8. Epiloog: ‘God dobbelt! Of toch niet?
De in de inleiding besproken vragen vereisen een duidelijk, ondubbelzinnig antwoord. Dat betekent dat er van juiste ‘vooronderstellingen’ uit gegaan dient te worden. Dat is niet zo eenvoudig, zodoende zullen we van tijd tot tijd resultaten verkrijgen die toch dubbelzinnig lijken te zijn. Dat betekent dat sommige antwoorden voor meer dan een uitleg vatbaar zullen zijn, of erger nog ‘onbetrouwbare’ antwoorden opleveren. Het kan ook tot paradoxen leiden, hiervan lieten we zien dat deze kunnen ontstaan door van verkeerde uitgangspunten uit te gaan. Een paradox wordt wel gezien als een schijnbare tegenspraak, dat kan betekenen dat er géén tegenspraak is maar dat wij de gegevens die tot de paradox leiden niet begrijpen. In dat licht bezien is het niet erg dat we af en toe op paradoxen stuiten, het kan de geest prikkelen om er achter te komen wat de werkelijke betekenis kan zijn. Het kan tot fundamentele kennis leiden.
Een uitspraak van Rutherford gaf aan dat als we ‘een kwestie niet in eenvoudige bewoordingen konden weergeven, deze weliswaar niet fout hoefde te zijn, maar dat we misschien de oorsprong, de betekenis of de consequenties, ervan niet begrijpen’. In grote lijnen hebben we dat als uitgangspunt genomen bij ons onderzoek naar: ‘Hoe de dingen in elkaar zitten’, maar belangrijker nog een antwoord te zoeken naar: ‘Waarom de dingen zijn zoals ze zijn’. Waarom is dat laatste nóg belangrijker? Dat is omdat als we, zoals Rutherford zei, de oorsprong begrijpen, de dingen in een heel ander licht komen te staan. We bespraken eveneens de mogelijkheid om, niettegenstaande bepaalde opvattingen van ‘quantumtheoretici’, ernaar te streven de dingen in gewone taal te beschrijven. Daarbij gaat het er niet om dat fysische wiskunde niet belangrijk zou zijn, dat is ze natuurlijk wel. Veel wat er nu bereikt is hebben we daar aan te danken, maar ook hebben heel wat wiskundige ‘antwoorden’ tot ‘raadselachtige’ uitkomsten geleid. We dachten hierbij aan de uitspraak van Wittgenstein: ‘Raadsels bestaan niet, als een vraag gesteld kan worden dan is ook het antwoord mogelijk’.
Hierbij moeten we de kanttekening plaatsen, dat het antwoord nogal eens op zich laat wachten. Dat is geen reden om het maar op te geven, het leid soms tot een dogmatische instelling: ‘dat wat bereikt is, is het’. Dikwijls wordt er dan aan paradoxen een te grote waarde gehecht
Paradoxen moeten niet als definitief gezien worden.
Zo’n paradox zou kunnen zijn: ‘God dobbelt! Of toch niet?’. Hoewel zowel voor- als tegenstanders van het idee ‘God dobbelt’ zullen ontkennen dat het om een paradox gaat, blijken de onderzoekingen ernaar en de experimenten geen ondubbelzinnig antwoord te geven. Hoe er over gedacht wordt lijkt nauw samen te hangen welke waarde er aan ‘quantumtheorie’ en ‘mechanica’ gegeven wordt, dat kan van persoon tot persoon verschillen en hangt veelal af van de filosofische standpunten die men inneemt. Het draait grotendeels om de vraag of de quantummechanica deterministisch is of niet. We zagen in eerdere delen dat deze materie van beide kanten benaderd kan worden. We zagen ook dat een afkeer van oneindigheden, of liever gezegd het ontkennen ervan, een grote rol speelt in wat de betekenis van de quantummechanica zou kúnnen zijn. Beredeneerd is dat ‘oneindigheden’ niet weggepoetst kunnen worden, maar dat het verstandiger is ze te integreren in bestaande theorieën. Als we dat doen doen dan zou het wel eens kunnen zijn dat het indeterministische karakter van de quantummechanica, met daaruit voortvloeiend ‘waarschijnlijkheden en onzekerheden’, slechts uitingen zijn van ons gebrekkige begrip van oneindigheden. Met name de verhouding tussen eindige dingen en oneindigheid. Er is genoeg wiskunde voorhanden om een onderzoek hiernaar te starten.
Wat mogen we verwachten van de quantumtheorie?
Als de quantummechanica werkelijk indeterministisch is, met alléén maar waarschijnlijkheden als basis voor ‘God dobbelt’, dan kún je aan de quantummechanica de ‘eis’ stellen: ‘te verduidelijken hoe uit inherente onzekerheid zekere dingen kunnen voortkomen’. Dat wil zeggen nauw omschreven fysische stelsels en/of mechanismes. Dit wordt niet, of zo goed als niet beantwoord. Te denken valt hierbij aan het verschil tussen ‘klassiek-’ en ‘quantumniveau’. De vraag is eigenlijk niet eens wat hét verschil tussen beide is, maar veeleer waar kunnen we nog spreken over een niveau dat aan quantumwetten gehoorzaamt en wanneer gaat het over het niveau dat aan klassieke wetten voldoet? We hebben gezien dat het niet redelijk is om het klassieke niveau als quasi-klassiek te beschouwen. Met quasi-klassiek niveau wordt dan bedoeld dat het er eigenlijk om gaat als zouden op ieder niveau quantum waarschijnlijkheden de dienst uitmaken. De bekende ‘raadselachtige’ opvatting, als zouden de dingen pas ‘zijn’ als we er naar kijken, bijvoorbeeld een boom is er pas als we er naar kijken, geeft de rigide kijk op de quantummechanica aan. Het komt erop neer dat als we kijken óns bewustzijn een verandering in quantumtoestand zou bewerkstelligen, zoals een verandering van spin op in spin neer. Of ons bewustzijn zou de golffunctie doen instorten. Het lijkt erop dat dit meer een bizar filosofische opvatting is dan realiteit. Evenzo geldt dit voor het ‘uitgestelde keuze’ experiment van Wheeler, dat als zijn uiterste consequentie heeft dat het heelal pas bestaat als wij ernaar kijken. Dit soort ideeën komen naar voren, juist door het ‘raadselachtige’ karakter van de quantummechanica, met name door het ‘twee spleten experiment’. Het is een bekend verhaal, een deeltje, foton of elektron, zou door twee spleten tegelijk gaan. Wheeler bedacht het uitgestelde keuze experiment om soortgelijke raadsels op te lossen, hetgeen op zich een goede zaak is, maar zoals we zagen lijdt het tot bizarre standpunten.
Bizarre ‘oplossingen’ van ‘raadselachtige’ verschijnselen.
Sommige bizarre oplossingen ontstaan door niet te onderkennen dat we onderscheid dienen te maken tussen quantum niveau en klassiek niveau. Het is natuurlijk zo, dat als iets bizar lijkt het niet per definitie onwaar hoeft te zijn, het kan zijn dat iets bizar op ons overkomt omdat we er niet vertrouwd mee zijn. Dat geeft ons géén vrijbrief om bizarre ideeën als fundamenteel te poneren. Soms zijn bizarre ideeën slechts een dekmantel om filosofische gedachten, die wij aantrekkelijk vinden, te rechtvaardigen. Opvallend is het dat juist die facetten van de quantummechanica waarvan géén objectieve verklaring gegeven kan worden, juist het meest bizar op ons overkomen. Een zo’n bizar idee, als zou een boom pas bestaan als we er naar kijken, is heel makkelijk te weerleggen als we accepteren dat er een overwegend aantal deeltjes in de boom in klassieke staat zijn. Dat dit niet door iedereen zo makkelijk aanvaard wordt komt door het ‘oude golf-deeltje’ probleem. Wanneer is een deeltje, een deeltje, en wanneer een golf? Sommigen denken dat het probleem helemaal niet bestaat, maar dat beide verschijnselen zijn van iets dat we niet echt begrijpen. Daar zit wat in, maar ontslaat ons niet van de plicht om te verklaren wat een deeltje dan wél is, of anders gezegd, voor wát voor fysisch idee staat dan een deeltje dat wij denken gedetecteerd te hebben? Eenvoudiger én logischer is dat een deeltje afwisselend een deeltje of een golf is, waarbij het deeltjes stadium het klassieke niveau is en het golfstadium het quantumniveau. Dat kan zo opgevat worden dat het golfstadium alle mogelijkheden bevat die het deeltje (op klassiek niveau) kan worden. Het probleem met de quantummechanica is nu dat al die mogelijkheden als ‘waarschijnlijkheden’ áán het deeltje (in zijn klassieke toestand) gekoppeld worden, met alle gevolgen van dien. Deeltjes kunnen dan in meerdere toestanden tegelijkertijd, superposities genoemd, bestaan, en door twee spleten tegelijk gaan.
Een ‘inherente’ onzekerheid van de quantumtheorie hoeft nog niet te betekenen dat de ‘fysische’ werkelijkheid óók zo is.
Een vraag zou dus kúnnen zijn: ‘Is de quantummechanica misschien toch opgebouwd op een systeem, ‘een fysische werkelijkheid’ die het doet lijken alsóf de quantummechanica inherent onzeker is en slechts ‘waarschijnlijkheden’ kán beschrijven? En dan wel in die zin dat ze niet in staat is tot méér dan dát. Hierbij hebben we de uitlating van Feynman onderzocht: ‘Niemand kan de quantummechanica begrijpen’. Het zal misschien goed bedoeld zijn, maar als we daar zo stellig over zijn, dan weten we natuurlijk nooit zeker of de indeterministische interpretatie de ‘juiste’ is. We kunnen het hem niet meer vragen, maar zo’n uitlating kan evengoed de toenmalige onmacht weergeven om het raadselachtige karakter van de quantummechanica te begrijpen. Dat raadselachtige karakter van de quantummechanica wordt alleen maar nóg raadselachtiger, door ervan uit te gaan dat de quantummechanica heel goed beschreven kan worden door óp het zogenaamde werpen met dobbelstenen te wijzen als illustratie van het waarschijnlijkheids karakter van de quantummechanica. In verband hiermee hebben we laten zien dat toeval en willekeurigheid niet bepaald helder wetenschappelijk gedefiniëerd zijn. Het lijkt in dit verband op de vraag: wat was er eerst, de kip of het ei? In dit geval was er dus eerst een ei, of in de woorden van Pagels: “Hoe kunnen wiskundigen in hemelsnaam al de boeken schrijven zonder dat ze een definitie van toeval of waarschijnlijkheid geven? Door een operationele aanpak, ze definiëren toeval en waarschijnlijkheid als datgene wat gehoorzaamt aan de stellingen die ze erover afleiden. De wiskundige waarschijnlijkheidstheorie begint pas nádat aan elementaire gebeurtenissen een bepaalde waarschijnlijkheid is toegekend. Hoe je aan de waarschijnlijkheid komt wordt niet besproken, daarvoor is immers een inhoudelijke definitie van de willekeurigheid van gebeurtenissen nodig, en die ontbreekt.”
Hier wringt de schoen: ér wordt áán elementaire gebeurtenissen een bepaalde waarschijnlijkheid toegekend. Wat gebeurd er nu in de praktijk? De elementaire gebeurtenissen die op óns overkomen als willekeurig of als een uiting van een bepaalde waarschijnlijkheid, worden door sommigen als ‘fundamenteel’ willekeurig of waarschijnlijk gezien worden. Het kan zijn dat het bij nader onderzoek géén fundamenteel gegeven blijkt te zijn. Het kan zijn dat het klopt, maar zoals eerder beredeneerd kan het evengoed een tekortkoming van onze zijde lijken te zijn. Die tekortkoming, of wat vriendelijker gezegd, onbekendheid met het achterliggende terrein van onze veel geroemde waarschijnlijkheid, zou de reden kunnen zijn van zo’n toepassing van toeval en willekeurigheid.
