Af Rune Mikkelsen, Ph.D med speciale i kvantefysik
Henrik Isaksen, Master i læreprocesser med speciale i organisatorisk coaching
I denne artikel kigger vi kvantemekanikken efter i sømmene, og undersøger hvordan teorien præsenteres udenfor den snævre kreds af fysikere som har udviklet den. Vi ser at kvantemkanikken af og til indfinder sig i sammenhænge, hvor dens tilstedevær nærmere er motiveret af et ønske om at mystificere end at oplyse. Vi problematiserer dette, og giver forslag til en række andre teorier man kan drage paraller til i stedet for kvantemekanikken.
Such is the nature of the quantum world, pulsating with power and endless possibilities! … When you take control of the cosmic energy within, you align yourself with the Universal Laws, a source that will allow you to create a wellspring of happiness, success, and value beyond belief!
– Fra New York Times bestseller Quantum Succes af Sandra Anne Taylor
Kvantemekanik. Selve ordet giver øjeblikkelig magt og autoritet. Det er videnskabens hellige gral, der på et split-sekund tilsidesætter universets intuitive opførsel og erstatter den med løfter om enhed og menneskelig samhørighed. Teorien om kvantemekanik beskriver universets usynlige byggeklodser, og hvordan de tilsammen udgør de materialer, vi kender fra hverdagen. Med en kombination af omfattende matematik og videnskabelig succes har kvantemekanikken fundet ind i den populærvidenskabelige samtale, og dens paradokser og principper er blevet fordøjet af mange mennesker. Teorien har med stor succes fundet vej ind i emner som ledelse, coaching, processtyring, projektledelse mfl. Ligeledes ser man også store dele af den spirituelle litteratur bruge kvantefysiske argumenter til at underbygge særlige pointer. Men selvom mange gennem tiden har udtalt sig om kvantemekanikken, så er det en meget kompleks teori, og det er de færreste, der kan gennemskue, hvad det egentligt handler om.
Netop på grund af sin kompleksitet og tillokkende kraft kan kvantemekanikken benyttes som de fine klæder der, ligesom kejserens, kun er usynlige for den som er “dum og uduelig til sit embede”. Og måske er det fordi, at det er klæder, som er gode at have på, hvis der er nogen, man ønsker at forføre og imponere. Hvis lommen er fyldt med, ubestemhedsprincipper, entanglement, mangeverdensmodeller og partikel-bølgedualitet, så er det ikke svært at virke overbevisende og intelligent. Disse trumfkort er noget ledelsesliteraturen, konsulentbranchen, coachingen, terapien og psykologien forlængst har fået øje på. Ved en enkel google-søgning på coaching og kvanter dukker knap 4000 sider op med opslag som f.eks Quantum Coaching, Quantum Life Coaching, Quantum Success Coaching, Quantum & Stress coach og Quantum Leap Coaching. Udover disse særligt ublufærdige overgreb på kvantemekanikkens integritet, så er der også talrige eksempler, hvori udnyttelsen af kvantemekanikken har sneget sig ind i ellers alvorlige tekstbøger. Her er misforståelserne ligeså insisterende, men ofte væsentligt bedre gemt for den, som ikke er ekspert på området.
Men spørgsmålet er, om det er kejserens nye klæder, man præsenterer? Hvad kan vi egentlig bruge kvantemekanikken til, når vi snakker coaching, proces, ledelse osv? Er der blot tale om metaforer, og i så fald hvorfor er det netop disse vi bruger, og hvordan bruger vi dem bedst? I denne artikel vil vi give læseren et indblik i, hvordan kvantefysikken bliver misbrugt som et magtfuldt argument, der kan mobiliseres til at validere teorier, der på alle måder er urelaterede til kvantemekanikken. Den typiske strategi er, at kvantefysikken introduceres som en slags indledning eller fundament for en nyopfynden teori, hvorved den bliver den præmis som ikke kan diskuteres; med i strategien er introduktionen af kendte fysikere som Albert Einstein og Niels Bohr, der på denne måde bliver symboler på teoriens rigtighed. Denne strategi lukker munden på de fleste. Om det er tilsigtet eller ej, så virker argumentationsformen netop af den simple grund, at det er de færreste, der forstår kvantemekanik. Den sidste fase af strategien er herefter at indføre sin egen teori. Det gøres på baggrund af eksemplerne fra kvantefysik og ved at tilsløre, hvornår man snakker om eksemplerne som netop metaforer, og hvornår man går over til at bruge dem som egentlige argumenter. På denne bane har kvanterne i de seneste år fået følgeskab af nye mærkelige og magtfulde ord så som kompleksitetesteori, kaosteori osv.
