Er det kun kvantefysikkens fænomener, der er iagttagelsesafhængige, mens den klassiske fysiks fænomener eksisterer uafhængigt af iagttagelse? Eller er snarere alle fænomener iagttagelsesafhængige?

Som beskrevet i artiklen »Iagttagelsesafhængighed og teoribygning« i Faklen nr. 3 må ethvert fysisk fænomen grundlæggende defineres ud fra en iagttagelsessituation. Der er dog den distinktion,

at hvor kvantefysikkens fænomener overhovedet ikke kan defineres uden en eksplicit beskrivelse af en konkret (mulig eller tænkt) detektion eller måling, kræver den klassiske fysiks fænomener ikke en sådan eksplicit specifikation. Ikke fordi disse fænomener kan defineres uafhængigt af den eksperimentelle situation, hvorunder de observeres, men fordi henvisningen til en sådan hverken er påkrævet eller føjer noget nyt til definitionen.

Den klassiske fysik opfattes som en approksimation til kvantefysikken, hvor man kan »se bort fra« Plancks konstant h da denne bliver »meget lille« i forhold til de fysiske størrelser, der karakteriserer et klassisk fænomen. Plancks konstant h er nemlig den skala, der angiver, om et fysisk system kan betragtes som enten et kvantefysisk eller et klassisk fænomen.

Fysikeren kan således danne en størrelse kaldet virkning L med samme enhed som h, som kan være et produkt af relevante fysiske konstanter, systemets størrelse osv. Er L af »samme størrelsesorden« som h, eller f.eks. 10 gange større, er en kvantefysisk model påkrævet, men er L f.eks. 100.000 gange større, kan man nok klare sig med en klassisk model. Ofte vil denne skala være knyttet til systemets rumlige udstrækning, således at man kan tale om, at kvantefysiske fænomener er mikroskopiske og klassiske makroskopiske, men det gælder dog ikke altid.

At man i den klassiske approksimation til kvantefysikken kan »se bort fra« h, betyder altså, at den klassiske fysik er den grænse, hvor h bliver meget lille i forhold til L, dvs. h/L»0 (»h divideret med L er omtrent lig nul«). I denne grænse genfindes den klassiske fysiks teoretiske resultater, hvilket i den gængse jargon omtales som, at man »genfinder den klassiske fysik« eller i hvert fald dens lovmæssigheder.

Hvad der rent faktisk ligger i denne korrespondens mellem teorier, hvor en teori er en approksimation til en anden, er nok nemmest at forklare ved at betragte Einsteins specielle relativitetsteori. Her er den klassiske mekanik en approksimation til den specielle relativitetsteori i den grænse, hvor de betragtede systemers hastigheder er meget små sammenlignet med lysets. Bevæger et legeme sig med hastigheden v, og betegner c lysets hastighed, »genfindes« den klassiske mekaniks love derfor i grænsen, hvor v/c»0.

At den klassiske mekaniks lovmæssigheder genfindes som en approksimation til den specielle relativitetsteori, er dog ikke det samme som, at den klassiske mekanik genfindes. I videnskabsfilosoffen Thomas S. Kuhns sprogbrug er der nemlig tale om to forskellige paradigmer med vidt forskellige begrebsrammer. I den klassiske mekanik antages tid og rum at være uafhængige af iagttagerens bevægelsestilstand, mens de i den specielle relativitetsteori kun kan defineres ud fra, hvorledes afstande og tidsforløb måles i et givet fysisk system.

Det betyder i den klassiske grænse, at det er muligt at beskæftige sig med den klassiske fysiks fænomener, »som om« tid og rum er absolutte størrelser, men næppe nogen fysiker ville i dag af den grund hævde, at rum og tid kan defineres uafhængigt af bevægelsestilstanden af det henførelsessystem, hvorfra de fysiske fænomener tænkes iagttaget. Det tilsyneladende absolutte ved rum og tid er for fysikeren en approksimation i den klassiske grænse. Vi behøver derfor ikke tage højde for relativistiske effekter i den klassiske fysik og i dagligdagen, for de er i almindelighed så små, at de næppe kan detekteres.

Iagttagelsesafhængighed og pragmatisme

I tilfældet med den klassiske fysiks relation til kvantefysikken betyder det, at de klassiske fænomeners tilsyneladende uafhængighed af den eksperimentelle detektion blot er en approksimation til den fuldstændige integration af den eksperimentelle opstilling i definitionen af fysiske fænomener i kvantefysikken. Så selv om en specifikation af selve iagttagelsessituationen ikke er nødvendig ved definitionen af et klassisk fænomen, er den altid implicit.

