“Wat zijn atomen?”  In de natuurkunde les kregen we daarover uitleg. Maar er waren al ideeën over in 425 voor Christus. En hoe zit het met het begrip tijd, als een soort vierde dimensie? Daarover werd in 475 voor Christus al geschreven!

In de Volkskrant stond gisteren een belangwekkend artikel van Georges van Hal. Het raadsel dat deeltjes zich op quantumniveau zeer speciaal gedragen, daar was al enige bekendheid over. Het gaat om een soort telepatische overdracht. De deeltjes communiceren op schijnbaar oneindige afstand met elkaar. Als er iets verandert in Nederland wordt dat teruggezien in Amerika. Nu gaat het dan over deeltjes die zich niets van de zwaartekracht hoeven aan te trekken. Maar hoe zit het met grotere deeltjes die wel beïnvloed worden door zwaartekracht? Het blijkt dat siliciumpakketjes ter grote van een bacterie en afgekoeld tot bijna het nulpunt vergelijkbare eigenschappen hebben, dus ook telepatisch contact vertonen. Dat opent de weg voor weer verder onderzoek.

Ik lees op dit moment het boek “De wereld vóór God” van Cees Alders dat onlangs is uitgekomen. Een prachtig boek waarin de filosofie van 600 vóór tot 400 ná Christus in vooral het Griekse en later het Romeinse rijk wordt beschreven. Dit allemaal in een historische context met af en toe enkele uitstapjes naar andere tijdperken en culturen.  Het is zeer goed leesbare en voor mij boeiende lectuur. Ik ben nu op ongeveer een derde deel van het boek aangeland,  bij Socrates en Plato. Op  dat moment vindt er een enorme kentering in de filosofie plaats. Tot die tijd waren de filosofische vraagstukken vooral gericht op het ontstaan en de samenhang der dingen. De mens zelf speelde daarin wel een rol, maar ethiek en het onderlinge menselijke gedrag kwam nog weinig ter sprake. Juist die dingen gingen vanaf Socrates opeens  de hoofdrol spelen. Je zou die eerste periode de periode van de natuurfilosofie kunnen noemen. Cees Alders beschrijft  het denken van twaalf Griekse natuurfilosofen en daarnaast maakt hij in dat deel nog een uitstapje naar het denken van de Nepalees Boeddha.

Twee van die denkers wil ik nu even noemen. De eerste is Parmenides. Hij leefde ongeveer 475 voor Christus in Elea, in de buurt van Napels. Zuid-Italië, net als grote delen van Sicilië, vormde toen een Griekse kolonie. Hij zegt dat ‘verandering eigenlijk niet mogelijk is. Zoals het ook onmogelijk is aan niets te denken. De waarheid is een ondeelbaar, vast ding. Tijd bestaat niet. Omdat we niet alles tegelijk kunnen zien kunnen we deze waarheid niet bevatten. Verleden, nu en toekomst bestaan gelijktijdig.’

De andere denker die ik wil noemen is Democritus. Hij woonde zo’n vijftig jaar later in Thracië, toen ook onderdeel van Griekenland. Hij zegt: ‘de kleinste deeltjes die er bestaan noemen we atomen en die zijn ondeelbaar. Maar de atomen verschillen wel onderling van eigenschap. Ze bewegen zich, liefst in een rechte lijn, door het niets, zonder doel. Deze bewegingen ontstaan door botsingen met andere atomen. Zware atomen gaan klonteren, kleinere worden daardoor opgenomen in grotere.  Zo ontstaan volstrekt toevallig grotere eenheden. Deze krijgen eigenschappen. De hele wereld is te verklaren uit causale verbanden.’

