Jeroen Overduin
‘Wat iedere alfa over quantummechanica moet weten‘, luidt de tekst op het affiche. Dat hebben de ‘softe‘ wetenschappers zich geen twee keer laten zeggen: het is zó vol, dat de laatste binnenkomers zich van armoe op de trap nestelen. Ze zijn gekomen om de Utrechtse prof. dr. Dennis Dieks te horen spreken over de realiteit volgens de quantumtheorieën.
De fysicus schraapt zijn keel. ‘Heel veel natuurkundigen hebben zich het hoofd gebogen over de vraag hoe de werkelijkheid eruit ziet.‘ Als de ‘prettig knusse‘ realiteit van de klassieke natuurkunde met haar vaste objecten in een vooraf gegeven ruimte, of als de veel ongrijpbaardere wereld van de quantummechanica, waarin ‘absorptie en emissie van energie verlopen via een discontinu patroon van kleine ondeelbare eenheden?‘
‘Waarschijnlijk ga ik dit niet begrijpen.‘ Orthopedagoge Esther Geurts (25) is naar de lezing ‘gesleept‘ door haar vriend, een afgestudeerd fysicus. Maar aan Dieks‘ aanpak zal het niet liggen, vindt ze. ‘Zijn voorbeelden zijn vindingrijk en grappig.‘ De geleerde trekt alle registers open om de theorieën duidelijk te maken. Hij vindt voor zijn abstracte kosmos metaforen die de alfa aanspreken. De ‘golfachtige‘ eigenschap van velden vergelijkt Dieks bijvoorbeeld met water waarop op- en neergaande stokjes drijven.
Aangekomen bij Albert Einstein wordt zijn verhaal een stuk minder helder. De oren van de toehoorders suizen als Dieks uitlegt waarom ‘velden zich in hun wisselwerking met de materie gedragen alsof ze bestaan uit afzonderlijke energiepakketjes, elk van de grootte hv‘. Hij slaat zijn publiek murw met de bewijsvoering van het golfachtige karakter van licht, dat heel paradoxaal ook uit deeltjes bestaat.
‘Ik kan niet zeggen dat ik dit snap‘, verzucht een vierdejaars geschiedenisstudente. Begeleidende afbeeldingen zouden handig zijn. In plaats daarvan tekent Dieks met zijn wijsvingers twee door elkaar heen lopende golfpatronen in de lucht. ‘U kunt het ook op het bord tekenen‘, roept iemand. Toch luisteren de alfa‘s stil en aandachtig, want aan enthousiasme ontbreekt het de docent niet.
Zijn uitleg van de ‘Kopenhaagse interpretatie‘ komt beter uit de verf. De spannende theorie van Niels Bohr is het onlogische en nauwelijks voorstelbare gegeven dat de positie van een deeltje pas een feit is wanneer het wordt gevonden. Iedere meting verstoort de eigenschappen van een deeltje of systeem van deeltjes op onvoorspelbare en onbeheersbare wijze. Zolang niemand ‘kijkt‘, gebeurt er niets! Klinkklare onzin, vond de Oostenrijkse fysicus Erwin Schrödinger. Hij toonde dat aan met zijn beroemde kat.
Het (denkbeeldige) dier zit in een afgesloten ruimte waarin een radioactief atoom vervalt. Wanneer het atoom een elektron afstoot, geeft een geigerteller een elektronisch signaal af aan een hamer. Die slaat dan een met blauwzuur gevulde kolf kapot, waardoor de kat sterft. Het is absurd te veronderstellen, wil Schrödinger daarmee zeggen, dat de kat pas dood is op het moment dat iemand het arme beestje vindt.
Maar als we meting en waarneming begrijpen als ‘interactie tussen systemen‘ blijft de Kopenhaagse interpretatie wél geldig. Een deeltje bezit geen eigenschappen los van hetgeen waarmee het in interactie is, zoals de waarneming van een fysicus. De werkelijkheid van de quantummechanica bestaat uit bouwstenen met eigenschappen die van tevoren niet vaststaan.
Is dat nu wat een alfa ‘moet‘ weten? Volgens Dieks wel. Kennis van de quantummechanica is vooral handig voor op feesten en partijtjes. ‘Niks erover weten is net als wanneer iemand vertelt over klassieke muziek en een ander vraagt: "Beethoven, wie is dat?"‘
Het idee dat de waarnemer niet los gezien mag worden van zijn waarneming heeft filosofische consequenties die zich ver uitstrekken over de grenzen van de natuurwetenschappen. Dieks zegt daarover niets, een gemiste kans in een zaal vol sociale wetenschappers. Het mag dan volgens een toehorend natuurkundige knap zijn dat de docent ‘maar vier wiskundige symbolen heeft gebruikt‘, een natuurwetenschappelijk verhaal waaruit de wiskunde is weggelaten Ð wat dit vooral was - zegt uiteindelijk niet zo veel.
Tot 6 maart organiseert Studium Generale iedere donderdag een lezing over dit onderwerp in de Letterenfaculteit. Op 20 februari ‘Quantum computers‘ van prof. dr. Hans Mooij.
