Tevreden blijf ik lezen in The Trouble with Physics, The Rise of String Theory, the Fall of a Science and What Comes Next, 2,006 (1) van Lee Smolin. Ik was er erg nieuwsgierig naar, want zijn The Life of the Cosmos, 1,997 (2), komt bij mij in aanmerking voor de titel “interessantste non-fictie boek dat ik ooit heb gelezen" (3). Ik voeg er aan toe dat zijn Quantum Gravity, 2,000 een teleurstelling voor me was; goed beseffen dat dat het aan mij kan (= “zal”) liggen.
Van bij het begin bezorgt The Trouble with Physics me goede hoop dat het zoals The Life of the Cosmos zal zijn. Smolin is een uitstekende popularizeerder van wetenschap. Maar een verschil met sommige auteurs die dat ook zijn is dat Smolin daarbij naar de “grote filosofische vragen” uitwijkt; en voor zover ik dat kan beoordelen maakt hij zich bepaald niet belachelijk. Tenslotte is Smolin van mening dat de natuurkunde, waarin hij zelf een actief deelnemer is, momenteel een crisis doormaakt, vergelijkbaar met de periode waarin Newton voor één van de grootste omwentelingen in de geschiedenis van het denken zorgde.
Misschien kan je dat verhaal niet beter vertellen dan Neal Stephenson gedaan heeft in zijn romancyclys The Baroque Cycle. Eén van de personages is Newton zelf. Een ander personage is Leibniz: één van de weinige mensen uit de wereldgeschiedenis die een inzicht bezaten vergelijkbaar met dat van Newton zelf. En die kanonnen waren tijdgenoten van elkaar! Uitstekend (laat Stephenson Leibniz vragen), we hebben dus deze prachtige theorie van Newton, die zoveel verschijnselen kan verklaren. We passen immers de bewegingswetten op, bijvoorbeeld, “atomen” die de basisbouwstenen van alles zijn. Maar wat zijn eigenlijk “atomen”?
“Ha”, zegt de Begaafde Student, “dat zijn elementaire massa’s die oneindig klein zijn!”
“Maar als ze oneindig klein zijn, hoe kunnen ze dan met elkaar interactie vertonen?” wil Leibniz weten. En als daar geen antwoord op komt, dan is dat niet omdat Stephenson in dat “echt gebeurd” debat aan de kant van Leibniz staat, maar omdat er geen antwoord is.
Wat is ruimte? Wat is tijd? Wat is zwaartekracht? Hoe kan die werken op afstand? Hoe zat dat nu met dat atoom en die interactie? Pas als je al die dingen zomaar aanneemt krijg je een theorie die zo indrukwekkend werkte als die van Newton. Maar filosofisch gesproken was het een terugval in middeleeuwse, scholastieke, zelfs occulte denkwijzen. “Werking op afstand”, komaan, zeg.
Zoals Smolin het vertelt lijkt de situatie van 300 jaar later daar sterk op. Er is een “quantumfysica”, de natuurkunde van het heel kleine, en de gedragingen daarvan maken klein bier van de filosofische “problemen” van de Newtoniaanse fysica. We weten van geen kanten “wat” een electron of een foton is, we weten niet “waar” het is, of toch niet tesamen met de informatie waar het naartoe gaat, en dan houd ik het verhaal nog simpel omdat ik in dit labyrinth na meer dan drie stappen toch verdwaal.
In reactie is de hedendaagse natuurkunde terechtgekomen in de veelbelovende “snarentheorie”. Die is veelbelovend omdat allerlei mathematische problemen uit de crisis er netjes mee op hun plaats vallen. Maar die is ook problematisch omdat er geen mogelijkheden bestaan om de theorieën ook experimenteel te toetsen. Dat wil zeggen dat de natuurkunde in een zuiver abstract straatje zit, zonder kans om te checken of het klopt met de realiteit, dan wel een zuiver mathematische rekenoefening betreft: denk terug aan het “we weten niet wat ruimte en tijd en kracht zijn, maar als we doen alsof ze bestaan werkt de theorie”.
