Allmählich jedoch müssen die Menschen bestimmte Gleichmäßigkeiten im Verhalten der Natur beobachtet haben. Diese Gleichmäßigkeiten waren am offensichtlichsten in der Bewegung der Himmelskörper erkennbar, also war Astronomie die erste sich entwickelnde Wissenschaft. Sie wurde vor mehr als 300 Jahren von Newton auf eine solide mathematische Grundlage gestellt, und wir verwenden noch heute seine Theorie von der Schwerkraft, um die Bewegung fast aller Himmelskörper vorauszusagen. Nach dem Beispiel der Astronomie fand man heraus, dass andere natürliche Phänomene ebenfalls bestimmten wissenschaftlichen Gesetzen gehorchen. Das führte zur Idee des wissenschaftlichen Determinismus, der wohl zum ersten Mal vom französischen Wissenschaftler Laplace öffentlich formuliert worden ist. Ich wollte gerne Worte von Laplace im Original zitieren, also bat ich einen Freund, sie aufzuspüren. Sie sind natürlich auf französisch, nicht dass ich erwarte, damit irgendwelche Probleme mit diesem Publikum zu bekommen. Aber das Problem ist, Laplace war ähnlich wie Prewst, indem er Sätze ungeregelter Länge und Kompliziertheit schrieb. Daher habe ich entschieden, die Zitate zu umschreiben. Was er sagte, lief darauf hinaus, wenn wir die Positionen und Geschwindigkeiten aller Teilchen im Universum wüssten, dann könnten wir ihr Verhalten zu jeder möglichen anderen Zeit, in der Vergangenheit oder Zukunft, errechnen. Es gibt die wohl unverbürgte Geschichte, Laplace hätte, als er von Napoleon gefragt worden war, wie Gott in dieses System passt, geantwortet: 'Sire, diese Hypothese habe ich nicht benötigt.' Ich denke nicht, dass Laplace damit behauptet hat, dass Gott nicht existiert. Es bedeutet nur, dass er nicht eingreift, um die Gesetze der Wissenschaft zu brechen. Das muss die Position jedes Wissenschaftlers sein. Ein wissenschaftliches Gesetz ist nicht ein wissenschaftliches Gesetz, wenn es nur hält, solange ein übernatürliches Wesen entscheidet, die Dinge laufen zu lassen und nicht einzugreifen.

Die Idee, dass der Zustand des Universums zu einer bestimmten Zeit den Zustand zu allen weiteren Zeiten bestimmt, ist ein zentraler Grundsatz der Wissenschaft, seit der Zeit von Laplace. Sie bedeutet, dass wir die Zukunft voraussagen können, prinzipiell zumindest. In der Praxis jedoch wird unsere Fähigkeit, die Zukunft vorauszusagen, ernsthaft durch die Kompliziertheit der Gleichungen begrenzt, und die Tatsache, dass sie häufig eine Eigenschaft namens Chaos haben. Wie alle wissen, die Jurrasic Park gesehen haben, bedeutet dies, dass eine kleine Störung an einem Platz eine große Änderung an einem anderen verursachen kann. Ein Schmetterling, der mit seinen Flügeln flattert, kann Regen im Central Park, New York verursachen. Das Problem ist jedoch, das ist nicht wiederholbar. Beim nächsten Mal, wenn der Schmetterling mit seinen Flügeln flattert, hat sich eine große Menge anderer Dinge, die auch das Wetter beeinflussen, verändert. Das ist der Grund, warum Wettervorhersagen so unzuverlässig sind.

Trotz dieser praktischen Schwierigkeiten blieb der wissenschaftliche Determinismus das offizielle Dogma während des 19. Jahrhunderts. Im 20. Jahrhundert jedoch hat es zwei Entwicklungen gegeben, die zeigen, dass die Vorstellung von Laplace einer kompletten Vorhersage der Zukunft nicht verwirklicht werden kann. Die erste dieser Entwicklungen war, was man Quantenmechanik nennt. Diese wurde zum ersten Mal im Jahr 1900 von dem deutschen Physiker Max Planck vorgestellt, als eine ad hoc Hypothese, um ein außerordentliches Paradoxon zu lösen. Nach den klassischen Ideen des 19. Jahrhunderts, die auf Laplace zurückgehen, sollte ein heißer Körper, wie etwa ein Stück glühend heißes Metall, Strahlung abgeben. Es würde Energie in Form von Radiowellen, Infrarot- und sichtbarem Licht, Ultraviolett- und Röntgenstrahlen sowie Gammastrahlen verlieren, alle mit der gleichen Rate. Das würde nicht nur bedeuten, dass wir alle an Hautkrebs sterben würden, sondern auch dass alles im Universum die gleiche Temperatur haben würde, was offenbar nicht zutrifft. Planck zeigte jedoch, dass man dieses Disaster vermeiden kann, wenn man man die Idee, dass die Menge von Strahlung einen beliebigen Wert haben könnte, aufgibt und stattdessen sagt, dass Strahlung nur in Paketen oder in Mengen einer bestimmten Größe vorkommt. Es ist ein wenig so, als ob man sagt, dass Sie Zucker im Supermarkt nicht lose kaufen können, sondern nur in Kilogramm Packungen. Die Energie in den Paketen oder in den Quanten ist für Ultraviolett- und Röntgenstrahlen höher als für Infrarot- oder sichtbares Licht. Das bedeutet, dass außer bei sehr heißen Körpern wie der Sonne nicht genügend Energie vorhanden ist, um nur ein einziges Quantum von Ultraviolett- oder Röntgenstrahlen abzugeben. Das ist der Grund, warum wir von einer Tasse Kaffee keinen Sonnenbrand bekommen.

Planck betrachtete die Idee von den Quanten als eine Art mathematischen Trick, und nicht als ewas mit physikalischer Realität, was auch immer das bedeuten mag. Allerdings fanden nun Physiker auch anderes Verhalten, das nur mit der Vorstellung von Quanten erklärt werden konnte, die besondere oder quantitative Werte anstelle von kontinuierlichen Variablen haben. Zum Beispiel fand man heraus, dass Elementarteilchen sich eher wie kleine Kreisel verhalten, die um eine Achse wirbeln. Aber der Betrag der Drehung konnte nicht jeden Wert haben. Er musste irgendein Mehrfaches einer Grundeinheit sein. Weil diese Grundeinheit sehr klein ist, bemerkt man nicht, dass ein normaler Kreisel sich in Wirklichkeit mit einer schnellen Reihenfolge von einzelnen Schritten verlangsamt, anstatt in einem kontinuierlichen Prozess. Aber für Kreisel, die so klein sind wie bei Atomen, ist die unterschiedliche Natur der Drehung sehr wichtig.

Es dauerte einige Zeit, bevor man die Bedeutung dieses Quantenverhaltens für den Determinismus erkannte. Erst 1926 unterstrich Werner Heisenberg, ein weiterer deutschen Physiker, dass man nicht beides genau messen kann, sowohl die Position und als auch die Geschwindigkeit eines Teilchens. Um festzustellen, wo sich ein Teilchen befindet, muss man Licht darauf richten. Aber durch die Arbeit Plancks weiß man, dass man nicht eine beliebig kleine Menge Licht benutzen kann.

