Illustratie Marike Knaapen

Interview

Sabine Hossenfelder vindt het oké om te geloven dat er kopieën van ons rondlopen

Natuurkunde Natuurkundigen delen hun kennis veel te abstract, vindt Sabine Hossenfelder.

Natuurkundige Sabine Hossenfelder is het wel gewend om moeilijke vragen te krijgen, maar op deze was ze niet voorbereid. Een jongeman vroeg haar of het klopte dat volgens natuurkundige wetten zijn overleden oma ergens nog steeds in leven was. Alleen niet hier en niet nu.

Het idee is niet helemaal fout, en dat de vraag haar bijbleef, blijkt wel uit het feit dat ze haar nieuwe boek, Existential Physics, ermee opende. „In dit soort vragen zijn mensen geïnteresseerd, de existentiële vragen. Of het verleden ergens nog bestaat, of het universum een bewustzijn heeft en of deeltjes kunnen nadenken. Natuurkundige wetten vertellen wel degelijk iets over zulke vragen.” Alleen, zo schrijft ze in haar boek, natuurkundigen delen hun kennis veel te abstract en op een manier waarop niemand begrijpt waarom de kennis er überhaupt toe doet. Daarom koppelt ze de huidige natuurkundekennis aan existentiële vragen in haar nieuwe boek.

Hossenfelder is de verpersoonlijking van complexe natuurkunde. Naast haar onderzoek naar quantumzwaartekracht schrijft ze populair-wetenschappelijke artikelen voor The New York Times en New Scientist. Ze heeft een YouTube-kanaal Science without the Gobbledygook, waar ze meer dan zeshonderdduizend volgers heeft. Het is een soort achtuurjournaal met kleurrijke animaties over wetenschap. Ze schreef twee boeken. Om te kijken of haar uitleg van ingewikkelde materie begrijpelijk is, vraagt ze haar moeder om haar teksten na te lezen.

We spreken elkaar over haar boek Existential Physics via videochat. Zij met een professioneel ogende opstelling met staande microfoon. Ze begint te lachen. „Ik vroeg laatst aan zo’n nieuwe online chatbot die vragen beantwoordt op basis van artificiële intelligentie in wat voor natuurkundevragen mensen geïnteresseerd zijn. Wat denk je? De chatbot kwam met een lijst van vijf vragen. Die vijf vragen behandel ik in mijn boek.”

De meeste fysici snappen niet waar hun collega’s aan werken

Waarom krijgen we volgens u weinig over de natuurkunde achter die vragen mee?

„Bij het vak natuurkunde op de middelbare school leren we dingen die we nodig hebben in het leven, zoals hoe een batterij veilig werkt. Maar zo laat je niet het hele plaatje zien. En de media benadrukken juist weer vreemde natuurkundige ideeën die wetenschappelijk niet sterk onderbouwd zijn zoals de theorieën over meerdere universa. Die zijn leuk om te lezen, maar ze geven geen antwoorden op de vragen die mensen hebben.

„Bovendien zouden natuurkundigen zelf proactiever moeten zijn om hun onderzoek te communiceren naar de buitenwereld en niet alleen in cryptische taal in obscure vakbladen. Ik zeg niet dat alle natuurkundigen zoals ik moeten worden, dat zou verschrikkelijk zijn. Maar sommige natuurkundigen zouden niet zo verlegen moeten zijn.”

U schrijft in uw boek ook dat het consequenties heeft wanneer natuurkundigen niet zelf communiceren over hun onderzoek.

„Ja, natuurkundigen hebben het zelf niet over spirituele ideeën rondom hun onderzoek, dus anderen pakken die kans. Bijvoorbeeld het idee dat je iemands verleden kunt beïnvloeden met golven van energie – één van de raarste dingen die ik ooit gehoord heb. Het punt is, mensen vangen onze cryptische uitspraken over quantummechanica op en gaan hier vervolgens zelf mee aan de slag. Dat is een groot probleem.”

Communiceren natuurkundigen met verschillende specialisaties wel goed met elkaar?

