Er alting fastlagt?*

Stephen Hawking*

I skuespillet Julius Cæsar siger Cassius til Brutus: "Mænd er undertiden herrer over deres skæbne." Men er vi det? Eller er alt det, vi gør, fastlagt og forudbestemt? Argumentet for forudbestemmelsen har normalt været, at Gud var almægtig og uden for tiden, så Gud ville vide, hvad der ville ske. Men hvordan kan vi så have nogen fri vilje? Og hvis vi ikke har fri vilje, hvordan kan vi så være ansvarlige for vore handlinger? Det kan næppe være ens egen fejl, hvis man er forudbestemt til at røve en bank. Så hvorfor skulle man blive straffet for det?
    I den nyere tid har argumentet for determinismen været baseret på videnskaben. Det ser ud til, at der findes veldefinerede love, som styrer, hvordan universet og alt i det udvikler sig i tiden. Selv om vi endnu ikke har fundet frem til den eksakte form af alle disse love, ved vi allerede nok til at kunne afgøre, hvad der sker i alle på nær de mest ekstreme situationer. Hvorvidt vi vil finde de resterende love i den nogenlunde nære fremtid, er en smagssag. Jeg er optimist: Jeg tror, at der er en fifty-fifty chance for, at vi finder dem i løbet af de næste tyve år. Men selv om vi ikke gør det, vil det ikke betyde nogen forskel i argumentet. Den vigtigste pointe er, at der bør eksistere et sæt love, som fuldstændig fastlægger universets udvikling fra dets begyndelsestilstand. Disse love er muligvis indstiftet af Gud. Men det ser ud til, at Han (eller Hun) ikke griber ind i universet for at bryde lovene.
    Universets begyndelsestilstand kan enten være fastlagt af Gud, eller også er den bestemt af naturvidenskabens love. I begge tilfælde ser det ud til, at alt i universet er bestemt af en udvikling i overensstemmelse med naturvidenskabens love, så det er svært at se, hvordan vi kan være herrer over vores skæbne.
    Forestillingen om, at der findes en eller anden grandforenet teori, som bestemmer alt i universet, giver anledning til mange vanskeligheder. For det første vil den grandforenede teori formentlig være kompakt og elegant i matematiske vendinger. Der burde være noget specielt og enkelt ved teorien for alting. Men hvordan kan et vist antal ligninger gøre rede for den kompleksitet og grad af hverdagsagtig detalje, som vi ser omkring os? Kan vi virkelig tro på, at den grandforenede teori har fastsat, at Sinead O'Connor topper på hitlisten i denne uge, eller at Madonna vil være på forsiden af Cosmopolitan?
    Et andet problem med ideen om, at alt er fastlagt ved en grandforenet teori, er, at alt det vi siger, ligeledes vil være fastlagt af teorien. Men hvorfor skulle det være fastlagt til at være korrekt? Er det ikke mere sandsynligt, at det ville være forkert, fordi der er mange mulige forkerte udsagn for hvert sandt? Hver uge er der i min post en række teorier, som folk sender til mig. De er alle forskellige, og de fleste af dem udelukker gensidigt hinanden. Og dog må det i den grandforenede teori være fastlagt, at ophavsmændene mener dem korrekte. Så hvorfor skulle noget som helst, jeg siger, have større gyldighed? Er jeg ikke lige så fastlagt af den grandforenede teori?
    Et tredje problem med ideen om, at alt er fastlagt, er vores følelse af fri vilje - at vi har frihed til at vælge, hvorvidt vi vil gøre et eller andet. Men hvis alt er fastlagt af videnskabens love, så må den fri vilje være en illusion, og hvis vi ikke har en fri vilje, hvad er så grundlaget for ansvarligheden bag vore handlinger? Vi straffer ikke folk for forbrydelser, hvis de er sindssyge, fordi vi har besluttet, at de ikke kan gøre for det. Men hvis vi alle er fastlagt af en grandforenet teori, kan ingen af os gøre for, hvad vi gør, så hvorfor skal nogen overhovedet gøres ansvarlig for, hvad de gør?
