Van quantum tot quark
1989-04-28
Op 20 april j.l. begon een TELEAC-televisieserie onder de titel 'Van Quantum tot Quark'. De serie biedt een populaire Inleiding op belangrijke thema's In de natuurkunde vandaag. Ieder die maar een beetje geïnteresseerd Is in de wereld van het allerkleinste, In de opbouw van materie, zou ik aanraden om naar deze serie te kijken. Terwijl Ik dit schrijf heb Ik natuurlijk nog niet meer dan een Inleidende les gezien. Maar het onderwerp Is geweldig interessant en... het biedt juist voor christenen veel stof tot nadenken.- Jaargang 33
- nummer 9
Van dat nadenken bied ik u hierbij een klein stukje, maar Ik weet zeker dat er nog genoeg overblijft.
Misschien hebt u op school al geleerd dat het woord 'atoom' eigenlijk 'ondeelbaar deeltje' betekent, maar dat dat niet klopt. Daar werd op school om geglimlacht: een atoom bleek te bestaan uit nóg kleinere deeltjes. Een kern van protonen en neutronen, met schillen van elektronen er om heen. Ja, maar wie dacht dat het daarmee uit was, die vergist zich. In mijn schooltijd las ik de boeken van Asimov, die al over nóg kleinere deeltjes spraken. Dat aantal sub-atomaire gedeeltjes blijkt groter en groter te zijn. De tv-serie lijkt te gaan tot en met het bestaan van quarks, waaruit bijvoorbeeld protonen opgebouwd zijn. Maar zelfs dat is het einde niet. Er zal ook wel iets gezegd worden over de (heterotische snarentheorie: de materie zou bestaan uit de trilling van oneindig dunne snaren, die zich kunnen verbinden en delen.
Keuze van het hart
Kortom: het is een wondere wereld om ons heen. En hoe kijk je nu aan tegen zulke ontdekkingen of theorieën?
Ik weet dat nieuwe ontdekkingen soms beschouwd worden als een inbreuk op Gods terrein: nóg een stukje onttrokken aan de sfeer van het 'wonder', dat is aan de sfeer van God. Maar zo ligt dat natuurlijk niet. God is niet in de gaten die de wetenschap overlaat. Dan zou zijn terrein inderdaad steeds kleiner worden. Nee, Hij is juist in en vooral boven dat alles.
Hoe we tegen deze resultaten van de wetenschap aankijken, dat is vooral een kwestie van de keuze van het hart. Ik herinner me, dat mijn vader me ooit vertelde hoe diep verwonderd hij was geweest toen hij het periodiek systeem van de elementen leerde kennen: heel de werkelijkheid om ons heen, alle materie, bestaat uit variaties op één thema: telkens een proton en een elektron méér en zo bouwde God een zeer geordend geheel van materie.
Van makkelijk te verdringen tot zeer edel, in een ordelijke reeks.
Wel, nu is dit inmiddels voor iedere middelbare scholier gesneden koek.
Geen mens verwondert zich er meer over. Dat doen we nog wel als we lezen over die nog kleinere wereld, die ons verbeeldingsvermogen tart.
Waarin kracht en materie, golfbeweging en deeltje, óók variaties op één thema blijken te zijn. Ik kan het in elk geval niet helpen dat ik dan denk: O God, hoe diep verwonderd ga ik uw volrnaakte wijsheid na.
Natuurwetten
Het zou jammer zijn als we deze.
verwondering missen. We zouden het niet moeten némen dat woorden als natuur en natuurwetten gereserveerd worden voor de wereld zonder God. Misschien helpt het als we onder ogen zien, dat een natuurwet iets anders is dan een verkeerswet.
Een verkeerswet is door mensen afgekondigd en mensen moeten zich eraan houden. Maar een natuurwet wordt niet afgekondigd door mensen, maar gevónden. Newton constateerde de wet van de zwaartekracht en formuleerde hem. Wie die wet uitgevaardigd heeft, vermeldt het verhaal niet. Kennen onze scholieren en studenten ook die belangrijke Bijbeltekst over de natuurwetten?
Ik denk aan Psalm 148: 6, waar van zon, maan en·sterren gezegd wordt: "Hij zette ze vast, voor immer en altoos, Hij stelde hun een inzetting, die geen hunner overtreedt".
Dat mochten we wel voor in het natuurkundeboek schrijven.
Want hier lees je wat geen studieboek je kan vertellen: wie voerde de wet van Archimedes in, wie maakte de wet die Newton vond en wie legde iets wonderlijks als het onzekerheidsprincipe van Heisenberg in de wereld?
Tegenstrijdige feiten?
Wat ik tot heden schreef, geldt eigenlijk net zo goed voor een natuurkundeboek uit de brugklas als voor de serie 'Van quantum tot quark'. In genoemde serie komt het geloof echter ook nog op een andere manier ter sprake. En wel bij gelegenheid van een fundamenteel probleem in de natuurkunde. Er zijn twee deeltheorieën die een deel van de werkelijkheid aardig beschrijven.
De algemene relativiteitstheorie beschrijft processen op grotere schaal, en de quantummechanica doet hetzelfde voor de deeltjes die veel kleiner zijn dan een atoom.
Probleem is echter, dat die twee theorieën niet tegelijk juist kunnen zijn: Eigenlijk sluiten ze elkaar uit.
Wie dit te ingewikkeld vindt lijken, kan denken aan het bekende voorbeeld van licht. Wat is licht eigenlijk?
Is het een bundellichtdeeltjes of zijn het lichtgolven? Twee golven kunnen elkaar versterken, maar ook uitdoven. Twee deeltjes zullen elkaar altijd versterken. Het 'onmogelijke' is nu, dat licht zich soms gedraagt als een golfpatroon (interferentie) en soms als een serie deeltjes (gekromd door de zwaartekracht). En wat van licht geldt, geldt van àlle deeltjes: ze zijn tegelijk golf en deeltje. Hoe kan dat?
Dr. A. Pais, een belangrijke medewerker aan de tv-serie, vertelde over het feit, dat een hoofdonderwerp in de natuurkunde van deze decennia is om te zoeken naar een unificatietheorie: dat we proberen te begrijpen hoe deze tegenstrijdige feiten allebei eigenlijk waar kunnen zijn.
Hij noemt het een geloof: "Ik persoonlijk ben van de overtuiging dat een fysica zonder geloof er eenvoudig niet komt. Ik geloof dat fysici in zeker opzicht religieuze mensen zijn. Want zij geloven dat er wetten zijn in de natuur, die men door hard werken kan vinden. Nou, er is geen mens die bewijzen kan dat de natuur aan wetten voldoet Dat is een geloof".
Het heelal
Nu lijkt dit misschien wel een erg vaag geloof. Een geloof bij wijze van spreken. Maar veel duidelijker wordt dit in het boek van Stephan Hawking: Het heelal, verleden en toekomst van ruimte en tijd. Vorig jaar was dit het meest verkochte boek in de non-fiction. Hawking biedt een heel intens geschreven overzicht over de moderne inzichten in de structuur van het heelal. Dit overzicht bestrijkt de wereld van quantum en quark, maar ook de gigantische structuur van een uitdijend heelal. Waar komt het vandaan en waar gaat het heen?
AI is het geen lichte kost, toch kan ik goed begrijpen dat dit boek een bestseller werd. Er wordt een populair overzicht van de stand van zaken in wetenschappelijk opzicht geboden. Maar Hawking toont ook, hoe op ieder niveau steeds de geloofsvraag om de hoek komt. Natuurlijk als we vragen waar het heelal vandaan komt, maar ook als we kijken naar de achtergrond van de natuurwetten, waarover ik boven schreef.
In de natuurwetten, zoals wij die kennen, komen heel fundamentele getallen voor, zoals de lading van het elektron. Als die lading ook maar een fractie anders was geweest, dan kon ons hele heelal niet bestaan.
En zo is het eigenlijk ook met de andere natuurwetten: waren ze net even anders, dan zou er geen vorm van intelligent leven mogelijk zijn. Hawking zegt hierover: "We kunnen dit ofwel opvatten als een bewijs van een goddelijk doel met de schepping en de keuze van de natuurwetten of als een bevestiging van het sterke antropische principe” (pag. 155). Dit laatste principe lijkt voorlopig het enige alternatief voor wie in de Schepper niet geloven wil.
De redenering luidt als volgt: "Waarom zijn de natuurwetten zo, dat ze intelligent leven mogelijk maken? Als ze anders waren zouden er geen mensen zijn die zulke vragen stellen.
Echt bevredigend is dat natuurlijk ook niet en heel het werk van Hawking is er hartstochtelijk op gericht om aan dit dilemma te ontkomen.
Hij beschrijft de contouren van een mogelijke oplossing en zegt daarvan met zoveel woorden als slotzin van zijn boek: "Wanneer we het antwoord op die vraag kennen is dat de bekroning van het menselijk verstand - want dan kennen we de geest van God".
Geloof, hoe dan ook
Ja, dat is inderdaad geen kleinigheid.
Als ik eerder deze studie 'interessant' heb genoemd, moet er wel bij gezegd worden, dat het gepaard gaat met een ongemeen hoge pretentie.
Het heeft iets van een titanenstrijd: Hawking, die zo zwaar gehandicapt is dat hij weinig meer is dan een brein in een rolstoel, hij is in een voortdurend gevecht bezig met de vraag naar God de Schepper en met de poging om ook zonder Hem het bestaan van het heelal te verklaren. Nu is dat tot op zekere hoogte ook zijn taak: de wetenschap zou weinig verder komen als we de vraag waarom een steen naar beneden valt beantwoorden door te zeggen: "omdat God dat zo gemaakt heeft". Vanuit het geloof zeg ik dat dat laatste wel wáár is, maar het hoort tot de ontsluiting van de schepping om samenhangen binnen die schepping bloot te leggen.
Toch zou het me een lief ding waard zijn als christenen die van die mooie platenboeken over het ontstaan van het heelal lezen, uit een boek als van Hawkinq ook zouden leren hoeveel je moet geloven, aannemen zonder bewijs, om tot zo'n overzichtelijke theorie te komen. Het verhaal' van de oerknal is er een peuleschil bij. Dat veronderstelt immers nog altijd een begin van deze wereld en dat blijft moeilijk te aanvaarden. Om zelfs aan die conclusie te ontkomen wordt het bestaan van een imaginaire tijd aangenomen, waarin het gevolg van een gebeurtenis er eerder is dan de oorzaak. Het is de moeite waard om te lezen wat dàt allemaal met zich meebrengt.
Ik leg deze gedachten op tafel als geïnteresseerde leek. Niet met de pretentie om ook maar enig oordeel over deze dingen te kunnen geven.
Wel om mijn verwondering uit te spreken over het feit, dat juist in de verst gevorderde wetenschap de vraag naar God en geloof zo helder.
op tafel komt. En in de overtuiging dat Psalm 8 er des te duidelijker door gaat klinken: ,,O HERE, onze Here, hoe heerlijk is uw naam op de ganse aarde!".