„Nee. In ieder wetenschappelijk vakgebied zie je dat onderzoekers zich zo ver specialiseren, dat ze alleen nog maar met mensen kunnen communiceren in hun eigen vakgebied. Dat heb ik zelf ervaren. Ik werkte in verschillende vakgebieden: kosmologie, deeltjesfysica, quantumzwaartekracht. De meeste fysici snappen niet waar hun collega’s aan werken.

„Dat komt door manier waarop onderzoekers een baan en financiering krijgen. Heel veel weten over een specifiek onderwerp is een voordeel tijdens selectieprocedures. Mensen zoals ik die een beetje over veel onderwerpen weten passen niet in een laatje.”

Natuurkundigen weten niet precies wat er speelt in elkaars vakgebieden en vertellen het vervolgens verkeerd aan de media

Komt u eigenlijk nog wel toe aan uw onderzoek naast uw publieke werk?

„Sinds 2016 hoef ik in mijn positie als onderzoeker geen les te geven, waardoor ik tijd overhoud. Maar vaak gaat populair-wetenschappelijk werk alsnog door in de avonden en weekenden. Gelukkig heb ik op YouTube nu dusdanig veel abonnees dat ik er inkomsten uit haal en mensen kan inhuren om de video’s te monteren en feiten te controleren.”

De Nobelprijs voor Natuurkunde in 2022 ging naar Fransman Alain Aspect, de Amerikaan John Clauser en de Oostenrijker Anton Zeilinger. Zij lieten in de jaren zeventig en tachtig zien dat verstrengeling, een eigenschap uit de quantummechanica, echt bestaat. Het houdt in dat eigenschappen van een bepaald deeltje gecorreleerd zijn met die van een ander deeltje, ook al zit er een grote afstand tussen.

Lees over onderzoek naar verstrengeling: Einstein had ongelijk. De werkelijkheid is nu bewezen spookachtig

Quantumverstrengeling is een complex onderwerp. U zei op Twitter dat u geen media was tegengekomen die correct uitlegden naar welk onderwerp de Nobelprijs ging.

„Ja, maar ik geef de media niet de schuld.”

Wie dan wel?

Hossenfelder steekt een betoog af over een vertaling van een Duitse brief van Einstein over quantumverstrengeling en hoe die door verschillende natuurkundigen anders geïnterpreteerd werd. „Natuurkundigen zijn zelf ook nog in de war hierover. En, wat ik net al aangaf, natuurkundigen weten niet precies wat er speelt in elkaars vakgebieden en vertellen het vervolgens verkeerd aan de media. Uiteindelijk schreven de media dat Einstein gezegd zou hebben dat verstrengeling spookachtige actie op afstand is. Dat is een misvatting. Er is überhaupt geen actie in verstrengeling. Dat wist Einstein ook wel.”

Ik zou willen dat natuurkundigen en media terughoudender zijn met dingen roepen als we er geen bewijs voor hebben

Is het rapporteren over quantumverstrengeling niet ook een voorbeeld van wat er fout kan gaan wanneer intuïtieve taal wordt gebruikt om complexe wiskunde te omschrijven?

„Er zijn geen woorden die correct beschrijven wat er gebeurt in quantummechanica. We gebruiken metaforen en analogieën. We zeggen dingen zoals dat deeltjes op twee plekken tegelijk kunnen zijn. Met die woorden doen we een poging om een complex wiskundig fenomeen te omschrijven, maar het is niet hoe het écht zit. Af en toe is er iemand vanuit de natuurkundegemeenschap nodig die dat benadrukt.”

Hoe legt u zelf quantumverstrengeling uit aan uw moeder?

„Quantumverstrengeling is een niet-lokale correlatie, maar wordt wel lokaal gecreëerd. Als ik bijvoorbeeld een koekje doormidden breek, passen de twee stukken in elkaar. Hun vormen zijn dan gecorreleerd. Als ik ze nu uit elkaar haal, is dat een niet-lokale correlatie. Tot nu toe heeft dit niets met quantummechanica te maken. Quantumverstrengeling wordt op vrijwel dezelfde manier gecreëerd, maar dan voor kleine deeltjes, meestal elektronen of fotonen. Het eigenaardige in dit geval is dat de niet-lokale correlaties sterker kunnen zijn dan ze ooit zouden kunnen zijn voor niet-quantumsystemen – dit wordt verstrengeling genoemd. De aanwezigheid van verstrengeling laat zien dat elementaire deeltjes echt quantumeigenschappen nodig hebben. Dit is wat de experimenten hebben aangetoond die de Nobelprijs voor Natuurkunde in 2022 hebben gekregen.”

