Tid: Det første kvantebegreb

David Deutsch

Like as the waves make towards the pebbled shore,
So do our minutes hasten to their end;
Each changing place with that which goes before,
In sequent toil all forwards do contend.

William Shakespeare (Sonnet 60)

Indhold:

Fornuftens tidsbegreb
Rumtiden
Multiverset
Kvante-tidsbegrebet
Terminologi
Sammendrag

Selv om den er en af de mest velkendte egenskaber ved den fysiske verden, betragtes tiden som dybt mystisk. Mysteriet er del af selve det tidsbegreb, vi vokser op med. Augustin, for eksempel, sagde:

Hvad er tid så? Hvis ingen spørger mig, ved jeg det; hvis jeg ønsker at forklare det til
en der spørger, ved jeg det ikke. (Bekendelser)

Fornuftens tidsbegreb

Få folk synes, at afstand er mystisk, men alle ved, at tid er. Og alle tidens mysterier stammer fra dens grundlæggende, fornuftige egenskab, nemlig, at det nuværende øjeblik, som vi kalder 'nu', ikke er fast men bevæger sig kontinuerligt i fremtidens retning. Denne bevægelse kaldes tidens gang.
    Vi vil se, at der ikke er noget som tidens gang. Alligevel er ideen om den almindelig sund fornuft. Vi tager den så meget for givet, at den forudsættes i selve vort sprogs struktur. I A Comprehensive Grammar of the English Language, forklarer Randolph Quirk og hans medforfattere det fornuftige tidsbegreb ved hjælp af diagrammet i Figur 1.

FIGUR 1. Det fornuftige tidsbegreb som antages i det engelske sprog
(baseret på Quirk et al., A Comphehensive Grammar of the English Language, p. 175).

Hvert punkt på linien repræsenterer et særligt, fast øjeblik. Trekanten '' viser, hvor det 'kontinuerligt bevægelige punkt, det nuværende øjeblik', befinder sig på linien. Det antages at bevæge sig fra venstre mod højre. Nogle folk, som Shakespeare i den sonet, der er citeret ovenfor, forestiller sig særlige begivenheder som værende 'faste' og at selve linien bevæger sig forbi dem (fra højre mod venstre i Figur 1.), så øjeblikkene fra fremtiden fejer forbi det nuværende øjeblik for at blive til fortidige øjeblikke.
    Hvad mener vi med at 'man kan forestille sig tiden som en linie?' Vi mener, at på samme måde som man kan forestille sig en linie som en rækkefølge af punkter på forskellige positioner, så kan man forestille sig enhver genstand, der bevæger sig eller ændrer sig, som en rækkefølge af stillestående 'fotografier' af genstanden, et i hvert øjeblik. At sige, at hvert punkt på linien repræsenterer et særligt øjeblik, er at sige, at vi kan forestille os alle fotografierne stablet sammen langs linien som i Figur 2.

FIGUR 2. En genstand i bevægelse som en rækkefølge af 'fotografier', der bliver til nutiden et efter et.

Nogle af dem viser den roterende pil, som den var i fortiden, nogle viser den, som den vil være i fremtiden og et af dem - det, som den bevægelige i øjeblikket peger på - viser pilen, som den er nu, skønt den særlige version af pilen et øjeblik senere vil være i fortiden, fordi vil have bevæget sig videre. En genstands øjebliksversioner er kollektivt genstanden, der bevæger sig, næsten på samme måde som en rækkefølge af enkeltbilleder, der projiceres op på en skærm, kollektivt er en film. Individuelt ændrer ingen af dem sig nogensinde. Ændringen består i, at de bliver udpeget ('belyst') i rækkefølge af , der bevæger sig ('filmfremviseren') således, at de, en efter en efter tur, er i nutiden.
    Sprogforskere prøver i vore dage ikke at foretage værdi-vurderinger af, hvordan sproget bruges; de prøver kun at notere, analysere og forstå det. Derfor kan Quirk et al. på ingen måde bebrejdes kvaliteten af den teori om tiden, de beskriver. De hævder ikke, at det er en god teori. De hævder kun, og jeg mener det er korrekt, at det er vor teori. Uheldigvis er det ikke en god teori. Groft sagt er årsagen til, at den fornuftige teori om tiden er fundamentalt mystisk, at ufornuften er indbygget. Det er ikke kun fordi kendsgerningerne om den er unøjagtige. Vi vil se, at den, selv på sine egne vilkår, ikke giver mening.
    Det er måske overraskende. Vi er blevet vant til at ændre vor fornuft, så den stemmer overens med videnskabelige opdagelser. Fornuften viser sig ofte at være forkert, endda meget forkert. Men det er usædvanligt, at fornuften er nonsens i den dagligdags oplevelses forstand. Alligevel er det, hvad der er sket her.
    Betragt Figur 2. igen. Den illustrerer to entiteters bevægelse. En af dem er en roterende pil, vist som en rækkefølge af fotografier. Den anden er det bevægelige 'nuværende øjeblik', som fejer gennem billedet fra venstre mod højre. Men bevægelsen af det nuværende øjeblik er ikke vist i billedet som en rækkefølge af fotografier. Istedet udvælges et særligt øjeblik af , fremhævet med mørkere linier og unikt mærket '(nu)'. Selv om 'nu' af billedteksten siges at bevæge sig tværs over billedet, er der kun vist ét fotografi af det, i ét bestemt øjeblik.
    Hvorfor? Trods alt er hele pointen med dette billede at vise, hvad der sker over en længere periode, ikke kun i ét øjeblik. Hvis vi ønskede, at billedet kun skulle vise et øjeblik, havde vi heller ikke behøvet at vise mere end ét fotografi af den roterende pil. Billedet skal forestille at vise den fornuftige teori, at enhver genstand, der bevæger sig eller ændrer sig, er en rækkefølge af fotografier, et for hvert øjeblik. Så hvis bevæger sig, hvorfor viser vi så ikke en række fotografier af den også? Det enkelte fotografi, der er vist, kan kun være et af mange, som ville findes, hvis dette var en sand beskrivelse af, hvordan tiden virker. Faktisk er billedet positivt misvisende, som det er: det viser, at ikke bevæger sig men kommer til stede et bestemt øjeblik og derefter straks ophører med at eksistere. Hvis det var sådan, ville det gøre 'nu' til et fast øjeblik. Det gør ingen forskel, at jeg har tilføjet et mærke 'Bevægelse af det nuværende øjeblik' og en punkteret pil for at vise, at bevæger sig til højre. Det selve billedet viser og det Quirk et al.s diagram (Figur 1) også viser er, at aldrig når andre øjeblikke end det fremhævede.
    Det bedste man kan sige om Figur 2 er, at det er et hybridt billede, som fordrejet illustrerer bevægelse på to forskellige måder. Med hensyn til pilen, der bevæger sig, illustrerer det den fornuftige teori om tiden. Men det erklærer kun, at det nuværende øjeblik bevæger sig, mens det illustrerer det som uden bevægelse. Hvordan burde vi ændre billedet, så det illustrerer den fornuftige teori om tiden med hensyn til bevægelsen af det nuværende øjeblik såvel som pilens bevægelse? Ved at medtage flere fotografier af '', et for hvert øjeblik, som hver viste hvor 'nu' var i det øjeblik. Og hvor er det? Det er indlysende, at i hvert øjeblik er 'nu' det øjeblik. Ved midnat, for eksempel, skal '' pege på fotografiet af pilen taget ved midnat; kl. 0100 skal den pege på 0100 fotografiet og så videre. Derfor bør billedet se ud som Figur 3.

FIGUR 3. I hvert øjeblik er 'nu' det øjeblik.

