Vitenskapens missekÅring
TEKST: KJerstin gjengedal
foto: ole-christian aamot

Sett at du vil prøve Å sjekke opp snertne frøken Teoretisk Kvantefysikk en kveld pÅ byn. Hva i all verden skal du si til henne? «God kveld, snuppa, utrooolig raffinerte og likevel meningsfulle tankekonstruksjoner jeg ser du har der»!?

Det er en blank mandag formiddag, på et kontor i avdelingen for anvendt matematikk, sjette etasje, Matematisk institutt.
- Jeg kan ikke ha vært helt edru da jeg sa det der...
Jan Nordbotten henter en bokscola fra lageret i skapet under skrivebordet. Det kan være noe som står igjen etter kineseren som hadde kontoret tidligere, i likhet med rotet i hyllene og kassene under sofaen. Eller det kan hende han har investert på egen hånd. Det går med «øh... tre?» bokser om dagen.
Han er nettopp blitt konfrontert med det faktum at UiBs elektroniske intern-avis På Høydene har sitert ham på at matematikk er vakkert.
Han presiserer at det er den helt rene matematikken som i så fall har noe pent ved seg - «du vet, det de driver med i etasjen under».
- Det er noe fint med det der å gå inn i diskusjoner... Jeg mener, hvis du er politiker, kan du diskutere politikk med et annet menneske i halvannen time, og til slutt blir dere lei og går fra hverandre, men dere er ikke blitt enige. I matematikken finnes det løsninger, du kan skrive opp et bevis, og motparten må bare gi seg og si «ok...», og så kan dere gå videre derfra. Og samtidig har du en del enkle problemer som ikke kan løses, sånn som Fermats siste sats. Akkurat den er jo endelig løst, da, men...
- Men er det særlig vakkert? Er det ikke mest frustrerende?
- Jo, men det er noe med at her har du en veldig enkel ligning, det er bare noen få bokstaver og symboler, og likevel har den ikke bare en betydning, men en så komplisert betydning... Er det ikke fint, da?
Jan Nordbotten har vært en smule i vinden i det siste. Blitt intervjuet både her og der. Det må man regne med når man er så kjettersk å ta cand. mag. og hovedfag i matematikk på to år, og bli stipendiat (også i matematikk) i en alder av tjue. Dessuten ser han så striglet og velfrisert ut som en tjuekroning fersk fra trykkpressen. Og så har han litt dårlig tid, fordi han skal ut og spille med tubakvartetten sin. Det er faktisk mulig det ikke blir tid til å spise lunsj.
Det kan nesten bli for mye av det gode.
- Du har jo også matematikk som er visuelt vakkert...
- Som for eksempel?
- Som fraktaler, for eksempel. De kan se veldig fine ut. Men det var jo egentlig ikke det jeg tenkte på da jeg sa det der om vakker matematikk. Apropos fraktaler, så har jeg forresten tenkt litt i det siste...
Når han blir lei av dataprogrammene og de store ligningssettene han nå får betalt for å holde på med, finner han små, interessante problemer å underholde seg med.
- Sett at du sitter på jobben og står overfor et problem, det må tas en beslutning. Så går du og spør sjefen din. Han svarer deg i løpet av en dag. Men han har først gått og spurt sin sjef, som har svart ham i løpet av en halv dag. Denne sjefen har igjen spurt sin sjef, som har svart i løpet av en kvart dag - og så videre. Da tenker jeg: Alle har jo bare spurt noen andre. Er det tatt en beslutning? Har man egentlig fått noe svar?
Han ser på meg og hever øyenbrynet. Jeg blir litt redd for at det er jeg som skal svare.
- Man kan jo ikke fortsette prosessen i det uendelige. Før eller siden må man stoppe. Med fraktaler er det også sånn at til slutt må du trykke på stoppknappen. Bruker du forstørrelsesglass når du ser på dem, vil du til slutt finne punktet der han som skrev datamaskinkoden, ikke gadd mer.