Vores pointe er, at disse begreber er metaforiske og ikke videnskabelige argumenter, der sådan uden videre kan overføres til eksempelvis coaching og relationer mellem mennesker. Derfor ønsker vi på en simpel vis at belyse nogle usikkerheder i forståelsen af disse metaforer og også se på, hvad de så kan være et udtryk for. Vi tror på, at metaforer er gode og nødvendige, når der i populærlitteraturen skal argumenteres for eksempelvis samhørighed og helhed – men spørgsmålet er, om det er kvantefysikken, der tilbyder den bedste metafor? Ifølge George Lakoff og Mark Johnson er grundideen med en metafor egentlig ret ligetil: The essence of a metaphor is understanding and experiencing one kind of thing in terms of another. Med en metafor kan man altså forklare elementer af et kompliceret koncept ved at henvise til erfaringer, man måtte have med simplere fænomener. I de problemer vi her belyser indtræder kvantefysikken altså som det simple fænomen, der kan hjælpe til forståelsen af et kompliceret koncept. Heri er selvmodsigelsen forhåbentlig oplagt.
Kvantefysikken er den dag i dag stadig primært forstået matematisk. Således har både nutidige og det forrige århundredes fysikere, som netop Einstein og Bohr, været særdeles åbenmundede omkring den ringe intuitive forståelse af kvantefysikkens forudsigelser. Og det er her vigtigt at understrege, at de elementer fra kvantefysikken som hentes ud og bruges som metaforer, i sig selv er metaforer. De er metaforer, der henvender sig til hverdagsintuition, for at forklare de matematiske aspekter af kvantemekanik.
“Handwaving-arguments og kunsten at lyde “videnskabelig”
I fysikkens verden er der en argumentationsform, som kaldes hand-waving arguments. Det dækker over, at man fra et givent udsagn principielt kan vise en anden sammenhæng, men at man enten på grund af manglende tid eller kundskaber ikke i øjeblikket er i stand til overbevisende at vise, at sammenhængen er gyldig. Man benytter dette begreb, også om sine egne argumenter, netop fordi man i videnskabens verden har en helt speciel ydmyghed overfor teorier og deres fortolkning og gyldighed. Dette er særligt tilfældet for kvantemekanik, hvor gabet mellem matematisk og intuitiv forståelse er enestående stort. Forskere, der har brugt hele karrierer på at forstå naturens mindstedele omtaler deres teorier som midlertidige og ufuldstændige, og nye teorier serveres altid i et hav af undtagelser og forholdsregler. Det skyldes et af grundprincipperne i videnskaben, at enhver fysisk teori må klargøre præcis under hvilke omstændigheder, den er gældende. Vi skriver dette for at understrege, at man i naturvidenskaberne er ekstremt beskedne med at drage konklusioner, både på baggrund af data og tankeeksperimenter. Man tænker specielt på det at ekstrapolere som en spekulativ beskæftigelse lidt på linje med at spå om fremtiden. Fordi noget kan beskrives ét sted, så er der ingen garanti for, at den samme beskrivelse vil være tilfredsstillende i en anden sammenhæng. Man kan så prøve at overbevise folk om, at egenskaber, der knytter sig til én enkelt elektron, også kan beskrive et helt menneske, som almindeligvis består af omkring 1028 elektroner plus atomkerner. Om det er sandt, kan videnskaben ikke udtale sig om, men hvis man påstår, at det er tilfældet, så er der virkelig tale om et hand-waving argument.
Men ydmygheden forsvinder som dug for solen, når først kvantefysikken kommer i hænderne på en mindre sandhedsfikseret forretningsverden og populærkultur. Man vil kunne se en nyudnævnt leder, der uden blusel beretter om hvordan kvantefysikken er vigtig i forhold til firmaets nye strategiplan. For eksempel hedder det på Quantum leaders hjemmeside om Executing strategy: We have all heard of the widely used phrase, “our people are the most important asset”. The next evolution of leadership, quantum leaders, will make this phrase a reality, not just a wall poster.
Selvom det står lidt hen i det uvisse hvordan kvantelederskab helt præcist virker, så er der ingen tvivl om, at organisationens medarbejder-elektroner vil omsætte disse videnskabelige indsigter til rå profit. Hvordan det adskiller sig fra Quantum Leap Leadership står endnu heller ikke helt klart. Det gør det tilgengæld i coachingen hvor disse netop adskilles som to distinkte begreber. Der er en helt karakteristisk forskel i graden af teoretisk ydmyghed mellem dem, der bedriver naturvidenskab og dem, som prøver at lyder videnskabelige.
I denne artikel vil vi gennemgå fire af de mest anvendte fænomener fra kvantemekanikken og diskutere hvorvidt disse indsigter kan bruges på andre områder.Vi ønsker dels at udbrede en let forståelig videnskablig forklaring på kvantemekaniske prinicipper og derved at inspirere til en refleksion om disse metaforers betydning og brug i eks. det konsultative rum. Vi vil også undervejs give eksempler på andre metaforer, som kunne benyttes i stedet for de der bliver hentet hos kvantemekanikken.
17 partikler
Her skal vi gøre os nogle fundamentale betragtninger om fysik, således at vi sættes i stand til at vurdere nogle filosofiske konsekvenser af den moderne naturvidenskabelige verdensopfattelse. Først vil vi se på grundfundamentet i opdelingen af universets subatomare bestanddele, hvor næsten alle observationer kan forklares ud fra 17 fundamentale partikler. Det foregår for en stor dels vedkommende ligesom det periodiske system, man husker fra folkeskolen, blot væsentligt mindre periodisk.
Udgangspunktet for opdelingen af materiale i disse 17 partikler er simpelt: Man søger at katalogisere partiklerne efter hvordan de er, ved at se på hvordan de reagerer. Det samlede katalog kaldes standardmodellen og kan kombineres til at udgøre alt det, man ser i hverdagen. Ingen af disse partikler udmærker sig ved, at de ikke reagerer med noget; partikler som ikke reagerer, kan ikke have indflydelse på universet. For at beskrive disse elementarpartiklers opførsel, låner man begreber fra hverdagens intuition. Det medfører tilsyneladende underligheder, som for eksempel begrebet spin der betyder, at en partikel der ligger stille, i en kollision opfører sig som om den drejer rundt.
| Figure 1. Bølge eller partikel? |
Partikel-bølge dualiteten beskrives ofte som om, at de fundamentale partikler både er bølger og partikler. Det er de imidlertid ikke. I stedet er de noget andet og mere kompliceret, som indeholder begge måder at manifestere sig på.
Før man havde denne forståelse, tænkte man på de mindste bestanddele som objekter, der befinder sig et givent sted. Med hverdagens intuition i bagagen konkluderer man hurtigt, at de derfor ikke kan være andre steder samtidigt. Med det høje niveau af matematisk abstraktion, som i dag er tilrådighed, er situationen en anden. Nu beskriver man i stedet de mindste partikler ved hjælp af såkaldte kvantefeltteorier. Disse er kontinuerte i den forstand, at det objekt vi tænker på som en partikel, hele tiden er overalt. Ved at foretage en matematisk beregning på kvantefeltet, kan man opnå sandsynligheden for hvor partiklen befinder sig på et givet tidspunkt. Det er imidlertid ikke nødvendigt, og kvantefeltet giver udemærket mening uden denne visualisering. Det er kun, hvis man insisterer på at tænke på elementarpartikler, som små svævende bolde, at man har gavn af den slags tænkning.
