Naturvidenskab
og Livsforståelse
J. Robert Oppenheimer*
Forord af Niels
Bohr
Forfatterens forord
I. Newton: Lysets vej
II. Videnskab som handling: Rutherfords verden
III. En videnskab i støbeskeen
IV. Atomet i det tomme rum i det tredje årtusind
V. Utilvant fornuft
VI. Videnskaberne og det menneskelige fællesskab
Tillæg I
Tillæg II
Naturvidenskabens udvikling i dette århundrede, der har stillet
menneskeheden over for så store problemer, har også givet os ny
belæring om vor stilling som iagttagere af den natur, vi
tilhører. Udforskningen af atomernes verden har været som en
rejse på ubanet vej i ukendt land, hvor vi, foruden at indhøste
rige erfaringer, gang på gang har mødt overraskelser, der har
tvunget os til at tage de elementæreste erkendelsesproblemer op til
fornyet undersøgelse. Studiet af naturen, der altid har været en
prøvesten for vore begrebsdannelsers forudsætninger og
rækkevidde, har derved i vor tid fået ny forbindelse med
tilsyneladende fjerntliggende områder af det menneskelige
åndsliv.
På baggrund af sin intime fortrolighed med den
atomfysiske forskning, til hvilken han selv har bidraget på fremragende
måde, og med et for en naturforsker sjældent kendskab til
åndslivets historie, giver forfatteren af den foreliggende bog et
tankevækkende overblik over dette emne. Med fortrinlig fremstillingskunst
skildrer Robert Oppenheimer problemernes gradvise afklaring og de
perspektiver, som de åbner. Bogen har overalt vakt megen
opmærksomhed og er udkommet på mange sprog. Det må hilses
med glæde, at den nu foreligger i dansk oversættelse; og for vide
kredse herhjemme vil læsningen sikkert blive en lærerig og
inspirerende oplevelse.
Niels Bohr
Denne bogs seks kapitler udgør Reith forelæsningerne, der
blev holdt over den engelske radios Home Service i november og december 1953.
De er trykt i alt væsentligt, som de blev udsendt. Jeg har
tilføjet to tillæg.
I det ene har jeg samlet de tekster, fra hvilke der
er anført korte citater i forelæsningerne. Teksterne forekommer
mig at være af interesse i sig selv; og i hvert fald er dette den
sikreste måde at korrigere enhver fordrejning eller farve, som min
forkortelse kunne have indført. I nogle tilfælde kan teksterne
måske også vække nysgerrighed efter videre læsning.
I det andet tillæg har jeg givet en kort og
uformel bibliografi over atomteorien og dens fortolkning.
J.R.O.
Videnskaben har ændret menneskelivets vilkår. Den har
ændret dets materielle vilkår; ved at ændre dem har den
forandret vort arbejde og vor hvile, vor formåen og grænserne for
vor formåen som individer og som grupper af individer; midlerne og
redskaberne for, såvel som indholdet af vor erkendelse; de udtryk og
den form, hvori afgørelser om ret og uret forelægges os. Den har
ændret de samfund, hvori vi lever og elsker, lærer og virker. Den
har bragt en akut og gennemtrængende følelese af forandring ind
i vort eget liv. Videnskabens ideer har ændret den måde,
hvorpå mennesket tænker over sig selv og verden.
Beskrivelsen af disse forandringer er ikke enkel; den
er rig på fejlkilder. De store materielle forandringer, som videnskab
og praktisk kunnen har gjort mulige - maskiner for eksempel, eller kraft,
bevarelse af liv, befolkningens forskydning fra land til by, nye krigsmidler,
nye samfærdsels- og meddelelsesmidler - disse udgør kun en del
af det materiale, hvorpå samfundsøkonomiens analyse og
historiens visdom og indsigt bygger. De er blot tråde i de menneskelige
anliggenders indviklede mønster, og lige så lidt som på
andre områder af historien har deres bedømmelse store chancer
for at blive endegyldig og udtømmende.
Idéhistorikeren har et lignende problem,
når det drejer sig om videnskabelige opdagelsers mere direkte
indvirkninger på den måde, mennesker tænker over ting, der
ligger uden for videnskaben. Hvis man lægger mærke til, hvad folk
i virkeligheden har sagt om, hvad de mente, hvem det var som mente det, og
hvorfor de mente det, finder man - som i al historie - at det
tilfældige og uberegnelige, det enkelte menneskes særegne storhed
og blindhed, spiller en afgørende rolle. Man finder endog, at store
forskeres videnskab i disse forskeres navn er blevet taget til indtægt
for synspunkter og indstillinger, som var dem helt fremmede og somme tider
helt imod. Både Einstein og Newton skabte synteser og indsigt så
tvingende og så storslåede, at de gav anledning til mange
tilpasningsvanskeligheder blandt fagfilosoffer. Dog var troen på fysisk
fremgang, den lyse munterhed, og den relative ligegyldighed over for
religion, som kendetegnede oplysningstiden, så fremmede som vel muligt
for Newtons karakter og virke. Dette afholdt ikke oplysningstidens mænd
fra at betragte Newton som deres skytsånd og profet. De filosoffer og
populærvidenskabelige skribenter, som har forvekslet relativitet med en
lære om relativisme, har udlagt Einsteins store værk, som om det
formindskede den fysiske verdens objektivitet, fasthed og lovbundethed, mens
det er klart, at Einstein i sin relativitetsteori blot har set en
bekræftelse på Spinozas opfattelse, at det er menneskets
højeste kald at erkende og forstå den objektive verden og dens
love.
Ofte kan selve den omstændighed, at
videnskabens ord er de samme som dagligsprogets, være mere vildledende
end oplysende, mere hæmmende for forståelsen end en teknisk
udtryksform. For videnskabens ord - relativitet om De vil, eller atom, eller
mutation, eller virkning - er blevet forfinede, præciserede og har lidt
efter lidt fået en helt ændret betydning.
Derfor gør vi klogt i at være
forsigtige, når vi undersøger, om der er direkte forbindelse, og
i bekræftende fald af hvad slags, mellem de sandheder, som videnskaben
afdækker, og den måde, hvorpå mennesker tænker over
tingene - deres metafysik, deres ideer om, hvad der er virkeligt og hvad der
er væsentligt; deres erkendelsesteori - deres mening om, hvad
menneskelig erkendelse er; deres etik - deres måde at tænke,
tale, dømme og handle i menneskelige spørgsmål om ret og
uret, godt og ondt.
Disse forbindelser, forbindelserne mellem
videnskabelige opdagelser og folks almindelige anskuelser, er dybe,
snævre og subtile. Hvis jeg ikke mente det, ville jeg ikke i disse
foredrag forsøge at forklare, hvad nyt der er i atomfysikken, som det
kan være relevant, nyttigt og opmuntrende at vide; men jeg tror ikke,
at disse forbindelser er logisk nødvendige. Videnskaben selv er jo
nemlig en, om ikke umetafysisk så dog i det mindste ikke-metafysisk
virksomhed. Den bygger på sund fornuft, lige så vel som den tager
det meste af det for givet, der allerede foreligger i de specielle
videnskaber. Og hvor den føjer til, ændrer eller kuldkaster, gør
den det på grundlag af ukritisk godtagelse af meget andet. Til manges
irritation har videnskabens påstande derfor en tendens til at holde sig
fra ord som "virkelig" og "absolut". Når vi
forklarer en videnskabelig opdagelse, har vi ikke glemt de specielle
omstændigheder, hvorunder den blev gjort, og de virker som et
beskyttende skjold imod dens ubetingede og universelle godtagelse. Nogle
eksempler vil gøre dette klarere.
Vi har opdaget atomer. På mange måder
opfører de sig ligesom atomisternes atomer. De er det stof, hvoraf materien
er dannet; deres indbyrdes beliggenhed og bevægelse forklarer meget -
faktisk de fleste af de egenskaber, som vi sædvanligvis iagttager hos
materien. Men hverken de eller de mindre, og mindre sammensatte, partikler,
hvoraf de består, er uforgængelige, uforandrede eller
uforandelige. De opfører sig ikke som objekter med en bestemt form og
uendelig hårdhed. Disse opdagelser lægger selvfølgelig
hindringer i vejen for det synspunkt, at verden er opbygget af ganske
bestemte stabile og uendeligt hårde partikler, kuglerunde eller af
andre former. Men sådanne opdagelser er ifølge sagens natur ikke
afgørende, for man kan altid påstå, at de sande atomer, de
uforanderlige, hårde atomer, hidtil har unddraget sig fysisk opdagelse,
men at de ikke desto mindre er der, og at fysikken, først når de
er fundet, vil have at gøre med den egentlige virkelighed. Man kan
yderligere påstå, at de, selv om de måske aldrig findes ved
fysiske eksperimenter, udgør den bagvedliggende virkelighed, udfra
hvilken alt andet, inclusive den fysiske verden, må forstås.
Eller, for at tage et andet eksempel, vi har
måske fundet ud af, at nerveimpulserne under deres passage fra
øjets retina mod hjernen ligner den sete genstand mindre og mindre,
hvad angår deres geometriske orden. Dette kan vanskeliggøre
eller begrænse den opfattelse, at sanseforestillingen er en geometrisk
kopi af synsobjektet. Det kan ikke, og behøver heller ikke, at mane
den helt bort.
Forskeren tænker måske på, at
ligegyldigt hvad han finder ud af, og ligegyldigt hvad han studerer, så
er hans søgen efter sandheden baseret på kommunikation med
andre, på enighed om iagttagelses- og forsøgsresultater og
på et fælles sprog til at beskrive instrumenterne og apparaterne,
objekterne og metoderne, som han og andre benytter. Han ved måske, at
han har lært næsten alt, hvad han kan, af hvad andre har skrevet,
gjort og sagt; og hvis disse ting står ham klart, og han er en
tænksom mand, tøver han måske med at tro, at kun hans egen
bevidsthed er virkelig og alt andet illusion. Men heller ikke en sådan
opfattelse kan logik mane i jorden; og fra tid til anden kan den beherske
hans sind.
Skønt enhver videnskab frembyder
talløse eksempler på forbindelsen mellem almene love og
skiftende fænomener, og skønt videnskabens fremskridt har meget
at gøre med berigelsen af sådanne forbindelser, så hverken
påtvinger eller benægter kendskab til, beskæftigelse med og
interesse for videnskaben den opfattelse, at den aktuelle verdens skiftende
fænomener er illusioner, og at kun de uforanderlige, uforandrede og
permanente ideer er virkelige.
Hvis vi har lært - som det virkelig er
tilfældet - at begivenheder i atomernes verden ikke er kausalt betinget
af en bestemt, virkende eller formal årsag, hvis vi har lært at
finde os til rette hermed og desuden har erkendt, at denne atomare mangel
på kausalitet ingen som helst betydning har for alle de tilvante
erfaringer om sædvanlige legemer og sædvanlige hændelser,
så sikrer hverken den ene eller den anden erkendelse, at man er bundet
til en kausal eller ikke-kausal tænkemåde, når man
tænker over verden som helhed.
Disse mange eksempler viser, at der virkelig kan
være en konflikt mellem videnskabens resultater og det, som en filosof
eller filosofisk skole i mange detaljer har sagt om et erfaringsområde,
som nu er tilgængeligt for den videnskabelige forskning. Men de viser
også, at hvis der er forbindelser mellem det, som videnskaberne
afslører om verden, og den måde hvorpå mennesker
tænker over sådanne dele af den, som enten endnu ikke er, eller
aldrig vil blive, udforsket af videnskaben, så er disse forbindelser
ikke logisk nødvendige; de er ikke forbindelser, som er absolutte og
tvingende, og de er ikke af en sådan karakter, at et intellektuelt
fællesskabs enhed og sammenhæng kan baseres udelukkende på dem.
Men hvis disse eksempler antyder, hvad vi skulle
vente fra den videnskabelige forsknings natur og betingelser, at videnskabens
resultater ikke entydigt bestemmer, og heller ikke kan bestemme, hvad
mennesker betragter som virkeligt og som vigtigt, så viser de på
den anden side, at der er en slags relevans - en relevans som vil synes
forskellig for forskellige mennesker, og som vil kunne påvirkes af
mange faktorer uden for videnskabens område. Denne relevans er en slags
analogi, ofte af stor dybde og rækkevidde, hvori synspunkter, som er
blevet skabt eller bekræftet ved videnskabeligt arbejde, ligner dem,
som folk kan have om metafysiske, erkendelsesteoretiske, politiske eller
etiske problemer. Den kritiske og skeptiske indstillings succes inden for videnskaben
kan opmuntre til en skeptisk indstilling inden for politik eller etik;
opdagelsen af en umådelig frugtbar teori med stor rækkevidde kan
opmuntre til at søge efter et forenklet syn på menneskelige
institutioner. Vor forståelses hastige fremgang kan lede til den
opfattelse, at roden til alt ondt er uvidenhed, og at uvidenhed kan
afskaffes.
Alle disse ting er sket, og de vil givetvis ske igen.
Dette betyder, at hvis vi kan glæde os over en gavnlig indflydelse fra
videnskaben på den almene verdensopfattelse, så må vi
gøre dette både med beskedenhed og med fuld erkendelse af, at
disse forbindelser ikke uundgåeligt og udelukkende er til menneskets
bedste.
Min tese er den, at de nye ting, vi har lært i
videnskaben, og især de, vi har lært i atomfysikken, forsyner os
med gyldige og relevante og meget kærkomne analogier til menneskelige
problemer, der ligger uden for videnskabens nuværende område og
nuværende grænseområde. Før jeg taler om, hvad der
er nyt, vil jeg gerne skitsere, med en måske overdreven forenkling, det
erkendelses- og trosstade, som det nye har bud til. Her må vi ikke
glemme, at de almindelige begreber om menneskelig erkendelse og menneskeligt
fællesskab, som er blevet belyst af atomfysikkens opdagelser, i grunden
hverken er fremmede, uhørte eller nye. Selv i vor egen kultur har de
en historie, og i buddhistisk og hinduistisk tænkning indtager de en
vigtig og central stilling. Hvad vi skal finde, er en illustration, en
berigelse og en forfinelse af gammel visdom. Vi behøver ikke at diskutere,
om dette i den form, det har fået, er gammelt eller nyt.
Der er således to skitser, som jeg gerne vil
tegne af baggrunden for dette århundredes nye erfaringer. Den ene er
det billede af den fysiske verden, som begyndte at tage form i årene mellem
Descartes' fødsel og Newtons død, som holdt sig gennem det
attende århundrede, og som med mange berigelser og udvidelser stadig
var det grundlæggende billede ved begyndelsen af vort eget.
Den anden skitse har at gøre med de metoder,
de håb, det program og den stil, som det syttende og attende
århundredes videnskab frembragte hos lærde såvel som hos
folk i det praktiske liv, med nogle af oplysningstidens specielle træk,
som vi i dag genkender som så dybe i vor tradition, som så
nødvendige for os og samtidig så utilstrækkelige.
Mere end én stor revolution var forbi og var
næsten glemt, da det syttende århundrede tegnede sit billede af
den fysiske verden. Den århundredelange kamp for at afgøre, om
hvile eller jævn bevægelse var et uforstyrret legemes normale
tilstand, optog ikke længere sindene. Newtons første lov sagde
med en klarhed, der var ganske ukendt fra de daglige erfaringer, at
bevægelse, så længe den er jævn, ikke behøver
nogen årsag og nogen forklaring. Den mindre dybe, men langt voldsommmere
kopernikanske revolution var historie: Jorden bevægede sig rundt om
Solen. Den fysiske verden var stof i bevægelse: bevægelsen
måtte forstås ved hjælp af legemernes impuls eller
bevægelsesmængde, som kun kunne ændres af en årsag,
nemlig af kraften, som virkede på dem og forårsagede denne
ændring. Denne kraft virkede øjeblikkeligt og på stedet.
Den frembragte hos bevægelsesmængden en tendens til
ændring, og ethvert forløb kunne analyseres ved hjælp af
de kræfter, der fik legemerne til at afvige fra deres jævne
bevægelser. Den fysiske verden var en verden af diffenrentiallove, en
verden hvori kræfter og bevægelser på ét punkt og
til én tid var forbundet med de tilsvarende størrelser i et
rumtidspunkt uendelig nær ved; den fysiske verdens hele forløb
kunne altså deles op i mindre og mindre øjeblikke, og i hvert af
disse var årsagen til ændring givet ved kendskabet til
kræfterne.
Newton havde med sin almindelige tyngdelov fundet den
kraft, der var den afgørende i kosmiske forhold - den som dirigerede
planeterne på himlen og projektilers fald på Jorden. Var tyngden
også noget, der spredtes fra sted til sted, som kun virkede
øjeblik for øjeblik, punkt for punkt; eller var den en
egenskab, givet som et hele, en vekselvirkning som på en eller anden
måde var blevet sat til at eksistere mellem legemer beliggende langt
borte fra hverandre? Newton fandt aldrig svaret på dette
spørgsmål; men gennem studiet af lysets forplantning lagde han,
og i endnu højere grad Huygens, grunden til et bestemt synspunkt - et
synspunkt hvorefter atomisternes tomme rum mistede meget af sin tomhed og
kunne tage imod egenskaber fra legemer, som fandtes i det, og som til
gengæld kunne påvirke legemer langt borte.
Det var dog ikke før Faraday, i det nittende
århundrede, at rummets fulde rigdom begyndte at blive forstået:
hvordan det kunne være bærer ikke blot af
gravitationskræfter frembragt af materielle partiklers masse, men af
elektriske og magnetiske kræfter frembragt af deres ladninger. Selv på
Newtons tid var det klart, at det måtte være meget stærke
kræfter, der var ansvarlige for de materielle genstandes fasthed.
Newton 1 skrev:
"Det
synes mig sandsynligt, at Gud i begyndelsen dannede stoffet i faste, tunge,
hårde, uigennemtrængelige, bevægelige partikler af
sådanne størrelser og former og med sådanne andre
egenskaber, og i sådant forhold til rummet, som i højeste grad
fremmede det formål, til hvilket han dannede dem; og at disse primitive
partikler, eftersom de er faste, er umådelig meget hårdere end
noget porøst legeme, som er sammensat af dem; ja så hårde,
at de aldrig slides eller brydes i stykker; og ingen sædvanlig magt er
i stand til at dele, hvad Gud selv gjorde ét i den første
skabelse."
Newton så, at det, som holder atomerne sammen og danner stoffet,
må være kræfter af overordentlig styrke, og han betragtede
deres eksistens med en følelse af mystik og ærefrygt. Han vidste
ikke, og vi ved det heller ikke i dag, på hvilken subtil måde
disse kræfter måske er, eller måske ikke er, forbundet med
tyngdekræfterne.
Men for mange af hans samtidige og efterkommere
syntes disse spørgsmål mindre fremtrædende end tilliden
til, at når kræfterne er givet, så kunne naturens
forløb forudsiges, og at hvis tyngdelovene kunne findes, så
ville andre kræfter heller ikke kunne unddrage sig iagttagelse og
analyse. Det er først i vort århundrede, at vi er begyndt at
forstå andre eksempler på modsætninger, den tilsyneladende
uforenelighed af den diffenrentielle naturbeskrivelse punkt for punkt,
øjeblik for øjeblik, og den fuldstændige naturlov og
egenartede begivenhed. Det er først i dette århundrede, at vi
har måttet erkende, hvor overraskende og fremmedartet forholdet mellem
legemer og atomer på den ene side og på den anden side det med
lys og elektricitet og tyngdekræfter fyldte rum skulle vise sig at
være.
For det attende århundrede var verden en
kæmpemæssig mekanisme. Det var en kausal verden, uanset om
tyngden og de andre virkende kræfter var legemerne iboende
ifølge deres natur eller af Guds vilje, eller om også de gennem
love lige så strenge som bevægelseslovene havde deres udspring i
de egenskaber, som rummet var blevet forlenet med af de legemer, som fandtes
i det. Alt hvad der skete, havde sin fuldstændige, umiddelbare,
virkende årsag. Den store maskine havde et determineret forløb.
Kendskab til dens nuværende tilstand og derfor til hele dens fremtid
var det i princippet, og måske også i praksis, muligt for
mennesker at opnå. Genstandene, hvormed verden var fyldt -
himmellegemerne, de uigennemtrængelige atomer og alle ting opbygget af
dem - var fundet ved iagttagelse og eksperiment, men det ville ikke
være faldet nogen ind, at deres eksistens og deres egenskaber kunne
modificeres eller påvirkes af de iagttagelser, som bragte bud om dem.
Den kæmpemæssige maskine var ikke alene kausal og determineret;
den var objektiv i den forstand, at ingen menneskelig handling eller
indgriben modificerede dens opførsel.
Et sådant billede af den fysiske verden kunne
kun uddybe den store kløft mellem genstand og idé. Det bidrog
meget til at frembringe den langvarige kritiske og i sin senere fase
irrationelle og mystiske opfattelse af forbindelserne mellem den erkendende
og det erkendte, som startede med Locke, og som måske endnu i dag ikke
er fuldt eller lykkeligt afsluttet.
Det siger sig selv, at mange fremskridt i videnskaben
i det attende og nittende århundrede snart skulle moderere og
vanskeliggøre det grove billede af kæmpemaskinen og af den
umådelige kløft mellem denne og den erkendende menneskelige bevidsthed,
som tænkte over den og analyserede dens egenskaber. Dette gælder
den store udvikling af statistikken, som gav plads for menneskelig uvidenhed
som en explicit faktor i bedømmelsen af fysiske kræfters
opførsel. Det gælder kemien, hvis fænomener, hvordan
så end deres endegyldige beskrivelser ville tage sig ud, slet ikke bar
præg af at være frembragt af stof i bevægelse. Det
gælder endnu mere de biologiske videnskaber, hvor stof i
bevægelse, overalt åbenbart og uundgåeligt, både ved
første blik og ved dybere analyse kun synes at være af perifer
betydning for det, der gør biologiske former interessante.
Sammen med alt dette, og med skiftende grader af
enighed og reservation, var der en tro på, at hele naturen til syvende
og sidst ville blive reduceret til fysik, til den kæmpemæssige
maskine. Trods rigdommen af det man havde lært om naturens verden, om
stoffet og om rummet, om forandring og om liv, bærer vi endnu i dag
på forestillingen om den store maskine som et billede af, hvordan den
objektive verden virkelig ser ud.
Denne fremstilling af den newtonske verden er
overforenklet; måske vil enhver fremstilling af, hvad mennesker fik ud
af deres nye videnskaber, deres nye magt og deres nye håb, blive
forenklet indtil forvrængning. Videnskaben var for det attende
århundrede ikke noget afsluttet foretagende; og selv om man var
overvældet af, hvad man havde lært, blev man hurtigt mindet om,
hvor meget der stadig manglede. En rationel forståelse af verden var
ikke en forståelse for én generation eller én mand,
således som det siges engang at have forekommet Descartes. De mange
store opdagelser fra den seneste tid gør det umuligt at opretholde den
anskuelse, at alt, hvad der virkelig er værd at vide, længe har
været kendt - et synspunkt som er en slags parodi på
renæssancen.
Den var lang, den rejse, som menneskene var draget ud
på, opdagelsesrejsen; de ville få brug for deres forstand og
deres rådsnarhed og deres tålmodighed, hvis de skulle
fortsætte. Men det var en virksomhed, hvor fremskridt var uundgåeligt,
og hvor den fysiske videnskabs stil og frugtbarhed ville være
tilbøjelig til at angive tonen for alle den menneskelige fornufts
foretagender. Hvad der i kemi, psykologi og politik er direkte lån fra
den newtonske fysik, er for størstedelen ubearbejdet og sterilt. Hvad
der i det attende århundredes politiske og økonomiske teorier
har sit udspring i Newtons metode, er svært at afgøre, selv for
en omhyggelig læser. Mangelen på eksperimenter og de newtonske
matematiske analysemetoders uanvendelighed gør dette
uundgåeligt. Det var ikke i disse metoder, fysikkens betydning for
oplysningstiden lå.
Denne betydning lå snarere i en måde at
tænke på, en tillid til fremgang og en forståelse af
fællesskab, som var typisk for tiden. Dette kan bedst ses i de
lærde selskaber, som voksede frem i Europa og senere i Amerika - i
Royal Society og i det langt mere ambitiøse, langt mere
revolutionære, langt mere programmatiske Académie des Sciences.
Disse selskaber var behersket af tillid til fornuftens magt og af en tro
på en stadig og næsten uundgåelig højnelse af vor
erkendelses stade, og derfor af vore handlinger og vort liv. De hvilede
på en samstemmighed i indstilling hos mænd, der ofte med deres
egne øjne så et afgørende eksperiment, som skulle
efterprøve eller bekræfte en teori; på fælles
erfaring i kritik og analyse; på en omfattende brug af matematiske
metoder med hele den forvisning om objektivitet og præcision, som de
giver os. Det var selskaber, hvis sammenhold motiveredes af erkendelsens
vækst - kritiske, ivrige efter at rette fejl, dog tolerante, vel
vidende at fejltagelse er et uundgåeligt stadium ved opnåelsen af
ny erkendelse. Det var selskaber, stolte af deres brede, usekteriske,
internationale medlemskab, stolte af deres stil og deres lærdom og med
en vidunderlig følelse af ny frihed. Man kan fornemme noget af disse
selskabers ånd i tidens litteratur. Den første beskrivelse af
Royal Society's historie er i virkeligheden ikke en historie, men en apologi,
skrevet da selskabet kun var få år gammelt for at fortælle
om det, for at forsvare det mod dets kritikere. Biskop Sprat 2
siger:
"Deres
formål er kort sagt at gøre nøjagtige optegnelser om alle
de natur foreteelser og konstruerede indretninger, som kan komme inden for
deres rækkevidde; således at vor tid og fremtiden kan blive i
stand til at pege på de fejl, som er blevet befæstet gennem lang
praksis; at pege på sandheder, som er blevet forsømt; at
gøre mere alsidig brug af de, der allerede kendes; og at gøre
vejen mere passabel til det, der endnu er forblevet uafsløret.
Så vidt rækker deres formål ...
De har søgt at bringe det i en tilstand af
stadig vækst ved at etablere et ubrydeligt samvirke mellem hånd
og hjerne. De har bestræbt sig for, at det ikke skulle blive til en
virksomhed for en enkelt sæson eller for en sjælden lejlighed,
men til en varig beskæftigelse, et stadigt, et vedvarende, et udbredt,
et uafbrudt arbejde ...
Det bør bemærkes, at de frit har optaget
mænd med forskellig religion, nationalitet og livsstilling. Dette var
de nødt til at gøre, thi ellers ville de ikke have levet op til
deres egne erklæringers storsindethed. For de erklærer
åbent, at de ikke lægger grunden til en engelsk, skotsk,
irsk, pavelig eller protestantisk videnskab; men til en menneskehedens
videnskab."
Når vi læser dette i dag, kan vi ikke undgå en
påtrængende følelse af dets betimelighed og en beklemt
længsel ved tanken om, hvor lidt vor livsform harmonerer med disse
tiltrækkende og ædle idealer. Vi kan heller ikke helt lade være
at tænke på, hvor meget disse selskaber skyldte de lange
århundreders kristent liv og kristen tradition; hvor meget de den gang
tog for givet i deres undersøgelser og tanker, i deres hele stil, som
havde sit udspring i en livsmåde og en historie, som de var i gang med
at forandre indtil det ukendelige, og hvor dybt deres program kunne forandre
selve de mænd, til hvem det til sin tid ville blive betroet.
Dette var imidlertid ikke overvejelser, der kunne
formørke det attende århundrede eller kaste virkelige skygger
på den store lysets vej, som fornyede menneskers håb om en
voksende og mere rationel forståelse af deres verden og af sig selv. I
en anden del af verden, som i vidt omfang var blevet næret og opfostret
af oplysningstiden, skrev en mand og patriot ved slutningen af
århundredet et brev. Han skrev som svar til en ung ven, der havde
forhørt sig om, hvad han i øjeblikket studerede. Han skrev i
Direktoriets sidste dage, da historiens forløb på alarmerende og
voldsom måde afveg fra den kurs, som mændende i Académie
des Sciences havde fastlagt. Han skrev det omtrent to år før han
blev præsident for De Forenede Stater, for der gennem mere end et
århundrede at holde banneret for menneskets frihed, fremskridt og
rationelle natur højere hævet end nogensinde før.
"Jeg
hører til dem, som ser lyst på den menneskelige karakter. Jeg
betragter mennesket som skabt til at leve i et samfund og af naturen udstyret
med de anlæg, som gør det egnet til samfundslivet. Jeg deler med
Condorcet, som De nævner i Deres brev, troen på at den
menneskelige fornuft kan udvikles i et omfang, som vi i øjeblikket
ikke kan gøre os nogen forestilling om ... Videnskaben kan aldrig
gå baglæns; hvad der én gang er opnået af virkelig
erkendelse, kan aldrig mistes. Enhver skulle være rede til at blive
martyr for at bevare åndsfrihed og trykkefrihed; for så
længe vi kan tænke, som vi vil, og tale, som vi tænker, vil
menneskets vilkår stadig forbedres. Den generation, som nu forlader
skuepladsen, har gjort sig fortjent til menneskehedens tak for de kampe, den
har kæmpet, og for at have sat en stopper for den despotisme, som har
overvældet verden i tusinder og atter tusinder af år. Hvis der
synes at være fare for, at det, der er vundet, vil tabes igen, så
kommer denne fare fra Deres egen generation. Men at den begejstring, som
karakteriserer ungdommen, skulle løfte sin fadermorderiske hånd
mod frihed og videnskab, ville være et så uhyrligt fænomen,
at jeg ikke kan regne det blandt de mulige i denne tidsalder og i vort
land."
Forfatteren af dette brev var Thomas Jefferson.3
Det ligger i selve begreberne kultur og tradition, at den stadige
opsamling af tanker og erfaringer er et væsentligt træk ved
menneskelivet. Fortiden ligger under nutiden, dæmper og modererer den,
begrænser den på visse måder og beriger den på andre.
Vi forstår Shakespeare bedre, når vi har læst Chaucer, og
Milton bedre, når vi har læst Shakespeare. Vi kan bedre
værdsætte Trevelyan, når vi kender Thukydid. Vi ser
Cézanne med andre øjne, når vi også har set
Vermeer, og vi forstår meget mere af Locke, når vi kender
Aristoteles, af Matthæus, når vi kender Job. Men i virkeligheden
medbringer vi sjældent kendskab til det tidligere ved vort
første bekendtskab med det senere; og hvis det er sandt, at Job kaster
lys over Matthæus, så er det også sandt, at Matthæus
kaster lys over Job. Vi kan forstå meget af, hvad der skrives i dag,
selv om vi kun har ringe direkte kendskab til, hvad der blev skrevet i
fortiden. Vi kan vide, og ved, en stor del af, hvad Shakespeare mener og
tilsigter, uden at have kendskab til de forgængere, som ændrede
og udviklede hans følsomhed.
I videnskaben har denne opsamling en helt anden
karakter og spiller en meget mere væsentlig rolle. Det er en af
grundene til, at det er så vanskeligt at forstå nogen videnskab,
hvori man ikke selv i betydeligt omfang er ekspert - videnskaben der, som
Hobbes4 skrev, er "af en sådan natur,
at kun de kan forstå den, som selv i rigt mål har fået del
i den".
Der er i det mindste to grunde hertil: den ene har at
gøre med forholdet mellem senere videnskabelige opdagelser og
tidligere, og den anden med den brug, der gøres af tidligere arbejde i
videnskaben som et redskab for fremskridt. Når vi finder ud af noget
nyt om naturen, ophæver dette ikke det, vi allerede vidste; det
rækker ud over det, og denne udvidelse sker, fordi vi er på et
nyt erfaringsområde, der ofte først er gjort tilgængeligt ved
den fulde brug af vor tidligere kundskab. Huygens' og Fresnels arbejde over
lysets bølgeegenskaber er lige så uundværligt i dag, som
det altid har været, skønt vi ved, at lyset har egenskaber, som
er udeladt i deres beskrivelse og deres erfaring, egenskaber som er
afgørende ved atomare foreteelser. Newtons tyngdelov og hans
bevægelsesligninger kan anvendes på og ligger til grund for et
umådeligt stort fysisk erfaringsområde og er ikke blevet forkerte
af, at de på andre og endnu mere udstrakte områder må erstattes
med Einsteins mere omfattende love. Den kemiske valensteori er blevet
forklaret, belyst og i nogen grad udvidet ved den på elektroners og
atomkerners opførsel baserede forståelse af, hvad der sker i den
kemiske binding; men den kemiske valensteori er ikke blevet overflødiggjort
og vil formodentlig blive benyttet, så længe mennesket vedbliver
at være interesseret i kemi. Grundlaget for solide kendsgerninger og de
love, som beskriver dem, står fast gennem hele videnskabens udvikling;
de kan forfines og tilpasses til nye sammenhænge, men de kan aldrig
ignoreres eller kastes bort.
Men dette er ikke hele sagen. Det sker gang på
gang ved videnskabelige fremskridt, at hvad der i går var et
undersøgelsesobjekt af interesse i sig selv, bliver i dag noget, som
tages for givet, noget som er forstået og pålideligt, noget man
kender og er fortrolig med - et redskab for videre forskning og opdagelse.
Somme tider er det nye instrument, som benyttes til at udvide erfaringen, et
naturligt forekommende fænomen, der blot er en smule ændret eller
kontrolleret af eksperimentatoren. Vi er fortrolige med benyttelsen af
kalkspatkrystaller til frembringelse af adskilte stråler af polariseret
lys. Vi ved, at de kosmiske stråler både er et
undersøgelsesobjekt i sig selv og et hidtil uovertruffet redskab ved
efterforskningen her på Jorden og i laboratoriet af egenskaber og
omdannelser af materiens byggestene. Somme tider er tidligere kundskab
indeholdt, ikke i en naturforeteelse, men i en opfindelse eller i
komplicerede netværk af opfindelser, en ny teknologi.
Der kan fremdrages mange velkendte og betydningsfulde
eksempler fra den teknologiske udvikling i den sidste krig, som har forsynet
de, der udforsker den fysiske og biologiske verden, med så mange nye
instrumenter. Vi skal nævne to. Mikrobølgeradar - frembringelse,
kontrol og opfangning af elektromagnetiske bølger af forholdsvis meget
kort bølgelængde - spillede en virkningsfuld rolle i slaget om
Storbritannien. I årene derefter har det givet os kraftige nye
hjælpemidler til undersøgelse af atomare, molekylære, ja
endda kernefysiske problemer, med hvilke der er blevet gjort subtile
opdagelser om lovene for vekselvirkning mellem elektroner og protoner og
neutroner.
Kernereaktorens teknologi er en
virkeliggørelse af den forståelse, vi for ganske nylig har
opnået af fissionsprocesserne i uran, og af neutronernes
opførsel ved deres sammenstød med atomkerner. Den udgør
nu et vigtigt redskab, hvis kontrollerede og velforståede
stråling bringer os bud om egenskaber hos stoffet, som hidtil
næsten ikke var tilgængelige. Kunstige radioaktive stoffer,
dannet i overflod af atomreaktorer, sætter os i stand til at
følge individuelle atomers skæbne under kemiske og biologiske
omdannelser. Især for biologiens vedkommende betyder disse stoffer måske
en udvidelse af vore instrumentelle hjælpemidler og metoder, der i
betydning kan sammenlignes med selve mikroskopet.
Det er en overforenkling at sige, at de på
nyligt opdagede naturfænomener baserede teknologiske metoder tages helt
for givet og betragtes som helt kendt, men det er i det væsentlige
rigtigt. De hører til eksperimentatoren, som et godt redskab
hører til håndværkeren; ligesom blyanten i forfatterens
hånd ophører med at være en genstand i sig selv og
næsten bliver en del af forfatteren; eller ligesom en hest under en god
rytter for en tid ophører med at være et dyr, der skal passes og
tænkes på, og bliver en del af helheden "hest -
rytter". På samme måde bliver det, som er blevet opdaget og
opfundet i videnskaben, et supplement til forskeren, en ny måde at
iagttage på, en ny måde at handle på.
Dog må der tages visse forbehold. Ingen
eksperimentator tager sin forsøgsanordning så meget for givet,
at han glemmer at kontrollere, om den faktisk virker som den skal; men
forestillingen om, hvordan den bør virke, er for ham i almindelighed
noget fastlagt, som ikke kræver nærmere undersøgelse.
Dette kan være tilfældet, selv når opfindelsen mere er
baseret på praktisk kunnen end på virkelig forståelse. Den
fotografiske plade har været et videnskabeligt hjælpemiddel i
mange år, hvor man kun havde en meget ufuldstændig
forståelse af dens virkemåde. Enhver maskine kan gå i
stykker, og i laboratoriet sker dette ofte. Hesten må skos, bidsles og
fodres, før den kan blive en del af rytteren. Og dog benytter vi det,
vi har lært, for at komme videre. Evig tvivl og evig sætten
spørgsmål ved rigtigheden af, hvad vi har lært, er ikke
videnskabens temperament. Når Einstein førtes til at
spørge, ikke "hvad er et ur?" men "hvordan kan man
synkronisere ure over store afstande og med stor nøjagtighed?",
så er dette ikke et eksempel på videnskabens skepticisme; det
illustrerer snarere, hvordan den kritiske fornuft skaber en ny syntese af
paradokser, anomalier og forvirring, frembragt af eksperimenter udført
med ny nøjagtighed og i nye sammenhænge.
Alt dette betyder, at videnskabens vækst sker
på en helt speciel måde. Vi ved ikke helt, hvad et moderne
eksperiment betyder, med mindre vi forstår de instrumenter og den
kundskab, der indgår i dets udførelse. Dette er en af grundene
til, at videnskabens stadigt fremrykkende frontlinie synes så
utilgængelig for menigmand. I definitionen af dens resultater
indgår objekter og love og ideer, som selv udgjorde videnskaben af i
går. Derfor må forskeren tilbringe mange og lange år med at
tilegne sig den viden og kunnen, som vedkommende i sin videnskabelige praksis
vil benytte og tage for givet - og derfor er det at den lange tunnel, ved
hvis udgang opdagelsens lys skinner, synes så afskrækkende at
begive sig ind i for den læge person, hvad enten vedkommende er
kunstner, litterat eller fra det praktiske liv.
Et klassisk eksempel på denne forvandling af et
undersøgelsesobjekt til et instrument, er Rutherford og
alfa-partiklen. Dette er et spor, som vi skal følge i nogen tid. Det
vil føre os ind til atomfysikkens hjerte. Alfapartiklen, der udsendes
af mange naturligt radioaktive stoffer, og som er identisk med heliumatomets
kerne, var et vigtigt hjælpemiddel for Rutherford og hele hans skole
ved undersøgelsen af atomernes verden. Rutherfords tidligere arbejde havde
i hovedsagen været viet til klarlæggelsen af de radioaktive
familiers vidunderlige naturhistorie - de som starter med spontane
omdannelser af de tunge grundstoffer uran og thorium. En del af denne
naturhistorie gik ud på at opdage slægtskabsforholdene mellem de
forskellige radioaktive stoffer, hvoraf nogle dannedes ved andres
udstråling og igen gav anledning til datterprodukter gennem yderligere
omdannelser.
Naturhistorien indebærer en kemisk
identifikation af de radioaktive stoffer, bestemmelse af hvor hurtigt de
omdannes, og af de forskellige omdannelsesmåder, som nogle af dem
udviser. Den indebærer erkendelsen af tre fundamentalt forskellige
slags stråling, hvoraf alle optræder på et eller andet trin
i disse familiehistorier. Denne identifikation, som vi skal møde igen
i senere sammenhæng, betyder, at vi må lære nogle af de
udsendte partiklers grundlæggende egenskaber at kende. Denne
identifikation er, som vi snart skal se, gjort mulig derved, at selv en
enkelt af sådanne partikler har let påviselige virkninger.
Blandt egenskaberne er partiklens masse og dens
elektriske ladning. Disse er som regel blevet fundet ved iagttagelse af
partiklernes opførsel i almindelige elektriske og magnetiske felter og
analyse af deres bevægelse ved hjælp af Newtons love. Disse
metoder giver også et mål for den hastighed eller energi, hvormed
partiklerne udsendes, og for tabet af denne energi under partiklernes passage
gennem stof. Somme tider kan produkterne af en atom- eller
kernesønderdeling studeres mere indgående. De kan have mere
subtile elektromagnetiske egenskaber end ladningen, f.eks. et lille magnetisk
moment. Deres struktur eller størrelse kan undersøges. Men de
grundlæggende identifikationer kan alle foretages ud fra strålingens
reaktion på velkendte, almindelige, eksperimentelt kontrollerbare
situationer som de klassiske elektriske og magnetiske felter i vore
laboratoriekursus.
Alfapartiklen fra de naturligt radioaktive stoffer
blev i årene omkring midten af Rutherfords liv et af de fineste
eksperimentelle redskaber; det blev først suppleret og i nogen grad
overgået, da man i løbet af trediverne kom til at råde
over kunstigt accelererede kerner. Der er to væsentlige træk ved
de eksperimenter, som har fortalt os mest om atomer og kerner og stoffernes bestanddele:
det ene angår struktur, det andet skala.
I eksperimentets struktur indgår tre dele: en
sonde, som er et objekt, der skal udforske eller forstyrre stoffet i dets
naturlige tilstand, som regel med stor voldsomhed. Dette var alfapartiklens
rolle. Det andet element er skydeskiven, eller "target", som er et
eller andet stof, enten rent eller af kendt sammensætning; og det
tredje er detektoren, som identificerer og beskriver de objekter, der
fremkommer af forstyrrelsen, om det er den ændrede eller uændrede
sonde, eller noget der er udsendt fra target eller skabt ved
sammenstødet, eller noget der fremkommer længe efter
sammenstødet som tegn på en af forstyrrelsen forårsaget
omgruppering af stødprodukterne. Det er ikke et universelt skema -
denne sonde-target-detektoropstilling. Sammenstød er ikke det eneste
middel til at lære om atomare systemer; men næsten alt, hvad vi
har lært, hidrører i det mindste delvis fra sådanne
eksperimenter og kan forklares ved hjælp af dem.
Hvad skalaen angår, så er det den, der
bestemmer muligheden for iagttagelse. De begivenheder, som skal studeres -
sammenstødene, omdannelserne - kan i reglen studeres begivenhed for
begivenhed, atom for atom. Dette skyldes to omstændigheder: ved
kerneomdannelser og i endnu højere grad ved sønderdelinger
frembragt af kosmisk stråling og kæmpeacceleratorer, er den
energi, som er karakteristisk for en enkelt atomar proces, enorm i
sammenligning med de kemiske energier, og tilstrækkelig til at
fremkalde påviselige fysiske og kemiske ændringer i hundrede
tusinde eller millioner af atomer.
Den anden omstændighed er det snilde, hvormed
disse energier er blevet udnyttet i detektorsystemer. Detektorerne i
Rutherfords eksperimenter er i dag velkendte. En er
scintillationsskærmen, hvor en alfapartikel på det sted, hvor den
rammer skærmen, frembringer et lysglimt, der er let at se i et
mikroskop. En anden er C.T.R. Wilsons smukke tågekammer, som siges at
være resultat af opfinderens interesse for tågen, skyerne og
regnen i sit hjemland, Skotland. I tågekammeret er en ladet partikels
spor markeret ved fremkomsten af utallige små, men dog klart synlige
dråber af vand eller anden væske, i nærheden af
partiklernes baner. En tredje detektor er tælleren, hvori den
elektriske forstyrrelse, der frembringes når en ladet partikel
går igennem en luftart, giver anledning til en elektrisk udladning, som
ved hjælp af elektronik kan forstærkes og analyseres.
Disse detektorer er blevet suppleret med mange, mange
andre; og præcisionen og styrken af elektronisk forstærkning og
analyse er blevet udviklet til en stor kunst. Atomfysikkens detektor er
stadig indrettet til at udnytte den meget store energi, der er forbundet med
omdannelsen af et enkelt atom, og af muligheden for at forstærke denne
energi næsten så meget det skal være, og gøre den
målelig. De tikkende tællere og blinkende lys og somme tider
endda ringende klokker i et moderne kernefysisk laboratorium gør de
individuelle atomers færden meget levende og umiddelbar og får
Epikurs eller Newtons subtile atomer til at synes meget subjektive og fjerne.
Rutherford og hans sonderende alfapartikler og
detektorer er nu en gammel historie, der ligger omtrent 40 år tilbage.
De er grundlaget så vel for atom- som for kernefysikken, grundlaget for
den store revolution i naturvidenskaben, som det er mit hovedformål at
beskrive, og for den videre udvikling helt til den forreste linie af nutidens
opdagelser, som har forbløffet og forvirret os. Med sine
alfapartikler, hidrørende fra naturlig radioaktivitet, opdagede Rutherford
atomkernen og kernemodellen for atomet; hjulpet af andre resultater opdagede
han de forskellige atomkerners masse og ladning og skaffede derved
større orden i Mendelejevs tabel over grundstofferne. Med
alfapartiklerne var han i stand til at komme i kontakt med selve kernestoffet
og måle dets dimensioner. Han viste, at det kunne omdannes; han
identificerede i det mindste nogle af dets bestanddele.