    Disse problemer med determinismen er blevet diskuteret gennem århundrederne. Diskussionen var en smule akademisk, eftersom vi var langt fra at have komplet kendskab til videnskabens love, og vi vidste ikke, hvordan universets begyndelsestilstand var fastlagt. Disse problemer er mere end påtrængende nu, fordi vi måske finder en fuldstændig forenet teori i løbet af blot en snes år. Og vi indser, at selve begyndelsestilstanden måske også er fastlagt af videnskabens love. Det, der følger nu, er mit personlige forsøg på at få hold på disse problemer. Jeg gør ikke fordring på stor originalitet eller dybde, men det er det bedste, jeg kan gøre for indeværende.
    Lad os begynde med det første problem: Hvordan kan en forholdsvis simpel og kompakt teori afstedkomme et univers, der er så komplekst som det, vi observerer, med alle dets trivielle og uvigtige detaljer? Nøglen hertil er kvantemekanikkens ubestemthedsprincip, ifølge hvilket man ikke kan måle både position og hastighed for en partikel med stor nøjagtighed; jo mere nøjagtigt man måler positionen, desto mindre nøjagtigt kan man måle hastigheden og omvendt. Denne ubestemthed er ikke så vigtig nu for tiden, hvor tingene er langt fra hinanden, så en lille ubestemthed i position ikke gør den store forskel. Men i det meget tidlige univers var alting tæt sammen, så der var en hel del ubestemthed, og der var en lang række forskellige tilstande for universet. Disse forskellige mulige tilstande må have udviklet sig til en hel familie af forskellige historier for universet. De fleste af disse historier må have lignet hinanden, hvad deres storskalastruktur angår. De må have svaret til et univers, der var ensartet og glat, og som udvidede sig. Men de vil være forskellige i henseende til detaljer såsom fordelingen af stjerner og, ydermere, hvad der er på forsiden af deres ugeblade. (Altså hvis de pågældende historier omfatter ugeblade.) Så kompleksiteten af universet omkring os og dets detaljer udsprang tidligt af ubestemthedsprincippet. Dette giver en hel familie af mulige historier for universet. Der vil være en historie, hvor nazisterne vandt 2. verdenskrig, men dens sandsynlighed er lav. Men vi lever tilfældigvis i en historie, hvor de allierede vandt krigen, og hvor Madonna var på forsiden af Cosmopolitan.
    Jeg går nu over til det andet problem. Hvis det, vi gør, er fastlagt af en eller anden grandforenet teori, hvorfor skulle denne teori så fastlægge, at vi drager de rette konklusioner om universet og ikke de forkerte? Hvorfor skulle noget som helst, vi siger, have nogen gyldighed? Mit svar på dette er baseret på Darwins ideer om naturlig udvælgelse. Jeg går ud fra, at visse meget primitive livsformer opstod spontant på Jorden ud fra tilfældige sammensætninger af atomer. Denne tidligste livsform var sikkert et stort molekyle. Men det var formodentlig ikke DNA, eftersom sandsynligheden for at danne et helt DNA-molekyle ved tilfældige kombinationer er lille.
    Den tidlige livsform vil have reproduceret sig selv. Kvanteubestemthedsprincippet og atomernes tilfældige termiske bevægelser må have betydet, at der var et vist antal fejl i reproduktionen. De fleste af disse fejl vil have været skæbnesvangre for organismens overlevelse eller dens evne til at reproducere. Disse fejl vil ikke nedarves til fremtidige generationer, men vil dø ud. Ganske få fejl vil imidlertid være gavnlige, rent tilfældigt. Organismerne med disse fejl vil have lettere ved at overleve og reproducere. Så de vil efterhånden erstatte de originale, uforbedrede organismer.