- Har du et favoritt-teorem? Eller en favoritt-ligning eller et favoritt-tall?
- Egentlig ikke. Det er jo ikke noe spesielt med ett tall framfor et annet.
Dette er uvanlig. Du finner ikke mange mennesker som ikke har et favoritt-tall. Han peker på en bok i geokjemi som ligger henslengt på det ellers strøkne skrivebordet. Mange tall. Grisete ligninger.
- Det der er for eksempel ikke særlig vakkert. Uten at jeg skal gjøre narr av folk som studerer andre naturvitenskaper, altså.
- Er det litt som med Platon og idéverdenen? At det er forestillingen om den rene matematikken som er vakker, og med en gang man overfører den til virkeligheten, blir den ufullkommen?
- For meg er det grenseovergangen mellom idé og virkelighet som er vakker. Det området der du ser at du kan få tallene til å beskrive noe.
OK, så matematikken kan være vakker. Men dette kommer fra en mann som bruker store deler av fritiden sin til å spille tuba. Kan vi ta ham alvorlig?
- Når du ser på instrumenter, så er det jo ingen andre som har tubaens store, vakre linjer og den dype, sonore røsten... dette er jo altså bare bullshit, selvfølgelig...
Men han har forberedt en musikalsk analogi i tilfelle det skulle vise seg å bli nødvendig.
- Tenk deg at du sitter og hører et musikkstykke som er helt greit, og så, plutselig, er det noe som griper deg, som virkelig river i sjelen. Men hva var det som var vakkert? Notene ser ikke spesielt bra ut. Prøver du å spole tilbake og spille akkurat den tonen som grep deg, så er ikke den noe særlig heller. Spiller du det om igjen ti ganger, er det ikke så vakkert mer.
- Og sånn er matematikken også?
- Du kan oppleve sånne øyeblikk, ihvertfall. Og Fermat er jo pent å se på, men det er ikke særlig pent å løse. Det tar gjerne et par livstider, og da Wiles hadde bevist den, var det egentlig ingen som ble overrasket. Han fortalte oss bare noe vi allerede visste. Det jeg jobber med nå, synes jeg er litt pent fordi det er symboler som ikke bare har fått en verdi, men som også kan si noe om virkeligheten. Jeg kan for eksempel løse store ligningssett - i praksis vil det vel si at jeg lager et dataprogram som løser dem for meg... - der konklusjonen blir at dumper vi et gigatonn CO2 i havet her, vil det dukke opp der om tre tusen år og gjøre stor skade. Og da kan politikerne bruke denne informasjonen når de skal vurdere hva de vil gjøre. Disse store, anvendte problemene har så mange aspekter at de nesten er for store for ett menneske. Og likevel kan vi være med på å løse dem. Det er jo litt gøy!
Han tenker seg litt om.
- Men jeg har jo ofte tenkt at det ville være fint å sitte en etasje under...

Geofysisk institutt, tirsdag formiddag. Povl Abrahamsen (hovedfagstudent i oseanografi) ser på klokken.
- Null ni trettisju, da startet vi den. Da har den holdt på i vel en time nå...
I et lite glassbur i hjørnet ved trappen i første etasje henger den ene enden av en lang pendel, med et kuleformet blylodd som svinger langsomt fram og tilbake, og altså har gjort det i en god time. Den andre enden sitter i taket over femte etasje, seksten meter høyere oppe, og det har den gjort siden Geofysen sto ferdig i 1928.
Pendelen svinger over en plate som er Siden den ble satt i gang, har svingeplanet dreiet seg omtrent fem minutter på urskiven.
- Det der er jo ikke helt riktig, sier Are Norhagen (meteorologi hovedfag) og nikker mot en plakat inne i buret, hvor det står at dersom man setter pendelen i gang i nord-sør-retningen, vil den etter seks timer svinge i øst-vest-retningen, eller kanskje det var omvendt.
- Det stemmer på Nordpolen. Men pendeldøgnet varierer med breddegraden. Her vil den bruke ca. 28 timer på å komme rundt.
- Og ved ekvator?
- Der går tiden mot uendelig. Den vil ikke rotere i det hele tatt, forklarer Povl.
- Og på den sørlige halvkulen?
- Samme som her. Men den vil dreie motsatt vei.
I 1851 hengte den franske vitenskapsmannen Foucault en lignende pendel opp i kuppelen på Panthéon i Paris. En lang og tung pendel, som kunne svinge lenge. På gulvet la han en ring med sand. Dermed kunne folk se hvordan pendelen satte spor i sanden, og hvordan sporet ble litt forskjøvet for hver svingeperiode. Eksperimentet er nylig blitt kåret til ett av de ti vakreste fysikkeksperiment gjennom tidene.
- Før trodde de jo at jorden sto stille og at stjernehimmelen roterte rundt den. Dette eksperimentet beviste at det er jorden som roterer, forteller Are.
- Men hva er det som er vakkert med det?
- Det er jo så enkelt! Mener Povl.
- Også er det kanskje noe med den harmoniske pendelbevegelsen... Mener Are.
- Det er jo et flott eksperiment, da!
Pendelen på Geofysen vil nok aldri rekke å gjennomføre en hel omgang før luftmotstanden har stanset den. Povl prøver å måle utslaget med øynene.
- Den har mistet omtrent 3/8 av bevegelsen, og det har gått en god time. Den stopper nok innen tre-fire timer.

