Kai Sørlander: Om forskellen mellem fysikkens og filosofiens bestræbelse

af i Viden

VIDENSKAB // KOMMENTAR – ”Intellektuelt har Grimstrup og jeg altså bevæget os i hver sin retning ud fra spørgsmålet om forholdet mellem kvantemekanikken og relativitetsteorierne,” skriver forfatter og filosof Kai Sørlander i denne kommentar til Jesper Møller Grimstrups bog Shell Beach – Jagten på den endelige teori. Grimstrup søger en endelig fysisk teori om verden, Sørlander en endelig filosofisk teori om verden. Hvorledes manifesterer denne forskel mellem en endelig fysisk teori om verden og en endelig filosofisk teori om verden sig så?

Nogle kommentarer til Jesper Møller Grimstrups bog Shell Beach – Jagten på den endelige teori

I flere hundrede år stod Newtons klassiske fysik som paradigmet på en sand videnskabelig teori. Men i begyndelsen af 1900-tallet skete der en radikal udvikling. Man fandt ud af, at Newton fysik under visse omstændigheder ikke gav en sand beskrivelse af den fysiske virkelighed.

På den ene side kom Newtons teori i problemer, når man kom op i nærheden af lysets hastighed. Det førte til, at Einstein formulerede den specielle relativitetsteori, hvor lyshastigheden var indført som en hastighedsgrænse, det var umuligt at overskride. Og påfølgende formulerede Einstein også den almene relativitetsteori, hvor gravitationen (den indbyrdes tiltrækning mellem materielle objekter) også var underlagt denne hastighedsgrænse.

På den anden side fandt man også ud af, at Newtons fysik kom til kort, når man bevægede sig ned i det meget små – i atomernes verden. Planck fandt virkningskvantet, der var et klart brud med den klassiske fysik. Og dette inkorporerede Bohr i sin teori om brintatomet. Denne teori blev så senere generaliseret til kvantemekanikken, som brød med den klassiske fysiks deterministiske naturbeskrivelse (kontinuerte kausalitet).

Der var altså tale om to radikale ”brud” med den klassiske fysik. På den ene side relativitetsteoriernes indførelse af en hastighedsgrænse (specielt markeret ved lys og gravitation). På den anden side kvantemekanikkens indførelse af et brud med den entydige klassiske kausalitet. Principielt set er det kvantemekanikken, der udgør det mest radikale brud med den klassiske fysik. Og der er derfor en også vis konsensus om at regne relativitetsteorierne med til det klassiske verdensbillede og at placere det egentlige brud ved kvantemekanikken. Men dette er ikke så væsentligt.

Fysikkens næste skridt

Der var i begyndelsen en intens diskussion om, hvorvidt man skulle anse kvantemekanikken for at være en fundamental teori, eller om den kun skulle betragtes som foreløbig, i den forstand at det skulle være muligt at nå frem til en underliggende klassisk – deterministisk – teori. Det var Einsteins opfattelse; og diskussionen mellem Einstein og Bohr om dette spørgsmål har en særlig stilling i fysikkens historie. (Bohr har selv beskrevet denne diskussion i artiklen ’Diskussion med Einstein om erkendelsesteoretiske problemer i atomfysikken’, som er optrykt i hans bog Atomfysik og menneskelig erkendelse).

For tiden synes forskningen at stå i stampe. Er man overhovedet på rette vej? Det er i denne situation, at Jesper Møller Grimstrup står frem med sit eget løsningsforsøg