Dette ændrede billede viser bevægelse tilfredsstillende, men vi står nu med et alvorligt begrænset tidsbegreb. Den fornuftige ide om, at en genstand i bevægelse er en rækkefølge af øjebliksversioner af sig selv, forbliver, men den anden fornuftige ide - om at tiden går - er forsvundet. I dette billede er der intet 'kontinuerligt bevægeligt punkt, det nuværende øjeblik', som fejer gennem de faste øjeblikke et efter et. Der er ingen proces ved hvilken, et fast øjeblik begynder i fremtiden, bliver til nutiden og så henvises til fortiden. De mange forekomster af symbolerne og '(nu)' udmærker ikke længere ét øjeblik frem for andre og er derfor overflødige. Billedet ville illustrere den roterende pils bevægelse lige så godt, hvis de blev fjernet.
    Så der er ikke noget enkelt 'nuværende øjeblik', undtagen subjektivt. Ud fra en observatørs synspunkt, i et bestemt øjeblik, skiller det øjeblik sig faktisk ud og kan unikt kaldes 'nu' af den observatør, præcis på samme måde som en hvilken som helst position i rummet skiller sig ud som 'her' ud fra en observatørs synspunkt på den position. Men objektivt er intet øjeblik privilegeret som værende mere 'nu' end de andre, på samme måde som ingen position er privilegeret som værende mere 'her' end andre positioner. Det subjektive 'her' kan bevæge sig gennem rummet, når observatøren bevæger sig. Bevæger det subjektive 'nu' sig på samme måde gennem tiden? Er Figur 1 og 2 alligevel korrekte, illustrerer de tiden fra en observatørs synspunkt i et bestemt øjeblik? Bestemt ikke. Selv subjektivt bevæger 'nu' sig ikke gennem tiden. Det siges ofte, at nutiden forekommer at bevæge sig fremad i tiden, fordi nutiden kun defineres relativt til vor bevidsthed og vor bevidsthed fejer fremad gennem øjeblikkene. Men vor bevidsthed gør ikke og kan ikke gøre det. Når vi siger, at vor bevidsthed 'forekommer' at passere fra et øjeblik til det næste, udtrykker vi blot den fornuftige teori om tidens gang. Men det er ikke mere fornuftigt at forestille sig et enkelt 'øjeblik, som vi er bevidste om', der bevæger sig fra et øjeblik til et andet, end det er, at forestille sig et enkelt nuværende øjeblik, eller noget andet, der gør det. Intet kan bevæge sig fra et øjeblik til et andet. Overhovedet at eksistere i et særligt øjeblik betyder at eksistere dér for evigt. Vor bevidsthed eksisterer i alle vore (vågne) øjeblikke.
    Det skal indrømmes, at forskellige fotografier af observatøren opfatter forskellige øjeblikke som 'nu'. Men det betyder ikke, at observatørens bevidsthed - eller nogen anden entitet der bevæger sig eller ændrer sig - bevæger sig gennem tiden, som det nuværende øjeblik antages at gøre. De forskellige fotografier af observatøren er ikke i nutiden efter tur. De er ikke bevidste om deres nutid efter tur. De er alle bevidste og subjektivt er de alle i nutiden. Objektivt er der ingen nutid.
    Vi oplever ikke at tiden går eller passerer. Det vi oplever er forskellene mellem vore nuværende sansninger og vore nuværende minder om tidligere sansninger. Vi tolker disse forskelle, korrekt, som vidnesbyrd om, at universet ændrer sig med tiden. Vi tolker dem også, forkert, som vidnesbyrd om, at vor bevidsthed, eller nutiden, eller noget, bevæger sig gennem tiden.
    Hvis nutidens bevægelse på uansvarlig måde pludselig holdt op med at bevæge sig en dags tid eller to og så igen begyndte at bevæge sig med ti gange større hastighed end tidligere, hvad ville vi så være bevidste om? Intet særligt - eller snarere giver det spørgsmål ingen mening. Der er intet, som kunne bevæge sig, stoppe eller gå. Der er heller intet, som med mening kunne kaldes tidens 'hastighed'. Alt, hvad der eksisterer i tiden, antages at tage form af uforanderlige fotografier, som er stablet langs tidslinien. Det inkluderer alle observatørers bevidste oplevelser, inkluderende deres fejlagtige intuition om, at tiden 'går'. De kan forestille sig en 'nutid, der bevæger sig' langs linien, stoppende og startende, eller endda gående baglæns eller helt ophørende med at eksistere. Men at forestille sig det, får det ikke til at ske. Intet kan bevæge sig langs linien. Tiden kan ikke gå.
    Ideen om tidens gang forudsætter faktisk eksistensen af en anden slags tid, uden for den fornuftige rækkefølge-af-øjeblikke tid. Hvis 'nu' virkelig bevægede sig fra et af øjeblikkene til et andet, måtte det være med hensyn til denne ydre tid. Men at tage det alvorligt fører til uendelig regres, for så skulle vi forestille os selve den ydre tid som en rækkefølge af øjeblikke, med sin eget 'nuværende øjeblik', der bevægede sig i forhold til en endnu mere ydre tid - og så videre. På hvert trin ville tidens gang ikke give mening, medmindre vi tilskrev den strømmen af en ydre tid, ad infinitum. På hvert trin ville vi have et begreb, som ikke gav mening; og hele det uendelige hierarki ville heller ikke give mening.
    Oprindelsen til denne form for fejltagelse er, at vi er vant til, at tiden er ydre rammer for enhver fysisk entitet, vi tænker på. Vi er vant til at forestille os enhver fysisk genstand som værende potentielt foranderlig og derfor som eksisterende som en rækkefølge af versioner af sig selv i forskellige øjeblikke. Men selve rækkefølgen af øjeblikke, som i billeder som Figurerne 1-3, er en særlig entitet. Den eksisterer ikke inden for tidens rammer - den er tidens rammer. Da der ikke er nogen tid uden for den, er det usammenhængende at forestille sig, at den ændrer sig eller eksisterer i mere end én version af rækkefølge. Dette gør sådanne billeder svære at fatte. Selve billedet eksisterer, som enhver anden fysisk genstand, i en tidsperiode og består af mange versioner af sig selv. Men det billedet afbilder - nemlig rækkefølgen af versioner af noget - eksisterer kun i én version. Intet akkurat billede af tidens rammer kan være et bevægeligt eller foranderligt billede. Det skal være statisk. Men der er en indbygget psykologisk vanskelighed med at begribe dette. Selv om billedet er statisk, kan vi ikke forstå det statisk. Det viser en rækkefølge af øjeblikke samtidig på siden og for at forbinde det med vor erfaring, må vor opmærksomheds fokus bevæge sig langs rækkefølgen. For eksempel kunne vi se på ét fotografi og antage, at det repræsenterer 'nu' og et øjeblik senere se på et fotografi til højre for det og tænke på det som repræsenterende det nye 'nu'. Så har vi en tendens til at forveksle den virkelige bevægelse af vor opmærksomheds fokus hen over det blotte billede med den umulige bevægelse af noget gennem virkelige øjeblikke. Det sker nemt.
    Men der er mere ved dette problem end vanskeligheden med at illustrere den fornuftige teori om tiden. Selve teorien indeholder en væsentlig konflikt: den kan ikke beslutte sig for om nutiden, objektivt, er et enkelt øjeblik eller mange - og derfor, for eksempel, om Figur 1 afbilder ét øjeblik eller mange. Fornuften ønsker, at nutiden er et enkelt øjeblik, så tiden tillades at gå - så det tillades, at nutiden fejer gennem øjeblikkene fra fortid til fremtid. Men fornuften ønsker også, at tiden er en rækkefølge af øjeblikke, hvor al bevægelse og ændring består af forskelle mellem versioner af en entitet i forskellige øjeblikke. Og det betyder, at øjeblikkene selv er uforanderlige. Så et bestemt øjeblik kan ikke blive til nutiden, eller ophøre med at være nutiden, for dette ville være ændringer. Derfor kan nutiden ikke, objektivt, være et enkelt øjeblik.
    Grunden til at vi klamrer os til disse to inkompatible begreber - nutiden, der bevæger sig og rækkefølgen af uforanderlige øjeblikke - er, at vi behøver dem begge eller snarere, at vi tror vi gør. Vi anvender til stadighed dem begge i dagligdagens liv, dog ikke helt i samme åndedrag. Når vi beskriver hændelser, siger hvornår ting sker, tænker vi ved hjælp af en række uforanderlige øjeblikke; når vi forklarer hændelser som årsag og virkning af hinanden, tænker vi ved hjælp af nutidens bevægelse.
    Når vi, for eksempel, siger, at Faraday opdagede elektromagnetisk induktion 'i 1831', tilskriver vi den hændelse et bestemt område af øjeblikke. Det vil sige, at vi specificerer på hvilket sæt fotografier, i det lange bundt fotografier af verdenshistorien, den opdagelse kan findes. Der er ingen tidens gang involveret, når vi siger, hvornår noget skete, på samme måde, som ingen 'afstandens gang' er involveret, hvis vi siger hvor, det skete. Men så snart vi siger, hvorfor noget skete, anvender vi tidens gang. Hvis vi siger, at vi delvist skylder Faraday vore elektriske motorer og dynamoer og at efterdønningerne af hans opdagelse mærkes til i dag, tænker vi på et billede af, at dønningerne begyndte i 1831 og at de kontinuerligt fejer gennem rækkefølgen af alle øjeblikke i resten af det nittende århundrede og så når det tyvende århundrede og forårsager ting, som at kraftværker kommer til stede dér. Hvis vi ikke er forsigtige, forestiller vi os, at det tyvende århundrede i begyndelsen 'endnu ikke er påvirket' af denne monumentale begivenhed fra 1831 og så bliver 'ændret' af dønningerne, når de fejer forbi på vej til det enogtyvende århundrede og så videre. Men vi er sædvanligvis forsigtige og vi undgår den usammenhængende tanke ved aldrig at bruge de to dele af den fornuftige tidsteori samtidigt. Kun når vi tænker på selve tiden, gør vi det og så måber vi over mysteriet ved det hele! Måske er 'paradoks' et bedre ord end mysterium, for vi har her en åbenbar konflikt mellem to tilsyneladende selvindlysende ideer. De kan ikke begge være sande. Vi vil se, at ingen af dem er sande.

