A review published earlier this year in Delachendetheoloog: 'Mijn opa las geen romans. In zijn tijd waren boeken en tijdschriften onbetaalbaar. Omdat de mensen bovendien hard moesten werken was er weinig tijd om te lezen. Hij koos zijn lectuur daarom zorgvuldig uit. Zijn voorkeur ging uit naar ‘serieuze’ boeken. Romans gingen nergens over en waren het geld en de aandacht niet waard.
Tegenwoordig is de keus tussen ‘serieuze’ boeken en ‘belletrie’ niet zo wezenlijk meer. Het aanbod van populair-wetenschappelijke boeken is inmiddels zo groot en de boeken zijn zo goed geschreven en gecomponeerd, dat je ‘gewone’ romans met een gerust hart links kunt laten liggen. Het spreekt voor zich dat het genre van het populair-wetenschappelijke boek het goed doet: wij hebben goede leraren nodig om de wetenschappelijke ontwikkelingen te kunnen volgen.
Het boek Quantum van Manjit Kumar is het zoveelste bewijs van de uitstekende kwaliteit van het populair-wetenschappelijke boek. Het boek bevat alles wat een lezer zich kan wensen. Fundamentele inzichten over de inrichting van de werkelijkheid, dramatische ontwikkelingen tussen de grootste geleerden van de vorige eeuw en wijsgerige bespiegelingen over de betekenis van de beschreven gebeurtenissen.
Het boek doet het ontstaan van de kwantummechanica uit de doeken. De geschiedenis van de kwantummechanica wordt vermengd met karaktertekeningen van de belangrijkste geleerden die hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van deze theorie en, vooral, over de scheuring die deze theorie veroorzaakt heeft tussen deze geleerden. Het hoogtepunt van dit boek is een beschrijving (alsof je er zelf bij bent) van de Solvay conferentie van 1927, wanneer Bohr en Einstein met elkaar twisten over de vraag of de kwantummechanica compleet is. Kumar bestrijdt het beeld van Einstein als een koppige, oude dwaas die meende dat de kwantummechanica onwaar was. Einstein heeft het formalisme van Heisenberg vrijwel onmiddellijk aanvaard en de experimenten hadden hem er van overtuigd dat de theorie goed was. De theorie geeft de juiste uitkomsten, maar: de theorie geeft ons niet het juiste inzicht in de werkelijkheid! En daarover ging het belangrijke debat tussen Einstein en Bohr. De vraag die de twee verdeelde was of de theorie volledig is en ons alles over de werkelijkheid zelf zegt.
Het debat tussen Einstein en Bohr was feitelijk geen strikt debat over fysische vraagstukken, maar een wijsgerig dispuut over de vraag hoe onze werkelijkheid is ingericht en over de vraag hoe diep de fysicus kan doordringen tot deze werkelijkheid. De auteur van dit boek is overigens uitstekend op de hoogte van dit deelgebied. Hij is fysicus en filosoof. Persoonlijk blijf ik het opvallend vinden dat uit zijn boek blijkt dat alle fysici in de 19eeuw en aan het begin van de 20ste eeuw een levendige belangstelling hebben voor de wijsbegeerte. Planck, Einstein, Heisenberg, Schrodinger, Bohr en alle anderen hebben zich, volgens Kumar, tijdens hun opleiding verdiept in het werk van filosofen. De zakelijke en anti-wijsgerige houding van Weinberg, Feynman en Hawking tref je bij Einstein en Bohr niet aan.
Volgens Niels Bohr moet een natuurkundige zich niet afvragen hoe de werkelijkheid ‘onder de oppervlakte' is. Het heeft alleen maar zin om over de wereld van het kleinste te spreken in termen van meetresultaten. Als de fysicus de beslissing neemt om bepaalde aspecten van de subatomaire werkelijkheid te meten, bemoeit hij zich actief met de natuur: de onderzoeker is niet langer een neutrale waarnemer, maar hij (bedoeld wordt: zijn meetapparatuur) maakt onderdeel uit van deze natuur. Einstein kon niet leven met deze uitleg. Hij meende dat de werkelijkheid op subatomair zich niet anders gedraagt dan de dagelijkse of ‘klassieke’ werkelijkheid. Je moet in staat zijn om de werkelijkheid zelf te bestuderen. De kleinste deeltjes hebben alle eigenschappen die ‘gewone’ tennisballen ook hebben. Het probleem was dat de kwantummechanica, ondanks dat het formalisme juist is, ons geen volledig beeld gaf van de werkelijkheid.
