De Aard van
Ruimte en Tijd

Twee prominente fysici geven hun verschillende visies op de evolutie van het heelal en het belang van de kwantumtheorie

door Stephen Hawking en Roger Penrose

Voorwoord

HET DEBAT tussen Roger Penrose en Stephen Hawking in dit boek vormde het hoogtepunt van een programma van zes maanden, dat in 1994 gehouden werd in het Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences van de Universiteit van Cambridge. Het is een belangrijk debat over een aantal van de meest fundamentele ideeën betreffende de aard van het heelal. Onnodig te zeggen dat we nog niet aan het eind van dit debat zijn; er blijven nog onzekerheden en controversen, en er is nog heel wat om over van mening te verschillen.
Ongeveer zestig jaar geleden werd een beroemd en uitgebreid debat gehouden tussen Niels Bohr en Albert Einstein over de grondslagen van de kwantummechanica. Einstein weigerde te accepteren dat de kwantummechanica een volledige theorie was. Hij vond haar filosofisch ontoereikend en hij vocht een harde strijd tegen de orthodoxe interpretatie van de Kopenhagense school die Bohr vertegenwoordigde.
     In zekere zin is het debat tussen Penrose en Hawking een voortzetting van die vroege gedachtenwisseling, waarbij Penrose de rol speelt van Einstein en Hawking die van Bohr. De kwesties zijn nu veel complexer en verstrekkender, maar net zoals vroeger bevatten ze een combinatie van wiskundige argumenten en filosofische standpunten.
     De kwantumtheorie, of haar meer verfijnde versie de kwantumveldentheorie, is nu ver ontwikkeld en wiskundig succesrijk, ook al zijn er nog filosofische sceptici zoals Roger Penrose. De algemene relativiteitstheorie, Einsteins theorie van de zwaartekracht, heeft eveneens de tand des tijds doorstaan en kan op opmerkelijk successen bogen, ofschoon er nog ernstige problemen zijn met de rol van singulariteiten of zwarte gaten.
     De kwestie die werkelijk centraal staat in het debat tussen Hawking en Penrose is de combinatie van die twee succesrijke theorieën, namelijk hoe een theorie van 'kwantumgravitatie moet worden opgesteld. Hiermee zijn diepzinnige conceptuele en wiskundige problemen verbonden en die leveren het perspectief voor de argumenten die in deze lezingen naar voren worden gebracht.
     Voorbeelden van de fundamentele kwesties die worden aangesneden zijn onder andere de 'richting van de tijd', de randvoorwaarden bij het ontstaan van het heelal en de manier waarop zwarte gaten informatie opslokken. Bij al deze kwesties, en bij vele andere, nemen Hawking en Penrose subtiel verschillende posities in. De argumenten worden zorgvuldig naar voren gebracht, in zowel wiskundige als fysische termen, en de structuur van het debat maakte een zinvolle uitwisseling van kritiek mogelijk.
     Ofschoon sommige voordrachten kennis van de fysica vereisen, beweegt een groot deel van het debat zich op een hoger (of dieper) niveau, dat een breder publiek zal interesseren. De lezer zal ten minste een idee krijgen van de reikwijdte en de subtiliteit van de ideeën die aan de orde komen en van de enorme uitdaging om een coherent beeld te scheppen van het heelal dat zowel consistent is met de gravitatie- als met de kwantumtheorie.

MICHAEL ATIYAH


Uit: Stephen Hawking en Roger Penrose, De aard van ruimte en tijd, Prometheus 1996.
Vertaling: Jos den Bekker.
U kunt dit boek bestellen bij De Nederlandse Internet Boekhandel.