Lee Smolin stelt zich in zijn "The Life of the Cosmos" vragen die me doen denken aan de volgende analogie (zonder aanspraak op originaliteit, maar waar ik het gelezen heb weet ik niet meer). Beschouw een schaakspel, zijnde een bord, de stukken, en de spelregels. Er zijn dus "elementaire deeltjes" (pionnen, paarden, lopers,...), en die bewegen zich volgens bepaalde "natuurwetten" (de spelregels) doorheen "ruimte en tijd" (het bord).
De "natuurwetten" zeggen ons wat een pion kan doen, wat een loper kan doen, en al de rest, maar ze vertellen ons niet waarom een loper (enzovoort) kan doen wat hij kan doen. Als ik Smolin een beetje begrijp is dat ook zo in de natuurkunde. We zien elementaire deeltjes zoals quarks en electronen, en we weten hoe die, overeenkomstig bepaalde eigenschappen doorheen ruimte en tijd met elkaar interageren, maar we weten niet waarom ze die eigenschappen hebben. Dus een electron weegt 1/1836 (uit het blote hoofd; iets dergelijks) keer een proton, maar dat is niet iets dat volgt uit (voor zover bekend) de natuurwetten. Dat is doodgewoon iets dat je kan meten, dus waarnemen, en dat je vervolgens maar in de natuurwetten hebt in te vullen. Als het evenveel woog als een proton, of nog meer, of nog veel minder dan het nu weegt, dan zou de realiteit er heel anders uitzien: meer of minder sterren, wel of geen leven, één enorme inerte neutronenwolk of één enkel tijdloos zwart gat; ik probeer maar rap wat voorbeelden te verzinnen.
Kortom, een nogal willekeurig lijkende set elementaire deeltjes in combinatie met een nogal willekeurig lijkende set spelregels geven aanleiding tot een enorme veelheid aan mogelijke geschiedenissen. Ons eigen waarneembaar universum is een geschiedenis met veel (maar hoeveel is "veel"?) complexiteit, maar het had, zo op het eerste zicht, heel anders gekund. Een beetje zoals schaakpartijen heel anders kunnen lopen: dat is waarom het na enkele eeuwen schaken nog steeds een boeiend spel is.
De metafoor laat toe, steeds voor zover ik er tenminste iets van begrepen heb, een aantal van onze huidige vragen uit te drukken. Bijvoorbeeld, we vertrekken met drie ingrediënten; het kader, de elementaire delen, en de spelregels. Staan die los van elkaar? Zo ja, waarom? Of juist niet; zien we "ruimte en tijd" al niet veel meer als onderdeel van het spel, de laatste eeuw of zo?
Smolin verwondert zich in zijn boek over de eigenschappen van de elementaire deeltjes. Die kunnen we te weten komen door "waarneming"; we kunnen ze bijvoorbeeld meten of wegen. Maar er is (zegt hij) geen enkele manier waarop ze voortvloeien uit onze bestaande theorieën. Een beetje zoals de loop van een schaakstuk niet logisch "moet" omdat anders het spel onmogelijk wordt; het is gewoon een concreet gegeven dat heel anders had kunnen zijn. Smolin noemt dat soort gegevens "de parameters", zoals de massa van een gegeven deeltje of de kracht van een gegeven lading. Het proton weegt dus 1836 keer het electron, maar het had, zo op het eerste zicht, even goed 0.20 of 15 of 20,000,000 kunnen zijn. De lichtsnelheid is 300,000 kilometer per seconden, en er is geen a priori reden waarom het niet 15,000 of 200,000,000 zou zijn.
Eén van de redenen waarom dat allemaal boeiend is (steeds ieder naar zijn smaak, natuurlijk) is omdat, zo op het eerste zicht, de kans dat er met een gegeven combinatie van verschillende parameters een complex, gestructureerd universum ontstaat buitengewoon klein lijkt. Nu schreef lezer Axxyaan laatst een commentaar om er op te wijzen dat dat alleen maar klopt als we één enkele parameter zouden wijzigen bij onveranderde rest, maar dat er veel meer verschillende combinaties van parameters zijn die wel een complex universum zouden opleveren. Waarom ook niet: misschien wist Smolin dat niet, of misschien wou hij lezers zoals ik niet met het antwoord dààrop vermoeien, want in ieder geval, het blijft een goed voorwerp van onderzoek of de parameters werkelijk "willekeurig" zijn, dan wel toch voortvloeien uit één of andere "natuurwet".
Waarmee ik bij mijn vraag uit de titel kom. Wat is eigenlijk een "natuurwet"? Wanneer is iets een "natuurwet", en niet alleen maar een beschrijving van iets dat we gewoon hebben waargenomen? Ik vraag het niet omdat ik denk dat er geen antwoord op is, maar omdat ik het niet weet. Is "E = mc²" een natuurwet? De entropiewet? de wet van behoud van massa/energie?
Deze vragen gaan over de kwestie of het mandje ingrediënten (kader, elementaire stukken, spelregels) niet in feite één en hetzelfde zijn. Ik verwacht dat het antwoord op mijn vraag "ja" zal zijn, maar dat er veel betere manieren zullen zijn om daar iets zinnigs over te zeggen.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten