Den genierklærte Stephen Hawking var et unikt fenomen på flere måter. Han brukte vitenskap mot religiøs overtro og mystisisme, men bidro sjøl til andre former for mystisisme, som for eksempel M-teorien.
Stephen Hawking. NASA-foto fra 2008. Wikimedia Commons.
Med sin modellavhengige realisme forsøkte Stephen Hawking det umulige: å forene materialisme med idealisme. Han ble etterhvert lost in space med sine fabuleringer om mange parallelle univers og den mystiske M-teorien.
Stephen Hawking (1942–2018) var et utrolig fenomen på flere måter. Professoren i teoretisk fysikk og kosmologi var mest av alt unik fordi han trosset en nevromotorisk lidelse som rammet nesten alle kroppsfunksjoner, med hjernen som et særs viktig unntak. Han lot ikke de fysiologiske hindringene stanse ham fra å resonnere om universet eller fra å publisere sine ideer for et stort verdenspublikum.
Enhver må bøye seg i støvet for en slik livsvilje og vitenskapelig nysgjerrighet. Hawking bidro til å popularisere vitenskapsteori og gjøre deler av den forståelig for vanlige folk.
Derimot er det mindre grunn til å ta del i hyllesten av hans til dels bisarre teorier om kosmos og universets opprinnelse.
I en alder av 21 år fikk Hawking sin uhelbredelige sykdomsdiagnose. Den bandt ham til rullestolen for resten av livet. Et kort liv ble stilt i utsikt for ham, men han nådde å bli 76 år gammel før han døde i mars 2018. De siste tretti åra kunne han bare kommunisere med omverdenen ved hjelp av en spesialkonstruert talemaskin.
Han trosset sitt handikap ved møysommelig – ord for ord, bokstav for bokstav – å formidle sine teorier og modelleringer. Gjennom bøker som blant andre A Brief History of Time (1988) og bestselgeren The Grand Design (2010) lanserte han en rekke teorier rundt tid, rom, svarte hull og teoretisk fysikk som nådde et bredt publikum. Flere av sine teorier omkring bl.a. svarte hull renonserte han seinere på, da han fant ut at de ikke holdt mål.
«Teorien om alt»
Tanker om hvor vi kommer fra og hvordan verden ble til har siden antikken vært filosofenes store problemstillinger. Nettopp sånne tanker syslet Hawking med, men ifølge ham er filosofien død. «Filosofien har ikke holdt tritt med den moderne utviklinga av vitenskapen, fysikken i særdeleshet», hevdet han.[1]
Filosofer og andre kunne nok innvende at det er fysikken – partikkelfysikken især – som lenge har stått i stampe. Standardmodellen lar seg stadig vekk ikke forene med Einsteins generelle relativitetsteori og tyngdekraften, og et så avgjørende begrep som «masse» blir fortsatt forbigått fordi det er så vanskelig å definere, for ikke å si tallfeste. Det pågår en evig jakt på nye partikler som skal få standardmodellen til å stemme.
Det store prosjektet til Hawking var å forene relativitetsteori og kvantemekanikk med formål å legge fram en Grand unified theory (GUT), det vil si en teori som kunne forklare «alt» i hele universet. Det har vært prøvd i årtier. Heller ikke Hawking fikk det til, noe han også medga.
Likevel påsto han i sine siste leveår at kandidaten til en slik teori var funnet, nemlig den såkalt M-teorien til Edward Witten, en siste variant av strengteori. Denne teorien (hvor man ifølge Witten kunne velge om M-en skal stå for «mesterlig», «magisk» eller «mystisk») forfekter at verden består av elleve dimensjoner og ikke tre – eller fire, hvis man aksepterer (rom)tid som en egen dimensjon.
M-teori er ikke én teori, men et helt sett av hypoteser/teorier. Med utgangspunkt i kvantemekanikk og M-teorien mente Hawking at det ikke bare fins ett, men mange parallelle univers (multivers) som alle er skapt fra – ingenting.
Påstanden om en «teori om alt» er dristig når det er anerkjent innenfor astrofysikk og kosmologi at vi bare har kunnskap om 4-5 prosent av massen og energien som vårt univers sannsynligvis består av. Resten er ukjent og omtales som mørk materie (25 % av universet) og mørk energi (70 %). Fargen har lite med saken å gjøre, dunkelheten sier ikke annet enn at ingen har peiling på hva disse «mørke» partiklene kan være. Hypotesen om en mystisk mørk energi som utgjør 70 % av universet er imidlertid en bærebjelke for teorien om et univers som ekspanderer stadig raskere.
