Året 2005 var som bekant utlyst till ”Fysikens år” där speciellt Albert Einstein hade en framträdande roll. Härtill bidrog förstås den centrala roll Einstein spelat i den moderna fysikens utveckling samt att det förflutit 100 år sedan han år 1905 publicerade sina revolutionerande idéer.

Av Einsteins skapelser är det kanske relativitetsteorin som främst fascinerat såväl allmänheten, fysiker och filosofer. Relativitetsteorin handlar ju om våra mest grundläggande begrepp såsom rum och tid. Ett av de mera gäckande problem man kan tänka sig handlar om tiden – varför verkar tiden ”flyta” framåt? Varför förefaller det finnas en ogenomtränglig mur mellan ”igår” och ”imorgon”, att det som varit har varit och aldrig kan upprepas? Är tiden ens verklig?

Relativitetsteorin ger inte svar på dylika frågor men det oaktat har den konsekvenser för vår förståelse av tiden. Teorin visar att varje ting definierar en egen lokal ”egentid” och att det därför inte är givet att tiden är den samma och lika överallt. Detta illustreras av den klassiska ”tvillingparadoxen”. Det finns två tvillingar, säg Castor och Pollux, varav Pollux är en astronaut som beger sig till en stjärna, säg Alpha Centauri på ca 4,4 ljusårs avstånd, och återkommer efter 10 år. Då har Castor åldrats 10 år medan Pollux har åldrats endast ca 5 år. Innan de skiljs är deras egentider synkroniserade men Pollux’s fram-och-tillbaka resa gör att deras egentider hamnar i otakt. Detta följer av att egentidens förlopp beror på ens trajektoria genom rumtiden.

Einstein generaliserade sin teori år 1915 (den allmänna relativitetsteorin, ART) och visade att egentidens förlopp även påverkas av massa och energi, samt att ett utryck för denna påverkan är det vi kallar för gravitation, eller tyngdkraft.

Döda inte farfar!

Det bör påpekas att relativitetsteorin inte bara är ”abstrus” teori. Satellitnavigeringssystemet GPS måste beakta att de geostationära satelliternas atomklockor följer en egentid vilken genom den relativa hastigheten och gravitationens inflytande drar efter med ca 38 mikrosekunder per dag jämfört med jordbaserad tid (satelliten kan jämföras med astronauten Pollux). Ifall inte denna tidsförskjutning beaktas leder det till en ackumulerande avvikelse på ca 11 km per dag.

Michael Lockwood är en analytisk filosof från Oxford (Green College) som tidigare gjort sig bemärkt genom en skarpsinnig filosofisk granskning av kvantmekaniken (Mind, Brain, and the Quantum, 1989), en teori där Einstein också var en av pionjärerna. Lockwoods utgångspunkt är att medan fysikens abstrakta teorier endast beskriver strukturer (form) är det genom förnimmelser (”qualia”) och medvetande som själva den fysikaliska verklighetens innehåll, det som Kant kallade tinget-i-sig, kommer till kännedom. Ur Lockwoods synvinkel är den ortodoxa atom-materialismen förlegad. Qualia är inte sekundär utan i en viss mening primär enär det är det enda som vi har så att säga direkt tillgång till. Atomers och galaxers existens är något som vi endast deducerar oss till via teori och observationer.

I sin senaste bok är det tiden och relativitetsteorin som är i fokus. Lockwood har speciellt fascinerats av möjligheten av tidsresor som i princip kan vara möjliga enligt Einsteins teori. Tidsresor leder emellertid till klassiska filosofiska och logiska problem. Antag nämligen att man reser tillbaka i tiden, då öppnar sig den morbida möjligheten att man kan döda sin farfar eller till och med en yngre version av sig själv. Men hur kunde man då överhuvudtaget företa tidsresan om man dött redan tidigare eller aldrig funnits? Logikern och matematikern Kurt Gödel som 1949 var den första att påvisa möjligheten av tidsresor inom ART ansåg att ”farfarsparadoxen” innebär att det måste finnas en fysisk lag som förhindrar en att ändra den tidigare historien på ett sätt som strider mot det faktum att jag existerar i framtiden.

Parallella världar

Lockwood diskuterar också en annan version kallad ”kunskapsparadoxen”. Antag att Einstein fick sina idéer 1905 av en mystisk besökare från framtiden som visar honom Einsteins framtida artiklar där han framlagt sina revolutionerande teorier. När Einstein ser dessa begriper han genast lösningen på gåtorna han grubblat över sedan skoltiden och sätter sig ned och skriver sina revolutionerande artiklar. Men varifrån kom då idéerna ursprungligen? A får kunskapen från B som får den från A – vi verkar hamna i ett cirkelresonemang.

