I efterdyningarna av de nedslående kommentarerna efter förra veckans inlägg om Parapsychological Association verkar det värt att i detalj förklara påståendet att parapsykologiska fenomen är oförenliga med de kända fysikaliska lagarna. Huvudpoängen här är att även om det säkert finns många saker som den moderna vetenskapen inte förstår, finns det också många saker som den förstår, och dessa saker tillåter helt enkelt inte telekinesi, telepati osv. Därmed inte sagt att vi kan bevisa att dessa saker inte är verkliga. Det kan vi inte, men det är ett fullständigt värdelöst påstående, eftersom vetenskapen aldrig bevisar någonting; det är helt enkelt inte så vetenskapen fungerar. Snarare samlar den empiriska bevis för eller emot olika hypoteser. Om vi kan visa att psykiska fenomen är oförenliga med de fysikaliska lagar som vi för närvarande förstår, är vår uppgift att balansera den relativa rimligheten mellan ”vissa människor har fallit offer för slarvig forskning, opålitliga vittnesmål, bekräftelsebias och önsketänkande” och ”de fysikaliska lagar som har testats genom ett enormt antal rigorösa och högprecisionsförsök under många år är helt enkelt felaktiga på något påtagligt makroskopiskt sätt, och ingen har någonsin märkt det”.”
Det avgörande begreppet här är att inom den moderna ramen för grundläggande fysik vet vi inte bara vissa saker, utan vi har en mycket exakt förståelse för gränserna för vår tillförlitliga kunskap. Vi förstår med andra ord att även om överraskningar otvivelaktigt kommer att uppstå (som forskare är det vad vi alla hoppas på), finns det vissa klasser av experiment som garanterat inte kommer att ge spännande resultat – i huvudsak för att samma eller likvärdiga experiment redan har utförts.
Ett enkelt exempel ges av Newtons gravitationslag, den berömda omvänt fyrkantiga lagen. Det är en ganska framgångsrik fysiklag, tillräckligt bra för att få astronauter till månen och tillbaka. Men den är verkligen inte absolut sann; faktum är att vi redan vet att den bryts ner, på grund av korrigeringar från den allmänna relativitetsteorin. Det finns dock en regim där Newtons gravitation är en effektiv approximation, bra åtminstone med en väldefinierad noggrannhet. Vi kan med säkerhet säga att om man är intresserad av gravitationskraften mellan två föremål som är åtskilda på ett visst avstånd, med vissa massor, ger Newtons teori det rätta svaret med en viss precision. Vid stora avstånd och höga precisioner formaliseras giltighetsområdet av den parametriserade postnewtonska formalismen. Det finns en oräknelig uppsättning sätt på vilka testpartiklars rörelse kan avvika från Newtons gravitation (liksom från den allmänna relativitetsteorin), och vi kan tala om vilka gränserna är för var och en av dem. På små avstånd kan gravitationskraftens omvänt fyrkantiga beteende för lagen om gravitationskraft säkert bryta samman, men vi kan säga exakt över vilken skala den inte kommer att bryta samman (ungefär en tiondels millimeter). Vi kan också kvantifiera hur väl denna kunskap sträcker sig till olika typer av material; vi vet mycket väl att Newtons lag fungerar för vanlig materia, men precisionen för mörk materia är förståeligt nog inte alls lika bra.
Denna kunskap har konsekvenser. Om vi upptäcker en ny asteroid som är på väg mot jorden kan vi på ett tillförlitligt sätt använda Newtons gravitation för att förutsäga dess framtida bana. Ur en rigorös synvinkel skulle någon kunna säga: ”Men hur vet du att Newtons gravitation fungerar i just det här fallet? Den har inte testats för just den asteroiden!”. Och det är sant, eftersom vetenskapen aldrig bevisar någonting. Men det är inte värt att oroa sig för, och den som framför det förslaget skulle inte tas på allvar.
Som med asteroider, så även med människor. Vi är varelser i universum som är föremål för samma fysikaliska lagar som allt annat. Som alla vet finns det många saker vi inte förstår om biologi och neurovetenskap, för att inte tala om fysikens yttersta lagar. Men det finns många saker som vi förstår, och endast de mest grundläggande dragen i kvantfältsteorin räcker för att definitivt utesluta tanken att vi kan påverka föremål på avstånd genom ren tankeverksamhet.
Det enklaste exemplet är telekinesi, förmågan att flytta ett föremål på distans med hjälp av enbart psykiska krafter. Låt oss för att få en slutgiltig bild av det hela ta hänsyn till kraften att böja en sked, som inte bara Uri Geller utan även författaren och klimatskeptikern Michael Crichton hävdar.
Vad har fysikens lagar att säga om att böja en sked? Vi går igenom logiken.
Skedar är gjorda av vanlig materia.
Detta låter okontroversiellt, men är värt att förklara. Skedar är gjorda av atomer, och vi vet vad atomer består av – elektroner som med hjälp av fotoner är bundna till en atomkärna, som i sin tur består av protoner och neutroner, som i sin tur består av kvarkar som hålls samman av gluoner. Totalt fem partikelarter: uppåt- och nedåtriktade kvarkar, gluoner, fotoner och elektroner. Det är allt.
