Predavanje iz 1999. godine.

Ovo predavanje govori o tome da li mo?emo predvidjeti budu?nost ili je ona proizvoljna i slu?ajna. U drevnim vremenima svijet se sigurno ?inio prili?no proizvoljnim. ?inilo se da su se katastrofe poput poplava ili bolesti događale bez upozorenja ili vidljivog razloga. Primitivni ljudi pripisivali su takve pojave panteonu bogova i bo?ica, koji su se pona?ali ?udljivo i hirovito. Nije bilo na?ina da se predvidi ?to ?e oni u?initi, a jedina nada bila je da se poklonima ili postupcima pridobije njihova naklonost. Mnogi ljudi jo? uvijek djelomi?no podr?avaju ovo uvjerenje i poku?avaju sklopiti pakt sa sudbinom. Obe?avaju u?initi određene stvari ukoliko dobiju najbolju ocjenu na ispitu ili polo?e voza?ki.

Međutim, ljudi su postupno uo?ili određene pravilnosti u pona?anju prirode. Te pravilnosti bile su najo?iglednije u kretanju nebeskih tijela. Tako se, kao prva znanost, razvila astronomija. ?vrstu matemati?ku osnovu dao joj je Newton prije vi?e od 300 godina i jo? uvijek koristimo njegovu teoriju gravitacije za predviđanje gibanja skoro svih nebeskih tijela. Po uzoru na astronomiju, ustanovljeno je da se i drugi prirodni fenomeni pokoravaju određenim znanstvenim zakonima. To je dovelo do ideje znanstvenog determinizma koju je, izgleda, prvi javno izrazio francuski znanstvenik Laplace. Mislio sam vam citirati ono ?to je Laplace stvarno rekao, pa sam zamolio prijatelja da pronađe njegove rije?i. One su, naravno, na francuskom. Ne o?ekujem da je ovoj publici to problem, ali problem je u tome ?to je Laplace, poput Prousta, pisao pretjerano duga?ke i slo?ene re?enice. Stoga sam odlu?io da ga parafraziram. U su?tini je rekao sljede?e: ako bismo u jednom trenutku znali polo?aje i brzine svih ?estica u svemiru, onda bismo mogli izra?unati njihovo pona?anje u bilo kojem vremenu, u pro?losti ili u budu?nosti. Postoji, vjerojatno apokrifna, pri?a da je Laplace Napoleonu, kada ga je ovaj pitao kako se Bog uklapa u ovaj sustav, odgovorio: 'Gospodine, nemam potrebu za tom pretpostavkom.' Ne mislim da je Laplace tvrdio da Bog ne postoji. Radi se naprosto o tome da Bog ne intervenira kako bi prekri?io zakone Znanosti. To mora biti stav svakog znanstvenika. Znanstveni zakon nije znanstveni zakon ako se on primjenjuje samo onda kada nadnaravno bi?e odlu?i pustiti stvari da idu svojim tijekom i ne intervenirati.

Portret Pierre-Simona Laplacea (1749 ? 1827) iz 1838. Izvor: Wikimedia Commons

Ideja da stanje svemira u jednom trenutku određuje njegova stanja u svim drugim trenucima, centralno je na?elo znanosti jo? od Laplaceova vremena. Ono ka?e da mo?emo predvidjeti budu?nost, bar u principu. U praksi, međutim, na?a sposobnost predviđanja budu?nosti ozbiljno je ograni?ena kompleksno??u jednad?bi i ?injenicom da one ?esto imaju osobinu koja se naziva kaos . Kao ?to znaju oni koji su gledali Jurski park, to zna?i da vrlo mali poreme?aj na jednom mjestu mo?e izazvati veliku promjenu na drugom mjestu. Leptir koji zamahne krilima mo?e izazvati ki?u u Central Parku u New Yorku. Problem je ?to to nije ponovljivo. Kada sljede?i put leptir zamahne krilima, mno?tvo drugih stvari ?e biti druk?ije, ?to ?e također utjecati na vrijeme. Zato su vremenske prognoze tako nepouzdane.

