For galt til å være sant

Realitetsorientert: Verden finnes sannsynligvis, ferdig med det. Det er ikke ofte forelesninger i fysikk blir avbrutt av latter, eller at det blir trampeklapp når siste ord er sagt. Men slik var det i Oslo sist uke, da professor Lawrence Krauss var i byen.
Realitetsorientert: Verden finnes sannsynligvis, ferdig med det. Det er ikke ofte forelesninger i fysikk blir avbrutt av latter, eller at det blir trampeklapp når siste ord er sagt. Men slik var det i Oslo sist uke, da professor Lawrence Krauss var i byen.

– Nøytrino-saken er trist for fysikken, og den er skadelig for CERN, sier fysikeren Lawrence Krauss.

Lawrence Krauss er kanskje ikke godt kjent i Norge, men han er en verdensstjerne, både som fysiker og som formidler. Samme dag som han holdt sitt siste av fem foredrag i Oslo i forrige uke, var mediene preget av nyheten om at «Einstein tok feil, hans teorier var motbevist». Nyheten kom fra CERN, Europas største forskningslaboratorium. CERNs gigantiske partikkelakselerator, LHC (Large Hadron Collider) ble åpnet for ikke lenge siden. Skeptikerne mente at denne maskinen kunne lage et sort hull som kunne sluke hele jorda. Det skjedde som kjent ikke. Men akseleratoren fikk mange tekniske problemer den første tiden, og hadde ikke produsert noen nyheter. Ikke før nå.
Nyheten var at forskere ved CERN hadde målt hastigheten på nøytrinoer, (bitte små partikler som for all del ikke må forveksles med nøytroner). De fant at nøytrinoer beveget seg raskere enn lyset. Hvis det er en nyhet? Og hvis det stemmer? For hvis dette er sant, er det som å ta vekk det nederste kortet i et korthus, eller fjerne grunnmuren fra en skyskraper. For fysikkens verdensbilde er i dag bygd på relativitetsteorien og på kvantemekanikk, og lyshastigheten som en øvre fartsgrense er en av bærebjelkene i dette byggverket.
I det følgende skal jeg forsøke å gjøre to ting: 1. Presentere Krauss og 2. forsøke å forklare hvorfor han mener «nyheter» som den om raske partikler i forrige uke, er skadelig for fysikken og for CERN.

Skepsis og tvil. Lawrence Krauss er først og fremst en verdenskjent fysiker, men er også kjent som en stor formidler av fysikk og kritisk tenkning. Han har et stort og entusiastisk publikum, og hans bøker er solgt i hundretusener. Krauss har vunnet en rekke priser for sin forskning, sin formidling og for sine bøker. Han er også en samfunnsdebattant med skarp tunge og klare standpunkter, og regnes som en av USAs fremste intellektuelle. Han var en av de klareste kritikerne av hvordan president Bush misbrukte, styrte og sensurerte amerikansk forskning. Han har også engasjert seg i hvordan politikere og medier misforstår og forvrenger vitenskap. De siste årene har han nærmest gått i kompaniskap med den ikke ukjente biologen og forfatteren Richard Dawkins. De har en felles agenda som dreier seg om å fremme kritisk tenkning, skepsis og tvil. Og selvsagt vitenskapelig rasjonalitet. Da Dawkins for tre år siden forlot sitt professorat i «Public Understanding of Science» i Oxford, ble Krauss tilbudt stillingen. Den avslo han, dels fordi han ville fortsette å være fysiker, men også fordi Oxford, med Krauss’ egne ord, «is a boring place».
Nøytrinoer til besvær. Det er godt kjent at det er uhyre vanskelig å registrere nøytrinoer, og enda verre er det å måle hvor fort de beveger seg. Hvert sekund passerer det milliarder av dem gjennom oss, og de fleste går tvers gjennom jorden uten å forårsake reaksjoner eller sette spor. Men det er likevel mulig å måle dem, selv om det er komplisert. Og tidligere målinger viser ganske riktig at nøytrinoer beveger seg ufattelig fort – men bare nesten like fort som lyset.
– Hvorfor er nyheten fra CERN så problematisk?
– Eksperimentet i CERN er komplisert, og det kan være mangfoldige kilder til usikkerhet som kan forklare det oppsiktsvekkende resultatet. Men i stedet for å velge en av de mange nærliggende forklaringene, velger de å gå ut med den minst sannsynlige. Nemlig at Einstein tok feil.
I hundre år har naturvitenskapen hvilt på relativitetsteori og kvantemekanikk. Så forteller altså CERN i en pressemelding at de har veltet grunnlaget for fysikkens verdensbilde.
– Det er for godt, eller for galt, til å være sant, sier Krauss.
– Det er også noe spesielt at mine kolleger i CERN velger å presentere dette på en pressekonferanse, og ikke på en vitenskapelig konferanse med kritiske fageksperter, slik vi vanligvis gjør i naturvitenskap. Jeg vedder på at Einsteins relativitetsteori overlever også denne testen.