    Udviklingen af DNA'ets dobbeltspiral har måske været en sådan tidlig forbedring. Den var sikkert et så stort fremskridt, at den helt erstattede samtlige tidligere livsformer, uanset hvad der var tale om. I takt med evolutionen er centralnervesystemet så blevet udviklet. De væsner, der var i stand til at fortolke deres sanseorganers data korrekt og reagere i passende overensstemmelse hermed, har haft størst sandsynlighed for at overleve og forplante sig. Menneskeracen har ført dette stadium videre. Vi minder meget om de højerestående aber, både hvad vore kroppe og vores DNA angår; men en lille variation i vores DNA har sat os i stand til at udvikle sproget. Dette har betydet, at vi kan videregive information og indhøstede erfaringer fra generation til generation, såvel i talt som til slut i skreven form. Tidligere kunne erfaringsresultaterne kun overbringes ved den langsomme proces, hvorved den kodes ind i DNA'et via tilfældige reproduktionsfejl. Effekten har været en dramatisk optrapning af evolutionstempoet. Det tog mere end tre milliarder år for udviklingen at nå frem til menneskeracen. Men i løbet af de sidste ti tusinde år har vi udviklet det skrevne sprog. Dette har sat os i stand til at avancere fra huleboere til det punkt, hvor vi kan spørge om den definitive teori for universet.
    Der har ikke foregået nogen nævneværdig biologisk evolution i den menneskelige arvemasse i de seneste ti tusinde år. Så vores intelligens, vores evne til at drage de korrekte konklusioner ud fra vore sanseorganers data, må gå tilbage til vores huleboertid eller endnu før. Den må være blevet udvalgt på grundlag af vores evne til at dræbe bestemte dyr for at få føde og for at undgå at blive dræbt af andre dyr. Det er værd at lægge mærke til, at de mentale egenskaber, der blev udvalgt til disse formål, har tjent os så godt i nutidens meget anderledes omstændigheder. Der er sikkert ikke nogen stor overlevelsesfordel at hente i at opdage en grandforenet teori eller at besvare spørgsmål om determinisme. Ikke desto mindre kan den intelligens, som vi har udviklet til andre formål, udmærket sikre, at vi vil finde de rette svar på disse spørgsmål.
    Jeg går nu over til det tredje problem, nemlig spørgsmålet om den fri vilje og ansvaret for vore handlinger. Vi føler subjektivt, at vi har muligheden for at vælge hvem vi er og hvad vi gør. Men dette er måske blot en illusion. Nogle mennesker tror, at de er Jesus eller Napoleon, men de kan ikke alle sammen have ret. Hvad vi behøver, er en objektiv test, som vi kan anvende udefra til afgørelse af, hvorvidt en organisme har fri vilje. Lad os fx antage, at vi fik besøg af en "lille grøn person" fra en anden stjerne. Hvordan ville vi kunne afgøre, hvorvidt den har fri vilje, eller om den kun er en robot, programmeret til at reagere, som om den var som os?
    Den endelige test af den fri vilje synes at være: Kan vi forudsige organismens adfærd? Hvis man kan, så har den øjensynlig ingen fri vilje, men er forud fastlagt. Hvis man på den anden side ikke kan forudsige adfærden, kan man tage det som en operationel definition af, at organismen har fri vilje.
    Man vil kunne protestere mod denne definition af den fri vilje ud fra den betragtning, at når vi først har fundet en fuldstændig forenet teori, vil vi blive i stand til at forudsige, hvad folk vil gøre. Men også menneskehjernen er underlagt ubestemthedsprincippet. Så der er et element af kvantemekanisk tilfældighed i den menneskelige adfærd. Men det er små energier, der omsættes i hjernen, så den kvantemekaniske ubestemthed er kun en lille effekt. Den reelle grund til, at vi ikke kan forudsige menneskelig adfærd er ganske enkelt, at det er for svært. Vi kender allerede de grundlæggende fysiske love, der styrer hjernens aktivitet, og de er forholdsvis simple. Men det er alt for vanskeligt at løse ligningerne, når der er mere end nogle få partikler indblandet. Selv i den simplere newtonske teori for gravitationen kan man kun løse ligningerne eksakt, hvis der ikke er mere end to partikler til stede. For tre eller flere partikler må man forlade