9789176972489

Copyright © Stephan Mangold 2021 Utgiven av Kunskapshuset Förlag, Helsingborg 2021 Kunskapshuset Förlag ingår i Hoi Förlagsgrupp www.kunskapshusetforlag.se info@kunskapshusetforlag.se Grafisk formgivning: Mia Fallby, m-Dsign.com ISBN 978-91-7697-290-8 Tryckt hos GPS Group, Slovenien 2021

Denna bok är tillägnad Dig och Din nyfikenhet

I

N

N

E

H

Å

L

L

FÖRORD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 INLEDNING

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

Min bakgrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 En miljard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

KAPITEL 1 PARADIGM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Paradigm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Resan till Indien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Shiva Lingam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Tid

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

Afrika om tid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Vetenskapen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

KAPITEL 2 TRE PARADIGMER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Tre paradigmer genom ett årtusende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Grundsyn

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

MEDELTIDEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 POSITIVISMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Dramapedagogisk övning om vatten

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

Magnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Upplysningstiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Paradigmskifte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 HOLISMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Det holistiska paradigmet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

KAPITEL 3 KAOSTEORI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Resonans

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

Kaosograf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Linjär och ickelinjär . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Transcendentala talen p och e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

π och e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

Fraktaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Fjärilseffekten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Mandelbrot

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

Kaos och självorganiserande system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Icke linjära självorganiserande system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Kaosexperiment med två mobiltelefoner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Teater

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Att ta med sig från detta kapitel

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

59 59

KAPITEL 4 RELATIVITETSTEORI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Från två till tre dimensioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Tid i två dimensioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 E = mc 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Gravitationsvågor

................................................................

66

Den speciella relativitetsteorin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Matematisk härledning

..........................................................

70

Relativistisk massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Tidsdilatationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Den allmänna relativitetsteorin

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74

Gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

81 83 Hissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Hastighetsförändring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Snurran TIPPE TOP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Gyrot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Två mynt som upphäver tyngdlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Rumtidskvadrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Vad håller stjärnor på plats? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Varför mörk materia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Poesi för rumtidskvadraten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Längdkontraktion i den speciella relativitetsteorin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Ljuset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Att ta med sig från detta kapitel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Geodet

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Lagrangepunkter

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

KAPITEL 5 HOLOGRAMPRINCIPEN Tidsplanet och frekvensplanet

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

104

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

105

FASEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Kopplade svängningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Komplexa ljud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Hologram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Hologram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Att ta med sig från detta kapitel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

KAPITEL 6 KVANTTEORI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Kvantteori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Sluten strömkrets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Kristallradion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Vad är ljus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Atomkärnan

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

132

Vad är en atom? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Vad är en elektron? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Dramapedagogisk övning om elektricitet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Hur uppstår ljus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Kollaps av vågfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Lysdiod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Max Planck, kvantfysikens fader

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

143

E = f h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Heisenbergs osäkerhetsprincip

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

144

Superposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Youngs dubbelspaltexperiment Atomkärnan

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Naturens krafter

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Standardmodellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Neutrinon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Den elektrosvaga växelverkan

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fundamentala krafter i universum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

146 150 152 153 153 155 156

Strängteorin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 En tankelek med neutrinon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Hur ser en proton eller neutron ut?

Ringen och borrmaskinen

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

En teori om protonens form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

158 160 161

Neutronstjärna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Svarta hål . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Vad kommer ut från ett svart hål?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

166

Higgs partikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 EPR-experimentet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Vandring i Nepal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Kvantbiologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Superposition i kvantbiologin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Koherens i kvantbiologin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Tunnling i kvantbiologin

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Träolja för badbryggan

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kvanthoptvinning i kvantbiologin Mekaniska lissajouskurvor Molekylärt brus och färgat brus

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Självorganiserande system i kvantbiologin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Observatören och Youngs dubbelspaltexperiment

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Verkligheten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Att ta med sig från detta kapitel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

KAPITEL 7 FRÅGETECKNET

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

174 175 175 176 178 180 181 182 182

184

Övertygelse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Att skapa något ur ingenting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 Tankekraft, vad väger en tanke? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Tanke – Ansvar Mörk energi

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Morfogenetiska vågor

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Värmeväxlaren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Synkronicitet

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ett med universum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bussresan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Andlighet

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

So what? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Energihavet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

KAPITEL 8 FILOSOFISKA SÄTT ATT SE PÅ VERKLIGHETEN Ockhams rakkniv

191 192 193 194 195 196 197 198 200 201

. . . . . .

