Van kern tot kosmos
Natuurkundige ontdekkingen - van het uitdijende heelal tot het bestaan van de allerkleinste deeltjes - veranderen ons wereldbeeld. Volgens natuurkundigen staan we nu weer op een kantelpunt. Wat staat ons te wachten? Tijdens de Nacht van Descartes brachten Nobelprijswinnaar prof. dr. Gerard 't Hooft (UU) en prof. dr. Erik Verlinde (UvA) de nieuwste ontwikkelingen in de natuurkunde in kaart. Zijn we dicht bij een theorie van alles, die belangrijke ideeën in de natuurkunde met elkaar verbindt? En als het universum een blauwdruk heeft en we die begrijpen, welke gevolgen heeft dat dan voor ons denken? Filosoof prof. dr. F.A. Muller (EUR) en wetenschapsfilosoof prof. dr. Dennis Dieks gingen hierover in gesprek met elkaar, de natuurkundigen en het publiek. Een interessante discussie met uiteenlopende visies op mogelijke kantelpunten in de natuurkunde.
'Ons heelal is gigantisch complex. Een theorie van alles is slechts een grondwet van de natuur'
De Theorie van Alles lijkt de heilige graal in de natuurkunde. Kunnen we als deze allesomvattende theorie is gevonden, stoppen met het bedrijven van wetenschap en overal een antwoord op krijgen? Gerard 't Hooft, die de avond aftrapte, moet ons teleurstellen. 'Er zullen altijd twijfels blijven bestaan en deze theorie heet dan wel de theorie van alles, maar gaat echt geen filosofische vragen beantwoorden'. Het zou een bijzondere grondwet van de natuur zijn, die de vier grote natuurkundige krachten verbindt. Maar een grondwet kent veel beperkingen. Het is een theorie met veel vereenvoudigingen en onzekerheden. Het gaat om zulke kleine deeltjes, dat we veel als 'waar' moeten aannemen om de theorie überhaupt te kunnen vormen. Goed, veel kanttekeningen bij dit zogenaamde kantelpunt dus, maar zijn we dichtbij? Volgens 't Hooft niet, zijn voorspelling is dat er nog talloze generaties natuurkundigen hun hoofd over zullen breken voordat deze algemene grondwet zal staan. Soms is het aankondigen van een theorie als een kantelpunt ook een vorm van propaganda.
'Het heelal is ontstaan uit iets wat kleiner is dan een zandkorrel? Dat gaat er bij mij niet in'
Erik Verlinde is terughoudend in het publiceren van zijn laatste inzichten, ze zouden wel eens een kentering in het denken over ons universum teweeg kunnen brengen. Daarom moet alles heel goed onderbouwd zijn. Hij stelt zich de vraag waar ruimte uit bestaat. 'Je kan het vergelijken met het vormen van glas. Wanneer je glas vormt en het is hard, dan is het glas eigenlijk altijd nog in beweging, de structuren van de zandkorrels zijn nog te zien. Ruimte is ook gevormd, en kan dus ontleed worden. Het is emergent en bestaat uit iets en is niet leeg'. Daarom zet hij ook zijn vraagtekens bij de aloude theorie van de oerknal. Het is volgens hem een zeer onwaarschijnlijke theorie dat er uit het niets, iets ontstaat. Daarom betoogt hij dat er altijd al iets moet zijn geweest.
'Het is een irrelevante vraag hoe de wereld is opgebouwd'
Volgens F.A. Muller maakt Verlinde zich te druk over de fenomenen die zich voordoen in de werkelijkheid. 'We zouden meer bezig moeten zijn met de structuur van de werkelijkheid.' Vragen naar waaruit de wereld is opgebouwd is irrelevant. Die zoektocht heeft al veel verkeerde antwoorden opgeleverd. Flogiston of ether bijvoorbeeld, en straks misschien wel ruimte en tijd. Zulke entiteiten en interpretaties daarvan vergaan, wat blijft is de structuur die blijft. Het gaat om de verhoudingen tussen fenomenen waar de natuur uit is opgebouwd, wat die fenomenen ook zijn. Of je nu praat over licht, golven, deeltjes of energie doet er niet toe. Wanneer je kijkt met de 'structuurbril' dan zie je de goede overgangen van de structuur van de werkelijkheid en dat is hoe je echte kantelpunten ontdekt.
'Het grootste kantelpunt van deze tijd is een ruimte-tijd verandering'
Dennis Dieks sloot de avond af met een lofzang op de natuurkunde. 'Natuurkunde is overal toepasbaar en is overal aanwezig. Op dit moment zijn de ontdekkingen vooral uitbreidingen op bestaande theorieën en gaat het om de kleine cijfertjes achter de komma'. Hij kan zich vinden in de visie van Muller om niet meer te kijken naar de fenomenen waaruit de natuur bestaat, maar naar de structuren. Hij is het eens met Verlinde dat het overbrengen van informatie niet per se via ruimte en tijd hoeft te gaan, maar dat dit misschien wel op een hele andere manier gaat. Via een onontdekt 'achterdeurtje'. En dát is volgens het toekomstige grote kantelpunt. Ruimte en tijd zullen een andere functie krijgen dan vroeger.
Wil je proeven van het fundamentele natuurkundige werk dat achter deze verklaringen zit, of een echte Nobelprijswinnaar aan het woord zien? Kijk dan de lezing 'Van kern tot kosmos' terug.