Es muss mindestens ein Quantum sein. Das stört das Teilchen und ändert seine Geschwindigkeit in einer Weise, die nicht vorausgesagt werden kann. Um die Position des Teilchens genau zu messen, muss man Licht mit kurzer Wellenlänge, wie Ultraviolett-, Röntgen- oder Gammastrahlen benutzen. Aber wiederum, gemäß der Arbeit Plancks, haben Quanten dieser Formen des Lichtes höhere Energie als die des sichtbaren Lichtes. So beeinflussen sie die Geschwindigkeit des Teilchens stärker. Es ist eine "no win" Situation: je genauer man versucht, die Position des Teilchens zu messen, desto weniger genau kann man die Geschwindigkeit kennen und umgekehrt. Dies führte zum Unbestimmtheitsprinzip, das Heisenberg formulierte; die Unbestimmtheit in der Position eines Teilchens, multipliziert mit der Unbestimmtheit in seiner Geschwindigkeit, ist immer größer als eine bestimmte Menge, genannt Plancksche Konstante, geteilt durch die Masse des Teilchens.

Die Vision von Laplace, der wissenschaftliche Determinismus, erforderte, die Positionen und die Geschwindigkeiten der Teilchen im Universum zu einem bestimmten Zeitpunkt zu kennen. Daher wurde er ernsthaft durch Heisenbergs Prinzip der Unbestimmtheit untergraben. Wie könnte man die Zukunft voraussagen, wenn man weder Positionen noch Geschwindigkeiten von Teilchen zum gegenwärtigen Zeitpunkt genau messen könnte? Egal wie leistungsfähig ein Computer sein mag, wenn man lausige Daten eingibt, wird man lausige Vorhersagen erhalten.

Einstein war über diesen offensichtlichen Zufallscharakter der Natur sehr unglücklich. Seine Ansichten hat er in seinem berühmten Satz 'Gott würfelt nicht' zusammengefasst. Er schien geglaubt zu haben, dass die Ungewissheit nicht endgültig wäre, sondern dass es eine zugrunde liegende Wirklichkeit gäbe, in der die Teilchen wohl definierte Positionen und Geschwindigkeiten hätten und sich entsprechend den deterministischen Gesetzen entwickelten, im Geist von Laplace. Diese Wirklichkeit könnte Gott bekannt sein, aber die Quantennatur von Licht würde verhindern, dass wir sie sehen, außer durch ein Glas im Dunkeln.

Einstein´s Vorstellung würde man heute eine Theorie der verborgenen Variablen nennen. Theorien der verborgenen Variablen könnten scheinbar die nächstliegende Art sein, das Prinzip der Unbestimmtheit in die Physik zu integrieren. Sie bilden die Grundlage für die geistige Vorstellung vom Universum, die viele Wissenschaftler haben, und fast alle wissenschaftlichen Philosophen. Aber diese Theorien der verborgenen Variablen sind falsch.

Der britische Physiker John Bell, der vor kurzem starb, erdachte ein Experiment, das Theorien der verborgenen Variablen abgrenzen würde. Als das Experiment sorgfältig durchgeführt wurde, waren die Resultate unvereinbar mit verborgenen Variablen. So scheint es, dass sogar Gott an das Prinzip der Unbestimmtheit gebunden ist und nicht die Position und die Geschwindigkeit eines Teilchens gleichzeitig kennen kann. Daher spielt Gott Würfel mit dem Universum. Alle Beweise deuten darauf hin, dass er ein passionierter Spieler ist, der bei jeder möglichen Gelegenheit die Würfel wirft.

