De theoretische natuurkunde als wetenschapsfilosofie van de toekomst

De Duitse filosoof Peter Sloterdijk bedient zich in zijn nieuwste boek, Je
Moet Je Leven Veranderen, bij voorkeur van natuurwetenschappelijke
beeldspraak. Hij bedenkt de wereld in sferen en afweersystemen, ergens
tussen de natuurhistorie, de natuurkunde en de biologie in. De vraag is of
Sloterdijk zich van natuurwetenschappelijk jargon bedient uit rijkdom of
uit armoede? De natuurkunde is al vanaf het midden jaren negentig bezig via
de biologie het terrein van de geesteswetenschappen binnen te dringen.
Daarmee werd gepoogd van de geesteswetenschappen een exacte wetenschap te
maken zonder dat de wetenschappers zelf beseften dat daarmee ook, zoals
John Horgan dat in zijn beruchte boek uit 1996 met de provocerende titel:”
The End of Science, Facing the Limits of Knowledge in the Twilight of the
Scientific Age omschreef , de natuurwetenschappen tot een veredelde vorm
van literaire kritiek werden. Horgan vroeg zich af of natuurwetenschappen
nog wel een functie en recht op invloed hebben als ze geen eenduidige
antwoorden en wetten meer opleveren.

In zijn nieuwste boek, Het Grote Ontwerp, besluit de wiskundige Stephen
Hawking tot het failliet van de filosofie als verklaringskader van al dat
is en al dat leeft. De filosofie is dood, zo vangt hij zijn boek aan,
omdat zij geen gelijke tred heeft gehouden (kunnen houden ? JG) met de
natuurwetenschappen. Immers de filosofie hanteert nog steeds een
wereldbeeld, een kijk op de wereld, waarbij directe waarneming de basis
vormt voor elke gedachtevorming. Hierbij zijn de dingen zo,als ze zich aan
onze zintuigen voordoen. Deze denktrant beschouwt Hawking als achterhaald.
De vragen van de natuur, waarom is er iets en niet niets, waarom bestaan
wij en waarom volgt de natuur wetten, die zijn zoals ze zijn,
smeken om antwoorden. Hawking probeert antwoorden te formuleren, waartoe
stervelingen tot dan toe niet in staat waren omdat oorzaak en gevolg niet
werden begrepen.

Opvallend is dat Hawking gelooft dat het heelal aan natuurwetten voldoet of
beter volgt, die te doorgronden zijn en dat het heelal gemaakt is op basis
van een blauwdruk, die ooit gevonden zal worden. Hawking lijkt ons voor te
houden: niets bijzonders onder de zon, wij zijn onderdeel van het
verschijnsel dat natuur heet. Het is chaos in de wereld, zo stelt
hij ,omdat beslissingen genomen worden op irrationele gronden en zeer
gebrekkige gegevens. Daarmee denkt hij blijkbaar, dat redelijkheid en
rationeel denken tot orde en het oplossen van de chaos leiden.

De Griekse schuldencrisis wordt maar niet opgelost, terwijl het een
relatief klein economisch probleem is. Niemand in Europa zou er al te veel
last van hebben, als we morgen besloten de Grieken te helpen door hun
schuld in een of andere vorm kwijt te schelden. En daar lijken we ook op af
te stevenen, maar geen politicus die dat hardop durft te zeggen,en daarom
bannen politici deze gedachte uit door geld aan de Grieken te geven om de
rente van hun schulden te betalen. Is dit irrationeel gedrag van politici
of is het rationeel, omdat ze hun baan te danken hebben aan de populariteit
bij het volk en die niet in de waagschaal willen stellen?

Bestaat er een objectieve werkelijkheid, die losstaat van beelden en
beeldvorming of specifieke gedachtegangen of wetten? Hawking denkt van
niet. Er is werkelijkheid of realiteit, die op een wereldbeeld is gebaseerd
en dat wereldbeeld bestaat uit een model dat functioneert op geleide van
regels en waarbij waarnemingen uit de praktijk niet in tegenspraak zijn met
het model. En als dat zich voordoet, dan klopt het wereldbeeld en geeft het
de werkelijkheid weer. Er bestaat volgens Hawking alleen een model van de
werkelijkheid en hoe beter het model hoe werkelijker of reƫler .

