Dit is een artikel uit het NRC-archief
Bekijk hele krant

NRC Handelsblad

Natuurkunde

Is de triomf van de fysica wel reëel?

Miljoenen werden verkocht van Stephen Hawkings boek ‘A Brief History of Time’. Een lofzang op de fysica. In zijn nieuwe boek is de filosofie dood en god overbodig. Jammer.

Stephen Hawking, met een bijgekleurde Nasa-foto van het centrum van de Melkweg waar zich een zwart gat bevindt. AFP/Getty This dazzling infrared image Released 10 January, 2006 from NASA's Spitzer Space Telescope, hundreds of thousands of stars crowded into the swirling core of our spiral Milky Way galaxy. In visible-light pictures, this region cannot be seen at all because dust lying between Earth and the galactic center blocks our view. In this false-color picture, old and cool stars are blue, while dust features lit up by blazing hot, massive stars are shown in a reddish hue. Both bright and dark filamentary clouds can be seen, many of which harbor stellar nurseries. The plane of the Milky Way's flat disk is apparent as the main, horizontal band of clouds. The brightest white spot in the middle is the very center of the galaxy, which also marks the site of a supermassive black hole. The region pictured here is immense, with a horizontal span of 890 light-years and a vertical span of 640 light-years. Earth is located 26,000 light-years away, out in one of the Milky Way's spiral arms. Though most of the objects seen in this image are located at the galactic center, the features above and below the galactic plane tend to lie closer to Earth. Scientists are intrigued by the giant lobes of dust extending away from the plane of the galaxy. They believe the lobes may have been formed by winds from massive stars. AFP PHOTO/NASA/JPL/GETTY OUT
Stephen Hawking, met een bijgekleurde Nasa-foto van het centrum van de Melkweg waar zich een zwart gat bevindt. AFP/Getty This dazzling infrared image Released 10 January, 2006 from NASA's Spitzer Space Telescope, hundreds of thousands of stars crowded into the swirling core of our spiral Milky Way galaxy. In visible-light pictures, this region cannot be seen at all because dust lying between Earth and the galactic center blocks our view. In this false-color picture, old and cool stars are blue, while dust features lit up by blazing hot, massive stars are shown in a reddish hue. Both bright and dark filamentary clouds can be seen, many of which harbor stellar nurseries. The plane of the Milky Way's flat disk is apparent as the main, horizontal band of clouds. The brightest white spot in the middle is the very center of the galaxy, which also marks the site of a supermassive black hole. The region pictured here is immense, with a horizontal span of 890 light-years and a vertical span of 640 light-years. Earth is located 26,000 light-years away, out in one of the Milky Way's spiral arms. Though most of the objects seen in this image are located at the galactic center, the features above and below the galactic plane tend to lie closer to Earth. Scientists are intrigued by the giant lobes of dust extending away from the plane of the galaxy. They believe the lobes may have been formed by winds from massive stars. AFP PHOTO/NASA/JPL/GETTY OUT AFP

Stephen Hawking en Leonard Mlodinow: The Grand Design. Bantam Press, 256 blz. € 17,-. Een Nederlandse vertaling (Het grote ontwerp) verschijnt 31 oktober bij Bert Bakker, € 19,95

Wat zou er gebeurd zijn als het manuscript van The Grand Design onder een andere naam bij een uitgever was ingediend? Als er dus niet de naam Stephen Hawking boven had gestaan, de beroemde Britse fysicus die tot vorig jaar hoogleraar was aan de universiteit van Cambridge; de man met een fenomenaal inzicht in de natuurkunde en de kosmologie en met een al even fenomenaal inzicht in de lezersmarkten. We kunnen niet weten wat er dan gebeurd zou zijn want The Grand Design ligt al in schappen. Uitgegeven door hetzelfde Bantam Press dat in 1988 Hawkings bestseller A brief history of time uitgaf, waarvan miljoenen over de toonbank gingen.

De grootste overgebleven vraag is nu: wat is nieuw sinds 1988?

Teleurstellend weinig.

In 1988 schreef Hawking dat we ‘voorzichtig optimistisch’ mochten denken ‘dat we bijna het einde hebben bereikt van een lange zoektocht naar de ultieme natuurwetten’. De wiskundige formules van zo’n overkoepelende theorie van de kosmos geven niet per se antwoord op de vraag waarom de kosmos bestaat, schreef hij verder. Maar als die theorie eenmaal was gevonden, zouden we samen – natuurwetenschappers, filosofen en gewone mensen – over die waarom-vraag kunnen praten. En zouden we zodoende het antwoord op die vraag vinden, dan zou dat de ultieme triomf van de menselijke rede zijn, schreef Hawking. Om te besluiten met de intussen fameuze woorden: ‘for then we would know the mind of God’.