Het waren twee denkers die naar mijn idee nog steeds heel actueel zijn en die hun tijd ver vooruit waren. De tweede, Democritus denkt vanuit een soort mechanica. Maar hij doet dat zonder ook maar iets te kunnen zien of bewijzen. Hij beredeneert alles puur vanuit een fictief idee dat op die manier de wereld in elkaar zou kunnen steken en alles wat je ziet zo te verklaren zou kunnen zijn. Ongelooflijk hoe dicht hij zit bij dingen zoals ze pas in de vorige eeuw ontdekt zijn. Hij is een optimist: op de lange duur valt alles te verklaren. Hij staat van de ene kant ver af denkers uit zijn tijd die uitsluitend willen accepteren wat je zintuigelijk kan waarnemen. Aan de andere kant had hij de overtuiging dat de mensen daar ooit nog wel een keer achter zouden kunnen komen. Parmenides uit Napels ging vijftig jaar daarvoor eigenlijk nog verder. Hij beweerde dat ‘tijd niet bestaat maar daar komen wij mensen niet achter omdat we er niet buiten of boven kunnen gaan staan’. We zitten bij Parmenides al in het denken van de vierde dimensie, dat ruimte en tijd vergelijkbare begrippen zijn en dat het verleden en de toekomst tegelijkertijd kunnen bestaan. In de quantummechanica lijken dergelijke ideeën nu eindelijk pas aan de orde. De zwaartekracht zit nog in de weg om het op een ook meer menselijk niveau te kunnen aantonen. Maar de nieuwe wetenschappelijke onderzoeken wijzen in een richting die aangeeft dat we er toch steeds dichter bij lijken te komen.

Hieronder de tekst van het artikel in de Volkskrant van Georges van Hal:

Plakjes silicium laten zich spookachtig verbinden.

Wanneer je op de Eiffeltoren in Parijs een pirouette draait, gaat je tweelingbroer op het Empire State Building in New York niet meteen hetzelfde doen. Toch is dat precies wat met deeltjes gebeurt in de tegendraadse natuurwetten van de quantumfysica, wetten die werken op de allerkleinste schaal. In weerwil van het gezond verstand kunnen deeltjes – de legoblokjes waaruit alles om ons heen bestaat – zich daarin als een enkel voorwerp gaan gedragen. Wanneer je vervolgens iets met het ene deeltje doet heeft dat direct invloed op de ander, ook als de ene in New York is en de ander in Parijs. Verstrengeling noemen fysici dat ook wel. Waarom verstrengeling voor deeltjes wel mogelijk is en voor mensen niet, is tot nog toe een raadsel.

Bij een recent experiment hebben onderzoekers verbonden aan de TU Delft daarom de grens tussen onze wereld en de bizarre quantumwereld verder opgerekt. Daarbij toonden ze aan dat plakjes silicium met de afmeting van een fikse bacterie óók quantumgedrag kunnen vertonen, eerder was dit alleen aangetoond met veel kleinere objecten. Althans: de plakjes silicium moeten wel eerst worden gekoeld tot vrijwel het absolute nulpunt. Nog niet helemaal een mens dus, en lastig te realiseren, maar wel een stapje in de juiste richting. ‘We willen dit soort experimenten de komende jaren met steeds grotere voorwerpen gaan doen’, zegt Simon Gröblacher (TU Delft). Samen met collega’s schreef hij de eerste resultaten op in het vakblad Physical Review Letters. Met behulp van een zogeheten Bell-test, een in de natuurkunde veelgebruikte lakmoesproef voor verstrengeling, bewezen de onderzoekers dat hun plakjes silicium inderdaad zo’n spookachtige verbinding hadden.

Quantumfysicus Alexander Brinkman (Universiteit Twente), zelf niet bij het onderzoek betrokken, noemt de resultaten ‘leuk’ en ‘redelijk overtuigend’. ‘Het meest spannende is dat het systeem dat ze gemaakt hebben massa heeft’, zegt hij. Dat betekent namelijk dat je op termijn kunt gaan kijken wat de invloed van zwaartekracht is op verstrengeling. Hoe je zwaartekracht – een kracht die vooral van belang is op menselijke schaal – moet vangen in de vreemde wetten van de quantummechanica is één van de grootste raadselen in de moderne natuurkunde. Samen met tien tot twintig andere onderzoeksgroepen zijn Gröblacher en collega’s daarom verwikkeld in een race om die invloed van zwaartekracht als eerste experimenteel in kaart te brengen. ‘Ik schat dat dat nog een jaar of vijf duurt, al zijn dat soort voorspellingen altijd gevaarlijk’, zegt hij.

De wereld vóór God
Auteur: C.J. Alders
Uitgever: Klokwerk-Design

• Nederlands
• 1e druk
• 9789082930115
• november 2018
• ook als E-book
• 392 pagina’s
• EPUB met digitaal watermerk