Rumtiden

Vore fysikteorier er, ulig fornuften, sammenhængende og dette opnåede de først ved at droppe ideen om tidens gang. Det skal indrømmes at fysikere taler om tidens gang, ligesom alle andre gør det. For eksempel skrev Newton i sin bog Principia, hvori han fremsætter principperne for newtonsk mekanik og gravitation:

Absolut, sand og matematisk tid, strømmer af sig selv og ved sin egen natur,
konstant uden relation til noget ydre.

Men Newton gør klogeligt intet forsøg på at oversætte sin forsikring om at tiden strømmer til matematisk form eller at udlede nogen konklusion fra den. Ingen af Newtons fysiske teorier henviser til tidens gang. Ingen efterfølgende fysisk teori har heller henvist til, eller været kompatibel med, tidens gang.
    Hvorfor mente Newton så, at det var nødvendigt at sige, at tiden 'strømmer konstant'? Der er intet forkert ved 'konstant': man kan tolke det som betydende, at tidsmålinger er de samme for observatører på forskellige positioner og i forskellige bevægelsestilstande. Det er en fundamental forsikring (som vi, siden Einstein, ved er unøjagtig). Men den kunne nemt være fremsat, som jeg lige fremsatte den, uden at sige, at tiden strømmer. Jeg tror, at Newton med vilje brugte det velkendte sprog om tiden uden at mene dets bogstavelige betydning, på samme måde som han kunne have talt uformelt om, at Solen 'står op'. Han havde behov for, at overbringe til læseren, som begyndte på hans revolutionære arbejde, at der intet nyt eller sofistikeret var ved det newtonske tidsbegreb. Principia tilskriver mange ord, som 'kraft' og 'masse', præcise tekniske betydninger, som er noget anderledes end deres fornuftige betydning. Men de tal, der henvises til som 'tider', er helt enkelt fornuftens tider, som vi finder den på ure og kalendere og tidsbegrebet i Principia er det fornuftige.
    Men den strømmer ikke. I newtonsk fysik dukker tid og bevægelse op næsten som i Figur 3. En lille forskel er, at jeg har tegnet en rækkefølge af øjeblikke adskilt fra hinanden, men i al præ-kvantefysik er det en tilnærmelse, fordi tiden er et kontinuum. Vi skal forestille os uendeligt mange, uendeligt tynde fotografier, som kontinuerligt fylder ud mellem dem, jeg har tegnet. Hvis hvert foto repræsenterer alt i hele det rum, som eksisterer fysisk i et bestemt øjeblik, så kan vi forestille os fotografierne som værende limet sammen på fladerne, så de danner en enkelt, uforanderlig blok, som indeholder alt, hvad der sker i rum og tid (Figur 4) - det vil sige, hele den fysiske virkelighed. En uundgåelig mangel ved denne slags diagram er, at fotografierne af rummet i hvert øjeblik vises som værende todimensionalt, hvor de i virkeligheden er tredimensionale. Hvert af dem er rummet i et bestemt øjeblik. Således behandler vi tiden som en fjerde dimension, analogt med rummets tre dimensioner i klassisk geometri. Rum og tid, betragtet sammen på denne måde, som en firedimensional entitet, kaldes rumtiden.

FIGUR 4. Rumtiden, betragtet som en rækkefølge af øjeblikke.

I newtonsk fysik var denne firedimensionale geometriske tolkning af tiden valgfri, men under Einsteins relativitetsteori blev den en uundværlig del af teorien. Det er fordi observatører, der bevæger sig med forskellige hastigheder, ifølge relativiteten ikke er enige om, hvilke hændelser der er samtidige. Det vil sige, at de ikke er enige om, hvilke hændelser der burde dukke op på det samme foto. Så hver af dem opfatter rumtiden, som skåret i skiver til 'øjeblikke', på forskellig måde. Hvis de hver stablede deres fotos på samme måde som i Figur 4, ville de rumtider, de konstruerede, være identiske. Derfor er de 'øjeblikke' der vises i Figur 4, ifølge relativiteten, ikke objektive egenskaber ved rumtiden: de er kun en observatørs måde at opfatte samtidighed på. En anden observatør ville tegne 'nu' skiverne i en anden vinkel. Så den objektive virkelighed bag Figur 4, nemlig rumtiden og dens fysiske indhold, kunne vises som i Figur 5.

FIGUR 5. Rumtidsbillede af en bevægelig genstand.

