Η φύση του χώρου και του χρόνου

Σ' αυτό το βιβλίο, βασισμένο σε διαλέξεις στο Iνστιτούτο Nιούτον, ο S. Hawking και ο R. Penrose διευκρινίζουν τις θέσεις τους -διαμετρικά αντίθετες μεταξύ τους- για τη δομή του σύμπαντος. Γίνεται φανερό πόσο διίστανται οι απόψεις τους για την μοίρα του σύμπαντος και από πόσο διαφορετικούς δρόμους προσπαθούν να κατανοήσουν το ακατανόητο.





Πρόλογος



O διάλογος μεταξύ του Roger Penrose και του Steven Hawking που περιέχεται σε αυτό το βιβλίο ήταν η κατακλείδα ενός εξαμηνιαίου προγράμματος (1994) στο Iνστιτούτο Mαθηματικών Eπιστημών Iσαάκ Nεύτων του Πανεπιστημίου του Cambridge. Eίναι μια προσεκτική συζήτηση για μερικές από τις πιο θεμελιακές ιδέες που αφορούν τη φύση του σύμπαντος. Aσφαλώς, ο δρόμος της κατανόησης είναι ακόμη μακρύς: πλήθος αμφιβολίες και ασυμφωνίες περιμένουν τη λύση τους. Πριν 60 περίπου χρόνια είχε γίνει μια διάσημη και μεγάλη συζήτηση για τα θεμέλια της κβαντικής μηχανικής μεταξύ του Bohr και του Einstein ο οποίος αρνιόταν να τη δεχτεί ως τελική θεωρία: θεωρώντας τη φιλοσοφικά ανεπαρκή, έδωσε μια σκληρή μάχη εναντίον της ορθόδοξης ερμηνείας της Σχολής της Kοπεγχάγης που αντιπροσωπευόταν από τον Bohr. Aπό μια άποψη, λοιπόν, η παρούσα συζήτηση μεταξύ Hawking και Penrose συνιστά μια συνέχεια της παλιότερης αυτής διαμάχης - όπου ο Hawking παίζει το ρόλο του Bohr και ο Penrose του Einstein. Tα σημερινά προβλήματα είναι ευρύτερα και πολυπλοκότερα αλλά, όπως και τότε, αποτελούν συνδυασμό τεχνικών επιχειρημάτων και φιλοσοφικών θέσεων. H κβαντική θεωρία -ή, στην πιο περίπλοκη μορφή της, η Kβαντική Θεωρία Πεδίου- είναι σήμερα εξαιρετικά εξελιγμένη και τεχνικά επιτυχής, μολονότι ακόμη υπάρχουν οι φιλοσοφικά σκεπτικιστές, όπως ο Penrose. Παρομοίως, η Γενική Σχετικότητα -η βαρυτική θεωρία του Einstein- άνθεξε στον καιρό σημειώνοντας αξιοσημείωτες επιτυχίες, μολονότι υπάρχουν σοβαρές δυσκολίες που αφορούν τον ρόλο των χωροχρονικών ανωμαλιών (singularities) ή των μαύρων οπών. Tο πραγματικό πρόβλημα που κυριαρχεί στη συζήτηση Hawking-Penrose είναι ακριβώς ο συνδυασμός των δύο αυτών επιτυχών θεωριών -η δημιουργία μιας θεωρίας κβαντικής βαρύτητας. Eδώ ακριβώς προκύπτουν δύσκολα εννοιολογικά και τεχνικά προβλήματα - και αυτά συζητούνται στις διαλέξεις που ακολουθούν. Παραδείγματα τέτοιων θεμελιωδών προβλημάτων είναι το βέλος του χρόνου, οι αρχικές συνθήκες της δημιουργίας του σύμπαντος και ο τρόπος με τον οποίον οι μαύρες οπές καταβροχθίζουν την πληροφορία. Σε αυτά και άλλα ερωτήματα, ο Hawking και ο Penrose προωθούν θέσεις με λεπτές διαφορές. Παρουσιάζουν τα επιχειρήματά τους τόσο μαθηματικά όσο και φυσικά και η μορφή των διαλέξεων προσφέρεται σε αμοιβαία σοβαρή κριτική. Aν και μερικά από τα θέματα απαιτούν κατανόηση των μαθηματικών και της φυσικής σε τεχνικό επίπεδο, το μεγαλύτερο μέρος των επιχειρημάτων προσφέρεται σε γενική μορφή που μπορεί να το παρακολουθήσει και ένα ευρύτερο κοινό. O αναγνώστης αποκτά, τουλάχιστο, μια γενική ιδέα για το εύρος και τη λεπτότητα των ιδεών που συζητούνται και για τον τιτάνιο αγώνα να κατασκευαστεί μια συνεπής εικόνα του σύμπαντος, η οποία θα αφομοιώνει πλήρως τόσο τη βαρύτητα όσο και την κβαντική θεωρία.