Det finns inget utrymme för extra sorters mystiska partiklar som klamrar sig fast, aura-liknande, på materian i en sked. Det beror på att vi vet hur partiklar beter sig. Om det fanns någon annan typ av partikel i skeden skulle den vara tvungen att interagera med den vanliga materia som vi vet finns där – annars skulle den inte fastna, den skulle bara susa rakt igenom, så som neutriner susar rakt igenom jorden nästan ostört. Och om det fanns en sorts partikel som interagerade tillräckligt starkt med de vanliga partiklarna i skeden för att hålla fast vid skeden, skulle vi lätt kunna framställa den i experiment. Reglerna i kvantfältsteorin kopplar direkt samman interaktionshastigheten hos partiklar med hur lätt vi kan skapa dem i laboratoriet, om vi får tillräckligt med energi. Och vi vet exakt hur mycket energi som finns tillgänglig i en sked; vi känner till atomernas massa och den kinetiska energin från termiska rörelser i metallen. Sammantaget kan vi utan rädsla för att göra ett misstag säga att alla nya partiklar som skulle kunna existera i en sked skulle ha upptäckts i experiment för länge sedan.
Tillbaka: Tänk dig att du har uppfunnit en ny typ av partikel som är relevant för dynamiken i skedar. Berätta om dess massa och dess växelverkan med vanlig materia. Om den är för tung eller interagerar för svagt kan den inte skapas eller fångas in. Om den är tillräckligt lätt och interagerar starkt kommer den att ha skapats och fångats många gånger om i experiment som vi redan har gjort. Det finns ingen medelväg. Vi förstår helt och hållet regimen för skedar, trots vad du hörde i The Matrix.
Materia interagerar genom krafter.
Vi har länge vetat att sättet att förflytta materia är att utöva en kraft på den – Newtons lag, F=ma, är åtminstone den näst mest kända ekvationen inom fysiken. Inom ramen för kvantfältsteorin vet vi exakt hur krafter uppstår: genom utbyte av kvantfält. Vi vet att det bara finns två typer av fält: bosoner och fermioner. Vi vet att makroskopiska krafter endast uppstår genom utbyte av bosoner, inte av fermioner; uteslutningsprincipen förbjuder fermioner från att samlas i samma tillstånd för att skapa ett sammanhängande kraftfält på långa avstånd. Och, kanske viktigast av allt, vi vet vad krafter kan kopplas till: egenskaperna hos de materiefält som utgör ett objekt. Dessa egenskaper omfattar plats, massa, spinn och olika ”laddningar” som elektrisk laddning eller baryonantal.
Det är här som den föregående punkten kommer in. Skedar är bara ett visst arrangemang av fem typer av elementarpartiklar – uppåt- och nedåtriktade kvarkar, gluoner, elektroner och fotoner. Så om det ska finnas en kraft som rör sig runt en sked måste den kopplas till dessa partiklar. När du berättar hur många elektroner etc. det finns i skeden, och hur deras positioner och spins är ordnade, kan vi med säkerhet säga hur en viss typ av kraft kommer att påverka skeden; ingen ytterligare information behövs.
Det finns bara två krafter med lång räckvidd som är tillräckligt starka för att påverka makroskopiska objekt – elektromagnetism och gravitation.
Vi har förstås jobbat hårt för att upptäcka olika krafter i naturen, och hittills har vi identifierat fyra: gravitation, elektromagnetism samt den starka och den svaga kärnkraften. Men kärnkrafterna har mycket korta räckvidder, mindre än diametern på en atom. Gravitation och elektromagnetism är de enda påvisbara krafter som sprider sig över längre avstånd.
Kan antingen gravitation eller elektromagnetism vara ansvariga för att bända skedar? Nej. När det gäller elektromagnetism skulle det vara skrattretande lätt att upptäcka den typ av fält som krävs för att utöva tillräcklig kraft för att påverka en sked. För att inte tala om att den mänskliga hjärnan inte är konstruerad för att generera eller fokusera sådana fält. Men den verkliga poängen är att om det var elektromagnetiska fält som gjorde skedböjningen skulle det vara mycket, mycket märkbart. (Och fokus skulle ligga på att påverka magneter och kretsar, inte på att böja skedar.)
I fallet med gravitation är fälten helt enkelt för svaga. Gravitationen ackumuleras i proportion till källans massa, så arrangemanget av partiklar inuti din hjärna kommer att ha en mycket mindre gravitationell effekt än bara placeringen av ditt huvud – och det är alldeles för svagt för att flytta runt skedar. En bowlingkula skulle vara effektivare, och de flesta människor skulle hålla med om att det har en försumbar effekt att flytta en bowlingkula förbi en sked.