Sjøl om en rekke partikkelfysikere, kosmologer og andre har omfavnet Hawking, så har han også blitt møtt med sterk kritikk fra andre fysikere og vitenskapsfolk.[2]
Ateist med teologisk tendens
Hawking fascinerer mange materialister og rasjonalister fordi han var erklært ateist, og fordi han – iallfall tilsynelatende – avviste kreasjonistenes postulat om at universet er skapt på overnaturlig eller guddommelig vis. Samtidig forsvarte han teorien om det store smellet (Big Bang), som jo innebærer at universet har et definert startpunkt. «Aristoteles tok feil – universet har ikke alltid eksistert», som han sier i et innlegg gjengitt i Dagbladet i 2014[3]. Andre steder, som i et intervju med Aftenposten fra 2006, mente han det motsatte.
Teorien om en kosmisk kjempeeksplosjon ut fra en singularitet (all eksisterende masse og tid og rom samlet i en mikroskopisk enhet) skaper problemer for enhver som ikke gir en Skaper æren for å ha skapt verden fra det tomme intet. Det evige spørsmålet er: «Hva skjedde forut for det store smellet?» Hvor kom denne singulariteten fra?
Hawking har gitt varierende og til dels motstridende svar på disse spørsmåla, sist i boka The Grand Design (Den store plantegninga, fritt oversatt).
Man skulle tro at et univers hvor 96 prosent fremdeles er ukjent, var utfordring stor nok. Men M-teorien åpner for ikke mindre enn 10500 universer (multivers). Det betyr 10 med fem hundre nuller bak. Dermed er universet tilsynelatende uendelig, men hvert enkelt univers er samtidig avgrensa i tid og rom. Det finnes ikke vitenskapelig belegg foe denne hypotesen om multi-universer.
Men ved å projisere en uendelig kjede av universer, der hvert enkelt univers har et (ulikt og ikke-observerbart) start- og sluttpunkt, «løser» man problemet med når tida begynte og verden ble til. Ved å støtte seg til M-teorien kunne Hawking fortsette å forsvare Big Bang uten dermed å gå god for bibelske eller andre skapelsesberetninger.
Tidligere i sin karriere, blant annet i A Brief History of Time, antydet Stephen Hawking en ytre Gud som universets skaper. Han sjokkerte mange kreasjonister da han gikk bort fra dette i boka The Grand Design. Tittelen hentyder til kreasjonistenes påstand om at en himmel og jord som har gitt opphav til noe så unikt som mennesket må være resultat av «Intelligent Design», det vil si et guddommelig skaperverk.
«Det er ingen grunn til å påkalle Gud for å komme med plantegningen for å skape universet», innvendte Hawking. «Ettersom tyngdekraftloven eksisterer, så kan og vil universet skape seg selv ut av intet. Spontan skapelse er grunnen til at noe eksisterer, i stedet for ingenting. Derfor eksisterer universet, derfor eksisterer vi.» (The Grand Design, kap. 8.)
Ut fra alminnelig logikk holder en sånn «forklaring» ikke mål. Det er et religiøst postulat så godt som noe, bare med fravær av en gud.
Tyngdekraften virker mellom objekter, masser som gjensidig tiltrekker hverandre. En grunnleggende naturlov som tyngdekraften blir meningsløs når disse massene ikke er til stede. Skaper også tyngdekraften seg sjøl ut fra «ingenting»? Og hvis tyngdeloven var virksom allerede før «skapelsen», når ble så den skapt? Sånne spørsmål forblir ubesvart.
Materialismens (dialektiske) synspunkt er at bevegelse ikke kan forekomme uten materie, og at alt som beveger seg må være materie i bevegelse.
Materie oppstår ikke fra ingenting. Materialismens (dialektiske) synspunkt er at bevegelse heller ikke kan forekomme uten materie, og at alt som beveger seg må være materie i bevegelse. Skjønt Hawking ønsket å framstå som materialist (eller realist, som han kaller det), så uttrykker han både her og andre steder den eldgamle idealistiske forestillinga om bevegelse uten materie og en materie som oppstår fra intet.
