Rummets og tidens natur

To relativister fremlægger deres markante synspunkter om universet, dets udvikling og kvanteteoriens betydning.

Stephen W. Hawking og Roger Penrose



Indhold:


Indledning

I 1994 gav Stephen W. Hawking og Roger Penrose er række offentlige forelæsninger om almen relativitet på Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences på University of Cambridge. Fra disse forelæsninger, som blev udgivet i år af Princeton University Press som "The Nature of Space and Time", har Scientific American valgt uddrag, som tjener til at sammenligne og tydeliggøre de to videnskabsfolks synspunkter. Skønt de deler en fælles oprindelse i fysik - Penrose var med i Hawking's Ph.D tesis komite på Cambridge - adskiller forelæsningerne sig fra hinanden i deres syn på kvantemekanikken og dens betydning for universets udvikling. Især er Hawking og Penrose uenige om, hvad der sker med den information, der er lagret i et sort hul og om, hvorfor universets begyndelse er forskellig fra dets afslutning.
    En af Hawkings vigtigste opdagelser, som blev gjort i 1973, var, at kvantevirkninger vil få sorte huller til at udsende partikler. I løbet af denne proces vil det sorte hul fordampe, således at der til slut måske slet ikke vil være noget af den oprindelige masse tilbage. Men under deres dannelse sluger sorte huller en masse data - typerne, egenskaberne og opbygningen af de partikler der falder ind. Selvom kvanteteorien kræver, at sådan information skal bevares, er det stadig et emne for diskussion, hvad der sker med den. Hawking og Penrose mener begge, at når et sort hul stråler, mister det den information, det indeholdt. Men Hawking insisterer på at tabet er uigenkaldeligt, hvorimod Penrose argumenterer for, at tabet opvejes af spontane målinger af kvantetilstande, som genindfører information i systemet.
    Begge forskere er enige om, at en fremtidig kvanteteori for tyngdekraften er nødvendig for at beskrive naturen. Men de ser forskelligt på nogle sider af denne teori. Penrose mener, at selv om de fundamentale kræfter i partikelfysik er symmetriske i tid - uændrede hvis tiden vendes - vil kvante tyngdekraft overtræde tidssymmetrien. Tidsasymmetrien vil så forklare, hvorfor universet var så ensartet i begyndelsen, som det ses af mikrobølgestrålingen, der er tilbage fra Big Bang, hvorimod universets slutning må blive rodet.
    Penrose forsøger at indkapsle denne tidsasymmetri i sin Weyl krumnings-hypotese. Rumtiden som Albert Einstein opdagede, krummes ved tilstedeværelsen af stof. Men rumtiden kan også have en slags indbygget bøjning, en mængde der angives af Weyl krumningen. Tyngdebølger og sorte huller, for eksempel, lader rumtiden kurve selv i tomme områder. I det tidlige univers var Weyl krumningen sandsynligvis nul, men Penrose argumenterer for, at i et døende univers vil det store antal sorte huller forårsage en stor Weyl krumning. Denne egenskab vil kendetegne universets slutning til forskel fra begyndelsen.
    Hawking er enig i, at Big Bang og det afsluttende "Big Crunch" vil være forskellige, men han går ikke ind for tidsasymmetri i naturens love. Han mener at den underliggende grund til forskellen, er måden universets udvikling er programmeret på. Han postulerer en slags demokrati som siger, at intet sted i universet kan være specielt; derfor kan universet ikke have en rand. Dette ingen-rand forslag, hævder Hawking, forklarer ensartetheden i mikrobølgebaggrundsstrålingen.
    Endelig adskiller fysikerne sig i deres tolkning af kvantemekanikken. Hawking mener, at det eneste en teori skal kunne er, at fremkomme med forudsigelser som stemmer med data. Penrose mener, at bare at sammenligne forudsigelser med eksperimenter ikke er nok til at forklare virkeligheden. Han peger på, at kvanteteorien kræver at bølgefunktioner skal være "overlejrede", et begreb, som kan føre til absurditeter. På denne måde samler videnskabsfolkene tråden op fra de berømte debatter mellem Einstein og Niels Bohr om kvanteteoriens bizarre konsekvenser.
- Redaktørerne anerkender assistancen af Gary T. Horowitz fra University of California at Santa Barbara.

