Den magiska kvantvärlden

Kvantfysikens mystiska och outgrundliga natur lockar både new age-anhängare och sanningsrelativister. Men den moderna fysiken erbjuder ingen befrielse från verklighetens bojor.

Den som försöker ta reda på vad kvantfysik handlar om genom att läsa populärpress, lyssna till offentliga föredrag eller göra sökningar på internet möter en stor mängd vittfamnande påståenden om verkligheten, det ena mer besynnerligt än det andra. Inte minst i new age-sammanhang är det vanligt med referenser till kvantfysik. Här talas det om allt från kvanthealing med hjälp av vibrerande kristaller till kvantjag och högre medvetandetillstånd. Men hjälp av prefixet ”kvant” får man det mesta att låta svårt, esoteriskt och lite mystiskt.

Vissa delar av kvantfysikens tankegods tycks lämpa sig särskilt väl för det nyandliga tänkandet; ett fåtal teman återkommer ständigt. Allra vanligast är kanske påståendet att allt är vågor – en tanke som, förutom att den låter förföriskt dunkel, passar väl in i talet om frekvenser, vibrationer och resonanser.

Något annat man gärna framhåller, med hänvisning till just kvantfysik, är universums enhet. Allt hänger på något outgrundligt vis ihop. There is no such thing as separation in this universe. Tanken speglar förstås nyandlighetens holistiska ideal.

Ett tredje tema är kvantfysiken som ”möjligheternas fysik”. Här kan vad som helst hända; allt är möjligt. Och inte nog med det – det är du själv som skapar dina möjligheter! Som doktor Shui-Yin Lo vid ”Quantum Health Research Institute” uttrycker saken i ett klipp på Youtube: It is essential that every educated person understand the philosophy of quantum theory to not feel helpless, and to realize you control your destiny. Den moderna fysiken görs här till ett tvivelaktigt verktyg för vår tids lukrativa självhjälpsindustri.

Det är dock inte enbart inom nyandligheten som man finner överraskande anspelningar på kvantfysik. Även sanningsrelativister av olika schatteringar hänvisar gärna till den moderna fysikens rön. Antingen påminner man om den så kallade våg-partikeldualismen – att materia i vissa sammanhang måste beskrivas som vågor, i andra som partiklar – för att rättfärdiga att till synes motsägelsefulla påståenden kan vara sanna samtidigt. Eller så har man hört talas om att själva observationen med nödvändighet påverkar det som ska observeras, och finner i detta faktum stöd för idén att ett entydigt sanningsbegrepp nu måste ge vika för olika ”berättelser” om verkligheten.

Den som tar del av allt detta, och som själv inte är fysiker, måste rimligen undra vad kvantfysik egentligen är för konstig teori. Är allt verkligen vågor? Är vår värld en värld där allt hänger ihop och allt är möjligt? Har fysikerna nu övergivit sina sanningsanspråk?

Det offentliga samtalets förvirrade bild av kvantfysiken är inte helt gripen ur luften; den innehåller faktiskt korn av sanning. Ja, i en viss mening är allt vågor. Visst, många förlopp har flera möjliga utfall. Under speciella omständigheter finns märkliga samband mellan åtskilda system som gör att de kan sägas ”hänga ihop”. Och själva observationen (eller mätningen) spelar onekligen en särskild roll inom teorin. Dessa sanningsfragment har dock förlänats innebörder långt utöver och ibland i direkt strid med kvantfysiken själv.

EN NY VERKLIGHET

Vad är då kvantfysik egentligen? Vad handlar den om? Jo, kvantfysik är den gren av fysiken som behandlar de naturlagar som gäller på mikroskopisk nivå. Teorin beskriver hur enskilda partiklar – som elektroner eller atomer – beter sig, vilka egenskaper de har och hur de växelverkar. Det är således kvantfysiken som säger hur elektronerna i en atom fördelar sig i olika ”skal” eller energinivåer. Den beskriver även bindningarna mellan atomer och hur de bildar molekyler. I förlängningen förklarar den egenskaper hos material – som hårdhet, färg eller ledningsförmåga – med utgångspunkt i den atomära strukturen. Men kvantfysiken handlar också om ljusets natur. Den utgör faktiskt ett teoretiskt ramverk för all grundläggande fysik, och ersätter i den bemärkelsen Newtons fysik, som spelade motsvarande roll fram till en bit in på 1900-talet.

