zondag 11 februari 2024

Van Kwantum tot Spinoza [1] (1.5)

Het leven vandaag de dag is erg eenvoudig: je kunt elke politieke opvatting verdedigen aan de hand van Nietzsche's geschriften en elke religieuze opvatting aan de hand van de kwantummechanica.


Maarten van Buuren meent dat het kwantummechanische wereldbeeld goed te verenigen is met Spinoza's opvatting van God. 


Voordat ons wordt gezegd waarom Spinoza's opvatting van God goed te verenigen is met kwantummechanica, zullen we een tocht afleggen van -uiteraard- kwantummechanica, langs Bohr, Heisenbergs onzekerheidsbeginsel, Plato's atoomtheorie, een aantal zeer ingewikkelde filosofische vraagstukken, naar 'de oorsprong van alle dingen' (de vormkracht). "Van kwantum tot vormkracht" zou eventueel een fraaie titel voor het boekje hebben kunnen zijn.


Van Buuren behandelt (zeer) veel onderwerpen in weinig woorden. Wie dit boekje leest krijgt de indruk dat het verband tussen het aantal woorden van een geschrift en de kwaliteit er van omgekeerd evenredig is (hoe minder woorden, hoe beter de kwaliteit). 


Maarten van Buuren -geen fysicus- weet in kort bestek een glasheldere lezing te geven van de kwantummechanica. Zijn uitleg is trefzeker, beknopt en direct. Hij verliest zich niet in allerlei uitwijdingen die maken dat je door de bomen het bos niet ziet, een manco waar -tot mijn ergernis- de meeste 'inleidingen tot de kwantummechanica' aan lijden [2].


Het hart van de kwantummechanica, de natuurkunde van de minuscule deeltjes, is het 'onzekerheidsbeginsel' van Heisenberg. Volgens dit beginsel kun je de baan óf de plaats van een deeltje meten. Als je weet op welke plaats het deeltje is, weet je niet langs welke baan het reist; als je weet langs welke baan het reist, weet je niet op welke plaats het is. 


Voor een natuurkundige is dat lastig. Gelukkig kan zij uit de optelsom van alle mogelijke banen de kans afleiden waar het deeltje te zien is. Natuurkundigen kunnen dan ook -bijvoorbeeld- berekenen hoe groot de breking van het licht zal zijn in een proefopstelling.


Het onbegrijpelijke van de kwantummechanica is nu dat het deeltje 'in werkelijkheid' niet langs één van alle mogelijke banen gaat, maar dat het 'letterlijk' tegelijkertijd langs alle mogelijke banen gaat! Althans, één deeltje kan zich in een proef gedragen als een wolk van heel veel reizende deeltjes (alsof één visje, eenmaal bevrijd uit het aquarium, zich in wijds water vermeerdert tot een enorme, vlietende school van duizenden visjes). Je noemt dit merkwaardige verschijnsel de 'golf/deeltje' dualiteit. Hoe je het experiment inricht bepaalt of het water -bij wijze van spreken- wordt bevolkt door één 'visje' of een 'school'.


Wat je waarneemt wordt bepaald door de inrichting van het experiment. En dat werpt de volgende vraag op: is misschien de wiskundige beschrijving 'achter de waarneming' 'echter' dan de 'waarneming' zelf? Volgens Heisenberg wel. De formele, wiskundige beginselen -die hem doen denken aan platoonse, eeuwige vormen- zijn bepalend voor de werkelijkheid die we zien. Het lijkt wel alsof de formules bepalen wat je zult waarnemen. Heisenberg schrijft dat de theorie formeel 'gesloten' is; geen waarneming, berekening of meting zal je nopen om de theorie aan te passen.


De formele beginselen die de theorie kenmerken, de wiskundige vergelijkingen en het principe van symmetrie, vormen de grondslag van de werkelijkheid. Van Buuren merkt op dat je Heisenberg, met goed fatsoen, wel moet beschouwen als een 'monist'. De 'immanente' vormende, fundamentele beginselen van de werkelijkheid -Van Buuren spreekt van 'vormkracht'- zijn de beentjes en kootjes waar het vlees van de hand op ligt: krommen zich de vingers, dan kromt zich de hand. Waarneembare werkelijkheid en formalisme kun je niet los van elkaar zien. 


