Einsteins to fejl

Videnskabelig forskning er baseret på forholdet mellem naturens virkelighed, som det er observeret, og en repræsentation af denne virkelighed, formuleret af en teori i matematisk sprog. Hvis alle konsekvenserne af teorien er eksperimentelt bevist, det betragtes som valideret. Denne tilgang, som har været brugt i næsten fire århundreder, har opbygget en sammenhængende viden. Men disse fremskridt er sket takket være intelligensen hos mennesker, som trods alt, stadig kan holde fast i deres allerede eksisterende overbevisninger og fordomme. Dette kan påvirke videnskabens fremskridt, selv for de største hjerner.

Den første fejl

I Ensteins mesterværk om generel relativitet, han skrev ligningen, der beskriver universets udvikling over tid. Løsningen til denne ligning viser, at universet er ustabilt, ikke en enorm kugle med konstant volumen med stjerner, der glider rundt, som man troede dengang.

I begyndelsen af ​​det 20. århundrede, mennesker levede med den veletablerede idé om et statisk univers, hvor stjernernes bevægelse aldrig varierer. Dette skyldes sandsynligvis Aristoteles' lære, siger, at himlen er uforanderlig, i modsætning til Jorden, som er forgængeligt. Denne idé forårsagede en historisk anomali:i 1054, kineserne bemærkede udseendet af et nyt lys på himlen, men intet europæisk dokument nævner det. Alligevel kunne den ses i fuldt dagslys og varede i flere uger. Det var en supernova, det er, en døende stjerne, hvis rester stadig kan ses som Krabbetågen. Fremherskende tankegang i Europa forhindrede folk i at acceptere et fænomen, der så fuldstændig modskød tanken om en uforanderlig himmel. En supernova er en meget sjælden begivenhed, som kun kan observeres med det blotte øje en gang i århundredet. Den seneste går tilbage til 1987. Det var Aristoteles næsten ret i at tro, at himlen var uforanderlig - i hvert fald på størrelse med et menneskeliv.

At forblive i overensstemmelse med ideen om et statisk univers, Einstein introducerede en kosmologisk konstant i sine ligninger, som frøs universets tilstand. Hans intuition førte ham på afveje:i 1929, da Hubble viste, at universet udvider sig, Einstein indrømmede, at han havde begået "sin største fejl".

Kvantetilfældighed

Kvantemekanikken udviklede sig omkring samme tid som relativitetsteorien. Den beskriver fysikken i uendelig lille skala. Einstein bidrog meget til området i 1905, ved at fortolke den fotoelektriske effekt som værende en kollision mellem elektroner og fotoner - dvs. uendelige små partikler, der bærer ren energi. Med andre ord, lys, som traditionelt er blevet beskrevet som en bølge, opfører sig som en strøm af partikler. Det var dette skridt fremad, ikke relativitetsteorien, som gav Einstein Nobelprisen i 1921.

Men på trods af dette vigtige bidrag, han forblev stædig i at afvise kvantemekanikkens nøglelære – at partiklernes verden ikke er bundet af den klassiske fysiks strenge determinisme. Kvanteverdenen er sandsynlig. Vi ved kun, hvordan man forudsiger sandsynligheden for en hændelse blandt en række muligheder.

I Einsteins blindhed, endnu en gang kan vi se den græske filosofis indflydelse. Platon lærte, at tanken skulle forblive ideel, fri fra virkelighedens betingetheder - en ædel idé, men en, der ikke følger videnskabens forskrifter. Viden kræver perfekt overensstemmelse med alle forudsagte fakta, hvorimod tro er baseret på sandsynlighed, frembragt ved delvise observationer. Einstein var selv overbevist om, at ren tanke var i stand til fuldt ud at fange virkeligheden, men kvantetilfældighed modsiger denne hypotese.

I praksis, denne tilfældighed er ikke en ren støj, da det er begrænset af Heisenbergs usikkerhedsprincip. Dette princip påtvinger grupper af partikler kollektiv determinisme - en elektron er fri af sig selv, da vi ikke ved, hvordan man beregner dens bane, når man forlader et hul, men en million elektroner tegner en diffraktionsfigur, viser mørke og lyse rander, som vi ved, hvordan man beregner.

