Fagbøger Historie

Opdagelser der vendte op og ned på verden. Smuglæs i Den sære historie om Venus’ måne

Videnskabshistoriker Helge Kragh fortæller om nogle af historiens vigtigste landvindinger inden for naturvidenskaben. Det er opdagelser, der har vendt op og ned på vores forestillinger om verden – uanset om disse teorier siden er blevet afvist eller står den dag i dag.


Den sære historie om Venus' måne, Helge Kragh, naturvidenskab, videnskabens historie

I Den sære historie om Venus’ måne fortæller videnskabshistoriker Helge Kragh om nogle af de vigtigste opdagelser inden for primært de fysiske videnskaber: fysik, kemi og astronomi. Fælles for dem alle er, at de på et eller andet tidspunkt har været med til at skabe vores teorier om, hvordan verden hænger sammen.

Det er både historien om berømte videnskabsmænd som Galileo, Newton, Darwin, Bohr og Einstein – og om en lang række videnskabelige fodfolk, som ingen husker i dag.

Du kan købe Den sære historie om Venus’ måne online, fx på Saxo.com, eller i din nærmeste boghandel.


Helge Kragh

Den sære historie om Venus’ måne


To nobelpriser

Blandt de ting, Einstein og Bohr havde tilfælles var, at de i 1922 begge modtog nobelprisen i fysik og dermed også 123.572 svenske kroner, eller hvad der i nutidig købekraft svarer til ca. 10 millioner danske kroner. Der var dog ikke tale om, at de delte prisen, for mens Bohr fik den for året 1922, blev Einstein samme år tildelt prisen for 1921, der dette år var blevet indefrosset. Hvis der ikke findes værdige kandidater til en nobelpris, kan den efter reglerne udskydes et år, hvilket er sket flere gange.

Allerede i 1909 var den da 30-årige Einstein blevet indstillet til nobelprisen for sin relativitetsteori, og siden da havde mange fysikere indstillet ham med samme begrundelse. Blandt dem var Bohr, der indstillede Einstein i 1920.

Modtagelsen af de mange forslag var imidlertid kølig i Stockholm, hvor man nødig ville give prisen til relativitetsteorien, hvilket efter 1916 betød den matematisk abstrakte og vanskeligt forståelige generelle teori. Medlemmerne af nobelkomiteen var ikke overbeviste om, at Einsteins teori var rigtig fysik, og at den var i overensstemmelse med erfaringen. Var der ikke nærmere tale om en matematisk teori? Eller måske hørte den snarere til den filosofiske erkendelsesteoris område?

Hertil kom, at en nobelpris til Einstein kunne være kontroversiel af politiske grunde. Fysikprisen for 1918 og 1919 var tildelt tyske fysikere (M. Planck, J. Stark) og kemiprisen for 1918 og 1920 ligeledes til tyske kemikere (F. Haber, W. Nernst) – skulle prisen nu igen tildeles en videnskabsmand fra Tyskland? Flere naturforskere og meningsdannere fra de sejrrige nationer var betænkelige over, hvad de opfattede som nobelinstituttets favorisering af det forhadte Tyskland.

I lyset af de mange og vedvarende indstillinger blev nobelkomiteens afvisning af Einsteins kandidatur stadig mere pinlig. Da man fortsat var usikker med hensyn til relativitetsteorien, fandt man på at give Einstein den indefrosne 1921-pris for et helt andet område, nemlig hans kvanteteori for den fotoelektriske effekt. Eller rettere, nobelkomiteen henviste ikke til teorien som sådan, men kun til en eksperimentelt eftervist sammenhæng som Einstein havde udledt mellem fotoelektronernes energi og frekvensen af det indkommende lys.

Einsteins teori var baseret på hans opfattelse af lys som fotoner, men i Stockholm gjorde man det klart, at prisen på ingen måde skulle forstås som en legitimering af denne endnu kontroversielle hypotese. Mere specifikt blev prisen tildelt Einstein for hans “fortjenester inden for den teoretiske fysik og specielt for hans opdagelse af loven for den fotoelektriske effekt”. Relativitetsteorien var holdt uden for motivationen, selv om den indirekte gemte sig i dens første ord.

Med nobelprisen følger en forpligtelse til eller i det mindste en forventning om at give den traditionelle forelæsning ved overrækkelsen og i øvrigt at deltage i festlighederne i Stockholm omkring Alfred Nobels dødsdag den 10. december. Mens Bohr overholdt sin forpligtelse, gjorde Einstein det ikke.