Usprkos tim prakti?nim pote?ko?ama, znanstveni determinizam ostao je slu?bena dogma tijekom cijelog 19. stolje?a. Međutim, u 20. stolje?u dogodila su se dva razvoja događaja koji su pokazali da se Laplaceova vizija potpunog predviđanja budu?nosti ne mo?e ostvariti. Prvi od njih je ono ?to nazivamo kvantnom mehanikom. Njezin razvoj zapo?eo je njema?ki fizi?ar Max Planck 1900. godine, iznose?i je kao ad hoc hipotezu kako bi rije?io jedan izvanredni paradoks. Prema klasi?nim idejama 19. stolje?a, koje datiraju od Laplacea, vru?e tijelo, poput komada u?arenog metala, trebalo bi emitirati zra?enje. Ono bi gubilo energiju u radiovalovima, infracrvenom zra?enju, vidljivoj svjetlosti, ultraljubi?astom zra?enju, x-zrakama i gama-zrakama, sve jednakom brzinom. To bi zna?ilo ne samo da bismo svi umrli od raka ko?e, ve? i da bi sve u svemiru imalo istu temperaturu, ?to o?ito nije slu?aj. Međutim, Planck je pokazao da se ova katastrofa mo?e izbje?i ako se odustane od ideje da koli?ina zra?enja mo?e imati bilo koju vrijednost, i umjesto toga ka?e da zra?enje dolazi samo u paketima ili kvantima određene veli?ine. To je kao da ka?ete da u supermarketu ne mo?ete kupiti ?e?er u rinfuzi, nego samo u vre?icama od kilograma. Energija u paketima ili kvantima ve?a je za ultraljubi?aste i x-zrake nego za infracrveno ili vidljivo svjetlo. To zna?i da tijelo, osim ako nije jako vru?e, poput Sunca, ne?e imati dovoljno energije da emitira ijedan kvant ultraljubi?astih ili x-zraka. Zato ne dobivamo opekline od ?alice kave.

Planck je ideju kvanta smatrao samo matemati?kim trikom, ne ne?im ?to bi bilo fizi?ka realnost, ?to god to zna?ilo. Međutim, fizi?ari su po?eli pronalaziti druga pona?anja, koja su se mogla objasniti samo u terminima veli?ina koje imaju diskretne ili kvantizirane vrijednosti, umjesto neprekidno varijabilnih. Na primjer, otkriveno je da se elementarne ?estice pona?aju poput malih zvrkova koji se okre?u oko osi. Ali iznos vrtnje (spina) nije mogao imati bilo kakvu vrijednost, morao je biti neki vi?ekratnik osnovne jedinice. Budu?i da je ova jedinica vrlo mala, ne primje?uje se da normalni zvrk stvarno usporava u brzom nizu diskretnih koraka, a ne kao kontinuirani proces. Ali za zvrkove male poput atoma, diskretna priroda spina je vrlo va?na.

Pro?lo je neko vrijeme prije nego ?to su ljudi shvatili koje implikacije ovo kvantno pona?anje ima za determinizam. Tek je 1926. Werner Heisenberg, jo? jedan njema?ki fizi?ar, pokazao da se ne mo?e istovremeno to?no izmjeriti i polo?aj i brzina ?estice. Da bismo vidjeli gdje se ?estica nalazi, moramo je osvijetliti. No, prema Planckovom radu, ne mo?emo uzeti proizvoljno malu koli?inu svjetlosti. Moramo koristiti bar jedan kvant. To ?e, pak, poremetiti ?esticu i promijeniti njezinu brzinu na na?in koji ne mo?emo predvidjeti. Da biste to?no izmjerili polo?aj ?estice, morate koristiti svjetlo male valne duljine, poput ultraljubi?astog svjetla, x-zraka ili gama-zraka. Ali, opet prema Plancku, kvanti ovih oblika svjetlosti imaju ve?e energije od kvanata vidljive svjetlosti. Stoga ?e oni vi?e poremetiti brzinu ?estice. To je situacija u kojoj se ne mo?e pobijediti: ?to to?nije poku?avate izmjeriti polo?aj ?estice, to manje to?no mo?ete znati njezinu brzinu, i obratno. Ovo je sa?eto u na?elu neodređenosti kojeg je formulirao Heisenberg: neodređenost polo?aja ?estice pomno?ena s neodređeno??u njezine brzine uvijek je ve?a od veli?ine koja se zove Planckova konstanta podijeljene s masom ?estice.