Wat is er tegen om causaliteit in ‘ere’ te herstellen.
Het zou een goede zaak kunnen zijn om niet langer de tegenstelling, determinisme of indeterminisme te hanteren, maar ‘gewoon’ het begrip causaliteit in ere te herstellen. Het moet gezegd worden dat het begrip determinisme in het verleden nogal een opgeblazen idee is geworden, met hoogdravende verklaringen dat als we de (absolute) begintoestand van deeltjes zouden kennen wij dan in staat zouden zijn de hele toekomstige ontwikkeling ervan te kunnen voorspellen. Misschien ‘eigen’ aan de tijd, een tijd waarin men alles koppelde aan de ‘banen’ van deeltjes en lichamen. Dat alles heeft zijn nut gehad (ten goede of ten kwade), maar ook de grote stimulator van dergelijke berekeningen, Newton, moest erkennen dat hij de ‘zwaartekracht’ slechts had geponeerd om andere dingen te kunnen verklaren, maar deze zelf niét kon verklaren. Zolang de zwaartekracht niet echt fundamenteel verklaard is, blijven er noodzakelijkerwijs vragen, zoals: wat is de rol van de zwaartekracht op deeltjesniveau? Een andere niet minder belangrijke vraag is: wat is de werking van de zwaartekracht met betrekking tot het vacuüm? Op beide vragen heb ik getracht een oplossing te vinden, die consistent is met andere gegevens. Terugkomend op ‘determinisme’ is het zinvol om hoogdravende verklaringen in verband daarmee maar te laten varen, om ons te beperken tot het volgende standpunt: ‘Determinisme te gebruiken in die gevallen waar een causale oorzaak in de ontwikkeling van een toestand A naar een toestand B, duidelijk te herkennen is’. Als we causaliteit herstellen dan heeft dat het voordeel dat we zogenaamde ‘raadselachtige’ verklaringen als tijdelijk beschouwen, omdat diepgaandere kennis ontbreekt. Zo ook geldt dat dan voor onzekerheden en/of waarschijnlijkheden, zoals gezegd komen deze zo op ons over omdat het ‘causale verband’ met achterliggende mechanismes niet duidelijk is. Indeterminisme gebruiken we dan in die gevallen, waar die kennis ons ontbreekt, echter zonder dat we indeterminisme als fundamenteel, of erger als dogmatisch, beschouwen. Dat laatste zou een van de redenen kunnen zijn dat er de laatste jaren weinig vorderingen gemaakt zijn met onder andere, een quantumzwaartekrachttheorie.
Een rigide gebruik van begrippen leidt veelal tot problemen.
We stapten dus af van een rigide gebruik van de begrippen determinisme en indeterminisme. In dit onderzoek zijn we vele terreinen nagegaan, waarin gebleken is dat er zeker zoveel uitgangspunten zijn voor een overwegend causale aanpak, als voor een: ‘God dobbelt’ aanpak. In verband met zijn onderzoek naar zwarte gaten maakte Stephen Hawking de, toch wel humoristische, opmerking: ‘God dobbelt en hij gooit de stenen daar waar wij ze niet kunnen zien’. Zo bedoelt of niet, onderstreept deze uitspraak slechts dat er een terrein is waar wij nog weinig van weten.
Ook al kiezen we voor een ‘overwegend’ causale aanpak, wil dat nog niet zeggen dat we alles causaal kunnen berekenen. Zo hebben we gezien dat in verband met onder andere Gödel’s theorema er altijd ‘onberekenbare’ gebieden zullen zijn, al zal het wel mogelijk zijn, juist in overeenstemming mét Gödel, om de grenzen van het onberekenbare op te schuiven. Dat onberekenbare heeft niets te maken met ‘waarschijnlijkheden’ en/of het heelal ‘een gigantische flipperkast’ zou zijn. Integendeel de onberekenbare aspecten die logisch voortvloeien uit Gödel’s ideëen, vloeien juist op een causale manier voort uit de voorgaande stellingen, die wel berekend kunnen worden. Het is bekend, het is altijd mogelijk, ‘om uit zo’n stelsel van stellingen een nieuwe stelling af te leiden, die niet binnen dat stelsel te bewijzen valt’. De oorzaak (of causaliteit) van de mogelijkheid om een nieuwe stelling af te leiden, volgt dan uit het stelsel van stellingen, maar kan niet bewezen worden binnen dat stelsel. Gödel heeft dus eigenlijk aangetoond dat geen énkel stelsel van stellingen een definitief stelsel is. Het kan altijd uitgebreid worden. Eigenlijk onderstreept het, dat het onderzoek naar ‘oneindigheden’ zinvol is, en wel met de uiterste consequentie dat ‘kennis’ oneindig is. Dat heeft niéts met ‘dobbelen’ te maken, ook niet met ‘inherente’ onzekerheden of ‘waarschijnlijkheden’. Eerder toont het een ‘inherente zekerheid’ aan, ook al zullen we steeds weer op grenzen stuiten, die grenzen zijn niet ‘inherent’ aan kennis, maar zijn deel van de beperkingen van onze menselijke aard.
Onszelf ‘onnodige’ grenzen opleggen hoeft ook weer niet.
