Perfekte kopier – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

24. marts 2009

Perfekte kopier

Hej Niels Bohr Institutets brevkasse
Jeg talte med min søn forleden, om noget så banalt som kopi af noget andet. Er det praktisk muligt at lave en kopi der 100% identisk med det originale.

Eks: Mennesker via, Genteknologi (kloning)

Eks: En kopi af en cd

Med Venlig Hilsen
L V N 

Det er faktisk et godt spørgsmål, som ikke er helt simpelt (det rigtige svar på spørgsmålet blev først fundet i 1982). Men det korte svar er nej, man kan ikke lave en 100 % nøjagtig kopi af noget som helst.

Der er både praktiske og fundamentale problemer. Hvis man forsøgte at lave kloning af et menneske med genteknologi, ville det ikke være en kopi: den nye person ville have de samme gener, men ikke de samme erfaringer og den samme baggrund, og ville derfor være et andet menneske.

Man kunne i stedet forsøge at lave en kopi af f.eks. et menneske ved at måle hvor hvert enkelt atom sad, og derefter bygge et nyt menneske atom for atom. Men her render man ind i et praktisk problem: Der er så mange atomer i et menneske, at man ikke kan håndtere så megen information.

Derudover er der faktisk et mere fundamentalt problem. I atomernes verden gælder den såkaldte kvantemekanik. Den siger noget om, hvordan atomer opfører sig, og hvad man kan og ikke kan med dem. Hvis vi vil vide alt om et atom, skal vi både vide hvor det er, og hvor hurtigt det bevæger sig, men hvis man vil måle det ene, kommer man i kvantemekanikken til at forstyrre det andet.

Vil jeg f.eks. måle, hvor et atom er, kan jeg lyse på det med en lygte: Jeg kan så se hvor lyset bliver reflekteret fra atomet, og derved kan jeg finde ud af, hvor det er. Men når jeg lyser på atomet, skubber jeg uundgåeligt til det med lyset, og fordi atomet er så lille, vil det bagefter have en helt anden hastighed end før.

Kvantemekanikken fortæller os derfor, at det er helt umuligt at måle både atomets position og hastighed samtidig. Det er derfor teoretisk umuligt at lave en nøjagtig kopi, der har både samme placering og hastighed.

Kopiering af digitale systemer
I praksis er det dog sjældent, at vi bekymrer os om de enkelte atomer i f.eks. en CD. Den information som ligger gemt der, er i praksis gemt i mange atomer, og man kommer derfor ikke i så store problemer. Man kan derfor godt lave en kopi af en CD, hvor den digitale information er helt uskelnelig fra den første. Dette gælder mange af de digitale systemer, vi har skabt.

Simple fysiske systemer med få atomer eller fotoner kan kopieres (det er en af de ting der arbejdes med på NBI). Her forsøger endog at kopiere systemets kvantetilstand, hvilket er endnu meget sværere end blot at anbringe atomerne i samme positioner.

Hvis vi ser på fysiske kopier af ting, er de næppe helt ens, selv om de ser sådan ud. To kopier af f.eks. en krumtapaksel til en bilmotor lavet på maskine, kan se helt ens ud, men helt bortset fra slitage på maskinen med mere, er der flere isotoper i metallet, og de afvigende atomer sidder næppe samme steder, det samme gælder atomer, som er legeret i metallet (kulstof, ilt, molybdæn, nikkel krom, mangan osv.).

Om isotoper se også: http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/radioaktivitet/

Billedet er taget fra internettet og viser Mexicos berømte Corona-øl med sin kinesiske slægtning (kopi)

Med venlig hilsen
Lektor Anders Søndberg Sørensen
Professor Per Hedegård
Malte Olsen