Det var nu ikke af modvilje men af den gode grund, at han befandt sig i Japan på en foredragsturné. Einstein modtog et telegram med meddelelsen om sin pris den 13. november, da hans skib anløb havnen i Shanghai. På hele turen første han dagbog, men uden at han nævnte den fornemme pris med et eneste ord! Den kom ikke bag på ham, og i øvrigt tillagde han den ikke stor vægt. Den var bare ikke noget at hidse sig op over. Einstein kunne ikke engang glæde sig over de mange penge, for da han i 1919 var blevet skilt fra sin første kone Mileva Einstein-Marić, indgik der i skilsmisseaftalen, at hun skulle have alle pengene fra en fremtidig nobelpris. Og det fik hun så.

Bohr var anderledes glad over at have modtaget nobelprisen og ikke mindst, fordi han modtog den samtidigt med Einstein. Han skyndte sig at skrive til sin beundrede ven om den glæde, det var, “at jeg på samme tid som De skulle komme i betragtning ved prisuddelingen. Jeg ved, hvor lidt jeg har fortjent dette”. Først i januar 1923 svarede Einstein den “kære eller snarere kæreste Bohr”. I sit svarbrev skrev han: “Særlig betagende finder jeg Deres angst for, at De skulle få prisen før mig – det er ægte bohrsk.”

I sin nobelforelæsning den 11. december gav Bohr en populær men dog omhyggelig gennemgang af kvante- og atomteoriens seneste udvikling. Han lagde særlig vægt på det af ham indførte korrespondensprincip, der var en metode til at forbinde kvantefysikkens resultater med dem, der kendes fra den klassiske fysik. Desuden præsenterede han sin nye teori for elektronstrukturen af alle de grundstoffer, der optræder i det periodiske system. I denne sammenhæng kunne han meddele, at det netop var lykkedes at finde spor af et nyt grundstof (hafnium), hvis egenskaber stemte med teorien. Bohr undlod ikke at henvise til Einsteins teori for den fotoelektriske effekt, men han gjorde det samtidigt klart, at han ikke troede på Einsteins hypotese om lyskvanter eller fotoner: “Til Trods for dens Værdi som heuristisk Hjælpemiddel er dog Lyskvantehypothesen … ikke egnet til at bringe en Afklaring af Spørgsmaalet om Straalingens Natur.”

Som nævnt var Einstein ikke i Stockholm for at holde sin forelæsning og han kom heller ikke nobelfestlighederne året efter. Faktisk var han aldrig i den svenske hovedstad, men til gengæld besøgte han Göteborg i 1923, og på vejen dertil slog han et smut omkring København.

I juli 1923 var Einstein blevet inviteret til at give sin forsinkede nobelprisforelæsning i forbindelse med det 17. møde for skandinaviske naturforskere. Denne møderække gik tilbage til 1839 og havde blandt andet H.C. Ørsted som initiativtager. Det stort anlagte møde fandt sted i Göteborg, og Einsteins vært var den svenske kemiker Svante Arrhenius, der selv havde modtaget nobelprisen. Foredraget blev holdt i en stor koncerthal i den netop åbnede Liseberg forlystelsespark i udkanten af byen. Blandt de næsten 1000 tilhørere var den svenske konge Gustav V.

Begivenheden var på flere måder einsteinsk. For det første holdt Einstein slet ikke foredrag om det emne, han havde fået nobelprisen for – hvilket er ganske uhørt i nobelhistorien – men derimod om relativitetsteoriens grundlag og problemer, der interesserede ham mere. Det var, som om han ville minde svenskerne om, at han burde have fået prisen for denne teori og ikke for den fotoelektriske effekt. For det andet kom han for sent til den banket, der gik forud for forelæsningen. Da han endelig ankom, satte han sig lidt forfjamsket på en stol bagerst i salen, indtil han blev gelejdet op til sin æresplads ved siden af kongen. Forsinkelsen havde sin baggrund i, at han ankom med et forsinket tog fra København. 

I begyndelsen af juli 1923 befandt Einstein sig i Kiel, hvor han forberedte sit foredrag og i øvrigt slappede af med sejlture i bugten sammen med et par venner. Af hans breve fra Kiel fremgår det, at Einstein på et tidspunkt besluttede sig for at lægge turen omkring København. Den 8. juli skriver han til sin kone Elsa:

“I morgen formiddag er jeg sammen med Bohr. Så går det videre om eftermiddagen til Göteborg. Jeg ser meget frem til, at dette eventyr får en ende. Jeg rejser tilbage til Berlin, så snart det er muligt.”

