“Universet er lavet af historier, ikke af atomer”, sagde digteren Muriel Rukeyser i en berømt bemærkning. “Vi er lavet af stjernestof,” svarede Carl Sagan. Men nogle af de mest fascinerende og vigtige historier er dem, der forklarer atomer og “stjernestof”. Det er tilfældet med The Quantum Universe: Alt, hvad der kan ske, sker også* af rockstjernefysikeren Brian Cox og Jeff Forshaw, professor ved University of Manchester – en bemærkelsesværdig og fascinerende rejse ind i naturens fundamentale væv, hvor man udforsker, hvordan kvanteteori giver en ramme for at forklare alt fra siliciumchips til stjerner og menneskelig adfærd.
Kvanteteori er måske det bedste eksempel på, at det uendeligt esoteriske bliver til det dybt nyttige. Esoterisk, fordi den beskriver en verden, hvor en partikel virkelig kan være flere steder på én gang og bevæger sig fra det ene sted til det andet ved at udforske hele universet på samme tid. Nyttig, fordi forståelsen af de mindste byggesten i universet er grundlaget for vores forståelse af alt andet. Denne påstand grænser til det hybristiske, fordi verden er fyldt med mange forskellige og komplekse fænomener. På trods af denne kompleksitet har vi opdaget, at alt er bygget op af en håndfuld små partikler, der bevæger sig efter kvanteteoriens regler. Reglerne er så enkle, at de kan opsummeres på bagsiden af en kuvert. Og det faktum, at vi ikke har brug for et helt bibliotek af bøger for at forklare tingenes væsentlige natur, er et af de største mysterier overhovedet.”
Historien væver et århundredes videnskabelige tilbageblik og teoretiske udviklinger fra Einstein til Feynman via Max Planck, der i 1900 opfandt begrebet “kvante” for at beskrive “sortlegemsstråling” fra varme objekter gennem lys, der udsendes i små energipakker, som han kaldte “kvanta”, for at nå frem til et moderne perspektiv på kvanteteorien og dens primære rolle i forudsigelsen af observerbare fænomener.
Billedet af det univers, vi lever i, som afsløret af den moderne fysik, er et billede af underliggende enkelhed; elegante fænomener danser væk uden for synsvidde, og mangfoldigheden i den makroskopiske verden træder frem. Dette er måske den moderne videnskabs kronen på værket: at reducere den enorme kompleksitet i verden, inklusive mennesket, til en beskrivelse af adfærden hos blot en håndfuld små subatomare partikler og de fire kræfter, der virker mellem dem.”
For at vise, at kvanteteorien er tæt forbundet med vores hverdag og ikke er en underlig og esoterisk udkant af videnskaben, giver Cox et eksempel, der er forankret i det velkendte. (Et eksempel, der i dette særlige tilfælde er baseret på den forkerte antagelse – jeg holdt en iPad – i en slags ironisk meta-blink fra Heisenbergs usikkerhedsprincip.)
Tænk på verden omkring dig. Du holder en bog i hånden, som er lavet af papir, den knuste papirmasse fra et træ. Træer er maskiner, der er i stand til at tage en forsyning af atomer og molekyler, bryde dem ned og omarrangere dem til samarbejdende kolonier bestående af mange trillioner enkeltdele. Det gør de ved hjælp af et molekyle kaldet klorofyl, der består af over hundrede kulstof-, brint- og iltatomer, som er snoet ind i en indviklet form med nogle få magnesium- og nitrogenatomer påsat. Denne samling af partikler er i stand til at opfange det lys, der har rejst de 93 millioner miles fra vores stjerne, en kerneovn på størrelse med en million jordklode, og overføre denne energi til cellernes hjerte, hvor den bruges til at opbygge molekyler af kuldioxid og vand og afgiver livsberigende ilt, mens den gør det. Det er disse molekylære kæder, der danner overbygningen af træer og alle levende væsener, papiret i din bog. Du kan læse bogen og forstå ordene, fordi du har øjne, der kan omdanne det spredte lys fra siderne til elektriske impulser, som fortolkes af din hjerne, den mest komplekse struktur, vi kender til i universet. Vi har opdaget, at alle disse ting ikke er andet end sammensætninger af atomer, og at de mange forskellige atomer kun er opbygget af tre partikler: elektroner, protoner og neutroner. Vi har også opdaget, at protonerne og neutronerne selv er opbygget af mindre enheder kaldet kvarker, og at det er her, tingene stopper, så vidt vi kan se i dag. Det er kvanteteorien, der ligger til grund for alt dette.”
Men i kernen af The Quantum Universe findes en håndfuld store sandheder, der overskrider videnskaben som akademisk disciplin og skinner ud i den menneskelige eksistens’ største vidder: at i videnskaben, som i kunsten, bygger alting på det, der kom før; at alting er forbundet med alt andet; og, måske vigtigst af alt, at på trods af vores største trang til kontrol og sikkerhed, er en stor del af universet – som det menneskelige hjerte og sind tilhører – fortsat styret af tilfældigheder og usikkerhed. Cox udtrykker det på denne måde:
Et centralt træk ved kvanteteorien er, at den beskæftiger sig med sandsynligheder snarere end med vished, ikke fordi vi mangler absolut viden, men fordi nogle aspekter af naturen i deres kerne er styret af tilfældighedernes love.”
* Hvis du undrer dig over, hvorfor det smukke bogomslag, du ser øverst, som er skabt af den ikoniske grafiske designer Peter Saville til den britiske udgave af bogen, ikke stemmer overens med det, du ser på Amazon og i de amerikanske boghandlere, er det fordi det amerikanske omslag endnu en gang er blevet fordummet, udvandet og prydet med den obligatoriske kat. Ja, amerikanske forlæggere må virkelig tro, at amerikanerne er dumme.