Andere Wissenschaftler waren viel eher bereit als Einstein, die klassische Ansicht des 19. Jahrhunderts vom Determinismus zu ändern. Eine neue Theorie, genannt Quantenmechanik, wurde von Heisenberg, von dem Österreicher Erwin Schroedinger und von dem britischen Physiker Paul Dirac vorgestellt. Dirac war mein Vorgänger als Lucasian Professor in Cambridge. Obgleich es die Quantenmechanik bereits seit fast 70 Jahren gibt, wird sie im Allgemeinen noch nicht verstanden oder geschätzt, sogar von denen nicht, die sie für Berechnungen verwenden. Dennoch sollte sie uns alle angehen, weil sie eine vollständig andere Darstellung des physikalischen Universums ist, und zwar seiner Realität. In der Quantenmechanik haben Teilchen keine wohl definierten Positionen und Geschwindigkeiten. Stattdessen werden sie dargestellt durch etwas, was eine Wellenfunktion genannt wird. Das ist eine Zahl für jeden Punkt des Raumes. Die Größe der Wellenfunktion gibt die Wahrscheinlichkeit an, dass das Teilchen in dieser Position gefunden wird. Die Rate, mit der die Wellenfunktion von Punkt zu Punkt schwankt, gibt die Geschwindigkeit des Teilchens an. Man kann eine Wellenfunktion haben, die sehr stark in einer kleinen Region herausragt. Das bedeutet, dass die Unbestimmtheit in der Position klein ist. Aber die Wellenfunktion schwankt sehr stark nahe des Spitzenwerts, nach oben an einer Seite und nach unten auf der anderen. Daher ist die Unbestimmtheit in der Geschwindigkeit groß. Entsprechend kann man Wellenfunktionen haben, in denen die Unbestimmtheit in der Geschwindigkeit klein ist, aber die Unbestimmtheit in der Position groß.

Die Wellenfunktion enthält alles, was man vom Teilchen wissen kann, seine Position und seine Geschwindigkeit. Wenn man die Wellenfunktion zu einer bestimmten Zeit kennt, dann stehen seine Werte zu anderen Zeiten fest, und zwar durch etwas, was die Schroedinger Gleichung genannt wird. So hat man immer noch eine Art Determinismus, aber der ist nicht von der Art, die Laplace sich vorstellte.

Anstatt die Positionen und die Geschwindigkeiten der Teilchen voraussagen zu können, ist alles, was wir voraussagen können, die Wellenfunktion. Das heißt, dass wir nur Hälfte von dem voraussagen können, was wir nach der Auffassung des klassischen 19. Jahrhunderts könnten.

Obgleich Quantenmechanik zu Unbestimmtheit führt, wenn wir versuchen, sowohl die Position als auch die Geschwindigkeit vorauszusagen, erlaubt sie uns immer noch, mit Sicherheit eine Kombination der Position und der Geschwindigkeit vorauszusagen. Jedoch scheint sogar dieser Grad von Sicherheit durch neuere Entwicklungen bedroht zu werden. Das Problem kommt daher, weil Schwerkraft die Raum-Zeit so sehr krümmen kann, dass dort Regionen auftreten, die wir nicht beobachten können.

Interessanterweise schrieb Laplace selbst 1799 ein Papier, nach dem einige Sterne ein derart starkes Gravitationsfeld haben könnten, dass Licht nicht entkommen könnte, sondern zurück auf den Stern gezogen würde. Er errechnete sogar, dass ein Stern der gleichen Dichte wie die Sonne, aber 250mal so groß, diese Eigenschaft haben würde. Aber wenn auch Laplace das möglicherweise nicht wahrgenommen hat, die gleiche Idee war 16 Jahre früher von einem Mann aus Cambridge, John Mitchell, in einem Papier in den Philosophischen Abhandlungen der Königlichen Gesellschaft vorgestellt worden. Sowohl Mitchell als auch Laplace dachten an Licht, das aus Teilchen besteht, die etwa wie Kanonenkugeln durch Schwerkraft verlangsamt werden und auf den Stern zurückfallen könnten. Aber ein berühmtes Experiment im Jahr 1887, durchgeführt durch die beiden Amerikaner Michelson und Morley, zeigte, dass Licht immer mit einer Geschwindigkeit von 186.000 Meilen pro Sekunde reiste, egal woher es kam. Wie könnte dann Schwerkraft Licht verlangsamen und es dazu bringen, zurück zu fallen.