Laplaceova vizija znanstvenog determinizma uklju?ivala je poznavanje polo?aja i brzina ?estica u svemiru, u jednom trenutku vremena. Nju je Heisenbergovo na?elo neodređenosti ozbiljno potkopalo. Kako mo?emo predvidjeti budu?nost, ako ne mo?emo to?no izmjeriti i polo?aje i brzine ?estica u sada?njem trenutku. Bez obzira koliko mo?no ra?unalo imali, ako unesemo lo?e podatke dobit ?emo lo?a predviđanja.

Einstein je bio vrlo nesretan zbog te prividne nasumi?nosti u prirodi. Svoje stavove sa?eo je u poznatoj re?enici: ?Bog se ne kocka.“ ?ini se da je osje?ao da je neodređenost samo provizorna, ali da postoji neka ishodi?na stvarnosti u kojoj bi ?estice imale dobro definirane polo?aje i brzine, te bi se pona?ale prema deterministi?kim zakonima, u Laplaceovom duhu. Ta stvarnost mogla bi biti poznata Bogu, ali kvantna prirodna svjetlosti bi nas sprije?ila da je vidimo, osim nejasno kroz staklo.

Einsteinovo gledi?te bilo je ono ?to bi se sada nazvalo teorijom skrivene varijable . Teorije skrivenih varijabli mogle bi se ?initi najo?itijim na?inom da se na?elo neodređenosti ugradi u fiziku. One ?ine bazu mentalne slike svemira, koju zastupaju mnogi znanstvenici i gotovo svi filozofi znanosti. Ali te teorije skrivenih varijabli su pogre?ne. Britanski fizi?ar John Bell osmislio je eksperimentalni test koji bi raspoznao teorije skrivenih varijabli. Kada je eksperiment pa?ljivo proveden, rezultati nisu bili u skladu sa skrivenim varijablama. ?ini se, dakle, da je i sam Bog ograni?en na?elom neodređenosti, i da ne mo?e znati i poziciju i brzinu ?estice. Dakle, Bog se kocka sa svemirom. Svi dokazi upu?uju na to da je on jedan okorjeli kockar, koji baca kocku u svakoj mogu?oj prilici.

Drugi znanstvenici bili su mnogo spremniji od Einsteina da modificiraju klasi?ni 19-stoljetni determinizam. Novu teoriju, nazvanu kvantna mehanika , postavili su Heisenberg, Austrijanac Erwin Schrodinger i britanski fizi?ar Paul Dirac. Dirac je bio moj prethodnik na poziciji Lukasovskog profesora u Cambridgeu. Iako kvantna mehanika postoji ve? gotovo 70 godina, jo? uvijek nije op?enito razumljena niti cijenjena, ?ak ni od onih koji je koriste za izra?une. Ipak bi se sve nas to trebalo ticati, jer predstavlja potpuno druga?iju sliku fizi?kog svemira, a i same stvarnosti. U kvantnoj mehanici ?estice nemaju dobro definirane pozicije i brzine. Umjesto toga, one su predstavljene ne?im ?to se zove valna funkcija . To je jedan broj u svakoj to?ki prostora. Veli?ina valne funkcije daje vjerojatnost da ?e ?estica biti pronađena u toj poziciji. Stopa variranja valne funkcije od to?ke do to?ke daje brzinu ?estice. Mo?e se imati valna funkcija s vrhuncem u maloj oblasti. To ?e zna?iti da je neodređenost u toj poziciji mala. Ali valna funkcija ?e varirati vrlo brzo u blizini tog vrhunca, gore-dolje s jedne i druge strane. Dakle, neodređenost u brzini bit ?e velika. Sli?no, mo?emo imati valnu funkciju gdje je neodređenost u brzini vrlo mala, ali je neodređenost u polo?aju velika.

Valna funkcija sadr?i sve ?to o ?estici mo?emo znati, i njezinu brzinu i njezin polo?aj. Ako poznajete valnu funkciju u jednom trenutku, tada su njezine vrijednosti u drugom trenutku određene ne?im ?to se zove Schrodingerovom jednad?bom . Dakle, jo? uvijek postoji neka vrsta determinizma, ali ne onakva kakvu je Laplace predvidio. Umjesto da budemo u mogu?nosti predvidjeti polo?aje i brzine ?estica, sve ?to mo?emo predvidjeti jest valna funkcija. To zna?i da mo?emo predvidjeti samo pola onoga ?to bismo mogli prema klasi?nom gledi?tu iz 19. stolje?a.