I litteraturen bruges bølge-partikel dualiteten ofte som en metafor for, at man ikke kan beskrive en virkelighed som altid er sand. Noget vi tror er en bølge, kunne under andre omstændigheder faktisk vise sig at være en partikel. Denne pointe tjener ofte til at nedbryde faste antagelse om hvad der er rigtigt og forkert f.eks. i en organisatorisk sammenhæng, og på den måde kan metaforen hjælpe til en øget forståelse og åbne for mulige kreative aspekter. Hvis den fysiske verden hang sammen som i kvanternes verden (og det gør den ikke), så må vi være parate til at omstille os og revurdere vores antagelser. Vi kan ikke altid stole på fakta, siger metaforen, og det kan måske give bedre beslutninger og mere forståelse for hinandens meninger.
Ubestemthedsprincippet blev først formuleret i 1927 af den tyske fysiker Werner Heissenberg. Siden er teorien både blevet udviklet og beskrevet i mange sammenhænge. Det er et gennemgående træk i de populærvidenskabelige genfortællinger, at teorien misforståes i forsøget på at tvinge hverdagsintuition ned over de partikler, som princippet er gældende for. Det centrale budskab i ubestemthedsprincippet er dog for det meste klart: Det er ikke samtidigt muligt at vide præcis hvor en partikel befinder sig, og hvad dens hastighed er. Dette har imidlertid ikke noget med præcision af måleudstyr at gøre, eller med om man ved at måle på partiklen samtidigt påvirker den. Ubestemthedsprincippet har mere ontologiske rødder, og kommer af den måde, man forstår begreberne at ”være et sted”, og at ”have en hastighed”. Vi har allerede set, at man kan udregne sandsynligheden for hvor en partikel er findes ved hjælp af kvantefeltet.
| Figure 2. Lav pæn tegning hvor sigma_x&p kan ses |
På figur 2 ses netop denne sandsynlighed; centrum af toppen viser partiklens mest sandsynlige position, og toppens bredde viser usikkerheden på denne placering. Det samme kvantefelt kan også bruges til at tegne hastigheden af partiklen (figur 2 b). Ved hjælp af meget velforstået matematisk teori[1] kan det bevises, at bredden af disse to toppe hænger sammen; hvis den ene bliver smallere, bliver den anden mere flad. Den præcise sammenhæng beskriver at , som kan genkendes som minimumskravet fra ubestemthedsrelationen.
Ved at benytte en passende kvantefeltteori kan man beskrive alle observationer der knytter sig til standardmodellen. Men denne måde at forstå partiklerne kommer med en konsekvens: givet den måde vi definerer placering og hastighed af en partikel, så kan begge dele ikke kendes vilkårligt præcist på samme tid. Det leder til et helt grundlæggende filosofisk spørgsmål om, hvad det i mikroverdenen vil sige at være et sted.
Ubestemthedsprincippet bruges i populærlitteraturen til at understrege den pointe, at når vi betragter et system (et menneske eller en organisation) ja, så påvirker vi det samtidigt. Vi kan altså ikke måle eller observere noget uden samtidig at forandre og påvirke det, vi har med at gøre.
Dette er igen en metafor fra kvantemekanikken, der anvendes til at illustere, at vi menneker påvirker hinanden. En fin pointe, som man ikke nødvendigvis behøvede kvantefysikken til at vise. Og så er det jo netop en metafor, da vi alle har erfaring med, at sofaen ikke rykker sig en milimeter, blot fordi man kigger på den.
Entanglement
Kvantemekanik er essentielt set en formalisme og et tankesæt, som bruges til at beskrive kollisioner af objekter. Det kunne være sammenstødet af to bolde, hvori begge skifter retning, men hvor det hele tiden er de samme to bolde, der er tale om. Entanglement knytter sig til en kollision hvorefter to objekter skilles, men stadig er forbundne i et samlet objekt set fra kvantefeltteoriens synspunkt. Dette betyder, at to objekter, der er langt fra hinanden, er forbundne i ét kvantemekanisk objekt. Hverken fra tidligere fysikere som Einstein og Bohr eller nutidige eksperter i kvantemekanik er der enighed om, hvordan dette skal fortolkes. Rent filosofisk er entanglement dog ikke mere signifikant end f.eks det faktum, at alle partikler påvirker hinanden gravitationelt. Eksempelvis er verdenshavende tiltrukket mod jordens indre, samtidig med at tiltrækningen mod månen to gange i døgnet medfører høj- og lavvande.
