Ubestemthedsrelationerne styrer hjernens processer
Ubestemthedsrelationerne er en afgørende brik i udviklingen af moderne teknologi. De viser samtidig, at uvished er et grundvilkår for menneskets forståelse af verden.

x står for en atomar partikels (f.eks. en elektrons) position, p for dens impuls (dvs. masse gange hastighed) og * for Plancks konstant divideret med 2π. Deltategnet angiver bestemthed.

x står for en atomar partikels (f.eks. en elektrons) position, p for dens impuls (dvs. masse gange hastighed) og * for Plancks konstant divideret med 2π. Deltategnet angiver bestemthed.

Den tyske fysiker Werner Heisenberg var en af Niels Bohrs nære medarbejdere på Niels Bohr Institutet.

Legenden siger, at det var på de daglige gåture i Fælledparken tæt ved instituttet, at han i 1927 udtænkte sine ubestemthedsrelationer, hvoraf ovenstående version er den mest kendte.

Her står x for en atomar partikels (f.eks. en elektrons) position, p for dens impuls (dvs. masse gange hastighed) og * for Plancks konstant divideret med 2π. Deltategnet angiver bestemthed.

Kan ikke både forstå og beskrive

Ubestemthedsrelationerne er inspireret af Bohrs komplementaritetsprincip:

At det at beskrive noget indgående ikke er ensbetydende med at forstå det fuldt ud, og at det, at man forstår noget fuldt ud, udelukker, at man kan beskrive det fyldestgørende.

Bohr gav følgende eksempel:

Man opdager et nyt indiansk folkeslag og sender en etnograf af sted for at beskrive det. Etnografen sender lange beretninger hjem, men han er stadig blot iagttager og beslutter derfor at leve som dem.

Efter 20 år ved han, hvordan det er at være indianer, men nu har han glemt sit sprog og kan ikke rapportere sin viden hjem.

Grænser for den mulige indsigt

Men hvordan kommer ubestemthedsrelationerne ind i billedet? I 1920’erne havde Einstein på den ene side og Bohr/Heisenberg på den anden en dialog om, hvorvidt kvantemekanikken – den del af fysikken, som omhandler atomer og endnu mindre byggestene – kan give et fuldstændigt billede af verden.

Fakta

’Verden på formler’ er 20 korte artikler om en fysisk, matematisk eller kemisk formel, der har haft afgørende indflydelse på vores opfattelse af verden.

Hvem udviklede formlen? Hvad betyder formlen konkret? Under hvilke omstændigheder blev den til? Hvordan blev den modtaget i samtiden? Og hvad har den betydet for udviklingen af den verden, vi kender i dag?

Dette er niende artikel i rækken.

Bohr og Heisenberg hævdede, at der var grænser for den mulige indsigt, og det var de grænser, Heisenberg udtrykte med ubestemthedsrelationerne.

I klassisk fysik vil en partikel på samme tid kunne befinde sig et bestemt sted og have en bestemt bevægelse, men det gælder ikke i atomernes verden.

Vi trænger aldrig ind bag mysteriet

Jo nøjagtigere positionen bestemmes, des unøjagtigere bliver bestemmelsen af dens impuls og vice versa. Der opstår en ukontrollerbar vekselvirkning mellem måleapparaturet og det atomare objekt, har den nyligt afdøde filosof, David Favrholdt fra Syddansk Universitet, forklaret Videnskab.dk:

»Med ubestemthedsrelationerne viser Heisenberg, at vi ikke kan tale om, hvordan virkeligheden er i sig selv, men kun om, hvordan vi er tvunget til at tale om virkeligheden. Uvisheden er tilsyneladende et grundvilkår, og vi mennesker vil aldrig blive i stand til at trænge ind bag kvantemysteriet,« sagde David Favrholdt, der havde en længere diskussion om emnet med Heisenberg selv i København i 1970.

Hjernens kvanteprocesser

Ubestemthedsrelationerne er en del af det kvantemekaniske begrebsapparat og derfor også en afgørende forudsætning for udviklingen af alskens moderne frembringelser som tv, computere, internet, mobiltelefoner og nanoteknologi.

Samtidig har ubestemthedsrelationerne åbnet for nye filosofiske teorier om processerne i den menneskelige hjerne, fortalte David Favrholdt.

»Hjernen er et system, der ikke alene er styret af årsag og virkning. Det er en af grundene til, at vi ikke kan forklare ’jegbevidsthed’ og ’fri vilje’ fysisk eller fysiologisk. Man har opdaget, at mange af hjernens processer foregår på et kvantemekanisk niveau. Derfor er de også styret af Heisenbergs ubestemthedsrelationer.«

Artiklen er tidligere bragt i Magisterbladet.

Du kan lære mere om Heisenbergs ubestemthedsrelationer i denne video:

Videoen er produceret af MinutePhysics.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om, hvorfor denne 'sort hul'-illusion narrer din hjerne.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk