Hugh Everett

John Archibald Wheeler med Kenneth Ford

Et meget dybt papir af min studerende Hugh Everett i et Reviews nummer (Reviews of Modern Physics, juli 1957) var så uigennemtrængeligt, at jeg blev foranlediget til at offentliggøre et kort papir ved siden af som hed "Assessment of Everett's 'Relative State' Formulation of Quantum Theory." Everett var en uafhængig, intens og energisk ung mand. Da han bragte mig udkastet til sin tesis, kunne jeg fornemme dens dybde og se, at han famlede med nogle meget grundlæggende problemer, alligevel fandt jeg, at udkastet næsten ikke var forståeligt. Jeg vidste, at hvis jeg havde haft så meget besvær med den, ville andre fakultetsmedlemmer i hans komite have endnu mere besvær. De ville ikke alene finde den uforståelig; de kunne finde den uden fortjeneste. Så Hugh og jeg arbejdede lange timer om natten i mit kontor for at revidere udkastet. Selv efter det arbejde besluttede jeg, at tesis behøvede et ledsagende stykke, som jeg forberedte til publikation med hans papir. Min virkelige hensigt var at gøre hans tesis mere fordøjelig for hans andre komitemedlemmer.
    Everetts papir og min tolkning af det drejede sig om kvanteteoriens grundlag, som var meget tæt kædet sammen med relativitet. Standard indfaldsvinklen til kvanteteori dengang (og nu), tildeler sandsynligheder til resultaterne af kvantebegivenheder. Det aktuelle resultat af et bestemt eksperiment sikres af en måling, der bruger en "stor," ikke kvantedetektor - et laboratorieapparat for eksempel, eller det menneskelige øje. Kun ved at gentage det samme eksperiment mange gange kan man bekræfte, at resultaterne følger de forudsagte sandsynligheder. Og indtil den aktuelle måling udføres, er der ingen måde, hvorpå man kan vide, hvilket af de mulige resultater, der vil blive realiseret.
    En vanskelighed ved denne "Københavner tolkning," en vanskelighed som stadig bekymrer mig og mange andre dybt, er, at den deler verden i to: en kvanteverden i hvilken sandsynligheder udspiller sig selv og en klassisk verden i hvilken aktuelle målinger udføres. Hvordan kan man tydeligt trække en linie mellem de to? Med hvor meget skal en kvantebegivenhed forstørres for at blive til en klassisk observation? Hvornår giver sandsynlighed plads for aktualitet?
    I en kraftanstrengelse søgte Everett at omgå disse bekymrende spørgsmål ved at beskrive en total kvanteverden, i hvilken der ikke var noget sådant som en klassisk observatør, kun kvantesystemer på alle niveauer af størrelse og kompleksitet. Everetts "observatør" er del af kvantesystemet, han står ikke adskilt fra det. En overforenklet måde at beskrive resultatet af hans fornuftsslutning på er at sige, at alle de ting, der kunne ske (med forskellige sandsynligheder), faktisk sker. Da der ikke er noget klassisk måleapparatur i hans formulering til at bestemme, hvilket af de mulige resultater der hænder, må man antage, at alle resultaterne hænder, men uden kommunikation mellem dem.
    For at se hvad dette betyder, kan man forestille sig at man kører hen ad en vej og kommer til en vejgaffel. Ifølge klassisk fysik tager man en gren og det er det. Ifølge den konventionelle tolkning af kvantemekanik kunne man tage den ene eller den anden gaffel og hvilken man tager vil ikke være kendt før der sker noget, som fastnagler ens position, som at stoppe ved en tankstation eller restaurant, hvor en ydre "observatør" tilsikrer ens position. Der er noget spøgelsesagtigt ved selv den konventionelle kvantetolkning, da den antager, at man rejser "virtuelt" (i modsætning til "virkeligt") ned ad begge veje samtidigt, indtil det fastslås, at man "virkeligt" rejste ned ad en bestemt gren. Ifølge Everett tolkningen går man ned ad begge veje. Hvis man senere stopper for benzin på den venstre gren og nogen observerer