204

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

205

Medvetande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

Verkligt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Filosofiska kartor över verkligheten

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

210

Universalism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Irrealism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Solipsism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Antisolipsism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Selektiv realism, gruppmedvetande teori

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

212

Selektiv realism, medvetandefri teori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Selektiv realism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Slutsats om verkligheten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Vad är då meningen med allt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

EPILOG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 APPENDIX 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Små och stora tal med hjälp av logaritmer

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

221

Storleksordning för stora avstånd i meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Storleksordning för små avstånd i meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Storleksordning för tid i sekunder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Storleksordning för stor massa i kilo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 Storleksordning för liten massa i kilo

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

226

APPENDIX 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Talet π för enhetscirkel och vågformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

APPENDIX 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 Det transcendentala talet e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

228

APPENDIX 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Hur de transcendentala talen π och e hänger ihop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

APPENDIX 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Härledningen av relativistisk massa för den speciella relativitetsteorin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

APPENDIX 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Lutning av gravitationsfältet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

APPENDIX 7

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

237

Beräkning av mörk materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

APPENDIX 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 Resonansfrekvens av en parallellkopplad kondensator och spole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

APPENDIX 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Hur mycket energi finns i en person som väger 100 kilo?

. . . . . . . . . . . . . . . .

243

APPENDIX 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Vad väger en tanke?

Energin i en tanke

...........................................................

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

244 245

APPENDIX 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Core Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

REFERENSER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 PERSONFÖRTECKNING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 ORDFÖRKLARINGAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 REGISTER

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

292

TACK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

TILL DIG SOM LÄSER E-BOKEN Tänk dig att den här illustrationen ska efterlikna ett hologram.

Vad händer med hologrammet om du delar det på mitten?

Du får ett helt öga i varje halva.

Detta visar principen för ett hologram. Delar du ett hologram så finns helheten i varje del.

Med dagens teknik går det inte att överföra ett hologram till en digital plattform. Om du vill se ett äkta hologram kan jag skicka ett sådant till dig så långt lagret räcker för 50 kronor.

Besök min Facebooksida www.facebook.com/stephan.mangold.33 och skicka mig ett meddelande med ditt namn och din adress så svarar jag dig med mitt Swishnummer.

12

FÖRORD

Hur hänger allt ihop? Under hela mitt liv har jag drivits av en nyfiken­ het på naturvetenskapens olika modeller för att förklara världen. Från cellens innersta väsen till universums miljarder galaxer.

Att beskriva fysikaliska fenomen utan att använda svåra matema­ tiska formler, går det? Den frågan ledde fram till att jag under 1990talet startade och drev ett vetenskapscenter: Experimentum, som senare kom att uppgå i Universeum i Göteborg.

På föregående sida finns Experimentums logotyp som föreställer ett nyckelhål, nyfikenhetens nyckelhål. Boken som du nu håller i din hand är en sorts förlängning och fördjupning av de experiment som utgjorde kärnan i vetenskapscentret.

Vi befinner oss just nu i ett nytt paradigm, ett nytt sätt att beskriva världen, som jag har valt att kalla det holistiska paradigmet. Den nya fysiken bjuder på svindlande upptäckter; som att små partiklar ibland uppträder som vågor, att bilder kan bli tredimensionella, att rumtiden är krökt och att allting påverkar vartannat så att det faktiskt inte går att beräkna vad som ska hända. I den här boken undersöker jag hur kvantteori, relativitetsteori och kaosteori kan hänga ihop. Texten är en personlig betraktelse och förhoppningen är att jag lyckas göra den begriplig med hjälp av experiment och bilder.