Når det kom til stykket, så viste diskussionen – og fremtiden – at Einstein tog fejl på dette punkt. Det var ikke fysikkens næste skridt at finde en deterministisk teori, som ”gik ind under” kvantemekanikken. Fysikkens næste skridt var derimod at forsøge at forene relativitetsteoriernes indsigt med kvantemekanikkens indsigt. I første omgang forenede man kvantemekanikken og den specielle relativitetsteori i kvanteelektrodynamikken. Og i forlængelse deraf udformede man det, som man nu kalder standardteorien. Den omfatter alle fysiske kræfter med undtagelse af gravitationen. Man mangler altså at udforme en teori, som omfatter både standardteorien og den almene relativitetsteori. Det er den store opgave, som fysikerne har forsøgt at løse i efterhånden mange år. Deres søgen efter den endelige teori: teorien om alting. Der har i denne søgen udviklet sig forskellige skoler, hvoraf de vigtigste er strengteori og ”loop quantum gravity”; men for tiden synes forskningen at stå i stampe. Er man overhovedet på rette vej?

Det er i denne situation, at Jesper Møller Grimstrup står frem med sit eget løsningsforsøg, som han har udarbejdet sammen med matematikeren Johannes Aastrup. De bygger på en særlig algebra, som de har døbt Quantum Holonomy-diffeomorphism-algebraen. Grimstrup beskriver sin kamp for at finde frem til denne teori i bogen Shell Beach – Jagten på den endelige teori, som er udkommet i slutningen af maj i år.

Heri beskriver han, hvor svært det er for ham at møde fordomsfri interesse for hans særlige idéer i en forskerverden, der er låst fast i etablerede skoler, og hvor man skal befinde sig indenfor en af disse skoler, hvis man skal have bevillinger og en fast stilling. Og han udtrykker en vis vemodighed over, at også de unge forskere mere er præget af jagten efter den sikre stilling end af en fordomsfri spørgen.

Den endelige filosofiske teori

Selv er jeg ikke i stand til at afgøre, om Grimstrups forsøg på at fastlægge rammerne for formuleringen af den fundamentale fysiske teori er holdbart. Men jeg føler et vist slægtskab med hans bestræbelse. For diskussionen mellem Einstein og Bohr – om kvantemekanikkens uomgængelighed – var en væsentlig impuls for min egen bevægelse fra fysik til filosofi.

Intellektuelt har Grimstrup og jeg altså bevæget os i hver sin retning ud fra spørgsmålet om forholdet mellem kvantemekanikken og relativitetsteorierne. Hvor han er gået i den retning, hvor det gælder om at finde en endelig fysisk teori om verden – en teori, som ikke kun forener kvantemekanikken med den specielle relativitetsteori, men også med den almene relativitetsteori, og som altså også kvantiserer gravitationen – så er jeg gået i den retning, hvor det gælder om at finde en endelig filosofisk teori om verden. Hvorledes manifesterer denne forskel mellem en endelig fysisk teori om verden og en endelig filosofisk teori om verden sig så?

Det vil jeg forsøge nærmere at kaste lys over ved at tage udgangspunkt i Grimstrups redegørelse for forholdet mellem Newtons klassiske fysik og kvantefysikken. Han spørger (s. 192), hvad der er mest fundamentalt, det klassiske eller det kvantemekaniske niveau. Og han svarer, at det tydeligvis må være det kvantemekaniske, eftersom makrofysiske ting faktisk er opbygget af elementarpartikler, som må beskrives kvantemekanisk.

Men her er en begrebslogisk forvikling, som Grimstrup ikke klart synes at forstå betydningen af. Det er rigtigt, at den fysiske virkelighed i sin grund – når vi når ned til de partikler, som den dybest set er opbygget af – ikke kan beskrives klassisk, men må beskrives kvantemekanisk. Men det er også rigtigt, at vi ikke kan definere de begreber, som vi må bruge i den kvantemekaniske beskrivelse – for eksempel begrebet ’virkningskvantum’ – uden at vi bygger på de begreber, som er defineret i Newtons klassiske fysik. Og det samme gælder relativitetsteorierne. Dem kan vi heller ikke formulere uden at bruge begreber, som de er defineret i den klassiske fysik – her specielt hastighedsbegrebet.

