Met een vriend ben ik in een uitwisseling terechtgekomen, zowel mail als IRL, over een onderwerp waar ik me gewoonlijk ver weg van hou: een mens moet zijn grenzen kennen. Dus durf ik wel eens filosoferen, steeds vervuld met gepaste bescheidenheid, over de principes van hedendaagse theorieën over ruimte en tijd. Maar de “onzekerheden” van de theorieën over elementaire deeltjes (de “Quantum” theorieën)... Brrrr!
Maar goed, het onderwerp kwam dus ter sprake. We beschouwen één of ander elementair deeltje – beeld je een extreem kleine tennisbal in, tijdens de wedstrijd tussen Proton en Neutron – en we willen weten, juist op het moment dat het zich boven het net bevindt, in welke richting het beweegt. Klinkt redelijk, nietwaar?
Maar alle experimenten rond elementaire deeltjes hebben uitgewezen dat het onmogelijk is om tegelijk te weten waar een deeltje zich bevindt, en hoe het beweegt. Dus kan je bijvoorbeeld meten waar het zich bevindt, maar het wordt op slag onmogelijk te weten waar het heen gaat. Of je kan meten wat voor baan het beschrijft (denk terug aan de tennisbal) maar het wordt op dat moment onmogelijk te weten waar het zich (voor een bepaald moment) precies bevindt. Als dat onredelijk klinkt, stel je dan gerust: de hele wereld, inclusief alle quantumfysici, vinden dat onredelijk, en ze hebben er geen flauw idee van waarom de wereld zich zo gedraagt. Maar nogmaals, alle experimenten die ooit geprobeerd zijn om deze “onzekerheden” te omzeilen zijn telkens weer stuk gelopen. En er zijn zéér listige pogingen ondernomen, door mensen die véél scherper waren, en zijn, dan jij en ik.
Eén van de mensen die zich gepassioneerd verzet heeft tegen die “onzekerheid”, en die naar best vermogen manieren heeft verzonnen om ze te doen verdwijnen, was Einstein zelf. Maar ondanks alle pogingen is de toestand, bijna 100 jaar later, zo dat de mensheid het resultaat aanvaardt: de onzekerheden zijn er nog steeds, en niemand weet waarom de natuur zich zo gedraagt. Het is allemaal heel nauwkeurig uit te rekenen in termen van probabiliteiten, en zonder deze theorieën zouden onze hedendaagse technologieën niet werken, maar waarom het allemaal zo is: geen kat die het weet.
Eén van de dingen die we dus alleen maar kunnen vaststellen is dat onze theorieën van een deeltje hoogstens kunnen weten waar het zich “ongeveer” bevindt, en hoe het “ongeveer” beweegt (in termen van waarschijnlijkheid). Steeds wanneer we het hebben over deeltjes op de zeer kleine schaal, natuurlijk, liefhebbers van artillerieduels hoeven zich geen zorgen te maken.
Nu kunnen we om iets te weten te komen niet alleen beredeneren (“theorieën”) maar ook waarnemen (“meten”). En als we willen waarnemen kunnen we doodeenvoudig kiezen of we willen weten waar het deeltje zich bevindt, dan wel wat voor baan het beschrijft. Zolang we maar goed voor ogen houden dat, eenmaal we de keus hebben gemaakt en uitgevoerd, de mogelijkheid om de andere keuze nog te maken onherroepelijk verloren is. Het gevolg is dat je het verhaal kan vertellen alsof het feit te meten de oorzaak is van het feit dat er opeens geen probabiliteiten meer in het spel zijn, maar zekerheden (bijvoorbeeld: je weet heel precies waar het deeltje zich bevindt) en onmogelijkheden (je kan nooit meer te weten komen wat voor baan het deeltje beschreef). Of ook: je weet niet langer "ongeveer" waar het deeltje zich bevindt, want je weet het (vermits je bent gaan kijken) nu heel precies. Maar je weet ook niet langer hoe het "ongeveer" beweegt, want (sinds je bent gaan kijken) heb je daar niet langer het flauwste idee van.