Jag önskar dig en trevlig och inspirerande läsning.

Stephan Mangold oktober 2020 13

Vad vet jag?

En hel del och nästan inget I stället för svar har jag bara frågor I stället för förnuft har jag en känsla En känsla som svarar förnuftigt på alla frågor Leif Robertsson, Norsesund

INLEDNING

Den nya fysiken erbjuder en ny förståelse av världen genom kaosteori, relativitetsteori och kvantteori. Med hjälp av dessa teorier finns möj­ ligheter att söka svar på de stora frågorna på nya sätt. Vi befinner oss mitt i ett nytt paradigm som vi kan kalla det holistiska paradigmet.

Ordet paradigm brukar översättas med ”gemensamt mönster som styr vårt tänkande”, alltså de grundläggande synsätt som är för­ härskande inom en viss kultur och i en viss tid. Bokens första kapitel behandlar just begreppet paradigm, vad det är och hur det styr vårt tänkande ur olika aspekter. Det andra kapitlet handlar om de tre para­ digmen, där två varit förhärskande genom ett årtusende, från medel­ tiden via renässansen, upplysningstiden och till positivismen. Hur såg de grundläggande tankemönstren ut för människornas förståelse av omvärlden och världsalltet? Vad trodde de på och hur tänkte de?

Mycket av våra nuvarande tankemönster fanns där redan då, men ett nytt paradigmskifte uppstod under 1900-talets början och där befinner vi oss nu. De följande kapitlen ägnas åt att ringa in och knyta ihop våra nutida sätt att förklara hur allt hänger ihop, från de minsta bygg­ stenarna inom atomer till universums utbredning. Kan vi bilda oss ett nytt gemensamt tankemönster?

I det holistiska paradigmet är kaosteorin grundläggande, vilket behandlas i det tredje kapitlet. Ett fundamentalt fenomen inom kaos­ teorin är förekomsten av självorganiserande system som förekom­mer i många biologiska processer och har en stor betydelse för livets upp­ komst. Självorganiserande system handlar om komplexa biologiska system i allt från hur ett protein veckar sig, formationen av DNA-mole­ kylen till hur ett virus fungerar eller livet i en bikupa. Det är naturens 15

VA D VÄG E R E N TA N K E ? — D E T H O L I S T I S K A PA R A D I G M E T

inneboende kraft som åstadkommer självorganiserande system i kao­ tiska tillstånd.

Varje liten störning i ett kaotiskt system ger upphov till stor påverkan i det större sammanhanget. I ett instabilt system kan utvecklingen vid katastrofpunkten ske antingen i den ena riktningen eller i den andra.

Det var först med datorernas intåg runt 1960-talet som det började bli möjligt att matematiskt beskriva turbulenta fenomen som hur röken kommer ut ur skorstenen, hur eldsflammorna beter sig runt lägerelden eller hur vattnet virvlar utmed en strömmande flod eller bäck. Det stora paradigmskiftet låg i att matematiken började kunna beskriva ickelinjära fenomen, något som tidigare inte varit möjligt.

Det fjärde kapitlet handlar om makrokosmos. Om Albert Einsteins banbrytande relativitetsteori som ledde till ett genomgripande para­ digmskifte för förståelsen av hur tid och rum hänger ihop, vilket i sin tur ledde till nya teorier om hur världsalltet är uppbyggt. Det var först under 1920-talet som vi människor förstod att vi lever i utkanten av vår galax, som vi kallar Vintergatan, tillsammans med hundra miljarder andra solar som vi kallar stjärnor. Vad är mörk materia och mörk energi? Vi har ingen aning. ”Vad är det som fortfarande inte finns i våra teorier och ekvationer, men som borde vara där, och som lämnar oss famlande efter svar som vi aldrig kommer att få?” 1

Enligt Einstein hänger rum och tid ihop men borde inte tiden vara en tidsyta i stället för en linje? Att tiden är tvådimensionell, en tanke för att slippa famla.