Man refererer sommetider til rumtiden som 'blok universet', fordi hele den fysiske virkelighed inde i det - fortiden, nutiden og fremtiden - er fastlagt en gang for alle, frossen i en enkelt firedimensional blok. Relativt til rumtiden bevæger intet sig nogensinde. Det, vi kalder 'øjeblikke', er visse skiver gennem rumtiden og når sådanne skivers indhold er forskellige fra hverandre, kalder vi det ændring eller bevægelse gennem rummet.
    Som jeg har sagt, forestiller vi os tidens gang i forbindelse med årsager og virkninger. Vi forestiller os, at årsager kommer før deres virkninger; vi forestiller os den bevægelige nutid ankommende ved årsager, før den ankommer til deres virkninger og vi forestiller os, at virkningerne flyder fremad med det nuværende øjeblik. Filosofisk er de vigtigste årsag-og-virkning processer vore bevidste beslutninger og de konsekvente virkninger. Det fornuftige synspunkt er, at vi har fri vilje: at vi sommetider har mulighed for at påvirke fremtidige begivenheder (som vore egne legemers bevægelse) på en af flere mulige måder og at vælge hvilken der skal finde sted; hvorimod vi, modsat, overhovedet aldrig har mulighed for at påvirke fortiden. (Jeg vil diskutere fri vilje i Kapitel 13). Fortiden er fast; fremtiden er åben. For mange filosoffer er tidens gang den proces, hvori den åbne fremtid, øjeblik for øjeblik, bliver til den faste fortid. Andre siger, at de alternative hændelser, i hvert af fremtidens øjeblikke, er muligheder og at tidens gang er den proces ved hvilken, øjeblik for øjeblik, en af disse muligheder bliver aktuel (sådan at fremtiden, ifølge disse folk, slet ikke eksisterer før tidens gang rammer den og gør den til fortiden). Men hvis fremtiden virkelig er åben (og det er den!), så kan det ikke have noget at gøre med tidens gang, for der er ingen tidens gang. I rumtidens fysik (som effektivt er al før-kvantefysik, begyndende med Newton) er fremtiden ikke åben. Den er dér, med bestemt fast indhold, på samme måde som fortiden og nutiden. Hvis et særligt øjeblik i rumtiden var 'åbent' (i enhver forstand), ville det nødvendigvis forblive åbent, når det blev nutiden og fortiden, for øjeblikke kan ikke ændres.
    Subjektivt kan en given observatørs fremtid siges at være 'åben fra den observatørs synspunkt', fordi man ikke kan måle eller observere ens egen fremtid. Men åbenhed i den subjektive forstand tillader ikke valg. Hvis man har en kupon til sidste uges lotteri, men endnu ikke har fundet ud af om man har vundet, er resultatet stadig åbent fra ens synspunkt, selv om det objektivt er fast. Men, subjektivt eller objektivt kan man ikke ændre det. Ingen årsager, som ikke allerede har påvirket det, kan gøre det mere. Den fri viljes fornuftige teori siger, at sidste uge, mens man stadig havde et valg om at købe kuponen eller ej, var fremtiden stadig objektivt åben og man kunne faktisk have valgt enhver af to eller flere muligheder. Men det stemmer ikke med rumtiden. Så ifølge rumtidens fysik er fremtidens åbenhed en illusion og derfor kan årsager og fri vilje heller ikke være andet end illusioner. Vi behøver, og klamrer os til, troen på, at fremtiden kan påvirkes af nutidige begivenheder og især af vore valg; men måske er det blot vor måde at overkomme den kendsgerning, at vi ikke kender fremtiden, på. I virkeligheden foretager vi ingen valg. Selv mens vi overvejer et valg, er dets resultat allerede der, på den passende skive rumtid, uforanderligt som alt andet i rumtiden og skjult for vore overvejelser. Det forekommer, at disse overvejelser i sig selv er uforanderlige og allerede eksisterer i deres tildelte øjeblikke, før vi overhovedet kender til dem.
    At være en 'virkning' af en eller anden årsag betyder at blive påvirket af den årsag - at blive ændret af den. Når rumtidens fysik derfor nægter realiteten af tidens gang, kan den logisk heller ikke passe med de fornuftige ideer om årsag og virkning. For i blok universet er intet foranderligt: én del af rumtiden kan lige så lidt ændre en anden, som én del af en tredimensional fast genstand kan ændre en anden.
    Faktisk havde alle fundamentale teorier i æraen med rumtidsfysik den egenskab, at givet alt som skete før et givet øjeblik, bestemte fysikkens love, hvad der hændte i alle efterfølgende øjeblikke. Den egenskab, at fotografier bliver bestemt af andre fotografier, kaldes determinisme. I newtonsk fysik, for eksempel, er det sådan, at hvis man i et givet øjeblik kender position og hastighed for alle masserne i et isoleret system, som solsystemet, så kan man i princippet beregne (forudsige), hvor disse masser vil være på alle tidspunkter derefter. Man kan i princippet også beregne (tilbageskue), hvor disse masser var på alle tidligere tidspunkter.
    De fysiklove, som bestemmer et foto ud fra et andet, er den 'lim', som holder fotografierne sammen som en rumtid. Lad os forestille os selv, på magisk og umulig måde, som værende udenfor rumtiden (og derfor i vor egen ydre tid, uafhængige af tiden inde i rumtiden). Lad os skære rumtiden til fotografier af rum i hvert øjeblik, som opfattet af en særlig observatør inde i rumtiden, så blande fotografierne og lime dem sammen igen i en ny orden. Kunne vi, udefra, afgøre, at dette ikke er den virkelige rumtid? Næsten helt sikkert. For det første ville de fysiske processer i rumtiden ikke være kontinuerte. Genstande ville øjeblikkeligt ophøre med at eksistere på et sted og dukke op igen på et andet. For det andet, og vigtigere, ville fysikkens love ikke længere gælde. I det mindste ville de virkelige fysiske love ikke længere gælde. Der ville findes et andet sæt love, som tog hensyn til blandingen, eksplicit eller implicit, og beskrev den blandede rumtid korrekt.
    Så for os ville forskellen, mellem den blandede rumtid og den virkelige, være grov. Men hvad med indbyggerne? Kunne de se forskel? Her kommer vi farligt tæt på nonsens - det velkendte nonsens i den fornuftige tidsteori. Men hav tålmodighed med mig og vi vil snige os uden om nonsens. Selvfølgelig kunne de ikke se forskel. Hvis de kunne, ville de. De ville f.eks. kommentere eksistensen af afbrydelser i deres verden og udgive videnskabelige afhandlinger om dem - dvs. hvis de overhovedet kunne overleve i den blandede rumtid. Men fra vort udsigtspunkt kan vi se, at de overlever og derfor udfører deres videnskabelige papirer. Vi kan læse disse papirer og se, at de stadig kun indeholder observationer af den oprindelige rumtid. Alle optegnelser inde i rumtiden om fysiske hændelser, inkluderende dem, der er i hukommelsen og opfattelserne hos bevidste observatører, er identiske med dem, der er i den oprindelige rumtid. Vi har kun blandet fotografierne, ikke ændret dem internt, så beboerne opfatter dem stadig i den oprindelige rækkefølge.
    Så i den virkelige fysiks forstand - fysik som opfattet af rumtidens indbyggere - er al denne opskæring af rumtiden og limen sammen igen, meningsløs. Ikke kun den blandede rumtid men endda også den ikke-sammenlimede rumtid, er fysisk identisk med den oprindelige rumtid. Vi afbilder alle fotografierne limet sammen i den rigtige orden, fordi det repræsenterer de forhold mellem dem, som er bestemt af fysikkens love. Et billede af dem limet sammen i en anden orden ville repræsentere de samme fysiske hændelser - den samme historie - men ville til en vis grad misrepræsentere relationerne mellem disse hændelser. Så fotografierne har en indbygget orden, defineret ved deres indhold og af fysikkens virkelige love. Et hvilket som helst af fotografierne, sammen med fysikkens love, bestemmer ikke kun, hvad alle de andre er, det bestemmer deres orden og det bestemmer sin egen plads i rækkefølgen. Med andre ord har hvert foto et 'tidsmærke' indkodet i sit fysiske indhold.
    Sådan skal det være hvis tidsbegrebet skal frigøres fra fejlen med at trække på en overordnet tidsramme, som er ekstern i forhold til fysisk virkelighed. Tidsmærkningen af et fotografi er visningen af en slags naturligt ur, som eksisterer inde i det univers. I nogle fotografier - dem der indeholder den menneskelige civilisation, for eksempel - er der virkelige ure. I andre er der fysiske variabler - som Solens kemiske sammensætning, eller sammensætningen af alt stof i rummet - som kan betragtes som ure, fordi de kan antage bestemte, distinkte værdier på forskellige fotografier, i det mindste i et bestemt område af rumtiden. Vi kan standardisere og kalibrere dem, så de stemmer med hinanden, hvor de overlapper.
    Vi kan gendanne rumtiden ved at bruge den indbyggede orden, som bestemmes af fysikkens love. Vi kan begynde med ethvert af fotografierne. Så beregner vi, hvordan de umiddelbart foregående og efterfølgende fotografier burde se ud og vi lokaliserer disse fotografier fra den resterende samling og limer dem sammen på hver side af det oprindelige foto. Ved at gentage denne proces får vi opbygget hele rumtiden. I virkeligheden er disse beregninger for komplekse at udføre, men de er gyldige i et tankeeksperiment, hvori vi forestiller os at være frigjort fra den virkelige fysiske verden. (Strengt taget ville der i før-kvantefysik også være en kontinuert uendelighed af fotografier, så den just beskrevne proces skulle erstattes af en begrænsende proces, hvor rumtiden samles i et uendeligt antal trin; men princippet er det samme).
    Forudsigeligheden af en hændelse ud fra en anden betyder ikke, at disse hændelser er årsag og virkning. For eksempel siger teorien om elektrodynamik, at alle elektroner bærer den samme ladning. Derfor kan vi, og gør det ofte ved at bruge den teori, forudsige resultatet af en måling på en elektron ud fra resultatet af en måling på en anden. Men ingen af resultaterne var forårsaget af det andet. Faktisk er værdien af en elektrons ladning, så vidt vi ved, ikke forårsaget af nogen fysisk proces. Måske er den 'forårsaget' af selve fysikkens love (selv om fysikkens love, som vi i øjeblikket kender dem, ikke forudsiger elektronens ladning; de siger kun, at alle elektroner har samme ladning). Men i alle tilfælde er der her et eksempel på hændelser (resultater af målinger på elektroner), som er forudsigelige fra hinanden, men som ikke giver noget årsagsmæssigt bidrag til hinanden.
    Her er et andet eksempel. Hvis vi observerer, hvor et stykke af et helt samlet puslespil er og vi kender formerne på alle stykkerne og de er forbundet på den rigtige måde, kan vi forudsige, hvor alle de andre stykker er. Men det betyder ikke, at de andre stykker blev forårsaget til at være, hvor de er af, at det stykke, vi observerede, er hvor det er. Hvorvidt en sådan årsagssammenhæng er involveret afhænger af, hvordan puslespillet som helhed kom tilstede. Hvis det stykke, vi observerede, blev lagt ned først, så var det virkelig blandt årsagerne til, at de andre stykker er, hvor de er. Hvis et andet stykke blev lagt ned først, så var positionen af det stykke, vi observerede, en virkning af det, ikke en årsag. Men hvis puslespillet blev skabt ved et enkelt slag af et puslespilformet skær og aldrig har været adskilt, så er ingen af brikkernes positioner årsager eller virkninger for hinanden. De blev ikke samlet i nogen orden, men blev skabt samtidigt, på positioner således, at spillets regler allerede var fulgt, hvilket gjorde disse positioner gensidigt forudsigelige. Alligevel forårsagede ingen af dem de andre.
    De fysiske loves determinisme om hændelser i rumtiden er som forudsigeligheden af et korrekt lagt puslespil. Fysikkens love bestemmer, hvad der sker i et øjeblik ud fra, hvad der sker i et andet, fuldstændig ligesom puslespillets regler bestemmer positionen af nogle stykker ud fra andres. Men, på samme måde som med puslespillet, hvorvidt hændelserne i forskellige øjeblikke forårsager hinanden eller ej afhænger af, hvordan øjeblikkene kom der. Ved at se på et puslespil kan vi ikke sige, om det kom der ved at blive lagt stykke for stykke. Men med rumtiden ved vi, at det ikke giver mening, at et øjeblik bliver 'lagt ned' efter et andet, for det ville være tidens gang. Derfor ved vi, at selv om nogle hændelser kan forudsiges fra andre, forårsagede ingen hændelse i rumtiden nogen anden. Lad mig igen understrege, at alt dette er ifølge før-kvantefysik, hvori alt hvad der sker, sker i rumtiden. Det vi ser er, at rumtiden er inkompatibel med eksistensen af årsag og virkning. Det er ikke sådan, at folk tager fejl, når de siger, at visse fysiske begivenheder er årsager og virkninger af hinanden, det er bare det, at intuitionen er inkompatibel med lovene for rumtidens fysik. Men det er i orden, fordi rumtidens fysik er forkert.

