Recensie

Recensie Boeken

Een lab in het diepst van je gedachten

Boek Natuurkundigen kunnen in hun gedachten heel goedkoop experimenteren.

Natuurkunde is een wisselwerking tussen denken en doen. Je bedenkt een theorie, test die met experimenten en gaat met de resultaten terug naar de tekentafel. Soms zijn fysici ongeduldig. Wachten op experimenten kan lang duren en soms zijn ze ingewikkeld of duur. Daarvoor is een oplossing: gedachte-experimenten. Die zijn kosteloos en beschikken over de beste meetinstrumenten die je je kan bedenken. In het boek De race tegen de schildpad, bespreekt mathematisch fysicus Marcel Vonk een aantal slimme gedachte-experimenten die de natuurkunde verder hebben geholpen. Hij toont hoe je natuurverschijnselen kunt verklaren door in gedachten aannames te combineren met bestaande kennis.

Het boek begint met een gedachte-experimenten uit de vijfde eeuw voor Christus, over de mythologische held Achilles die een hardloopwedstrijd aangaat met een schildpad. De schildpad krijgt een voorsprong. Kan hij het dier inhalen? We weten dat dit moet lukken, maar als je analytisch beredeneert waarom, dan blijkt het antwoord niet vanzelfsprekend.

Na deze klassieker duikt Vonk al snel de natuurkunde van de afgelopen eeuw in. Juist de moderne quantummechanica en relativiteitstheorie blijken baat te hebben bij gedachte-experimenten. Neem bijvoorbeeld Schrödingers denkbeeldige kat, die als gevolg van quantummechanische wetten tegelijkertijd levend en dood lijkt, tot je de doos opent waar de kat in zit en kijkt.

Ook onderzoek naar zwarte gaten profiteert van gedachte-experimenten. Hiermee experimenteren in een lab is nog onmogelijk. Maar in gedachten kan je ze van alle kanten bekijken en geen enkele ethische commissie maakt bezwaar als je er fictieve personen in gooit om te onderzoeken wat er gebeurt.

De complexe natuurkunde achter de gedachte-experimenten en hun uitwerkingen legt Vonk helder en uitgebreid uit. Het boek leest niet makkelijk weg, maar het is het waard om de tijd te nemen en er soms pen en papier bij te pakken om je gedachten mee te laten experimenten.