För att förstå den komplexa kvantteorin i följande kapitel behövs kapitel fem som handlar om hur information kan lagras på olika sätt, dels i frekvensplanet och dels i tidsplanet. Jag kallar kapitlet för Hologramprincipen. I tidsplanet finns tiden och rummet men i frekvensplanet finns inget rum och ingen tid. I frekvensplanet finns information om helheten i varje punkt. Inom kvantteorin betyder det 16

STEPHAN MANGOLD — INLEDNING

att informationen ligger i frekvensplanet och där finns, i varje punkt, information om helheten. Om du förstår principen för ett hologram så har du grunden för hur samma information finns på olika plan.

Kvantteori i det sjätte kapitlet tar oss i stället med in i mikrokosmos och atomernas värld. Här är ingenting sig likt och det sunda förnuftet ställs inför stora prövningar. Det vi ser med våra ögon och känner på med våra fingrar är egentligen bara elektroner. Även om vi försöker trycka ihop en atom så står elektronerna emot denna tryckkraft utan att kollapsa in i atomkärnan. Det vi kan se är egentligen elektronernas energihopp ner mot atomkärnan. En myriad av dansande elektroner som kickas upp till högre energinivåer av ljuset från en lampa eller från solen, och ramlar ner igen så att vi kan se vår omvärld.

Fysikern Max Planck betraktas som urfadern till kvantteorin. Teorin lanserades år 1900 och därmed myntades ordet kvant som står för något så litet att det inte kan bli mindre. Plancks konstant är den allra minsta enheten och beskriver elektronernas energisprång inom en atom så att en foton bildas.

Vad väger en tanke? Hur kan en sådan fråga överhuvudtaget ställas?

Och varför ställer jag en sådan fråga? Filosofen René Descartes som var verksam i början av 1600-talet sa: ”Det kan inte finnas tänkande utan ett jag”. Och uttalade de berömda orden ”Jag tänker, alltså finns jag”.

Men vem är jag och vart har jag hamnat? För att ge svaren på de frågorna behöver vi även fördjupa oss lite i filosofin.

Fördelen med ett filosofiskt betraktelsesätt är att tanken är fri utan krav på konkreta bevis såsom det är inom vetenskapen.

Det avslutande kapitlet handlar om hur vi kan se på verkligheten ur olika filosofiska perspektiv och mina personliga tankar om huruvida det kan finnas kopplingar till naturvetenskapliga förklaringar.

Vad är medvetande och vad är verkligt? Är allt som du kan upp­ leva verkligt, eller är kanske världen en illusion? Inom fysiken finns faktiskt forskare som utgår från att världen enbart finns i din egen föreställningsvärld. Det finns andra som, mer begripligt, utgår från att allt existerar och går att mäta och beräkna.

17

VA D VÄG E R E N TA N K E ? — D E T H O L I S T I S K A PA R A D I G M E T

Jag har många gånger fått frågan vem jag vänder mig till med den här boken? Vilken är min målgrupp? Det enkla svaret är: du och din nyfikenhet, på samma sätt som ett vetenskapscenter ( Science Center) vänder sig till den som söker kunskap om verkligheten. Du kanske är förskolelärare och kan använda några enkla experiment från boken i din förskolegrupp. Du kanske är beteendevetare och nyfiken på den nya fysiken. Du kanske har en religiös bakgrund; finns andligheten i neutrinohavet? Du är naturvetare och vill veta mer om kvantfysik. Du har äntligen blivit tidsmiljonär ( förlåt, pensionär) och har tid att stilla din nyfikenhet på de tankar och funderingar som du haft genom livet.

Boken kan även användas som ett kompletterande läromedel för gymnasiet. Ända sedan jag arbetade med Experimentum har jag funderat vidare, under alla dessa år, på utformningen av den här boken som, med ett bildspråk och i stort sett utan matematik, kan förklara den komplicerade nya fysiken.

