ALBERT EINSTEINS STÖRSTA MISSTAG

EINSTEINS STÖRSTA MISSTAG

Albert Einstein upphör tydligen aldrig att fascinera. I Vasabladet har han figurerat då och då under sommaren 2008. Vanligen är det tyvärr hans eventuella religiösa tro som diskuteras. I själva verket var Einstein knappast något föredöme när det gäller moral och religion. Skilsmässan från den första frun var besvärlig, han ignorerade i hög grad sina barn, han hade utomäktenskapliga affärer och ett barn utom äktenskapet. Dessutom var han ovillig att ge erkännande åt sina föregångare. Han trivdes med att stå i rampljuset och att frottera sig med celebriteter som t.ex. Charles Chaplin och Siegmund Freud. Visserligen var han ett geni, men som många genier var han egoistisk och självcentrerad. Religion i vanlig bemärkelse spelade ingen roll i hans liv. Han blev dock en mediernas gunstling och allt vad han sade var hett nyhetsstoff.
För att förstå Einstein måste man ha ett hum om hans världsbild. Alla har hört talas om hur han revolutionerade fysiken genom sina två relativitetsteorier, men få förstår än i dag vad dessa egentligen innebär. Den speciella teorin, som han knåpade ihop ännu inte 26 år gammal, innebär att sunda förnuftets, den klassiska fysikens och Newtons bild av rum och tid är felaktig. Men det finns ett stort MEN här. De är felaktiga när vi talar om kroppar som rör sig med mycket höga hastigheter. De är INTE felaktiga när det gäller de rörelser och hastigheter vi normalt kommer i kontakt med. Då gäller den klassiska fysikens lagar lika mycket i dag som för 100 eller 200 år sedan.
Rum och tid existerar, enligt den speciella relativitetsteorin inte skilda för sig utan endast i förening som rum-tid. Det är inte bara så att allting existerar i denna utan att allt dessutom rör sig med samma hastighet som i princip är ljushastigheten. (Visst låter det absurt). Jag upprepar: Allt som finns rör sig med ljushastigheten i rumtiden. Varför märker vi inte detta? Det gör vi faktiskt! Kom ihåg att rummet inte är skilt från tiden. Vi rör oss med ljushastigheten i rumtiden, inte i rummet. Största delen av rörelsen sker längs tidsaxeln. Normalt rusar vi fram i tidsdimensionen (tiden flyger iväg), men sniglar oss fram i rummet. Tiden rör sig alltså närapå med ljusets hastighet. (Vilket igen låter absurt).
Visst märker vi att tiden flyger iväg. Men om vi börjar röra oss hastigare i rummet, t.ex. i ett rymdskepp så rör vi oss i stället långsammare i tidsriktningen i rumtiden. Ju mer av vår rörelse som sker i rumsdimensionerna (det finns tre) desto mindre sker i tidsdimensionen, klockorna går långsammare ju snabbare rymdskeppet rör sig. (Långsammare i förhållande till en observatör utanför rymdskeppet, t.ex. på jorden). Det finns också sådant som rusar fram i rumsdimesionen med en hastighet nära ljusets. Dessa måste då stå nästan stilla på tidsdimensionen. Ett vardagligt exempel är ljuset. Det rör sig i rumsdimensionerna med den högsta hastighet som är möjlig i rumtiden. Därför blir det ingen hastighet över för tidsdimensionen. För ljuset står tiden stilla. Hur många ljusår det än färdas genom universum åldras det inte ens en sekund. Fotonerna, ljuspartiklarna är evigt unga.
Det finns en skriande brist i den speciella relativitetsteorin. Den gäller bara för kroppar i likformig rörelse. I verkligheten är rörelsen sällan likformig. Den accelererar eller retarderar. Gravitationen påverkar all rörelse, men den ignoreras helt i teorin. Det tog tio år av hårt arbete för den unge Albert att integrera gravitationen i teorin, dvs att skapa den allmänna relativitetsteorin. Genom denna revolutionerade han fysiken ännu en gång. Det är inte bara så att allt som finns rör sig i rumtiden. Denna är dessutom krökt. Massa kröker rummet och rummets krökning bestämmer hur massan rör sig.
Att föreställa sig rumtid, dvs en verklighet där rum och tid bildar en odelbar enhet är svårt. Att dessutom föreställa sig rumtiden som krökt är hart när omöjligt. Vi kan föreställa oss krökta linjer och därför ett krökt rum, men krökt tid låter som en absurditet. Eftersom rum och tid bildar en odelbar helhet betyder en krökning av rummet också en krökning av tiden. I praktiken betyder det att klockor går olika beroende på rumtidens krökning. En klocka går t.ex. långsammare på solen än på jorden.
