling.

Men for de læsere, der gerne vil følge forskningen frem til frontlinien, tilbyder jeg en række guidede ture. Den første tur går ned i mikrokosmos eventyrlige verden, som får Alice’s Wonderland til at fremstå som noget ordinært. Turen starter ved molekyleniveau i indlæg # 4 og ender i en 11-dimensional verden. Forståelse er ikke nødvendig, for turen handler om at se og opleve.

Jeg vil derfor bede deltagerne om at parkere unødig åndelig baggage i garderoben, herunder især fornuften. Den får vi ingen brug for på turen.

Mvh

Ole Bjørn ;)

Elementarpartiklernes virkelighed.

Molekyler.

Vi kan dele en stofmængde og gentage delingen som Demokrit tænkte sig, og den vil stadig bevare sine egenskaber, men kun til et vist punkt. Prøver vi yderligere at dele stoffet, eller blot at fjerne en smule af det, ændrer det egenskaber og forvandler sig måske endda til et helt andet stof. Denne mindste del af et stof, kalder vi for molekyler, og dem findes der uendelig mange forskellige af.

Molekyler består af atomer og kan indeholde fra to atomer og opefter. Tilsyneladende er der ingen grænser for, hvor lange molekyler kan blive. På trods af, at atomerne er så små, at der skal elektronmikroskoper til at give os et synligt indtryk af deres form, så kan de hægtes sammen i meterlange kæder. Sædvanligvis er disse makromolekyler dog viklet og snoet sammen til klumper så små, at mikroskoper ikke kan hjælpe os til at afgøre, hvordan de er sammensat. Vi må bruge andre metoder. DNA molekylet og dets dekodning er et typisk eksempel på dette.

Men det, der er væsentligt her, er at forstå, at hver gang vi trænger dybere ned i stoffets sammensætning, og søger at finde frem til ”den mindste enhed”, så ændrer stoffet karakter på en mere og mere fornuftstridig måde, indtil det til sidst opløser sig selv i noget, vi ikke kan forstå. Mikrokosmos er en spøgelsesverden som ikke engang vore vildeste fantasier magter at beskrive i præcise ord, så beskrivelsen kan bruges til praktiske formål.

Men vi kan beskrive verden matematisk, og heldigvis for vore undersøgelser kan vi konstatere, at ligesom i mesokosmos udviser stoffet i mikrokosmos visse matematiske lovmæssigheder. Verden består ikke kun af tilfældigheder. Der synes at være et system i tilfældighederne, og det er beskrivelsen af dette system, vi kan bruge til at forudsige, hvordan stoffet vil opføre sig under givne betingelser.

Atomer.

Går vi et trin længere ned størrelsesmæssigt, kommer vi til atomet. Det består tilsyneladende af en kerne og et antal elektroner, der farer rundt omkring kernen. Jeg siger tilsyneladende, for vi sammenligner atomet med solsystemet, hvor planeterne bevæger sig i baner rundt omkring solen, men som vi skal se om lidt, så halter denne sammenligning en hel del. En ting har de dog tilfælles med solsystemet. Elektronerne stikker ikke af. Ligesom planeterne omkring solen bliver de i deres baner, i hvert fald det meste af tiden. Der er som om de bliver fastholdt af usynlige snore.

Men der er ingen snore. Hvis der var, og snorene af en eller anden grund sprang eller blev klippet over ville både planeter og elektroner fare væk mod et ukendt mål. Hvordan forklarer vi, at de bliver i deres baner? Her må vi lige lave en afstikker op i makrokosmos.

Newton havde dette problem, da han skulle forklare verden sine planetlove. Han kaldte snorene for tyngdekraft og formulerede tyngdeloven, der siger, at alle legemer tiltrækker hinanden med en kraft, der er proportional med deres masse og at kraften aftager med kvadratet på afstanden. Men for at forudsige planeternes bevægelser måtte han opfinde en helt ny matematik, differentialregningen.

Det fungerede udmærket i teorien, sålænge man kun regnede med en sol og en enkelt planet, men da planeterne jo også trækker i hinanden, ændrer det deres baner en smule, og det viste sig umuligt at beregne 100% præcist, i matematikken kendt som tre-legeme-problemet. Grunden var den, at tyngdekraften fortsat betragtedes som en usynlig snor. Newtons beskrivelse var god, men ikke god nok.

Så kom Einstein med en genial løsning i sin almene relativitetsteori. Tyngdekraften er ikke en egenskab ved legemerne, sagde han, det er en egenskab ved rummet omkring dem, og rummets egenskaber kan beskrives med en helt ny form for geometri, opfundet af en matematiker ved navn Riemann. Indtil da havde man betragtet Riemanns hyperbolske geometri for noget pjat, som bare var en leg med symbolerne, og ikke havde nogen relation til den fysiske verden. Nu viste Einstein så, at det faktisk var den bedst mulige beskrivelse af rummet. Når tyngdekraft blev erstattet af tyngdefelter passede pengene præcist.