Dat was dus 22 jaar geleden. Wie het glas half leeg ziet, zal zeggen dat de triomf sindsdien niet bepaald dichterbij is gekomen. Neem het inzicht in het universum op de grootste afstandschalen. In 1998 leidden kosmologen tot hun eigen verbazing uit waarnemingen af dat een onbekende energie, die zij ‘donkere energie’ noemden, de kosmos versneld laat uitdijen. Het gevolg is dat sinds die tijd maar liefst 96 procent van de waarneembare kosmos zoek is: 23 procent ervan bestaat uit nog onbekende donkere materie, 73 procent uit die nog volslagen onduidelijke donkere energie. Niet echt vooruitgang.

Of neem zoiets als ‘supersymmetrie’, die Hawking in 1988 naar voren schoof als een belangrijke stap om tot een overkoepelende theorie van de kosmos te komen. Aanwijzingen ervoor zouden kunnen opduiken bij de gigantische LHC-deeltjesversneller van het CERN bij Genève, zo was al snel de hoop. Maar ja, deze versneller is pas dit jaar haperend op gang gekomen en zag tot dusver nog niks.

En de snaartheorie dan, die eind jaren tachtig als dé favoriete kandidaat voor een overkoepelende theorie gold? Ook Hawking was in 1988 enthousiast: ‘Het lijkt waarschijnlijk dat we tegen het einde van deze eeuw (in 2000 dus) zullen weten of de snaartheorie inderdaad die overkoepelende theorie is waarnaar we al zo lang op zoek zijn’.

In dat licht lijken de recente uitspraken van de befaamde snaarfysicus en snaarvoorman Ed Witten mismoedig. Als je een zoektocht onderneemt, denk je waarschijnlijk steeds dat je wel halverwege bent, zei Witten toen hij deze zomer in Amsterdam de Lorentzmedaille in ontvangst kwam nemen. In een gesprek met deze krant voegde hij daaraan toe dat ‘nog niemand de onderliggende principes van de snaartheorie op het diepste niveau begrijpt’ en dat het ‘heel lastig zal zijn om de snaartheorie verder te ontwikkelen’. Tel er bij op dat de ‘snaren’ die aan de kosmos ten grondslag zouden liggen, zo onmetelijk klein zijn dat hun bestaan met niet aan te tonen lijkt, en de ultieme theorie verdwijnt uit zicht.

Maar niet in The Grand Design. In dit boek zorgt de menselijke rede voor een verpletterende zegetocht – van de oude natuurfilosofen, via Newton, Einstein en de quantummechanica naar een overkoepelende theorie die, jawel, in de vorm van de zogeheten M-theorie min of meer voor het grijpen ligt. Alles volgens het stramien van Hawkings eerdere bestseller.

De toon, die is wel anders. A brief history of time liet zich nog lezen als een optimistische lofzang op de natuurwetenschappen en, vooral, op de natuurkunde. Bij The Grand Design past eerder marsmuziek: deze zegetocht van de fysica is triomfantelijk. De boodschap wordt er vanaf de eerste bladzijde in gehamerd: God is overbodig, leve de natuurkunde!

De terloopse formuleringen en de guitige jongensboekzinnen (Een quantumdeeltje dat alle mogelijke paden bereist, gaat bijvoorbeeld ook langs ‘dat ene restaurant waar ze die heerlijk gekruide garnalen serveren’) lijken dat misschien te relativeren, maar doen daar in feite niks aan af.

Vernieuwing zit alleen in de natuurkundige modellen die de kosmos volledig moeten verklaren. Recente waarnemingen brachten bijvoorbeeld het idee in een stroomversnelling dat onze waarneembare kosmos niet de enig mogelijke kosmos is. Er zou een veelvoud aan mogelijke universa bestaan. En dat sluit weer aan op die ‘M-theorie’ uit 1995, die een overkoepelende beschrijving van alle mogelijke varianten van de snaartheorie biedt. En die en passant leidt tot een heel landschap met 10500 mogelijke universa. Wat weer steun geeft aan het antropische principe: de idee dat ons waarneembare heelal is zoals het is omdat het, als het anders was, niet waargenomen had kunnen worden door mensen zoals wij. Die zouden onder andere omstandigheden en in andere universa namelijk niet kunnen bestaan.

Voor een overkoepelende en allesverklarende theorie is het alleen een beetje mager. Natuurlijk, misschien blijkt ooit inderdaad dat ons heelal is zoals het is, omdat het zo is. En misschien vinden we het tegen die tijd heel gewoon om te denken dat onze kosmos en al die andere onzichtbare én onkenbare universa voortkomen uit een of andere toevallige quantumfluctuatie – plus een heleboel natuurkunde die de meeste mensen boven de pet gaat. Maar voorlopig is de M-theorie nog een rommelige lappendeken waarvan de wiskundige fundamenten grotendeels ontbreken en waarvoor al helemaal geen experimentele aanwijzingen zijn.

Zeker lijkt kortom alleen dat dit boek níet hoefde te zijn wat het nu is, en dat het ook heel anders had kunnen zijn. Jammer dat niet zo is, en dat Hawking die zo fenomenaal véél weet van natuurkunde en kosmologie en die zo glashelder kan uitleggen, zich heeft laten verleiden tot flauwe guitigheid, tot natuurkundige retoriek en nodeloos tromgeroffel