Vad har kvantteorin för mening?

En ny bok:Jim Baggott: Beyond Measure — Modern Physics, Philosophy and the Meaning of Quantum Theory (Oxford university Press)I våra dagar skrivs det många populärvetenskapliga böcker om kvantmekaniken. Denna teori är en intellektuell skapelse av samma dignitet som Newtons, den har fått oräkneliga experimentella bekräftelser, reglerna för dess användning är utarbetade i detalj, uppskattningsvis 30 procent av världens tillverkningsindustri har den som grund och det räcker inte ens med en Einstein för att välta omkull teorin.Berömd dispytMen kvantmekanikens mening och betydelse är inte klar som kristall. Einstein kunde ald­rig förlika sig med den och en berömd dispyt uppstod mellan honom och Niels Bohr över kvantmekaniken. En yttring av denna kontrovers var den så kallade EPR-paradoxen som framkom i en artikel publicerad 1935 av Einstein, Podolsky och Rosen, som hävdade att kvantmekaniken gav en ofullständig beskrivning av verkligheten och innehöll en spöklik avståndsverkan.År 1964 formulerade en brittisk fysiker, John S Bell, problemet som en matematisk olikhet, och när denna i början av 1980-talet fick en experimentell prövning genom fransmannen Alain Aspect, överensstämde hans resultat med kvantmekanikens förutsägelse men stred mot den klassiska fysikens.I diskussionerna kring EPR figurerade en tid Dr Bertlmanns strumpor. Dr Bertlmann var en av Bell påhittad person med den excentriska vanan att alltid använda strumpor av olika färg på höger och vänster fot. Om man en dag ser att han har en skär strumpa på vänster fot vet man, med kännedom om hans vana, omedelbart något om färgen på högra strumpan: den är inte skär.Detta scenario är utvecklingsbart som bidrag till en diskussion av verklighetens natur, och det får en utförlig presentation i ett par appendix till Baggotts bok. Sammanlagt finns 27 appendix där matematiken inte är belagd med utegångsförbud såsom i allmänhet är fallet i huvudtexten. Meningen är således att boken skall kunna läsas med eller utan matematisk möda. Det senare är väl närmast ett krav när det gäller en framställning med populärvetenskapliga ambitioner. Här och var är inte detta krav helt uppfyllt, med det är ändå en mindre del av innehållet som man av den anledningen riskerar att gå miste om.Kaninen i trollkarlens hattFörfattaren visar hur den klassiska uppfattningen av naturen bryter samman när avstånden är korta och när "icke-lokala" fenomen som t ex den ögonblickligt överförda kunskapen om färgen på Dr Bertlmanns högra strumpa ärför handen. Våg—partikeldualismen, ljusets förbryllande egenskap att uppträda både som en vågutbredning och som en ström av partiklar, finns där hela tiden som en kanin i trollkarlens hatt.Här är inte steget långt till de filosofiska aspekterna på kvantteorin. Det spelar ingen roll åt vilket håll vi tittar, menar Baggott, så leds vi alltid tillbaka till filosofin. Kvantteorin utmanar våra föreställningar om strålning och materia liksom förståelsen av mätprocessen på dess mest elementära nivå. Vi kommer inte framåt utan någon sorts tolkning, något sätt att försöka ge mening åt det hela. Den ortodoxa tolkningsbasen för kvantmekaniken utvecklades av Niels Bohr och hans kolleger i Köpenhamn under sent 1920-tal och har sin filosofiska grund i positivismen. Werner Heisenberg var en företrädare för denna uppfattning. Den motsatta positionen, den realistiska, säger att teorin beskriver en underliggande, oberoende verklighet. Den främste talesmannen för denna ståndpunkt bland kvantmekanikens pionjärer var Erwin Schrödinger (och Einstein). Tankeexperimentet med Schrödingers katt, som är både död och levande i sin låda till dess att vi lyfter på locket och tittar efter, har utgjort en höjdpunkt i dessa diskussioner, och katten dyker upp på många ställen i boken, fjorton stycken.Handledning i kvantdjungelnFörutom en översikt av kvantmekanikens historia och kunskapsteoretiska utveckling innehåller Baggotts bok också en ganska detaljerad presentation av pågående experiment i vilka teorin underkastas alltmer djupgående tester. Resultaten av dessa tester kan vara förvånande, men de har hittills lämnat teorin oskadd. Detta är inte en bok lämpad för sträckläsning från pärm till pärm, men det är en bok som man kan återvända till när behovet av handledning i kvantdjungeln blir akut.