Den bild som kvantfysiken ger av verkligheten är på många sätt svårsmält. Detta beror ytterst på teorins egenartade sätt att beskriva fysikaliska system. Äldre tiders fysik, liksom vår intuition, säger oss att den som fullständigt vill beskriva ett objekt – till exempel en boll – helt enkelt anger alla dess egenskaper: rund, ljusblå, långsamt rullande, bredvid trädet och så vidare. Kanske känner vi inte till allt om bollen, men det är i så fall bara en praktisk komplikation. Oavsett vad vi vet och inte vet, så är bollen på ett visst sätt.

Annat är det enligt kvantfysiken. Här kan det finnas egenskaper som är, i sig själva, obestämda. En kvantpartikel behöver, till skillnad från en boll, varken röra sig på något entydigt sätt eller befinna sig på någon entydig plats. Och då handlar det inte om att vi inte känner till partikelns rörelse; den har helt enkelt ingen entydig färdväg.

Innan jag reder ut en del av missförstånden och myterna kring kvantfysiken, vill jag förklara hur det kommer sig att en sådan märklig beskrivning blir nödvändig när det gäller tillvarons minsta beståndsdelar. Till min hjälp ska jag ta det mest vardagliga av alla fysikaliska fenomen: ljuset.

Ljus är som bekant en våg. Detta märks bland annat på att det kan brytas (dvs. ändra färdriktning) när det passerar från ett material till ett annat – en egenskap som utnyttjas bland annat i glasögon, liksom i ögat självt. Men ljusets vågnatur tar sig framför allt uttryck i en typ av fenomen som kallas interferens. Det innebär att två vågor släcker ut eller förstärker varandra, och på så vis bildar karaktäristiska mönster. Interferens förekommer för alla typer av vågor. Ett exempel är det mönster som uppstår på en vattenyta när två stenar kastas i vattnet intill varandra: vågorna som breder ut sig omkring nedslagspunkterna samverkar till ett mönster av stilla och skvalpande partier. Liknande mönster kan man erhålla med ljus.

I början av 1900-talet visade det sig dock att bilden av ljuset som en våg inte alltid fungerar. Man fann nämligen att ljus som sänds ut från eller absorberas i något material alltid gör det i form av små portioner, så kallade ljuskvanta eller fotoner. Det finns alltså en minsta mängd ljusenergi: en foton. Denna upptäckt av ljusets partikellika natur var en av de tidigaste indikationerna på att allt inte stod rätt till med den klassiska fysiken.

Nu till ett enkelt experiment.

FOTONENS VÄGVAL

Inom optiken använder man sig ibland av så kallade halvgenomskinliga speglar. En sådan spegel består vanligen av en glasskiva täckt med en ytterst tunn beläggning av aluminium. Beläggningens tjocklek är avpassad så att ljus som träffar glasskivan till hälften passerar genom den och till hälften reflekteras. En halvgenomskinlig spegel delar med andra ord upp en ljusstråle i två nya strålar, precis hälften så starka. I figur 1 har en sådan spegel placerats framför en ljuskälla. Hälften av ljuset passerar rakt genom spegeln och hamnar i en ljusdetektor, A, medan den andra hälften reflekteras uppåt i figuren till en annan detektor, B.

Låt oss tänka oss att ljuskällan i figuren är så svag att den bara sänder ut enstaka fotoner. Vi frågar oss: Vad händer med en enskild foton när den når den halvgenomskinliga spegeln? Tar den en av vägarna efter spegeln, eller delar fotonen upp sig i två?

Ljusdetektorerna kan ge oss svaret. Säg att ljuskällan sänder ut en foton i sekunden. Då kommer vi att finna att detektor A ger utslag vissa sekunder och detektor B andra. Men detektorerna ger aldrig utslag samtidigt. Varje enskild foton når alltså bara den ena detektorn, slumpmässigt vilken.

Detta tyder på att fotonerna ”väljer” slumpvis om de ska passera rakt fram genom spegeln eller reflekteras i den. De tycks i varje fall inte dela på sig. Vi lägger denna preliminära slutsats på minnet och utökar experimentet något.

EN KLUVEN FOTON

Låt oss ta bort detektorerna och i deras ställe placera två ordinära speglar som får reflektera samman de båda strålvägarna igen. Precis där vägarna korsar varandra sätter vi in en ny halvgenomskinlig spegel på det sätt som visas i figur 2. Denna spegel kan dela upp både det ljus som faller in mot den nerifrån och det som faller in från vänster. Effekten borde bli att de båda inkommande strålarna blandas samman till två nya, den ena riktad uppåt i figuren och den andra riktad åt höger. I dessa båda nya strålvägar placerar vi slutligen åter in de två detektorerna.