Multiverset

To betingelser skal gælde for, at en entitet kan være årsag til sin egen replikation: for det første, at entiteten faktisk replikeres; og for det andet, at de fleste varianter af den, i samme situation, ikke bliver replikeret. Denne ide indeholder ideen om, at en årsag er noget, som gør en forskel på sine virkninger og den virker også for årsagssammenhænge generelt. For at X skal være årsag til Y må to forhold gælde: for det første, at X og Y begge hænder; og for det andet, at Y ikke ville være hændt, hvis X havde været anderledes. Sollys var, for eksempel, en årsag til liv på Jorden, fordi både sollys og liv faktisk hændte på Jorden og fordi liv ikke ville have udviklet sig i fravær af sollys.
    Således er fornuftslutninger om årsager og virkninger uundgåeligt også slutninger om varianter af årsagerne og virkningerne. Man siger altid hvad der ville være sket, hvis, alt andet lige, sådan og sådan en hændelse havde været anderledes. En historiker kunne vurdere, at 'hvis Faraday var død i 1830, så ville teknologien være blevet forsinket i tyve år'. Betydningen af denne vurdering forekommer fuldstændig klar og da Faraday faktisk ikke døde i 1830, men opdagede elektromagnetisk induktion i 1831, forekommer det også helt plausibelt. Det svarer til at sige, at den teknologiske fremgang, som fandt sted, delvist skyldtes Faradays opdagelse og derfor også hans overlevelse. Men hvad betyder det, inden for rammerne af rumtidens fysik, at drage fornuftslutninger om fremtiden for ikke-eksisterende hændelser? Hvis der ikke er en hændelse i rumtiden som Faradays død i 1830, så er der heller ikke noget som dens eftervirkninger. Det er sikkert, at vi kan forestille os en rumtid, som indeholder en sådan hændelse; men så kan vi, da vi kun forestiller os den, også forestille os, at den indeholder en hvilken som helst eftervirkning, vi kunne tænke os. Vi kan f.eks. forestille os, at Faradays død efterfulgtes af en acceleration af den teknologiske fremgang. Vi kunne prøve at omgå denne tilfældighed ved kun at forestille os rumtider, hvori fysikkens love er de samme, skønt den begivenhed, vi tænker på, er anderledes end i den virkelige rumtid. Det er ikke klart, hvad der retfærdiggør en begrænsning af vore forestillinger på denne måde, men i alle tilfælde gælder det, at hvis fysikkens love er de samme, så kan den omhandlede begivenhed ikke have været anderledes, fordi lovene bestemmer den, uden tilfældighed, ud fra den tidligere historie. Så den forudgående historie skulle også forestilles som værende anderledes. Hvor anderledes? Virkningen af vor forestillede variation af historien afhænger kritisk af hvilken betydning, vi tillægger 'alt andet lige'. Og det er fuldstændigt tilfældigt, for der er uendelig mange måder, hvorpå man kan forestille sig tingenes tilstand før 1830, som ville have ført til Faradays død det år. Nogle af disse ville utvivlsomt have ført til hurtigere teknologisk fremgang og nogle til langsommere. Hvilke af dem refererer vi til i 'hvis...så...' erklæringen? Hvilke tæller som 'alt andet lige'? Vi kan prøve, men vi vil ikke lykkes med at løse denne tilfældighed indenfor rumtidens fysik. Man kan ikke undgå det faktum, at i rumtiden sker nøjagtig én ting i virkeligheden og alt andet er fantasi.
    Vi er tvungne til at konkludere, at i rumtidens fysik har betingede erklæringer, hvis præmis er falsk ('hvis Faraday var død i 1830...'), ingen mening. Logikere kalder sådanne erklæringer ikke-faktuelt betingede og deres status er et traditionelt paradoks. Vi ved alle, hvad sådanne erklæringer betyder, men så snart vi prøver at udtrykke deres betydning klart, synes den at fordampe. Kilden til dette paradoks ligger ikke i logikken eller sproget, den ligger i fysikken - i den forkerte rumtidsfysik. Den fysiske virkelighed er ikke en rumtid. Den er en meget større og mere varieret entitet, multiverset. I en første tilnærmelse er multiverset som et meget stort antal samtidigt eksisterende og let vekselvirkende rumtider. Hvis rumtiden er som en stak fotografier, hvor hvert foto er hele rummet i et øjeblik, så er multiverset som en enorm samling af sådanne stakke. Selv dette (som vi vil se) lidt unøjagtige billede af multiverset kan allerede rumme årsager og virkninger. For i multiverset er der næsten helt sikkert nogle universer i hvilke, Faraday døde i 1830 og det er en kendsgerning (ikke en observerbar kendsgerning, men ikke desto mindre en objektiv kendsgerning), hvorvidt teknologisk fremgang i disse universer blev eller ikke blev forsinket relativt til vort eget. Der er intet tilfældigt ved, hvilke varianter af vort univers det ikke-faktuelle 'hvis Faraday var død i 1830...' refererer til: det refererer til de varianter, som virkelig hænder et eller andet sted i multiverset. Det er det, der løser tilfældigheden. At henvise til imaginære universer dur ikke, fordi vi kan forestille os hvilke universer vi vil, i de proportioner vi vil. Men i multiverset er universer til stede i bestemte proportioner, så det er meningsfuldt at sige, at visse typer hændelser er 'meget sjældne' eller 'meget almindelige' i multiverset og at nogle hændelser følger andre 'i de fleste tilfælde'. Mest logisk er der visse typer universer, som slet ikke er til stede - der er f.eks. ingen universer, hvori en elektrons ladning er forskellig fra den i vort univers eller hvori kvantefysikkens love ikke gælder. De fysiklove, der implicit refereres til i det ikke-faktuelle, er de love, som faktisk adlydes i andre universer, nemlig kvanteteoriens love. Derfor kan 'hvis...så...' erklæringen utvivlsomt antages at betyde 'i de fleste universer, hvori Faraday døde i 1830, blev teknologisk fremgang forsinket relativt til vort eget'. I almindelighed kan vi sige, at en hændelse X forårsager en hændelse Y i vort univers, hvis både X og Y forekommer i vort univers, men i de fleste varianter af vort univers, hvori X ikke hænder, hænder Y heller ikke.

FIGUR 6. Hvis multiverset var en samling vekselvirkende rumtider, ville tiden stadig være en rækkefølge af øjeblikke.

