Fysik, studiet av vad vi observerar, och matematik, studiet av relationer, är intimt sammanflätade. Ofta där den ena går, följer den andra snabbt efter. Den ena kan lägga ramverket, medan den andra förstärker tonen och strukturen. Roger Penrose, professor emeritus Rouse Ball i matematik vid Oxford University, har föreläst sedan åtminstone tidigt 1960-tal. Hans passion är twistorteori, ett alternativ till den samtida kontinuerliga rumtiden som är förknippad med Einsteins teori och standardkvantmekanik. Twistor-teori och andra försöker definiera en storslagen förenande teori (matematiken) för att kombinera rumtid, gravitation och de probabilistiska egenskaperna hos kvanta (det observerade).
Penrose i sin bok skjuter dock inte läsaren in i teoriernas djupa ände utan någon flytning. Twistorteori, strängteori och andra finns i slutet. Början täcker den elementära matematiken. Med hjälp av kvalitativt språk och uttryck som 'vacker' och 'elegant' relaterar han tillbaka till grekerna och talteorin, sedan vidare genom geometri (liknande trianglar) och komplexa tal (i) för att sluta med funktioner. Naturligtvis är funktioner i sig inte en destination, de är bara en startpunkt för kalkyl, ytor, grenrör och utrymmen. Med hjälp av föreläsarens alla knep gör Penrose ett beundransvärt jobb med att leverera kunskap enbart från sidorna. Diagram och grafer ger vision till abstrakta föreställningar om oändliga utrymmen, buntar, n-ytor och grenrör. Layouter för tankeexperiment (t.ex. fotonresor till Titan) förmedlar en enkel syn på många argument. Problem som spritsas genom hela boken, ungefär som läxuppgifter, tvingar läsaren att fördjupa sig i vissa synpunkter. Och naturligtvis, rikliga referenser, oavsett om det är till framstående artiklar av Newton eller nyare redogörelser av dagens forskare, fyller styckena och dessa spår var och en till omfattande anteckningar i slutet av kapitlet. Med tanke på detta stöd finns det verkligen ingen anledning att drunkna när man vadar igenom komplexiteten hos idéerna inom oss.
För ja, idéerna inom är komplexa. Även om inga förkunskaper antas, skulle viss formell utbildning i matematik eller fysik säkert hjälpa läsaren. Den relativa betydelsen och värdet av Riemann-ytor, konforma mappningar och holomorfa funktioner är inte lätt uppenbara för den matematiska novisen även om var och en har betydelse. Men var inte bestört, för eftersom matematiken är grunden, presenteras den inte för sin egen skull, snarare för dess värde i att bidra till vår kunskap om fysiken. Till exempel ledde lämplig matematik och fysik till förhållandet mellan energi och materia, vilket ledde till kärnvetenskapens område. Kvantberäkningen går framåt i samma linje. Dessa diskuteras såväl som svarta hål, fotonernas dubbla våg- och partikelnatur, gravitationens esoteriska natur och vårt universums entropiska flöde. För det är egenskaperna hos dessa element, såsom deras reflekterande eller oföränderliga attribut, som måste speglas i de matematiska relationerna som modellerar dem. Även om den är komplex, är presentationen för dem som gillar detta ämne uppiggande, vältempoerad och grundlig.
Det finns dock en erkänd touch av partiskhet i att Penrose är mer motsägelsefull än stödjande när det kommer till riktningen som vissa av dagens forskare har tagit. Han stöder verkligen inte strängteorin. Han reciterar många brister i detta såväl som sin egen favorit, twistor-teori. Andra teorier får sin fördel. I ett filosofiskt avsnitt går han så långt att han överväger att se över de nuvarande grunderna för att modellera fysiken eller att ompröva verklighetens innebörd. Det är kanske här bokens titel har sitt ursprung, men ändå verkar titeln lite malplacerad. Temat för en väg förekommer aldrig i boken, och verkligheten är inte heller särskilt med. Denna bok ger dock en bra matematisk grund för att fortsätta forskningen av fysiken. Den undviker sig inte från att skapa svårigheter, återvändsgränder eller fullständiga okända. Med citaten och det allt mer aktuella ämnet kan en läsare enkelt dyka in för att lära sig mer eller kanske välja ett område att ge sitt eget bidrag.
En storslagen förenande teori är lite av en helig gral för vissa matematiker och fysiker. Ständiga framsteg basuneras ut genom tidskrifterna och kanske är teorin precis runt nästa hörn. För att vara beredd på detta, eller för att kanske överväga att göra ett eget bidrag, läs Vägen till verkligheten av Roger Penrose, en smidigt skriven, fint omfångsrik bok som visar de bidrag som matematiken ger i denna och andra sökningar i naturens fysik.
Läs fler recensioner eller köp en kopia online från Amazon.com.