Iako kvantna mehanika dovodi do neodređenosti kada poku?avamo predvidjeti i polo?aj i brzinu, ona nam ipak omogu?uje da sa određeno??u predvidimo jednu kombinaciju polo?aja i brzine. Međutim, ?ini se da je ?ak i ovaj stupanj određenosti ugro?en nedavnim razvojem događaja. Problem nastaje stoga ?to gravitacija mo?e toliko zakriviti prostor-vrijeme, da mogu postojati podru?ja koja ne mo?emo opa?ati.

Zanimljivo je da je sam Laplace 1799. godine napisao rad o tome kako bi neke zvijezde mogle imati gravitacijsko polje tako jako da svjetlost ne mo?e s njih pobje?i, ve? bi bila povu?ena natrag na zvijezdu. ?ak je izra?unao da bi zvijezda iste gusto?e kao Sunce, ali dvjesto pedeset puta ve?a, imala tu osobinu. Ali, iako Laplace to mo?da nije znao, istu je ideju 16 godina ranije iznio John Mitchell s Cambridgea, u radu u ?asopisu Philosophical Transactions of the Royal Society. I Mitchell i Laplace smatrali su da se svjetlost sastoji od ?estica, poput topovskih kugli, koje se gravitacijom mogu usporiti i natjerati da padnu natrag na zvijezdu. No, poznati eksperiment, koji su izveli Amerikanci Michelson i Morley 1887. godine, pokazao je da svjetlost uvijek putuje brzinom od tristo tisu?a kilometara u sekundi, bez obzira odakle dolazi. Kako bi onda gravitacija mogla usporiti svjetlost i natjerati je da padne natrag?

To je prema tada prihva?enim idejama prostora i vremena bilo nemogu?e. Ali 1915. godine Einstein je postavio svoju revolucionarnu Op?u teoriju relativnosti. Prema njoj, prostor i vrijeme vi?e nisu odvojeni i nezavisni entiteti, ve? samo razli?ite re?ije jedinstvenog objekta koji se zove prostor-vrijeme. To prostor-vrijeme nije ravno, nego je zakrivljeno i iskrivljeno materijom i energijom u njemu. Da bismo ovo razumjeli, promatrajmo gumenu plo?u i neka uteg postavljen na nju predstavlja zvijezdu. Uteg ?e stvoriti udubljenje u gumi i uzrokovat ?e da plo?a u blizini zvijezde bude zakrivljena, a ne ravna. Ako bi netko sada kotrljao klikere po gumenoj plo?i, njihove putanje bile bi zakrivljene, a ne ravne linije. Godine 1919., britanska ekspedicija u zapadnu Afriku promatrala je svjetlost dalekih zvijezda, koja je prolazila blizu Sunca tijekom pomr?ine. Otkrili su da su slike zvijezda malo pomaknute u odnosu na njihov normalan polo?aj. To je ukazivalo na to da su putanje svjetlosti sa zvijezda bile savijene zakrivljenim prostor-vremenom u blizini Sunca. Potvrđena je Op?a teorija relativnosti.

Masa zakrivljuje prostor-vrijeme. ?to je ve?a masa, ve?e je zakrivljenje. Izvor ilustracije: www.esa.int

Razmotrite sada postavljanje sve te?ih i te?ih i sve koncentriranijih utega na gumenu plo?u. Oni ?e je udubiti sve vi?e i vi?e. Najzad, pri kriti?noj te?ini i veli?ini, napravit ?e rupu bez dna u koju ?estice mogu upasti, ali iz koje ni?ta ne mo?e iza?i van.

Ono ?to se događa u prostor-vremenu prema Op?oj teoriji relativnosti prili?no je sli?no. Zvijezda ?e zakriviti i izobli?iti prostor-vrijeme u svojoj blizini, to vi?e ?to je masivnija i kompaktnija. Ako se masivna zvijezda, koja je sagorjela svoje nuklearno gorivo, ohladi i smanji ispod kriti?ne veli?ine, doslovno ?e napraviti rupu bez dna u prostor-vremenu, iz koje svjetlost ne mo?e iza?i. Takvim objektima je ameri?ki fizi?ar John Wheeler, koji je među prvima prepoznao njihovu va?nost i probleme koje postavljaju, dao naziv crne rupe .