én der og man selv er klar over, at man er der, betyder det ikke, at der ikke er et andet "jeg," frakoblet det venstre-grens jeg, som stopper for at spise på den højre gren, observeres af folk dér og er klar over at være der. Bryce DeWitt, min ven fra Chapel Hill, valgte at kalde Everett tolkningen for "mange verdener" tolkningen og DeWitts terminologi er nu almindelig blandt fysikere (skønt jeg ikke bryder mig om den). Ideen er gået ind i offentlighedens bevidsthed gennem ideen om "parallelle universer." Skønt jeg har udmøntet fængende udtryk selv for at prøve at gøre en ide nem at huske, valgte jeg i dette tilfælde et forsigtigt konservativt udtryk. "Mange verdener" og "parallelle universer" var mere end jeg kunne sluge. Jeg valgte at kalde den "relativ tilstand" formulering.
    For mig var det vigtige ikke hvilke analogier eller fantastiske visioner man kunne uddrage af Everetts arbejde, men to grundlæggende spørgsmål: Giver det nogen ny indsigter? Forudsiger det nogen resultater af eksperimenter, som adskiller sig fra de resultater, der forudsiges af konventionel kvanteteori? Svaret på det første spørgsmål er et eftertrykkeligt ja. Svaret på det andet er et eftertrykkeligt nej.
    Bør forskere bekymre sig om nye indsigter eller anderledes måder at betragte tingene på, hvis intet nyt forudsiges, som kan måles? Ja de bør. Vi behøver altid at se på, hvad vi allerede ved på nye måder. Det er som en kunstner, der undersøger et stykke skulptur fra alle vinkler. Forskeren kunne, som kunstneren, få en ny ide eller i det mindste en dybere forståelse af, hvad der allerede "vides." Der er ingen grænse for forståelsens dybde. Forskellige måder at beskrive det samme sæt ligninger på kan tilføre indsigt. Måske er en måde klart mere økonomisk, mere "elegant" end en anden. Så adopterer vi den måde. At have to måder beriger måske vor forståelse ved at lade os undersøge det samme område af naturen på to forskellige måder. Måske vil brug af en beskrivelse sommetider synes tydeligere på ét tidspunkt eller til ét formål, mens brug af en alternativ beskrivelse vil synes tydeligere på et andet tidspunkt eller til et andet formål. I almen relativitet, f.eks., er det sommetider nemmere at tale om rummets tredimensionale geometri, der udvikler sig gennem tiden og sommetider nemmere at tale om den firedimensionale rumtidsgeometri, der bare "er." Det er ikke et spørgsmål om, at den ene beskrivelse er rigtig og den anden forkert eller endda, at den ene er bedre end den anden. De er simpelthen to måder at beskrive den samme fysik på. For nogle anvendelser kan det vise sig lettere at bruge én indfaldsvinkel og for andre anvendelser at bruge den anden.
    Hvad vi har i Everetts arbejde er en forbavsende ny måde at se på kvanteteori, én som udløser en del meget provokerende tænkning om verdens natur, selv om den ikke forudsiger nogen ny eksperimentelle resultater. Den kan en dag medvirke ved spiringen af en bedre kvanteteori eller en bedre sammensmeltning af kvanteteori og relativitet. Kvanteteori har været her i det meste af det tyvende århundrede og dens succeser er legendariske. Men det sidste ord er ikke skrevet om den. Jeg tænker på den hver dag.
    Everett fortsatte ikke til en matematik- eller fysikafdeling, men til Pentagon, for at vie sit store talent til mere anvendte opgaver end parallelle universer. Nogle år senere havde jeg fornøjelsen at blive vist rundt i Pentagon af ham. Jeg opdagede, at han havde omprogrammeret næsten alle computerne der. Han var en storryger, som undgik træning og døde alt for tidligt af et hjerteanfald i 1982.

Oversat fra: Geons, Black Holes and Quantum Foam, John Archibald Wheeler with Kenneth Ford, W.W. Norton & Company, New York 1998, ss. 268-271.

"Relativ Tilstand" formulering af kvantemekanik
Index