Når alfapartikler går igennem stof,
bliver de som oftest ikke ret meget afbøjet; de bliver gradvis
bremset; men nu og da vil en partikel forandre sin bevægelsesretning
meget stærkt. Den vil få en stor vinkelafbøjning; den vil
opføre sig, som om en stor kraft havde forstyrret den, som om den
havde ramt noget meget småt og meget hårdt. Den lov, der beskriver
disse afbøjninger, er Rutherfords lov; og han gav den en simpel
tydning: der virker kræfter på alfapartiklerne; de er ikke
ukendte i fysikken. Det er den elektriske frastødning mellem
atomkernens ladning og ladningen på alfapartiklen - den samme kraft,
som manifesterer sig, når to positivt ladede hyldemarvskygler
støder hinanden bort i et elementært skoleforsøg.
Kuglerne frastøder hinanden, fordi de to ladninger er af samme slags;
og frastødningen beskrives ved Coulombs lov - der har stor lighed med
Newtons tyngdelov. Frastødningen er omvendt proportional med kvadratet
på afstanden mellem ladningerne. Ladningen på en atomkerne er et
helt tal gange ladningen på protonen - brintatomets kerne. Det hele tal
er atomnummeret, som bestemmer antallet af elektroner i atomet og
næsten alle kemiske egenskaber samt dets plads i det periodiske system.
Kernens masse udgør næsten hele atomets masse, der er udtrykt
ved dets atomvægt. Denne ladning og masse er koncentreret inden for et
lille område. Overalt uden for dette føler alfapartiklen kun det
elektriske felt.
Ved at benytte alfapartikler, som var hurtige nok til
at overvinde den elektriske frastødning, og ved at benytte lette
grundstoffer, for hvilke ladningen og derfor frastødningen ikke er
så stor, fandt Rutherford, at alfapartiklen nu og da trængte ind
i et helt andet område, hvor meget stærke kræfter, ikke
elektriske kræfter, afbøjede den. På denne måde
fandt han størrelsen af selve kernen: omtrent en titusindedel af hele
atomets størrelse. Dette betød at kernen måtte være
et område med utrolig stor tæthed, mange millioner tons pr.
kubikcentimeter. Men Rutherford opdagede endnu mere: han var i stand til at
vise, at hvis hurtige alfapartikler trænger igennem kernestof, kommer der
andet end alfapartikler ud af sammenstødet. Ved eksperimenter
foretaget under den første verdenskrig og retfærdiggjort af
Rutherford som værende af større betydning end noget bidrag, han
kunne give til krigsførelsen, frembragte han for første gang
kunstig omdannelse af en atomkerne, hvorved en brintkerne eller en proton
blev udstødt af en kvælstofkerne, og han indledte derved en
kæde af begivenheder, som blandt meget andet førte til
menneskets frigørelse af atomenergien, til, hvad der måske engang
vil blive betragtet som det mest tvingende argument for at afskaffe krig.
Udviklingen gik videre herfra. Før vi vender
tilbage til kernemodellen for atomet og til, hvor mærkeligt forskellige
dennes egenskaber er fra noget, vi kan forstå på grundlag af den
newtonske fysik, vil vi antydningsvis og delvis følge det
forløb af opdagelser med sonde, target og detektor, som Rutherford
indledte, og som er fortsat indtil den dag i dag.
For tyve år siden lykkedes det Chadwick ved
også at benytte alfapartikler som sonder at identificere en anden overlevende
ved forstyrrelsen, en anden af kernens bestanddele, neutronen, som har
omtrent samme masse som protonen, men ingen ladning, og han lagde derved
grunden til en meget enkel opfattelse af kernens sammensætning. Kernen
er opbygget af neutroner og protoner - tilstrækkeligt mange protoner
til at forklare dens ladning, atomnummeret; tilstrækkeligt mange
neutroner til at forklare differensen mellem atomvægt og atomnummer -
holdt sammen i et lillebitte område af stærke kræfter, helt
forskellige fra elektriske og magnetiske; kræfter, hvis beskrivelse
udgør et problem, som endnu i dag langt fra har fundet sin
fuldstændige løsning.
Chadwicks neutroner blev for deres vedkommende
også sonder og frembragte kernesønderdelinger i stor overflod,
fordi de ikke blev holdt borte fra kernen af den positive kerneladning.
Sådanne forsøg ledte i årene lige før krigen til
Hahns opdagelse af, at der blandt de sønderdelingsprodukter, der
fremkom når uran omdannedes ved beskydning med neutroner, fandtes
barium, godt halvdelen af den oprindelige kerne, men kun omkring halvdelen -
og derved til kernefission.
Selv dette var kun begyndelsen. I de meget energirige
partikler i den kosmiske stråling, i kernerne der accelereres af
kæmpemæssige moderne acceleratorer til energier hundrede gange
så store som Rutherfords alfapartiklers, har vi fundet nye sonder til
at bringe nye fænomener for dagen; det subnucleare stofs historie er
begyndt at udfolde og forgrene sig. En helt ny familie af hidtil ukendte og
for størstedelen oversete og uventede objekter begyndte at dukke op
fra kernesammenstødene. De første af disse var de forskellige
mesoner, nogle ladede og nogle uladede, omtrent ti gange lettere end protonen
og et par hundrede gange tungere end elektronen.
I de senere år er en voksende mangfoldighed af
objekter tungere end mesonen kommet for dagen, andre objekter tungere end
selv protonen, hvis navne stadig ændres fra måned til måned
ved højtidelige konferencer. Fysikerne kalder dem, vagt og temmelig hjælpeløst,
"de nye partikler". De er uden undtagelse ustabile ligesom
neutronen. De sønderdeles efter en tid, som varierer fra en
milliontedel til mindre end en milliardtedel af et sekund, til andre, lettere
komponenter. Nogle af disse komponenter er også nye i fysikken og er
selv ustabile. Vi ved ikke, om vi skal sige om disse objekter, at de udsendes
fra kernestoffet eller skabes ved sammenstødet; vi ved heller ikke,
hvordan vi skal give dette spørgsmål en klar mening. Vi ved
ikke, hvorfor de har den masse og den ladning, som de har; hvorfor de, og
netop de, eksisterer; hvorfor de sønderdeles som de gør, eller
ret meget andet om dem. De er den største gåde i vore dages
fysik.
Men alt dette er nutid; og de var ikke gåderne
på Rutherfords tid. Det er disse vi skal vende os til i de
følgende foredrag. De bliver tydelige, når vi prøver at
udlede og beskrive egenskaberne af Rutherfords atom ved hjælp af den
newtonske mekanik. Forsøgene på at gennemføre en
sådan beskrivelse mislykkedes. Naturens atomer er radikalt, dramatisk
forskellige fra atomer, der er opbygget, som Rutherford fandt, af elektroner
og små kerner, underkastet de kræfter Rutherford opdagede, og som
bevæger sig efter Newtons love. Utilstrækkeligheden af denne
klassiske beskrivelse viste sig at være en vigtig ledetråd, en af
de få ledetråde, i atomhistorien. Vi lærte, før
historien var endt, at mere end den newtonske mekanik måtte
ændres, hvis vi skulle forstå og beskrive vore erfaringer om
atomare systemer. Vi ville blive nødt til på meget
væsentlige punkter at ændre vore forestillinger om f.eks.
kausalitet, og endda om arten af objektivitet af dele af den fysiske verden.
Vi skulle på en helt uventet måde blive mindet om selve den
menneskelige erkendelses natur og begrænsninger såvel som dens
magt. Det er hovedsageligt af denne grund, at historien om udforskningen af
atomernes verden har syntes mig så fuld af belæring for os alle,
for lægmænd såvel som for fagmænd. For den har
genkaldt træk af gammel visdom, som vi godt kan lægge os på
sinde i menneskelige anliggender.
Før disse store forandringer kunne afsluttes,
og den mærkelige situation opklares, måtte mange nye ideer og
beskrivelsesmåder indføres. Vi lærte ord, som vi ikke
havde kendt, som "kvantum" og "tilstand", ord som
"korrespendens" og "komplementaritet", ord med en ny
betydning for fysikken. Af disse ord kom "korrespondens" til at
stå for de konservative og traditionelle træk ved den nye fysik,
som forbandt den med den tidligere fysik; hvorimod
"komplementaritet", som vi skal se, beskrev de nye, i Newtons fysik
ukendte træk, som har gjort vor hele forståelse af naturens
verden bredere og mere menneskelig.
Tid og erfaring har afklaret, forfinet og beriget vor
forståelse af disse begreber. Fysikken har forandret sig siden da. Den
vil forandre sig endnu mere. Men hvad vi har lært hidtil, har vi
lært godt. Omend det er radikalt og fremmedartet, og en belæring
som vi næppe vil glemme, så tror vi, at fremtiden vil blive endnu
mere radikal - ikke mindre, endnu mere fremmedartet - ikke mere velkendt, og
at den vil have sine egne nye indblik i behold for den forskende
menneskeånd.
Vor forståelse af atomfysikken, af det vi kalder kvanteteorien for
atomare systemer, tog sit udspring ved århundredskiftet og fik sin
store syntese og afrunding i tyverne. Det var en heroisk tid. Det var ikke
én mands værk; det beroede på samarbejde mellem snesevis
af forskere fra mange forskellige lande, men fra først til sidst var
det Niels Bohrs dybt skabende og subtile og kritiske ånd, som viste vej
for, styrede, uddybede og til slut forvandlede foretagendet. Det var en tid
med tålmodigt arbejde i laboratoriet, med afgørende
eksperimenter og dristig handling, med mange vildspor og mange uholdbare
formodninger. Det var en tid med alvorlig brevveksling og hastigt
sammenkaldte konferencer, med debat, kritik og strålende matematisk
improvisation.
For de, der deltog, var det en skabende tid; der var
skræk såvel som opstemthed i deres nye indsigt. Den vil
sandsynligvis ikke blive nedskrevet særlig udførligt som historie.
Som historie vil dens genskabelse kræve kunst så stor som
historien om Ødipus eller historien om Cromwell, og dog udspilledes
den i en handlingssfære så fjern fra vore daglige erfaringer, at
den næppe vil blive kendt af nogen digter eller nogen historiker. I
andre retninger vil der igen komme sådanne tider. De fleste af os er
overbevist om, at vi i dag i vor udforskning af den sub-atomare og den
sub-nucleare verden er ved at lægge grunden til en anden sådan
tid for os eller for vore sønner. Fysikkens stærke udvikling i
enorme og stadig mere komplicerede laboratorier i midten af det tyvende
århundrede, såvel som den voksende forfinelse af den matematiske
analyse, har ændret mange af denne nye krisetids vilkår. Vi tror
ikke, at de også har ændret dens heroiske og skabende karakter.
Da der begyndte at blive givet undervisning i
kvanteteori ved universiteter og institutter, blev den doceret af de, der
havde deltaget i eller havde været engagerede tilskuere ved dens
opdagelse. Noget af opdagerens spænding og forundring var i deres
undervisning; nu, efter tyve eller tredive år, bliver undervisningen
varetaget, ikke af dens ophavsmænd, men af nogle, som har lært af
andre, som har lært af disse ophavsmænd. Den bliver doceret, ikke
som historie, ikke som et stort eventyr om menneskelig erkendelse, men som et
stykke kundskab, som et sæt af metoder, som en videnskabelig disciplin
til brug for forskeren ved forståelse og udforskningen af nye
fænomener i det mægtige arbejde for videnskabens fremskridt,
eller i sine anvendelser til opfindelser og til praktiske formål. Fra
at være genstand for vort videbegær og vor undersøgelse er
den blevet et instrument for forskerne, som de skal tage for givet, som de
skal bruge, som de skal lære som en arbejdsmåde, ligesom vi
lærer vore børn at stave og at lægge sammen.
Det vi må prøve at gøre i disse
foredrag, er noget helt andet. Dette er ikke en skole, hvor vi skal
lære atomfysikkens håndværk. Selv de vigtigere dele af
dette - brugen af de eksperimentelle redskaber, de matematiske metoder,
teorierne, opfindelserne, instrumenterne og teknikken, som definerer
atomfysikkens problemer, som fremdrog paradokserne, beskrev fænomenerne
og lå under nødvendigheden af en syntese - kender vi ikke fra
vor egen erfaring. Vi må tale om vort emne, ikke som specialiserede
forkere, men som mennesker, der gennem analogi og beskrivelse, og med en
positiv og tillidsfuld indstilling, prøver at forstå, hvad andre
mennesker har gjort og tænkt og fundet. Således lytter folk til
soldater, der vender hjem og beretter om kampe med strabadser og heltemod
uden sidestykke, eller til opdagelsesrejsende fra det høje Himalaya,
eller til fortællinger om alvorlig sygdom, eller om en mystikers
forening med sin gud. Sådanne historier fortæller kun lidt af det
fortælleren har at fortælle. De er de tråde, som binder os
sammen i fællesskab og gør os til mere end enkeltmennesker.
Her har vi så vore atomer. Deres bestanddele
såvel som de kræfter, der virker mellem bestanddelene, er blevet
afsløret af Rutherford og hans alfapartikler, og ved foruden
alfapartikler at benytte elektroner og lys som sonde. Der er kernen med
næsten hele atomets masse og næsten intet af dets rumfang og med
en ladning, som angives af atomnummeret og svarer til antallet af elektroner,
der omgiver kernen i det normale atom. Vi har de simple tiltræknings-
og frastødningslove, kendt fra de makrofysiske, dagligdags erfaringer
med elektricitet. Modsatte ladninger tiltrækker og ens ladninger
frastøder; og kræfterne aftager ligesom Newtons omvendt
proportionalt med kvadratet på afstanden.
På Rutherfords tid syntes det rimeligt, hvad
der i lys af vor moderne fysik ikke helt er tilfældet i dag, at opdele
problemet om atomernes struktur i tre spørgsmål: hvad er atomets
bestanddele; hvad er kræfterne og kraftlovene, der virker mellem disse
bestanddele; hvordan bevæger bestanddelene sig under disse
kraftpåvirkninger? Vi ved, at selv i atomproblemerne gælder denne
opdeling ikke fuldstændig strengt; de nødvendige forfinelser er
dog ubetydelige og har i det store og hele kunnet udføres. De
består i at tage hensyn til virkningen af partiklernes egen
bevægelse på kræfterne mellem dem og i nogle tilfælde
til den ændring af partikelegenskaberne, som dog er meget lille i
atomstrukturer, der skyldes tilstedeværelsen af andre partikler og af
de kræfter, som disse udøver. Disse ændringer er dog ikke
små, når det drejer sig om kernen; vi har tydelige, omend
indirekte, beviser herpå i de mærkelige partikler, som så
let fremkommer, når kerner udsættes for voldsomme
sammenstød.
Atomet har altså en tung, elektrisk ladet
kerne; atomet som helhed er neutralt og har et tværsnit, der er 10.000
til 100.000 gange så stort som dets lille kerne. Resten af atomet
består af elektroner og elektriske felter - elektroner som findes i alt
stof, og som bestemmer næsten alle dets kemiske såvel som de
fleste af dets sædvanlige fysiske egenskaber. Der vil være netop
så mange elektroner i atomet, som dets atomnummer, dets kerneladning,
angiver; dette gør atomet som helhed neutralt. Der vil være 1
elektron i brint og 13 i aluminium og 92 i uran. Dette var bestanddelene; og
kraftlovene er i hovedsagen simple, kun komplicerede i deres yderste
forfinelse. Elektronen føler en tiltrækkende Coulomb-kraft
hidrørende fra kernen, tiltrækkende eftersom elektronen og
kernen er modsat ladet, og igen aftagende med afstanden på samme
måde som gravitationskræfterne ifølge Newtons lov. For
brints vedkommende betyder dette en simpel situation: to legemer med en kraft
imellem sig, der i sin struktur er identisk med den, som Solen udøver
på planeterne; to legemer, små i sammenligning med atomets
størrelse, så de næsten aldrig berører hinanden, og
således at forholdene under deres berøring altså kun kan
spille en ubetydelig rolle. Kraftloven er blevet bekræftet ved
beskydning ikke blot med de partikler, hvormed den oprindelig blev opdaget,
men også ved beskydning med elektroner, først og fremmest fra de
naturligt radioaktive stoffers betastråler. For andre atomers
vedkommende er der yderligere den elektriske frastødning mellem de
forskellige elektroner, der til en vis grad kompenserer for
kernetiltrækningen. Og dertil kommer de velkendte matematiske
vanskeligheder ved en kvantitativ beskrivelse af, hvordan et system med mange
partikler opfører sig.
Men ved brint skulle der ikke foreligge nogen
vanskelighed. Her har vi i det væsentlige et enkelt, let legeme, en
elektron, der bevæges af en simpel og velkendt kraft. Beskrivelsen af
dette system burde være et fuldendt eksempel på newtonsk dynamik
og burde i alle detaljer være forståelig ved hjælp af alt
det, som det nittende århundrede havde opdaget om opførslen af
ladede partikler i bevægelse og den elektromagnetiske stråling,
der frembringes når de accelereres.
Men således gik det ikke. På det der
synes at være de enkleste spørgsmål er vi
tilbøjelige til at give enten intet svar eller et svar, som ved
første blik minder mere om en mærkelig katekisering end om
fysikkens ligefremme udsagn. Hvis vi for eksempel spørger, om
elektronens beliggenhed forbliver den samme, må vi sige:
"nej"; hvis vi spørger, om elektronens position ændres
med tiden, må vi sige "nej"; hvis vi spørger, om
elektronen er i hvile, må vi sige "nej"; hvis vi spørger
om den er i bevægelse, må vi sige "nej". Buddha har
givet sådanne svar, når han blev spurgt om, hvad der hændte
et menneskes jeg efter døden; men disse svar er ikke almindelige inden
for den tradition, som det syttende og attende århundredes videnskab
har skabt.
Lad os derfor igen se på, hvordan et brintatom
skulle være, hvis vi kunne anvende Newtons love og hele det klassiske
billede af stof i bevægelse på den simple model. Elektronen er
bundet til sin kerne, ligesom Jorden eller Venus er bundet til Solen. Den
skulle, således som Kepler fandt og Newton forklarede, bevæge sig
rundt i en ellipse. Ellipsens størrelse kunne variere fra atom til
atom, ligesom planeternes baner er forskellige, alt efter den måde
hvorpå de blev dannet, og hvilken historie de har haft, og ligeledes
kunne formen af banerne være forskellig, oval eller rund. Et brintatom
skulle ikke have nogen bestemt størrelse eller bestemte egenskaber; og
når vi forstyrrer det med en af vore sonder, eller når det
forstyrres i naturen, skulle vi ikke vente, at det vender tilbage til en
størrelse og en form, som overhovedet ligner dem, det havde i
begyndelsen. Det er ikke alt - der er endnu mere mystiske punkter. Når
en ladning bevæger sig på nogen anden måde end retlinet,
skulle den udsende elektromagnetisk stråling. Det er, hvad vi ser i enhver
radioantenne. I vor model skulle denne stråling i tidens løb
tappe elektronens energi for at tilvejebringe den energi, som udsendes i form
af lysbølger; og ellipsen, langs hvilken elektronen bevæger sig,
skulle blive mindre og mindre, efterhånden som den kommer nærmere
til sin tiltrækkende sol og mister sin energi. For et system på
størrelse med brintatomet, som vi finder det i naturen, med en
udstrækning på nogle få hundrededele af en milliontedel af
en centimeter, skulle denne proces foregå meget hurtigt; og atomet
skulle blive langt, langt mindre end atomare dimensioner på meget
mindre end en milliontedel af et sekund. Farven af det lys, som elektronen
udstråler, skulle bestemmes af dens omdrejningstid; denne skulle
også være tilfældig, forskellig fra bane til bane,
skiftende i tidens løb, efterhånden som banerne skrumper ind og
forandres. Således er det billede, som den klassiske fysik - den
newtonske fysik -forudsiger for brintatomet, hvis Rutherfords model er
rigtig.
Det kunne næppe være længere fra
sandheden. Efter alt hvad vi ved, er uforstyrrede brintatomer alle identiske.
De har samme størrelse, og ethvert af dem har de samme egenskaber som
ethvert andet, uanset dets historie, når blot det har mulighed for at
komme sig af en forstyrrelse. De består i det uendelige. Vi betragter
dem med rette som fuldstændig stabile og uforandrede. Når de er
uforstyrrede, udstråler de ikke lys eller anden elektromagnetisk
stråling, hvad de jo heller ikke kunne, hvis de skulle forblive
uændrede. Når de forstyrres, stråler de somme tider, men
farven af det lys, som de udsender, er ikke tilfældig og kontinuert,
men falder i brintspektrets skarpe linier. Selve denne stabilitet,
udstrækning og specifikke karakter er fuldstændig
uforståelig på grundlag af den klassiske fysik; og på
grundlag af den klassiske fysik er der ingen længde, som vi kan
definere ved hjælp af masserne og ladningerne af atomets bestanddele,
og som overhovedet er af samme størrelsesorden som atomets faktiske
dimensioner.
Også i andre henseender viser atomsystemer en
ejendommelig mangel på kontinuitet, som er helt i modstrid med den
newtonske dynamiks egenskaber. Hvis vi beskyder atomer med f.eks. en
strøm af elektroner, vil elektronerne i reglen miste noget af deres
oprindelige energi, men disse tab er ikke tilfældige i størrelse.
De svarer til bestemte, veldefinerede energiforskelle, karakteristiske for
det omhandlede atom, reproducerbare og ikke særlig vanskelige at
måle. Når et atom bestråles med lys, vil en elektron blive
udsendt, hvis, og kun hvis, energien af dette lys overstiger et bestemt
minimum, der kaldes den fotoelektriske tærskel. Det var i virkeligheden
denne opdagelse, som i de første år af århundredet satte
Einstein på sporet af et træk hos lyset, der var næsten lige
revolutionerende for vor forståelse af lyset og for vor
forståelse af atomare systemer. Nøjagtigere udtrykt består
dette træk i følgende: Når man ændrer frekvensen af
det lys, der skinner på et legeme, vokser energien af de udsendte
elektroner lineært med frekvensen; lineært - det betyder proportionalt.