Das war unmöglich nach den damals geltenden Ideen von Raum und Zeit. Aber 1915 stellte Einstein seine revolutionäre Allgemeine Relativitätstheorie vor. In ihr waren Raum und Zeit nicht mehr unterschiedliche und unabhängige Erscheinungen. Stattdessen waren sie einfach unterschiedliche Richtungen eines einheitlichen Objekts, genannt Raum-Zeit. Diese Raum-Zeit war nicht flach, sondern wurde gekrümmt und gebogen durch die Materie und die Energie in ihr. Um das zu verstehen, kann man sich eine Gummifläche vorstellen, auf die ein Gewicht gesetzt wird, um einen Stern darzustellen. Das Gewicht bildet eine Vertiefung im Gummi und bewirkt eine Verbiegung der Fläche nahe dem Stern. Wenn nun Murmeln auf der Gummifläche rollen, werden ihre Bahnen gebogen, anstatt wie gerade Linien zu verlaufen. 1919 betrachtete eine britische Expedition in Westafrika das Licht von entfernten Sternen, das die Sonne während einer Finsternis passierte. Man stellte fest, dass die Bilder der Sterne etwas von ihren Normalstellungen verschoben wurden. Das bewies, dass der Weg des Lichtes der Sterne durch die Raum-Zeit nahe der Sonne gekrümmt worden war, die Allgemeine Relativität wurde damit bestätigt.

Man stelle sich jetzt vor, immer schwerere und immer dichtere Gewichte auf der Gummifläche zu platzieren. Sie drücken die Fläche immer stärker ein. Schließlich, bei einem kritischen Gewicht und einer kritischen Größe, verursachen sie ein bodenloses Loch in der Fläche, in das Teilchen fallen können, aber nichts davon kann wieder heraus.

Was in der Raum-Zeit entsprechend der Allgemeinen Relativität geschieht, ist ziemlich ähnlich. Ein Stern verbiegt und verzerrt die Raum-Zeit in seiner Nähe umso mehr, je massiver und kompakter er ist. Sobald ein massiver Stern, der seinen Kernbrennstoff verbrannt hat, unter eine kritische Größe abkühlt und schrumpft, bildet er ziemlich buchstäblich ein bodenloses Loch in der Raum-Zeit, das auch Licht nicht verlassen kann. Solchen Objekten wurde durch den amerikanischen Physiker John Wheeler, der als einer der ersten ihre Bedeutung erkannte und die Probleme, die sie aufwerfen, der Name Schwarze Löcher gegeben. Der Name wurde schnell gebräuchlich. Amerikaner stellten sich etwas Dunkles und Geheimnisvolles vor, während bei den Briten das schwarze Loch von Kalkutta mitschwang. Aber die Franzosen, ganz französisch, sahen mehr eine Bedeutung von Risiko. Für Jahre widerstanden sie dem Namen, dem trou noir und behaupteten, er wäre obszön. Aber das war ein wenig wie der Versuch, sich gegen „le weekend“ und anderes franglais zu stellen. Am Ende mussten sie nachgeben. Wer kann einem Namen widerstehen, der solch ein Sieger ist?

Inzwischen weisen Beobachtungen auf schwarze Löcher in einer Anzahl von Objekten, von Doppelsternsystemen bis zu Zentren von Galaxien, hin. So wird jetzt im Allgemeinen akzeptiert, dass schwarze Löcher existieren. Aber, abgesehen von ihrem Potential für Zukunftsromane, was ist ihre Bedeutung für den Determinismus. Die Antwort liegt in einem Aufkleber für Stoßstangen, der auf der Tür meines Büros angebracht war: Schwarze Löcher sind außer Sicht. Nicht nur die Teilchen und die unglücklichen Astronauten, die in ein schwarzes Loch fallen, kommen nie wieder heraus, sondern auch die Informationen, die sie mitnehmen, sind für immer verloren, mindestens für unsere Region des Universums. Sie können Fernseher, Diamantringe oder sogar Ihre schlimmsten Feinde in ein schwarzes Loch werfen, alles, woran sich das schwarze Loch erinnert, ist die Gesamtmasse und der Zustand der Rotation. John Wheeler sagte dazu, 'Ein schwarzes Loch ist unbehaart.', Die Franzosen fühlten sich dadurch in ihren Verdacht erst recht bestätigt.