sig på approksimationer, og vanskelighedsgraden stiger hastigt med antallet af partikler. Menneskehjernen indeholder omtrent 10²⁶ - hundrede millioner milliarder milliarder - partikler. Det er alt for mange til, at vi nogensinde kan løse ligningerne og forudsige hjernens adfærd, givet dens begyndelsestilstand og dens input af nervedata. Faktisk vil vi ikke engang kunne måle, hvad begyndelsestilstanden er, idet vi for at gøre dette må skille hjernen ad. Selv hvis vi går med til det, vil der stadig være alt for mange partikler at følge. Desuden er hjernen formentlig yderst følsom over for begyndelsestilstanden - en lille ændring i begyndelsestilstanden kan føre til store forskelle i den påfølgende adfærd. Så selv om vi kender de fundamentale ligninger, der styrer hjernen, er vi helt ude af stand til at forudsige menneskelig adfærd.
    Denne situation opstår alle de steder i naturvidenskaben, hvor vi har at gøre med et makroskopisk system, eftersom antallet af partikler altid er for stort til, at vi kan løse de fundamentale ligninger. I stedet bruger vi "effektive" teorier. Det er tilnærmelser, hvori et stort antal partikler erstattes af nogle få størrelser. Et eksempel er hydrodynamikken. En væske som fx vand består af milliarder af milliarder af molekyler, som igen består af elektroner, protoner og neutroner. Og alligevel er det en god tilnærmelse at behandle væsken som et kontinuert medium, karakteriseret ved kun hastighed, massefylde og temperatur. Den effektive hydrodynamiske teori leverer ikke eksakte forudsigelser - man behøver blot høre vejrudsigten for at indse dette - men de er gode nok til at designe skibe og rørledninger.
    Jeg vil gerne gøre opmærksom på, at begreberne fri vilje og moralsk ansvar for vore handlinger i virkeligheden er en effektiv teori, ligesom i hydrodynamikkens tilfælde. Det kan godt være, at alt, hvad vi gør, er fastlagt af en eller anden grandforenet teori. Hvis den teori har forudsagt, at vi skal hænges, så drukner vi ikke. Men man skal være ret sikker på sin død i galgen for at stå til søs i en robåd under et uvejr. Jeg har bemærket, at selv folk, der hævder, at alt er forudbestemt og at der intet er at gøre ved noget, ser sig for, når de går ud på gaden. Men det kan selvfølgelig skyldes, at de, der ikke ser sig for, heller ikke overlever, så de kan tale for sig.
    Man kan ikke basere sin opførsel på, at alt er fastlagt, fordi man ved ikke, hvad der er blevet fastlagt. Man må i stedet efterleve den effektive teori, at man er i besiddelse af fri vilje og ansvarlig for sine handlinger. Denne teori er ikke ret god til at forudsige menneskelig adfærd, men vi bruger den, fordi der ikke er nogen chance for at løse de ligninger, som følger af de fundamentale love. Der er også en darwinsk grund til, at vi tror på den fri vilje. Et samfund, hvori individet føler sig ansvarlig for sine handlinger, vil have lettere ved at samarbejde og overleve, så dets værdier videreføres. Bevares, myrer samarbejder godt. Men deres samfund er statisk. Det kan ikke reagere på ukendte udfordringer eller udvikle nye muligheder. Men en samling frie individer, som har visse mål fælles, kan samarbejde herom og samtidig have fleksibiliteten til at gøre forbedringer. Så et sådant samfund vil med større sandsynlighed florere og kunne videregive sit system af værdier.
    Begrebet fri vilje tilhører en anden scene end de fundamentale naturvidenskabelige love. Hvis man forsøger at udlede menneskelig adfærd ud fra naturvidenskabelige love, bliver man fanget i de selvrefererende systemers logiske paradoks. Hvis det, man gør, kan forudsiges ud fra de fundamentale love, så vil selve det at have gjort forudsigelsen kunne ændre begivenhedernes gang. Det er lidt i retning af de problemer, man vil kunne komme ud for, hvis tidsrejser var mulige, hvilket jeg ikke tror. Hvis man kan se, hvad der vil ske i fremtiden, kan man ændre den. Hvis man ved, hvilken hest der vil vinde derbyet, kan man tjene en formue ved at sætte sine penge på den. Men denne handling vil ændre hestens odds. Man behøver blot at se Tilbage til fremtiden for at indse, hvilke problemer der kan opstå.