Stephen Hawking om sorte huller:


Kvanteteorien om sorte huller ... synes at føre til et nyt niveau af uforudsigelighed i fysik, udover og hævet over den sædvanlige ubestemthed, der forbindes med kvantemekanik. Det er fordi sorte huller synes at have indbygget entropi og at miste information fra vor region af universet. Jeg ville sige, at disse påstande er kontroversielle: mange folk, der arbejder med kvantetyngde, inklusive næsten alle dem, som kom fra partikelfysik, ville instinktivt afvise den ide, at information om et kvantesystems tilstand kunne gå tabt. De har imidlertid haft meget lidt succes med at vise, hvordan information kan komme ud af et sort hul. Jeg tror at de engang vil blive nødt til at acceptere mit forslag om, at den mistes, på samme måde som de var nødt til at give mig ret i at sorte huller stråler, hvilket gik imod alle deres forudsigelser...
    Den kendsgerning at tyngdekraften er tiltrækkende betyder, at den vil søge at trække stoffet i universet sammen for at danne genstande som stjerner og galakser. Disse kan understøtte sig selv mod yderligere sammentrækning for en tid gennem varmetryk, i stjernernes tilfælde, rotation og interne bevægelser i galaksernes tilfælde. Med tiden vil varmen eller drejningsmomentet imidlertid blive ført væk og objektet vil begynde at skrumpe. Hvis massen er mindre end en og en halv gange Solens, vil sammentrækningen kunne standses af degenereringstrykket[1] fra elektroner eller neutroner. Objektet vil falde til ro som en hvid dværg eller en neutronstjerne, henholdsvis. Hvis massen imidlertid er større end denne grænse, er der intet som kan forhindre og stoppe sammentrækningen. Når det en gang er skrumpet til en vis kritisk størrelse vil tyngdefeltet ved dets overflade være så stærk, at lyskeglerne[2] vil bøje indad... Man kan se, at selv de udadgående lysstråler bøjes mod hinanden og på den måde er konvergerende i stedet for divergerende. Dette betyder, at der er en lukket, indesluttet overflade...
    Derfor må der være et område af rumtiden fra hvilket, det ikke er muligt at undslippe til uendeligheden. Dette område omtales som et sort hul. Dets rand kaldes begivenhedshorisonten og er en nuloverflade[3] dannet af lysstrålerne som lige undgik at slippe bort til uendeligheden...
    En stor mængde information mistes, når et legeme kollapser for at danne et sort hul. Det kollapsende legeme beskrives af et meget stort antal parametre. Der er typerne af stof og mangepol momenterne[4] i massedistributionen. Alligevel er det sorte hul, som dannes fuldstændig uafhængigt af stoftypen og mister hurtigt alle mangepol momenterne undtagen de første to: monopol momentet, som er massen og dipol momentet, som er drejemomentet.
    Dette tab af information havde faktisk ingen betydning i den klassisk teori. Man kunne sige, at al informationen om det kollapsende legeme stadig var inden i det sorte hul. Det ville være meget vanskeligt for en observatør uden for det sorte hul at bestemme det sorte huls beskaffenhed. I den klassiske teori var det i princippet stadig muligt. Observatøren ville i virkeligheden aldrig miste det kollapsende legeme af syne. I stedet ville det forekomme at sætte farten ned og blive meget svagt lysende, når det nærmede sig begivenhedshorisonten. Men observatøren kunne stadig se, hvad det var lavet af og hvordan massen var fordelt.
    Imidlertid ændrede kvanteteorien alt dette. Først ville det kollapsende legeme kun udsende et begrænset antal fotoner før det krydsede begivenhedshorisonten. De ville være helt utilstrækkelige til at bære al informationen om det kollapsende legeme. Dette betyder, at i kvanteteorien er der ingen måde, hvorpå en ydre observatør kan måle det kollapsende legemes tilstand. Man skulle ikke tro det betød ret meget, fordi informationen stadig ville være inden i det sorte hul, selv om man ikke kunne måle den udefra. Men det er her kvanteteoriens anden virkning på sorte huller spiller ind....
    Kvanteteorien vil forårsage at sorte huller stråler og taber masse. Det forekommer, at de til sidst forsvinder fuldstændig og tager informationen, der er inden i dem med. Jeg vil give argumenter for at denne information virkelig går tabt og ikke vender tilbage i en eller anden form. Som jeg vil vise, vil dette tab af information indføre et nyt niveau for ubestemthed i fysik, som er udover og hævet over den sædvanlige ubestemthed som er forbundet med kvanteteori. I tilfældet med de sorte huller, vil dette ekstra niveau, ulig Heisenbergs ubestemthedsprincip, være meget vanskeligt at bekræfte eksperimentelt.