So lange man dachte, dass schwarze Löcher für ewig existieren würden, schien dieser Verlust der Informationen nicht all zuviel auszumachen. Man könnte sagen, dass die Informationen noch innerhalb des schwarzen Lochs fortbestanden. Es ist eben nur so, dass man von außerhalb nicht erkennen kann, was drin ist. Allerdings hat sich die Situation geändert, als ich entdeckte, dass schwarze Löcher nicht vollständig schwarz sind. Die Quantenmechanik bewirkt, dass sie Teilchen und Strahlung mit einer gleichmäßigen Rate aussenden. Dieses Resultat hat mich total überrascht, wie jeden anderen auch. Aber im Rückblick sollte es auf der Hand gelegen haben. Was wir uns als leeren Raum vorstellen, ist nicht wirklich leer, sondern ist mit Paaren von Teilchen und Anti-Teilchen gefüllt. Diese erscheinen gemeinsam an irgendeinem Punkt des Raumes und der Zeit, trennen sich und kommen dann wieder zusammen und vernichten sich gegenseitig. Diese Teilchen und Anti-Teilchen treten auf, weil ein Feld, wie die Felder, die Licht und Schwerkraft tragen, nicht genau null sein kann. Das würde bedeuten, dass der Wert des Feldes eine genaue Position (nämlich null) und eine genaue Geschwindigkeit oder Änderungsrate (ebenfalls null) hätte. Das würde gegen das Prinzip der Unbestimmtheit verstoßen, da ein Teilchen eben nicht sowohl eine genaue Position als auch eine genaue Geschwindigkeit haben kann. Daher müssen alle Felder so genannte Vakuumfluktuationen haben. Wegen des Quantenverhaltens der Natur kann man diese Vakuumfluktuationen mit den Begriffen Teilchen und Anti-Teilchen erklären, wie ich beschrieben habe.

Diese Teilchen-Paare treten für alle Varianten von Elementarteilchen auf. Sie werden virtuelle Teilchen genannt, weil sie sogar im Vakuum auftreten, und sie können durch Teilchendetektoren nicht direkt gemessen werden. Jedoch sind die indirekten Effekte der virtuellen Teilchen oder der Vakuumfluktuationen in einer Reihe von Experimenten beobachtet worden, und ihre Existenz wurde bestätigt.

Wenn ein schwarzes Loch in der Nähe ist, kann ein Mitglied eines Teilchen-/Antiteilchenpaares in das Loch fallen und das andere Mitglied ohne Partner zurücklassen, mit dem es sich vernichten soll. Das verlassene Teilchen kann ebenfalls in das Loch fallen, aber es kann auch in einen ausreichend großen Abstand zu dem Loch entkommen, wo es ein reales Teilchen wird, das durch einen Teilchendetektor gemessen werden kann. Für jemanden in weitem Abstand von dem schwarzen Loch, scheint es durch das Loch ausgestoßen worden zu sein. Diese Erklärung, weswegen schwarze Löcher nicht so schwarz sind, macht klar, dass die Emission von der Größe des schwarzen Lochs und von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt. Aber weil schwarze Löcher, mit den Worten von Wheeler, haarlos sind, wäre die Strahlung andernfalls unabhängig von dem, was in das Loch hineingeraten war. Es macht keinen Unterschied, ob Sie Fernseher, Diamantenringe oder Ihre schlimmsten Feinde in ein schwarzes Loch werfen. Was davon zurückkommt, ist immer dasselbe.