Einsteins lagar är strängt deterministiska. Varje partikels rörelse i den krökta rumtiden följer en s.k. världslinje, och varje världslinje är entydigt bestämd av naturlagarna. Sålunda har t.ex. varje människa sin världslinje, sin förutbestämda bana i livet. Det som vi kallar frihet, fri vilja, valfrihet, ansvar, skuld etc är i grund och botten illusioner. Allt som sker sker av nödvändighet. Han hänvisar ofta till 1600-talsfilosofen Spinoza, som var en konsekvent determinist. Mot denna bakgrund är det lätt att förstå vad Einstein menade med Gud. Enligt traditionell religion är det Gud som i sista hans styr allt som sker. Inte den minst sparv faller till marken utan att det är Guds vilja. Enligt Einstein styrs allt som sker av naturlagarna, som är strängt deterministiska. Alltså: den traditionella guden ersätts av naturlagarna. Naturens lagar är för honom den högsta, orubbliga, eviga makten, dvs Gud.
På 1920-talet skedde en ännu större revolution i fysiken än den Einstein orsakade. Denna gång gällde det inte rum och tid utan något så vardagligt som den materia allt består av. Efter långvarigt experimentellt och teoretiskt arbete kom en rad geniala fysiker på 1920-talet fram till att de lagar som styr materiens minsta beståndsdelar ingalunda är deterministiska, som man trott i århundaden, utan statistiska. Kvantfysiken, också kallad kvantmekaniken, föddes. (Men mekanik menas en teori om rörelsens natur). Det första steget togs av Planck redan år 1900 och det andra av Einstein 1905.
Kvantfysiken innebar ett dråpslag för determinismen, som i århundraden tagits för given av fysikerna. Den totala slumpen fick en fundamental roll i den fysikaliska världsbilden. Slumpen visar sig t.ex. i det radioaktiva sönderfallet som oroar så många människor. Uranatomer t.ex. sönderfaller helt slumpmässigt. En bestämd atom kan sönderfalla i dag eller om en miljon år. Det är slumpen som avgör. I dag vet forskarna inte i hur hög grad slumpmässigheten på mikronivån ”smittar av sig” på makronivån. Vi vet inte vilken roll den fundamentala slumpmässigheten spelar i större sammanhang. Det bedrivs en hel del forskning för att utröna hur kvanteffekter kan påverka det vardagliga livet, och hur man kan tänkas utnyttja dem inom teknologin. (Och förtjäna pengar på dem!) Effekterna kan vara större än man tidigare trott.
Einstein var en övertygad determinist och realist. För honom var det nästan en religion att allt styrs av orubbliga naturlagar. Det verkar som om denna tanke skulle han gett honom ett slags tröst i allt det elände som han tvingades genomleva under sitt långa liv. Om världskrigen, nationalismen, rasismen, judehatet, atombomben etc var oundvikliga var de lättare att stå ut med. Det var inte ondska utan naturens orubbliga ordning som låg bakom. I varje fall var han fast övertygad om att det fanns något fel i kvantteorin. Slumpen kunde, enligt hans intuition, inte vara det yttersta svaret. I flera berömda debatter, bl.a. med den danska fysikern Nils Bohr, som var en av skaparna av kvantmekaniken, försökte han bevisa att det måste finns något fundamentalt fel i kvantfysikens lagar.
Mest inflytelserikt är det argument mot kvantmekaniken som han tillsammans med två kolleger formulerade 1935. Han visade att under vissa förhållanden leder teorin till att partiklar kan påverka varandra ögonblickligen över hur stort avstånd som helst. Detta strider mot lokalitetsprincipen som säger att ingen effekt kan färdas snabbare än ljuset. Ögonblicklig påverkan eller samverkan är omöjlig enligt klassisk fysik. Fysikern E. Schrödinger föreslog termen ”entangelment” för partiklar som har denna, som Einstein uttryckte det, ”spöklika” egenskap att påverka varandra oberoende av avstånd. Argumentet ansågs länge vara en kuriositet, som man gärna diskuterade, men som inte kunde vare sig bevisas eller motbevisas genom experiment. Men 1964, nästan tio år efter Einsteins död, bevisade fysikern John Bell ett teorem som innebar att argumentet kunde testas experimentellt. Sedan dess har en mängd sådana experiment gjorts. Alla har gett stöd för kvantteorin. Entangelment, att partiklar under vissa förhållanden, ögonblickligen kan påverka varandra, är ett faktum. Det som Einstein litet ironiskt kallade spöklikt är verkligt. I dag forskas det mycket om hur denna spöklika effekt kan påverka mer vardagliga företeelser och hur man kan utnyttja den, t.ex. för att bygga en ny typ av supersnabb dator.
Alla Einsteins ansträngningar att rädda den klassiska fysikens världsbild misslyckades alltså. Han höll ända fram till sin död fast vid determinismen. Hans yngre kolleger arbetade ivrigt vidare med vad som blivit kallat standardmodellen. Einstein arbetade på sina egna idéer som emellertid aldrig ledde fram till nya upptäckter.
Kvantfysiken har sedan Einsteins död 1955 testats genom mängder av experiment. Alla har bekräftat teorin. Materien beter sig just så egendomligt som Einstein inte kunde förmå sig att tro. Vi kan därför konstatera att Einstein gjorde sitt livs största vetenskapliga misstag när han vägrade acceptera kvantteorin och därmed slumpen och ”spöklika effekter” som en fundamenal egenskap i naturen.