Soms leggen we onszelf dergelijke grenzen op. In het volgende zullen we zien dat er ideeën geponeerd worden, waarvan je op het eerste gezicht zou denken dat ze grensverleggend zijn, maar in werkelijkheid zo gebracht worden omdat bepaalde causale oorzaken niet aanvaardbaar lijken te zijn. Zo’n causale oorzaak zou kunnen zijn dat God (’n God) ‘het begin van alle dingen is’. Let wel zo’n causale oorzaak is alléén maar onaanvaardbaar voor degenen die niet in God geloven. Het is een misverstand dat de wetenschap bewezen zou hebben dat God niet bestaat, gematigder geesten gaan er dan vanuit dat de wetenschap niet in staat is om te bewijzen dat God niet bestaat, maar evenmin dat Hij wel bestaat. We verzeilen dan in de controverse wetenschap/geloof, waarvan bekend is dat er twee uitgesproken kampen bestaan, die soms buitengewoon onverzoenlijk tegenover elkaar staan. Deels komt dat voort uit een verschil van mening over wat bewijzen eigenlijk zijn! Veel wetenschappers huldigen het standpunt dat bewijzen gegrond moeten zijn op wiskundige of bij uitbreiding fysisch-wiskundige formules, aangevuld met gegevens door experimenten verkregen. Op een dergelijke wijze proberen te bewijzen dat er een God is zal altijd mislukken, het is een misverstand te denken dat als er een God bestaat deze te ‘vangen’ is, in een formule. Zelfs een ‘theorie van alles’, als die al mogelijk zou zijn, kan nooit een formulering van God zijn, omdat als God de oorzaak van álles is hijzelf daarbuiten staat.
Een simpele illustratie maakt dat duidelijk. Een ingenieur die een machine ontwerpt en laat vervaardigen weet dat, ook al zijn zijn gedachten over wat een goede machine is terug te vinden zijn in die machine, deze gedachten toch maar een zeer ‘klein’ aspect weergeven van wie hij werkelijk is. Laat staan dat de machine in staat is (als het een computer is) een formule te bedenken, die beschrijft wie zijn maker als mens in zijn totaliteit is. En met ‘totaliteit’ bedoelen we dan ook, ‘wat een mens is met alles erop en eraan’ . De bewering: de wetenschap heeft bewezen dat God niet bestaat’ komt voort uit het verlangen een ‘God’ weg te redeneren. Zoals we zagen wordt daarvoor meestal naar het gereedschap van toeval, waarschijnlijkheden en willekeurigheden gegrepen. We hebben gezien dat er goede gronden zijn om aan te nemen dat een dergelijke aanpak maar betrekkelijk wetenschappelijk is. Dergelijk methoden zijn misschien geschikt om een ‘gegeneraliseerde’ aanpak te geven voor systemen, waarvan de causaliteit niet direct zichtbaar is. We moeten dan niet de denkfout maken dat zo’n aanpak fundamenteel is. Misschien zijn we ertoe verleid te denken dat het wel zo is, omdat het buiten kijf is, dat er zekere resultaten mee geboekt zijn, dat kan zijn, eerder lijkt het erop dat filosofische denkbeelden bevorderd hebben dergelijke resultaten als fundamenteel te zien.
Andersoortige bewijzen zouden de weg kunnen wijzen.
Er zijn nog een andersoortig ‘bewijzen’. We denken bijvoorbeeld aan waarnemingen, die omvatten natuurlijk ook datgene wat we waarnemen bij onze experimenten, maar meer nog denk ik aan waarnemingen die niet bij experimenten gedaan worden. Dat zijn astronomische waarnemingen. Hoewel er tegenwoordig nogal eens de indruk gevestigd wordt dat dit soort waarnemingen óók gekoppeld zijn aan een laboratorium, is er een groot verschil met de letterlijke experimenten in versnellers en dergelijke. Men noemt dan het heelal het laboratorium, maar dat is toch wel een ‘brug te ver’, omdat meer nog dan bij experimenten hier op aarde, een grote rol is weggelegd voor de interpretatieve kant. En wat nog meer verschil maakt, in onze laboratoria arrangeren wij de omstandigheden, hetgeen natuurlijk nooit mogelijk is bij het universum. Er worden natuurlijk metingen gedaan en deze worden door toenemende technologie nauwkeuriger en geavanceerder. Dat wil niet zeggen dat dergelijke ‘waarnemingen’ het zonder interpretatief bewijs zouden kunnen. Zo’n interpretatief of ‘andersoortig’ bewijs kan in zekere zin beperkt zijn of lijken. Hier zit dan het probleem, dat we geneigd zijn de interpretatie te ‘modelleren’, naar ónze inzichten. Dat wil zeggen we aanvaarden als bewijs die dingen die overeenkomen met ons inzicht van hoe ‘de dingen’ zijn, zoals ze zijn. Dat kan bovendien nog beïnvloed zijn door de filosofische achtergronden die wij koesteren, bewust of onbewust . Het is dus dringend noodzakelijk om interpretaties zo helder mogelijk te krijgen.
De tijd als verschijnsel is ook onderhevig aan uiteenlopende, dikwijls filosofisch getinte, interpretaties.
Een ding wordt echter vergeten of over het hoofd gezien, dat is de tijd in verband met waarnemingen, uitgezonderd dan degene die zich uitstrekken tot onze ‘naaste omgeving’, gebeurtenissen weergeven die lang, tot zeer lang geleden, plaats vonden. In dit onderzoek heb ik dit behandeld in twee aspecten. Het ene is dus dat wat ik hier noemde, het is allemaal verleden tijd. Het is hetzelfde probleem als in de archeologie, hoe interpreteer je dingen die in het verleden hebben plaatsgevonden? Objecten die worden opgegraven hebben ‘geleden’ onder de tijd. Is het nu werkelijk zo dat ‘opgravingen’ op heelalniveau nog net zo zijn als in het verleden? De signalen die wij ‘opgraven’, graven wij niet eens op de plaats van ontstaan op, welk voordeel de archeologie wel heeft. Maar net als de objecten die opgegraven worden, een ‘reis’ door de tijd maken en daardoor veranderd worden, is het goed mogelijk dat dit ook gebeurd is met de ‘opgegraven’ signalen. Deze gaan nu niet bepaald op reis door een heelal waar iedere activiteit afwezig is. En net zo goed als archeologische opgravingen op de juiste manier geïnterpreteerd dienen te worden (wat soms leidt tot herzieningen) zo dient dat ook gedaan te worden met astronomische ‘opgravingen’. (en eveneens soms tot herzieningen leid) Het tweede gaat veel dieper omdat er, zo lijkt mij, aanwijzingen zijn dat ‘de tijd’ naarmate men dieper het heelal ‘in gaat’, sneller verloopt. Zie hiervoor de verschillende verwijzingen, die gaan over het heelal als een ‘omgekeerd zwart gat’, met wat Hawking ‘een rand van oneindige dichtheid’ noemde. Waar het me hier omgaat is dat, dergelijke opvattingen indien ze redelijk zijn, de interpretatiekant een heel ander gezicht zullen geven.