    Paradokset om at være i stand til at forudsige egne handlinger er nært beslægtet med det problem, jeg nævnede tidligere: Vil den definitive teori fastlægge, at vi når frem til de rette konklusioner om den definitive teori? Jeg fremførte, at i så fald vil Darwins ideer om naturlig udvælgelse føre til det korrekte svar. Måske er det korrekte svar ikke den rette måde at beskrive det, men den naturlige udvælgelse bør i det mindste føre os til et sæt af fysiske love, der virker nogenlunde godt. Men vi kan ikke anvende disse love til at udlede menneskelig adfærd af to grunde. For det første kan vi ikke løse ligningerne. For det andet: Selv om vi kunne, ville selve forudsigelseshandlingen forstyrre systemet. I stedet synes den naturlige udvælgelse at lede os til at antage den effektive teori om fri vilje. Hvis man accepterer, at et menneskes handlinger er valgt i frihed, kan man ikke fremføre, at de i nogle tilfælde er fastlagt af ydre kræfter. Begrebet "næsten fri vilje" giver ikke mening. Men folk synes at sammenblande muligheden for at forudsige et individs valg med forestillingen om, at valget ikke er frit. Jeg vil tro, at de fleste af Dem får noget at spise i aften, men det står enhver af Dem frit for at gå sulten i seng. Et af eksemplerne på denne forveksling er doktrinen om formindsket ansvar, den idé, at personer ikke bør straffes for deres handlinger, fordi de er under stress. Det kan godt være, at en eller anden har lettere ved at begå en asocial handling under stress. Men det betyder ikke, at vi ved at nedsætte straffen skal gøre det mere sandsynligt, at vedkommende begår handlingen.
    Man må holde undersøgelserne af de fundamentale naturvidenskabelige love og studiet af menneskelig adfærd i hver sit aflukke. Man kan ikke bruge de fundamentale love til at udlede menneskelig adfærd, af de grunde, jeg har forklaret. Men man kunne håbe på, at vi kunne anvende både intelligensen og den logiske tankes formåen, som vi har udviklet gennem naturlig udvælgelse. Desværre har den naturlige udvælgelse også medført andre karaktertræk, fx aggression. Aggression kan have givet en overlevelsesfordel i huleboernes dage og tidligere, hvorfor den kan have været favoriseret ved naturlig udvælgelse. Men den kolossale forøgelse af vores destruktionskapacitet, som vores moderne videnskab og teknologi har medført, har gjort aggression til en meget farlig egenskab, en, som truer hele menneskeracens overlevelse. Problemet er, at vores aggressive instinkter synes at være indkodet i vores DNA. DNA ændrer sig ved biologisk evolution i en tidsskala af årmillioner, men vores ødelæggelseskapacitet vokser i en tidsskala svarende til informationens evolution, hvilket kun er tyve eller tredive år nu. Medmindre vi kan bruge vores intelligens til at kontrollere vores aggression, er der ikke mange chancer for menneskeracen. Og dog, hvor der er liv, er der håb. Hvis vi kan overleve de næste hundrede år eller så, har vi måske bredt os ud over andre planeter og måske også andre stjerner. Det vil gøre det meget mindre sandsynligt, at hele menneskeracen vil blive udslettet som følge af et fejltrin i form af en atomkrig.
    Lad mig rekapitulere: Jeg har diskuteret nogle af de problemer, der opstår, hvis man tror på, at alt i universet er fastlagt. Det gør ikke megen forskel, om denne determinisme skyldes en almægtig Gud eller videnskabelige love. Man vil altid kunne sige, at de videnskabelige love er et udtryk for Guds vilje.