Hvis universet bogstaveligt var en samling rumtider, så ville tidens kvantebegreb være det samme som det klassiske. Som Figur 6 viser, ville tiden stadig være en rækkefølge af øjeblikke. Den eneste forskel ville være, at i et bestemt øjeblik i multiverset ville der eksistere mange universer istedet for et. I et særligt øjeblik ville den fysiske virkelighed faktisk være et 'superfotografi' bestående af fotografier af mange forskellige versioner af hele rummet. Hele virkeligheden, for hele tiden, ville være stablen af alle super-fotografierne, ligesom den klassisk var en stabel fotografier af rummet. På grund af kvanteinterferens ville hvert fotografi ikke længere blive bestemt udelukkende af tidligere fotografier af den samme rumtid (skønt det tilnærmet ville, fordi klassisk fysik ofte er en god tilnærmelse til kvantefysik). Men super-fotografierne, begyndende med et særligt øjeblik, ville være fuldstændigt og eksakt bestemt af de forudgående super-fotografier. Denne fuldstændige determinisme ville ikke give anledning til komplet forudsigelighed, selv i princippet, fordi forudsigelsen ville kræve en viden om, hvad der var sket i alle universerne og hver kopi af os kan kun opleve ét univers direkte. Alligevel ville billedet, hvad angår tidsbegrebet, være fuldstændig som en rumtid med en rækkefølge af øjeblikke, som ville være forbundet af deterministiske love, der ville dog ske mere i hvert øjeblik, men det meste ville være skjult for enhver enkelt kopi af en observatør.
    Det er imidlertid ikke helt sådan multiverset er. En arbejdsduelig kvanteteori for tiden - som også ville være en kvanteteori om gravitation - har været et inspirerende og uopnåeligt mål for teoretisk fysik i et par årtier nu. Men vi ved nok om den til at vide, at selv om kvantefysikkens love er fuldstændig deterministiske på multivers niveau, deler de ikke multiverset som i Figur 6: i adskilte rumtider eller i super-fotografier, som hvert bestemmer de andre. Så vi ved, at det klassiske tidsbegreb, som en rækkefølge af øjeblikke, ikke kan være sandt, selv om det giver en god tilnærmelse under mange omstændigheder - dvs. i mange områder af multiverset. [Ækvivalente sæt historier og mangfoldige kvasiklassiske riger, o.a.]

Kvante-tidsbegrebet

Lad os, for at belyse tidens kvantebegreb, forestille os, at vi har skåret multiverset op i en bunke individuelle fotografier, ligesom vi gjorde med rumtiden. Med hvad kan vi lime dem sammen igen? Som før er fysikkens love og fotografiernes indbyggede fysiske egenskaber den eneste acceptable lim. Hvis tiden i multiverset var en rækkefølge af øjeblikke, skulle det være muligt at identificere alle fotografier af rummet i et givet øjeblik, så vi kunne lave dem til et super-fotografi. Ikke overraskende viser det sig, at der ikke er nogen måde at gøre det på. I multiverset har fotografierne ikke 'tidsmærker'. Der findes ikke noget som: hvilket fotografi fra et andet univers hænder 'i samme øjeblik' som et særligt fotografi i vort univers, for det ville igen medføre, at der er en overordnet tidsramme, uden for multiverset, relativt til hvilken, begivenheder inde i multiverset sker. Der er ingen sådan ramme.
    Derfor er der ingen fundamental adskillelse mellem fotografier af andre tider og fotografier af andre universer. Dette er den distinkte kerne i tidens kvantebegreb:

Andre tider er blot særlige tilfælde af andre universer.

Denne forståelse dukkede først frem fra tidlig forskning i kvantegravitation i 1960'erne, især fra arbejde af Bryce DeWitt, men ifølge min bedste viden blev den ikke formuleret alment før 1983 af Don Page og William Wooters. De fotografier, som vi kalder 'andre tider i vort univers', skelnes kun fra 'andre universer' fra vort perspektiv og kun ved, at de er særlig nært forbundet til vores af fysikkens love. De er derfor dem, hvis eksistens vort eget fotografi bærer mest vidnesbyrd om. Af den grund opdagede vi dem tusinder af år før, vi opdagede resten af multiverset, som til sammenligning kun påvirker os meget svagt gennem interferensvirkninger. Vi udviklede særlige sproglige konstruktioner (fortid og fremtid af verber) til at tale om dem med. Vi udviklede også andre konstruktioner (som 'hvis...så...' erklæringer og betingede og konjunktive former for verber) til at tale om andre typer fotos uden at vide, at de eksisterer. Vi har traditionelt placeret disse to typer fotografier - andre tider og andre universer - i fuldstændig forskellige begrebsmæssige kategorier. Nu ser vi, at denne skelnen er unødvendig.
    Lad os nu fortsætte vor imaginære rekonstruktion af universet. Der er mange flere fotografier i vor stak nu, men lad os igen begynde med et individuelt foto af et univers i et øjeblik. Hvis vi nu søger i stakken efter andre fotos, som er meget lig det oprindelige, finder vi, at denne stak er meget forskellig fra den adskilte rumtid. Vi finder mange fotos, som er fuldstændig identiske med originalen. Faktisk er ethvert foto, som overhovedet er til stede, til stede i en uendelighed af kopier. Så det giver ingen mening at spørge om, hvor mange fotos, numerisk, der har den og den egenskab, men kun hvilken proportion af den uendelige totalitet, der har den egenskab. For kortheds skyld vil jeg, når jeg taler om et vist 'antal' universer, altid mene en vis proportion af det totale antal i multiverset.
    Hvis der, bortset fra varianter af mig i andre universer, også er mangfoldige identiske kopier af mig, hvilken er jeg så? Jeg er, selvfølgelig, dem alle [Oplysning i et kanonløb, o.a.]. Hver af dem har lige stillet spørgsmålet, 'hvem af dem er jeg?', og enhver sand måde at besvare det spørgsmål på, må give hver af dem det samme svar. At antage, at det er fysisk meningsfuldt at spørge, hvilken af de identiske kopier der er mig, er at antage, at der er en slags referenceramme udenfor multiverset, relativt til hvilken svaret kunne gives - 'Jeg er den tredje fra venstre...'. Men hvilket 'venstre' kunne det være og hvad betyder 'den tredje'? Sådan terminologi giver kun mening, hvis vi forestiller os fotografierne stablet på forskellige positioner i en slags ydre rum. Men multiverset eksisterer ikke mere i et ydre rum end det eksisterer i en ydre tid: det indeholder alt det rum og den tid, der findes. Det eksisterer bare og fysisk er det alt, der eksisterer.
    Kvanteteorien bestemmer i almindelighed ikke, hvad der vil ske i et særligt fotografi, som rumtidens fysik gør. Den bestemmer i stedet hvilken proportion af alle fotografier i multiverset, der vil have en given egenskab. Af denne grund kan vi beboere i multiverset sommetider kun lave sandsynligheds forudsigelser af vore egne oplevelser, selv om det, der vil ske i multiverset, er fuldstændig bestemt. Antag f.eks. at vi kaster en mønt. En typisk forudsigelse af kvanteteorien kunne være, at hvis en mønt, i et bestemt antal fotografier, er sat i gang med at dreje på en bestemt måde og urene viser et bestemt klokkeslæt, så vil der også eksistere det halve antal universer, hvori urene viser et senere klokkeslæt og mønten er faldet med 'hovedet' opad og en anden halvdel, hvori urene viser det senere klokkeslæt og mønten er faldet med 'bagsiden' opad.

FIGUR 7. Et område af multiverset indeholdende en spinnende mønt. Hvert punkt i diagrammet repræsenterer et fotografi.