Een ander probleem is dat de theorie slechts een eerste benadering moet zijn van iets waarvan de fysici in dit stadium alleen maar hopen dat er een ultieme theorie achter zit; omdat (bijvoorbeeld) de theorie één van de basisideeën van de relativiteitstheorieën negeert. Snarentheorieën werken namelijk met een soort vaste achtergrond van ruimte en tijd, terwijl we sinds Einstein aannemen dat die eigenlijk dynamische, evoluerende entiteiten zijn. Ruimte en tijd, zegt Smolin, zouden niet het kader moeten zijn waarin de theorie de gebeurtenissen beschrijft, maar zouden sinds Einstein moeten volgen uit de theorie. Daar is de snarentheorie kennelijk nog niet aan toe, en in zekere zin blijft het dus een “pré-Einstein” denken (dat laatste is waarschijnlijk een eigen formulering van me; met alle risico's vandien).
Het boek krijgt ook een praktische kant wanneer Smolin zich afvraagt of we daarom niet meer aandacht moeten besteden aan ander natuurkundig onderzoek, dat zich toch maar houdt aan de klassieke manier van wetenschap doen. Dat betekent natuurlijk meer geld voor dat “ander onderzoek”, en minder voor snarentheorie, en je voelt de controversen al om de hoek hangen. Maar als je aanneemt wat Smolin zegt over die “crisis in de natuurkunde” weegt zijn punt wel zwaar. Volgens hem heeft de mensheid sinds pakweg Newton van elke generatie fysici revolutionaire inzichten meegekregen. De eerste generatie die er niet in slaagde even grote vorderingen te maken was de huidige. De generatie die momenteel vanuit de posities van hoogleraar de volgende aan het opleiden en begeleiden is: die van Smolin zelf. Misschien, suggereert hij, is er iets mis met de aanpak van die generatie? Misschien moet de samenleving meer aandacht geven aan andere benaderingen?
Aangezien ik er nog niet zeer ver in zit kijk ik tenslotte uit naar de meer filosofische delen die er, naar ik aanneem, later zitten aan te komen. Dit soort boeken gaat niet snel vooruit wanneer je een fulltime job en twee kleine kindjes hebt. Misschien houd ik u nog op de hoogte...
-------------------------------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/06/wetenschappelijke-en-filosofische.html
(2) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/07/vragen-allemaal-vragen.html
EN http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/08/kosmologische-natuurlijke-selectie.html
(3) Gewoonlijk ken ik die titel toe aan Jared Diamonds Guns, Germs and Steel, 1,998.
4 opmerkingen:
Moet je echt lezen ! Zet de rest van het boek misschien in een andere context. En a propos, welcome back.
http://www.natutech.nl/00/nt/nl/47/artikel/10534/'Snaartheorie_is_de_meest_vruchtbare_weg'.html
Niet echt een "andere context" eigenlijk. Als er niet een hoop mensen als Dijkgraaf waren, die vinden dat snarentheorie "de meest vruchtbare weg is", dan hoefde Smolin dat ook niet een vol boek lang te beweren. Dus eerder een bevestiging, zou ik zeggen.
Overigens vind ik een stuk van het artikel erg onheus, maar dat ligt, denk ik, aan de journalist; niet aan de wetenschapper:
"Smolin schreef een boek over de crisis, The Trouble with Physics (2006), dat zich laat lezen als een lange aanklacht tegen de snaardogmatiek waarin de theoretische fysica zou zijn vastgelopen – ongeveer zoals het marxisme in de jaren zestig de sociale wetenschappen overwoekerde. Hij beschuldigt de snaaradepten ervan dat ze deelresultaten als doorbraken presenteren, plausibele hypothesen als bewijzen, en dat ze zich bij alles wat ze publiceren eerst afvragen of het de goedkeuring zal krijgen van Ed Witten"
In werkelijkheid geeft Smolin heel vaak aan dat de snarentheorie tot fantastische ontwikkelingen en nieuwe inzichten heeft geleid, en dat het zonder enige twijfel een belangrijk deel van het onderzoek moet opslorpen.