Kan du tänka dig att du sitter vid en spegelblank sjö och slänger i en sten? Blunda nu och föreställ dig detta i din hjärna. Det skulle kräva ganska avancerad matematik att räkna ut vad som händer, men du vet ändå svaret, eller hur? Du vet hur vågorna breder ut sig som cirklar på vattenytan och sakta avtar; du behöver inte matematikens språk för att förstå.

Boken kommer att ge exempel på många olika företeelser både i mikrokosmos och makrokosmos, där stora och små tal är involverade.

För att få en förståelse och själv kunna göra storleksuppskattningar är logaritmer ett bra angreppssätt. Jag använder mig av tio-logaritmen där varje steg blir tio gånger större eller tio gånger mindre. Då kan vi göra storleksuppskattningar bara genom att räkna med plus och minus i stället för att multiplicera och dividera med en massa nollor och decimaler. I appendix 1 beskrivs dess storleksrelationer för längd i meter, tid i sekunder och massa i kilo.

Boken är samtidigt en sorts självbiografi där jag beskriver mina egna upplevelser och frågor som är relevanta. De är skrivna med ett 18

STEPHAN MANGOLD — INLEDNING

annat typsnitt. På vissa ställen i texten finns en QR-kod. Där kan du

ta din mobiltelefon med en QR-app och direkt komma till just den hemsida som visar fenomenet med en animering eller video. För den matematiskt intresserade finns ett appendix som belyser en del teorier med matematikens språk. Längst bak i boken finns även en omfattande personförteckning över personer som betytt mycket för vetenskapen, samt en gedigen ordförklaring som kan vara till god hjälp. Boken kan fungera som ett uppslagsverk som du då och då kan återkomma till.

Hur var det nu igen med det där? Då kan du ta fram boken och lätt hitta det i registret.

Tillsammans hoppas jag vi kan göra en vidunderlig resa genom olika paradigmskiften på en vetenskaplig grund och till sist få svar på frågan: Vad väger en tanke? Texten grundar sig på etablerad vetenskap, men vissa avsnitt är mina egna teorier och tankar som är tydligt mar­ kerade. Det här är ingen lättsmält läsning och boken är inte avsedd att sträckläsas, men om du är nyfiken och vill lära dig förstå hoppas jag du får glädje av läsningen. ”Free your mind” som Morpheus sa till Neo i filmen Matrix. Välkom­ men in i det holistiska paradigmet.

MIN BAKGRUND Mina föräldrar flyttade till Burträsk i Sverige som arbetskraftsinvandrare från det krigsskadade Europa. Jag fick växa upp under goda fredliga förhållanden och utvecklas i ett fritt land där de stora frågorna kunde ta plats. Min nyfikenhet togs på allvar och stimulerades av både mor och far.

Redan som liten fick jag en riktig skruvmejsel och min far kom med alla möjliga föremål som jag fick skruva sönder. Det var gamla kontakter, en gammal radio och en telefon. Min far uppmuntrade alla sorters lekar av teknisk karaktär. Kanske var det en kompensation för att han själv inte kunde bli ingenjör som planerat och gå i fars fotspår. Kriget kom 19

VA D VÄG E R E N TA N K E ? — D E T H O L I S T I S K A PA R A D I G M E T

emellan och där gällde det att överleva. I stället var det jag som skulle föra traditionen vidare och studera vid en teknisk högskola. I dag är jag mycket tacksam för fars uppmuntran och mors humanistiska grundsyn.

EN MILJARD Det är svårt att föreställa sig hur stor en miljard egentligen är. En miljard sekunder är detsamma som tusen miljoner sekunder, men hur stort är egentligen det? Alla vet hur lång en sekund är, den går väldigt fort.

Säger du ”en sekund” så har det gått en sekund. Hur många sekunder går det på en dag? Och hur många sekunder går det på ett år? Det är bara att räkna efter: en miljard sekunder blir drygt 31 år. Har du hunnit bli en miljard sekunder gammal, eller kanske två?

20