Det princip prøvede man så at overføre til atommodellen, hvor man på grund af tyngdekraftens svaghed udnævnte ”snorene” til at være elektromagnetiske felter. Her løb man dog ind i nye problemer, for snorene viste sig at være elastikker, og elektronerne kunne kun befinde sig i bestemte baner, men værst af alt, atomet skiftede egenskaber alt efter hvor elektronerne befandt sig. Ikke nok med det. Man kunne slet ikke regne ud, hvor de faktisk befandt sig.

Der skulle en kvanteteori til at beskrive disse mærkværdigheder, og da den var udviklet viste det sig, at den lukkede op for en række nye mærkværdigheder, der trodsede alt, hvad vi anså for sikkert i denne verden. Det ser vi på i næste indlæg.

Mvh

Ole Bjørn ;)

.

Da interessen for konkret viden om VERDENS TILSTAND ikke synes at have interesse for andre end et par stykker her, har jeg besluttet ikke længere at bruge min tid på at forklare den.

Jeg har i stedet fundet frem til nogle links, som de interesserede kan anvende til selvstudium, og som er rimeligt korrekte populariseringer af dette vanskeligt tilgængelige emneområde, og som indeholder yderligere links til populariseringer af vor viden om såvel mikro- som makrokosmos.


http://particleadventure.org/frameless/chart_frame.html

http://particleadventure.org/other/othersites.html

http://superstringtheory.com/cosmo/cosmo5.html


Jeg ønsker de interesserede god rejse i denne spændende verden.

Mvh

Ole Bjørn ;)

.

Kære Ole Bjørn.

Jeg er ked af, at du har besluttet dig for at stoppe din artikelserie, før den er blevet færdig. Det er rigtigt, at det indtil nu kun er Arne Thomsen og undertegnede, der har ytret interesse. Men at det netop er os to, kan vel næppe i sig selv have influeret på din beslutning.

For mit eget vedkommende gav jeg udtryk for min interesse ved at skrive følgende:

»Ligesom Arne Thomsen ser jeg med fornøjet forventning frem til de følgende afsnit. Som forhenværende underviser tager jeg hatten af for din pædagogiske tilgang til et uhyre svært stof.« (Citat slut).

Jeg valgte derefter at afholde mig fra kommentarer, indtil du erklærede serien for afsluttet. Jeg ville ikke give anledning til del-diskussioner, der kunne føre serien på afveje. Jeg mener faktisk, at din serie kunne komme til at stå som en artikelserie af blivende værdi og dermed af den type, som vi har drøftet indbyrdes i Støtteforeningen Trosfrihed.

De tre links, som du har henvist til, har langt fra den læselighed, som dine artikler har. Derfor synes jeg, at du skulle genoverveje din beslutning om at standse her.


Med venlig hilsen

Kristian Pedersen

Det synes jeg også. Jeg har ganske vist ikke ytret mig, før her. Men jeg har læst med interesse.

Kære Kristian.

Det er en del af en generel beslutning om at følge dit velmente råd om at holde kæft.

Årsagerne til min beslutning kan vi diskutere via PB, for jeg ønsker ikke at give anledning til yderligere løgne og tilsvining af min person.

Mvh

Ole Bjørn ;)

.

Kære Michael.

Jeg har været i PB-kontakt med Ole Bjørn, der har gjort rede for sine bevæggrunde. Hans redegørelse havde et sådant indhold, at jeg ikke kunne gøre andet end at tage den til efterretning. Jeg tror, at denne tråd, der begyndte så flot, nu er blevet bragt til en brat og beklagelig afslutning, efter at tre debatkolleger havde rost initiativet. Ingen havde talt nedsættende om Ole Bjørns indlæg i tråden.


Med venlig hilsen

Kristian

Tak for beskeden. Det var ligegodt ærgerligt.

Det ærgrer også mig, at Ole Bjørn så brat afsluttede sin interessante forelæsning.

Jerry

Jeg tilslutter mig de mange, som finder Ole Bjørns gennemgang spændende, og ligeledes havde jeg set frem til fortsættelsen.

/martel

Det gør jeg også. Det undrer mig til stadighed at ole Bjørn betragter sit glas som halvt tomt i stedet for halvt fyldt.

Men sådan er vi alle så forskellige. Jeg er sikker på at den Gud som Ole bjørn ikke tror på, ikke ønsker det anderledes.