Stephen Hawkings avvisning av en overnaturlig skaperkraft er kort fortalt lite overbevisende. Allerede med tittelen The Grand Design antyder han at det i utgangspunktet forelå en «plantegning» eller tanke bak det vi kaller universet.
Hjernespinn og sjølmotsigelser
Hjernen er et fantastisk organ for å bearbeide menneskelig kunnskap. Men naturen og universet er objektive fenomener som hjernen bare kan gjenspeile mer eller mindre presist. Kosmos eksisterer helt uavhengig av våre tankekonstruksjoner om tid og rom.
Istedenfor den reelt eksisterende virkeligheten snakket Hawking om det han kalte «modellavhengig realisme: ideen om at en fysisk teori eller verdensoppfatning er en (matematisk) modell og et sett av regler som forbinder elementene i modellen med observasjoner».
Denne modellavhengige realismen innebærer at den ene forklaringsmodellen kan være like god som den andre. Beviset for dette skal være at en gullfisk som stirrer ut fra sin glassbolle, har en oppfatning av virkeligheten som er nyttig for fisken (eller andre) som befinner seg i sjølve glassbollen, mens den ikke vil være til nytte for den som befinner seg utenfor – og som dermed har behov for en annen modell. Begge modeller er nyttige, hver på sitt vis.
Hawking motsier seg sjøl når han på den ene sida mener at vi snart har funnet en teori om alt som er i stand til å beskrive den objektive virkeligheten fullt ut, samtidig som han benekter at det kan finnes én, allmengyldig objektiv virkelighet.
Umiddelbart virker det som om det er modellen som ligger til grunn for virkeligheten og ikke omvendt. Slik erstatter Hawking det opprinnelige filosofiske begrepet metafysikk (studiet av naturen) med måten begrepet ofte blir brukt på i dagligtale: som noe ubegripelig eller evig ufattbart.
Klassisk vitenskapsteori går ut på at det eksisterer en ytre verden med bestemte fysiske egenskaper og verdier, helt uavhengig av hvordan en observatør oppfatter eller fortolker denne virkeligheten. Både observatøren og det som blir observert er faktisk eksisterende. Bestanddelene i denne verden eksisterer sjøl om observatøren ikke er i stand til å oppfatte eller se dem; det gjelder også dersom observatøren fortolker dem som noe annet enn det de faktisk er. Målet for våre undersøkelser og teorier er å tilnærme oss en sannest mulig beskrivelse av denne objektive virkeligheten og gi den målbare og mest mulig presise verdier.
Kvantefysikk og forvirring
Omvendt med den ubegripelige kvantefysikken. Den danske atomfysikeren Niels Bohr sa det slik: «Hvis du ikke er forvirra av kvantefysikken, så har du ikke virkelig forstått den!» Med delvis støtte i Einsteins spesielle og omdiskuterte relativitetsteori sier kvantefysikken at en partikkel ikke kan ha en bestemt fart eller en bestemt posisjon før disse verdiene er registrert av en observatør. Det er ifølge denne tilnærmingsmåten observatøren som avgjør om et fenomen eksisterer eller ikke. Den logiske forlengelsen av denne subjektivismen er at jorda må ha vært flat helt fram til da de gamle grekerne gjennom observasjon kom til at den måtte være rund.
Helt siden 1930-tallet har retninger innen kvantefysikken påstått at verdens eksistens er avhengig av at det finnes mennesker som kan oppfatte den. Verden eksisterer følgelig ikke uavhengig av oss, den er til for menneskets skyld. Innholdsmessig er dette nøyaktig det samme idealistiske våset som de fleste religioner bygger på.
Fysikeren Robert Lanza løftet kvantemekanikken opp på makronivå. Med sin «biosentrisme» trakk han slutningen at kvantefysikk beviser at vi har et liv etter døden. Grunnen skal være at vi bare er opplært til å tro at vi dør, og ved at vi «frigjør» oss fra forestillinger om tid og rom som beveger seg i en bestemt retning, er vi egentlig udødelige. I likhet med Hawking bruker Lanza det såkalte dobbeltspalteeksperimentet[4] til å begrunne sine hypoteser om en ikke-lineær utvikling, og som hos Hawking er flere parallelle univers en del av teorien.