Vaagheden dienen we te erkennen, dat betekent niet dat het altijd om fundamentele kennis gaat.
Waar het bij waarnemingen (zowel microscopisch als macroscopisch) dus vooral omgaat is: ‘de betekenis van een waarneming zo goed mogelijk te plaatsen’. Het gaat er niet om te stellen dat, dat helemaal niet gedaan wordt, het gaat er mij om te benadrukken dat dit kán leiden tot een andersoortig bewijs. Een ‘bewijs’ dat gebaseerd is op ‘inzicht’ in de werkelijke betekenis van een waarneming. Het kan zijn dat het (voorlopig?) interpretatief blijft, dat gebeurt soms (dikwijls?) ook, het zogenaamde bewijs is dan te vaag. Verdere waarnemingen en/of experimenten zijn dan nodig. Niettemin moeten we vaststellen dat aan veel van wat opgevoerd wordt als ‘wetenschappelijk bewijs’ een dergelijke vaagheid kleeft. Op zich is dat niet zo erg, als het maar onderkend wordt. Helaas zagen we al eerder dat veel van wat als ‘bewijs’ geponeerd wordt, gebaseerd is op bijvoorbeeld quantumfluctuaties. Meestal gebeurt dat in die omstandigheden, dat er géén duidelijke oplossing is voor een probleem. In plaats van dat er gekeken wordt naar wat een logische oplossing van het probleem zou kunnen zijn, is men tevreden met een zelf ‘gekozen grens’, die van quantumonzekerheden. Een voorbeeld hiervan is het veel aangehaalde idee dat, op Planckniveau álles onzeker wordt, tijd en ruimte zouden een soort schuim worden, waar niets meer mee te beginnen valt. Voor enige redenering die op causale, oorzakelijke verbanden, zou kúnnen duiden, is geen plaats meer. Dat is jammer, want het kan meer inzicht opleveren door zaken van verschillende kanten te benaderen. De laatste jaren zijn er wel verschillende invalshoeken naar voren gekomen om vastgelopen theorieën weer vlot te trekken, maar jammer genoeg, hoe verschillend ze ook zijn, ze durven geen van alle het ‘dogma’ van de quantumonzekerheid op de helling te zetten. Evenmin wordt het ‘heilige huisje’ van toeval en willekeurigheid gesloopt of minstens dichtgetimmerd.
Grensverleggende ideeën gooien soms de grens dicht.
We hadden het eerder over ‘grensverleggende’ theorieën die in werkelijkheid de grens dichtgooien, zodoende een verwijding, of verdieping van theorieën die causaliteit voorstaan, verhinderen. Een zo’n zogenaamd ‘grensverleggend’ idee wordt naar voren gebracht in een nieuw boek van Paul Davies . We volgen de gedachte: “The Goldilocks Enigma is een verkenning van mogelijke verklaringen voor dat opmerkelijke gegeven. Is het heelal voor ons gemaakt? (Dat opmerkelijke gegeven is dan de koolstofcyclus, de preciese sterkte van de zwaartekracht, de fijnstructuurconstante, van dat soort gegevens zonder welke ‘leven’ niet mogelijk is) Een populair idee is het zogeheten antropisch principe: als wij er zijn om erover na te denken, moet het heelal zo in elkaar steken dat er te leven is. Dat klinkt haast triviaal. Maar volgens Davies is de schepping zelfs zo precies afgesteld op leven, dat er waarschijnlijk meer aan de hand is.” Hier gaan we even op in. Door sommigen wordt het antropisch principe afgedaan als zijnde géén wetenschap . Hier komen we natuurlijk op hét probleem: wat is een bewijs? Maar tevens komen we op causale, oorzakelijke verbanden uit. Als dit heelal zodanig in elkaar zit dat leven er mogelijk is dan moet dat een oorzaak hebben, want in de natuurwetten en beginvoorwaarden zitten dan al die mogelijkheden die mettertijd leven mogelijk maken. Een terechte vraag is dan, waar komen die wetten en voorwaarden vandaan? Door dit soort gedachten wordt het antropisch principe wel eens theologie genoemd. Dat is niet zó vreemd, want als dit leidt tot de gedachte dat er iets, iemand, een god of wat maar ook moét zijn die deze wetten uitgedacht heeft en de voorwaarden veroorzaakt heeft, je dan inderdaad kunt zeggen dat wetenschap in theologie overgaat! Je kunt natuurlijk ook tevreden zijn met de vaststelling (andersoortig bewijs) dat alle causale lijnen (oorzakelijke verbanden) naar iets meer wijzen, dat velen God zullen noemen. Die laatste conclusie zou dan vooral géldig zijn als alle causale lijnen uitkomen op iets, iemand, een achtergrond, of wat maar ook dat niet méér met fysische beschrijvingen gegeven kán worden.
Moderne natuurkunde of ‘nieuwe wijn in oude zakken’.