Was hat das alles zu tun mit Determinismus, mit dem sich dieser Vortrag beschäftigen soll. Was es zeigt ist, dass es viele Ausgangszustände gibt wie Fernseher, Diamantringe und sogar Menschen, die sich in den gleichen endgültigen Zustand verwandeln, zumindest außerhalb des schwarzen Lochs. Aber in der Vorstellung von Laplace zum Determinismus gab es eine eins-zu-eins Beziehung zwischen Ausgangs- und Endzuständen. Wenn man den Zustand des Universums zu irgendeinem Zeitpunkt in der Vergangenheit kennt, könnte man seinen zukünftigen voraussagen. Dementsprechend könnte man errechnen, wie er in der Vergangenheit gewesen sein muss, wenn man seine Zukunft kennt. Das Erscheinen der Quantentheorie in den zwanziger Jahren verringerte die Menge, die man voraussagen konnte, um die Hälfte, aber es verblieb eine eins-zu-eins Beziehung zwischen den Zuständen des Universums zu den unterschiedlichen Zeitpunkten. Wenn man die Wellenfunktion zu einem Zeitpunkt kennt, könnte man sie zu jeder anderen Zeit errechnen.

Mit schwarzen Löcher jedoch ist die Situation ziemlich anders. Es endet immer mit dem gleichen Zustand außerhalb des Lochs, was auch immer man hinein geworfen hat, vorausgesetzt es hat die gleiche Masse. Daher gibt es keine eins-zu-eins Beziehung zwischen dem Ausgangszustand und dem Endzustand außerhalb des schwarzen Lochs. Es gibt zwar eine eins-zu-eins Beziehung zwischen dem Ausgangszustand und dem Endzustand jeweils außerhalb und innerhalb des schwarzen Lochs. Aber der wichtige Punkt ist, dass das schwarze Loch durch die Emission von Teilchen und die Strahlung Masse verliert und kleiner wird. Schließlich wird das schwarze Loch scheinbar die Masse null erreichen und gänzlich verschwinden. Was wird dann geschehen mit all den Gegenständen, die in das Loch gefallen sind, und all den Leuten, die entweder hinein gesprungen sind oder gestoßen wurden? Sie können nicht wieder herauskommen, weil es nicht genügend restliche Masse oder Energie im schwarzen Loch gibt, um sie wieder heraus zu befördern. Sie könnten vielleicht in ein anderes Universum reisen, aber das würde keinen Unterschied machen für die von uns, die besonnen genug sind, nicht in ein schwarzes Loch zu springen. Es könnten sogar die Informationen darüber, was in das Loch fiel, nicht wieder herauskommen, wenn das Loch schließlich verschwindet. Informationen können nicht frei übertragen werden, wie solche von Ihnen mit Telefonrechnungen wissen. Informationen erfordern Energie, um sie zu übertragen, und es bleibt nicht genügend Energie übrig, wenn das schwarze Loch verschwindet.

Was all das bedeutet ist, dass diese Informationen von unserer Region des Universums verloren sind, wenn schwarze Löcher entstehen und dann verdunsten. Dieser Verlust von Informationen bedeutet, dass wir sogar noch weniger voraussagen können, als wir auf der Grundlage der Quantentheorie dachten. In der Quantentheorie ist man wohl nicht in der Lage, mit Sicherheit die Position und die Geschwindigkeit eines Teilchens vorauszusagen. Aber es gibt immer noch eine Kombination von Position und Geschwindigkeit, die vorausgesagt werden kann. Im Fall von einem schwarzen Loch bezieht diese definitive Vorhersage beide Mitglieder eines Teilchenpaares mit ein. Aber wir können nur das Teilchen messen, das herauskommt. Es gibt keine Möglichkeit, auch nicht prinzipiell, dass wir das Teilchen messen können, das in das Loch fällt. Daher können wir nur sagen, dass es in jedem möglichen Zustand sein könnte. Das heißt, wir können keine definitive Vorhersage für ein Teilchen machen, das dem Loch entkommt. Wir können die Wahrscheinlichkeit errechnen, dass ein Teilchen diese oder jene Position oder Geschwindigkeit hat. Aber es gibt keine Kombination von Position und Geschwindigkeit eines einzelnen Teilchens, die wir definitiv voraussagen können, weil Geschwindigkeit und Position von anderen Teilchen abhängen, die wir nicht beobachten. So scheint es, dass Einstein, als er sagte, Gott würfelt nicht, doppelt falsch lag. Gott würfelt nicht nur definitiv, er verwirrt uns manchmal, indem er es tut, wo man es nicht sehen kann.