Säg, till att börja med, att vi har en ljuskälla som lyser med en stadig ljusstråle in bland speglarna. Man kunde tro att de två detektorerna då skulle ge samma utslag, att de skulle registrera hälften av ljuset var. Men det är inte vad som sker. I stället hamnar allt ljus i detektor A. Hur är detta möjligt?

Fenomenet är ett uttryck för att ljuset är en våg; det är ett exempel på interferens. Det är inte svårt att förstå varför det uppstår här. I allmänhet gäller att en våg som passerar genom ett material, eller som reflekteras i det, förskjuts något. Det vill säga: efter passagen kommer vågens toppar och dalar att vara förskjutna jämfört med om materialet inte funnits där. En stråle som faller in mot en halvgenomskinlig spegel delas som vi vet upp i två nya strålar, och det visar sig att vågorna i dessa två nya strålar kommer att vara förskjutna i förhållande till varandra med en fjärdedels våglängd. (En hel våglängd omfattar en vågtopp och en vågdal, så en fjärdedels våglängd motsvarar utbredningen hos en halv vågtopp eller vågdal.)

Det finns två möjliga vägar som ljuset kan ta till detektor B, den nedre och den övre i figuren. Ljus som tar den nedre vägen reflekteras inte i någon av de halvgenomskinliga speglarna, medan ljus som tar den övre vägen reflekteras i båda. Om varje sådan reflektion leder till en förskjutning på en fjärdedels våglängd, blir den sammanlagda förskjutningen mellan de två vägarna en halv våglängd. Men om en våg läggs ihop med en likadan våg förskjuten en halv våglängd, så släcker vågorna ut varandra – där den ena har en vågtopp har den andra en vågdal. Därför blir det mörkt i detektor B.

När det gäller de två vägarna som leder till detektor A är det annorlunda. Här reflekteras båda strålvägarna precis en gång i var sin halvgenomskinlig spegel. De två strålarna är således förskjutna exakt lika mycket när de passerat uppställningens andra halvgenomskinliga spegel. Därmed kommer de att förstärka varandra; allt ljus från källan hamnar i detektor A.

Nu kommer vi till den intressanta frågan: Vad händer om ljuskällans styrka minskas, så att den som tidigare bara sänder ut enstaka fotoner? Svar: Alla fotoner hamnar i detektor A; ingen hamnar i B.

Å ena sidan är detta precis vad man kunde förvänta sig. Ljuset består ju just av fotoner, så om allt ljus hamnar i detektor A när ljuskällan lyser med full styrka, måste rimligtvis även varje enskild foton hamna där.

Å andra sidan är det något väldigt besynnerligt över detta. För om det är så som vi nyss kom fram till, att varje foton tar den ena eller den andra vägen vid den halvgenomskinliga spegeln nere till vänster – hur kan det då uppstå någon interferens? Fenomenet förutsätter ju att ljuset går båda vägarna. Om en av strålvägarna blockeras upphör också mycket riktigt interferensen; fotonerna fördelar sig då jämnt mellan detektorerna. Att varje enskild foton hamnar i detektor A när båda vägarna är öppna måste därför innebära att varje foton i någon mening passerar båda vägarna. Det verkar därmed som att en foton, när den når fram till den första halvgenomskinliga spegeln nere till vänster i figuren, trots allt delar på sig.

Men hur kan vi i så fall förklara resultatet i det första experimentet, det i figur 1? Om fotonen delar på sig, varför dyker den då alltid bara upp i en av detektorerna?

OBESTÄMDA VÅGOR

Det är här vi tvingas ta till kvantfysikens besynnerliga verklighetsbeskrivning. Vi vet att varje klick i en detektor motsvarar en enstaka foton. Men i interferensexperimentet måste varje sådan foton, för att ”veta” att den ska hamna just i detektor A, i någon mening passera båda vägarna. Man säger att fotonen, på sin färd mellan uppställningens båda halvgenomskinliga speglar, är i superposition mellan de två strålvägarna. Den befinner sig i detta skede på två ställen samtidigt; dess färdväg är obestämd.