Innholdet i denne tankegangen er at verden er sånn som vi modellerer den i vårt hode. Der er sjølsagt riktig at det er våre sanseorganer og den menneskelige hjernen som prosesserer en modellbeskrivelse av virkeligheten. Men denne modellbeskrivelsen vil aldri bli mer enn tilnærmet riktig. Den objektive virkeligheten eksisterer uavhengig av våre mer eller mindre fullkomne «modeller», og våre modeller kan ikke omforme den objektive virkeligheten. Det eneste vi kan «omforme» er hvordan vi lar denne virkeligheten bli gjenspeilt i vår egen hjerne.
Materialisme lar seg ikke forene med idealisme
Hawking mente at to eller flere ulike teorier kan beskrive samme fenomen og trakk fram Einsteins påvisning av lysets dualitet som eksempel på at både Newtons partikkelteori og Huygens bølgeteori viste seg å stemme. Men det betyr ikke at begge står seg som separate «modeller», og i hvert fall ikke at begge er like sanne. Newtons partikkelteori ble forkastet fordi den kunne forklare alt unntatt lysets bøyning og interferens. Huygens bølgeteori ble forkastet da teorien om en lyseter som bølgene beveget seg i, ble oppgitt. Siden kom Maxwells teori om elektromagnetisme, som så igjen har blitt modifisert av kvantefysikken til man har endt opp med en ny teori om lyset som fotoner (partikler) som er elektromagnetiske bølger på samme tid.
Med sin omfavnelse av «modellavhengig realisme» forsøker Hawking å forene materialisme med idealisme: «Modellavhengig realisme kortslutter hele krangelen og diskusjonen mellom den realistiske og den anti-realistiske tankeretninga», skriver han. Med realisme mener han filosofisk materialisme, med anti-realisme filosofisk idealisme. Siden Hawking har erklært filosofien for død, bruker han ikke disse begrepene.
Filosofien er ikke mer død enn at de samme grunnleggende spørsmålene som Hawking reiser har vært gjenstand for filosofisk strid og debatt i flere hundre år, og fortsetter med å være det. Friedrich Engels forsvarte iherdig materialismen mot både idealister, kvasi-materialister og agnostikere, som i hans berømte «Anti-Dühring». Det samme gjorde Vladimir Iljitsj Lenin i verket «Materialisme og empirio-kritisisme» som er et oppgjør med den østerrikske fysikeren og filosofen Ernst Mach og hans utenlandske tilhengere, blant andre russeren Bogdanov. [5]
«Ifølge Bogdanov tilpasser ulike former for rom og tid seg til menneskets erfaring og dets oppfatningsevne», skrev Lenin og fortsatte: «Faktisk er sannheten omvendt: Vår "erfaring" og vår oppfatning tilpasser seg mer og mer til objektivt eksisterende rom og tid, og gjenspeiler dem stadig mer riktig og grundig.» (Lenin: Materialisme og empirio-kritisisme)
Kvantefysikk og M-teori
Ettersom Hawking kom til at ingen enkeltstående matematisk modell eller teori kan gi en objektiv bekrivelse av alle sider ved universet, endte han opp med å feste lit til spindelvevet av til dels motstridende teorier som har fått navnet M-teori.
Den bygger på kvanteteorier som hevder at universet ikke har en bestemt historie, men et utall mulige forstadier. Alle tenkelige versjoner av universet eksisterer ifølge denne på en og samme tid i det som blir kalt en superkvanteposisjon.
Kvantefysikken formidler en rekke hypoteser som kolliderer med logikk og all sunn fornuft, noe Hawking sjøl medgir. Den ble først utvikla på 1920-tallet fordi klassisk vitenskapsteori ikke kunne gi en fullgod forklaring på partikkelbevegelser og fenomener på subatomisk nivå. Dette var starten på at man kullkastet det som i århundrer har vært grunnlaget for all vitenskap: at kunnskap om verden og universet forutsetter direkte observasjon.
I moderne partikkelfysikk er det ikke samme krav til observasjon. I mange tilfeller konkluderer man på grunnlag av det som ikke er observert – for eksempel at et manglende signal i en partikkelstrøm blir definert som et faktisk eksisterende fysisk fenomen – som for eksempel et boson eller et «felt».
Sjansene for å ta feil dobles ytterligere med modellavhengig realisme. Hvis to helt ulike teorier begge mener å ha forutsagt at et bestemt signalavbrudd bekrefter eksistensen av en usynlig og ikke-observerbar partikkel, så kan man fritt velge den teorien man synes passer best. Begge er like sanne.