    Jeg har beskæftiget mig med tre spørgsmål. For det første: Hvordan kan universets kompleksitet og alle dets trivielle detaljer være fastlagt ved et simpelt sæt af ligninger? Alternativt: Kan man virkelig tro på, at Gud valgte alle disse trivielle detaljer, som fx hvem der skal pryde forsiden af Cosmopolitan? Svaret synes at være, at kvantemekanikkens ubestemthedsprincip betyder, at der ikke findes bare en eneste historie for universet, men en hel familie af mulige historier. Disse historier kan godt være ensartede på store skalaer, men de vil afvige meget på normale, dagligdags skalaer. Vi lever tilfældigvis i én bestemt historie, der har visse egenskaber og detaljer. Men der er meget lignende intelligensvæsner, som bebor historier, der afviger i henseende til, hvem der vandt krigen og hvem der er øverst på hitlisten. Så vores univers' trivielle detaljer stammer fra, at de fundamentale love omfatter kvantemekanikken med dens element af ubestemthed eller tilfældighed.
    Det andet spørgsmål var: Hvis alt er fastlagt af en eller anden fundamental teori, så er vores udsagn om teorien også fastlagt af teorien - og hvorfor skulle den fastlægges til at være korrekt, ikke bare forkert eller irrelevant? Mit svar til det var en henvisning til Darwins teori om naturlig udvælgelse: Kun de individer, der har draget passende konklusioner om den omgivende verden, vil få mulighed for at overleve og reproducere.
    Det tredje spørgsmål var: Hvis alting er fastlagt, hvad bliver der så af den fri vilje og vores ansvar for vores handlinger? Men den eneste objektive test for, om en organisme har fri vilje, er hvorvidt dens adfærd kan forudsiges. I tilfældet med mennesker er vi helt ude af stand til at bruge de fundamentale love til at forudsige, hvad folk vil gøre, og det af to grunde. For det første kan vi ikke løse ligningerne for det meget store antal partikler, der indgår. Og selv om vi for det andet kunne løse ligningerne, ville selve forudsigelseshandlingen forstyrre systemet og føre til et ændret udfald. Så da vi ikke kan forudsige menneskelig adfærd, kan vi lige så godt acceptere den effektive teori, at mennesker er frie til at gøre, hvad de vil. Det ser ud til, at der er åbenlyse overlevelsesfordele ved at tro på den fri vilje og ansvaret for egne handlinger. Det betyder, at denne overbevisning vil forstærkes af naturlig udvælgelse. Hvorvidt den sprogoverførte ansvarsfølelse er nok til at kontrollere det DNA-overførte aggressionsinstinkt, vil tiden vise. Hvis ikke, vil menneskeracen have været en af den naturlige udvælgelses blindgyder. Måske vil en anden race af intelligensvæsner et andet sted i galaksen opnå en bedre balance mellem ansvar og aggression. Men i så fald var vi måske blevet kontaktet af dem eller havde i det mindste opfanget deres radiosignaler. Måske er de klar over vores eksistens, men ønsker ikke at give sig til kende for os. Det kan vise sig klogt, når man tænker på vort synderegister.
    Sammenfattende var titlen på dette essay et spørgsmål: Er alting fastlagt? Svaret er: Ja, det er. Men det kunne det lige så godt lade være med at være, for vi kan aldrig vide, hvad der er fastlagt.

*Forelæsning givet ved Sigma Club-seminaret ved University of Cambridge, april 1990.

Ref.:

Dennett's farlige ide Tim Beardsley.

Virkelighedens klæde Bryce DeWitt.

Hinsides fysik, W. Wayt Gibbs

Samlede tanker om bevidsthedens rolle i den fysiske repræsentation af virkeligheden, Robert G. Jahn og Brenda J. Dunne.

The Physics of Immortality, Frank J. Tipler, Doubleday, New York, 1994.

The Truman Show, Amerikansk film, instrueret af Peter Weir.

Den fra bit, John Archibald Wheeler.

14. december, 2005.

Tiden: Det første kvantebegreb
Rummets og tidens natur
Sorte hullers kvantemekanik
Liv i universet
Én sti
Index