Einstein var altså en passant i København den 9. juli, hvor han tilbragte nogle timer med Bohr, før han tog toget til Göteborg.

Det er formentligt dette korte møde, der er baggrunden for en ofte gengivet historie om en sporvognstur mellem de to fysikere. Historien findes i flere varianter, hvoraf nogle er mere detaljerede og fantasifulde end andre, og af og til er den blevet afvist som blot en kær anekdote. Men selv om den har alle anekdotens kendetegn, er den mere end det, for den stammer fra Bohrs egen mund. I et upubliceret interview fra juli 1961 fortæller Bohr, at Einstein besøgte ham “måske i forbindelse med, at han fik Nobelprisen i 1921”. Og videre:

“Einstein var ikke mere praktisk end jeg, og da han kom til København, har jeg åbenbart hentet ham ved jernbanen. … [Vi] kørte i sporvogn fra toget og talte så ivrigt om tingene, og så kørte vi langt forbi, hvor vi skulle. Så stod vi ud og gik tilbage. Derefter kørte vi lige så langt forbi, jeg kan ikke huske, hvor mange gange det var, men vi kørte frem og tilbage i sporvogn, fordi Einstein var virkelig interesseret. … [Vi] kørte frem og tilbage i mange timer i sporvogn, og hvad folk har tænkt om os, det er det næste.”

Og hvad har de to distræte herrer så talt så optaget om, at Einstein nær var kommet for sent til sin forelæsning i Göteborg? Mit bedste gæt er, at deres samtaler vedrørte problemet om stråling fra atomer og strålingens vekselvirkning med stof. Disse problemer var netop blevet aktualiseret gennem en række forsøg lavet af den amerikanske fysiker Arthur Compton, der fortolkede sine resultater til fordel for Einsteins hypotese om fotoner. Det var vand på Einsteins mølle, men ikke på Bohrs.

Som antydet var Bohr indædt modstander af fotonhypotesen, da den ikke kunne redegøre for lysets ubetvivlelige bølgeegenskaber. I sommeren 1923 havde han endnu ingen alternativ forklaring på Comptons eksperimenter, men han var sikker på, at et sådant alternativ fandtes. I slutningen af året førte overbevisningen til, at Bohr og et par af hans medarbejdere udviklede en strålingsteori baseret på lys som et bølgefænomen. Der var ikke plads til fotoner i den nye teori, der også havde den ejendommelige konsekvens, at atomers tilstand kunne ændre sig, uden der var en årsag til ændringen.

Der var altså et “akausalt” element i teorien i strid med den fundamentale årsagssætning, som udelukker hændelser uden en årsag. Ikke mindre radikalt, så var energien ikke bevaret i individuelle processer mellem stråling og stof. Da Einstein blev opmærksom på Bohrs nye teori, afviste han den ganske. I et brev til den tyske fysiker Max Born fra april 1924 skrev han:

Bohrs idéer om stråling er meget interessante. Men … jeg finder det ganske utåleligt, at en elektron der udsættes for stråling, af dens egen frie vilje skulle vælge ikke blot, hvornår den vil foretage et spring men også i hvilken retning. I så fald ville jeg hellere være en skomager end en fysiker, ja endog hellere en ansat i en spillebule.

Uoverensstemmelsen mellem de to nobelpristagere om dette spørgsmål var velkendt også uden for den snævre kreds af fysikere. Således kunne Politiken i en artikel af den 25. oktober 1924 meddele, at “mellem Bohr og Einstein er … opstaaet en videnskabelig Strid”. Hvis Bohrs nye teori med dens manglende energibevarelse blev bekræftet, “vil det betyde intet mindre end en Revolution inden for den fysiske Videnskab.”

Men teorien blev ikke bekræftet, og revolutionen udeblev. Tværtimod viste det sig snart, at Bohrs noget desperate forsøg på at bibeholde lysets bølgenatur og undgå dets partikelnatur var i modstrid med eksperimenter. I det vigtige spørgsmål om fotonerne var det Einstein, der havde ret og Bohr, der havde uret. På den anden side tog Einstein fejl, når han udelukkede akausale processer i fysikken, for netop dette element optrådte centralt i den nye kvantemekanik, der kom på banen et års tid senere. Ganske vist har elektroner ikke en fri vilje, men efter kvantemekanikken opfører de sig af og til, som om de har det.

Alligevel og heldigvis fravalgte Einstein ikke sin karriere som fysiker til fordel for et arbejde som skomager eller ansat i en spillebule.