Kanske det finns en ny kraft, som ännu inte upptäckts av den moderna vetenskapen? Självklart! Jag har själv föreslagit dem. Fysiker är ingalunda slutna när det gäller sådana möjligheter; de är mycket entusiastiska över dem. Men de tar också de experimentella begränsningarna på allvar. Och dessa gränser visar entydigt att varje sådan ny kraft antingen måste ha mycket kort räckvidd (mindre än en millimeter) eller vara mycket svagare än gravitationen, som är en fruktansvärt svag kraft.
Punkten är att sådana krafter kännetecknas av tre saker: deras räckvidd, deras styrka och deras källa (vad de kopplar till). Som diskuterats ovan vet vi vilka möjliga källor som är relevanta för skedar: kvarkar, gluoner, fotoner, elektroner. Så allt vi behöver göra är en uppsättning experiment som letar efter krafter mellan olika kombinationer av dessa partiklar. Och dessa experiment har gjorts! Svaret är: alla nya krafter som kan finnas där ute är antingen (alldeles) för korta avstånd för att påverka vardagliga föremål, eller (alldeles) för svaga för att ha lätt observerbara effekter.
Här är en plott över de nuvarande gränserna för sådana krafter, från Eot-Wash-gruppen vid Juliannes heminstitution. Denna speciella plott är för krafter som kopplas till det totala antalet protoner plus neutroner; liknande plottar finns för andra möjliga källor. Den horisontella axeln är kraftens räckvidd; den sträcker sig från ungefär en millimeter till tio miljarder kilometer. Den vertikala axeln är kraftens styrka, och området ovanför de färgade linjerna har uteslutits av ett eller flera experiment. I meterstora skalor, som är relevanta för att böja en sked med sinnet, skulle den starkaste möjliga tillåtna nya kraften vara ungefär en miljarddel av gravitationens styrka. Och kom ihåg att gravitationen är alldeles för svag för att böja en sked.
Det var allt. Vi är klara. Den djupa lärdomen är att även om vetenskapen inte vet allt, är det inte heller ”allt är tillåtet”. Det finns väldefinierade regimer av fysiska fenomen där vi faktiskt vet hur saker och ting fungerar, punkt slut. Vi ska leta efter nya och överraskande fenomen utanför dessa regimer. Man behöver inte inrätta utarbetade dubbelblinda protokoll för att bedöma förmågorna hos påstådda mediums. Vår kunskap om fysikens lagar utesluter dem. Spekulationer om motsatsen är inte ett resultat av djärva visionärer, utan de är spritt språngbrödernas drömmar.
Ett liknande resonemang skulle gälla för telepati eller andra parapsykologiska fenomen. Det är lite mindre enkelt, för när det gäller telepati antas inflytandet färdas mellan två mänskliga hjärnor, snarare än mellan en hjärna och en sked. Argumentet är exakt detsamma, men det finns de som gillar att låtsas att vi inte förstår hur fysikens lagar fungerar inuti en mänsklig hjärna. Det är förvisso sant att det finns mycket vi inte vet om tanke och medvetande och neurovetenskap, men faktum kvarstår att vi förstår fysikens lagar i hjärnans regim alldeles utmärkt. För att tro något annat skulle man behöva föreställa sig att enskilda elektroner lyder andra fysikaliska lagar för att de befinner sig i en mänsklig hjärna, snarare än i ett granitblock. Men om man inte bryr sig om att bryta mot de fysikaliska lagarna i regimer där de har testats i stor utsträckning, då går faktiskt vad som helst.
En del kommer att hävda att parapsykologin kan vara lika legitimt ”vetenskaplig” som paleontologin eller kosmologin, så länge den följer den vetenskapliga undersökningsmetodiken. Men det är en lite för vetgirig attityd för att hålla. Om parapsykologerna följde den vetenskapliga undersökningsmetodiken skulle de titta på vad vi vet om fysikens lagar, inse att deras påstådda studieobjekt redan är uteslutet, och inom trettio sekunder skulle de förklara sig färdiga. Allt annat är pseudovetenskap, lika säkert som samtida undersökningar av astrologi, frenologi eller ptolemaisk kosmologi. Vetenskapen definieras av sina metoder, men den får också resultat, och att ignorera dessa resultat är att bryta mot dessa metoder.
Det är dock sant att allt är möjligt, eftersom vetenskapen aldrig bevisar någonting. Det är säkert möjligt att nästa asteroid som dyker upp kommer att lyda en omvänt kubisk gravitationslag snarare än en omvänt kvadratisk; vi vet aldrig säkert, vi kan bara tala i sannolikheter och sannolikheter. Med tanke på ovanstående skulle jag sätta sannolikheten för att någon form av parapsykologiskt fenomen kommer att visa sig vara verkligt till något (betydligt) mindre än en miljard mot en. Vi kan jämföra detta med partikelfysikens och kvantfältsteorins väletablerade framgång. Den totala budgeten för högenergifysik i världen uppgår troligen till några miljarder dollar per år. Jag skulle därför mycket gärna stödja forskning om parapsykologi med några få dollar per år. Jag skulle till och med vara villig att gå upp till tjugo dollar per år, bara för att vara på den säkra sidan.
Låt det aldrig sägas att jag är något annat än öppensinnad.