Proportionalitetskonstanten, som forbinder energi med frekvens, er det nye
symbol for atomernes verden. Den kaldes Plancks konstant, eller
virkningskvantet, og den giver et mål for energien udtrykt ved
frekvensen. Den er det heraldiske symbol over porten til den nye verden; og
den førte Einstein til den dristige, skønt på den tid
næppe forståelige konklusion, at lys, som vi kender som en
elektromagnetisk forstyrrelse, som hurtigt skiftende elektriske felter, et
kontinuert fænomen, der forplanter sig i rum og tid som en
bølge, desuden og ikke desto mindre er korpuskulært,
består af energiportioner bestemt af lysets frekvens og af Plancks
konstant. Når et materielt system absorberer lys, absorberer det
sådan en portion eller et sådant kvantum af energi, hverken
mindre eller mere; og den diskontinuerte karakter af energiudvekslingen
mellem et atom og en elektron har sin parallel i den diskontinuerte karakter
af den energi, der udveksles, når stråling absorberes eller
udsendes.
Vi skal mere end én gang komme tilbage til lys
som bølger og lys som kvanter. Men hvor radikalt et problem dette
frembyder for hvor forståelse, kan vi straks se af hele den klassiske
optik, af Huygens' arbejde og dets matematiske videreudvikling af Fresnel, og
endnu klarere af dets elektromagnetiske tydning af Maxwell. Vi ved, at
lysbølger interfererer. Det vil sige, vi ved at hvis der er to
lyskilder, så vil den lysintensitet, som findes et eller andet sted,
ikke nødvendigvis være sammensat af summen af, hvad der kommer
fra de to kilder; den kan være større, og den kan være
mindre. Vi ved fra utallige forsøg, hvordan vi skal beregne, og
hvordan vi skal beregne korrekt, hvad interferensen af kilderne vil vise sig
at være. Hvis vi har lys, der falder ind på en skærm, som
er uigennemsigtig, og der er to huller i skærmen, ikke for store og
ikke for langt fra hinanden i forhold til bølgelængden, så
vil bølgerne der kommer fra det ene hul, føje sig til dem, der
kommer fra det andet. På de steder, hvor to toppe af disse
bølger falder sammen, vil vi få mere lys end summen af de to.
Hvor en bølgetop og en bølgedal falder sammen, vil vi få
mindre; og således iagttager og forstår og forudsiger og er vi
helt sikre på disse interferensfænomener.
Prøv engang at beskrive dette ved hjælp
af en strøm af partikler eller kvanter. Hvis et af disse kvanter, som
karakteriserer både lysets udsendelse fra kilden og dets registrering -
lad os sige af øjet eller af den fotografiske plade eller fotocellen
på den anden side af skærmen - hvis altså et kvantum
går gennem et af hullerne, hvordan kan tilstedeværelsen af det
andet hul, som kvantet ikke gik igennem, have indflydelse på dets
skæbne? Hvordan kan der være nogen videnskab eller nogen
forudsigelse, hvis tingenes tilstand langt borte fra kvantets bane kan
bestemme dets opførsel? Netop dette spørgsmål og vor
langsomme besvarelse af det vil sætte os i gang med opklaringen af
atomverdenens fysik.
Det første store skridt, der blev taget
længe før kvanteteoriens krise, var at finde en måde at
beskrive atomernes opførsel på uden at forglemme den tidligere
mekanik og elektrodynamik, men vel vidende, at man her havde at gøre
med noget nyt og forskelligt og var tvunget til at udskyde besvarelsen af
spørgsmålet om forbindelsen mellem de nye og de gamle love. Dette
er Bohrs første teori. Den har givet os symbolet på atomernes
verden: kernen og en serie af cirkler og ellipser, der på billedlig
måde fremstiller atomets tilstand. Vi benytter det i dag, skønt
vi ved langt mere detaljeret og langt mere fuldstændigt, hvad Bohr
vidste, da han foreslog det: at det i bedste fald var en midlertidig og
ufuldstændig analogi. Bohrs første postulat var: at der i hvert
atom var stationære tilstande, hvis stabilitet og specifikke karakter
ikke kunne forstås ved hjælp af klassisk dynamik. Den laveste af
disse tilstande, den med den mindste energi, grundtilstanden, er
fuldstændig stabil. Med mindre vi forstyrrer den, vil den forblive
uforandret. De andre tilstande kaldes anslåede tilstande, og de kan
anslås ved sammenstød eller stråling eller anden
forstyrrelse. Også de er stabile i en forstand, der er
uforståelig ud fra Newtons teori. Deres stabilitet er dog ikke absolut.
Ligesom disse tilstande kunne nås ved en overgangsproces fremkaldt af
sammenstød eller forstyrrelse, således kan et atom vende tilbage
til tilstande med lavere energi, enten ved yderligere sammenstød eller
spontant. Ved disse spontane ændringer udsender det stråling, som
svarer til den stråling, der i den klassiske teori ville gøre al
bevægelse ustabil. I simple tilfælde er disse stationære
tilstandes energi og nogle af deres egenskaber, som f.eks. deres form,
identiske med eller næsten identiske med energien og nogle af
egenskaberne af de newtonske baner. Men dette ophører med at gælde,
allerede når vi går fra brint til helium med dets to elektroner.
Det er kun delvis sandt for brints vedkommende; og de regler, som Bohr
opstillede til bestemmelse af karakteren af de baner, der ville svare til
stationære tilstande, de såkaldte kvantebetingelser, erkendte han
fra begyndelsen som ufuldstændige og provisoriske. Vi ved nu, at
tilstandene slet intet har at gøre med banen; at det element af
tidsmæssig forandring, som er karakteristisk for en bane, ikke findes
hos disse tilstande; og at selve banebegrebet kun kan anvendes på stofs
bevægelse, når den stationære tilstand ikke er defineret,
og at en stationær tilstand kun kan eksistere, når der
overhovedet ingen mulighed er for at beskrive en bane.
Det var den første regel. Og hvordan lyder den
anden? Den anden regel er, at et atom kun kan ændres ved at gå
fra tilstand til tilstand; at dets energi ændres med energiforskellen
mellem tilstandene; og at lysets frekvens, når denne udveksling af
energi sker ved absorption, emission eller spredning af lys, vil være
knyttet sammen med energien gennem Einsteins og Plancks relation. Energien
vil være frekvensen multipliceret med virkningskvantet. Atomspektre
afslører således direkte energiforskelle mellem tilstande, og
derved kommer hele spektroskopiens område til at bære vidnesbyrd
om de atomare tilstandes beliggenhed og egenskaber, og vi begynder at
lære, hvilke af disse tilstandes egenskaber, der svarer til klassiske
baners og hvilke der ikke svarer til sådanne.
Men hvad skal vi mene om selve overgangene? Finder de
sted pludseligt? Er de en meget hurtig bevægelse fra en bane til en
anden? Er de kausalt bestemte? Altså, kan vi sige, hvornår et
atom vil gå fra den ene af dets tilstande til den anden, når vi
forstyrrer det; og kan vi finde ud af, hvad det er, som bestemmer dette tidspunkt?
På alle disse spørgsmål viste svaret sig at være
"nej". Vi lærte at spørge om, ikke hvad der bestemmer
tidspunktet for overgangen, men sandsynligheden for overgangen. Det vi
behøvede at forstå var ikke forholdene under overgangen, men
umuligheden af at anskueliggøre overgangen ved hjælp af stof i
bevægelse - en endnu mere radikal umulighed end umuligheden af at
anskue selve tilstanden. Vi lærte at acceptere, og vi lærte
senere at forstå, at et atomart systems opførsel ikke kan
forudsiges i detaljer; at det for et stort antal atomare systemer med den
samme forhistorie og, lad os sige, i samme tilstand ville gælde, at
statistisk forudsigelse var mulig med hensyn til, hvordan de ville
opføre sig, hvis de blev overladt til sig selv, og hvordan de ville
reagere på indgreb; men at vi intetsteds i vort arsenal af
eksperimentelle undersøgelsesmetoder ville finde én, som kunne
sige os, hvordan et individuelt atom faktisk vil opføre sig. Vi
så i selve hjertet af den fysiske verden, at det var forbi med den
fuldstændige kausalitet, som havde syntes et så typisk træk
hos den newtonske fysik.
Hvordan kunne alt dette forholde sig således
uden at ødelægge den verden, vi kendte så godt? Store
legemer er naturligvis bygget op af atomer. Hvordan kunne kausaliteten for
projektiler og maskiner og planeter fremkomme af akausal atomar
opførsel? Hvordan kunne banekurver, hastigheder, accelerationer og
beliggenheder genopstå af denne mærkelige tale om tilstande,
overgange og sandsynligheder? For hvad der var sandt i går, vil stadig
være sandt, og ny erkendelse kan ikke gøre gammel erkendelse
forkert. Er der en mulig enhed mellem de to verdener, og hvad er dens natur?
Dette er korrespondensproblemet. Hvilke love der end
bestemmer opførslen af lys eller af elektroner i atomer eller andre
dele af den atomare verden, så må disse love, når vi
nærmer os mere og mere til de makrofysiske erfaringers tilvante
område, komme i stadig nærmere overensstemmelse med de love, som
vi ved er sande. Det er dette, vi kalder korrespondensprincippet. Det
centrale i dets formulering er virkningskvantet, hvis endelige
størrelse kendetegner de nye træk ved atomfysikken. Derfor siger
fysikeren, at hvor virkningerne er store i sammenligning med
virkningskvantet, der vil Newtons og Maxwells klassiske love gælde. I
praksis betyder dette, at når masse og afstande er store sammenlignet
med elektronens og atomets størrelse, vil den klassiske teori
være rigtig. Når energierne er store og tiderne lange,
sammenlignet med atomare energier og tider, behøver vi ikke at
korrigere Newton. Hvor dette er tilfældet, vil atomfysikkens
statistiske love lede til sandsynligheder, der mere og mere bliver til
visheder, og atomteoriens akausale træk vil blive uden betydning, idet
de vil gå tabt gennem den mangel på nøjagtighed, hvormed
det er naturligt at stille spørgsmål om begivenheder i stor
målestok.
I hænderne på Bohr og hans skole skulle
dette korrespondensprincip vise sig at være et kraftigt
hjælpemiddel. Det sagde ikke, hvad atomfysikkens love var, men det
sagde noget om dem. De måtte i denne forstand være i harmoni med
og kunne reduceres til de makrofysiske love. Og da der til dette princip
føjedes den voksende overbevisning om, at atomfysikkens love ikke kan
have at gøre med den newtonske position, hastighed og acceleration,
som karakteriserer en partikel, men i stedet må omhandle atomets
iagttagelige træk - energierne og de stationære tilstandes
egenskaber, sandsynlighederne for overgange mellem disse tilstande - så
var grunden lagt for opdagelsen af kvantemekanikken.
Korrespondensprincippet - dette krav om, at
atommekanikkens nye love skulle falde sammen med den newtonske mekaniks love
for legemer og begivenheder i stor målestok - var således et
værdifuldt hjælpemiddel for forskningen. Herudover belyser det væsentlige
træk vedrørende forholdet mellem nye opdagelser og gammel
kundskab i videnskaben; den gamle viden, som udgør selve midlet for at
opnå den nye, må i sit gamle område forblive intakt; kun
når vi har forladt dette område, kan den overskrides.
Selv når en videnskabelig opdagelse, eller en
ny teori, synes mest sammenhængende og mest omfattende, handler det
altid om et eller andet nyt eller paradoksalt element inden for en ramme af
langt større, uanalyserede, uartikulerede reserver af kundskab, erfaring,
tro og forudsætninger. Vore fremskridt er begrænsede; de lader en
umådelig verden urørt og tager den for givet.
Dette er en af grundene til, at vi, hvor nye eller
vidtrækkende opdagelser end kan være, hverken kan eller
behøver at genopbygge forstandens hus meget hurtigt. Dette er en af
grundene til, at videnskaben til trods for alle sine revolutioner er
konservativ. Dette er grunden til, at vi må acceptere den kendsgerning,
at ingen af os virkelig vil komme til at vide særlig meget. Dette er
grunden til, at vi må søge trøst i den kendsgerning, at
vi når alt kommer til alt ved mere og mere.
Under udforskningen af atomernes verden er vi rejst til et nyt land,
mærkeligt for de, der har levet i den newtonske fysiks tilvante verden,
mærkeligt selv for Newtons eget fantasirige og vidtskuende syn.
"Gud dannede i begyndelsen stoffet i faste, tunge, hårde,
uigennemtrængelige, bevægelige partikler ..." skrev han.
Vi har vore atomer; vi prøver at forstå
dem. Vi har det simpleste af atomerne, brintatomet, med en enkelt proton som
kerne og en enkelt elektron til at fuldende det. Men bestanddelene
følger ikke Newtons bevægelseslove. Alle brintatomer synes at
være ens; de har en bestemt størrelse; de er stabile og ikke
forgængelige; det lys, som de udsender, er ikke, hvad en elektron,
kredsende i stadig mindre ellipser, ville udstråle. De har en
stabilitet, som ikke hidrører fra Newtons mekanik. Når de
forstyrres af lys eller elektroner eller andet stof, optager de energi i
bestemte kvanter, karakteristiske for atomet. De beskrives ved hjælp af
tilstande - tilstande, som ikke er baner, skønt de har nogle af de
samme egenskaber som visse baner. Tilstandene er stabile, eller næsten
stabile. Overgange mellem dem, forårsaget af forstyrrelse eller
optrædende spontant under udsendelse af lys, sker tilfældigt. Vi
kender ikke årsagen til den enkelte overgang, men kun, og i bedste
fald, deres sandsynlige fordeling i tiden; vi har heller ikke noget rumtidsbillede
af, hvad overgangene er for noget. Disse akausale atomer danner den tilvante
verden af store legemer, baner og de newtonske love. De love, som beskriver
atomernes opførsel, de stationære tilstande og overgangene,
reduceres på grund af korrespondensen til de newtonske love, når
de anvendes på store systemer.
Heisenbergs opdagelse af disse love kunne i sig selv
have ført til alt det, vi nu ved om kvanteteorien, men den blev
faktisk suppleret med nye opdagelser inden for beslægtede
områder, som gør fremstillingen og forståelsen lettere og
mere direkte. Selv disse er imidlertid både fremmedartede og abstrakte;
og jeg er bange for, at ingen fremstilling kan være helt uden
vanskeligheder.
Vort problem har at gøre med den
såkaldte bølge-partikel dualitet. På den ene side har vi
lys, der i detaljer beskrives som en kontinuert elektromagnetisk
bølge, elektriske og magnetiske felter, der ændres med en
frekvens, som bestemmer lysets farve, og med en amplitude, som bestemmer dets
intensitet. Lysbølger adskiller sig kun fra radiobølger i
én henseende: deres bølgelængde er meget kortere. De
adskiller sig fra de bølger, vi ser på vand, som består i
en mere eller mindre regelmæssig forskydning af stof. Men når vi
i denne redegørelse for bølge-partikel dualiteten taler om
bølger, som vi bliver nødt til, betyder dette noget helt
abstrakt, noget der er fælles for lys-, radio- og vandbølger.
Det betyder en bestemt tilstand, som er fordelt i
rummet, og som skrider frem i tiden, somme tider en harmonisk, ligesom en ren
tone, og somme tider en uregelmæssig, ligesom støj. Det betyder,
at disse forstyrrelser i almindelighed føjes sammen, så at to
toppe forstærker og en top og en dal ophæver hinanden. Det
betyder, at summen af to virkninger ikke behøver at være
større end hver af dem, men kan være mindre, alt efter toppens
og dalens faser. Det betyder, at hvis vi indretter os således, at en
partikel eller lys kan gå fra et sted til et andet ad mere end
én vej, så kan sandsynligheden for at nå frem være
større end summen af sandsynlighederne svarende til de enkelte veje
eller mindre end summen af disse sandsynligheder, fordi de bølger, som
repræsenterer alternativerne, altså kan interferere med hinanden.
Når vi har at gøre med lys, har vi at
gøre med sådanne bølger; men vi har også, som
Einstein opdagede, at gøre med noget skarpt, individuelt og
diskontinuert - lyskvantet. Hver gang lys virker på stof eller
frembringes af det, finder vi portioner med en bestemt energi og impuls, der
gennem det universelle virkningskvantum er proportionale med lysets frekvens
og bølgetal. Hvad skulle man forstå ved disse kvanter? Var de
styret af bølgerne? Var de bølgerne? Var bølgerne,
når alt kommer til alt, en illusion?
Dette viste sig at være et universelt dilemma,
de Broglie foreslog, og senere fandt Davisson, at der var bølger
knyttet til elektroner. Nøjagtigere udtrykt viste Davissons
forsøg, at også elektroner, når de spredes ved den
regelmæssige forstyrrelse, som de får ved at gå igennem en naturlig
krystal, udviser de samme tegn på interferens, de samme umiskendelige
tegn på superposition af bølger, som lys og som
røntgenstråler; og senere eksperimenter viste, at dette
ligeledes gælder for alle de andre partikler - protoner, neutroner og
for atomerne selv. Det ville også gælde for store legemer; blot
er deres bølgelængde på grund af Plancks konstants
lidenhed så umådelig lille og bliver fuldstændig ubetydelig
i sammenligning med deres dimensioner og med nogen praktisk mulighed for at
bestemme deres beliggenhed og omrids.
Alle de spørgsmål, som gav anledning til
så meget hovedbrud med hensyn til forholdet mellem Einsteins kvanter og
Maxwells bølger, var således lige så skarpe og lige
så vanskelige, når det drejer sig om materiens bølge- og
partikelegenskaber. Opklaringen af disse spørgsmål er
atomteoriens hjerte. De blev bragt til det kritiske punkt af en anden stor
opdagelse - Schrödingers opdagelse af bølgeligningen.
I sin oprindelige dristige form var dette opdagelsen
af en simpel lov for forplantningen af elektronbølger - en naturlig almindeliggørelse
af forbindelsen mellem bølgetal og impuls, mellem energi og frekvens,
en almindeliggørelse som ikke desto mindre var egnet til at beskrive
atomsystemers grove træk, og de fleste af stoffets velkendte egenskaber.
Denne ligning havde mange slags løsninger. Nogle var stationære,
uforandrede i tiden, med en frekvens og energi, som svarede til atomers
stationære tilstande. Den samme ligning havde andre løsninger af
en helt anden art, der repræsenterede banen af en elektron,
således som denne tog sig ud, når elektronen krydsede Wilson
tågekammeret. Den havde også andre løsninger, sammensat
ved addition af forskellige stationære tilstande med deres forskellige
typiske frekvenser. Disse løsninger var ikke stationære, men
varierede i tiden med frekvenser svarende til atomers og molekylers spektrum.
Men hvad var disse bølger for noget? Hvad
beskrev de? Hvordan var de knyttet til de måder, hvorpå vi
iagttager og studerer atomare systemer, til Rutherfords sonder, til
sammenstødene og forstyrrelserne af atomer? Schrödinger forstod,
at den klassiske fysiks verden på en eller anden måde ville
fremkomme af hans ligninger, så snart bølgelængderne var
tilstrækkeligt små; så ville legemers og planeters baner
være ligesom den geometriske optiks lysstråler. Men hvad
betød bølgerne, når dette ikke var tilfældet?
Det ville ikke have været noget svar på
dette spørgsmål at forsøge at tyde bølgerne som en
mekanisk forstyrrelse i et eller andet mekanisk medium; for de
spørgsmål, som krævede svar, havde at gøre med
problemer om stationære tilstande og om elektroners opførsel og
ikke med et substrat, der var utilgængeligt for iagttagelse. En
sådan vej blev heller ikke fulgt. Det nedslående resultat af et
tilsvarende forsøg for elektromagnetiske bølgers vedkommende var
afgørende. På et tidspunkt, hvor selve grundlaget for den
klassiske mekanik var ved at blive ændret, syntes det ikke fornuftigt,
og det har faktisk heller aldrig været muligt, at omtyde denne
revolution i klassisk-mekaniske begreber.
Der var et andet blindspor. Det blev på et vist
tidspunkt foreslået, at bølgerne, som de spredtes og
bevægedes, på en eller anden måde skulle repræsentere
den skiftende form, udstrækning og bevægelse af selve elektronen;
når forstyrrelsen blev større, blev elektronen større;
når bølgen bevægede sig hurtigere, bevægede
elektronen sig hurtigere. Men for denne tydning var der en uoverstigelig
vanskelighed. Hver gang vi kigger efter partiklens position, ikke direkte med
øjet, men med dets naturlige udvidelse, nemlig ved at se gennem et
mikroskop, finder vi den ikke spredt ud; vi har aldrig fundet en del af den
på det sted hvor vi kiggede. Enten var den der, eller også var
den der ikke - det hele eller intet af den. Hver gang vi prøvede at
måle en elektrons hastighed eller dens impuls, fandt vi aldrig, at en
del af den bevægede sig med én hastighed og en del med en anden;
der var altid én elektron, én hastighed, ét svar
på et eksperimentelt spørgsmål. Spredningen af bølgerne
i rummet betød således ikke, at elektronen selv spredtes, men at
sandsynligheden eller chancen for, at vi finder elektronen, når vi
kigger efter den, spredes ligesom bølgen gør.
Og således kom man til den opfattelse, at disse
bølger beskriver en tilstand, opsummerer den information, vi har om
elektronen, at de altså er langt mere abstrakte end nogen bølge
vi hidtil har mødt i fysikken. Deres fortolkning var statistisk
såvel som abstrakt: hvor en forstyrrelse var stor, der ville vi
sandsynligvis finde elektronen, hvis vi kiggede efter den; hvor den var lille,
ville vi sandsynligvis ikke finde noget. Hvis forstyrrelsen havde krusninger,
hvor en bestemt bølgelængde var fremherskende, ville en
måling af bevægelsesmængden sandsynligvis give os en
værdi svarende til denne bølgelængde. Dette er tydeligvis
kvalitativ tale. Det var nødvendigt at udvikle kvantitative regler for
opstillingen af en bølgefunktion til at beskrive resultatet af en
observation - eller af andre former for sikker viden, som f.eks. at et atom
er i sin laveste energitilstand; de kunne udvikles og blev udviklet; og de er
en del af kvanteteorien. Deres fremstilling forudsætter noget matematik
og kræver i det mindste en tavle. På lignende måde
udgør de simple regler, som knytter bølgefunktionens
størrelse og egenskaber sammen med de forventninger, som den
implicerer for en eller anden iagttagelse, en stringent og nødvendig
del af teorien. Men med disse bånd til at knytte bølgen til vor
kundskab og til at forbinde den med vore forudsigelser var grundlaget for den
nye fysik blevet lagt.
Det er en statistisk fysik, hvad vi kunne have ventet
fra de statistiske træk hos de atomare overgange. Dens forudsigelser
har form af påstande om sandsynlighed og kun sjældent og kun i
særlige tilfælde om vished. Lad os med dette i tankerne igen se
på vort interferensproblem og på de to huller.