En kvantfysisk superposition består så länge den inte tvingas att växelverka på ett sätt som ”avslöjar” den obestämda egenskapen (i detta fall fotonens färdväg). När så sker ”kollapsar” superpositionen, och egenskapen i fråga antar ett entydigt värde. Så när vi inte utför någon mätning för att ta reda på vilken väg fotonen tar, så färdas den verkligen båda vägarna. Detta tar sig uttryck i att den då alltid hamnar i detektor A. Men så snart vi faktiskt försöker fastställa fotonens färdväg, återfinner vi den trots allt bara i en av strålvägarna. En säregen men ofrånkomlig beskrivning. (Fotonens superposition kan dock få ännu märkligare konsekvenser – se avsnittet om bombproblemet nedan.)

Superpositioner är nödvändiga inte enbart för att beskriva fotoner; de genomsyrar hela kvantfysiken. Det visar sig nämligen att sådant som vi vanligtvis tänker på som partiklar, exempelvis elektroner, precis som ljuset har både våglika och partikellika egenskaper. Det är faktiskt elektronens vågnatur som ger upphov till atomers skalstruktur – en struktur som ju i sin tur ligger bakom alla kemiska föreningar och deras egenskaper. Man kan även åstadkomma interferens med elektroner, liknande de fenomen man erhåller med ljus.

Detsamma gäller i princip även större ”partiklar”, såsom atomer, molekyler et cetera. Så – ja visst – allt är vågor, precis som man framhåller inom den så kallade frekvensmedicinen.

Men det finns en hake. Ju större objekt man har att göra med, desto mindre märks vågegenskaperna. Detta beror på två saker. Dels är våglängden i fråga extremt kort för stora objekt, något som gör deras vågegenskaper näst intill omöjliga att påvisa. Dels är det mycket svårt att isolera objekt större än enstaka atomer i tillräcklig grad för att deras kvantfysiska egenskaper inte ska förstöras.

De största molekyler som man idag lyckats påvisa interferens hos – och därmed vågegenskaper – består av ett hundratal atomer. Redan detta kräver extraordinära omständigheter. Att de kvantfysiska vågegenskaperna hos kroppens organ, som frekvensmedicinen talar om, skulle ha någon som helst effekt på något över huvud taget är därför uteslutet.

SPÖKLIKA SAMBAND I KOSMOS

Hur är det då med den påstådda avståndsverkan – att allt enligt kvantfysiken skulle hänga samman? Även här finns ett frö av sanning.

Betrakta åter experimentet i figur 2, men denna gång i en jättelik kosmisk variant: Vi låter de båda strålvägarna passera via planeterna Mars respektive Jupiter. Här, på var sin planet, finns nu uppställningens båda vanliga speglar utplacerade, de som reflekterar samman de båda strålvägarna igen mot uppställningens andra halvgenomskinliga spegel. Experimentets utfall – interferensen – påverkas inte av de förlängda strålvägarna: alla fotoner, även när de sänds ut en och en, hamnar i detektor A. Superpositionen måste nu verkligen vara utspridd: den beskriver en foton som i ett visst skede befinner sig på både Mars och Jupiter.

Vi kan tänka oss två fysiker, en på varje planet. Plötsligt ersätter de sina respektive speglar med detektorer. De fotoner som nu kommer farande från källan på jorden råkar snarare ut för experimentet i figur 1. Antingen dyker de upp i detektorn på Mars eller i den på Jupiter, men aldrig på båda ställena. Detta är besynnerligt, eftersom varje foton ögonblicket innan den detekteras, måste sägas vara vid båda planeterna. Säg att detektorn på Mars ger utslag. Hur ”vet” då Jupiter-detektorn att den inte ska ge utslag? Superpositionens Jupiter-del tycks försvinna i samma ögonblick som detektionen på Mars äger rum. Kvantfysikens beskrivning verkar innebära att vad som sker på ett ställe omedelbart kan påverka vad som sker (eller inte sker) på ett annat.

En som bekymrade sig över detta icke-lokala drag hos kvantfysiken var Albert Einstein. Han avfärdade den påstådda avståndsverkan som ”spöklik” och menade att den tydde på att kvantfysiken var felaktig. Tillsammans med Nathan Rosen och Boris Podolsky utvecklade han sin kritik i en berömd artikel år 1935. Idag vet vi att Einstein och hans kolleger hade fel: i experiment har man påvisat fenomen som, för att kunna förklaras, förutsätter avståndsverkan av just det slag man finner i kvantfysiken.

Då är det alltså sant – allt hänger ihop! Ja, kanske. Men det hjälper knappast den som söker efter en möjlig mekanism för telepati eller kosmiskt medvetande. Kvantfysikens avståndsverkan kan nämligen inte användas för att överföra information från ett ställe till ett annat – vilket torde vara avgörande i sammanhanget.