Når vi forstår, at Newtons klassiske fysik definitionsmæssigt er en forudsætning for såvel relativitetsteorier som kvantemekanik, så er der nogle spørgsmål, som er naturlige, men som Grimstrup ikke stiller. For det første spørgsmålet: Hvorfor er der en hastighedsgrænse? Hvorfor må Newtons klassiske fysik udvides i retning af relativitetsteorierne? Og for det andet spørgsmålet: Hvorfor kan materiens mindste dele ikke beskrives klassisk fysisk? Hvorfor må Newtons klassiske fysik udvides i retning af kvantemekanikken?

Kunne verden have været anderledes?

Tænker vi Newtons klassiske fysik konsistent igennem, så indeholder den selv svarene på disse to spørgsmål. Den klassiske fysik indeholder et princip om universel gravitation. Det vil sige, at alle materielle ting i universet tiltrækker hinanden med en vis kraft. Men selve dette princip må indebære, at der må være en hastighedsgrænse; for det må indebære, at gravitationen mellem fysiske ting må udbredes med en endelig hastighed. I modsat fald kan gravitationen ikke tilskrives de enkelte ting, men bliver blot et universelt baggrundsvilkår. Og intet – ingen ting – kan i princippet bevæges hurtigere end sin egen gravitation. Derfor bliver gravitationens udbredelseshastighed en universel hastighedsgrænse.

Det, at alle materielle ting i universet tiltrækker hinanden med en vis kraft, har også en anden principiel konsekvens. Det betyder, at normale materielle ting, som har udstrækning, selv består af dele, som har udstrækning. Og disse dele må altså også tiltrække hinanden. Men hvis normale materielle ting består af dele, som tiltrækker hinanden, så er det umuligt med Newtons klassiske fysik at forklare, hvorfor de er stabile: hvorfor de ikke trækker sig sammen og forsvinder i et punkt. Derfor må det – under forudsætning af den universelle gravitation – være en betingelse for, at der overhovedet kan være stabile ting, at disse ting må bestå af nogle ”elementarpartikler”, som ikke kan beskrives udtømmende med den klassiske fysik. Selve det, at materien må bestå af mindste dele, som ikke kan beskrives præcist med Newtons klassiske fysik, er altså en principiel forudsætning for, at der overhovedet kan eksistere ting, som kan beskrives med denne fysik.

Hvorfor er verden overhovedet i rum og tid? Hvorfor er verden underlagt kausalitet? Kunne verden have været anderledes

På denne måde kan vi indse, at det ligger implicit i Newtons klassiske fysik, at der må være en hastighedsgrænse, og at der må være et virkningskvantum (en grænse for, hvor præcist materiens mindste dele kan beskrives). Og når vi først forstår dette, så kan vi fortsætte ad denne tankevej med en række nye spørgsmål: Hvorfor kan vor daglige verden overhovedet beskrives med Newtons klassiske fysik? Er det nødvendigt, eller kunne det have været anderledes? Hvorfor er verden overhovedet i rum og tid? Hvorfor er verden underlagt kausalitet? Kunne verden have været anderledes?

Det filosofiske svar er klart

Med disse spørgsmål går vi eksplicit fra fysik til filosofi. Fundamentalt stilles vi over for spørgsmålet om, hvorledes en mulig verden nødvendigt må være. Hvad er de nødvendige træk ved enhver mulig virkelighed og ved vor situation som personer? Hvad er således nødvendigt, at det under ingen omstændigheder kunne være anderledes?

Med denne spørgen bevæger vi os ind på en vej, som begrebslogisk er mere fundamental end den vej, som Grimstrup bevæger sig ud ad. Vi bevæger os ind på en vej, som ligger i det rent begrebslogiske, fordi den efterstræbte nødvendighed må være rent begrebslogisk. Derfor kan vi også formulere vor opgave således, at det gælder om at afdække det system af grundbegreber, som må være forudsat enhver mulig virkelighedsbeskrivelse og enhver mulig beskrivelse af vor situation som personer.