Helaas ziet de een dit en de ander dat. Zo ‘ziet’ Davies géén God (niet) meer, Ook al was hij degene die aanhaalde dat er méér aan de hand zou zijn, dus: “Geen God, want daar gelooft Davies niet (meer) in. Maar wel moderne natuurkunde, waar tegenwoordig sprake is van een multiversum: vele parallelle heelallen met steeds ander wetten en parameters. In dat geval zou ons heelal een mensvriendelijke oase kunnen zijn van plaatselijke natuurwetten en parameters in een verder bar en levenloos heelal. Dat maakt het toeval van het vriendelijke heelal minder, omdat er dus niet maar één realiteit bestaat, maar vele.” Hoewel dit scenario al eerder door anderen is voorgesteld en tot nu toe niet veel grond lijkt te geven voor realiteit, schuift het probleem van oorsprong alleen maar op. Dit heelal is dan immers een van de vele die ‘ontstaan’ zijn, met alle andere minder ‘mensvriendelijke’ variëteiten. Als al déze niet ‘ontstaan’ zijn uit een oorsprong, dan komt hier opnieuw het beeld van toeval én willekeurigheid als oplossing, met alle vragen die daarmee samenhangen. Vragen die nog nooit tot tevredenheid zijn opgelost. Als deze heelallen (multiversum) géén begin hebben gehad dan moeten ze dus altijd hebben bestaan. Zo niet, zijn ze dan in een super big bang ontstaan ? Hetzelfde scenario, maar immenser dan in de gewone ‘big bang’. Aanvaarden we géén causale oorsprong, dan moeten we toch zien te verklaren waar de energie van die ‘immense’ ‘big bang’ vandaan komt, maar niet minder eenvoudig moeten we toevalsprocessen kunnen beschrijven die er toe leiden dat er talloze parallelle heelallen ontstaan met telkens weer andere assortimenten aan natuurwetten en parameters. We zagen al eerder dat dit voor onze eenvoudigere ‘big bang’ al niet echt duidelijk is gemaakt. In tegendeel, in het deel over toeval én willekeurigheid werd duidelijk dat zo’n aanpak niet direct wetenschappelijk hard te maken is. We blijven dus net zo goed met beginvoorwaarden en natuurwetten zitten. En zo niet, dan is er geen andere oplossing dan maar aan te nemen dat zo’n multiversum er altijd al was. Jammer van de slimme oplossing, maar is daar niet veel geloof voor nodig?
Voor sommige ideeën is nogal wat geloof nodig.
Wel beschouwd lijkt er niet erg veel verschil te zijn met wat als onwetenschappelijk geloof wordt afgedaan. Voor veel van dit soort ideeën is niet minder geloof nodig dan voor een God die ‘het begin van alle dingen is’. Het lijkt er zelfs sterk op dat een ‘God’ als de causale oorsprong toch wel wat betere ‘papieren’ heeft. Hoe we ook redeneren, de wet van oorzaak en gevolg, komt in alle benaderingen om de hoek kijken, terwijl alle andere benaderingen tot oplossingen leiden die minder sterk in elkaar zitten, ja eerder tot raadsels, paradoxen en controverses leiden. Voelen wetenschappers die deze conclusies afwijzen zich soms belemmerd in hun onderzoek? Dan is dat jammer want alles wijst er op dat als we aanvaarden dat er meer is, dan onze pogingen om vast te stellen wát werkelijkheid is, er hele terreinen van onderzoek liggen te wachten. Wetenschap is dus allesbehalve tot zijn eind gekomen, zoals sommigen ons trachten te doen geloven.
Omdat Davies wel beseft dat een en ander nog lang niet vastligt, komt hij nog met een andere ‘oplossing’: “Een andere mogelijkheid: natuurwetten die aansturen op intelligent leven dat die wetten doorgrondt, heeft de voorkeur. Een zichzelf uitleggend heelal. De lezer, verzekert Davies, is niet de enige die het duizelt. Fysici en kosmologen zijn er ook niet uit.” Degene die de recensie schrijft, besluit: “Geen troost, dus, dit boek. Maar wel fascinerend”. Het wordt misschien een beetje saai in plaats van fascinerend, ook hier weer vragen, vragen…, géén antwoorden. Ook in dit laatste zitten onbeantwoorde ‘oorzaak en gevolg’ vragen, het zijn grotendeels dezelfde als in het voorgaande. Een interessante nieuwe vraag duikt hier nog op: als dit een goed idee is, hoe ontstaat dan intelligent leven uit dode materie? Een vraag die ook in de evolutietheorie nog niet beantwoordt is. Wat is overigens ‘een zichzelf uitleggend heelal’ ? Betekent het dat materie, zeg maar de ‘oersoep’ in de big bang, in zichzelf opgesloten parameters, beginvoorwaarden of natuurwetten heeft, zodanig dat het heelal zich niet anders kán ontwikkelen dan dat het gedaan heeft (of gebeurd is) ?
Een zichzelf uitleggend heelal, is dat mogelijk?
Laten we het begrip ‘zichzelf uitleggen’ eens wat ruim van betekenis nemen. Stellen we ons een uitermate ingewikkelde productie-machine voor, vervaardigt door een fabrikant. U kunt misschien wel een voorbeeld daarvan voor de geest roepen, in werkelijkheid of op televisie gezien. Zulke machines beslaan soms wel hele fabriekshallen. Ieder onderdeel van het apparaat is secuur uitgedacht en, zeker zo belangrijk, op de juiste manier gemonteerd en van de juiste materialen vervaardigt, opdat het productie-proces zonder al te veel calamiteiten verloopt. Nu komt het, deze machine is niet alleen zo perfect mogelijk gemaakt maar, en dan komen we op een letterlijke betekenis van ‘zichzelf uitleggen’, deze machine wordt zo klein mogelijk opgevouwen én naar de klant gestuurd. Ter plekke hoeft deze machine niet in een tijdrovend proces gemonteerd te worden, neen ‘ze legt zichzelf uit’ in letterlijke zin. De klant hoeft alleen nog maar de ‘stekker in de contactdoos’ te doen.