U schrijft in uw boek dat wiskunde een handige tool is voor natuurkundigen, maar dat het vaak ook gebruikt wordt om met theorieën te komen die niet wetenschappelijk zijn. Hoe zit dat?

„Mensen zijn soms in de war over wat wetenschap wel en niet kan. Waarom bestaat het idee dat er meerdere universa zijn? Dat idee is er omdat het uit wiskunde komt rollen. Sommige wiskunde omschrijft wat we zien, en sommige niet. Wiskunde werkt goed om te begrijpen hoe wat we zien werkt, maar andersom kan het ons niét vertellen dat er iets is wat we nooit zullen zien, zoals een multiversum. Maar dat filosofische besef missen veel natuurkundigen. Ik zou willen dat natuurkundigen en media terughoudender zijn met dingen roepen als we er geen bewijs voor hebben.”

Als u ooit nog een boek gaat schrijven, waar gaat dat dan over?

„Er zijn heel veel boeken over sciencefictiontechnologie, zoals tijdreizen. Die lees ik zelf ook graag, maar ik zou juist realistische natuurkundige ontwikkelingen die in de nabije toekomst ingezet kunnen worden willen bundelen in een boek. Er zijn veel nieuwe wetenschapsgebieden die toepassingen kunnen leveren waar mensen nu nog niet bij stilstaan, zoals quantummeteorologie.”

Ik denk dat natuurkundige wetten omschrijven hoe bewustzijn werkt en dat we die wetten in een computersimulatie kunnen stoppen

In ‘Existential Physics’ stelt u Grote Vragen. Kunt er eens drie beknopt beantwoorden? Als eerste: bestaat het verleden nu nog steeds?

„Volgens natuurkundige wetten bestaat het verleden, het heden en de toekomst op dezelfde manier in het universum. Het is een groot mysterie waarom wij zelf een nu ervaren. Einstein dacht daar ook al over na. Er is geen manier om de ervaring van een nu te verklaren op een manier die niet afhankelijk is van de waarnemer. Dus iedereen ervaart een nu, maar wat nu is hangt af van aan wie je het vraagt. Of niets bestaat nu, of mijn nu kan jouw verleden zijn.”

Lopen er ergens kopieën van ons rond?

„Sommige wetenschappers denken dat er kopieën van ons zijn, omdat het universum mogelijk oneindig groot is. Alle samenklontering van materie, dus ook ons zonnestelsel, ontstond uit fluctuaties in de dichtheid van materie net na de oerknal. En als het universum oneindig groot is, dan krijg je op den duur herhaling in die fluctuaties, dus dan is er ook herhaling van ons zonnestelsel. Het idee dat er kopieën van ons rondlopen, is daarom verenigbaar met de huidige natuurkunde en er is geen bewijs tegen, dus het is oké om ’t te geloven. Maar we kunnen het niet testen en kopieën van ons zijn niet nodig om te begrijpen wat we hier ervaren. Het is dus geen wetenschappelijke theorie.”

Zijn mensen te voorspellen, bijvoorbeeld hun beslissingen?

„Het korte antwoord is dat we dat niet weten. Aan de ene kant heb je quantummechanica. Die is willekeurig. En omdat we nog niet weten welke rol quantummechanica speelt in het menselijk brein, zou je kunnen stellen dat mensen niet te voorspellen zijn. Aan de andere kant, volgens de computerwetenschap, hebben we geen reden om aan te nemen dat we mensen niét zouden kunnen simuleren. Ik denk dat natuurkundige wetten omschrijven hoe bewustzijn werkt en dat we die wetten in een computersimulatie kunnen stoppen. Maar dat is slechts in theorie. Ik denk dat in de praktijk mensen misschien wel te groot en complex zijn. De computer zal misschien niet sneller zijn dan de mens zelf. De computer zal dan niet voorspellen wat een mens beslist vóór een mens de beslissing genomen heeft.”