Figur 7 viser det lille område i multiverset, hvor disse hændelser sker. Selv i det lille område er der en mængde fotografier at illustrere, så vi kan kun afsætte et punkt af diagrammet til hvert foto. Alle de fotografier, vi ser på, indeholder ure af en standard type og diagrammet er indrettet, så alle fotos med en bestemt urvisning vises i en lodret kolonne og urvisningerne vokser fra venstre mod højre. Når vi afsøger enhver lodret linie i diagrammet, er ikke alle fotografierne, vi passerer, forskellige. Vi passerer gennem identiske grupper, som vist af farvelægningen. De fotografier, hvor urene har den yngste visning, er i diagrammets venstre side. Vi ser, at i alle disse fotos, som er identiske, spinner mønten. I højre side af diagrammet ser vi, at i halvdelen af fotografierne, hvor urene viser det seneste klokkeslæt, er mønten faldet med 'krone' opad og i den anden halvdel er den faldet med 'plat' opad. I universer med mellemliggende urvisninger findes der tre slags univers i proportioner, som varierer med urvisningen.
    Hvis man var til stede i den illustrerede del af multiverset, ville alle kopier af én have set mønten spinne til at begynde med. Senere ville halvdelen af ens kopier se 'krone' komme op og den anden halvdel ville se 'plat'. På et mellemliggende stade ville man have set mønten i en tilstand, hvor den stadig var i bevægelse, men ud fra hvilken det var forudsigeligt hvilken side, den vil vise, når den endelig falder til ro. Denne differentiering mellem identiske kopier af en observatør, til ganske lidt forskellige versioner, er ansvarlig for kvanteforudsigelsernes subjektivt probabilistiske karakter. For hvis man, i begyndelsen, spurgte, hvilket resultat af møntkastet man kom til at se, ville svaret være, at det er fuldstændigt uforudsigeligt, for halvdelen af de kopier, der stiller spørgsmålet, ville se 'krone' og den anden halvdel ville se 'plat'. Der er intet som 'hvilken halvdel' ville se 'kroner', ligesom der heller ikke er et svar på spørgsmålet 'hvilken én er jeg?' Til praktiske formål kunne man betragte dette som en sandsynligheds forudsigelse af, at mønten har en 50 procents chance for at vise 'krone' og en 50 procents chance for at vise 'plat'.
    Kvanteteoriens determinisme virker, nøjagtig som den klassiske fysiks, både forlæns og baglæns i tid. Fra tilstanden, med den kombinerede samling fotografier af 'kroner' og 'platter' på det sene tidspunkt i Figur 7, er den 'spinnende' tilstand på et tidligere tidspunkt fuldstændig bestemt og vice versa. Ikke desto mindre mistes information, fra enhver observatørs synspunkt, i processen med at slå mønt. For hvor møntens initiale 'spinnende' tilstand kan opleves af en observatør, svarer den afsluttende kombinerede tilstand med 'hoveder' og 'platter' ikke til nogen mulig oplevelse for en observatør. Derfor kan en observatør på det tidligere tidspunkt observere mønten og forudsige dens fremtidige tilstand og de deraf følgende subjektive sandsynligheder. Men ingen af observatørens senere kopier kan på nogen mulig måde observere den information, der er nødvendig for at tilbageskue den 'spinnende' tilstand, for den information er da fordelt over to forskellige slags univers og det umuliggør tilbageskuen fra møntens afsluttende tilstand. Hvis f.eks. det eneste vi ved er, at mønten viser 'krone', kunne tilstanden nogle få sekunder tidligere have været den tilstand jeg kaldte 'spinnende' eller mønten kunne have drejet i den modsatte retning eller den kunne have vist 'krone' hele tiden. Her er der ingen mulighed for tilbageskuen, selv probabilistisk tilbageskuen. Møntens tidligere tilstand er simpelthen ikke bestemt af 'krone' fotografiernes senere tilstand, men kun af den samlede tilstand af 'krone' og 'plat' fotografierne.

FIGUR 8. En rækkefølge af fotografier med stigende urvisninger er ikke nødvendigvis en rumtid.