Logikk og absurditeter
Vitenskapsteori er todelt. En ting er sjølve matematikken, en annen ting er hvordan de matematiske ligningene blir fortolket. Disse fortolkningene innenfor kosmologien og partikkelfysikken har de siste femti år blitt stadig villere og mer absurde.
Noen av disse forestillingene har Hawking stått for. Lenka til rullestolen som han var, er det kanskje forståelig at han kom til at universet kan forstås reint matematisk, gjennom ligninger og rein deduksjon. Det vil si uten den avgjørende faktoren for at man kan snakke om vitenskap: observasjon, etterprøving og empiriske bevis.
For Stephen Hawking gjaldt ikke intuitiv logikk basert på virkeligheten fordi
«… virkeligheten er et bilde hvor mange forestillinger som er grunnleggende for vår intuitive forståelse av virkeligheten ikke lenger har mening».
Det er uklart hva han egentlig legger i dette, men det er nærliggende å tolke utsagnet som at det vi oppfatter som virkeligheten er en mer eller mindre usann gjenspeiling av våre tanker og modeller av denne virkeligheten. En materialist ville hevde det motsatte: At våre teorier og modeller er en tilnærmet gjenspeiling av den objektive virkeligheten, en teoretisk gjenspeiling som kommer stadig nærmere sannheten etter hvert som vi øker vår egen kunnskap og forståelse.
Erfaring er basis for kunnskap
Med dette og lignende utsagn mener Hawking at vi ved logisk deduksjon kan finne ut av hvordan universet tok form. Verden kan begripes med den reine fornuft.
«All kunnskap om virkeligheten begynner og slutter med erfaring.» (Einstein.)
Einstein mente noe annet. «Reint logisk tankevirksomhet kan ikke gi oss kunnskap om den empiriske verden», sa han i 1933, og la til: «All kunnskap om virkeligheten begynner og slutter med erfaring.»
Det er modellen, matematikken og logikken den representerer som er fundamentet hos Hawking. Observasjon og empiri skal helst svare til de matematiske modellene. Men i klassisk vitenskap forholder det seg omvendt: Matematiske modeller, deduksjon og observasjon skal brukes til å bekrefte eller avkrefte observasjoner og hypoteser som er bygd på grunnlag av disse observasjonene.
Hawking og andre partikkelfysikere og strengteoretikere minner ikke så reint lite om astronomen og matematikeren Klaudios Ptolemaios (ca. 100–168 evt.). Hans verdensbilde skildret et univers hvor sola og planetene gikk i perfekte sirkler og vakre geometriske baner. Når observasjoner viste at planetbevegelsene ikke stemte overens med teorien, lagde han kompliserte matematiske formler for å forklare disse avvikene, uten å forkaste teorien.
Den feilaktige teorien som lå til grunn ble ikke forkasta før 1500 år seinere, da Johannes Kepler fant lovene for planetenes bevegelser og elliptiske baner.
Noter
[1] Hawking, Stephen; Leonard Mlodinow (2010). The Grand Design.
[2] «En forestilling om en endegyldig teori er ikke i samsvar med selve fysikkens vesen, en empirisk vitenskap basert på gradvis innsamling av data. Ettersom vi ikke har instrumenter som er i stand til å måle alle sider ved naturen, så kan vi aldri være sikre på at vi har en endelig teori», kommenterte for eksempel den brasilianske fysikeren og astronomen Dr. Marcelo Gleiser i sin artikkel "Hawking og Gud: Et intimt forhold".
[3] Tittelen på innlegget er «Krigen i Syria må ta slutt» og kan leses som en oppfordring til at «vi» må intervenere i Syria for å redde menneskehetens eksistens.
[4] Dobbetspalteeksperimentet var et eksperiment tidlig i det 20. århundre som angivelig bekreftet materiens bølgenatur, det vil si at sub-atomære partikler (elektroner og fotoner) sendt gjennom en eller to parallelle spalter viste et interferensmønster som er typisk for bølger.
[5] Bortsett fra fremragende vitenskapelige oppdagelser (En Mach betegner lydhastigheten) hevdet Mach ideen om at det er våre sanseoppfatninger som er «sanne» og ikke den objektivt eksisterende virkeligheten. Lenins verk «Materialisme og empriokritisisme» fra 1909 er i stor grad rettet mot Machs teorier.