De geïnteresseerde leek die ik ben kan het natuurlijk mis hebben, maar ik dacht dat het inzicht al bekend was bij Galileï, maar dat we voor de theorie moesten wachten tot 1,905. Een ander voorbeeld vinden we in de negentiende eeuw. We kenden magnetisme en we ontdekten electriciteit. Vervolgens ontdekten we de "symmetrie" tussen beide, en nog later vond Maxwell de theorie die beide unifiëerde: voor zover ik weet één van de grootste wetenschappelijke doorbraken van die eeuw.
De vandaag meest legendarische doorbraak van de wetenschappelijk geschiedenis kwam van Einstein. Zijn "meest gelukkig" idee was het besef dat versnellende beweging en zwaartekracht equivalent zijn. En dat er tussen deze "symmetrie" en de bijhorende theoretische unificatie een groot verschil was: onze "meest" legendarische wetenschappers heeft het geweten. Maar intussen hebben we toch maar de algemene relativiteitstheorie aan hem te danken, momenteel juist honderd jaar geleden.
Nu is het zo dat er binnen de "versnellende beweging" nog een symmetrie is. Als "eenparige beweging" betekent dat je op eenzelfde tijd eenzelfde afstand aflegt, dan betekent "versnelling" dat je op zelfde tijdsspannes verschillende afstanden aflegt (technisch betekent "versnelling" dus ook vertraging!). Maar een tweede vorm van beweging die niet-eenparig is, en dus "versnelling" is een draaiende beweging; waarbij je van richting verandert. (Dat feit zien we geïllustreerd in technieken die artificiële zwaartekracht opwekken, en die ofwel gewone versnellingen gebruiken, ofwel sneldraaiende systemen.)
Kortom, als ik me niet vergis - maar de lezer beseft wel dat ik ver, ver boven mijn niveau aan het spelen ben: zoals steeds een levende uitnodiging om mijn begrip bij te schaven - is er een symmetrie tussen een verandering van snelheid in een gegeven richting, en een verandering van richting bij een gegeven snelheid (3). Nog minder weet ik wat de natuurkundige theorie die van deze symmetrie een unificatie weet te maken te zeggen heeft. Maar als ik even aanneem dat het bovenstaande allemaal wel klopt, dan levert dat nog interessante vragen op.
Immers, filosofen speculeren al sinds het ontstaan van de mensheid over vragen als "wat is ruimte" - en wetenschappers doen hetzelfde sinds veel recenter, maar vermoedelijk veel effectiever. Eén van de onderwerpen waarover een soort overeenstemming bestaat is het feit dat we ruimte wel als drie-dimensionaal zien, maar dat ruimte daarom nog niet noodzakelijk drie-dimensionaal is (4). Zelfs het woord "zien" is al zwaar overdreven, want niemand heeft ooit ruimte ge"zien". We hebben natuurlijk wel afstanden gezien, en beweging, maar het verband tussen dat en "ruimte" is nu juist wat we zo in vraag hebben gesteld, bijvoorbeeld in de post van voetnoot (2).
Dus: als we "veranderingen in richting" uitdrukken in onze klassieke drie-dimensionale ruimte, dan kan je er uitstekende berekeningen mee maken, die uitstekende resultaten geven (als je, bijvoorbeeld, raketten naar de maan wil sturen). Maar dat is nog iets anders dan begrijpen wat ruimte is. Je weet er niet mee waarom er (klaarblijkelijk, en voor zover we kunnen zien, en voor zover we ons kunnen voorstellen) drie dimensies zijn, en geen vier, of zes, of tien, of elf. Trouwens, wat is dat, een "dimensie"? Als abstracte Euclidische operatie kan ik me er iets bij voorstellen, maar daarmee weet ik niet waarom je er onze realiteit zo goed mee kan benaderen, laat staan waarom dat in bepaalde omstandigheden juist weer niet kan.
Maar stel nu dat je een natuurkundige theorie had die niet alleen de symmetrie tussen "verandering van snelheid" en "verandering van richting" erkende, maar ook waar die twee een unificatie in vonden. Klinkt dat niet alsof we dan iets te weten zouden komen over precies wat "dimensies" zijn, en bij uitbreiding wat ruimte is? Of misschien druk ik dat beter veel bescheidener uit: aangenomen dat die theorie er al is: moet het dan niet mogelijk zijn daarmee enkele dingen te zeggen over dit onderwerp, zodat het grote publiek (lees: ikzelf) ook enig idee heeft waarover het gaat?
Of misschien is eerder het omgekeerde waar. Versnelling zelf heeft ook nog veel dat mysterieus is in onze stand van kennis. Immers, het relativiteitsprincipe van voetnoot (2) vertelde ons dat er helemaal geen manier was om processen uit te drukken in termen van abstracte ruimte; dat we altijd beroep doen op concrete objecten die dienst doen als referentiekader. Alleen bestaat daar één uitzondering op (zo heb ik me laten vertellen), en dat is versnelling. Het definitieve oordeel (zo heb ik me laten vertellen) is nog onzeker, maar het zou blijkbaar kunnen dat versnelling, en niets dan versnelling, een mogelijk contact legt naar een absolute ruimte zoals Newton die zo vakkundig inzette. Dus in de omgekeerde beweging van de vorige paragraaf: aangenomen dat we wèl weten wat "ruimte" is en "drie dimensies", zou dan de unificatie van "verandering van richting" met "versnelling" ons iets bijleren over die laatste kwestie?
Allemaal vragen...
--------------------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/06/wetenschappelijke-en-filosofische.html
EN http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2009/02/een-sokalprobleem.html
(2) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2009/02/het-relativiteitsprincipe.html
EN http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2006/03/ik-word-gevolgd-door-de-maan.html
(3) noodgedwongen doe ik mijn verhaal in een Newtoniaans vertelkader, alsof we precies weten wat dat betekent; "gelijke tijdsspanne" en "zelfde richting" en dat soort dingen.
(4) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2009/05/op-zoek-naar-verborgen-dimensies.html
Geen opmerkingen:
Een reactie posten