Fysiikka, tutkimus siitä, mitä havaitsemme, ja matematiikka, suhteiden tutkimus, ovat läheisesti toisiinsa liittyviä. Usein missä yksi menee, toinen seuraa nopeasti. Yksi saattaa asettaa kehysteoksen, kun taas toinen täsmentää sävyn ja tekstuurin. Oxfordin yliopiston matematiikan emeritus Rouse Ball -professori Roger Penrose on luennoinut ainakin 1960-luvun alusta. Hänen intohimonsa on väännösteoria, vaihtoehto nykyaikaiselle jatkuvalle avaruuden ajalle, joka liittyy Einsteinin teoriaan ja tavanomaiseen kvanttimekaniikkaan. Twistor-teoria ja muut pyrkivät määrittelemään suuren yhdistävän teorian (matematiikan) yhdistämään avaruuden aika, painovoima ja kvantin todennäköisyysominaisuudet (havaittu).
Penrose kirjassaan ei kuitenkaan ajaa lukijaa teorioiden syvään päähän ilman floataatiota. Twistor-teoria, joustoteoria ja muut sijaitsevat aivan lopussa. Alku kattaa alkuainematematiikan. Käyttämällä kvalitatiivista kieltä ja ilmaisuja, kuten 'kaunis' ja 'tyylikäs', hän liittyy takaisin kreikkalaisiin ja lukuteoriaan, sitten geometrian (samanlaiset kolmiot) ja monimutkaisten numeroiden (i) kautta loppuakseen toiminnoilla. Tietenkin, toiminnot eivät itse ole määränpää, ne ovat vain hyppykohta laskennalle, pinnoille, jakotukille ja tiloille. Penrose tekee luennoitsijan ammatin kaikista temppuista ihailtavaa työtä toimittamalla tietoa pelkästään sivuilta. Kaaviot ja graafit tuovat vision abstraktiin käsityksiin äärettömistä tiloista, nipuista, n-pinnoista ja jakopisteistä. Ajatuskokeilujen asettelut (esim. Fotonimatka Titaniin) antavat yksinkertaisen kuvan monista argumenteista. Koko kirjaan sirotellut ongelmat, kuten kotitehtävät, pakottavat lukijan syventymään tiettyihin näkökulmiin. Ja tietysti, runsaat viitteet, olipa kyse Newtonin perusajatuksista tai nykypäivän tutkijoiden viimeaikaisista kirjoituksista, roskaisevat kappaleet ja nämä kaikki jäljet laajoihin muistiinpanoihin luvun lopussa. Tämän avun vuoksi ei ole syytä hukkua hieroessaan ajatusten monimutkaisuutta.
Kyllä, sisällä olevat ideat ovat monimutkaisia. Vaikka mitään ennakkotietoa ei oletettaisi, jokin muodollinen matematiikan tai fysiikan koulutus auttaisi lukijaa varmasti. Riemann-pintojen, konformaalisten kuvausten ja holomorfisten funktioiden suhteellinen merkitys ja arvo eivät ole helposti ilmeisiä matemaattiselle aloittelijalle, vaikka molemmillakin on merkitystä. Mutta älä kauhistuta, sillä koska matematiikka on perusta, sitä ei esitetä sen vuoksi, että se on omiaan edistämään fysiikan tuntemustamme. Esimerkiksi sopiva matematiikka ja fysiikka johtivat energian ja aineen suhteeseen, joka johti ydintutkimuksen alaan. Kvanttilaskenta etenee samalla linjalla. Niistä keskustellaan samoin kuin mustista reikistä, fotonien kaksoisaalto- ja hiukkasluonteesta, painovoiman esoteerisestä luonteesta ja maailmankaikkeuden entrooppisesta virtauksesta. Sillä näiden elementtien ominaisuuksien, kuten niiden heijastavat tai muuttumattomat ominaisuudet, on heijastettava niitä mallinntavia matemaattisia suhteita. Vaikka esitys on monimutkainen, niille, jotka nauttivat tästä aiheesta, esittely on virkistävä, hyvin vauhdikas ja perusteellinen.
On kuitenkin tunnustettua puolueellisuutta, että Penrose on ristiriitaisempi kuin tukeva, kun on kyse joidenkin nykypäivän tutkijoiden suunnasta. Hän ei todellakaan kannata joustoteoriaa. Hän toistaa monia lyhyitä tuloksia tästä sekä oman suosikkisivun, kiertoteorian. Muut teoriat saavat osuutensa. Filosofisessa osassa hän menee niin pitkälle, että harkitsee nykyisten fysiikan mallintamisperusteiden tarkistamista tai todellisuuden merkityksen uudelleen tutkimista. Ehkä täältä kirjan nimi on peräisin, mutta otsikko näyttää silti hiukan paikoilta. Tien teemaa ei koskaan esiinny kirjassa, eikä todellisuuden teemaa ole paljon sisällytetty siihen. Tämä kirja tarjoaa kuitenkin hyvän matemaattisen perustan fysiikan tutkimiseksi. Se ei vältellä vaikeuksien, umpikujojen tai täydellisten tuntemattomien esiin tuomista. Sitaattien ja asteittain ajankohtaisemman aiheen avulla lukija voi helposti sukeltaa oppia lisää tai ehkä valita alueen, jolla se antaa oman panoksensa.
Suuri yhdistävä teoria on vähän pyhä graali joillekin matemaatikoille ja fyysikoille. Jatkuvaa edistystä trumpetaan lehdissä ja ehkä teoria on aivan seuraavan nurkan takana. Lukeaksesi ollaksesi valmistautunut tähän tai ehkä harkitsemaan oman panoksesi tekemistä Tie todellisuuteen kirjoittanut Roger Penrose, sujuvasti kirjoitettu, hienosti kirjoitettu kirja, joka osoittaa matematiikan panoksen tässä ja muissa luonnon fysiikan tutkimuksissa.
Katsaus Mark Mortimer.