Tänk igen på fysikerna på Mars och Jupiter. De kan välja att placera in detektorer i strålvägarna, men de kan inte påverka vem av dem som faktiskt kommer att detektera en given foton. Därför kan de inte använda sig av fenomenet för att kommunicera. Efter att experimentet utförts med ett antal fotoner, står de på var sin planet med var sitt detektionsprotokoll: en slumpmässig lista av ettor och nollor (för detektion respektive ingen detektion) utan något som helst informationsinnehåll.

Resonemanget visar sig gälla mer allmänt: kvantfysikens icke-lokala egenheter kan inte användas för (ögonblicklig) informationsöverföring. Om man till äventyrs skulle finna belägg för exempelvis telepati, skulle fenomenet sannolikt ha mycket lite att göra med kvantfysik.

MÄTNINGENS MAGI

Men observatörens roll då? Visar inte just detta tankeexperiment att själva observationen är avgörande? Utfallet blir ju helt olika beroende på vad fysikerna på Mars och Jupiter gör. Om de väljer att detektera fotonen visar det sig att den färdas den ena eller andra vägen. Om de väljer att inte detektera fotonen förefaller den färdas båda vägarna – dess vägval förblir då en obestämd egenskap som ger upphov till interferens. Se där, observationen påverkar verkligheten!

Ja, observatörernas göranden och låtanden tycks verkligen spela en avgörande roll för vilka egenskaper som i efterhand kan tillskrivas fotonen. Men det leder ändå fel att fokusera på observationen. Det som spelar roll är inte vad någon observatör gör eller inte gör, utan vad fotonen (eller fotonsuperpositionen) råkar ut för. För beskrivningen av fotonen är det sak samma om det verkligen finns någon som observerar något, eller om det bara råkar stå en övergiven detektor där på Mars. Det behöver naturligtvis heller inte vara en detektor. Utfallet blir detsamma om en komet skulle passera i fotonens väg och absorbera den.

Det ska dock medges att här finns ett problem, ett som fysiker har debatterat flitigt allt sedan kvantfysikens tillkomst. Det så kallade mätproblemet rör hur man bör se på exempelvis en fotonsuperposition i det ögonblick den växelverkar med något makroskopiskt objekt (det må vara en detektor, en katt eller en komet). Kollapsar den verkligen i den ovan beskrivna bemärkelsen, eller är det snarare så att dess obestämdhet så att säga smittar av sig till det makroskopiska objektet, så att även detta försätts i en superposition? Om teorin tas på allvar tycks den faktiskt säga det senare. (Se vidare om Schrödingers katt nedan.)

VERKLIGHETENS FÅNGAR

Hur ska man då ställa sig till påståendet att kvantfysiken är möjligheternas fysik, att allt är möjligt i dess underbara värld? Det är korrekt att en del processer som enligt den klassiska fysiken bara kan leda till ett enda utfall, enligt kvantfysiken kan resultera i flera olika (där slumpen avgör vilket utfallet blir). Det är också korrekt att vissa skeenden, omöjliga enligt den klassiska fysiken, faktiskt är möjliga enligt kvantfysiken. Partiklar visar sig exempelvis kunna ”tunnla” genom barriärer som de enligt klassisk fysik inte borde kunna passera. Det till synes omöjliga är här möjligt.

Men på det stora hela innebär kvantfysiken faktiskt mer strikta begränsningar för vad som är möjligt än den klassiska fysiken. Som exempel kan nämnas atomens skalstruktur: om elektronen vore en klassisk partikel skulle den kunna ha vilken energi som helst i sin bana kring atomkärnan. Enligt kvantfysiken är det bara vissa specifika energier som är möjliga.

Den som känner sig fjättrad av verklighetens bojor har tyvärr inte mycket tröst att hämta i kvantfysiken.

Kvantfysiken erbjuder inte new age-anhängaren något stöd, och den legitimerar heller inte postmodernistens vaga sanningsbegrepp – det som en del så desperat klamrar sig fast vid, troligen därför att felaktiga idéers enda räddning är att det inte finns något rätt och fel.

Kvantfysiken är i själva verket långt mer magisk än vad nyandliga föreställningar ens kommer i närheten av, och dess budskap mer radikalt och outgrundligt än den extremaste sanningsrelativism. Dessutom beskriver kvantfysiken verkligheten.