Van Buuren meent nu voldoende overeenstemming te zien tussen Heisenbergs zienswijze en Spinoza's wereldbeeld. Hij merkt op dat zowel Spinoza als Heisenberg 'monisten' zijn. Spinoza meende dat er slechts één immanente substantie bestaat die de werkelijkheid 'vormt'. Heel de werkelijkheid ontvouwt zich uit God.


"Quantumonderzoek leidt tot de vraag naar het zijn. Wat is zijn? Het antwoord luidt dat 'zijn' begrepen moet worden als 'wording'. Kern van alle dingen is de impuls die een oorspronkelijke energie uitvouwt tot dingen van oneindige complexiteit en veriëteit." (p. 134).


Uiteindelijk knoopt Van Buuren de God van Spinoza en de kwantummechanica als volgt aan elkaar:


"Het [sacrale] heeft zich verplaatst naar onderzoek in de kernfysica. Daar buigen geleerden de knie voor formules waarin de oorsprong van alle dingen zich verdicht." (p.135)


Het boekje is een prestatie op zich: Van Buuren slaagt er in om deze zware -en tamelijk speculatieve- kost op bijna lichtvoetige wijze over het voetlicht te brengen. Het is zo duidelijk en weldoordacht geschreven, dat het -zondermeer- geschikt is voor leerlingen uit 5 en 6 vwo. Wat mij betreft is een betere aanbeveling niet denkbaar.


Van Buuren, Quantum, Oerknal en God, (filosofische perspectieven van de quantummechanica), Lemniscaat, €20,-


[1] Deze bespreking is geschreven voor 'De Spinoza', het vakblad voor Docenten Filosofie (VFVO).


[2] Onlangs is ook een andere Inleiding in de Kwantummechanica verschenen. Verstraete, F, Waarom niemand kwantum begrijpt. Alhoewel deze auteur erg zijn best doet om toegankelijk te schrijven, raakt de lezer al snel het spoor bijster. De opzet van het boek is didactisch gezien een misgreep. De auteur veronderstelt onterecht allerlei zaken bekend bij de lezer. De samenhang tussen de verschillende hoofdstukken is daardoor onduidelijk. De melige toon en de aardige verhaaltjes over de wetenschappers missen doel.


8 opmerkingen:

JanD zei

Allerbeste Jan Auke en anderen.

Naar aanleiding van je enthousiaste bovenstaande beschrijving van het boek "Quantum, de oerknal en god." Heb ik het boek aangeschaft. Met dank voor jouw mooie recensie.

Ik ben nu halverwege op pagina 96 en toen dacht ik, dit is een interessante zin! Hoe zouden Jan Auke, Bert en RV en Jac hierover denken. (ik heb wel een vermoeden ;-) hihi )Ik meen dat Aafje het niet zo erg interessant zal vinden.

Deze zin staat in het hoofdstuk "Epistomologische breuk".

Hier is eerst de zin in het boek en daarna de zin zoals die mijns inziens zou moeten zijn. (het gaat over wat er nu eigenlijk "werkelijk" is.)

zin in het boek:
"Er blijkt een verschil te zijn tussen de verschijnselen zoals ze zich aan ons voordoen enerzijds en de natuurkundige wetten die eraan ten grondslag liggen anderzijds."

mijn zin:
"Er blijkt een verschil te zijn tussen de natuurkundige wetten enerzijds en de verschijnselen zoals ze zich aan ons voordoen die eraan ten grondslag liggen anderzijds."

Ik ga dus hier uit van de "werkelijkheid" van de fenomenen en niet van de "werkelijkheid" door gedachtespinsels/abstracties: aanname van het bestaan van "wetten".

Met vriendelijke groet JanD

Bert Morriën zei

JanD

[Ik ga dus hier uit van de "werkelijkheid" van de fenomenen en niet van de "werkelijkheid" door gedachtespinsels/abstracties: aanname van het bestaan van "wetten".]

Hoe ik daarover denk?
Volgens mij is dat voor wetenschappers een open deur.