Lad os tænke på en uigennemsigtig
skærm med to huller i. Lad os tænke på lys, hvis vi vil;
eller endnu bedre, lad os tænke på elektroner med given hastighed
og derfor en given bølgelængde og retning. Vi kan gøre to
forsøg med en sådan elektronkilde. I det ene vil hvert hul efter
tur være åbent et lille stykke tid, medens det andet er lukket; i
det andet vil begge huller være åbne hele tiden. Hvis vi
registrerer elektronerne på den anden side af skærmen, f.eks. med
en fotografisk plade, ser vi, at de to mønstre er radikalt
forskellige. I det ene tilfælde har vi en gennemgang gennem de to
huller hver for sig med det karakteristiske bøjningsmønster for
den bestemte bølgelængde og for huller af den bestemte diameter.
På den fotografiske film får vi simpelthen en sum af disse
mønstre. Men hvis begge huller er åbne på samme tid, sker
der noget andet. De bølger, som kommer gennem det ene, interfererer
med dem, som kommer gennem det andet; steder, der før var
sværtede, er nu usværtede, og nye pletter kommer til syne, hvor
elektronerne ankommer.
Hvis vi prøver at tænke på dette,
som om vi kunne følge elektronerne gennem det ene eller det andet af
hullerne, vil vi ikke kunne forstå, hvordan det kan gøre nogen
forskel, om det hul, som elektronen ikke går igennem, er åbent
eller lukket; og alligevel gør det en forskel. Hvis vi siger, at
effekten kan tilskrives vekselvirkningen mellem elektroner, der går
gennem de to huller, kan vi modbevise dette ved at bemærke, at
mønstret ikke ændres ved, at vi reducerer antallet af elektroner
så meget, at der næsten aldrig går to gennem de to huller
på samme tid. Det vi iagttager, er noget, der er karakteristisk for
enkelte partiklers opførsel, ikke for vekselvirkningen mellem flere.
Vi bliver således ført til at sige: i
dette eksperiment er et kendskab til, hvilket hul elektronen gik igennem,
principielt utilgængeligt for os; at det netop er muligheden for dens
passage gennem det ene eller det andet, som leder til det karakteristiske nye
interferensfænomen, de nye lyse pletter og de nye mørke pletter
på den fotografiske film. Vi drager den slutning, at hvis vi tager
skridt til at registrere, gennem hvilket af hullerne elektronen gik, ved
f.eks. at kigge efter eller ved at iagttage det lille skub, som den giver
skærmen, når den går igennem, så ville vi
ødelægge interferensvirkningerne. Vi ville så få det
samme resultat, som hvis vi faktisk havde åbnet og lukket hullerne
efter tur.
Vi ser forbindelsen mellem disse slutninger og den
kvalitative beskrivelse af situationen ved hjælp af et
bølgefelt, der nøje svarer til de argumenter, som blev gjort
kvantitative i Heisenbergs ubestemthedsprincip.
For vi lægger mærke til, at hvis vi var
sikre på, at elektronen gik igennem et bestemt af hullerne, så
måtte bølgefeltet være begrænset til dette
område; og hvis dette var tilfældet, ville det være
opbygget ikke af en enkelt bølgelængde eller
tilnærmelsesvis en enkelt, men af bølger af så
tilstrækkelig forskellige bølgelængde, at de kan
forstærke hinanden ved det ene hul og forsvinde ved det andet; og vi
ved, at sådanne bølger har mistet den kohærensegenskab,
som er nødvendig for interferens. Lidt mere almindeligt kan vi sige,
at bølger med en enkelt bølgelængde vil svare til en
elektron med en bestemt hastighed eller impuls, men en dårligt
defineret eller udefineret beliggenhed; bølgerne, som er lokaliseret
for at repræsentere en definition af beliggenhed, vil have en stor
spredning i bølgelængde og repræsentere en udefineret
hastighed eller impuls. Denne komplementære begrænsning af det
omfang, i hvilket et bølgefelt kan repræsentere både en
veldefineret position og en veldefineret impuls, er universel; den er angivet
af virkningskvantet. Den gælder ikke blot for elektroner, men for de
mere indviklede bølger, som beskriver komplicerede systemer, for
atomer og kerner og mere sammensatte stofdele såvel som for mere
elementære. Og selve den kendsgerning, at intet bølgefelt kan
give den fuldstændige definition af et objekts position og hastighed,
som var taget for givet i den klassiske fysik, udtrykker også den
begrænsning af iagttagelserne, som vi er stillet overfor i den
virkelige verden. Den betyder, at vi, når vi studerer et system,
eksperimenterer med det eller iagttager det, kan miste hele eller en del af vor
tidligere viden - og i almindelighed vil vi gøre dette, hvis vi havde
denne viden forud for eksperimentet. Eksperimentet selv - altså de
fysiske vekselvirkninger mellem systemet og den opstilling, vi benytter til
at studere det - vil ikke alene ændre vor tidligere viden, men vil i
almindelighed ændre den på en måde, som ikke kan
forfølges uden at umuliggøre den måling eller
iagttagelse, som vi var i færd med at udføre.
For at give blot et enkelt eksempel: hvis vi i
problemet med de to huller prøver at bestemme, hvilket hul elektronen
er gået igennem, ved at bestemme det skub, som den giver skærmen
ved gennemgangen, bliver vi nødt til at gøre en del af
skærmen fri, så den kan reagere på dette skub; og derved
mister vi al sikkerhed med hensyn til, hvor denne del af skærmen var,
da elektronen gik igennem den. Man har gjort mange indviklede og detaljerede
studier af, hvorledes denne begrænsning af vor viden fremkommer i et
eksperiment; men eftersom komplementaritetsprincippet så vel som
formålstjenligheden af at beskrive en tilstand ved et bølgefelt
ligger til grund for beskrivelsen af både objektet og
måleinstrumentet, belyser og tydeliggør disse eksempler blot,
hvad der i almindelighed må gælde, nemlig den universelle
begrænsning, som den klassiske fysik ikke kendte, af det omfang i
hvilket alle aspekter af et fysisk system kan defineres for det samme system
i samme forsøg.
Ved iagttagelsen af atomare systemer, ved
iagttagelsen af systemer, hvor virkningskvantets endelige størrelse
spiller en vigtig rolle, har vi stor valgfrihed med hensyn til hvilken slags
sonde, hvilken slags eksperiment, hvilken slags forsøgsanordning vi
ønsker at benytte. Svarende til enhver af disse vil der, hvis det er
et godt eksperiment, være et meningsfuldt svar, som fortæller os,
hvilken situation der foreligger. Ud fra denne og fra det bølgefelt,
som repræsenterer den, kan vi så gøre statistiske
forudsigelser af, hvad der vil ske i et følgende eksperiment.
Mulighederne for måling er mangfoldige. Vi kan gøre én
ting eller en anden; der er ingen iboende grænser for valget mellem
iagttagerens handlingsmuligheder.
Dette er et helt anderledes syn på
virkeligheden end den newtonske kæmpemaskine. Det er ikke kausalt. Der
er ingen fuldstændig kausal bestemmelse af fremtiden på grundlag
af tilgængelig viden om nutiden. Anvendelsen af kvanteteoriens love
begrænser, men definerer i almindelighed ikke resultatet af et
eksperiment. Dette betyder, at enhver iagttagelse af et system
afslører ny viden med hensyn til, hvilken tilstand det er i; en viden
som ikke eksisterede før, og som ikke kunne være opnået
ved analyse og matematisk beregning. Det betyder, at ethvert indgreb for at
foretage en måling, for at studere hvad der sker i den atomare verden -
trods al universel lovbundethed i denne verden - skaber en ny, en
enestående, ikke fuldt forudsigelig situation.
Selv i en kort omtale er der andre punkter, der
må nævnes. Vi har næsten mistet begrebet
bevægelsesligninger, nu da vi har opdaget, at selve de udtryk, hvormed
de var formulerede - position, hastighed, acceleration og kraft - ikke
samtidig kan anvendes og ikke taget under ét svarer til de ting, som
vi ved om elektronen med tilstrækkelig nøjagtighed til at have
en mening for et atomart system. I stedet for kan vi kende tilstanden, der
opsummerer for os, hvad vi har fundet ved iagttagelse; og det, der svarer til
bevægelsesligningen, må fortælle os, hvordan denne tilstand
som følge af de kræfter, der virker inden for systemet eller
på systemet, forandrer sig i tiden. Det viser sig, at dette netop er,
hvad Schrödingers ligning gør. Og denne ligning vil også,
når den anvendes på tilvante sammenhænge med tunge legemer
og store afstande, hvor virkningskvantet faktisk er så lille, at man
kan se bort fra det, beskrive bølger så tilstrækkeligt
koncentrerede i rummet, så lidt spredt ud omkring deres
middelbølgelængde, at den newtonske bane kommer til syne igen i
sin uforandrede klassiske form.
Men fra denne ene betingelse - denne opdukken af en
bane - er der lang vej til den bølge, som beskriver et atoms normale
tilstand. Tilstand og bane, ligesom sted og impuls, er komplementære
begreber; hvor det ene kan anvendes, kan det andet ikke defineres, og i en
fuldstændig beskrivelse må vi være i stand til at benytte så
det ene, så det andet, alt efter den iagttagelse vi gør og de
spørgsmål vi stiller.
Når vi her taler om iagttager og objekt, om
instrument eller sonde og det system, der skal undersøges, taler vi
ikke om menneskets bevidsthed. Vi taler om adskillelse mellem
undersøgelsesobjektet og de midler, vi benytter til at studere det.
Denne adskillelse kan gøres på mere end én måde. Vi
kan betragte Rutherfords alfapartikler som et instrument og deres reaktion
som vidnesbyrd om tilstanden. Vi kan også betragte alfapartiklen som en
del af det system vi studerer, og de blændere som definerer dens bane,
eller de felter som afbøjer den, og de skærme som registrerer
den, som instrumentet. Men ligegyldigt hvad vi gør, så vil
iagttagelsen altid blive ført over i en eller anden makrofysisk
hændelse - et lysglimt, en udløsning af en strømkreds,
stillingen af en viser på en instrumentskala - som er veldefineret og
tilvant og utvetydig, og hvor spørgsmålet om vor frihed til at
foretage den ene eller den anden iagttagelse af den ikke længere er
relevant. Atomernes verden har ikke mistet sin objektive karakter; men den
opnår denne ved hjælp af disse sammenføjninger med
eksperimenter, som vi benytter til at definere den ene eller den anden af
dens egenskaber og til at måle dem.
Det burde være klart, at det som her er
beskrevet ikke er udtryk for en sindsstemning eller en personlig
forkærlighed eller smag; det er en eksakt, skøn, kvantitativ,
umådelig alsidig og umådelig frugtbar videnskab. Det er, hvad
studenter lærer, når de forbereder sig til videre forskning i
fysikken, eller hvad de ingeniører lærer, hvis arbejde
kræver kendskab til faste stoffers fysik, eller hvad kemikere
lærer, hvis de ønsker at forstå de mere subtile træk
ved kemiske bindinger eller kemisk kinetik, eller astronomer, hvis de
ønsker at vide, hvad der sker i stjernernes indre. Man kunne gå
langt videre i beskrivelsen af denne disciplin, selv uden matematik; men
ordene ville inden længe blive uhåndterlige og fremmedartede og
næsten en mistydning af, hvad der med matematiske udtryk kan siges med
skønhed og simpelhed.
Selv nogle af kvanteteoriens mere paradoksale
træk viste sig at være knyttet til praktiske
spørgsmål af stor betydning. Et af dem, man tidligst blev
opmærksom på, og det mest mærkelige, er: hvis vi i
dagliglivet ruller en bold op ad en bakke, og den ikke har
tilstrækkelig energi til at komme over toppen, vil den rulle tilbage
på samme side; den vil ikke gå igennem bakken. Men hvis vi
beskyder sådan en bakke med alfapartikler eller elektroner, har de en
lille chance for at komme igennem, selv når de ikke kan komme over.
Dette er i nøje analogi med, at meget små objekter ikke kaster
skarp skygge i en lysstråle. På grund af sin bølgenatur
bøjer lyset omkring dem. Det svarer til, at i en situation, hvor vi
lader elektroner eller andre partikler med bestemt energi møde en
barriere, kan den kinetiske og den potentielle energi ikke hver for sig
være fuldstændig veldefineret; og hvis vi ville prøve at
registrere elektronen netop som den går igennem bakken, måtte vi
benytte et eksperiment, som kunne give elektronen tilstrækkelig energi
til, at den med fuld ret kunne være på toppen af bakken. Denne
gennemgang gennem barrierer er ikke uden betydning. Den forklarer, hvorfor de
alfapartikler, som Rutherford benyttede, somme tider kunne undslippe fra
kernen gennem en høj bakke, hvor elektrostatisk frastødning
havde holdt dem fanget i millioner af år. Den forklarer, hvorfor
atomkerner i Solen og andre stjerner, selv om de kun har en meget beskeden
energi, nu og da kommer i kontakt og reagerer med hinanden. På denne
måde lyser stjernerne på himlen, og Solen varmer og nærer
Jorden.
En anden konsekvens af stoffets bølgekarakter
er, at når partikler med meget lav hastighed og altså med meget
lang bølgelængde rammer andre stofpartikler, kan de vekselvirke
langt oftere, end hvis disse vekselvirkninger var begrænset til deres
berøring med hinanden. Selve uskarpheden i definitionen af deres
relative beliggenhed muliggør vekselvirkning, i nogle tilfælde
over afstande, der angives ikke af deres dimensioner, men af deres
bølgelængde. Det er denne omstændighed, som sammen med
mange andre tillader det sjældne uran-235, som det forekommer i
naturligt uran, at fange tilstrækkeligt mange af de neutroner, som
flyver omkring, til at opretholde en kædereaktion i en atomreaktor.
Der er endda nogle mærkelige ting om selve
elektronernes identitet og mulighederne for at identificere dem. Vi ved, at
de allesammen ligner hinanden. Deres typiske egenskaber, deres ladning, deres
hvilemasse, er de samme. Vi ville ønske, at vi forstod dette bedre;
engang vil vi utvivlsomt; men vi ved, at det er sandt. Men hvis den klassiske
fysik var hele historien, så kunne vi altid, hvis vi ønskede
det, identificere en elektron og vide, at det var den samme som den, vi havde
set før. Vi kunne følge den, ganske vist ikke uden
vanskelighed, men uden paradoks, uden modsigelse, fra hvor vi først
fandt den, gennem dens sammenstød og vekselvirkninger og
afbøjninger og ændringer, ved at følge dens bane. Hvis
den ramte en anden elektron, ville vi vide, hvilken det var, som kom ud i den
ene retning, og hvilken i den anden. Men i virkeligheden holder dette kun
stik i de specielle tilfælde, hvor sammenstødet foregår
ved så lav energi, at de to elektroner kan beskrives ved bølger,
som aldrig overlapper på samme sted og til samme tid. Så snart
dette ikke længere gælder, taber vi i princippet al mulighed for
at holde den ene elektron ude fra den anden. Og i atomfysikken, hvor et atoms
elektroner eller endda naboatomers elektroner ikke har veldefinerede
positioner og ofte kan optage det samme volumen, har vi ingen mulighed for at
identificere den individuelle partikel. Denne omstændighed har
også sine konsekvenser. Når to elektroner støder sammen,
interfererer i almindelighed den bølge, som repræsenterer den
ene, med den bølge, som repræsenterer den anden; og herved
fremkommer nye effekter og nye former for de vekselvirkninger, som
hidrører fra deres elektriske frastødning. Den er ansvarlig for
den permanente magnetisme hos magneter. Den er ansvarlig for den organiske
kemis bindinger og for selve eksistensen, i nogen form vi kan forstå,
af levende stof og af selve livet.
Disse eksempler er ikke givet for at forvirre eller
forbløffe. De illustrerer snarere, hvordan selv de mest paradoksale og
uventede konsekvenser af den nye mekanik, af bølge-partikel dualiteten
og af komplementaritet er nødvendige for en forståelse af
vigtige og velkendte træk ved naturen, og hvor solidt det system af
forståelse og erkendelse er, hvoraf de udgør en del.
Et århundrede efter Newton, i 1784, blev de sidste hundrede
års fremskridt fejret i en anonym beretning, deponeret i kuglen
på spiret af Sankt Margrethekirken i Gotha5.
Her kunne fremtidens mennesker læse:
"Vore
dage udgjorde det lykkeligste tidsrum i det attende århundrede ...
Troshad og samvittighedstvang svinder bort; menneskekærlighed og
tankefrihed vinder overhånd. Kunsten og videnskaben blomstrer, og dybt
trænger vort blik ind i naturens værksted.
Håndværkeren nærmer sig, ligesom kunstnerne,
fuldkommenheden; nyttige kundskaber spirer i alle stænder. ...
Gør for eders efterkommere det samme og bliv lykkelige!"
Flygtighed er bagtæppet for de menneskelige fremskridts drama, for
menneskets forbedring, væksten af dets erkendelse, forøgelsen af
dets magt, dets fordærvelse og delvise genløsning. Vore
civilisationer går til grunde; den mejslede sten, det skrevne ord, den
heroiske dåd blegner til en erindringernes erindring og er til slut
borte. Den dag vil komme, da vor race er borte; dette hus, denne jord,
hvorpå vi lever, vil en dag blive ubeboelig for mennesker, når
Solen ældes og forandres.
Og dog tænker ingen, hvad enten han er
agnostiker eller buddhist eller kristen, helt ad disse baner. Vore
handlinger, vore tanker, det vi ser af verden omkring os - et blad, som
falder, eller et barns løjer, eller Månen som står op - er
del af historien; men de er ikke blot del af historien; de er en del af det,
som er i sin vorden, og det der er ved at ske. Men ikke blot det. De har også
del i en verden uden for tiden; de har et glimt af evigheden i sig.
Disse to tænkemåder, den ene i tid og
historie og den anden i evighed og tidløshed, udgør hver for
sig en del af menneskets bestræbelse på at forstå den
verden det lever i. Den ene er ikke indeholdt i den anden og kan ikke
reduceres til den. De er, som vi har lært at sige i fysikken,
komplementære synspunkter, der hver for sig supplerer hinanden, men
hvoraf ingen fortæller den hele historie. Lad os vende tilbage til
dette.
Først gør vi måske bedst i at
rekapitulere og i nogen grad udvide fremstillingen af fysikernes
komplementaritetsbegreb. I sin simpleste form betyder dette, at en elektron
somme tider må betragtes som en bølge, somme tider som en partikel
- det vil sige en bølge med den kontinuerte forplantning og
karakteristiske interferens, som vi lærer at forstå i det optiske
laboratorium, eller som en partikel, en ting med veldefineret beliggenhed til
enhver tid, særskilt og individuel og atomar. Den samme dualitet
gælder for alt stof og for lys. I lidt mere subtil form betyder denne
komplementaritet, at der er situationer, i hvilke vi uden modsigelse kan
måle og definere og tænke på et atomart objekts
beliggenhed; og andre situationer, i hvilke dette ikke er således, men
i hvilke andre kvaliteter, såsom systemets energi eller impuls, er
definerede og har mening. Jo mere den ene betragtning passer til en
situation, desto mere uegnet er den anden, således at der faktisk ikke
findes nogen atomar situation, hvori både impulsen og beliggenheden vil
være defineret tilstrækkelig godt til at tillade den slags
forudsigelse, med hvilken den newtonske mekanik har gjort os fortrolige.
Det er ikke blot det, at når vi har observeret
et system og f.eks. bestemt dets position, så kender vi ikke dets
impuls. Det er sandt nok, men mere end det er sandt. Vi kunne sige, at vi
kender positionen af dette system, og at det kan have en vilkårlig af
et antal forskellige impulser. Hvis vi forsøger på dette
grundlag at forudsige dets opførsel som en slags middelopførsel
af alle objekter, som har den målte position, og som har forskellige og
ikke-målte impulser, og ved hjælp af Newton's love beregner det
gennemsnitlige svar, får vi et resultat, som er fuldstændig i
modstrid med det, vi finder i naturen. Dette skyldes den ejendommelige
egenskab, som ikke har nogen analogi i store legemers mekanik, nemlig
interferensen mellem de bølger, der repræsenterer antagelsen af
én impuls, og de, der svarer til antagelsen af en anden. Vi har altså
ikke lov til at antage, at position og hastighed er attributter af et atomart
system, attributter hvoraf vi kender nogle, og hvoraf vi kunne kende andre,
men blot ikke gør det. Vi må erkende, at forsøget
på at opdage disse ukendte attributter ville berøve os de
kendte; at vi står over for et valg, et enten-eller; og at dette svarer
til de forskellige måder, hvorpå vi kan observere vort atom eller
eksperimentere med det.
Vi har en situation, som er fuldstændig
defineret ved iagttagelsens art og dens resultat - arten bestemmer, hvilke af
systemets egenskaber der vil være veldefinerede i situationen, og
hvilke der ikke vil. Resultatet betyder så bestemmelsen af de
veldefinerede størrelser ved måling. Denne tilstand er
således et resumé, symbolsk og ubekvemt abstrakt for almindelig
fremstilling, af hvilken slags iagttagelse vi har gjort, og hvad vi har
fundet gennem den. Den opsummerer de kendetegn ved den eksperimentelle
anordning, som vi kan stole på, i den forstand at den anordning vi
benytter, registrerer noget, som vi ved om atomare systemer. Den beskriver
også de kendetegn som er ubestemte i den forstand, at de ikke blot kan
være blevet forstyrrede eller ændrede, men at deres forstyrrelse
ikke kan registreres eller kontrolleres, uden at vi taber enhver mulighed for
ved dette eksperiment at måle det, som vi havde i sinde at måle.
Denne tilstand, denne beskrivelse af atomet, er ikke
den eneste måde at tale om det på. Det er den eneste måde,
der passer til den information, vi har, og de midler, hvormed vi har
opnået den. Det er den fulde beskrivelse af denne information; og hvis
eksperimentet blev ordentligt og omhyggeligt udført, fortæller
det os alt, hvad vi kan finde ud af. Det er ikke alt, hvad vi kunne have
fundet ud af, hvis vi havde valgt et andet eksperiment. Det er alt, hvad vi
kan finde ud af, når vi har valgt dette.
Denne tilstand er objektiv. Vi kan beregne dens
egenskaber, reproducere den med lignende atomer ved en anden lejlighed,
verificere dens egenskaber og dens måde at ændre sig med tiden.
Den indeholder intet vilkårligt eller subjektivt element. Når vi
én gang har gjort vort eksperiment, og dets resultat er registreret og
atomet igen er frit, kender vi dets mening og dets resultat; vi kan så
glemme hvorledes det i enkeltheder gik til, at vi fik vore oplysninger.
Men selv om systemets tilstand er objektiv, er et
mekanisk billede af, hvordan den blev frembragt, i almindelighed ikke muligt.
Der findes et meget levende eksempel herpå, som er blevet berømt
ved den fremtrædende rolle, som det spillede i diskussionerne mellem
Einstein og Bohr om atomteoriens betydning og fuldstændighed. Det kan
formuleres temmelig simpelt. Lad os antage, at vi har to objekter; det ene af
dem kan være en elektron eller et atom, og det er dette objekt, vi ønsker
at studere. Det andet kan være en relativt stor ting - en skærm
med et hul i, eller et vilkårligt andet legeme; men det skal være
tungt, således at dets bevægelse vil være ubetydelig,
sammenlignet med elektronens bevægelse. Lad os antage, at vi fra en
måling kender impulsen eller bevægelsesmængden af begge
disse objekter og så får dem til at støde sammen. Lad
elektronen gå igennem hullet eller kastes tilbage fra det andet legeme.
Hvis vi efter sammenstødet måler impulsen af det tunge legeme,
så vil vi også kende elektronens, fordi, som Newtons tredje lov
lærer os, summen af impulserne ikke ændres ved
sammenstødet. I dette tilfælde ville vi have en tilstand af
elektronen med veldefineret impuls, så nøjagtigt defineret som
vi havde indrettet nøjagtigheden af vore målinger. Hvis vi
på den anden side iagttog det tunge legemes position, ville vi vide,
hvor det lette legeme havde været i det øjeblik, da
sammenstødet fandt sted, og vi ville derfor have en helt anden
beskrivelse af dets tilstand, én hvori dets position, og ikke dets
impuls havde været veldefineret - eller i bølgesproget en
kuglebølge med centrum i det punkt, hvor sammenstødet skete, og
ikke en plan bølge med retning og bølgelængde svarende
til bevægelsesmængden.
Vi kan således vælge mellem at
virkeliggøre den ene eller den anden af to helt forskellige tilstande
af elektronen ved at beslutte, hvad vi vil iagttage hos det tunge legeme,
hvormed den engang var i vekselvirkning. Vi kan ikke på nogen fornuftig
måde sige, at vi fysisk ændrer eller påvirker elektronen;
hvad vi gør er at definere et stadium af, og i dette tilfælde et
sent stadium af den eksperimentelle fremgangsmåde, selve eksperimentets
art. Hvis vi slet ikke vælger, hvis vi lader det tunge legeme gå
med umålt bevægelsesmængde og udefineret position, så
ved vi intet som helst om elektronen. Den har ingen tilstand, og vi er ikke
forberedt på at gøre nogen forudsigelse om, hvad der vil ske med
den, eller hvad vi ville finde, hvis vi igen prøvede at eksperimentere
med den. Elektronen kan ikke objektiviseres på en måde, der er
uafhængig af de midler, vi vælger til at iagttage og studere den.
Den eneste egenskab, vi kan henføre til den, når vi ikke tager
disse i betragtning, er vor totale uvidenhed.
Dette er en skarp påmindelse om, at
tænkemåder, som forekommer naturlige og uundgåelige og
næsten synes i mindre grad at hvile på erfaring end på
iboende egenskaber hos tanken og naturen, alligevel hviler på erfaring;
og at der findes erfaringsområder, som er blevet gjort tilgængelige
gennem udforskning og forfinelse af eksperimenter, og hvor disse
tænkemåder ikke længere kan anvendes.
Det er vigtigt at huske på, at selv om et langt
mere subtilt syn på egenskaberne af en elektron i et atomart system er
nødvendigt for at beskrive det væld af erfaringer, som vi har
fået om sådanne systemer, så hviler det hele på, at
vi uden revision accepterer de traditionelle forklaringer på, hvordan
makrofysiske legemer opfører sig. De målinger, som vi har omtalt
i så abstrakt form, går til syvende og sidst ud på at se
på stillingen af en viser eller at aflæse tiden på et ur
eller at udmåle, hvor på en fotografisk plade eller en
fluorescerende skærm et lysglimt eller en sværtet plet
optræder. De hviler alle på, at erfaringen om atomare systemer
føres tilbage til eksperiment og iagttagelse, som er gjort tydelig,
utvetydig og objektiv i store legemers opførsel, hvor det atomare
områdes forsigtighedsregler og usikkerheder ikke længere har
direkte anvendelse. Således ser vi, at stadig øget forfinelse og
kritisk revision af den måde, hvorpå vi taler om fjerne eller
små eller utilgængelige dele af den fysiske verden, ikke har
nogen direkte relevans for de sædvanlige erfaringers tilvante fysiske
verden.
Den sunde sans tager ikke fejl i det synspunkt, at
det er fornuftigt, formålstjenligt og nødvendigt at tale om de
store objekter i vor daglige erfaring, som om de havde en hastighed som vi
kendte, en beliggenhed som vi kendte, og så videre. Den sunde sans
tager kun fejl, når den insisterer på, at det som er tilvant,
må dukke op igen i det, som er utilvant. Den tager kun fejl, hvis den
får os til at vente, at hvert land vi besøger, er ligesom det
land vi sidst så. Den sunde sans, den fælles arv fra
årtusindernes daglige liv, kan føre os på vildspor, hvis
vi helt glemmer de forhold, hvortil dette daglige liv har været
begrænset.
Misforståelse af disse forhold har ført
folk til at ønske at drage vidtgående konsekvenser for
almindelige menneskelige anliggender fra nye opdagelser, især inden for
atomfysikken. Det blev således bemærket, at eftersom lovene for
atomernes opførsel ikke er strengt kausale, ikke strengt
determinerede, så kunne Laplace's berømte argument for et
fuldstændig determineret univers ikke opretholdes. Og der var folk, som
troede, at de i den akausale og ubestemte karakter af atomare begivenheder
havde opdaget den fysiske basis for den følelse af frihed, som
kendetegner menneskets adfærd, når det står over for
beslutning og ansvar.
Ligeså letsindigt blev det hævdet, at
på lignende måde som et atomart systems tilstand kræver
iagttagelse for at blive defineret, således kunne forløbet af
psykologiske fænomener blive uigenkaldeligt ændret ved selve
bestræbelsen for at udforske dem - ligesom vore tanker bliver
ændret ved, at vi har formuleret og udtalt dem. Det er selvfølgelig
ikke det, at iagttagelse kan ændre et atomart systems tilstand, som
gør en komplementær beskrivelse nødvendig; det
afgørende er, at iagttagelsen, hvis den skal have mening, vil udelukke
enhver analyse eller kontrol af denne ændring.
Men disse fejlagtige anvendelser af atomfysikkens
resultater på menneskelige forhold beviser ikke, at der ikke er gyldige
analogier. Sådanne analogier vil ifølge sagens natur være
mindre skarpe, mindre tvingende, mindre sindrige. De vil hvile på, at
den komplementære tænkemåde og komplementære
beskrivelser af virkeligheden er en gammel og blivende del af vor tradition.
Alt hvad atomfysikkens erfaringer kan gøre under disse forhold, er at
give os en påmindelse og en fornyet forsikring om, at sådanne
tænkemåder, langtfra at dække over noget mystisk, beskriver
virkeligheden på en formålstjenlig og præcis måde.
Der er en række eksempler, som belyses af, og
som til gengæld belyser komplementariteten i atomteorien. Nogle af dem
er fra helt andre dele af menneskelivet, og nogle af dem fra ældre dele
af videnskaben. Der er et fra fysikken selv, som er lærerigt både
hvor det ligner og hvor det adskiller sig fra atomteorien. En af de store
triumfer i det nittende århundredes fysik var den kinetiske varmeteori
- det som kaldes statistisk mekanik. Dette er både en fortolkning og en
udledning af mange af stoffets makrofysiske egenskaber og
tilbøjeligheder: f.eks. af tilbøjeligheden hos legemer, der kan
udveksle varme, til at antage den samme temperatur, eller af
tilbøjeligheden af en luftarts tæthed til at blive ens overalt i
en beholder, eller arbejdets tendens til at blive omsat til varme, eller helt
almindeligt af alle disse irreversible processer i naturen, hvor entropien af
systemerne vokser, og tingene bliver mere ens og mindre differentierede,
når de får lov at udvikle sig af sig selv.
De fænomener, som vi her har at gøre
med, defineres ved hjælp af temperatur og tæthed og tryk og andre
makrofysiske egenskaber. Den kinetiske teori, statistisk mekanik, fortolker
disse systemers opførsel ved hjælp af de kræfter, der
virker på molekylerne, og af bevægelsen af de molekyler, hvoraf
systemerne består, bevægelser som sædvanligvis beskrives
tilstrækkeligt nøjagtigt af Newtons love. Men det er en
statistisk teori for denne bevægelse, hvori der tages hensyn til, at vi
i almindelighed ikke kender, og heller ikke i detaljer er interesseret i
positionerne og hastighederne af selve molekylerne, men kun i deres
gennemsnitlige opførsel. Vi fortolker f.eks. temperaturen af en
luftart ved hjælp af den gennemsnitlige kinetiske energi af dens
molekyler, og trykket som gennemsnittet af de kræfter, der
udøves ved disse molekylers stød mod beholderens overflade.
Denne beskrivelse ved hjælp af gennemsnit, der er baseret på vor
uvidenhed om den detaljerede tilstand, er således i en vis forstand
komplementær til en fuldstændig dynamisk beskrivelse, baseret
på de individuelle molekylers bevægelse. I denne forstand er den
kinetiske teori og dynamikken komplementære. Den ene anvendes på
en situation, i hvilken de individuelle molekylers
adfærdsmønstre kendes og studeres; den anden anvendes på
en situation, der i det væsentlige er defineret af vor uvidenhed om
disse mønstre.
Men analogien til atomar komplementaritet er ikke
fuldstændig, fordi der i den klassiske dynamik, som ligger under den
kinetiske teori, intet er, som antyder, at en luftarts opførsel
på nogen måde ville være anderledes, hvis vi havde
udført det umådelige arbejde at lokalisere alle molekylerne og
måle, hvad de foretog sig. Nok ville vi så måske ikke finde
det naturligt at tale om temperaturer, fordi vi ikke ville behøve
nogen gennemsnitlig opførsel; vi ville jo have den faktiske; men vi
kunne stadig definere temperaturen ved hjælp af den totale kinetiske
energi af molekylerne, og vi ville stadig finde, at de havde
tilbøjelighed til at udlignes mellem den ene del af systemet og den
anden.
Vi har derfor en situation, i hvilken der er to
måder at beskrive et system på, to sæt af begreber, to
centre for opmærksomheden. Den ene er hensigtsmæssig, når
vi har at gøre med meget få molekyler og ønsker at vide,
hvorledes disse molekyler opfører sig; den anden er
hensigtsmæssig, når vi har en stor stofmængde og kun
besidder grove og makrofysiske iagttagelser af den.
Der er imidlertid inden for den klassiske fysiks
begrebsramme ingen logisk eller iboende vanskelighed ved at forbinde begge
beskrivelser for et enkelt system - og vi gentager, at den klassiske fysik er
fuldt tilstrækkelig for de fleste af den statistiske mekaniks problemer.
Pointen er altså ikke, at vi ikke kan forbinde de to beskrivelser uden
at bryde fysikkens love; men at det ikke har nogen mening at gøre det,
eftersom de to beskrivelser er hensigtsmæssige i helt forskellige
sammenhænge. Det er klart, at hvis vi holder fast på at give en
detaljeret beskrivelse af de individuelle molekylers bevægelse,
så vil sandsynlighedsbegrebet, som viser sig at være så
væsentligt for vor forståelse af naturbegivenhedernes
irreversible karakter, aldrig komme ind. Vi ville da heller ikke have vundet
den store indsigt, som vi nu har: nemlig at retningen af forandringerne i
verden går fra det mindre sandsynlige til det mere sandsynlige, fra det
mere organiserede til det mindre, fordi alt det, vi da ville tale om, ville
være en utrolig mængde baner og sammenstød. Det ville
synes os et stort mirakel, at der ud af bevægelsesligninger, som for
enhver mulig bevægelse tillader nøjagtig den modsatte, alligevel
kunne fremkomme en verden, hvori der er en bestemt retning for de forandringer
som tiden bringer med sig, en retning som ikke kan vendes om, som er
umiskendelig og velkendt fra alle vore fysiske erfaringer.
Når vi ser på forholdene mellem de
forskellige videnskaber, finder vi lignende eksempler på
komplementære betragtningsmåder. I mange tilfælde er det
ikke klart, om det drejer sig om den art komplementaritet, som vi har mellem
den statistiske og den dynamiske beskrivelse af en luftart, en
modsætning i interesse og terminologi, men ikke en iboende mangel
på anvendelighed af to udtryksmåder; eller om situationen i
virkeligheden mere ligner den, der foreligger i atomfysikken, hvor verdens
natur er sådan, at de to beskrivelsesmåder ikke kan anvendes
samtidig på den samme situation. Enhver videnskab har sit eget sprog.
Men der findes ordbøger til at komme fra det ene sprog til det andet,
og disse markerer en stadigt voksende forståelse og enhed inden for
videnskaben som helhed. Det er ikke altid klart, om ordbøgerne engang
vil blive fuldstændige; tilsyneladende er de det mellem fysik og kemi.
Alt det, som kemikeren iagttager og beskriver, kan udtrykkes ved hjælp
af atommekanikken, og i hvert fald det meste af det kan forstås. Og dog
er der ingen, der tror, at atomfysikkens sprog ville være praktisk ved
behandlingen af de komplicerede kemiske strukturer som biologerne
interesserer sig for. Dette ville snarere bidrage til at tilsløre
biokemiens store lovmæssigheder på samme måde, som den
dynamiske beskrivelse af en luftart ville tilsløre den termodynamiske
opførsel.
Modsætningen bliver endnu mere markant,
når vi betragter den fysisk-kemiske beskrivelse af levende stof.
På trods af den mirakuløse skarphed af den kemiske analyses
redskaber, den udstrakte brug ikke alene af mikroskopet, men af
elektronmikroskopet til at bestemme fine detaljer af biologiske strukturer,
på trods af brugen af radioaktive isotoper til at forfølge
forandringer på den molekylære skala, er der stadig blevet rejst
spørgsmål om, hvorvidt denne beskrivelse ifølge sagens
natur kan være fuldstændig.
Spørgsmålet drejer sig om to ting: den
første har at gøre med umuligheden af fuldstændigt at
isolere et biologisk system fra dets fysiske omgivelser uden at dræbe
det; den anden med den mulighed, at en virkelig fuldstændig
fysisk-kemisk analyse af de væsentlige strukturer i biologiske processer
- af f.eks. generne under celledelingen - måske ikke er forenelig med
livets uforstyrrede forløb. Det synes at være den almindelige
opfattelse blandt biologer, at ingen sådan begrænsning vil vise
sig at være afgørende; at en fuldstændig beskrivelse i
biologien vil være mulig, ikke blot ved hjælp af biologiens
begreber, men af begreber, der kan reduceres til de fysiske og kemiske. I
hvert fald er det en væsentlig del af biologiske fremskridts sigte og
eventyrlige karakter at virkeliggøre dette program i så vidt
omfang som muligt.
Analoge spørgsmål fremtræder langt
skarpere, og deres svar mere usikkert, når vi tænker på
bevidsthedsfænomener; og på trods af alle fremskridt i vort
kendskab til sanseorganernes og hjernens fysiologi, på trods af vor voksende
viden om disse komplicerede vidundere, både om deres struktur og deres
virkemåde, forekommer det ret usandsynligt, at vi vil blive i stand til
ved hjælp af fysisk-kemiske begreber at beskrive de fysiologiske
fænomener, som ledsager bevidste tanker eller følelser eller
viljesoplevelser. I dag er resultatet usikkert. Uanset hvad det bliver, ved
vi, at selv om en forståelse af den fysiske baggrund for bevidsthedens
elementer engang skulle komme til at foreligge, vil denne ikke blive den hensigtsmæssige
beskrivelse for selve den tænkende person, for hans tankers
klargørelse, for hans viljes beslutninger, eller for hans øjes
og hans forstands nydelse af skønne ting. Netop forståelsen af
det komplementære forhold mellem det bevidste liv og dets fysiske fortolkning
forekommer mig at være et varigt element i den menneskelige erkendelse
og en træffende formulering af de historiske synspunkter, der betegnes
den psyko-fysiske parallelisme.
Thi det bevidste liv og dets forhold til beskrivelsen
af den fysiske verden frembyder også mange eksempler på
komplementære forhold. Der er forholdet mellem den cognitive og den
affektive side af vort liv, mellem erkendelse eller analyse og emotion eller
følelse. Der er forholdet mellem det æstetiske og det heroiske,
mellem følelse og det, som går forud for og bestemmer handling,
den etiske forpligtelse. Der er det klassiske forhold mellem analysen af vort
eget jeg, bestemmelsen af vore motiver og formål, og den valgfrihed,
den frihed til beslutning og handling, som er komplementær til denne.
Hvad enten en fysisk-kemisk beskrivelse af
bevidsthedens materielle baggrund nogen sinde vil blive mulig, hvad enten
fysiologisk eller psykologisk iagttagelse nogen sinde vil tillade med
væsentlig pålidelighed at forudsige vor opførsel i
afgørelsens øjeblik og i kritiske situationer, så kan vi
være sikker på, at disse analyser og deres forståelse, selv
hvis de skulle findes, vil være lige så irrelevante for os,
når vi træffer vore beslutninger og former vor vilje, som
molekylernes baner er for en luftarts entropi. At gribes af ærefrygt
eller latter, at blive betaget af skønhed, at indgå en
forpligtelse eller tage en beslutning, at forstå en sandhed - det er
komplementære former af den menneskelige ånd. De er alle del af
menneskets åndelige liv. Ingen kan erstatte de andre, og hvor én
kaldes frem, stilles de andre i bero.
Som Rutherfords alfapartikler, der for ham
først var et studieobjekt og så blev et analyseredskab, et
redskab til at undersøge andre objekter, således kan vore tanker
og ord blive genstand for refleksion og analyse; således kan vi blive
introspektive, kritiske og fulde af tvivl. Og således, til andre tider
og i andre sammenhænge, er disse samme ord, disse samme tanker,
når de anvendes som redskaber, selve den menneskelige forståelses
styrke og midlerne til at øge vor indsigt.
Fysikkens rigdom og mangfoldighed, den større
rigdom og mangfoldighed af naturvidenskaberne taget som helhed, og den mere
velkendte, men stadig mærkelige og endnu langt større rigdom af
menneskeåndens liv, føjer sig sammen til en større
harmoni, der er beriget med komplementariteten, med former, der ikke er
umiddelbart forenelige og hvoraf den ene ikke kan reduceres til den anden. De
er elementerne af menneskets sorg og dets glans, dets skrøbelighed og
dets magt, dets død, dets udslettelse, og dets udødelige
gerninger.
I disse forelæsninger har vi i nogle øjeblikke sammen kigget
ind i et af værelserne i det hus, der kaldes "videnskaben".
Dette er et forholdsvis roligt værelse, som vi kender under navnet
kvanteteori eller atomteori. De store bjælker, som bærer det,
lysene og skyggerne og de umådelige vinduer - de blev skabt af den
generation, der gik forud for vor, for mere end to årtier siden. Helt stille
er det ikke. Unge mennesker besøger det og studerer i det og går
videre til andre værelser; og fra tid til anden flyttes der et
møbel for at gøre det hele mere harmonisk; og mange kigger som
vi gennem dets vinduer eller vandrer igennem det som turister. Det er ikke
ældre, end at man kan høre lyden fra opbygningen af nye
fløje i nærheden, hvor mænd højt til vejrs er i
færd med at rejse nye stilladser, vel vidende, hvor dybt de kan falde.
Overalt er der travle værksteder, hvor bygningshåndværkerne
arbejder, og meget nær ved er de af os, som studerer stoffets inderste
struktur og håber på en dag at få lige så lyse og
smukke værelser som det, hvori vi har tilbragt vor ungdoms og manddoms
år.
Det er i sandhed et stort hus. Det synes ikke at
være blevet bygget efter nogen bestemt plan, men at være vokset
som en stor by vokser. Der er intet midterværelse, ingen enkelt
korridor, som alle de andre går ud fra. Overalt i periferien arbejder
mænd med at udforske verdensrummets umådelige dybder og dets
tilstand for milliarder af år siden; studere de intrikate og subtile,
men vidunderligt formålstjenlige mekanismer, hvormed livet formeres,
forandres og består; studere vor forstands rækkevidde og dens
læremetoder; trænge dybt ind i atomerne og i atomerne indeni atomerne,
og i deres skjulte orden. Det er et hus så umådeligt stort, at
ingen af os kender det, og selv den heldigste har kun set de fleste
værelser udefra eller ved en flygtig gennemgang, ligesom i en konges
palads, der er åbent for besøgende. Det er et hus så
umådeligt, at der ikke er, og heller ikke behøver at være,
fuldstændig enighed om, hvor dets værelser ender, og hvor
nabohusenes begynder.
Det er ikke bygget som en linie eller et kvadrat
eller en cirkel eller en pyramide, men med den vidunderlige
tilfældighed, som kendetegner stadig vækst og improvisation.
Relativt få mennesker bor i huset - måske finder vi, hvis vi
tæller alle dets værelser og ikke tager det så nøje
med hvad der kræves for at være beboer, en tiendedel af en
procent af alle Jordens mennesker - med enhver fornuftig definition finder vi
formodentlig langt færre. Og selv de, der bor her, bor også andre
steder, bor i huse, hvor værelserne ikke er mærket atomteori
eller genetik eller stjernernes indre opbygning, men har helt andre betegnelser
som magt og produktion og det onde og skønhed og historie og
børn og Guds ord.
Vi går ind og ud; selv de flittigste af os er
ikke vokset fast i dette umådelige bygningsværk. Én ting
finder vi overalt i huset: der er ingen låse; der er ingen lukkede
døre; overalt, hvor vi går, møder vi tegn og ord, der
fortæller os, at vi er velkomne. Det er et åbent hus, åbent
for alle besøgende.
Videnskabens opdagelser, de nye værelser i
dette store hus, har ændret den måde, mennesker tænker over
tingene uden for dets vægge. Vi har set nogle glimt af de uhyre dybder
i tid og rum, som kendetegner den fysiske verden vi lever i. Bevidstheden om,
hvor lang vor historie er, og hvor enormt vort kosmos, berører os selv
i simple jordiske overvejelser. Af Jordens naturhistorie og af den organiske
udviklings lange saga har vi fået en ny følelse for historie,
for tid og forandring. Vi lærer at tale om os selv og om verdens natur
og dens virkelighed, ikke som noget stivnet i et tavst, roligt øjeblik,
men som noget, der udfolder sig under stadig fornyelse og ændring,
henfald og ny vækst. Vi har forstået noget af mærkelige
primitive kulturers indre harmoni og skønhed, og derigennem lært
at se vort eget liv i et ændret perspektiv og erkende dets
tilfældigheder så vel som dets indre nødvendigheder. Jeg
tror ikke, at vi er blevet mindre patriotiske, blot patrioter på en
helt anden måde, ved at elske det, der er vort, og forstå en
smule af den kærlighed, andre føler til deres land og deres livsmåde.