Big business. Forskningsnyheter er ofte av denne typen. Big science er også big business, og forskermiljøene trenger både penger og oppmerksomhet. Derfor får vi en strøm av «nyheter» fra forskning som lover mer enn den holder. Den endelige løsningen på «kreftgåten» kunngjøres gjerne flere ganger i året. Slike meldinger kan gi nye bevilgninger. Og et gjennombrudd for temming av fusjonsenergien annonseres omtrent annethvert år. Dette innebærer at vi vil kunne øse av stjernenes energikilde, noe som for alltid vil løse verdens energibehov. Et slikt gjennombrudd har ulike forskergrupper annonsert med jevne mellomrom i snart 50 år. Men resultatene ser vi ennå ikke.
– Nøytrino-saken er trist for fysikken, og den er skadelig for CERN, sier Krauss.
– Hvorfor er saken trist for fysikken?
– Mange vil nok sitte igjen med et inntrykk av at det nå er sådd tvil om relativitetsteorien, en teori som har bestått tusener kritiske tester. En slik sak gir næring til myten om at vitenskapelige teorier kommer og går, at paradigmeskifter nesten er som å skifte skjorte. Mange får vann på mølla av slikt. I USA bruker kristne fundamentalister dette til å så tvil om evolusjonsteorien. Den er jo «bare» en teori, sier de. Og så har de sin egen, konkurrerende «teori», kreasjonisme eller intelligent design, som de mener bør få plass i skolen. Vi har også de såkalte «klimaskeptikerne» som bruker samme teknikk til å så tvil om hvorvidt klimaendringene er menneskeskapt, selv om forskerne på feltet er enige. Det er riktig at vitenskapelig kunnskap endres og utvikles, men vi må ikke glemme at den også er utrolig robust.
– Men hvorfor er nøytrino-saken skadelig for CERN?
– Det er trist at CERN går ut med slike mediebomber, det sår tvil om seriøsiteten. Men nå har CERN brukt milliarder av dollar uten å komme med viktige funn, så de har vel et visst behov for å vise regjeringer og allmennheten at de kan «levere». Når feilen blir oppdaget får de en nedtur, men dementier får sjelden samme store oppmerksomhet.

Karl Popper. Lawrence Krauss er teoretisk fysiker, hans hverdag består av formler og symboler. Men Krauss er, i enhver forstand, også en realist: Han insisterer ustanselig på at vitenskapen trenger en «reality check». Mens filosofer kan diskutere om «virkeligheten» faktisk eksisterer, anser ikke Krauss (eller for den saks skyld andre naturvitere) et slikt spørsmål som spesielt interessant. De regner det som rimelig sannsynlig at verden finnes, og at det går an å få kunnskap om den. Ferdig med det.
Krauss liker ikke å bekjenne seg til noen filosofisk retning eller -isme. Likevel kan man kanskje si at han står for idealer som ligner på vitenskapsteoretikeren Karl Poppers: Vitenskapelige hypoteser må kunne testes; de må kunne falsifiseres. Og fremskritt skjer ved at det fremsettes kreative og dristige hypoteser, som så blir underlagt nådeløs kritikk og testing. Filosofer vil kanskje også plassere Krauss i en amerikansk tradisjon av pragmatisme. Der er han i godt selskap med mange andre naturvitere.
– Det viktigste er å undre seg, stille spørsmål, nådeløst tvile på all autoritet. Og hele tiden å teste sine tanker mot virkeligheten. Dette gjelder for den gode forskeren, og det er også essensen i det å være en demokratisk medborger, sier han.

Ungdomshelter. Når Krauss holder foredrag, går tankene til en klassiker i amerikansk politisk satire, matematikeren Tom Lehrer: sang og tekst med klar diksjon, satire, understatement, utallige metaforer og satiriske sidespark. Tom Lehrer tok i sine sanger på 1960- og 70-tallet opp de store spørsmålene, også før de kom på den politiske dagsordenen: miljøspørsmål, atomopprustning, amerikansk dobbeltmoral, imperialisme og krigføring. Lehrer ble et ikon og en veiviser for sekstiåttere i mange land, også her i Norge. Krauss forteller at Tom Lehrer var hans favoritt da han gikk på skolen i Canada.
En annen ungdomshelt var Richard Feynman, nobelprisvinner i fysikk, kjent for skarp humor, uredde standpunkter og med et ry som «verdens beste foreleser». Krauss har nylig gitt ut en bok om ham, Quantum Man: Richard Feynman’s Life in Science. I forelesningene om Feynman har Krauss samme stil og tonefall som Tom Lehrer. Også Krauss har skrevet og fremført musikk, men dette sto ikke på programmet i Oslo.

