Tid - og andet uhåndgribeligt

Søren Hattel, marts 2000

På min arm har jeg et ur styret af svingningerne i en quartzkrystal. Et sådant ur kan koste fra 30 kroner og opefter og udmåler tiden med ca. 15 sekunders nøjagtighed på en måned eller bedre.

15 sekunder på en måned á 30*24*60*60=2.592.000 sekunder er godt gået. Hvis man skulle udmåle en fodboldbane på 100 meter med samme nøjagtighed ville det svare til en usikkerhed på ca. en halv millimeter. Jeg kender ikke et apparat til 30 kroner, der kunne udmåle en afstand så præcist. Hvis vi skulle måle en persons vægt (f. eks. en på 70 kg) ville det svare til en nøjagtighed på under et halvt gram. Sådan en vægt kan heller ikke købes for 30 kroner!

At vi kan købe apparater, altså ure, der udmåler tid så nøjagtigt for så få penge, er nok ikke en tilfældighed. Faktisk er tid den størrelse, som man inden for fysikken kan måle allerbedst, og tid danner efterhånden grundlag for alle de andre grundlæggende enheder. Det faktum kan virke absurd i betragtning af at tid en et begreb, som vi godtnok alle har et forhold til, men som også er meget lidt håndgribeligt. Også når man tager i betragtning at det først er efter middelalderen, at vi har kunnet måle tid rimelig nøjagtigt og dermed blandt andet skabe grundlaget for præcise kalendere og navigation på verdenshavene.

I relativitetsteorien betragtes tid som den fjerde dimension, men den er bestemt ikke på lige fod med de andre tre dimensioner som højde, længde og bredde: Tiden kan ikke standses og tiden forløber kun i en retning. At tiden indgår på denne mystiske måde prøver man at forklare i Big Bang teorien, som postulerer at Universet opstod i et punkt (dvs. det havde INGEN dimensioner: længde, bredde, højde, tid) i en kæmpe energiudladning (eksplosion). Først efter nogen tid opstod de fysiske love vi kender idag, og her er det vigtigt at forstå, hvorfor tiden kom til at indgå så meget anderledes i vores fysiske love end de andre dimensioner. Det arbejder teoretikerne på.

Indenfor fysikkens love er det også bemærkelsesværdigt, at der kun er én lov, hvori det har betydning hvad vej tiden går. Man kunne uden problemer vende tidens retning og lade de fleste love udvikle sig baglæns, og ingen ville bemærke det: Jorden ville bevæge sig den anden vej om solen og den slags, men alt ville ligne sig selv. Men morgenkrydderen, der ryger ud af hånden og lander på køkkengulvet og smatter ud, ville i en baglæns verden samle sig sammen til en hel morgenkrydder igen og hoppe op i hånden. Hoppet er ikke det store mysterium, men genskabningen af en smadret morgenkrydder må kaldes et mirakel!

Det hele drejer sig om irreversible processer. Dvs. processer, som ikke uden videre kan forløbe baglæns igen. Når vi blander en spand koldt vand med en spand varmt vand blander vandmolekylerne sig spontant til en omgang lunken vand efter meget kort tid. I princippet er det muligt, at der på et tidspunkt opstår en situation, hvor alle de varme molekyler er i den ene side af vores kar og alle de kolde i den anden side, så vi nemt kan samle det op i de originale spande. Sandsynligheden for det er bare så lille, at det absolut ikke er værd at vente på. Langt det meste af tiden vil de varme og kolde molekyler være rodet sammen i et uoverskueligt kaos.

Den eneste brugbare metode til at genskabe den kolde og varme spand vand igen er, at vi hælder det lunkne vand tilbage i de to spande og benytter en såkaldt varmepumpe (et køleskab er en varmepumpe), som suger varmen ud af den ene spand vand og over i den anden. Men ifølge termodynamikkens 2. hovedsætning kan det ikke lade sig gøre uden, at vi tilfører energi til varmepumpen. Dvs. vi må spilde energi på at opnå den samme orden vi havde inden vi blandede vandet: En spand med varmt vand og en spand med koldt vand.

Pga. termodynamikkens 2. hovedsætning kan man heller ikke lave evighedsmaskiner, idet alle processer udvikler varme. Varme er en energiform, der er svær at udnytte, fordi den består af uordnede bevægelser. Det er meget besværligt og energispildende at bruge varme til få løftet en morgenkrydder op fra gulvet. Der kræves en form for maskine (mennesket er i den forbindelse en fortrinlig maskine), som afgiver varme til omgivelserne. Hvis vi havde energi i form af en tung ting, der stod øverst på en køkkenhylde, ville det være nemt at udnytte den til at løfte morgenkrydderen op (brug en snor omkring en trisse i loftet, eller brug en vippe som den akrobater benytter, og skub den tunge ting ned fra hylden).

Som tiden går bliver verden spontant mere rodet. Vi kender det fra kortspil: Det kræver vores viden og beslutningskraft (i fysikkens verden betegnes det som "Maxwells dæmon"), at ordne et spil efter kulør og værdi, mens det går meget nemt at lave uorden i det (spred det udover gulvet). Verden udvikler sig spontant imod det rodede og ensartede: Blander vi maling af de tre grundfarver, rød, gul og blå får vi sort, og vi kan ikke genskabe de tre farver igen. Rod er mangel på struktur. Rod indeholder ingen information: At spar 2 ligger lige dér i kortbunken siger os intet, hvis kortspillet er blandet. Fuldstændig orden indeholder heller ingen information andet end at der ikke er gjort noget ved det. Information findes et sted indimellem: Tager vi et ordnet spil kort og bytte om på to kort i bunken, vil en anden kunne genskabe vores handlinger. Det blandede kortspil siger os ikke noget om hvordan det skete.

Mennesket og alle de andre dyrearter er opstået gennem tiden ved et samspil imellem tilfældigheder og udviklingen af miljøet omkring os. Religiøse mennesker har svært ved at tro, at mennesket skulle være opstået ved tilfældigheder. Et af deres argumenter er, at sandsynligheden for, at en så kompliceret organisme som menneskets skulle opstå ved en tilfældighed er så lille at det aldrig kunne ske. Det er på sin vis rigtigt, men det er også at stille tingene på hovedet for mennesket var ikke det eneste mulige resultat af evolutionen.

Hvis vi kaster en terning 1.000.000 gange (svarende til livets lange udviklingstid) og skriver alle værdierne ned får vi en lang række af tal i en helt tilfældig kombination (svarende til f. eks. mennesket eller ørentvistes). Det er der ikke noget mærkeligt i. De religiøses påstand er nu, at denne kombination er enestående og deres argument går på at det ville være meget usansynligt, hvis vi fik den en gang til, hvis vi gennemførte den samme procedure. Det er selvfølgelig rigtigt, men hver gang vi slår terningerne 1.000.000 gange får vi en ny enestående kombination. Med andre ord, hvis ikke mennesket havde udviklet sig ved en tilfældighed, var der andre arter som havde udviklet sig.