Een goed model is elegant, doet gevoelsmatig juist aan, is in
overeenstemming met elke waarneming en voorspelt accuraat toekomstige
waarnemingen. Er kunnen meerdere modellen de werkelijkheid even goed
beschrijven en die kunnen naast elkaar bestaan. Ook kunnen modellen elkaar
complementeren doordat de ene waarneming door het ene model wordt voorspeld
en de andere door het andere. Er bestaat, volgens Hawking, niet zo iets als
een definitieve of enig juiste verzameling natuurwetten, die het heelal en
wat zich daarin bevindt ,verklaart . Er is geen logica, zo beweert hij, of
natuurkundig beginsel, dat eenduidig de natuur verklaart. Er zijn meerdere
modellen, die tegelijk en even goed de natuur omschrijven. Er lijken ook
meerdere heelallen te kunnen bestaan., waar we overigens nooit van kunnen
waarnemen of ze ook echt bestaan.

Hoeveel onzekerheid kan een mens aan en doet het er toe? Hoe moet je een
kind op school deze vloeibare wereld van natuurwetten en modellen
uitleggen? En kan een mens dit wel bevatten? En hoe kom je er achter of er
iets van waar is? Of doet dat er ook niet toe? Ook Hawking is er van
overtuigd dat er misschien vele heelallen kunnen bestaan, maar maar heel
weinig waarbinnen leven mogelijk is. Er hoeft maar iets in het model te
veranderen of in de werkelijkheid die dat model beschrijft, of er was geen
leven geweest! Maakt dat leven futiel of juist heel waardevol?

Leven verdraagt slechts een enkele zon, dus een stelsel met meer zonnen is
niet verenigbaar met leven. Ongeveer de helft van alle sterren aan de hemel
maakt deel uit van een meerzonnig stelsel, daar kan leven al niet gedijen.
Nu gaat Hawking wel van een definitie van leven uit, die geldt voor de
levensvormen, zoals wij die kennen. Hawking ziet leven als het directe
gevolg van de wetmatigheden van ons zonnestelsel. Dat zonnestelsel beschikt
over een aantal , volgens Hawking ‘ gelukkige eigenschappen die leven
mogelijk maken. Maar omstandigheden, waaronder leven mogelijk is, verklaren
het ontstaan van leven nog niet. De schuine stand van de aardas in
verhouding tot het vlak van z’n baan om de zon zorgen voor seizoenen met
weervariatie, maar een variatie die niet zo groot is dat elk leven dat in
de zomer ontstaat in de winter weer wordt vernietigt of andersom.

De stand van de aardas ten opzichte van die ene zon, lijkt in het heelal zo
uniek te zijn, dat meer leven dan er op aarde is, hoogst onwaarschijnlijk
is.
Wat daarbij nog een rol speelt is de massa van de zon en onze afstand tot
de zon, waardoor de op ons stralende energie precies is wat het is. Als de
massa van de zon groter was of de afstand kleiner, dan zou de aarde
verschroeien of andersom bevriezen en daar is geen levend organisme tegen
bestand. Dit ondanks het feit dat er op aarde levensvormen bestaan die
gedijen bij hoge druk en lage temperaturen in de diepzee zonder licht of
bij relatief hoge temperaturen in geisers, toegegeven dit betreft vooral
primitieve levensvormen. Op zichzelf wijzen deze verschijnselen er ook al
op dat er een grens is aan welke omstandigheden met leven, zoals wij dat
kennen verenigbaar is.