De empirisch gevonden natuurkundige wetten dragen vaak de naam van degene die zo'n wet voor het eerst geformuleerd heeft.
Het lijdt dus geen twijfel dat het menselijke wetten zijn.
De wet van Archimedes is dus geen natuurwet want de natuur heeft zijn eigen wetten die fundamenteel onbekend zijn. Er zijn hooguit sterke aanwijzingen dat sommige menselijke wetten niet door de natuur geschonden worden.

Het verschil wat jij noemt komt naar voren als de menselijke wet geschonden blijkt te worden bij een experiment. Sommige van die verschillen werden kleiner door veranderingen van menselijke wetten die soms revolutionair waren en ons beeld van de wereld sterk veranderden.
Andere verschillen blijken veel hardnekkiger te zijn en die vormen de motivatie voor wetenschappelijk onderzoek en maken alle menselijke natuurwetten voorlopig.

Dat is hoe ik hierover denk.

JanD zei

Beste Bert

Met dank voor jouw antwoord. Jammer dat anderen niet gereageerd hebben.
Ik ben het met je eens wat betreft de grote waarde van empirie in de wetenschappelijke methode.

Mijn vraag gaat verder en was meer gericht op de boekbespreking: Quantum, Oerknal en God:
zijn de formules, wiskunde en logica primordiaal of de fenomenen die we waarnemen.

Als voorbeeld de opvatting van Emanuel Rutten, die zowel wiskundige als gelovige in de christelijke god is. In zijn fijnetune argument gaat hij uit van de "(sacrale) logica, absolute wetten en natuurconstanten" en daarna stel hij dat God die van te voren netjes heeft ingesteld en het hele mechanisme gestart heeft en zich er nooit meer mee bemoeid heeft. Ik dacht dat het deïsme is. Hij bewijst de christelijke god met de "god" van de logica, wiskunde en natuurconstante.

Jan Auke schrijft in zijn inleiding:
"Het [sacrale] heeft zich verplaatst naar onderzoek in de kernfysica. Daar buigen geleerden de knie voor formules waarin de oorsprong van alle dingen zich verdicht."

Het tegengestelde daarvan is, dat het sacrale de grond is waarop we lopen, de lucht is die we ademen, de menselijke gevoelens: het levende leven. Deus sive natura: god ofwel de natuur. De logica, wiskunde en de natuurconstanten en de harde onbewuste materie is secundair: het is een bedachte theorie met het deficiënte (op dat gebied) menselijke denken.

Ik vraag me af, wat Jan-Auke zelf daarvan vindt.-?- R.V. zal wel zeggen: "alles hangt samen" maar dat is slechts een mening. Die mening zou goed aansluiten bij het holisme: alles bestond al in de geest van god als een eenheid, en is als het ware door een demiurg uitgewerkt van het sacrale idee naar de samenstellende legoblokjes (atomisme) om die eenheid vaster te constitueren in veelheid.

Het is interessant: ter info, ik kies geen van beide opties.

Groet van JanD

p.s. er is nog veel meer plezier uit te halen: jij noemt "de onzekerheidsrelatie van Heisenberg" maar het boek staat vol met wat ik altijd zeg: "de onbepaaldheidsrelatie van Heisenberg" Dan komen we in psychologische verten: alsof het bewustzijn van de mens controle heeft over het super trage bewustzijn van de materie. ( panpsychistisch gezien )

Bert Morriën zei

JanD,

De Heisenbergse relatie wordt gewoonlijk in verband gebracht met de positie en het momentum van een deeltje; het stelt dat hoe nauwkeuriger de positie bekend is, hoe onzekerder het momentum is en omgekeerd.

Je zou kunnen zeggen dat de realiteit zich hier een vrijheid permittert die niet door mensen beteugeld kan worden.
Je zou ook kunnen stellen dat de realiteit zich blijkbaar ook niet alle vrijheden kan veroorloven.
In beide gevallen ken je de realiteit een bepaalde autoriteit toe en die lijkt onontkoombaar.
Er is echter geen enkele reden de realiteit als een persoonlijke autoriteit te beschouwen.

JanD zei

Bert.
De "onbepaaldheid of onzekerheid" was slechts een p.s.

Onzekerheid hoort bij de psychologie van de mens. Net zoals verwachting, angst, hoop, twijfel en geloof enz. "Ik twijfel omdat ik onzeker ben over de uitkomst."