[1] DEGENERERINGS TRYK. Ingen to elektroner eller neutroner kan indtage den samme kvantetilstand. Når en hvilken som helst ansamling af disse partikler derfor presses ind i et lille rumfang, bliver de der er i de højeste kvantetilstande meget energirige. Så modstår systemet yderligere kompression og udøver et udadrettet skub, som kaldes degenererings trykket.
[2] LYSKEGLER. For at afbilde rumtiden plotter fysikere rutinemæssigt tiden på en lodret akse og rum på en vandret. I dette skema udbreder lysstråler fra ethvert punkt i rummet sig på en overflade som en lodret kegle. Fordi intet fysisk signal kan tilbagelægge større afstand på en given tid end lys kan, vil ethvert signal der stammer fra dette punkt være begrænset indenfor lyskeglens rumfang.
[3] NUL OVERFLADE. En overflade i rummet, langs hvilken lyset bevæger sig, kaldes en nul overflade. Nul overfladen der omgiver et sort hul, som kaldes en begivenhedshorisont, har form af en kugleformet skal. Intet som falder indenfor begivenhedshorisonten kan komme ud igen.
[4] MULTIPOL MOMENTER. En genstands dynamik kan opsummeres ved at bestemme dens multipol momenter. Hvert moment beregnes ved at opdele en genstand i små elementer, gange hvert elements masse med dets afstand fra centrum nul, en eller flere gange og så addere disse led for alle elementer. En kugle, for eksempel, har et monopol moment, hvorimod en vægtløfters stang har et dipol moment, som muliggør at den nemt opnår drejningsmoment.

Roger Penrose om kvanteteori og rumtid:


Det 20'ende århundredes store fysiske teorier har været kvanteteori, speciel relativitet, almen relativitet og kvantefeltteori. Disse teorier er ikke uafhængige af hinanden: almen relativitet blev bygget på speciel relativitet og kvante felt teori har speciel relativitet og kvanteteori som inputs.
    Det er blevet sagt, at kvantefeltteori er den mest nøjagtige fysiske teori nogensinde, da den er nøjagtig til en del ud af 1011. Jeg vil imidlertid gerne pege på at almen relativitet, i en vis klar forstand, nu er blevet afprøvet og fundet korrekt til en del ud af 1014 (og denne nøjagtighed er tilsyneladende kun blevet begrænset af nøjagtigheden af ure på Jorden). Jeg taler om Hulse-Taylor's binære pulsar[5] PSR 1913 + 16, et par neutronstjerner der kredser om hinanden, af hvilke den ene er en pulsar. Almen relativitet forudsiger at denne bane langsomt vil dø hen (og perioden forkortes) fordi der mistes energi gennem udsendelsen af tyngdebølger. Dette er faktisk blevet observeret og hele beskrivelsen af bevægelsen... stemmer med almen relativitet (som jeg betragter som inkluderende newtonsk teori) til den bemærkelsesværdige nøjagtighed som blev nævnt ovenfor, over en samlet periode på 20 år. Opdagerne af dette system er nu med rette blevet tildelt Nobelpriser for deres arbejde. Kvanteteoretikerne har altid hævdet, at på grund af deres teoris nøjagtighed burde det være almen relativitet, som skulle ændres for at passe til deres form, men nu synes jeg kvantefeltteorien har noget at indhente.
    Skønt disse fire teorier har været bemærkelsesværdigt succesfulde, er de ikke uden problemer... Almen relativitet forudsiger eksistensen af rumtids singulariteter[6]. I kvanteteorien er der "måleproblemet" - jeg skal beskrive det senere. Man kan antage at løsningen på disse teoriers forskellige problemer ligger i det faktum, at de i sig selv er ukomplette. For eksempel forventes det af mange, at kvantefeltteorien vil "udtvære" den almene relativitets singulariteter på en eller anden måde...
    Jeg vil nu gerne tale om informationstab i sorte huller, som jeg hævder er relevant for det sidstnævnte. Jeg er enig i næsten alt det Stephen havde at sige om dette. Men mens Stephen betragter informationstabet på grund af sorte huller som en ekstra usikkerhed i fysik, udover og hævet over ubestemtheden fra kvanteteorien, betragter jeg det som en "komplementær" ubestemthed... Det er muligt, at en lille smule information undslipper i det øjeblik det sorte hul fordamper... men denne lille informationstilvækst vil være meget mindre end informationstabet ved kollapsen (i hvad jeg betragter som ethvert fornuftigt billede af hullets endelige forsvinden).
    Hvis vi, som et tankeeksperiment, indeslutter systemet i en enorm kasse, kan vi overveje faserum udviklingen af stoffet inde i kassen. I det område af fase rummet[7] der svarer til situationer, hvori et sort hul er til stede, vil den fysiske udviklings baner konvergere og rumfang der følger disse baner vil skrumpe ind. Dette skyldes den information der er mistet til singulariteten i det sorte hul. Denne indskrumpning er i direkte modstrid til teoremet i klassisk fysik som kaldes Liouville's Teorem, som siger at rumfang i fase rummet forbliver konstante... Et sort huls rumtid overtræder denne bevarelse. I mit billede balanceres dette tab af rumtids rumfang imidlertid af en proces med "spontan" kvantemåling, hvori der vindes information og fase rum rumfang forøges. Det er derfor jeg betragter ubestemtheden på grund af informationstab i sorte huller som værende "komplementær" til ubestemtheden i kvanteteorien: den ene er den anden side af mønten til den anden....
    Lad os betragte Schrödingers kat[8] tankeeksperimentet. Det beskriver skæbnen for en kat i en kasse, hvor (lad os antage) en foton udsendes, der møder et halvt sølvbelagt spejl og den transmitterede del af fotonens bølgefunktion møder en detektor som, hvis den detekterer fotonen, automatisk affyrer en revolver, som dræber katten. Hvis den ikke detekterer fotonen, så er katten i live og har det godt. (Jeg ved at Stephen ikke godkender mishandling af katte, selv i et tankeeksperiment!) Systemets bølgefunktion er i en superposition af disse to muligheder... Men hvorfor tillader vor perception os ikke at percipere makroskopiske superpositioner af tilstande som disse og ikke kun de makroskopiske alternativer "kat er død" og "kat er i live"?....
    Jeg foreslår, at noget går galt med de alternative rumtids geometrier, der ville finde sted, når almen relativitet begynder at spille ind. Måske er en superposition af forskellige geometrier ustabil og henfalder til et af de to alternativer. Geometrierne kan for eksempel være en levende kats rumtid, eller en død kats. Jeg kalder dette henfald til det ene eller det andet alternativ for objektiv reduktion, et navn jeg godt kan lide, fordi det har en pæn forkortelse (OR) (eller). Hvordan hænger Planck længden på 10-33 sammen med dette? Naturens kriterium for at afgøre hvornår to geometrier er signifikant forskellige vil afhænge af Planck skalaen[9] og denne fastsætter den tidsskala, i hvilken reduktionen til forskellige alternativer finder sted.