In onze conversatie vond de vriend echter dat een wereldbeeld waarin het bewustzijn (het feit iets waar te nemen), oorzaak was van eigenschappen van de realiteit (het vastleggen welke eigenschappen de waarnemer, of om het even wie op om het even welk moment in de tijd, nog kon meten of niet) geen erg realistisch wereldbeeld was. En hij was in goed gezelschap want na wat opzoeken liet hij me weten dat Feynman klaarblijkelijk dezelfde mening was toegedaan.
Nu probeer ik altijd alles beter te weten, maar zelfs ik aarzel als het over Feynman en de deeltjesfysica gaat. Laat ik gewoon in het achterhoofd houden dat hedendaagse auteurs (bijvoorbeeld: Brian Greene) de interpretatie met een bewustzijn dat de realiteit “schept” meegeven, temidden van een reeks mogelijke andere interpretaties, en er bij zegt dat de andere echt niet minder bizar zijn, om een waaier aan mogelijke redenen. Voor mij is dat niet eens wat me het meest trof. Wel schiet me hier een overeenkomst te binnen met een heel ander mysterie, en dat is het verschil tussen “heden” en “verleden”, waarover hier al eens eerder een post verscheen (1).
De manier om dat verschil te beschrijven was in die post de volgende: “We weten welke combinatie vorige week uitkwam in de lotto en we weten wie de verkiezing van 100 jaar geleden won. We herinneren ons vaag van wanneer de laatste overwinning van de Rode Duivels dateert en wanneer de dinosaurussen uitstierven en we weten wat de beurs de laatste honderd jaar gedaan heeft. We weten daarentegen niet (per analogie) wat volgende week de lotto zal winnen, wie de volgende president wordt etcetera. Er is een verschil tussen "verleden" en "toekomst"; een verschil dat tastbaar is door het verschil in kennis dat we over die twee hebben.”
Tussen de ene zone van de realiteit (“verleden”, waarvan we de details met zekerheid kennen en alle alternatieve mogelijkheden definitief uitgestorven zijn), en de andere (“toekomst”, waarvan geen enkel deel met zekerheid bekend is, omdat ze alleen in termen van grotere of kleinere probabiliteiten uit te drukken zijn), zat het “nu”. Het onderwerp hier is de parallel tussen dat verschil in de macroscopische (onze) wereld, en wat we net hebben gezien. In de microscopische wereld is het moment van de waarneming immers ook het moment waarop sommige probabiliteiten zomaar opeens in 100% zekerheid veranderen, en alle andere mogelijkheden terugvallen op 0%. Zeg nu zelf, dat doet denken aan hoe je, bijvoorbeeld, bij een studiekeuze een waaier aan mogelijkheden ziet open liggen, en zodra je een bepaalde weg bent ingeslagen een heel aantal richtingen ziet dicht gaan. Zoveel overeenkomst; het kan ongetwijfeld een geval van "oppervlakkige overeenstemming" zijn, maar er kan, wie weet, misschien ook wel een betekenis aan vastzitten.
Eén van de gevolgen is dat het probleem van onze conversatie opgelost raakt: "creëert" de waarneming de wereld? Tenminste denk ik niet dat iemand het “nu” de reden noemt waarom probabiliteiten veranderen in zekerheden, vermits “nu” alleen maar de naam is van het feit dat het gebeurt. Op dezelfde manier, misschien, kan ik vaststellen dat in de wereld van de elementaire deeltjes de “meting” of “de waarneming” het moment is waarop probabiliteiten in zekerheden veranderen, zonder dat ik hoef te beweren dat het één ook de oorzaak is van het ander?
Want wie ben ik, tenslotte, om te suggereren dat ik dit beter weet dan Feynman?
-------------------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/01/hoe-lang-duurt-het-nu.html
1 opmerking:
Interessant stukje.
Een reactie posten