Enhver vandret line tværs over Figur 7 passerer gennem en rækkefølge af fotografier med stigende urvisninger. Vi kunne være fristet til at tænke på en sådan linie - som den der er vist i Figur 8 - som en rumtid og på hele diagrammet som en stak rumtider, en for hver sådan linie. Fra Figur 8 kan vi aflæse hvad der sker i den 'rumtid', der er defineret af den vandrette linie. I en periode indeholder den en spinnende mønt. Så indeholder den i en periode mønten, der bevæger sig på en måde, som man kan forudsige, vil resultere i 'krone'. Men senere, i modsætning hertil, indeholder den mønten, der bevæger sig på en måde, som man kan forudsige vil resultere i 'plat' og til slut viser den 'plat'. Men dette er blot en mangel ved diagrammet, som jeg pegede på i Kapitel 9 (se Figur 9.4, p. 212). I dette tilfælde forudsiger kvantemekanikkens love, at ingen observatør, som husker at have set mønten i 'forudsigeligt krone' tilstanden, kan se den i 'plat' tilstanden: det er trods alt berettigelsen for at kalde den tilstand for 'forudsigeligt krone'. Derfor ville ingen observatør i multiverset genkende begivenhederne, som de forekommer i den 'rumtid' linien definerer. Alt dette udgør bekræftelsen på, at vi ikke kan lime fotografierne sammen på tilfældig måde, men kun på en måde, som afspejler de forhold mellem dem, som bestemmes af fysikkens love. Fotografierne langs linien i Figur 8 er ikke tilstrækkeligt forbundet med hinanden til at retfærdiggøre, at de bringes sammen i grupper i et enkelt univers. Det skal indrømmes, at de dukker op i en orden med stigende urvisninger som, i rumtiden, ville være 'tidsmærker', der ville være tilstrækkelige til, at rumtiden kunne sættes sammen igen. Men i multiverset er der alt for mange fotografier til at urvisninger alene kan lokalisere et fotografi relativt til de andre. For at gøre det er vi nødt til at overveje de indviklede detaljer i, hvilke fotografier der bestemmer hvilke andre.
    I rumtidens fysik er ethvert fotografi bestemt af ethvert andet. Som jeg har sagt, er det generelt ikke sådan i multiverset. Typisk bestemmer tilstanden af en gruppe identiske fotografier (som dem, hvori mønten 'spinner') tilstanden af et tilsvarende antal forskellige fotografier (som dem med 'krone' og 'plat'). På grund af den tidsomvendelige egenskab ved lovene for kvantefysik bestemmer den overordnede mange-værdi tilstand i den sidste gruppe også tilstanden af den tidligere. I nogle områder af multiverset og på nogle steder i rummet falder nogle fysiske genstandes fotografier imidlertid, i en periode, ind i kæder, hvis led hver, i en god tilnærmelse, bestemmer alle de andre. Successive fotografier af solsystemet ville være standard eksemplet. I sådanne områder er klassiske love en god tilnærmelse til kvantelovene. I disse områder og på disse steder, ser multiverset virkelig ud som på Figur 6, en samling rumtider, og på dét tilnærmelsesniveau reducerer tidens kvantebegreb til det klassiske. Man kan tilnærmet skelne mellem 'forskellige tider' og 'forskellige universer' og tiden er tilnærmet en rækkefølge af øjeblikke. Men den tilnærmelse bryder altid sammen, hvis man undersøger fotografierne i større detalje eller ser langt frem eller tilbage i tiden eller langt væk i multiverset.
    Alle eksperimentelle resultater, som i øjeblikket er til vor rådighed, er kompatible med den tilnærmelse, at tiden er en rækkefølge af øjeblikke. Vi forventer ikke at denne tilnærmelse bryder sammen i noget jordisk eksperiment, som vi kan forudse, men teorien fortæller os, at den skal bryde slemt sammen i visse typer fysiske processer. Den første er universets begyndelse, Big Bang. Ifølge klassisk fysik begyndte tiden i et øjeblik, hvor rummet var uendeligt tæt og kun optog et enkelt punkt og før det var der ingen øjeblikke. Ifølge kvantefysikken (så vidt vi ved) kommer fotografierne nær Big Bang ikke i nogen særlig orden. Tidsrækkefølgen begynder ikke ved Big Bang, men på et senere tidspunkt. Som tingene står, giver det ikke mening at spørge hvor meget senere. Men vi kan sige, at de tidligste øjeblikke, som i en god tilnærmelse er i rækkefølge, groft sagt hænder, når den klassiske fysik ville ekstrapolere, at Big Bang var sket 10^-43 sekunder (Planck tiden) tidligere.
    Et andet og lignende sammenbrud af tidens rækkefølge tænkes at finde sted i det indre af sorte huller og ved universets afsluttende sammenfald ('Big Crunch'), hvis der er et. I begge tilfælde komprimeres stoffet, ifølge klassisk fysik, til uendelig tæthed, ligesom Big Bang og de resulterende gravitationskræfter river rumtidens klæde fra hinanden.
    Forresten, hvis Du nogensinde har undret dig over hvad der skete før Big Bang eller hvad der vil ske efter Big Crunch, kan Du stoppe med at undre dig nu. Hvorfor er det svært at acceptere, at der ikke er nogen øjeblikke før Big Bang eller efter Big Crunch, sådan at intet sker, eller eksisterer, dér? Fordi det er svært at forestille sig at tiden går i stå, eller starter. Men tiden behøver ikke at stoppe eller starte, for den bevæger sig slet ikke. Multiverset 'kommer ikke i eksistens' eller 'ophører med at eksistere'; disse vendinger forudsætter tidens gang. Det er kun forestillingen om tidens gang der får os til at undre os over, hvad der skete 'før' eller 'efter' virkelighedens helhed.
    For det tredje mener man, at kvantevirkningerne på sub-mikroskopisk skala forvrænger og river rumtidens klæde og at lukkede tidsringe - med virkning som små tidsmaskiner - findes på dén skala. Som vi vil se i det næste kapitel, er denne form for sammenbrud af tidens rækkefølge også fysisk mulig i stor skala og det er et åbent spørgsmål, hvorvidt det forekommer nær sådanne objekter som roterende sorte huller.
    Selv om vi endnu ikke kan detektere nogen af disse virkninger, fortæller vore bedste teorier os således allerede, at rumtidens fysik aldrig er en eksakt beskrivelse af virkeligheden. Ligemeget hvor god en tilnærmelse den er, må tiden i virkeligheden være fundamentalt forskellig fra den lineære rækkefølge, som den sunde fornuft antager. Alligevel er alt i multiverset bestemt lige så præcist som i den klassiske rumtid. Fjern et fotografi og de resterende bestemmer det eksakt. Fjern de fleste fotografier og de få tilbageblevne kan stadig bestemme alt det, der blev fjernet, ligesom de gør i rumtiden. Forskellen er kun, at multiverset, ulig rumtiden, ikke består af de gensidigt bestemmende lag, jeg har kaldt superfotografier, der kunne tjene som multiversets 'øjeblikke'. Det er et komplekst, mangedimensionalt puslespil.
    I dette puslespils-multivers, som hverken består af en rækkefølge af øjeblikke eller tillader tidens gang, giver det fornuftige begreb, årsag og virkning, fuldstændig mening. Problemet, som vi fandt med årsagssammenhæng i rumtiden, var, at den er en egenskab ved varianter af årsagerne og virkningerne, så vel som selve årsagerne og virkningerne. Da disse varianter kun eksisterede i vor fantasi og ikke i rumtiden, løb vi ind i den fysiske meningsløshed i at drage væsentlige konklusioner ud fra forestillede egenskaber ved ikke-eksisterende ('ikke-faktuelle') fysiske processer. Men varianterne eksisterer i multiverset, i forskellige proportioner, og de adlyder bestemte, deterministiske love. Givet disse love er det et objektivt faktum hvilke begivenheder, der gør en forskel ved hændelsen af hvilke andre begivenheder. Antag, at der er en gruppe fotografier, ikke nødvendigvis identiske, men som alle deler egenskaben X. Antag, at givet eksistensen af denne gruppe, bestemmer fysikkens love, at der eksisterer en anden gruppe fotografier med egenskaben Y. En af betingelserne for, at X kan være årsag til Y er blevet opfyldt. Den anden betingelse har at gøre med varianter. Overvej de varianter i den første gruppe, som ikke har egenskaben X. Hvis eksistensen af nogle af Y fotografierne stadig bestemmes ud fra disses eksistens, så var X ikke årsag til Y: for Y ville være sket selv uden X. Men hvis kun eksistensen af ikke-Y varianter bestemmes ud fra gruppen af ikke-X varianter, så var X årsag til Y.
    Der er intet i denne definition af årsag og virkning, som logisk kræver, at årsager kommer før deres virkninger og det kunne tænkes, at de, i meget eksotiske situationer, som meget nær Big Bang eller inde i sorte huller, ikke gør. I dagligdagens oplevelser kommer årsager imidlertid altid før deres virkninger og det skyldes - i det mindste i vor nærhed i multiverset - at antallet af forskellige typer fotografier har tendens til at stige hurtigt med tiden og næsten aldrig falder. Denne egenskab er relateret til termodynamikkens anden lov, som erklærer, at ordnet energi, som kemisk eller tyngdemæssig potentiel energi, fuldstændig kan omdannes til uordnet energi, i.e. varme, men aldrig omvendt. Varme er mikroskopisk tilfældig bevægelse. Udtrykt i multiversets termer betyder dette mange mikroskopisk forskellige bevægelsestilstande i forskellige universer. For eksempel forekommer det, i forskellige fotografier af mønten ved almindelige forstørrelser, at processen med at falde til ro omdanner en gruppe identiske 'forudsigeligt krone' fotografier til en gruppe identiske 'krone' fotografier. Men under den proces bliver energien i møntens bevægelse omdannet til varme, så ved forstørrelser, store nok til at se individuelle molekyler, er den sidste gruppe fotografier slet ikke identiske. De er alle enige om at mønten er i 'krone' positionen, men de viser dens molekyler og dem i den omgivende luft og overfladen den landede på i mange forskellige konfigurationer. Det skal indrømmes, at udgangsfotografierne, 'forudsigeligt krone', heller ikke er mikroskopisk identiske, fordi der også her er nogen varme til stede, men produktionen af varme i processen betyder, at disse fotografier er meget mindre varierede end de senere. Så hver ensartet gruppe 'forudsigeligt krone' fotografier bestemmer eksistensen af - og forårsager derfor - enorme antal mikroskopisk forskellige 'krone' fotos. Men intet enkelt 'krone' foto bestemmer i sig selv eksistensen af nogen 'forudsigeligt krone' fotos og er derfor ikke årsag til dem.
    Omdannelsen, relativt til en observatør, af muligheder til aktualiteter - af en åben fremtid til en fast fortid - giver også mening inden for disse rammer. Overvej eksemplet med møntkastet igen. Før mønt kastet er fremtiden, set fra en observatørs synspunkt, å, i den forstand, at det stadig er muligt, at et af resultaterne, 'krone' eller 'plat' vil blive observeret af den observatør. Fra den observatørs synspunkt er begge resultater muligheder, selv om de objektivt begge er aktualiteter. Efter at mønten er faldet til ro, er observatørens kopier blevet adskilt i to grupper. Hver observatør har observeret, og husker, kun ét resultat af møntkastet. Resultatet er således, når det er i en observatørs fortid, blevet til en enkelt værdi og aktuel for enhver kopi af observatøren, selv om det fra multiversets synspunkt består af to værdier, som det hele tiden har gjort.
    Lad mig opsummere elementerne i tidens kvantebegreb. Tid er ikke en rækkefølge af øjeblikke, den går heller ikke. Alligevel er vor intuition om tidens egenskaber i bred forstand sand. Visse begivenheder er virkelig årsager og virkninger til hinanden. Relativt til en observatør, er fremtiden faktisk åben og fortiden fast og muligheder bliver virkelig aktualiteter. Grunden til at vore traditionelle teorier om tiden er nonsens er, at de prøver at udtrykke disse sande anskuelser indenfor rammerne af en forkert klassisk fysik. I kvantefysik giver de mening, fordi tiden hele tiden var et kvantebegreb. Vi eksisterer i mange versioner, i universer kaldet 'øjeblikke'. Hver af vore versioner er ikke direkte opmærksom på de andre, men har vidnesbyrd om deres eksistens, fordi de fysiske love forbinder indholdet i forskellige universer. Det er fristende at antage, at det øjeblik, vi er opmærksomme på, er det eneste virkelige, eller at det i det mindste er lidt mere virkeligt, end alle de andre. Men det er kun solipsisme. Alle øjeblikke er fysisk virkelige. Hele multiverset er fysisk virkeligt. Intet andet er.

Terminologi

tidens gang: Den formodede bevægelse af det nuværende øjeblik i retning af fremtiden, eller den formodede bevægelse af vor bevidsthed fra et øjeblik til et andet. (Dette er nonsens!).

rumtid: Rum og tid, betragtet sammen som en statisk, firedimensional entitet.

rumtids fysik: Teorier, som relativitet, hvori virkeligheden anses for at være en rumtid. Fordi virkeligheden er et multivers, kan sådanne teorier højst være tilnærmelser.

fri vilje: Evnen til at påvirke fremtidige hændelser på en af adskillige mulige måder og at vælge, hvilken der skal hænde.

ikke faktuelt betinget: En betinget erklæring, hvis præmis er falsk (som 'hvis Faraday var død i 1830, så ville X være hændt').

fotografi (terminologi kun til dette kapitel): Et univers til et særligt tidspunkt.

Sammendrag

Tiden går ikke. Andre tider er blot særlige tilfælde af andre universer.

Tidsrejser er måske mulige eller måske ikke. Men vi har allerede en rimelig god teoretisk forståelse af, hvordan det ville være, hvis de var, en forståelse som involverer alle fire tråde.

Oversat fra Time: The First Quantum Concept, The Fabric of Reality, The Science of Parallel Universes - and Its Implications, David Deutsch, Penguin Books, 1998. [Boganmeldelse af Bryce DeWitt]. Illustrationer gentegnet i Claris Works.

13. marts, 2009.

Indhold
Skygger :Én sti: Københavnertolkningen af kvanteteori
Tidsrejsens kvantefysik
Index