Om een ster is een smalle zone waarin de temperaturen zodanig zijn, dat er
vloeibaar water is: de leefbare zone genoemd. De aarde valt precies in de
leefbare zone van de zon. Dat is nog eens toeval. In die zone is de mens
ontstaan, die zelf heeft kunnen vaststellen wat de omstandigheden zijn die
leven mogelijk maken. Maar omdat er meer dan ons zonnestelsel bestaat in
het heelal en zelfs mogelijk meerdere heelallen, kun je je voostellen dat
er misschien nog ergens een leefbare zone is. Maar een leefbare zone is
nog geen leven. En leven is nog geen mens en ik kan dit opschrijven omdat
ik een mens ben, die nadenkt , fantaseert en om zich heen kijkt. En alleen
de mens, een mens, kan bedenken wat de omstandigheden zijn die leven
mogelijk maken.

Zo weten we nu ook hoe oud het heelal waar zich leven in bevindt, moet
zijn.
Leven kan alleen ontstaan in een leefbare zone met elementen als koolstof,
die gevormd wordt door de verbranding van lichtere elementen. Die koolstof
wordt door de ruimte verspreid door een supernova explosie en condenseert
als deel van een planeet in een gegeven zonnestelsel. Dat proces neemt zo’n
tien miljard jaar en ons heelal moet dus minstens zo oud zijn, maar het kan
ook niet veel ouder zijn, want dan had er te veel afkoeling plaats gehad.
Het is allemaal een gelukkige samenloop van omstandigheden. De vraag blijft
of alleen de uniciteit van ons zonnestelsel tot leven heeft geleid of de
bijzonderheid van ons hele heelal. Er kan maar heel weinig veranderen, zo
blijkt uit simulaties, in de sterkte van de sterke kernkracht of de
elektrische kracht of bijna alle koolstof en alle zuurstof van alle sterren
zou zijn vernietigd. En daarmee de kans op ons soort leven. De natuurwetten
van de sterke kernkracht en de elektromagnetische kracht lijken op maat
gemaakt voor ons bestaan. En ook laat ons heelal en de wetten die haar
bestieren maar weinig ruimte voor verandering, in die zin is het heelal,
waar leven mogelijk is ,statisch.

Maar betekent dat dat het heelal speciaal voor ons ontworpen is? Het zit
allemaal wel heel vernuftig in elkaar! Er is per definitie maar een enkele
werkelijkheid en dat is de werkelijkheid van de concepten, waaraan wij
vinden dat de werkelijkheid voldoet. De vraag of dat de waarheid is, is
daarmee zinloos. Er is niets dan een verzameling modellen, die min of meer
met de werkelijkheid overeenkomen en hoe meer dat het geval is, noemen wij
waarheid. Voor alle wetten en wetmatigheden moet een kwantumtheorie zijn,
die nu eenmaal stelt ,dat elk object of voorwerp of verschijnsel meer dan
een enkele geschiedenis kan hebben en heeft. Er bestaat dus zoiets, volgens
Hawking als verschillende benaderingen van het zelfde probleem, die
allemaal even waar zijn. De conclusie van deze waarneming is dat die
verschillende benaderingen samen de theorie van alles vormen.

De ene theorie of benadering is waar onder omstandigheden x, de andere
onder omstandigheden y en de derde onder omstandigheden z, maar waar
blijken ze alle drie. De theorie van alles hecht er niet aan, dat slechts
een bepaalde theorie waar is, het is letterlijk en figuurlijk de theorie
van alles. De centrale vraag blijft: wat is het verschil tussen het concept
van een schepper en de M theorie, die Hawking als verklaring voor het
Multiversum en de leefbare ruimte daarbinnen naar voren schuift? Als je
namelijk geen schepper denkt nodig te hebben om alles om ons heen te
begrijpen, heb je dan wel een M theorie nodig? Of is ook in God geloven of
juist niet, allemaal een onderdeel van de levende natuur en van het
multiversum en bestaat dat allemaal naast elkaar zonder elkaar uit te
sluiten of in de weg te zitten?

Jaap Goudsmit
Princeton, NJ
21 September 2011

September 2011
Non-fictie