Vi er begyndt at indse, at den menneskelige psyke er forståelig, ikke
blot når det drejer sig om vort rationelle liv, men at vi selv i det,
der kan synes at være de mindst rationelle handlinger og
følelser, kan opdage en ny orden. Vi er begyndt at forstå lidt
af, hvad det er i mennesket, og særlig i simple organismer, som
virkelig arves, og vi er kommet på sporet af hvordan
overførelsen af arven foregår. Vi har et forbavsende kendskab
til den fysiske baggrund for synsakten og for andre former for sansning. Ikke
én af disse nye ideer er så ubetydelig, eller har så kort
en rækkevidde i sine konsekvenser for vore tanker om tingene, at den
ikke kunne udgøre et passende emne for "naturvidenskab og
livsforståelse". Og dog har vi på grund af mit begrænsede
erfaringsområde holdt os til det ene værelse af den del af huset,
hvor fysikken er, i hvilket jeg i nogle år har arbejdet og undervist.
I dette rum - i dette relativt rolige rum, hvor vi
sammen har været - har vi fundet ting, som er helt mærkelige for
dem, som ikke har været der før, og dog minder om det, vi har
set i andre huse og vidste i forvejen. Vi har set, at vi i atomernes verden
er blevet ført af erfaringen til at benytte beskrivelser og ideer, som
svarer til den makrofysiske verden, til den velkendte verden fra vor skoletids
fysik; forestillinger som et legemes beliggenhed og dets acceleration og dets
impuls og de kræfter, der virker på det; forestillinger som
bølger og interferens; forestillinger som årsag og
sandsynlighed. Men det nye, det som ikke var forudset for et halvt
århundrede siden, er, at skønt der for et atomart system
foreligger en potentiel anvendelighed af den ene eller den anden af disse
forestillinger, så kan i enhver virkelig situation kun nogle af disse
beskrivelsesmåder blive aktuelle. Grunden hertil er, at vi ikke alene
må tage hensyn til det atomare system vi studerer, men tillige til de
midler, vi benytter til at observere det, og til disse eksperimentelle
midlers egnethed for definitionen og målingen af systemets udvalgte
egenskaber. Alle sådanne iagttagelsesmåder er nødvendige
for den hele erfaring om atomernes verden; men alle undtagen én er
udelukket ved enhver virkelig erfaring. I hvert enkelt tilfælde er der
en passende og konsistent måde at beskrive, hvad er faringen er; hvad
den implicerer; hvad den forudsiger, og følgelig hvordan vi skal
behandle dens konsekvenser. Men ethvert sådant bestemt tilfælde
udelukker ved sin forekomst anvendelsen af andre forestillinger, andre
beskrivelsesmåder, andre konsekvenser. Vi siger, at de er komplementære
til hinanden; atomteorien er dels en redegørelse for disse
beskrivelser og dels en forståelse af de omstændigheder,
hvorunder én kan anvendes, eller en anden eller en anden igen.
Således er det med et menneske. Det kan
være en af mange ting; det kan ikke være dem alle, det kan
være kyndig i mange ting, det kan være digter, det kan være
skabende i en eller flere videnskaber; det kan ikke være enhver slags
menneske eller enhver slags forsker; og det er heldigt, hvis det er lidt
fortroligt med, hvad der foregår uden for det værelse, hvor det
arbejder.
Således forholder det sig med de store
antinomier, som gennem tiderne har sammenknyttet og samtidig splittet
menneskets erfaring: antinomien mellem på den ene side den
uophørlige forandring og vidunderlige fornyelse og
forgængeligheden af alle jordiske ting, og på den anden side den
evighed, som ligger i enhver hændelse; antinomien mellem vækst og
orden, mellem det spontane, skiftende og uregelmæssige og det
symmetriske og balancerede; den beslægtede antinomi mellem frihed og
nødvendighed; mellem handling, viljeslivet og iagttagelse og analyse
og fornuftsliv; mellem spørgsmålet "hvordan?" og
spørgsmålene "hvorfor?" og "med hvilket
formål?"; mellem de årsager, som stammer fra naturlovene,
fra uforanderlige lovmæssigheder i naturens verden og de andre
årsager, som udtrykker øjemed og definerer hensigter og
mål.
Således forholder det sig med antinomien mellem
individet og samfundet; mennesket, som er et mål i sig selv, og
mennesket, hvis tradition, hvis kultur, hvis arbejde, hvis ord har mening i
sammenhæng med andre mennesker og med dets forhold til dem. Alle vore
erfaringer har vist, at vi hverken kan tænke eller i nogen virkelig
forstand leve, uden at være opmærksom på disse modsætninger.
Vi kan ikke i nogen forstand være både tilskuere og skuespillere
i noget bestemt tilfælde, for så ville vi ophøre med
virkelig at være det ene eller det andet; og dog ved vi, at vort liv er
bygget på disse to aspekter, at det dels er frit og dels bundet, at det
dels er skabelse og dels disciplin, at det dels er at tage imod og dels at
yde. Vi har ingen skrevne regler, som henviser os til disse livsmåder;
men vi ved, at kun dårskab og åndelig død bliver
resultatet, når vi benægter den ene eller den anden, når vi
stiller én op som total og absolut og gør de andre underordnede
og sekundære. Vi erkender dette, når vi lever som mennesker; vi
taler med hinanden; vi filosoferer; vi beundrer store mænd i deres
øjeblikke af storhed; vi læser; vi studerer; i en bestemt
handling erkender vi og elsker vi den lykkelige forening af det, der i
almindelighed er uforeneligt. Med alt dette lærer vi at benytte en
rimelig del af vore ressourcers fulde register.
Vi er jo en uvidende flok; selv de bedste af os kan
kun gøre meget få ting godt; og af de tilgængelige
faktiske kundskaber, hvad enten det er videnskab eller historie, er kun den
mindste del kendt af noget enkelt menneske.
Den største forandring, som videnskaben har
ført med sig, er selve forandringens intensitet; den største
nyhed er selve omfanget af det nye. Bortset fra sjældne tider med store
katastrofer har civilisationerne ikke kendt en så hastig ændring
af deres livsbetingelser, så hastig opblomstring af mange forskellige
videnskaber, så hastige ændringer af de forestillinger vi har om
verden og om hinanden. Hvad der i perioder med store katastrofer eller store
militære nederlag har været tilfældet for ét folk
til én tid, gælder for os alle nu i den forstand, at
afslutningen har meget lidt tilfælles med begyndelsen. Inden for en
menneskealder er det, vi lærte i skolen, blevet gjort
utilstrækkeligt af nye opdagelser og nye opfindelser; det, vi
lærer i barndommen, gør kun ringe fyldest over for de problemer,
som vi vil møde i de modne år.
I virkeligheden har naturligvis forestillingen om en
altomfattende kundskab altid været en illusion; men det er en illusion,
som bunder i det monistiske syn på verden, hvorefter nogle få
store, centrale sandheder midt i al dens vidunderlige og forbløffende
frugtbarhed bestemmer alt andet, som er sandt. Vi er ikke i dag fristet til
at søge efter disse nøgler, som åbner for hele den
menneskelige erkendelse og hele menneskets erfaring. Vi ved, at vi er
uvidende; vi lærer det alle grundigt, og jo mere sikkert og dybt vi
kender vort eget arbejde, jo bedre er vi i stand til i fuldt mål at
erkende omfanget af vor uvidenhed. Vi ved, at det drejer sig om en iboende
begrænsning, utvivlsomt blandet med og forværret af den dorskhed
og den selvtilfredshed, uden hvilke vi overhovedet ikke ville være
mennesker.
Men kundskab hviler på kundskab; det, der er
nyt, har betydning, fordi det skiller sig lidt ud fra det, der var kendt i
forvejen; vor verden er en grænsernes verden, hvor selv de livligste af
skuespillerne eller tilskuerne det meste af tiden vil være langt borte
fra de fleste af disse grænser. Måske var denne følelse
ikke så stærk i landsbyen - den landsby, som vi har lært en
smule om, men sandsynligvis ikke forstår alt for godt - landsbyen med
langsom udvikling og isolation og rodfæstet kultur, som vækker
vor længsel, men næppe vor fulde forståelse. Måske
var menneskene i landsbyerne ikke så ensomme; måske fandt de i
hinanden et rodfæstet fællesskab, et bestemt og kun langsomt
voksende fond af viden - en verden der var én. Selv herom kan vi
tvivle, for der synes altid i sådanne tiders og steders kultur at
være udstrakte områder af mystik, om ikke uerkendelige så
ufuldstændigt kendt, endeløse og åbne.
Hvad angår os selv i disse tider af forandring,
af stadigt voksende kundskab, af kollektiv magt og individuel svaghed, af
heltemod og af slid og slæb, af fremskridt og af tragedie, så er
vi også brødre. Og vi, som er arvtagere til to årtusinders
kristen tradition, forstår, at vi er blevet brødre ved
først at være børn, men vi ved også, at der i store
dele af verden, hvor der ingen kristen tradition har været, og hvor der
lever mennesker, som aldrig har været og måske aldrig vil blive
kristne i deres tro, alligevel findes et broderskabets bånd. Vi ved
dette ikke blot på grund af det næsten universelle ideal om
menneskeligt broderskab og menneskeligt fællesskab; vi ved det på
første hånd fra de mere beskedne, mere vekslende, mere flygtige
forbindelser med andre, som er indholdet af vort liv. Det broderskabets
ideal, hvori alle mennesker, onde og retskafne, ulykkelige og lykkelige, er
bundet sammen, har sit modstykke i erfaringen om fællesskaber, ikke
ideelle, ikke universelle, ufuldkomne, ustabile, så lig idealet og
så forskellige fra det som vor tids stærkt forgrenede videnskab
er fra det attende århundredes ideal om en altomfavnende
enhedsvidenskab.
Enhver af os ved fra sit eget liv, hvor meget selv en
tilfældig og begrænset kreds af mennesker overgår os i
kundskab, i forståelse, i menneskelighed og i magt. Enhver af os har
gennem en ven eller en bog, eller ved at lægge det lidet vi ved sammen
med det andre ved, brudt vor uformuenheds jernring. Enhver af os har bedt om
hjælp og har fået den, og så godt vi evnede har vi alle
ydet den. Enhver af os kender den store nye frihed, der føles
næsten som et mirakel, som mennesker, der er knyttet sammen om et
bestemt formål, oplever gennem deres fælles virkes magt. Vi
erindrer sikkert årene under den sidste krig, hvor den fælles
fare hos soldaten, hos arbejderen, hos forskeren og ingeniøren fremkaldte
et væld af nye erfaringer om magten og fortrøstningen i selv
triste opgaver, i fælles, enigt samvirkende liv. Enhver af os ved, hvor
meget vi er blevet overgået af den gruppe, som vi har været eller
er en del af; enhver af os er blevet opmuntret af andre menneskers kundskab
til at holde vor egen uvidenhed i ave, af andre menneskers visdom til at
dæmme op for vor egen dårskab, af andre menneskers mod til at
besvare vore tvivl eller vor svaghed.
Dette er de flydende fællesskaber, nogle med
lang varighed, når omstændighederne er gunstige - ligesom det
politiske parti eller mangen en fagforening - nogle flygtige og livlige,
omfattende i deres varighed kun et øjeblik af medlemmernes liv; og i
det mindste i vor del af verden er de forgrenede og improviserede, levende og
døende, voksende og aftagende, næsten som en form af livet selv.
Dette gælder måske i højere grad for De forenede Stater
end for noget andet land. I hvert fald gjorde de bizarre og komiske sider
indtryk på de Tocqueville6, da han for
mere end hundrede år siden besøgte vort land og udtalte sig om
den beredvillighed, med hvilken folk sluttede sig sammen: for at fremme
anlægget af en by eller for at gennemføre politiske reformer,
eller for stræben efter eller udveksling af kundskaber, eller simpelthen
for at forene sig, fordi de syntes om hinanden eller afskyede nogle andre.
Det kan være, at omstændighederne har overdrevet den rolle, som
spilledes af foreningerne, af de omskiftelige og dog intense
fællesskaber i De forenede Stater; og dog danner disse et fælles
mønster for vor civilisation. Det bragte mennesker sammen i Royal
Society og i Académie des Sciences og i Philosophical Society, som
Franklin oprettede, i familien, i delingen, på et skib, i laboratoriet,
i næsten hvad som helst undtagen en virkelig typisk klub.
Hvis vi i dag tager fejl - og det tror jeg, vi
gør - så er det i at forvente for megen kundskab af den enkelte
og for megen syntese af fællesskabet. Vi har en tilbøjelighed
til at tænke på disse fællesskaber og i lige så
høj grad på det større menneskelige broderskab, som om de
er opbygget af individer, sammensat af dem, ligesom et atom er sammensat af
sine bestanddele. På lignende måde tænker vi på
almindelige love og vidtfavnende ideer, som om de er opbygget af de
enkelttilfælde, som belyser dem, og fra hvis iagttagelse vi har
lært dem at kende.
Og dog er dette ikke det hele. Den individuelle
begivenhed, hændelsen, går langt ud over den almindelige lov. Den
er en slags skæringspunkt af mange generelle træk, hvori disse,
som ikke kan harmonere i almindelighed, er blevet bragt til at harmonere i
ét tilfælde. Og vi er som mennesker ikke blot bestanddelene af
vore samfund; vi er deres skæringspunkt, der danner en harmoni, som kun
eksisterer mellem samfundene, når vi, de individuelle mennesker, skaber
den og afslører den. Så meget af, hvad vi tænker, vore
handlinger, vore vurderinger af skønhed og af ret og uret, kommer til
os fra vore medmennesker, at det, der ville blive tilbage, hvis vi tog alt
dette bort, hverken ville være til at kende igen eller ville være
menneskeligt. Vi er mennesker, fordi vi er en del af, men ikke kun fordi vi
er en del af fællesskaber; og forsøget på at forstå
menneskets broderskab alene ud fra det individuelle menneske beskriver lige
så lidt vor verden som forsøget på at beskrive almindelige
love som summen af deres enkelttilfælde. Det drejer sig her om to
komplementære synspunkter, hvoraf det ene lige så lidt kan
reduceres til det andet, som elektronen som bølge kan reduceres til
elektronen som partikel.
Og dette er lindringen for vor uvidenhed. Det er
rigtigt, at ingen af os vil komme til at vide særlig meget; og de
fleste af os vil se sine dage gå til ende uden at have forstået i
alle detaljer og i al deres skønhed de vidundere, som er blevet
afdækket blot i en enkelt gren af en enkelt videnskab. De fleste af os
vil som medlem af en eller anden snæver kreds ikke engang kende nogen,
som har en sådan viden; men det er også rigtigt, at skønt
vi givetvis ikke ved alt og sandsynligvis ikke ved ret meget, så kan vi
vide hvad som helst af det, der er kendt af mennesket, og kan måske med
held og sved endda finde ud af noget, som ikke før har været
kendt. Denne mulighed, der som et universelt livsvilkår er ny,
repræsenterer i dag et stort og fast håb, endnu ikke en
virkelighed; den er for os i England og i De forenede Stater ikke helt fjern
eller ukendt. Den er en af manifestationerne af vor tro på lighed, den
tro som måske bedre kunne beskrives som en forpligtelse til
ubegrænset variation og ulighed i fordelingen af færdigheder,
kundskab, talent og magt.
Denne åbne adgang til kundskab, disse
ulåste døre og velkomsttegn er vidnesbyrd om en frihed, som
måske er mere fundamental end nogen anden. De giver os en frihed til at
overvinde forskelle ved samtale, og til - hvor samtale ikke forener - at lade
tolerance fostre forskellighed. Dette forekommer at være en frihed der
næppe er forenelig med moderne politisk tyranni. Mangfoldigheden af
fællesskaber, den frie slutten sig sammen for samtale eller for
fælles formål, er skabende handlinger. Ikke blot er individet
fattigere uden dem; uden dem er en del af menneskelivet, ikke mere og ikke
mindre fundamental end selve individet, umuliggjort. Det er et grusomt og
tragisk ordspil, at så mægtig en nutidig form for moderne tyranni
skulle betegne sig selv med selve navnet på en tro på
fællesskab, med ordet "kommunisme", som i tidligere tider
fremkaldte minder om landsbyer og landsbykroer og om håndværkere,
som forener deres kunnen, og om lærde, der foretrækker
anonymitet. Men måske kan der kun komme ondt ud af den faste tro
på, at alle fællesskaber er ét fællesskab; at alle
sandheder er én sandhed; at alle erfaringer lader sig forene med
hinanden; at total viden er mulig; at alt, hvad der er potentielt, kan
eksistere som aktuelt. Dette er ikke menneskets skæbne; dette er ikke
dets vej; at tvinge det ud på den, får det til at ligne ikke det
guddommelige billede af den alvidende og almægtige, men en
døende verdens hjælpeløse, lænkede fange. Det
åbne samfund, den ubegrænsede adgang til kundskab, den frie og
uhæmmede sammenslutning af mænd for kundskabens
videreførsel - det er dette, som gør en umådelig
kompleks, stadigt voksende, stadigt skiftende, stadig mere specialiseret
teknologisk verden til, trods alt, en verden af menneskeligt fællesskab.
Således forholder det sig med videnskabens
enhed - den enhed som langt mere er en enhed af fælles hengivelse end
en enhed af fælles total forståelse. Dette smukke udtryk
"videnskabens enhed" fremkalder ofte et helt forkert billede, et
billede af nogle få grundlæggende sandheder, nogle få
kritiske metoder og ideer, hvorudfra alle opdagelser og al videnskabens
forståelse kan afledes; en slags central som, hvis man kan få
forbindelse med den, vil oplyse om atomerne og galakserne, generne og sanseorganerne.
Videnskabens enhed er snarere baseret på et fællesskab af netop
den slags, som jeg har beskrevet. Alle dele af den er åbne for os alle,
og dette er ikke blot en formel invitation. Videnskabens historie er rig
på eksempler på frugtbarheden af at bringe to sæt metoder,
to sæt ideer, udviklet i forskellig sammenhæng under
bestræbelserne på at udvide vore erfaringer, i berøring
med hinanden. Videnskaberne frugtbargør hverandre; de vokser ved
kontakt og ved fælles virke. Dette betyder, at forskeren kan drage
nytte af at lære om enhver anden videnskab; det betyder ikke, at
vedkommende er nødt til at lære om dem alle. Det betyder, at
enheden er en potentiel enhed, enheden af de ting, som kan bringes sammen og
kan kaste lys over hinanden. Den er ikke global eller total eller hierarkisk.
Selv i videnskaben, og selv uden at besøge det
værelse i dens hus, som kaldes atomteori, bliver vi atter og atter
mindet om de komplementære træk i vort eget liv, selv i vort eget
arbejde. Vi er ingenting uden vore forgængeres arbejde, uden vore
læreres, uden vore samtidiges. Selv når vi inden for vort
mål af tilstrækkelighed og fylde skaber ny indsigt og ny orden,
er vi alligevel intet uden de andre. Og dog er vi mere.
Der er en lignende dualitet i vort forhold til
samfundet i videre forstand. For samfundet betyder vort arbejde mange ting:
fornøjelse for dem, som følger det, håber vi;
belæring for dem, som måske behøver det; men det betyder
også, og i langt videre omfang, fælles magt, en magt til at
opnå det, som ikke kunne opnås uden kundskab. Det betyder
helbredelsen af sygdom og lindringen af nød; det betyder lettelsen af
arbejde og udvidelse af grænserne for den tilgængelige erfaring,
for kommunikation og for instruktion. På en jordbunden måde
betyder det magten til forbedring - dette gådefulde ord. I dag er vi
ængsteligt klar over, at magten til at forandre ikke altid
nødvendigvis er et gode.
Efterhånden som nye krigsmidler, nye midler til
massiv terror, øger krigens grusomhed og totale karakter,
forstår vi, at det er et særligt kendetegn og problem for vor
tid, at menneskets stadige beskæftigelse med at forbedre sine
kår, med at lindre sult og fattigdom og udbytning, må bringes i
harmoni med den altoverskyggende nødvendighed af at begrænse og
afskaffe organiseret vold mellem nationerne. Den stadigt mere kyndige
ødelæggelse af menneskeånden ved hjælp af
politimagt, mere ondskabsfuld omend ikke mere forfærdelig end
ødelæggelserne forårsaget af naturen selv, er en anden
sådan magt, kun god hvis den aldrig skal benyttes.
Vi anser det for rigtigt og retfærdigt, at
samfundets støtte til videnskaben i vidt omfang er baseret på
den forøgede magt, som kundskab giver. Hvis vi er ivrige efter, at
denne således givne og således opnåede magt bliver brugt
med visdom og med kærlighed til menneskeheden, så er dette et
ønske, vi deler med næsten alle. Men vi ved også, hvor
lidt af den dybe ny erkendelse, som har ændret verdens ansigt, som har
forandret - og i stadig højere grad og stadig mere dybtgående
må forandre - menneskets syn på verden, hidrørte fra en
søgen efter praktiske mål eller en interesse i at udøve
den magt, som kundskab giver. For de fleste af os i de fleste af de
øjeblikke, hvor vi var mest ufordærvede, har det været
skønheden af naturens verden og dens loves mærkelige og
overbevisende harmoni, som har støttet, inspireret og ledt os. Det er
også som det skal være. Og hvis de former, hvori samfundet yder
og udøver sin støtte, lader disse drivfjedre forblive
stærke og sikre, vil ny kundskab aldrig ophøre, så
længe der er mennesker til.
Vi ved at vort arbejde med rette både er et
middel og et mål. En stor opdagelse er noget, der er smukt; og vor tro
- vor bindende, rolige tro - er, at kundskab er noget godt, og godt i sig
selv. Den er også et middel; den er et middel for vore efterkommere,
som vil benytte den til at forske andetsteds og dybere; den er et middel for
teknologien, for den praktiske kunnen og i menneskelige anliggender.
Således er det med os som videnskabsfolk, således er det med os som
mennesker. Vi er på en gang middel og mål, opdagere og
lærere, skuespillere og tilskuere. Vi forstår og håber at
andre forstår, at der i dette er en harmoni mellem kundskab i
videnskabelig forstand, specialiseret og almindelig kundskab, som det er vort
formål at afdække, og det menneskelige fællesskab. Ligesom
alle andre mennesker er vi med til at bringe lys ind i det umådelige,
ubegrænsede mørke, som fylder menneskets liv og verden. Det
gælder for os som for alle mennesker, at forandring og evighed,
specialisering og enhed, middel og endeligt formål, fællesskab og
det individuelle menneske, hver for sig komplementære til hinanden,
både kræver og definerer vore bånd og vor frihed.