Lockwood anser att det måste finnas en princip som förbjuder dylika ”gratis luncher”, men i övrigt ser han inget logiskt hinder för den typ av tidsresor som förekommer t.ex. i filmen Terminator (där man reser tillbaka i tiden för att rädda världen från en kommande katastrof).

I samarbete med fysikern David Deutsch har han utvecklat idéer om tidsresor mot bakgrunden av en speciell tolkning av kvantmekaniken som kallas mångvärldars- tolkningen lanserad av Hugh Everett 1957. Enligt denna tolkning utgörs ”multiversum” av en mängd parallellvärldar. Det som vi i ett givet ögonblick uppfattar som verklighet är en av dessa parallellvärldar. När vi reser tillbaka i tiden är det således inte nödvändigtvis till den samma parallellvärld där vi befunnit oss tidigare i vår historia. Det ”jag” vi möter där är därför endast en snarlik ”kopia” av oss själva i en värld som endast liknar vår tidigare värld.

Lockwood tar ytterligare ett steg och förknippar själva medvetandet som en del av den process där jagets aktuella värld väljs ut bland parallellvärldarna.

Denna typs filosofiska tidsproblematik utmynnar i en diskussion om begreppet determinism och kausalitet. Om allting är förutbestämt – relativitetsteorin kan sägas ha framhävt bilden av universum som en färdigt fixerad historia – vad finns det då för rum för den fria viljan och tron på den egna handlingens betydelse? Implicerar detta en total fatalism? Emellertid eftersom vi inte känner till framtiden så är det rationellt att försöka handla på ett sätt som har konsekvenser som vi kan tro att är förenliga med en önskvärd framtid. Sett ur mångvärldarperspektivet är det själva handlingen (eller dess uteblivande) som aktualiserar vår verklighet.

Michael Jordan och fladdermössen

Lockwood behandlar många filosofiskt intressanta problem i fysiken såsom tiden, entropi, svarta hål och annat som brukar stå på popularisatörers meny, men Lockwoods framställning har en helt annan skärpa och djup än man vanligen påträffar i populärvetenskaplig litteratur. Lockwood är helt enkelt seriös i sin behandling och han presenterar resultatet av sina egna omsorgsfulla analyser. Det är alltså inte bara referat av vad andra tänkt och sagt.

I mitt tycke ett av de intressantaste avsnitten handlar inte direkt om fysik utan om vad som på engelska kallas ”the specious present” eller ”perceptual moment”. Detta är en sorts minsta tidsenhet, ett ”ögonblick” inom vilken man kan uppfatta en företeelse som en helhet vilken ej ännu är uppdelad i förflutet och kommande. Ett exempel är observationen av ett stjärnfall som uppfattas som en helhet men som man inte hinner reflektera över innan det förbiilande ögonblicket har avklingat.

Lockwood förmodar att längden på perceptionsögonblicket i regel är omkring en sekund. Men kanske vissa människor har kortare ”ögonblick”? Basketspelaren Michael Jordan förklarade sin skicklighet i att dribbla bort sina motståndare med att tiden verkade sakta in och motspelarna röra sig i slow motion. Lockwood kopplar ihop detta fenomen med en egenhet hos fladdermöss som forskare kallar ”time expansion” – tidsförstoring. Ungefär som en lins kan förstora optiska detaljer tänker man sig att hjärnan vid behov kan öka processeringshastigheten och stycka tiden i mindre delar. Fladdermöss som vid navigering med hjälp av ultraljud kräver blixtsnabba reaktioner uppskattas kunna öka sin ”tidsresolution” sextonfalt.

Vidare har man upptäckt att själva medvetandet förefaller vara kopplat till en sorts synkroniserad aktivitet hos hjärnans nervceller som pulserar med en frekvens kring 45 pulser per sekund – s.k. thalamokortikala oskillationer. Kanske dessa oskillationer också bestämmer hur snabbt man kan uppfatta tiden och att de i vissa situationer accelererar, eller till och med kan påverkas av droger?

Lockwoods bok är något för den som intresserar sig för tidens filosofiska problematik i ljuset av den moderna forskningen. Några speciella förkunskaper behövs inte men självfallet nog intresse och förmåga att sätta sig in i nya tankegångar och abstrakta idéer.

Michael Lockwood: The Labyrinth of Time. Introducing the Universe. Oxford University Press 2005. 405 sidor.