Kontrasten mellem de to århundreders fysik er ikke til at tage fejl af. Mens Ørsteds forsøg forekommer nært og "virkeligt", er kvarkeksperimentet så fjernt fra dagligdagen, at næsten intet i det forekommer "virkeligt". En stråle af antiprotoner, hvad er dog det? Hvordan registrerer man alle disse partikler i laboratoriet? Hvad forbinder man overhovedet med en kvarkpartikel? Hvorfor er det så interessant at finde en manglende kvark, at man vil bruge millioner af dollars på eksperimentet?
Den professionelle partikelfysiker har naturligvis ingen vanskeligheder med at vurdere fornuften i kvarkeksperimentets perspektiv. Og eksperten vil selvfølgelig også kunne vurdere lødigheden af selve forsøgsopstillingen og af resultatet. Men selv for fagfysikere fra andre grene af fysikken opstår der et troværdighedsproblem: De andre fysikere må tro på top-kvarkens eksistens, fordi de har tillid til, at eksperimentet er udført af erfarne kolleger, og at gruppen fra FNAL har været igennem en lang analyseproces, der har givet et entydigt resultat. Og FNAL-gruppen har naturligvis også måttet fremlægge deres resultat for andre erfarne partikelfysikere. Alligevel burde et så vigtigt eksperiment naturligvis afprøves af andre grupper, men afprøvningen forudsætter et acceleratorlaboratorium af tilsvarende dimensioner og vil være kostbar og langvarig. I praksis må vi indstille os på, at top-kvarkens eksistens er fastslået i et enkelt, førende laboratorium, og at vi foreløbig må være tilfredse med det.
Lad os igen vende tilbage til Ørsteds eksperiment. Allerede på Ørsteds egen tid, og allerede mens hans eksperiment endnu havde nyhedens interesse, var det let at formidle indholdet og betydningen af eksperimentet med magnetnålen og den elektriske strøm. Mange andre af de banebrydende, fysiske eksperimenter i 1800-t. var på samme måde nært knyttede til dagligdagens erfaringer, og eksperimenternes betydning for fysikkens verdensbillede kunne forklares i grove træk til en interesseret og forudsætningsløs offentlighed.
Med opdagelsen af top-kvarken i 1995 er det en anden sag. Alene en forklaring af selve eksperimentets udformning, en beskrivelse af de store elektroniske detektorer, af acceleratorens konstruktion og funktion osv. fortaber sig hurtigt i tekniske detaljer, som mange med god grund vil opleve som uforståelige. Endnu mere kompliceret bliver det, når man kommer til selve analysen af de eksperimentelle data og til den sluttelige konklusion, at top-kvarken er identificeret og dens masse bestemt. Og så begynder først det rigtig interessante for en bredere offentlighed, nemlig konsekvensen af eksperimentet for fysikkens verdensbillede. Hvorfor er det så fundamentalt og vigtigt at kunne identificere netop denne partikel, og hvad nyt fortæller opdagelsen os? Så skal man i gang med elementarpartikelfysikernes Standardmodel, og der vil de fleste almindelige mennesker nok give op.
Lige så fjerne kan mange andre fundamentale eksperimenter i moderne fysik forekomme: fremstilling og påvisning af antibrintatomer, eksperimenter til påvisning af neutrino-oscillationer, identifikationer af sorte huller i verdensrummet, påvisning af Bose-Einstein-kondensater, jagten på Higgs-bosonen (påvist i 2012) osv. Alene terminologien kan blokere, for slet ikke at tale om en beskrivelse af selve eksperimentet. Lægmanden må forlade sig på eksperternes ord, og selv erfarne fysikere vil ofte have svært ved at vurdere lødigheden af et fundamentaleksperiment, hvis deres speciale ligger fjernt fra eksperimentets område.
Eksperimentel bekræftelse vil fortsat være det nåleøje, som en fysisk teori må kunne passere for at vinde almindelig accept. Fysiske teoridannelser, som unddrager sig muligheden for afprøvning ved eksperiment eller observation, kan besidde stor matematisk skønhed og elegance, men det er teorier, der strengt taget falder uden for fysikkens domæne. Man kan spore en sådan tendens i nutidens elementarpartikelfysik. På den ene side en tendens mod sofistikerede og undertiden ret spekulative teoridannelser, på den anden side en tendens mod eksperimenter af gigantisk omfang, størrelsesmæssigt og tidsmæssigt. Fortsætter fysikkens udvikling i retning af mere big science, dvs. mod stadig større og stadig mere komplicerede eksperimenter og derfor også med årelange tidshorisonter, før et resultat foreligger, så vil fysikken som videnskab risikere at blive yderligere fremmedgjort i manges bevidsthed.
Men det er da også tænkeligt, at big science er ved at kulminere som en epoke i fysikkens historie, at den fysiske videnskab i 2000-tallet vil udvikle sig hen mod en ændret balance mellem big science og small science. Inden for højaktuelle områder som lavtemperaturfysik, overfladefysik, laserfysik, kaosfænomener, superledning ved "høje" temperaturer mfl. dyrkes der en stor og voksende flora af betydningsfulde og mere overskuelige eksperimenter. Mange af disse emner har oven i købet en forståelsesbaggrund, der ligger tættere ved hverdagens fænomener. Måske er det i det lange løb eksperimenter inden for small science og fortællingen om den slags eksperimenter, som vil kunne levendegøre fysikken i offentlighedens øjne, i højere grad end tilfældet er i dag. Det originale, fysiske eksperiment er stadigvæk en elementær manifestation af menneskets grundlæggende videbegærlighed og kreativitet. Men fysikerne vil snyde deres medmennesker, hvis samtlige deres eksperimenter, og den begrebsramme eksperimenterne fungerer i, kun er tilgængelige for eksperten. Ørsteds samtidige kunne forstå hans forsøg, og de kunne dele hans glæde. Den fornøjelse skulle fysikerne gerne fortsat kunne bibringe andre mennesker.
Eksperimentets kunst — og en kunst er det, ikke blot et håndværk — kendes også fra videnskaber som biologi, medicin, psykologi, kemi og til en vis grad endda matematik. I sidstnævnte videnskab kan det undertiden være nærliggende at "afprøve" sandhedsværdien af et matematisk udsagn ved at indsætte talværdier. Er udsagnet sandt for et større antal numeriske værdier, kan man måske formode, at der er tale om en matematisk sætning med generel gyldighed. Men modsat fysikken gælder i matematikken til syvende og sidst kun det sammenhængende, fuldstændige, logisk uangribelige bevis. Selvom et matematisk udsagn holder stik for hundrede millioner værdier, behøver udsagnet dog ikke at være generelt sandt. Udsagnet falder til jorden, hvis det blot viser sig at være usandt for en enkelt værdi af den pågældende størrelse. Men numeriske afprøvninger har dog ofte kunnet inspirere matematikkens udvikling, fx inden for talteorien.
Fysikken indtager en særstilling i videnskaberne ved sin ejendommelige blanding af matematisk teoribygning og eksperimentel afprøvning af naturens fænomener. Det er meningsløst at spørge, hvad der kom først — eksperimentet eller teorien. Eksperimentet ledes af teorien, teorien inspireres af eksperimentet; og teorien må undertiden bøje sig for eksperimentets resultat, hvis dette ellers er overbevisende nok. Eksperimentatorerne derimod er på evig jagt efter svagheder eller huller i teorierne, ikke drevet af sadisme, men fordi de ved, at den uophørlige eksperimentelle afprøvning — også af fænomener, der anses for velkendte — er den nøgle, der kan åbne døre til ny erkendelse.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.