Ime se brzo uvrije?ilo. Amerikancima je ono sugeriralo ne?to mra?no i tajanstveno, dok je Britance dodatno podsje?alo na Crnu rupu Kalkute (tamnica povr?ine 20-ak ?etvornih metara u kojoj je 20. lipnja 1756. bilo zato?eno najmanje 64 evropskih zatvorenika, ve?ina kojih nisu pre?ivjeli no?, op. prev.). Ali Francuzi k'o Francuzi, vidjeli su u nazivu crne rupe nepristojnije zna?enje. Godinama su se opirali tom imenu, trou noir , tvrde?i da je opsceno. No, to je bilo poput poku?aja suprotstavljanja le weekendu i drugim frangleskim rije?ima. Na kraju su morali popustiti. Tko bi mogao odoljeti takvom pobjedni?kom imenu?

Sada imamo opa?anja koja ukazuju na crne rupe u brojnim objektima, od binarnih zvjezdanih sustava do sredi?ta galaksija. Stoga je danas op?enito prihva?eno da postoje crne rupe. No, osim ?to imaju potencijal za znanstvenu fantastiku, koju va?nost imaju za determinizam? Odgovor le?i u naljepnici za branik koju sam imao na vratima svog ureda: Crne rupe su izvan vidokruga. Ne samo da ?estice i nesretni astronauti koji upadnu u crnu rupu vi?e nikada ne izađu van, ve? su i informacije koje oni nose zauvijek izgubljene, barem za na? dio svemira. Mo?ete baciti televizore, dijamantne prstenove ili pak svoje najgore neprijatelje u crnu rupu, a sve ?to ?e crna rupa zapamtiti je ukupna masa i stanje rotacije. John Wheeler je ovo opisao rije?ima da ?crna rupa nema dlaka“. Francuzima je ovo samo poja?alo podozrenje.

Sve dok se mislilo da ?e crne rupe nastaviti postojati zauvijek, ovaj gubitak informacija nije se ?inio previ?e va?nim. Moglo se re?i da informacije jo? uvijek postoje unutar crne rupe, samo ?to izvana ne mo?emo re?i koje su. Međutim, situacija se promijenila kada sam otkrio da crne rupe nisu sasvim crne. Kvantna mehanika uzrokuje da one stalno oda?ilju ?estice i radijaciju. Ovaj rezultat za mene je bio potpuno iznenađenje, kao i za sve ostale. Ali gledaju?i unatrag, trebalo je da bude o?ito. Ono ?to mi smatramo praznim prostorom ustvari nije sasvim prazno, ve? je ispunjeno parovima ?estica i anti?estica. Oni se pojavljuju zajedno u nekoj to?ki prostora i vremena, razmi?u se, a zatim se spajaju i međusobno poni?tavaju. Ove ?estice i anti?estice se pojavljuju zato ?to polje, kao ?to su polja koja prenose svjetlost i gravitaciju, ne mo?e biti to?no nula.To bi zna?ilo da bi vrijednost polja imala i to?an polo?aj (nula) i to?nu brzinu ili stopu promjene (također nula). To bi bilo u suprotnosti s na?elom neodređenosti, jer ?estica ne mo?e imati istovremeno i to?an polo?aj i to?nu brzinu. Stoga sva polja moraju imati ono ?to nazivamo fluktuacijom vakuuma . Zbog kvantnog pona?anja prirode, ove fluktuacije vakuuma mogu se interpretirati u terminima ?estica i anti?estica, kao ?to sam opisao.

Ovi parovi ?estica pojavljuju se za sve vrste elementarnih ?estica. Zovu se virtualnim ?esticama , jer se pojavljuju ?ak i u vakuumu, a ne mogu se izravno mjeriti detektorima ?estica.Međutim, neizravni efekti virtualnih ?estica, odnosno fluktuacija vakuuma, uo?eni su u nizu eksperimenata, te je njihovo postojanje potvrđeno.