Entanglement bruges ofte som en metafor på at alting er forbundet og at universet udgør en helhed. Denne tanke er med til at modvirke vores (måske) levede erfaring af også at være alene i vores krop og i verden – og metaforen giver derfor både tryghed og håb for fremtiden. I f.eks. coaching kan metaforen fremelske en følelse af, at vi er “i samme båd” som fokuspersonen og måske dermed øge vores mulighed for at være og virke empatiske og lyttende. Og i sidste ende yde mere hjælp og støtte.
Denne pointe kunne dog også have været lavet uden en mystisk metafor fra kvanternes verden. For hvor entanglement kun virker på en speciel type partikel under helt særlige forhold – så knytter den gode gamle tyngdekraft alle partikler i hele universet sammen. Og nej: de nok så kendte spejlneuroner fungerer ikke ved hjælp af entanglemant, da det netop ikke er denne særlige partikel.
Mangeverdener
Man har aldrig helt forstået, hvordan en partikels udstrakte kvantemekaniske felt bliver reduceret til et enkelt punkt i en positionsdetektor. Igennem tiden har både fysikere og filosoffer spekuleret over hvordan dette kollaps af bølgefunktionen bedst kan forstås. Et af budene på en forklaring er teorien om mangeverdensfortolkningen. I denne model afstedkommer ethvert kollaps af en bølgefunktion et nyt univers, der med undtagelse af den kollapsede bølgefunktion, er identisk med det forrige. Teorien forklarer kvantemekanikkens måleproblem på bekostning af, at man må introducere et helt nyt univers. Det har givet den mange tilhængere, selvom de fleste videnskabsmænd er frastødte af tanken om et eksponentielt voksende antal universer. De nye universer opstår som konsekvens af målinger udført med én detektor. Der er altså ikke tale om en teori, hvori de ekstra verdener er påkrævet på grund af forskellige observatørers opfattelse af virkeligheden, men på grund af den endnu uforståede sammenhæng mellem bølgefunktioner og virkeligheden.
Konklusion
Kvantefysikken er magtfuld. Den er et stærkt argument i enhver diskussion og så kan den være en forførende metafor af den simple grund, at den lyder afsindig videnskabelig. Og når man så kombinerer det med, at det er de færreste, der forstår hvad det handler om, så har man potentielt en vaskeægte kisoskbasker. Dette viste den amerikanske forsker Alan Sokal, da han i 1996 fik en fup-artikel udgivet i det anerkendte tidsskrift, Social Text. Artiklen hed “Transgressing the boundaries: Towards a transformative hermeneutics of quantum gravity.” I artiklen hævder forfatteren, at den nyeste forskning indenfor kvantefysik bekræfter hvad poststrukturalister længe har sagt om, at videnskab blot er en diskurs bland mange og at den “fysiske” virkelighed ikke eksisterer osv. Artiklen bruger kvantefysik og avanceret matematik til overbevisende at vise dette. Problemet er blot, at artiklen er en parodi og at “tallene” er helt forkerte. I 1996 skabte dette stunt røre og var en huskekage til de humanistiske videnskaber, der i dette tilfælde faldt for magtfuldt sprog fra uforståelig kvantevidenskab.
Det kan konstateres, at kvantemekanikken benyttes i mange sammenhænge uden for den hårde naturvidenskab. Den indtræder i et emnemæssigt bredt spektrum af litteratur og tankestof som analogi og billede på sammenhænge, som ellers kan være svære at forklare. At alle disse billeder og tankeeksperimenter har eksisteret, kan man især takke begyndelse af det forrige århundredes stærke fysikere for; her tænkes specielt på Niels Bohr, Albert Einstein, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, David Bohm etc., som også tit nævnes i disse sammenhænge. Deres illustrationer danner grundlag for de mange analogier, hvorigennem kvantemekanikken når ud til andre end de sædvanlige atomfysikere, der beskæftiger sig med teorien til daglig.
