Det er et gammelt ordtak blant vitenskapsforfattere: “For hver ligning du legger inn i boken din, mister du halvparten av publikum.” For fysikere som meg selv som også måneskinn som vitenskapsforfattere, er denne truismen spesielt irriterende, fordi det er ligningene vi er så lidenskapelig forelsket i. Ligningene er poesien – det vakre skjelettet som bærer verdens kjøtt. For et tap at jeg ikke kan dele den skjønnheten og den kraften med leserne mine.
Men kanskje, bare kanskje, er den truismen ikke sann. Kanskje smarte lesere med interesse for vitenskap, men ingen matematisk tilbøyelighet, kan introduseres til disse ligningene og deres viktige betydninger.
Dette er innsatsen Sean Carroll gjør i sin nye bok, De største ideene i universet. Carroll er en teoretisk fysiker og bestselgende forfatter som har skrevet en rekke fine bøker som fungerer i vanlig “populærvitenskapelig” modus. (Med andre ord, ingen ligninger.) Men i sitt nye arbeid ønsker Carroll å gå lenger. Som han uttrykker i bokens åpning:
«Jeg ønsker å leve i en verden der folk flest har informerte og lidenskapelige meninger om moderne fysikk. Der du slår av etter en hard dag på jobben, går ned på puben med venner og krangler om din favorittkandidat for mørk materie eller konkurrerende tolkning av kvantemekanikk.»
Men som Carroll med rette observerer, selv om fysikk takler noen av de største ideene i universet, blokkerer det faktum at den gjør det ved hjelp av sofistikerte matematiske formuleringer et bredere engasjement med feltet. Som svar har et helt økosystem av fysikkoppsøkende utøvere (13,8 inkludert) dukket opp for å oversette fysikkens dype skjønnhet og kraft til hverdagsspråk. Det faktum at denne innsatsen finner så mange lesere, lyttere og seere er et vitnesbyrd om folks inderlige ønske om å forstå verden gjennom vitenskap, selv om de ikke er vitenskapsmenn. Men det betyr også at noe går tapt. Som Carroll sier det, “Det du får er bilder og metaforer, grove oversettelser av den underliggende matematiske essensen …”
Det Carroll ønsker er å gi leserne noe av den matematiske essensen som tross alt er hvordan fysikk gjøres. For å oppnå dette målet foreslår han en ny tilnærming. Som han med rette bemerker, for å bli en praktiserende fysiker, må en student ikke bare lære ligningene og deres betydninger, men de må også bruke utallige timer på å løse likningene under spesifikke omstendigheter. For å gi et eksempel, er det ikke så vanskelig å lære de grunnleggende ligningene for Newtonsk gravitasjon. Jeg går mine førsteårsstudenter utenom naturfag gjennom dem. Den virkelig vanskelige delen er å løse disse ligningene for noe sånt som bevegelsen til en komet rundt solen når den blir forstyrret av gravitasjonskraften til Jupiter. Den delen tar timer og timer med beregning. Å lære å løse ligninger er hva ukelange leksesett for studenter er til for.
Et glimt av ekte fysikk
Men Carroll satser på at vitenskapelig interesserte ikke-vitenskapsmenn ikke trenger å løse fysikkens ligninger – de trenger bare å vite hvordan de skal lese dem. For Carroll burde det å forstå spesifikt hva de spesifikke ligningene sier, og hvordan de sier det, være nok til å gå utover metaforene til de fleste populærvitenskapelige beretninger. På denne måten kan leserne få en mer sann og visceral følelse av hvorfor fysikk er så potent.
Det er filosofien som animerer De største ideene i universet. Carroll tar leserne med på en bemerkelsesverdig reise gjennom noen av de viktigste ideene i feltet og legger ut hvordan disse ideene blir manifestert i matematisk form. Det er et dristig trekk, og gjennom det er Carroll i stand til å ta leserne med på en mye dypere utforskning av grunnleggende forestillinger som kraft, bevegelse og momentum enn andre bøker klarer.
Men fungerer det? Vil leserne fortsette å følge guiden deres mens han pakker ut hvordan kalkulus eller differensialgeometri gir form til våre ideer om bevegelse, rom og tid? Gitt at jeg allerede forstår den matematiske fysikken Carroll deler, er jeg ikke den beste til å svare på det spørsmålet. Det jeg kan si er at selv med treningen min fikk jeg fortsatt innsikt fra bokens beskrivelser. Så god er Carroll til å forklare fysikk. Like viktig, De største ideene i universet legemliggjør Carrolls tilgjengelige stil. Den er full av humor, fantasi og entusiasme. Hvis noen kan utføre oppgaven Carroll har satt ut for seg selv, er det ham.
Så, det jeg også kan si er at hvis du er interessert i fysikk, bør du lese denne boken. Den kan åpne et vindu der synet på universet blir rikere, subtilere og mye mer fantastisk.