Sören Holst är teoretisk fysiker och undervisar vid Stockholms universitet. Han har tidigare givit ut boken Rumtid – en introduktion till Einsteins relativitetsteori och en bok om tankeexperiment.

FAKTARUTA: BOMBPROBLEMET

Du äger en uppsättning bomber med en speciell utlösningsmekanism. På varje bomb sitter en liten spegel som fungerar som avtryckare: det räcker med att en enda foton studsar mot spegelytan för att bomben ska utlösas. Dina bomber måste således förvaras mörkt.

Du behöver nu använda en av dina bomber. Tyvärr har deras bäst före-datum passerat och deras känsliga avtryckare kan ha rostat igen, så att en bomb inte utlöses trots att dess spegel träffas av fotoner. Om du prövar en bomb genom att helt enkelt skicka en foton mot den, får du visserligen reda på om den fungerar. Men om den gör det har du den ju inte kvar.

Hur ska du kunna hitta en bomb som säkert fungerar, utan att samtidigt utlösa den?

Problemet tycks sakna lösning. Om enda sättet att fastställa att en bomb fungerar är att pröva den, finns förstås ingen möjlighet att hitta en säkert fungerande bomb med mindre än att den exploderar. Eller? Kvantfysiken erbjuder faktiskt en utväg.

Ta en av bomberna och låt dess avtryckarspegel ersätta spegeln längst ner till höger i figur 2. Säg först att bomben inte fungerar. I så fall utgör dess avtryckare bara en helt vanlig spegel. En foton som skickas genom uppställningen kommer, på grund av interferens mellan de två vägarna, att hamna i detektor A.

Men säg att bomben fungerar som den ska. I så fall utgör den en perfekt fotondetektor: superpositionen kommer att hävas och fotonens färdväg avslöjas. I 50 procent av fallen utlöses bomben. Om den inte utlöses innebär det att fotonen måste ha tagit den övre vägen. Men en sådan foton kan omöjligen ge upphov till interferens; den kommer att hamna i detektor B lika ofta som i detektor A.

Så om detektor B ger utslag – vilket inträffar för 25 procent av alla fungerande bomber – vet vi att bomben fungerar utan att ha utlöst den.

Om detta inte är magi – vad ska då kallas magiskt?

FAKTARUTA: SCHRÖDINGERS KATT

Kvantfysikens mätproblem illustreras av ett berömt tankeexperiment. En katt placeras i en fullständigt isolerad låda. I lådan finns även en uppställning liknande den i figur 1, men en av de två detektorerna är dessutom kopplad till en avlivningsmekanism. Vid en given tidpunkt sänds en foton ut från källan. Om den ena detektorn registrerar fotonen utlöses mekanismen och katten dör. Om den andra detektorn registrerar fotonen händer ingenting.

Efter att fotonen har passerat den halvgenomskinliga spegeln befinner den sig i en superposition av båda färdvägarna. Vanligtvis skulle vi påstå att detta tvetydiga kvanttillstånd kollapsar i samma ögonblick som fotonen registreras i en av detektorerna. Kvantfysikens obestämda egenskaper övergår då i den klassiska fysikens välbestämda.

Men i princip borde kvantfysiken vara tillämplig för lådans hela innandöme, förutsatt att detta verkligen är isolerat från omgivningen. I så fall måste fotonens superposition utvecklas till en motsvarande superposition hos katten: den försätts i ett obestämt tillstånd av både död och levande. Kattens öde beseglas först när vi öppnar lådan för att se efter vad som hänt. Först då – när vi utför mätningen på lådans innehåll – kollapsar superpositionen och kattens tillstånd blir entydigt.

Även vi själva beskrivs ytterst av kvantfysik, och ska i princip kunna omfattas av den kvantfysiska beskrivningen. Men i så fall borde även vi hamna i ett superpositionstillstånd i det ögonblick vi öppnar lådan, ett tillstånd av att se en död katt och att se en levande katt. Eller?

Ännu ett sekel efter kvantfysikens tillkomst är det oklart hur man bör förstå superpositionernas kollaps vid mätning – vad som egentligen händer när kvanttillståndens obestämdheter antar klassiskt entydiga värden som död eller levande.

Sören Holst är teoretisk fysiker och undervisar vid Stockholms universitet. Han har tidigare givit ut boken Rumtid – en introduktion till Einsteins relativitetsteori och en bok om tankeexperiment.

Ta del av samtalet! Bli prenumerant och
få Sans direkt hem i brevlådan.

Böcker