Når vi stiller spørgsmålet således, så er svaret klart. Det må være selve konsistenskravet

Men hvorledes tænker vi os frem til dette system? Hvorledes finder vi det fundamentale holdepunkt, hvorpå vi skal bygge vor eksplikation af begrebssystemet? Med disse spørgsmål må den filosofiske bestræbelse på at finde sin egen endelige teori tænke sig selv i gang. Den må begynde med spørgsmålet om, hvad der er således nødvendigt, at det under ingen omstændigheder kunne være anderledes. Eller formuleret begrebslogisk: Hvad er således nødvendigt, at det ikke konsistent kan benægtes under nogen omstændigheder?

Når vi stiller spørgsmålet således, så er svaret klart. Det må være selve konsistenskravet. Det helt fundamentale krav til enhver mulig virkelighedsbeskrivelse er, at den skal være konsistent: den må ikke modsige sig selv. Derfor må fundamentet for en rent begrebslogisk deduktion af det system af grundbegreber, som må være forudsat enhver mulig virkelighedsbeskrivelse, være selve modsigelsesprincippet og dets implicitte betydningsteori. Fra dette udgangspunkt må man kunne gennemføre en transcendental deduktion – i Kants forstand – af det system af grundbegreber, som må være forudsat enhver mulig virkelighedsbeskrivelse. Derunder kan man deducere, at dette system må omfatte begreber som ’rum’, ’tid’ og ’kausalitet’ og i det hele taget de begreber, som indgår i Newtons klassiske fysik. Det har jeg forsøgt at vise, så godt som jeg nu har evnet, i mine filosofiske bøger Det Uomgængelige, Den Endegyldige Sandhed og Indføring i Filosofien.

Forskning på en radikalt forpligtende måde

Med denne afklaring af, hvorledes den filosofiske opgave skal løses, kastes lys tilbage på den fysiske opgave, som Grimstrup forsøger at løse. Men om lyset fra filosofien kan være til nogen hjælp i løsningen af den fysiske opgave, har jeg svært ved at gennemskue. Jeg kan dog ikke lade være med at tro, at der er en dybere forbindelse.

Om min filosofiske teori er rigtig, afhænger kun af, om argumentationen holder. Det er ganske det samme som for Grimstrup: om han er på rette spor i sin søgen efter den endelige fysiske teori, afhænger kun af, om hans argumentation holder. Men for at man skal finde ud af, om argumentationen holder, skal man gøre sig den anstrengelse at tænke den efter. Man skal altså gøre et intellektuelt arbejde. Hvorfra kommer så impulsen til at gøre dette arbejde? Primært burde den komme indefra – af videbegærlighed. Man vil kende svaret på opgaven. Men i virkelighedens forskerverden er videbegærligheden tøjlet af de herskende paradigmer, og egentlig nye idéer har svært ved at trænge igennem. For at få adgang til forskningsmidlerne skal man tænke inden for paradigmerne.

Det er, som tidligere nævnt, Grimstrups erfaring indenfor den fysiske grundlagsforskning. Og det samme er min erfaring fra det, som skulle have været den filosofiske forskerverden: der mangler indre drivkraft til at konfrontere sig med filosofiens opgave på en radikalt forpligtende måde.


Illustration: Unsplash. 

Filosof og forfatter. Modtaget Københavns Universitets guldmedalje for en afhandling om logisk atomisme - primært Wittgensteins Tractatus. Har skrevet nogle "rigtige" filosofiske bøger: Det Uomgængelige (med forord af Georg Henrik von Wright, 1994), Under Evighedens Synsvinkel (1997), Den Endegyldige Sandhed (2002) og Indføring i Filosofien (2017).Har desuden skrevet nogle politisk-filosofiske og mere kulturkritiske værker: Om Menneskerettigheder (2000), Forsvar for Rationaliteten (2008), Den Politiske Forpligtelse (2011) og Fornuftens Skæbne (2014). Desuden artikler, kronikker og foredrag.

Seneste artikler om Viden