Het zal duidelijk zijn, deze machine heeft een duidelijk ‘oorzaak en gevolg’ proces doorlopen. Maar nu een ‘zichzelf uitleggende’ machine met een veel verdergaand ‘zichzelf uitleggend’ vermogen. Hoe ziet dat eruit? De klant zit te springen om een nieuwe productie-machine, hij heeft hem eigenlijk op staande voet nodig. Het beste was nog dat hij, de nieuwe machine, er ál stond. Dat is misschien wat te veel gevraagd, maar een nieuwe high-tech ontwikkeling maakt het mogelijk dat dergelijke machines kant en klaar geleverd kunnen worden, zonder dat ze eerst in een moeizaam, langdurig proces ontworpen, vervaardigd en getest moeten worden. Hoera, er bestaat zelfs een mogelijkheid om dergelijke machines, zonder afhankelijk te zijn van tijd en ruimte, uit het niets te laten ontstaan op de plaats waar maar ook zo’n machine nodig is. Zónder oorzaak is er op het gewenste moment en op de gewenste plek, een zeer gecomprimeerde hoeveelheid van allerlei metalen, plastics, of grondstoffen, van wat er maar nódig is om de machine te laten functioneren. Dat alles zónder enige oorzaak, zónder lastige beginvoorwaarden, zónder van tevoren uitgedachte wetten of parameters. Over dat soort dingen breken we toch maar nodeloos onze hersenen? Dán begint die klomp materialen, grondstoffen uit het ‘niets’ verschenen, zichzelf ‘uit te leggen’ , en wel in letterlijke zin en in figuurlijke zin. In letterlijke zin, zoals in het voorgaande procedé beschreven, dat wil zeggen de machine ‘ontwikkelt’ zichzelf tot het ‘eindproduct’, en dat gehéél en ál zonder enige inmenging van buitenaf. Niet tijdens het ontwikkelingsproces, noch daaraan vóórafgaand. In tegenstelling tot de eerste beschreven machine, legt deze machine ‘zichzelf uit’ in beide opzichten. Ze bezit een ‘inherent’ vermogen om op ieder moment, of bij iedere volgende stap, aan te geven hoe die volgende stap genomen moet worden. Ja. als wij die machine kant en klaar zouden zien en bestuderen, zouden wij niets anders kúnnen concluderen dan: ‘Waarlijk een in alle opzichten, zichzelf uitleggende machine’
Een ‘onverwoestbaar’ geloof .
Is het mogelijk om dat alles als ‘waar’ te aanvaarden? Zelfs als een ‘andersoortig bewijs’ is het niet mogelijk om zo’n totaal ‘oorzaaksloos’ proces te aanvaarden. Eerder wijzen ‘andersoortige bewijzen’ juist op ‘oorzaak en gevolg’. Komen we nu op heelalniveau uit, is het dan niet wat veel gevraagd om zo’n ‘zichzelf uitleggend heelal’ als volkomen ‘oorzaaksloos’ te aanvaarden? Met alle respect voor de theoretici, is het nu werkelijk ‘bewezen’ dat het heelal uit ‘niets’ is ontstaan op basis van ‘toeval en willekeurigheid’ ? En wat de andere kant van de zaak betreft, is het werkelijk ‘bewezen’ dat ‘oorzaak en gevolg’ géén deel hebben aan het ontstaan en de verdere ontwikkeling van het heelal, misschien met hoogstens een marginale rol ervoor weggelegd?
Alle voorgaande vragen over het ontstaan blijven overeind, zonder een duidelijk antwoord. Deze vragen kunnen we terugbrengen tot één. Hoe ontstond die ‘oersoep’ met die in zichzelf opgesloten mogelijkheden? Uit het ‘niets’, zoals sommigen beweren? Niets is de totale afwezigheid van iets. Kan ‘niets’ dan zomaar overgaan in ‘iets’? Door een quantumfluctuatie misschien? Kan een ‘totale’ afwezigheid van ‘iets’ een quantumfluctuatie voortbrengen? Fluctuaties zijn gewoon fluctuerende, dat wil zeggen schommelende, of op- en neergaande waarden van de energiewaarden van een fysisch systeem. Goed in dit geval dan van een quantumsysteem, maar maakt dat de zaak nu werkelijk zo wezenlijk anders? Het rigide doorgevoerde idee van quantumfluctuaties die uit niets kortdurend kunnen bestaan, is het negeren van het voorgaande. Als er ‘niets’ is, dan kan er ook niets fluctueren. Is het niet nodig wat realistischer te worden en het ‘onzekerheids principe’ wat te relativeren. Denken we dan na over een eventuele rol van quantumfluctuaties bij het ontstaan van het heelal, dan realiseren we ons ook dat we dat aanvaardbaar dienen te maken en niet gebruiken als een stoplap voor onopgeloste problemen. Als we dat doen dan betekent het ‘zogenaamde lenen’ van de virtuele deeltjes, als ze bestaan, lenen van andere fysische toestanden is, die dan ook de mogelijkheid hebben om te fluctueren. Dat betekent dan als dit zo in elkaar zit dat deze fysische toestanden ‘tijdelijk’ minder energie hebben. Die mindere energie zit dan tijdelijk (extreem korte perioden) in die virtuele deeltjes. Dat geldt dan eveneens voor quantumfluctuaties op heelalniveau, dus als deze al een rol spelen in het ‘begin’ van het heelal, dan ‘lenen’ ze van bestaande energie. Ze ‘lenen’ niet van ‘niets’.
Dat zijn er nog de ‘opgevoerde’ quantumfluctuaties die in de verdere ontwikkeling van het heelal een rol zouden spelen. Zo’n rol wordt er bijvoorbeeld aan toegedicht bij de ‘voorbereiding’ van sterrenstelsels. Een quantumfluctuatie zou door de versnelde uitdijing van het inflatiemodel uitgerekt worden tot de ‘omvang’ van een heel sterrenstelsel (of zelfs nog meer). Heeft dat enige realiteitswaarde, dan moeten we aannemen dat de ‘oorspronkelijke’ quantumfluctuatie de volledige energie in zich heeft die voor zo’n heel sterrenstelsel benodigd is. Omdat door sommigen beseft wordt dat een quantumfluctuatie in wezen maar een betrekkelijke energiewaarde kan hebben, wordt er voorgesteld dat tijdens het ‘uitrekken’ van zo’n fluctuatie de energie toeneemt tot de benodigde om een heel sterrenstelsel voort te kunnen brengen.