[5] PULSARER. Nogle døende sole kollapser til neutronstjerner, massive objekter fuldstændig lavet af tæt pakkede neutroner. Hurtigt roterende neutronstjerner bliver til pulsarer, de kaldes sådan fordi de udsender impulser af elektromagnetisk stråling med forbavsende regelmæssige mellemrum på millisekunder. En pulsar kredser sommetider omkring en anden neutronstjerne og de danner derved et binært par.
[6] SINGULARITETER. Ifølge den almene relativitet kan nogle områder af rumtiden under visse ekstreme forhold udvikle uendelig store krumninger og bliver derved til singulariteter hvor fysikkens normale love bryder sammen. For eksempel skulle sorte huller indeholde singulariteter skjult indenfor begivenhedshorisonten.
[7] FASE RUM. Et faserum diagram er et matematisk rum med mange dimensioner, som dannes når hver partikels afstands og momentværdier tildeles koordinatakser. En gruppe partiklers bevægelse kan så repræsenteres af et bevægeligt rumfang i fase rummet.
[8] SCHRÖDINGERS KAT. Penrose fremdrager et tankeeksperiment, som oprindeligt blev opfundet af Einstein og brugt af Erwin Schrödinger til at studere de begrebsmæssige knuder bølgefunktionerne bandt. Før en måling antager man, at et system er i en "superposition" af kvantetilstande eller bølger, således at værdien af f. eks. bevægelsesmængden er ubestemt. Efter en måling bliver værdien af en mængde kendt og systemet indtager pludselig den tilstand, som svarer til resultatet. Betydningen af den oprindelige superposition og den proces gennem hvilken systemet "kollapser" til en enkelt tilstand, belyses af Schrödingers katte paradoks.
[9]PLANCK SKALA. Planck skalaen er en uopnåelig lille afstand - som, gennem kvantemekanikken, er relateret til et umuligt lille tidsrum og høj energi - som fremkommer når de fundamentale konstanter for tyngdemæssig tiltrækning, lysets hastighed og kvantemekanik kombineres på en passende måde. Skalaen repræsenterer afstanden eller den energi ved hvilken nuværende opfattelser af rum, tid og stof bryder sammen og en fremtidig teori, kvantetyngdekraften, tager over.

Hawking om kvantekosmologi:


Jeg vil slutte denne forelæsning med et emne, som Roger og jeg har meget forskellige synspunkter om - tidens pil. Der er en meget tydelig forskel på tidens forlæns og baglæns retninger i vort område af universet. Man behøver bare se en film, der bliver kørt baglæns for at se forskellen. I stedet for kopper, der falder ned af et bord og går i stykker, ville de reparere sig selv og hoppe tilbage på bordet. Bare det virkelige liv var sådan.
    De lokale love, som fysiske felter adlyder, er tidssymmetriske, eller mere præcist, CPT (charge-parity-time) uafhængige[10]. Derfor må den observerede forskel mellem fortiden og fremtiden komme fra universets randbetingelser. Lad os antage at universet er rumligt lukket og at det udvider sig til en maksimal størrelse og kollapser igen. Som Roger har understreget, vil universet være meget forskelligt i denne histories to ender. Ved det vi kalder universets begyndelse, ser det ud til at have været meget jævnt og almindeligt. Når det imidlertid kollapser igen forventer vi, at det er meget uordentligt og ualmindeligt. Fordi der er så mange flere uordentlige forhold end der er ordentlige, betyder det, at begyndelsesforholdene var nødt til at være blevet valgt utroligt præcist.
    Derfor forekommer det, at der må have været forskellige randbetingelser ved tidens to ender. Roger's forslag er, at Weyl tensoren[11] skulle forsvinde i den ene ende af tiden, men ikke ved den anden. Weyl tensoren er den del af rumtidens krumning, der ikke er lokalt bestemt af stoffet gennem Einstein ligningerne. Den ville have været lille i de jævne og ordentlige tidlige etaper, men stor i det kollapsende univers. På den måde ville dette forslag skelne mellem tidens to ender og på den måde forklare tidens pil.
    Jeg tror, at Rogers forslag er Weyl i mere end en forstand af ordet (veil=slør. o.a.). For det første er det ikke uafhængigt af CPT. Roger ser dette som en fordel, men jeg mener man skal holde fast ved symmetrierne medmindre der findes overbevisende grunde til at opgive dem. For det andet, hvis Weyl tensoren havde været nøjagtig nul i det tidlige univers, ville det have været fuldstændig ensartet og isotropisk og ville for altid være forblevet sådan. Roger's Weyl hypotese kunne ikke forklare fluktuationerne i baggrunden eller de krumninger, der gav anledning til galakser og legemer som os selv.
    Til trods for alt dette, tror jeg, at Roger har peget på en vigtig forskel mellem tidens to ender. Men det faktum, at Weyl tensoren var lille i den ene ende bør ikke indføres som en ad hoc randbetingelse, men bør udledes fra et mere grundlæggende princip, ingen-rand forslaget[12]...
    Hvordan kan tidens to ender være forskellige? Hvorfor skulle krumninger være små i den ene ende og ikke den anden? Grunden er, at der er to mulige komplekse løsninger til feltligningerne... Det er indlysende, at den ene løsning svarer til den ene ende af tiden og den anden til den anden... I den ene ende var universet meget jævnt og Weyl tensoren var meget lille. Den kunne imidlertid ikke være præcis nul, for det ville være en overtrædelse af ubestemthedsprincippet. I stedet ville der have været små fluktuationer, som senere voksede til galakser og legemer som os. Modsat ville universet have været meget ujævnt og kaotisk i tidens anden ende med en Weyl tensor, der typisk var stor. Dette ville forklare den observerede tidspil og hvorfor kopper falder ned af borde og går i stykker i stedet for at reparere sig selv og hoppe op igen.