De Salvoy conferentie van 1927 was geheel gewijd aan de ‘nieuwe’ kwantummechanica. Alle geleerden keken naar Bohr, de koning van de kwantummechanica, en Einstein, die beschouwd werd als de paus van de fysica. Op de conferentie zelf zei Einstein weinig. Maar Bohr en Einstein logeerden in hetzelfde hotel. En in de avonden en de ochtenden waren ze niet in staat om elkaar met rust te laten. Einstein bedacht ingenieuze argumenten waaruit moest blijken dat de nieuwe fysica onvolledig is: het was een goede rekenmethode, maar beslist geen theorie die ons interessante fysische inzichten gaf in wat zich afspeelt op subatomair niveau.
De tegenvoorbeelden van Einstein hielden Bohr uit de slaap. Gedurende de nacht was hij bezig om een deugdelijk weerwoord te bedenken. Een enkele keer vond hij het antwoord pas in de ochtend. Maar uiteindelijk droogde de stroom bedenkingen van Einstein op. Hij weigerde echter om zijn standpunt te veranderen. De nieuwe theorie was in zijn ogen nu eenmaal onvolledig.
Kumar beschrijft hoe het meningsverschil tussen Einstein en Bohr zich voortsleept door de jaren heen. Waar mogelijk zochten de twee geleerden elkaar op. Maar uiteindelijk lukte het Einstein niet om formeel aan te tonen dat de theorie onvolledig is. Hij weigerde echter om zijn zienswijze te veranderen. Dit leverde hem bij de jongere generatie fysici de naam op een halsstarrige en ouderwetse man te zijn- dit strenge oordeel komt begrijpelijkerwijs voort uit teleurstelling over het feit dat de beroemdste fysicus het belang van hun werk niet wil erkennen.
Bohr en Einstein bleven vrienden van elkaar en ze respecteerden elkaar zeer. Maar de relatie bekoelde wel door het aanhoudende onderlinge meningsverschil. Einstein weigerde op het laatst zelfs om nog uitgebreid te twisten over de kwantummechanica. De laatste maal ontmoetten Bohr en Einstein elkaar bij toeval. Bohr was op bezoek bij een collega van hen die, evenals Einstein, werkzaam was op het Princeton instituut. Opeens sloop Einstein de kamer van de collega binnen om stiekum wat tabak te nemen uit de tabakspot die op tafel stond. Enige tijd later werd Einstein ziek. Hij weigerde zich te laten behandelen. Nauwelijks een jaar later stierf ook Bohr. Hoe belangrijk het oordeel van Einstein voor Bohr altijd geweest is bleek volgens Kumar uit de tekening die op het bord in zijn werkkamer stond: een van Einsteins ingenieuze tegenvoorbeelden.
Pas na de dood van Bohr en Einstein werd het geschil met fysische middelen beslecht. De jonge fysicus Bell, door Kumar op sympathieke wijze beschreven, ontdekte hoe men met een experiment zou kunnen vaststellen of non-localiteit –er lijkt op subatomair niveau geen ‘afstand’ te bestaan- een 'echte' eigenschap is van de kwanta. Uit de experimenten van Aspect blijkt vervolgens dat de klassieke visie van Einstein niet te verdedigen is.
Drama en natuurkunde zijn in dit boek zo ideaal met elkaar verweven dat je zowel de mensen die een hoofdrol hebben gespeeld goed leert kennen als de ontwikkeling van de fysica leert begrijpen en de daarmee gepaard gaande filosofische en fysische problemen. Kumar is in staat om de fysica op een zakelijke manier uit te leggen, zodat je voldoende op de hoogte bent van de problemen waar Einstein en Bohr zich het hoofd over breken. Hij bedient zich van een droge, zakelijke stijl. Zijn verteltrant is echter in het geheel niet sober. Het boek is meeslepend, wordt hier en daar zelfs ‘dramatisch’ zonder sentimenteel te worden. Zo spannend kan wetenschap dus zijn!'
If anyone out there reads Dutch, do let me know what it really says! I have a vague idea via Google translate.
No comments:
Post a Comment