Maar onbepaaldheid hoort bij een consistent en gedetermineerd systeem: waar een bepaalde meting nog niet is uitgevoerd: de situatie is dan nog "onbepaald". Indien die meting goed en nauwkeurig genoeg uitgevoerd is, levert die meting een onbetwijfelbaar resultaat op.

Dit verschil vind ik belangrijk. Dat is de basis voor de grote verscheidenheid aan interpretaties op basis van verschillende wereldmodellen. Het maakt verschil of Mach, Einstein, Heisenberg, Schrödinger, Bell, Gerard 't Hooft, Niels Bohr of David Bohm bent. Of je positivist, dan wel logisch positivist, idealist, materialist enz enz bent.

Het boekje Quantum, Oerknal en God: is erg goed. Maar ik had meer verwacht: het blijft in de platgetreden paadjes van het algemeen aanvaarde.

Ik zou graag de "neerwaardse causaliteit" vanuit het holisme behandeld hebben gezien. Bijvoorbeeld van David Bohm. Ik dacht dat die juist wel zowel de positie en het momentum kan berekenen. Maar dan dien je wel van alles en nog wat uit te gaan. En een elementair deeltje als een soort persoon te zien. Als ik het goed begrepen heb.

Met vriendelijke groet van JanD

Bert Morriën zei

JanD,

[Ik zou graag de "neerwaardse causaliteit" vanuit het holisme behandeld hebben gezien. Bijvoorbeeld van David Bohm. Ik dacht dat die juist wel zowel de positie en het momentum kan berekenen.
Berekenen wel maar niet experimenteel te verifiëren. Het moet bij geloven blijven. Waarom zou je dat moeten geloven?

Volgens mij moet je òf aanvaarden dat je iets niet kan weten óf proberen uit te zoeken hoe het zit. Ik denk dat al die mensen die jij noemde daar ook zo over dachten en hoopten dat hun interpretatie hen zou helpen de weg te vinden naar empirische verificatie. Ze waren niet zo naïef hun interpretaties als definitief te beschouwen.

Bert Morriën zei

JanD,

Over interpretaties gesproken: goed beschouwd is het bestaan van deeltjes ook een interpretatie van wat waargenomen wordt. Begrijpelijk, zolang ze net als een bal niet van die bizarre eigenschappen vertonen die ze volgens de kwantumfysische deeltjesmodellen zouden hebben.
Feitelijk betekent dat het einde van de deeltjesfysica omdat er inmiddels een meer intuïtieve interpretatie is die uitgaat van verstoringen van het vacuüm en die kwantumveldentheorie wordt genoemd.
De onbegrijpelijke interferentiepatronen die elektronen als deeltje vertonen worden begrijpelijk als ze als golfverschijnselen voorgesteld worden. Dat golven energie vertegenwoordigen en dat energie discreet is betekent niet dat er toch sprake is van deeltjes maar dat het beide eigenschappen van golven zijn. Deze verschijnselen zijn empirisch bevestigd.
Of er een volgende kansrijke interpretatie zal komen weet ik niet. Men lijkt aan wiskundige modellen die empirisch bevestigd kunnen worden genoeg te hebben. Dat die modellen voor leken onnavolgbaar zijn is onvermijdelijk maar dat is niets nieuws.

Samenvattend: op de keper beschouwd voegen interpretaties niets toe aan onze kennis.

JanD zei

Bert

Je hebt volkomen gelijk met: "Over interpretaties gesproken: goed beschouwd is het bestaan van deeltjes ook een interpretatie van wat waargenomen wordt."

Zo kan je bij een "wave" op de tribune van een voetbalveld, de "wave" of de "deeltjes" (de personen) waarnemen. Lastig is dat beiden tegelijk te zien bij heel erg veel mensen :-).

Je schrijft: "Samenvattend: op de keper beschouwd voegen interpretaties niets toe aan onze kennis."
Hier wil ik dan wel een aantekening bij maken voor de berekening van David Bohm, die een uitbreiding voorziet van de golfformule van Heisenberg en zijn onbepaaldheid daardoor te niet doet. En dat zou theoretisch te testen moeten zijn.........

Met vriendelijke groet van JanD