Viele Wissenschaftler sind wie Einstein, indem sie eine tiefe emotionale Anhänglichkeit zum Determinismus haben. Anders als Einstein haben sie jedoch die Verringerung unserer Fähigkeit zur Voraussage akzeptiert, die uns die Quantentheorie brachte. Aber das war weit genug. Sie mochten nicht die weitere Reduzierung, die schwarze Löcher anzudeuten schienen. Sie haben folglich behauptet, dass Informationen nicht wirklich in schwarzen Löchern verloren sind. Aber sie haben es nicht geschafft, einen Mechanismus zu finden, der die Informationen zurückbringen würde. Sie ist eine fromme Hoffnung, dass das Universum deterministisch ist in der Weise, wie Laplace dachte. Ich glaube, diese Wissenschaftler haben die Lektion der Geschichte nicht gelernt. Das Universum benimmt sich nicht entsprechend unseren vorgefassten Ideen. Es fährt fort, uns zu überraschen.

Man könnte denken, dass es nicht allzu viel ausgemacht hat, als der Determinismus in der Nähe schwarzer Löcher zusammenbrach. Wir sind nahezu sicher mindestens einige Lichtjahre von einem schwarzen Loch irgendwelcher Größe entfernt. Aber das Unbestimmtheitsprinzip bedeutet, dass jede Region des Raumes von kleinen virtuellen schwarzen Löchern voll sein sollte, die erscheinen und wieder verschwinden. Man würde denken, dass Teilchen und Informationen in diese schwarzen Löcher fallen könnten und verloren sind. Weil diese virtuellen schwarzen Löcher so klein sind, hundert Milliarden Milliardenmal kleiner als ein Atomkern, würde die Rate, mit der Informationen verloren gingen, sehr niedrig sein. Deswegen erscheinen die Gesetze der Wissenschaft mit sehr guter Näherung deterministisch. Aber unter extremen Bedingungen, wie im frühen Universum, oder bei der Kollision von Teilchen mit hoher Energie, könnte ein nennenswerter Verlust von Information vorkommen. Das würde zur Unvorhersehbarkeit in der Entwicklung des Universums führen.

Ich fasse zusammenfassen: ich habe darüber gesprochen, ob das Universum sich willkürlich oder deterministisch entwickelt. Die klassische Ansicht, vorgestellt von Laplace, sah vor, dass die zukünftige Bewegung der Teilchen vollständig festgelegt wäre, wenn man ihre Positionen und Geschwindigkeiten zu einem Zeitpunkt kennt. Diese Ansicht musste geändert werden, als Heisenberg sein Unbestimmtheitsprinzip vorstellte, das besagte, dass man nicht gleichzeitig die Position und die Geschwindigkeit genau wissen könnte. Jedoch war es immer noch möglich, eine Kombination von Position und Geschwindigkeit vorauszusagen. Aber sogar diese begrenzte Voraussagbarkeit verschwand, als die Effekte der schwarzen Löcher in Betracht gezogen wurden. Der Verlust der Teilchen und der Informationen in schwarzen Löchern bedeutete, dass die Teilchen, die herauskämen, zufällig wären. Man könnte Wahrscheinlichkeiten errechnen, aber man könnte keine definitiven Vorhersagen machen. So ist die Zukunft des Universums nicht vollständig durch die Gesetze der Wissenschaft und seinen aktuellen Zustand vorherbestimmt, wie Laplace dachte. Gott hat noch einige Tricks im Ärmel.