søndag 30. januar 2011

Om å forutsi og forklare et probabilistisk deterministisk univers

Det er en hake ved universets forutsigbarhet. Jo mer spesifikk man er i spørsmålet om hva som vil oppstå, desto mer upresis blir prediksjonen av hvor og når. Sånn er det med probabilistisk determinisme.

Bare fantasien setter grenser for hva man kan tenke seg vil oppstå i universet i fremtiden. Først i ettertid er vi i stand til å studere hvordan det har oppstått. Selv om universet er deterministisk og utviklingen av det for så vidt forutsigbart for den allvitende (Laplaces Demon), ville det simpelthen være for tid- og ressurskrevende å forutsi det utvikling. Eksempelvis, etter Big Bang ville tatt minst like lang tid å forutse utviklingen fram til vår eksistens i dag, som tiden det har tatt for utviklingen å gå sin gang. Man måtte nemlig også ha beregnet alle blindgatene i utviklingen. I ettertid slipper vi ta hensyn til alt som ikke kan eksistere – som ikke er liv laga. Vi trenger kun å følge sporene tilbake fra vår eksistens tilbalke til opphavet. En analogi: Hvis man kun er interessert i et spesielt blad i toppen av en stor trekrone av et gammelt tre, er det relativt enkelt å utforske dets opphav. Derimot synes det uoverkommelig i treets barndom å skulle forutsi hvor og når et slikt spesielt blad skulle oppstå. Altså er det lettere å forklare enn å forutsi.

I ettertid, når noe har oppstått og man forsøker å avdekke hvordan det har oppstått, vil man finne at spontane hendelser styrt av stokastiske prosesser er utslagsgivende for hvor og når noe har oppstått eller når og hvor utviklingen har tatt en ny retning. I analogien med treet tilsvarer disse hendelsene avgreningene på treet, der en gren skyter ut fra stammen, eller der en kvist skyter ut fra en gren. Når man studerer historien avtegner den kontinuerlige rom-tiden seg som et tre og dets avgreininger. Det enkelte øyeblikk vil da være snittet gjennom trekrona, der alle snittene gjennom greiner og kvister avtegner seg som separate enheter i rommet. Man kan som sagt ikke forutsi eksakt hvor og når enkelhendelser skal inntreffe, men man kan forutsi den stokastiske prosessen statistisk. Analogt kan man ikke vite hvor på treet et nytt skudd vil komme om et år, men man kan statistisk forutsi hvor mange skudd som vil komme. Kort sagt, man kan forutsi tettheten av en kategori hendelser, men ikke når og hvor en bestemt hendelse vil inntreffe.

De stokastiske prosessene sørger for at nye tilstander kan utvikle ved at det oppstår mindre endringer i tilstander som allerede eksisterer. Noen av endringene viser seg å være liv laga, andre ikke. Drivkraften i de stokastiske prosessene er forbigående hendelser – såkalte transienter – tilstander som ikke vedvarer og ikke er periodiske (selvrepetererende), eller med andre ord: periodetiden er uendelig. Den største og mest kjente kosmiske transienten er Big Bang, mens de minste, hyppigste, og mest tallrike er de såkalte kvantefluktuasjonene.

Ingen kommentarer:

Legg inn en kommentar