Ako postoji crna rupa okolo njih, jedan ?lan para ?estica-anti?estica mo?e pasti u rupu, ostavljaju?i drugog ?lana bez partnera s kojim bi se poni?tio. Napu?tena ?estica također mo?e pasti u rupu, ali mo?e i pobje?i na veliku udaljenost od rupe, gdje ?e postati prava ?estica, koja mo?e biti izmjerena detektorom ?estica. Za nekoga tko je daleko od crne rupe izgledat ?e kao da ju je rupa emitirala. Ovo obja?njenje kako crne rupe nisu tako crne poja?njava da ?e emisija ovisiti o veli?ini crne rupe i brzini kojom ona rotira. Ali budu?i da crne rupe nemaju dlaka, re?eno Wheelerovom frazom, zra?enje ina?e ne?e zavisi od toga ?to je upalo u rupu. Bez obzira da li vi u crnu rupu bacili televizore, dijamantno prstenje ili svoje najgore neprijatelje, ono ?to se vrati bit ?e isto.

E, kakve sve to ima veze s determinizmom, o ?emu bi trebalo da je ovo predavanje? Ovo pokazuje da postoje mnoga po?etna stanja, koja sadr?e televizore, dijamantno prstenje, pa ?ak i ljude, koja evoluiraju do istog kona?nog stanja, barem izvan crne rupe. U Laplaceovoj slici determinizma, pak, postoji 1-1 korespondencija između po?etnih stanja i kona?nih stanja. Ako poznaje? stanje univerzuma u jednom trenutku u pro?losti, mo?e? predvidjeti stanja u budu?nosti. Sli?no, ako zna? kakvo je stanje u budu?nosti, mo?e? izra?unati kakvo je moralo biti u pro?losti. Pojava kvantne teorije 1920-ih smanjila je za polovicu iznos koji se mogao predvidjeti, ali je i dalje ostavila 1-1 korespondenciju između stanja svemira u razli?itim trenucima. Kad bismo znali valnu funkciju u jednom trenutku, mogli bismo je izra?unati u bilo kojem drugom trenutku.

S crnim rupama, međutim, situacija je prili?no druk?ija. Zavr?it ?e se u istom stanju izvan rupe, ?to god da se ubacilo unutra, pod uvjetom da je iste mase. Stoga ne postoji 1-1 korespondencija između po?etnog stanja i kona?nog stanja izvan crne rupe. Postojat ?e 1-1 korespondencija između po?etnog stanja i kona?nog stanja izvan i unutar crne rupe. No, va?na stvar je da ?e emisija ?estica i zra?enje crne rupe prouzrokovati gubitak njezine mase i ona ?e se smanjivati. Najzad, ?ini se da ?e crna rupa dosti?i nultu masu i u potpunosti nestati. ?to ?e se onda dogoditi sa svim predmetima koji su upali u rupu i svim ljudima koji su u nju usko?ili ili bili gurnuti? Oni ne mogu ponovno iza?i, jer u crnoj rupi nije preostalo dovoljno mase ili energije da ih ponovno po?alje van. Oni mogu prije?i u drugi svemir, ali to nije ne?to ?to pravi razliku nama koji smo dovoljno razboriti da ne sko?imo u crnu rupu. ?ak ni informacija u tome ?to je upalo u crnu rupu ne mo?e iza?i vani nakon ?to rupa kona?no nestane. Informacije se ne mogu prenositi besplatno, kao ?to je poznato svima koji pla?aju telefonske ra?une. Informacije zahtijevaju energiju za prijenos, a kada crna rupa nestane ne?e preostati dovoljno energije za to.

Sve ovo zna?i da ?e informacije ? kada se crpe rupe formiraju a zatim ispare ? biti izgubljene iz na?eg podru?ja svemira. Ovaj gubitak informacija zna?i da mo?emo predvidjeti ?ak i manje nego ?to smo na temelju kvantne teorije mislili.