Det er imidlertid alarmerende, når kvantemekanikkens fænomener bliver brugt som evigtgyldige sandheder, eller som udgangspunkt for en deduktionsargumentation, der tager tankeeksperimenterne mere bokstaveligt, end deres skabere havde tænkt. Når man sætter lighedstegn mellem elektroner og mennesker påkalder man sig nogle store fysikeres autoritet, uden det kan retfærdiggøres. Selv indenfor fysikkens egen verden ser man de kvantemekaniske tankeeksperimenter som vejledende, og ikke som noget, der manifesterer sig ved makroskopiske størrelser – med mindre der er en særligt god grund til det. Der er ikke noget at sige til, at ubestemthedsrelationen og nogle af de øvrige kvantemekaniske begreber ofte bliver misforstået. Der er virkelig tale om en logik, der strider imod hverdagens erfaringer, og deraf er fejlslutninger en oplagt konsekvens. Men det virker som en selvmodsigelse, at disse besværlige fænomener i diverse sammenhænge skal tjene som illustrative eksempler, der skal fremme forståelsen af andre begreber.
Hvis det man ønsker er at bruge en naturvidenskabelig introduktion til ens budskab om komplekse sammenhænge, så er der heldigvis hjælp at hente andre steder end hos kvantemekanikken. Det vil være oplagt at henvise til forskningsfelter som graph theory og komplekse netværk. Her beskæftiger man sig netop med, hvordan enkelte velforståede enheder udviser interessante og uforudsigelige dynamikker når de samles i et netværk[2]. Den amerikanske forsker Steven Strogatz har været hovedkraft i at sætte disse emner på fysikkens dagsorden i dette årtusinde. Han har skrevet mange vigtige artikler og et par gode bøger på introduktionsniveau om emnerne.
Hvis man i stedet ønsker videnskabeligt belæg for, at det at foretage en måling eller interaktion med et menneske ændrer dette eller dennes sande tilstand, så er der også hjælp at hente. Og det er særligt heldigt, i det vi i denne artikel har set, at Heissenbergs ubestemthedsrelation faktisk intet har med dette at gøre. I den sociologiske videnskab har man kendt til dette fænomen i mange år, og her går det under navnet Response bias; det ved man specielt fra erfaringer med spørgeskemaundersøgelser. Fra naturvidenskabens side kender man en lignende effekt – den såkaldte observer effect – der udtrykker problematikken i at måle på et system uden at påvirke det. Denne problematik er for eksempel særligt tilstedeværende, når man skal måle dæktrykket på en bil – og det er ikke på grund af kvantemekanikken, men fordi man lukker luft ud af dækket når man måler trykket.
Hvis det man i virkeligheden ønsker sig, er en veletableret autoritets uvidende blåstempling af fundamentet for ens tankegods, så kan man jo altid holde sig til kvantemekanikken.
Tilsidst vil vi gerne give ordet til forfatterne bag bogen Sex and Quantum Physics, som stiller det retoriske spørgsmål:
“In short, what kind of sense can we make out of living in a world that has both sex and quantum physics?”
Dette citat giver et eksempel på, hvordan kvantemekanik bliver brugt i en mystificerende rolle. Uden konkret at benytte resultater fra kvantemekanikken, kan teorien “hand waves” ind i samtalen.
Udover de mange oplagt tåbelige anvendelser af kvantemekanikken, så har vi i denne artikel beskæftiget os med hvordan fysikken bliver brugt i ellers seriøse sammenhænge. Vi håber derigennem at have inspireret læseren til at overveje det lidt mere alvorlige spørgsmål om hvorvidt: Kvantemekanikken er en alment anvendelig analogi, et validt naturvidenskabeligt fundament for en videre diskussion eller blot et passificerende autoritetsargument?
[1] Fourier analyse
[2] Dette fænomen er kendt som emergence.