Einstein accepterede ikke denne grundlæggende indeterminisme, som opsummeret af hans provokerende dom:"Gud spiller ikke terninger med universet." Han forestillede sig eksistensen af ​​skjulte variabler, dvs. endnu ikke-opdagede tal ud over masse, ladning og spin, som fysikere bruger til at beskrive partikler. Men eksperimentet understøttede ikke denne idé. Det er ubestrideligt, at der eksisterer en virkelighed, der overgår vores forståelse – vi kan ikke vide alt om de uendeligt smås verden.

Fantasiens tilfældige luner

Inden for processen med den videnskabelige metode, der er stadig en fase, der ikke er helt objektiv. Det er det, der fører til konceptualisering af en teori, og Einstein, med sine tankeeksperimenter, giver et berømt eksempel på det. Han udtalte, at "fantasi er vigtigere end viden". Ja, når man ser på forskellige observationer, en fysiker skal forestille sig en underliggende lov. Sommetider, flere teoretiske modeller konkurrerer om at forklare et fænomen, og det er først på dette tidspunkt, at logikken igen tager over.

"Intelligensens rolle er ikke at opdage, men at forberede sig. Den er kun god til serviceopgaver." (Simone Weil, "Gravity and Grace")

På denne måde idéernes fremgang udspringer af det, man kalder intuition. Det er en slags spring i viden, der går ud over ren rationalitet. Grænsen mellem objektivt og subjektivt er ikke længere helt fast. Tanker kommer fra neuroner under påvirkning af elektromagnetiske impulser, nogle af dem er særligt frugtbare, som om der var en kortslutning mellem celler, hvor chancen er på arbejde.

Men disse intuitioner, eller "blomster" af den menneskelige ånd, er ikke ens for alle - Einsteins hjerne producerede "E=mc ² ", hvorimod Prousts hjerne kom med en beundringsværdig metafor. Intuition dukker op tilfældigt, men denne tilfældighed er begrænset af hver enkelts oplevelse, kultur og viden.

Fordelene ved tilfældighed

Det bør ikke komme som en chokerende nyhed, at der er en virkelighed, som vores egen intelligens ikke forstår. Uden tilfældigheder, vi er styret af vores instinkter og vaner, alt det, der gør os forudsigelige. Det, vi gør, er næsten udelukkende begrænset til dette første lag af virkeligheden, med almindelige bekymringer og obligatoriske opgaver. Men der er et andet lag af virkeligheden, den, hvor åbenlys tilfældighed er varemærket.

"Aldrig vil en administrativ eller akademisk indsats erstatte tilfældighedernes mirakler, som vi skylder store mænd." (Honoré de Balzac, "Fætter Pons")

Einstein er et eksempel på en opfindsom og fri ånd; alligevel beholdt han sine skævheder. Hans "første fejl" kan opsummeres til at sige:"Jeg nægter at tro på en begyndelse af universet." Imidlertid, eksperimenter viste, at han tog fejl. Hans dom over Gud, der spiller terninger betyder, "Jeg nægter at tro på tilfældigheder". Alligevel involverer kvantemekanik obligatorisk tilfældighed. Hans sætning rejser spørgsmålet om, hvorvidt han ville tro på Gud i en verden uden tilfældigheder, som i høj grad ville indskrænke vores frihed, da vi så ville være begrænset i absolut determinisme. Einstein var stædig i sit afslag. For ham, den menneskelige hjerne burde være i stand til at vide, hvad universet er. Med meget mere beskedenhed, Heisenberg lærer os, at fysik er begrænset til at beskrive, hvordan naturen reagerer under givne omstændigheder.

Kvanteteori viser, at total forståelse ikke er tilgængelig for os. Til gengæld, det tilbyder tilfældighed, som bringer frustrationer og farer, men også fordele.

"Mennesket kan kun undslippe denne verdens love i et glimt af tid. Øjeblikke med pause, at overveje, af ren intuition... Det er med disse glimt, han er i stand til det overmenneskelige." (Simone Weil, "Gravity and Grace")

Einstein, en legendarisk fysiker, er det perfekte eksempel på et fantasifuldt væsen. Hans afvisning af tilfældighed er derfor et paradoks, fordi tilfældighed er det, der gør intuition mulig, hvilket giver mulighed for kreative processer i både videnskab og kunst.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.