Ganske som det ville være absurd i eksperimentelle situationer, der udelukkende involverer rent klassiske fænomener, at tage højde for relativistiske effekter, vil det være meningsløst at tage højde for f.eks. Heisenbergs ubestemthedsrelationer, hvis effekt i dagligdagen og i den klassiske fysik er forsvindende lille.

Dette er en rent fysisk overvejelse om, hvad der er relevant og nyttigt i en given eksperimentel situation, det er ikke et udsagn om, at der erkendelsesmæssigt er en grundlæggende forskel på klassiske og kvantefysiske fænomener. Den eksperimentelle situation definerer for fysikeren, hvad der er relevant og nyttigt, og det gælder også valget af teori eller model. Fysikken er derfor grundlæggende pragmatisk og har dermed indbygget en modelfrihed, der muliggør brugen af modeller med forskellige indbyggede antagelser. Disse antagelser kan naturligvis afspejle nogle forestillinger hos fysikeren om, »hvordan verden er indrettet«, men det er i sidste ende rent pragmatiske årsager, der begrunder valget af model.

Modelfriheden er dog ikke det samme som »anything goes«, for enhver fysisk model må honorere det fundamentale krav, der er en forudsætning for fysikken som empirisk videnskab: Eksperimentelle opstillinger og resultater skal kunne kommunikeres fra fysiker til fysiker med henblik på at reproducere eksperimentet. Dertil fordres netop det entydige og deskriptive sprog, Niels Bohr kaldte dagligsproget.

Fysikkens fænomener er consensuelle

Dagligsproget og dets forfininger, matematik og klassisk fysik, etablerer som et entydigt og deskriptivt sprog en objektivitet, der karakteriserer fysikkens fænomenologi. Men denne objektivitet er udelukkende consensuel, hvorfor vi omvendt kan karakterisere fysikkens fænomener som eksperimentelle fænomener, der kan opnås consensus på. Fysikken beskæftiger sig ene og alene med fænomener, der er karakteriseret ved consensus, ikke en consensus, der skyldes en »overensstemmelse« med en »bagvedliggende« virkelighed, men consensus i kraft af det fælles begrebsapparat, dagligsproget.

Tillader vi os nu at anvende ordet »fænomen« i bred forstand om iagttagelser af enhver art, betyder denne præcisering af fysikkens fænomenologis natur, at fysikkens fænomener kun udgør en (ægte) delmængde af alle fænomener. De fænomener, der ikke hører til fysikkens område, er således netop karakteriseret ved, at der ikke er consensus på dem. Disse fænomener kan altså være subjektive, eller der kan være consensus kun på visse aspekter af dem.

Under alle omstændigheder betyder de erkendelsesteoretiske overvejelser her og i Faklen nr. 3, at det er meningsløst at tale om disse fænomener som mere eller mindre »virkelige«. Tværtimod vil det være mere givtigt at karakterisere et fænomen afhængig af, om der er consensus på det eller ej, og dette stemmer da også overens med en gængs brug af ordet »virkeligt«.

At fysikkens fænomener er karakteriseret ved consensus, er for realisten naturligvis en banalitet uden betydning, for consensus er for ham blot en afspejling af, at fænomenerne hidrører fra en iagttagelsesuafhængig virkelighed. Men som vist i Faklen nr. 3 er kun en invalideret realisme mulig, hvorimod en pragmatisk relativisme fremstår som det bedste bud på erkendelsessituationen. Vi har altså ingen empirisk grund til at insistere på et dobbeltbogholderi mellem en »bagvedliggende« virkelighed og consensus, idet vi overhovedet ikke kan definere »virkelighed« iagttagelsesuafhængigt.

Standardfortolkningen leder altså til et pragmatisk virkelighedsbegreb, der også omfatter en subjektivisme, men det er ikke en subjektivisme på fysikkens område, fordi et subjektivt fænomen ikke kan tilhøre fysikkens genstandsområde. Men når vi til daglig er tilbøjelige til at tale om, at noget ikke er »virkeligt«, mener vi altså mere præcist, at vi ikke har consensus på det, eller at det ikke er praktisk og nyttigt at acceptere det som et »virkeligt« fænomen. Det er jo også sådan, fysikere i praksis afgør, om data og teorier skal forkastes.

cand. scient. Niels K. Petersen