U kvantnoj teoriji ne mo?emo sa sigurno??u predvidjeti i polo?aj i brzinu ?estice, ali postoji jedna kombinacija polo?aja i brzine koja se mo?e predvidjeti. U slu?aju crne rupe, ovo predviđanje uklju?uje oba ?lana para ?estica. No, mi mo?emo mjeriti samo ?esticu koja izađe van. ?ak ni u principu ne postoji na?in na koji mo?emo mjeriti ?esticu koja je upala u rupu. Dakle, sve ?to mo?emo re?i jest da ona mo?e biti u bilo kojem stanju. To zna?i da ne mo?emo napraviti nikakvo definitivno predviđanje u vezi ?estice koja je pobjegla iz rupe. Mo?emo samo izra?unati vjerojatnost da ?estica ima ovaj ili onaj polo?aj ili brzinu. Ali ne postoji kombinacija polo?aja i brzine samo jedne ?estice koju mo?emo definitivno predvidjeti, zato ?to njezini brzina i polo?aj zavise od druge ?estice, koju ne mo?emo promatrati. Stoga se ?ini da je Einstein bio dvostruko u krivu kada je rekao da se Bog ne kocka. Ne samo da se Bog definitivno kocka, nego nas ponekad zbunjuje bacaju?i kocke tamo gdje se ne mogu vidjeti.

Mnogi znanstvenici su poput Einsteina duboko emotivno vezani za determinizam. Za razliku od Einsteina, oni su prihvatili redukciju na?e sposobnosti predviđanja koja je do?la s kvantnom teorijom. I to im je bilo dovoljno. Nije im se svidjela daljnja redukcija koju su ? izgleda ?implicirale crne rupe. Stoga su tvrdili da se informacije zapravo ne gube u crnim rupama. Međutim, nisu uspijevali prona?i nikakav mehanizam koji bi te informacije vratio. Tu se radi samo o pobo?noj nadi da je svemir deterministi?ki, na Laplaceov na?in. Ja osje?am da ti znanstvenici nisu nau?ili lekciju iz povijesti. Svemir se ne pona?a u skladu s na?im unaprijed zami?ljenim ideja. I nastavlja da nas iznenađuje.

Netko bi mogao pomisliti da ne zna?i puno to ?to se determinizam razbija u blizini crnih rupa. Mi smo zasigurno udaljeni bar nekoliko svjetlosnih godina od bilo kakve crne rupe. No, na?elo neodređenosti implicira da bi svaki dio svemira trebao biti pun si?u?nih virtualnih crnih rupa, koje se pojavljuju i nestaju. Mo?emo zamisliti da bi ?estice i informacije mogle upasti u te crne rupe i izgubiti se. Budu?i da su ove virtualne crne rupe tako male, stotinu milijardi milijardi puta manje od jezgri atoma, stopa gubitka informacija bila bi vrlo niska. To je razlog za?to se zakoni znanosti do na vrlo dobru aproksimaciju ?ine deterministi?kima. Ali u ekstremnim uvjetima, kao u ranom svemiru ili u visokoenergetskim sudarima ?estica, moglo bi do?i do zna?ajnog gubitka informacija. To bi dovelo dovelo do nepredvidljivosti evolucije svemira.

Da sumiram, ono o ?emu sam govorio jest da li se svemir razvija na proizvoljan na?in ili je deterministi?ki. Klasi?no gledi?te, koje je iznio Laplace, bilo je da su budu?a kretanja ?estica u potpunosti određena ako bismo znali njihove polo?aje i brzine u jednom trenutku. Ovo gledi?te moralo se modificirati kada je Heisenberg postavio svoje na?elo neodređenosti, koje ka?e da ne mo?emo to?no znati i brzinu i polo?aj ?estice. Međutim, i dalje je bilo mogu?e predvidjeti jednu kombinaciju polo?aja i brzine. Ali ?ak je i ova ograni?ena predvidljivost nestala kada su se u obzir uzeli efekti crnih rupa. Gubitak ?estica i informacija u crnim rupama zna?io je da su ?estice koje izlaze vani sasvim nasumi?ne. Mo?emo izra?unati vjerojatnosti, ali ne mo?emo napraviti nikakva definitivna predviđanja. Dakle, budu?nost svemira nije u potpunosti određena zakonima znanosti i njegovim trenutnim stanjem, kako je mislio Laplace. Bog ima jo? nekoliko trikova u rukavu.

To je sve ?to imam re?i za sada. Hvala na slu?anju.

S engleskog preveo: F. ?ar?evi?, Prometej.ba