Alleen zegt hij dat het momenteel bijna 100% opslorpt. En als Dijkgraaf zegt dat hij het boek gelezen heeft, dan weet ik niet waarom hij de vraag stelt "wat is er dan nog meer?". Het feit dat sommige mensen die vraag kunnen blijven stellen, terwijl de antwoorden doodeenvoudig in het boek staan, en ongetwijfeld lang niet alleen daar, is één van de dingen die Smolin inderdaad aanklaagt.
Dus ik zie in dit artikel niet echt een antwoord op de bezwaren die Smolin aangaf, maar wel een bevestiging van wat hij schreef. De snaartheoretici hebben weinig respect voor andere richtingen, en het lijkt er alvast in dit geval op dat dat niet gebaseerd is op veel inzicht in die andere richtingen ("wat is er dan nog meer?").
Dat alles neemt niet weg dat de snaartheorie binnen X tijd best wel als de grote sprong na de vorige zal aanzien worden, zoals Smolin zelf op verschillende plaatsen uitdrukkelijk zegt. Alleen zegt hij ook dat er de laatste generatie niet meer de vooruitgang is geboekt die we begonnen gewoon te worden, en verder zijn er dus de problemen die er volens hem zijn. Hij heeft recht op zijn opinie, zoals de snaartheorietici recht hebben op de hunne - en het is heus niet Koen die een oordeel zal vellen.
Overigens, mocht je vrezen dat ik de snarentheorie te gemakkelijk afwimpel, ik heb met veel plezier de boeken van Brian Greene gelezen en herlezen. Ja, je vindt die naam zelfs als trefwoord op dit blog terug :-)
Ik heb het boek van Smolin niet gelezen, dus ga ik maar in op de argumentatie zoals die hier samengevat werd.
1. Het idee dat zowat de hele natuurkundige wereld zich momenteel op de snarentheorie toelegt lijkt mij een grote misvatting. De snaartheoreten zijn weliswaar heel zichtbaar in de vulgariserende pers, maar zijn slechts een heel kleine fractie van de populatie beroepsfysici.
Bovendien zitten ze nagenoege allemaal aan de theoretische, en dus goedkope, kant van het spectrum. Zelfs de meest hi-tech, geldverslindende experimenten (zoals de nieuwe LCH versneller in Cern) zitten nog een paar stappen voor het verifiëren van een snarentheorie.
2.De observatie dat het de laatste jaren allemaal wat trager gaat is wellicht terecht. Het is natuurlijk wel een feit dat alle fysica tot 1900 grofweg in één kandidatuursjaar past, en de inleiding van alles 1900 en 1950 in een volgende kandidatuurjaar. en dat het dan plots heel moeilijk wordt. Het duurt een behoorlijke tijd om zich de quantummechanische intuïtie meester te maken, en de wiskundige afleidingen zijn ook net iets ingewikkelder. Bovendien zijn doorbraken heel technisch en vaak moeilijk te verkopen aan de leek. Dan neemt men natuurlijk al snel de toevlucht tot sci-fi additieven om het gegeven wat sexyer te maken.
3.Altijd leuk als tijdsverdrijf en alternatief voor het EK voetbal: het volgen van het gehakketak van academici (en dan bedoel ik niet deze blog). Absolute meester was natuurlijk Newton himself, die het bijvoorbeeld in een brief aan rivaal fyusicus Robert Hooke had over het feit dat hij (Newton) het voordeel had dat hij kon staan op de schouders van reuzen (Hooke was van eerder bescheiden afmeting).
Root: met jou als lezer van "deze niet-academische blog" kan ik alleen maar hopen dat altijd duidelijk is dat mijn schrijfsels over natuurkunde volstrekt pretentieloos bedoeld zijn :-)
Meer in het algemeen, opvallend toch dat vrij vaak uitgerekend die schrijfsels over natuurkunde zeer interessante reacties uitlokken. Je vraagt je toch af... Ik veronderstel dat die Grote Filosofische Vraag "waar komt alles vandaan" blijft fascineren?
Een reactie posten