[10] CPT (CHARGE-PARITY-TIME) (LADNING-PARITET-TID) UAFHÆNGIGHED. Dette kraftige princip kræver at teorier, der beskriver partikler, skal forblive sande selv når ladning, paritet (eller håndethed) og tid samtidig vendes. Med andre ord, opførslen af en negativt ladet elektron, som spinner med uret og bevæger sig fremad i tiden, skal være identisk med en positivt ladet positron med spin modsat uret, der bevæger sig baglæns i tiden.
[11] WEYL TENSOR. Rumtidens krumning har to komponenter. Den ene stammer fra stoffets tilstedeværelse i rumtiden; den anden, som blev opdaget af den tyske matematiker Hermann Weyl, findes selv i fravær af stof. Den matematiske mængde, som beskriver denne krumning kaldes Weyl tensoren.
[12] INGEN-RAND FORSLAG. Hawking foreslår, at universets udvikling forklares af ingen-rand forslaget, der blev fremsat i 1983 af ham og James B. Hartle fra University of California at Santa Barbara. Ideen er, at universet ikke har nogen stedlige rand-begrænsninger for, hvordan kosmologiens ligninger løses. Hawking mener at disse betingelser vil føre til, at universets ender vil være forskellige og dermed bestemme retningen af tidens pil.

Penrose om Kvantekosmologi:


Ud fra det jeg forstår af Stephen's indstilling, tror jeg ikke at vores uoverensstemmelse på dette punkt er særlig stor (Weyl krumnings hypotesen[13]). For en initial singularitet er Weyl krumningen omtrent nul... Stephen argumenterede for, at der skal være små kvantefluktuationer i begyndelsestilstanden og pegede på, at den hypotese at initial Weyl krumningen er nul i begyndelses-singulariteten er klassisk og at der afgjort er nogen fleksibilitet med hensyn til den præcise formulering af hypotesen. Ud fra mit synspunkt er små bøjninger acceptable, i hvert fald i kvanteområdet. Vi har blot brug for noget til at begrænse den nær nul...
    Måske er (James B.) Hartle og Hawking's ingen-rand forslag en god kandidat til begyndelsestilstandens struktur. Det forekommer mig imidlertid, at vi har brug for noget helt andet for at beskæftige os med den afsluttende tilstand. Især en teori, der forklarer singulariteters struktur, ville være nødt til at overtræde (CPT og andre symmetrier) for at noget som Weyl krumningen kan fremkomme. Denne mangel ved tidssymmetrien kunne være temmelig tilsløret; den skulle være indbygget i reglerne for den teori, der går videre fra kvantemekanikken.