1) Sir Isaac Newton
Alle disse ting taget i betragtning synes det mig sandsynligt, at Gud i
begyndelsen dannede stoffet i faste, tunge, hårde,
uigennemtrængelige, bevægelige partikler af sådanne
størrelser og former og med sådanne andre egenskaber og i
sådant forhold til rummet, som i højeste grad fremmede de
formål, til hvilke han dannede dem; og at disse primitive partikler,
eftersom de er faste, er umådelig meget hårdere end noget
porøst legeme, som er sammensat af dem; ja så hårde, at de
aldrig slides eller brydes i stykker; og ingen sædvanlig magt er i
stand til at dele, hvad Gud selv gjorde ét i den første
skabelse. Så længe partiklerne vedbliver at være hele, kan
de danne legemer, der til alle tider vil have én og samme natur og
sammensætning; men skulle de slides op eller brække i stykker,
ville tingenes natur, der afhænger af dem, blive ændret. Vand og
jord sammensat af gamle, slidte partikler og fragmenter af partikler, ville
nu ikke være af samme natur og sammensætning som vand og jord,
der i begyndelsen var dannet af hele partikler. Og for at naturen kan
bestå, må derfor forandringerne af materielle ting udelukkende
tilskrives de forskellige adskillelser og nye foreninger og bevægelser
af disse permanente partikler; thi legemer er tilbøjelige til at
brække, ikke i midten af faste partikler, men der hvor disse partikler
er lagt sammen og kun berører hinanden i få punkter.
Det synes mig yderligere, at disse partikler ikke
blot har en vis inertæ, ledsaget af sådanne passive
bevægelseslove, som naturligt hidrører fra denne kraft, men at
de også bevæges af visse aktive principper, som f.eks. tyngden og
det, som forårsager gæring og legemernes cohesion. Disse
principper betragter jeg ikke som okkulte kvaliteter, der bør antages
at hidrøre fra tingenes specifikke former, men som almindelige
naturlove, på grundlag af hvilke tingene selv er dannet; deres sandhed
er bragt for dagen af fænomenerne, men deres årsager er
måske endnu ikke opdaget ...
Sir Isaac Newton, Opticks
(New York: Dover Publications, Inc., 1952) Book 3 Part I, Query 31, p. 400. Based on the Fourth Edition, London, 1730.
2) Thomas Sprat
Jeg vil her i få ord først og fremmest omtale deres beslutninger
som helhed; jeg vil ofte få lejlighed til at berøre disse
enkeltvis. Deres formål er kort sagt at gøre nøjagtige
optegnelser om alle de naturforeteelser og konstruerede indretninger, som kan
komme inden for deres rækkevidde; således at vor tid og fremtiden
kan blive i stand til at pege på de fejl, som er blevet befæstet
gennem lang praksis; at pege på sandheder, som er blevet forsømt;
at gøre mere alsidig brug af de, der allerede kendes; og at
gøre vejen mere passabel til det, der endnu er forblevet
uafsløret. Så vidt rækker deres formål. Og for at
opnå dette har de søgt at skille kundskab om naturen fra retorikkens
ordmaleri og fra fantasiens opfindelser eller fablers behagelige
bedrag. De har arbejdet på at udbrede den, så den ikke
længere blot er i nogle fås varetægt eller tjener private
interesser. De har bestræbt sig på at hindre den i at blive
overbebyrdet af en forvirret bunke af tomme og nytteløse enkeltheder;
eller at blive styrket og bundet for meget af almene doktriner. De har
søgt at bringe den i en tilstand af stadig vækst ved at etablere
et ubrydeligt samvirke mellem hånd og hjerne. De har bestræbt sig
for, at det ikke skulle blive til en virksomhed for en enkelt sæson
eller for en sjælden lejlighed, men til en varig beskæftigelse,
et stadigt, et vedvarende, et udbredt, et uafbrudt arbejde. De har
søgt at befri den fra sekters kunstgreb, luner og lidenskaber ved at
gøre den til et redskab, hvormed menneskeheden kan komme til at herske
over tingene og ikke blot over hinandens opfattelser; og
endelig: de er begyndt at gennemføre disse reformationer i
videnskaben, ikke så meget ved hjælp af højtidelige love
eller ved afholdelsen af ceremonier som ved solid praksis og ved eksempler;
ikke ved ords strålende pragt, men ved den virkelige udførelses
stilfærdige, bindende og uigendrivelige argumenter.
Dette vil fremgå tydeligere af, hvad jeg har at
sige om følgende fire punkter, som udgør den foreliggende del
af min beretning, medlemmernes kvalifikationer; karakteren af
deres undersøgelser; deres ugentlige sammenkomster; og
deres måde at gøre optegnelser på.
Med hensyn til de medlemmer, som skal
udgøre selskabet: det bør bemærkes, at de frit har
optaget mænd med forskellig religion, nationalitet og livsstilling.
Dette var de nødt til at gøre, thi ellers ville de ikke have
levet op til deres egne erklæringers storsindethed. For de
erklærer åbent, at de ikke lægger grunden til en engelsk,
skotsk, irsk, pavelig eller protestantisk
videnskab; men til en menneskehedens videnskab.
At Church of England ikke bør være
bekymret over denne frie drøftelse af forskellige opfattelser, skal
jeg senere udførligt påvise. Her vil jeg blot åbent
hævde, at vore trossætninger og vor disciplin langtfra vil blive
skadet heraf; at det ville være den bedste måde at gøre
dem universelt anerkendt, hvis de oftere blev drøftet blandt folk med
enhver slags afvigende opfattelser. Det er vanærende at dadle andre
landes religioner: det er deres egen sag at påse deres tros rimelighed;
og for os er det nok at bygge på vor egen sandhed.
Thomas Sprat, The History of
the Royal Society of London (3rd ed.; London, 1722), pp. 61-63.
3) Thomas Jefferson
Monticello, den 18. juni 1899.
Kære ven.
Jeg anerkender modtagelsen af deres brev af
14. maj, hvori De nævner, at De er færdig med de seks
første bøger af Euklid, plantrigonometri, landmåling og
algebra, og spørger, om jeg mener, at videre studier af denne
videnskabsgren kunne være nyttige for Dem. Der er nogle sætninger
i de nævnte bøger af Euklid og nogle hos Archimedes, som er
nyttige, og jeg er ikke i tvivl om, at De er blevet gjort bekendt med dem.
Hvad angår trigonometri, så er dette meget værdifuldt for
enhver; der går næppe en dag, hvor man ikke tager tilflugt til
det i et eller andet af dagliglivets anliggender; aritmetikken er også
uundværlig, når det drejer sig om at uddrage kvadratrødder
og kubikrødder; hvad angår 2. grads ligningen og brugen af logaritmer
er algebra ofte af værdi i sædvanlige tilfælde: men uden
for disse er den blot en luksus, sandelig en dejlig luksus; men ikke til at
fordybe sig i for en, som skal søge en livsstilling til sit underhold.
I det samme lys betragter jeg keglesnittene, kurver af højere orden,
måske endda sfærisk trigonometri, algebraiske operationer af
højere end 2. grad og fluktioner. Der er imidlertid andre grene af
videnskaben, som fortjener enhvers opmærksomhed: astronomi, botanik,
kemi, fysik, naturhistorie, anatomi. Selvfølgelig ikke for at blive en
mester i dem; men for at komme til at beherske deres almindelige principper
og kende deres hovedtræk, således at vi kan glæde os over
dem og lære mere om dem på vor vej gennem livet, og når vi
har brug for dem. Noget kendskab til dem er nødvendig for vor karakter
såvel som for vor komfort. Astronomiens og fysikkens elementer kan
bedst læres ved et akademi, hvor vi kan nyde godt af de instrumenter og
apparater, som almindeligvis findes der; men de andre kan udmærket
læres alene fra bøger i det omfang, som vore formål
kræver. Jeg har indladt mig på disse betragtninger, fordi det
måske kan være til nytte for Dem at høre sådanne fra
en person, som ofte har haft lejlighed til at betænke, hvilke af hans
kundskaber i videnskaben der har været virkelig nyttige for ham i
livet, og hvilke af dem der blot har været en luksussag.
Jeg hører til dem, som ser lyst på den
menneskelige karakter. Jeg betragter mennesket som skabt til at leve i et
samfund og af naturen udstyret med de anlæg, som gør det egnet
til samfundslivet. Jeg deler med Condorcet, som De nævner i Deres brev,
troen på at den menneskelige fornuft kan udvikles i et omfang, som vi i
øjeblikket ikke kan gøre os nogen forestilling om. For en, som
prøver at danne sig et overblik over, hvad vi allerede ved, er det
umuligt ikke at se, hvor umådelig meget der i enhver videnskabsgren
endnu er tilbage at opdage, og det gælder også ting, som ligger
inden for vore evners rækkevidde. I geometrien og aritmetikken ved vi
en hel del. Og dog er der noget, der savnes. I anatomien er der sket store
fremskridt; men der er stadig meget at lære. I naturhistorien ved vi
noget; men vi ønsker meget mere. I kemien er vi endnu ikke sikre
på begyndelsesgrundene. Vor fysik er på et meget uudviklet
stadium; måske kræver store fremskridt på dette
område videreudvikling af kemien. I kirugien har man nået meget;
men forbavsende lidt i forhold til det mulige. Tilstanden i medicinen er
værre end total uvidenhed. Hvis vi kunne gøre os fri af alt det,
vi tror vi ved her, kunne vi begynde fra et højere niveau og med
lysere udsigter. Fra Hippocrates til Brown har vi ikke haft andet end en
række hypotetiske systemer, der hver for sig har været på
mode en tid, ligesom hatte- og kjolemoderne, og derpå har givet plads til
den næste grille. Og dog har det menneskelige legeme, som jo er
genstanden for lidelse og tortur under disse lærde metoder, ikke
forandret sig. Vi besidder nogle få slags medicin, som kinabarken,
opium, kvægsølv, som ved nogle få veldefinerede sygdomme er
af utvivlsom værdi men den øvrige liste over materia medica lang
som den er, består udelukkende af kunstens fuskerier; og om sygdomme af
usikker art har læger altid haft falsk viden, hvilket er værre
end uvidenhed. Alligevel kan listen over entydige sygdomme og lægemidler
utvivlsomt udvides; og det er endnu mere sikkert, at der i de andre
videnskabsgrene endnu findes store områder at udforske, for hvilke vore
evner strækker til, og det i en udstrækning, hvis grænser
vi endnu ikke kan afstikke. Jeg er derfor enig med Dem i at stemple som
forræderi den opfattelse, at menneskeånden er ude af stand til at
gøre yderligere fremskridt. Det er netop denne lære, som Jordens
nuværende despoter indskærper, og som deres venner her gentager,
og som især anvendes på religion og politik: "at det ikke er
sandsynligt, at noget vil blive opdaget, som er bedre end det, der var kendt
af vore fædre." Vi skal altså vende blikket bagud og ikke
fremad for at se videnskabens fremskridt og finde den blandt feudale
barbarier og Spitalfields' bål. Men Gud ske lov er det amerikanske
sindelag alt for åbent til at lytte til denne svindel; og så
længe vi har bogtrykkerkunsten, kan videnskaben aldrig gå
baglæns; hvad der én gang er opnået af virkelig
erkendelse, kan aldrig mistes. Enhver skulle være rede til at blive
martyr for at bevare åndsfrihed og trykkefrihed; for så
længe vi kan tænke, som vi vil, og tale, som vi tænker, vil
menneskets vilkår stadig forbedres. Den generation, som nu forlader
skuepladsen, har gjort sig fortjent til menneskehedens tak for de kampe, den
har kæmpet, og for at have sat en stopper for den despotisme, som har
overvældet verden i tusinder og atter tusinder af år. Hvis der
synes at være fare for, at det, der er vundet, vil tabes igen, så
kommer denne fare fra Deres egen generation. Men at den begejstring, som
karakteriserer ungdommen, skulle løfte sin fadermorderiske hånd
mod frihed og videnskab, ville være et så uhyrligt fænomen,
at jeg ikke kan regne det blandt de mulige i denne tidsalder og i vort land.
Deres universitet i det mindste har vist sig ude af stand til noget
sådant; og hvis ungdommen andre steder har syntes at samle sig under
andre flag, har det været på grund af vildfarelser, som den snart
vil kaste bort. Jeg skal være glad for at høre fra Dem fra tid
til anden om Deres fremgang i studierne og at være Dem
behjælpelig på enhver måde, som jeg måtte være
i stand til; idet jeg med oprigtig agtelse forbliver
Deres ven og tjener
Th. Jefferson
Scripta Mathematica, I (1932), 88-90.
4) Thomas Hobbes
Medgang er magt, fordi den skaber ry for visdom eller held, hvilket får
mænd til enten at frygte én eller stole på én.
Venlighed hos mænd, der allerede besidder magt,
er en forøgelse af magten; fordi den skaber kærlighed.
Ry for klogskab i fred og krig er magt; fordi vi mere
villigt overlader ledelsen af os selv til kloge mænd end til andre.
Adel er magt, ikke alle vegne, men kun i statssamfund, hvor den har
privilegier; for i sådanne privilegier består dens magt.
Veltalenhed er magt; fordi den ligner klogskab.
Velopdragenhed er magt, fordi den som et tegn
på det gode giver én kvinders og fremmedes gunst.
Videnskaberne er en lille magt; fordi de ikke
indtager en fremskudt plads og derfor ikke er anerkendt af enhver; ja kun
eksisterer for nogle få; og for dem kun omfatter nogle få ting.
For videnskaben er af en sådan karakter, at kun de kan forstå
den, som selv i rigt mål har fået del i den.
Den kunnen, som er til offentlig nytte, som
fæstningsbygning, konstruktionen af maskiner og andre krigsmidler, er
magt, fordi de giver forsvar og sejr; og skønt deres sande moder er
videnskab, nemlig matematik, bliver de, fordi de bringes for dagen af
håndværkerens hånd (ligesom jordemoderen af menigmand
forveksles med moderen) betragtet som hans værk.
Thomas Hobbes, Leviathan,
ed. by A.R. Waller ("Cambridge English Classics"; Cambridge:
Cambridge University Press, 1904), Part I, Chap. 10, pp. 54-55.
5) Mindeskrift fra kuglen på
spiret over St. Margrethe kirken Gotha
Vore dage udgjorde det lykkeligste tidsrum i det attende århundrede.
Kejsere, konger, fyrster stiger menneskevenligt ned fra deres frygtede
ophøjethed, foragter pragt og glans, bliver deres folks fædre,
venner og fortrolige. Religionen sønderriver pavegevandtet og
fremtræder i sin guddommelighed. Oplysning går frem med
kæmpeskridt. Tusinder af vore brødre og søstre, som
levede i hellig uvirksomhed, bliver nu givet til staten. Troshad og
samvittighedstvang svinder bort; menneskekærlighed og tankefrihed
vinder overhånd. Kunsten og videnskaberne blomstrer, og dybt
trænger vort blik ind i naturens værksted.
Håndværkeren nærmer sig, ligesom kunstnerne,
fuldkommenheden; nyttige kundskaber spirer i alle stænder. Her har I en
tro skildring af vor tid. Se ikke stolt ned på os, hvis I står
højere og ser videre end vi; men erkend hellere af det maleri, vi har
givet, hvor meget vi med mod og kraft hævede og støttede eders
standpunkt. Gør for eders efterkommere det samme og bliv lykkelige!
Herman Hettner, Literaturgeschichte des
Achtzenten Jahrhunderts, Vol. III (Braunschweig: Friederich Vieweg und
Sohn, 1879), 2. Teil, I.Kap, p.171.
6) Alexis de Tocqueville
Om den brug, som amerikanerne gør af offentlige sammenslutninger i
det borgerlige liv.
Jeg agter ikke at tale om de politiske
sammenslutninger, ved hvis hjælp mænd forsøger at forsvare
sig selv imod et flertals despotiske handlinger eller imod kongemagtens
aggressioner. Dette emne har jeg allerede behandlet. Hvis enhver borger ikke,
i samme grad som han selv bliver mere svag og derfor mere ude af stand til
på egen hånd at bevare sin frihed, lærte at slutte sig
sammen med sine medborgere med det formål at forsvare den, er det
klart, at tyranniet uundgåeligt ville forøges sammen med
ligheden. Her skal kun henvises til de sammenslutninger, som er dannet i det
borgerlige liv uden at have noget politisk sigte.
De politiske sammenslutninger, som findes i De
forenede Stater, udgør kun en detalje i det milieu af umådeligt
mange sammenslutninger, som findes dér.
Amerikanere i alle aldersklasser, fra alle
samfundslag, af alle mulige indstillinger, forener sig uden ophør. De
har ikke blot kommercielle og industrielle sammenslutninger, hvori de tager
del, men de har desuden tusind andre slags: religiøse, moralske,
alvorlige, indholdsløse, meget almindelige og meget specielle, meget
store og meget små; amerikanerne slutter sig sammen for at lave fester,
for at stifte præsteskoler, bygger herberger, opføre kirker,
fordele bøger og udsende missionærer til vore antipoder;
på denne måde laver de hospitaler, fængsler og skoler. Hvis
det drejer sig om at belyse en sandhed eller at udvikle en følelse ved
hjælp af et stort eksempel, så forener de sig. Hvor som helst De
i spidsen for et nyt foretagende i Frankrig ser regeringen og i England en
adelsmand, kan De i De forenede Stater være sikker på at finde en
forening.
Jeg har i Amerika mødt adskillige slags
sammenslutninger, som jeg må indrømme jeg ingen forestilling
havde om, og jeg har ofte beundret den uendelige dygtighed, hvormed
indbyggerne i De forenede Stater er i stand til at fastsætte
fælles mål, som kræver et stort antal menneskers indsats,
og at få dem til frivilligt at gå ind derfor.
Alexis de Tocqueville, De la
Démocratie en Amérique, Vol III (14ième
édition; Paris: Levy Frères, 1864), Deuxième Partie,
Chap. II, p. 175.
Kapitlerne II-V handler om atomteorien og
om de eksperimenter, som ligger til grund for den. Om dette emne - bortset
fra de sidste arbejder angående "de nye partikler" - findes
der mange smukke tekniske lærebøger og monografier.
Med hensyn til kapitel II vil den
interesserede læser måske ønske at konsultere de klassiske
arbejder af E.R. Rutherford, Radioactive Substances and their Radiations
(Cambridge: Cambridge University Press; New York: Putnam; 1913), og
Rutherford, Chadwick og Ellis, Radiations from Radioactive Substances
(Cambridge: Cambridge University Press, 1930). De "nye partikler"
blev diskuteret på en konference holdt i Bagnères de Bigorre,
Juli 1953. Rapporten fra denne konference, der blev udgivet af École
Polytechnique, Paris, giver et levende indtryk af nuværende viden,
uvidenhed og fremskridt. Selv for de, der ikke ønsker at konsultere
kongresrapporten, er den kommentar, der følger efter titlen,
måske af interesse: "Les particules décrites au cours de ce
Congrès ne sont pas entièrement fictives, et tout analogie avec
des particules existant dans la nature n'est pas une pure
coïncidence".
Der er talrige gode tekniske
lærebøger om kvantemekanikken, kvanteteorien for atomer. I
særdeleshed kan jeg anbefale:
P.A.M. Dirac. The Principles of Quantum Mechanics. Oxford: Clarendon
Press, 1930.
W. Pauli. "Die Allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik", Handbuch
der Physik, XXIV (1933), I, 83.
L.I. Schiff. Quantum Mechanics. New York: McGraw-Hill Book Co., 1949.
Af disse er Schiff's bog den mest
elementære.
Der er i foredragene ikke gjort
forsøg på at give en fuld redegørelse for de bidrag, der
blev givet til kvanteteoriens udvikling. Hvor navne er blevet nævnt, er
det fordi de er blevet almindeligt identificeret med principper eller med
teorier; men enhver redegørelse for kvanteteoriens historie skulle i
det mindste nævne Born, Dirac og Pauli foruden de navne, som
optræder i teksten.
Hvad angår kvanteteoriens
fortolkning, kan måske følgende henvisninger vejlede
læseren, hvis han skulle ønske en mere detaljeret, mere original
og mere fast fremstilling af de spørgsmål, som er berørt
i foredragene:
W. Heisenberg. The Physical Principles of the Quantum Theory. Chicago:
University of Chicago Press, 1930.
N. Bohr. Atomteori og Naturbeskrivelse, København 1958. Schultz'
Forlag.
N. Bohr. Atomfysik og menneskelig erkendelse. København 1957.
Schultz' Forlag.
N. Bohr. "On the Notions of Causality and Complementarity,"
Dialectica, II (1948), 312.
V. Pauli. "Die philosophische Bedeutung der Idee der
Komplementarität," Experientia, VI (1950), 72.
* J. Robert Oppenheimer, (1904-67): amerikansk fysiker;
studerede i 1920 atomfysik i Cambridge, Göttingen og Zürich.
Overførte teoretisk fysik fra vesteuropa til USA i 1930'erne. Var
1929-47 professor i Californien, hvor han uddannede en lang række af
amerikas bedste teoretiske fysikere. Modbeviste sammen med Serber, Landau's
påstand om, at stjerner kan holdes varme af neutronkerner;
demonstrerede med Volkoff at der findes en maksimal mulig masse for
neutronstjerner; demonstrerede sammen med Snyder, i en yderst idealiseret
model, at når massive stjerner dør, må de implodere og
danne sorte huller og belyste vigtige aspekter af implosionen. Under 2.
Verdenskrig leder af laboratoriet i Los Alamos hvor den første
atombombe blev til. Var i begyndelsen modstander af brintbombeprojektet, men
støttede det senere. Siden 1947 direktør for Institute for
Advanced Study i Princeton. Efter krigen spillede dr. Oppenheimer en stor
rolle ved udformningen af den amerikanske politik vedrørende
atomspørgsmål. I starten af 1950'erne, hvor McCartyismen rasede
over USA, blev han erklæret for en "sikkerhedsrisiko"
på grund af sine forbindelser til kommunistiske kredse og afsat fra sit
arbejde inden for den amerikanske atomenergikommision. Argumenterede med
Wheeler om hvorvidt implosioner frembringer sorte huller.
Oversat efter "Science and the Common Understanding" af Aage
Petersen. Gyldendal 1961.
Albert
Einstein og Robert Oppenheimer
14. maj, 2000.
Indhold
Index
|