Tema relationer[1]

RELATION ÄR PÅVERKAN

Ett sätt att ta reda på hur något förhåller sig är att göra en mätning av en del av verkligheten. En lyckad mätning ger oss information. Information kan alltid beskrivas som ja-/nejsvar på ett antal frågor. Ett enda sådant svar brukar kallas en bit information.

Vi kan få en bit information genom en mer eller mindre komplicerad fråga, där svaret kommer från en sammansatt del av verkligheten. Vi tar alltid mått på verkligheten, om det så bara är genom att fråga andra människor om de mår bra eller dåligt.

På samma sätt som vi i vardagslag listar ut hur våra medmänniskor mår, så gör fysiker beräkningar av de mätresultat de får, men till skillnad från vardagsmänniskan ställer de helst upp matematiska ekvationer för relationen mellan olika mätresultat. Mätinstrumenten själva har utvecklats och med dem beräkningsteori och datorer.

När den klassiska fysiken i början på förra århundradet fick ge vika som beskrivning av den fysiska verkligheten ersattes den av kvantfysiken. Allt sedan dess har vi vetat att mätningar av verkligheten påverkar den. Den klassiska beräkningsteorin gäller dock fortfarande vid tillverkning av datorer och de flesta mätinstrument.

Den klassiska beräkningsteorin är dock bara approximativt giltig i de fall där den mer exakta kvantmekaniska beräkningsteorin i praktiken kan bortses från. En mätning ger i själva verket alltid informationen i form av kvantbitar och inte bitar.

Om man vill mäta en enda kvantbit är man hänvisad till att i mätinstrumentet försöka efterlikna värdet på den del av kvantsystemet som har ett "skarpt" värde. Andra delar av kvantsystemet har värden som inte går att fastställa i sammanhanget. En ideal mätning går till så att det skarpa värdet lämnas orört men kopieras i mätinstrumentet. Det som alltid påverkas vid mätning är det mätta kvantsystemets obestämbara värden. Denna förändring gör att systemet på något sätt alltid beter sig annorlunda efter mätning.

En mätning är med andra ord alltid en abstraktion. Mätinstrumentet simulerar en liten del av en liten del av verkligheten. Relationen mellan mätinstrumentet och den del av verkligheten det mäter är en beräkning. En dator som använder sig av relationer mellan kvantbitar är en kvantdator. Den kvantmekaniska beräkningsteorin är i sin linda, liksom kvantdatorerna, ännu 75 år efter kvantmekanikens genombrott.

En utbyggd kvantdator kan naturligtvis utföra samma klassiska beräkningar som en vanlig dator. Den kan konstruera klassiska informationsbitar från sina kvantbitar. Denna fysiska konstruktion är vad verkligheten runt om oss hela tiden håller på med, eftersom den inte består av klassiska bitar utan just ofattbart komplexa mönster av kvantbitar.

Alla relationer, alla regler, alla beräkningar är bara detta. Kvantfysiska materiella konstruktioner. Den verklighet vi upplever är instansieringar av detta. Vi bygger hela tiden nya konstruktioner av de relationer vi har kläm på.

Den yttersta av frågor är egentligen: Vilka relationer är möjliga?

Svaret påverkar som alltid de delar av verkligheten som är obestämbara. Så först kanske vi borde ställa oss en annan fråga: Hur påverkar det obestämbara oss?

Referenser: Lectures on Quantum Computation, David Deutsch Online , 2004

[1] Avsnitt under denna huvudrubrik ingår i ett bokprojekt. Det innebär inte att texten nödvändigtvis
överensstämmer med den slutliga versionen. Upphovsrätten gäller dock även denna text. Vanlig citering
är självklart tillåtet om man uppger källan och att göra länkar till dessa sidor uppmuntras.

Tidigare epidemiologiska studier har antytt att ett högt intag av näringsämnet lycopene, som gör tomater och andra frukter röda, kan hämma prostatacancer. Nu har forskare från Holland och Tyskland i djurförsök bekräftat att så är fallet. Effekten förstärks dessutom i kombination med E-vitamin.

Vid försöket användes olika kombinationer av höga och låga doser av syntetisk lycopene samt höga och låga doser av syntetisk E-vitamin. Den mest effektiva cancerhämmande kombinationen visade sig vara kombinationen av en låg dos lycopene med en låg dos E-vitamin.

I veckans nummer av Nature presenterar en matematiker från Yaleuniversitetet olika modeller som visar hur långt tillbaka i tiden man måste gå för att hitta den person som alla idag levande människor är direkt relaterade till, vår gemensamma stamförälder.

Det visar sig att vi alla är närmare släkt än vi kunnat ana. Vi är alla en hundradels kusin till varandra. Den gemensamma stamföräldern levde för inte mer än ca 3000 år sedan. Går vi ytterligare några tusen år tillbaka har vi gemensamma släktingar från jordens alla hörn.

I jakten på molekylära minnen har de så kallade OPE-molekylerna, som svänger slumpartat mellan olika tillstånd, och som under inverkan av elektriska fält kan fås att svänga mellan ledande och icke-ledande tillstånd, varit en tänkbar framkomlig väg, under förutsättning att man kunde kontrollera dessa tillstånd.

Kemister har nu kommit nanoteknikerna till hjälp. Genom att låta OPE-molekylerna reagera kemiskt med omgivande molekyler kan man reducera de slumpmässiga svängningarna till hanterbara nivåer.