Fysisk institutt, ved lunsjtider. På skrivebordet på et kontor i femte etasje ligger en haug optimistiske blyantnotater.
- Det der er Plancks strålingslov, om energiutstrålingen fra et svart legeme. Så er det en faktor jeg ikke finner, og den må jeg jo framstille med selvfølgelighet om to timer. Der har du dilemmaet.
Professor i teoretisk fysikk, Jan Petter Hansen, skal forelese om strålingsloven senere på ettermiddagen. Men han tar seg likevel tid til å diskutere vitenskapelig skjønnhet, nå mens han uansett må spise matpakken.
- Fysikk og skjønnhet... Det vil nok være avhengig av hvem du spør. Du har for eksempel puristene som mener at skjønnhet er enkelhet, og hvis du finner én formel som beskriver alt, vil det være den vakreste i universet. Men så har du andre som mener at kompleksitet i seg selv er vakkert. Noen ser etter skjønnhet i dynamikk, andre i struktur.
Han roter i en stabel papirer og leter fram noen eksemplarer av Physics World («trodde jeg hadde et system her...»), og blar opp et bilde med mange farger, høy modernisme-faktor og bildeteksten «physics as art».
- Dette er egentlig en simulering, men mange vil jo si at det er vakkert. Det vi egentlig ser, er en kvantemekanisk partikkel som kommer inn her, blir reflektert her, og her er den blitt litt mer blurry og så spres den litt utover som følge av usikkerhetsprinsippet... Og dette andre bildet er sannsynligheten for hvor du vil finne partikkelen etter en viss tid. Men det kunne jo like godt vært et bilde fra for eksempel romteleskopet Hubble.
- Eller et bilde malt i LSD-rus?
- Ja, avstanden fra rusmidler til fysikk trenger jo ikke være veldig stor. Nei, uff, det sa jeg ikke...
Vi ser på listen over tidenes vakreste fysikk-eksperimenter. Sju av de ti ble utført før år 1900. Men hva er skjønnhetskriteriene i naturvitenskapen?
- Når du ser på disse eksperimentene, er det jo enkelheten. Og det at de skulle tilføre verden helt ny kunnskap. At resultatet av et eksperiment gjør det mulig å se sammenhenger i naturen, avdekke egenskaper ved naturen, det er jo det som er vakkert.
- Hvis det blir foretatt en lignende kåring om hundre år, hvordan vil den se ut?
- Denne listen reflekterer grunnlaget for klassisk mekanikk og kvantemekanikk. Man kan jo ikke utelukke at hvis man gjør et eksperiment på CERN som gir oss en teori for alt - eller vi får bilder fra verdensrommet med mye bedre oppløsning enn dagens, noe som ikke akkurat er et eksperiment, men som gir oss ny kunnskap - at det vil være med. Eller når vi lærer å kontrollere kvantesystemer bedre, at det vil bli regnet som helt banebrytende. Men der gjennombruddene vil komme, tror jeg, er i biofysikken. Hvis noen kan forklare hvordan hjernen virker. Hvorfor vi sitter her som en samling atomer og snakker sammen. Hvordan kan en stor samling atomer plutselig bli bevisst seg selv? Og bestemme seg for å spise andre atomer?
Han vifter med brødskivene.
- Forståelse av prosesser er kanskje det vakreste i hele fysikken, spør du meg. Men det er vanskelig å si. Hadde du stilt det samme spørsmålet for hundre år siden, ville du fått sånne svar som «videreutvikling av dampmaskinen: her vil det skje mye!». Vitenskap er jo singulariteter. Å spå er egentlig helt latterlig. Men det jeg er sikker på, er at mange av eksperimentene på denne listen vil bli stående, også om hundre år. Du ser de er så betydningsfulle.
Han slår varmt vann i pulverkaffen.
- Ta gjerne bilde av meg med denne koppen, det er den siste premien jeg vant i et o-løp. Begynner å bli noen år siden.
Han er ikke særlig begeistret for mye av nytte-forskningen som foregår rundt omkring.
- Jeg synes jo at det man skal gjøre på et universitet, er å forske på de store tingene, sammenhengene i universet. Ikke gjøre sånt som har nytteverdi, sånne småting som vi kan gjøre bare fordi forholdene ligger til rette for det, fordi det tilfeldigvis bobler opp ett eller annet svart grums ute i Nordsjøen... Det synes jeg ikke er vakkert!