[13]WEYL KRUMNINGS HYPOTESEN. Universet har lige efter Big Bang en lille Weyl krumning, hvorimod det nær tidens afslutning har en stor Weyl krumning. Derfor foreslår Penrose, at denne krumning redegør for den retning tidens pil peger i.

Hawking om fysik og virkelighed:

Disse forelæsninger har vist forskellen mellem Roger og mig meget tydeligt. Han er Platonist og jeg er positivist. Han bekymrer sig om, at Schrödingers kat er i en kvantetilstand, hvor den er halvt i live og halvt død. Han mener, at dette ikke kan svare til virkeligheden. Men det bekymrer ikke mig. Jeg forlanger ikke, at en teori skal svare til virkeligheden, fordi jeg ved ikke hvad den er. Virkeligheden er ikke en kvalitet, som man kan teste med lakmuspapir. Alt hvad jeg beskæftiger mig med er, at teorien burde forudsige resultaterne af målinger. Det gør kvanteteorien temmelig succesfuldt....
    Roger mener at... bølgefunktionens kollaps introducerer CPT overtrædelser i fysik. Han ser sådanne overtrædelser finde sted i mindst to situationer: kosmologi og sorte huller. Jeg er enig i, at vi kan indføre tidsasymmetri i den måde vi stiller spørgsmål om observationer på. Men jeg forkaster fuldstændig den ide, at der findes en fysisk proces, som svarer til reduktionen af bølgefunktionen eller at dette har noget at gøre med kvantegravitation eller bevidsthed. For mig lyder det som magi, ikke videnskab.

Penrose om fysik og virkelighed:


Kvantemekanik har kun været her i 75 år. Det er ikke ret længe, hvis man for eksempel sammenligner med Newtons teori om tyngdekraften. Derfor ville det ikke overraske mig, hvis vi bliver nødt til at modificere kvantemekanikken for meget makroskopiske genstande.
    I begyndelsen af denne debat sagde Stephen, at han tror han er positivist, hvorimod jeg er Platonist. Jeg er godt tilfreds med at han er positivist, men jeg tror at det afgørende punkt her snarere er, at jeg realist. Endvidere tror jeg, at hvis man sammenligner denne debat med Bohr og Einsteins berømte debat for omkring 70 år siden, så spiller Stephen Bohrs rolle, mens jeg spiller Einsteins rolle! For Einstein argumenterede for, at der skulle findes noget som en virkelig verden, ikke nødvendigvis repræsenteret af en bølgefunktion, hvorimod Bohr understregede, at bølgefunktionen ikke beskriver en "virkelig" mikroverden men kun "viden", som er nyttig til at lave forudsigelser.
    Det blev opfattet, som om Bohr vandt diskussionen. Ifølge den nylige biografi om Einstein af Abraham Pais, kunne Einstein lige så godt være taget ud at fiske fra 1925 og videre. Det er faktisk sandt, at han ikke gjorde mange store fremskridt, selv om hans gennemborende kritik var meget nyttig. Jeg tror at grunden til, at Einstein ikke fortsatte med at gøre store fremskridt i kvanteteori var, at en afgørende ingrediens manglede i kvanteteorien. Denne manglende ingrediens var Stephen's opdagelse, 50 år senere, af sorte hullers fordampning. Det er dette informationstab, i forbindelse med sorte hullers stråling, som giver kvanteteorien en ny drejning.


Stephen Hawking: http://www.hawking.org.uk/

Oversat fra The Nature of Space and Time, Scientific American, pp.44-49, Juli 1996.


"Ikke alene spiller Gud med terninger, sommetider kaster Han dem også hvor de ikke kan ses."
-Stephen W. Hawking.


27. juli, 2006.
Indhold
Kosmologisk antigravitation :Én sti: Ækvivalente sæt historier og mangfoldige kvasiklassiske riger
Sorte hullers kvantemekanik
Er alting fastlagt?
Liv i universet
Index