‘Causaliteit versus willekeurigheid’.
Het loopt uit op het zelfde probleem: ‘causaliteit versus willekeurigheid’. Ook al zou je iets dergelijks kunnen verklaren met een willekeurig proces, dan nog zit je met de vraag, waarvan of waaruit verzamelt zo’n proces de benodigde energie? Hier kom je op de vraag uit, wanneer kun je spreken van quantumniveau en wanneer van klassiek niveau, eerder door mij behandelt? Zo’n enorme samengebalde hoeveelheid energie heeft ongetwijfeld quantumaspecten, maar geldt dat dan voor het geheel of voor individuele deeltjes van die samenballing? Zo’n vraag geldt dan ook voor de oerknal, is het werkelijk zo dat dergelijke enorme geconcentreerde massa’s (als geheel) aan quantumwetten gehoorzamen? Dat is nog nimmer tot tevredenheid aangetoond en wordt misschien wel nooit gedaan, omdat het er veel op lijkt dat quantumeffecten slechts een rol spelen in het microscopische vlak. Alle goede bedoelingen ten spijt, kun je, je niet aan de indruk onttrekken dat quantumfluctuaties op heelalniveau voorál nodig zijn om te kunnen gelóven dat God ‘dobbelt’.
De zogenaamde virtuele deeltjes markeren een grens.
Om terug te komen op de virtuele deeltjes, die ‘virtuele deeltjes’ bevolken toch het vacuüm, zo wordt aangenomen. Het verband tussen wat wij denken dat werkelijke deeltjes zijn en het vacuüm is nog maar zeer beperkt onderzocht, vandaar dat ik er op verscheidene plaatsen aandacht aan gegeven heb. Als dit verder onderzocht wordt dan zou het wel eens zo kunnen zijn dat die zogenaamde ‘virtuele deeltjes’ niets anders zijn dan het grensgebied tussen wat wij als materie bestempelen en het omringende vacuüm. Nauwkeuriger gezegd, als we een elektron als voorbeeld nemen, dan is zo’n elektron een condensatie van energie uit het vacuüm. Een elektron zou ‘omringd’ zijn door een wolk van ‘virtuele deeltjes’. Zo’n elektron is niet doorlopend een ‘welomschreven’ vast materiedeeltje, wat zei Born ook alweer? ‘Het is een golf én een deeltje, maar nooit allebei tegelijk’. Hierin zit de sleutel tot een verklaring: het elektron is een voortdurend ‘proces’ van vacuüm energieën die zich verdichten, op het hoogtepunt hiervan kunnen we spreken van een bestaand deeltje, een elektron. Daarvóór zijn er golf(vacuüm)verschijnselen, deze zijn zo uiterst fijn verdeeld in energie pakketjes dat wij ze menen te moeten beschrijven als virtuele deeltjes. In een opzicht is de benaming juist, het zijn ‘niet bestaande deeltjes’. We zeiden dat het elektron een voortdurend proces was, dat betekent dat een elektron er niet doorlopend als vast deeltje is, het ‘waaiert’ weer uit. Dat wij daar niet altijd wat van merken en dan denken dat het niet zo is, komt door de extreem korte tijdsperioden dat die verschillende toestanden bestaan. Het lijkt er dus oppervlakkig op dat een elektron in een voortdurende klassieke toestand bestaat. In samenhang met het beperkte toepassingsgebied van ‘toeval en willekeur’ en het nog grotendeels onontgonnen gebied van het vacuüm lijkt het begrip ‘God dobbelt’ ook op microscopisch gebied allesbehalve bewezen te zijn.
Een jarenlange vertrouwdheid met gangbare ideeën maakt het soms moeilijk om nieuwe ideeën te aanvaarden.
Als we dit alles nog eens overdenken, en het misschien niet meteen duidelijk is, bedenk dan dat wetenschap meestal een moeilijk proces is. Sommige onderwerpen, zoals over het vacuüm of de ideëen over entropie, zullen niet bij iedereen direct aanslaan. Dat komt niet alleen omdat het nogal rigoreuze opvattingen zijn, maar niet in de laatste plaats omdat sommige aanvaarde onderwerpen zo geheid in elkaar lijken te zitten, dat het ook niet zo eenvoudig is om daar van af te stappen. Een jarenlange vertrouwdheid met ideëen en denkpatronen kan belemmerend werken. Bovendien is het ook nog eens zo dat die ‘geheide’ onderwerpen niet afgeschaft worden, of niet hoeven te worden. In sommige opzichten moeten de interpretaties van dingen die ons tot nu toe redelijk overkwamen, wat bijgesteld te worden. Ik pretendeer niet dat alles wat beschreven is door mij houdbaar of bruikbaar zal zijn. Zelfs als dat niet zo blijkt te zijn, dan is dat geen verlies. De winst bestaat er dan in, dat het zinvol is om de ‘dingen die zijn, zoals ze lijken te zijn’ nog eens grondig te analyseren. Een goed uitgangspunt daarbij is dan datgene wat ons, tot nu toe, als redelijk overkwam én dat nog steeds doet, vast te houden. En vervolgens dat wat nieuw is, of lijkt te zijn, met dezelfde redelijkheid tegemoet te treden. We hoeven daarbij dat wat niet redelijk ‘lijkt’ te zijn, niet in de prullenmand te gooien, maar steeds ergens in ons geheugen vast te houden. Het is altijd mogelijk dat wat niet redelijk ‘lijkt’, later in het licht van verdere onderzoekingen zeer bruikbaar blijkt te zijn. Daar staat tegenover dat niet alles wat ooit als ‘redelijk’ aanvaard werd dit later ook nog zo bleek te zijn. De geschiedenis van astronomie en fysica zit er vol mee.
Dan komen we bij het slot van deze uiteenzetting en kunnen we eindigen waarmee we begonnen:
‘God dobbelt! Of toch niet?