Fysikkens blindgate. For noen år siden ga fysikeren David Lindley ut en bok med tittelen The End of Physics. Lindley hadde vært redaktør av både Nature og Science, to av de mest innflytelsesrike naturvitenskapelige tidsskriftene. Mange fysikere ble opprørt over denne boken, i alle fall over tittelen. For i realiteten er det «bare» strengteorien og letingen etter «a theory of everything» som Lindley er ute etter.
Også Krauss er svært kritisk til fysikernes strengteori, og han utfordrer sine teori-kolleger på at de leker med matematisk elegante teorier som aldri vil kunne testes. Slik sett er det ikke så stor avstand mellom Krauss og Lindley. Begge antyder at deler av fysikken kanskje befinner seg i en blindgate.
– Er fysikken nær sin avslutning?
– Nei, nei! Nesten tvert om! Det er faktisk forbløffende lite vi vet om det universet vi lever i. Vi vet ikke engang hva det består av. Da tenker jeg ikke på de milliarder av stjerner og galakser som vi kan se på himmelen. Jeg sikter til alt det andre, det som ikke lyser, og som vi ikke kan se. Vi kjenner knapt til fem prosent av det som finnes i universet. De resterende nittifem prosentene aner vi ikke hva er. Men vi vet at det må være der!
– Et annet uløst mysterium er at vakuum, det totalt tomme rom, må ha masse – eller energi, om vi vil være mer presise. Det at «ingenting» kan veie noe, er jo en helt utenkelig tanke. Selv fireåringer vil kalle dette tøv. Men for oss fysikere er dette slett ikke tøv. For verden er så uendelig mye mer komplisert enn det vi kan tenke oss. Likevel har vi fysikere en drøm om å kunne beskrive den med noen helt enkle ligninger. Virkelig fysikk har en uendelighet av gåter, og vi kjemper for å finne svarene. Helst svar som er enkle. Men de må stemme med observasjoner og eksperimenter, de kan ikke bare være elegante tankekonstruksjoner, sier Krauss.

Den siste stjerne. På slutten av 1960-tallet fant vi ut at universet utvidet seg: Vi fikk lære om et «ekspanderende univers». Etter hvert kunne vi regne oss tilbake til den tiden da det hele startet. Og nå har alle hørt om Big Bang. I dag er det beste estimatet at hendelsen inntraff for 13,7 milliarder år siden. Men hva vil skje videre med universet? Vil det fortsette å utvide seg i det uendelige? Eller vil gravitasjonen trekke alt sammen til en Big Crunch? Hvordan vil det hele ende?
– Nettopp slike spørsmål er det vi sysler med i kosmologien! Og nå ser det ut til at vi har en viss enighet blant forskerne: Universet vil fortsette å utvide seg i det uendelige, kanskje sågar med stadig større hastighet. Verdensrommet vil tynnes ut, det blir langt til nærmeste nabo. Om 100 milliarder år vil galaksene forsvinne ut av syne for hverandre. Etter hvert vil alle stjerner dø. Og til slutt, kanskje om 100 000 milliarder år, vil den siste stjerne ha brent ut. Slik vil det hele ende. Den som lever, får se.

Svein Sjøberg er fysiker og pedagog, og professor ved UiO. Han sto bak invitasjonen av Lawrence Krauss til Oslo.

Lawrence Krauss

  • Født 1955, vokste opp i Canada, men har levd sitt voksne liv i USA. Regnes som en av USAs fremste intellektuelle.
  • En av verdens mest kjente forskere innen astrofysikk, nøytrinofysikk og kosmologi. Nå er han professor i fysikk ved Arizona State University.
  • Særlig kjent for sin skepsis mot det som omtales som strengteori (string theory), en dominerende retning innen teoretisk fysikk.

    Bokliste
    Dette er Lawrence Krauss’ viktigste bøker for et bredt publikum:

  • Fear of physics: A Guide for the Perplexed
  • Atom: A Single Oxygen Atom’s Journey from the Big Bang to Life on Earth...and Beyond
  • The Physics of Star Trek
  • Quintessence: The Mystery of the Missing Mass
  • Hiding in the Mirror: The Mysterious Allure of Extra Dimensions, from Plato to String Theory and Beyond
  • Quantum Man: Richard Feynman’s Life in Science