BESTEL KWANTUMFYSICA, INFORMATIE EN BEWUSTZIJN
Dit is geen gemakkelijk boek, ongemakkelijk eigenlijk. Omdat de kwantumfysica overduidelijk laat zien dat de werkelijkheid principieel anders in elkaar steekt dan u altijd is verteld en dat uw bewustzijn een veel belangrijker rol speelt dan u wellicht dacht. Lezen van dit boek kan de doorgaans vanzelfsprekende opvattingen dat de wereld onafhankelijk van u bestaat, dat uw bewustzijn een product is van uw brein, dat objectiviteit mogelijk is, dat uw bewustzijn louter een individuele aangelegenheid is, aan het wankelen brengen. Maar uiteindelijk krijgt u er een veel rijker beeld van de werkelijkheid voor terug.
U hoeft geen wiskundige of fysicus te zijn om de inhoud te begrijpen maar u zult wel actief uw grijze cellen moeten aanspreken. U kunt er ook voor kiezen omlastige gedeeltes over te slaan maar wel de grote lijn vast te houden. Dit boek geeft antwoorden op de paradoxen die de kwantumfysica al meer dan een eeuw plagen. Uw gedachten zijn letterlijk veel creatiever dan u wellicht denkt.
VOORWOORD
Dit is geen gemakkelijk boek. Het is zelfs een ongemakkelijk boek. Ongemakkelijk niet alleen omdat kwantumfysica gewoon lastige stof is, maar ook, en volgens mij vooral, omdat de lezer wordt gevraagd om van de vaste overtuiging dat de wereld er gewoon altijd is, objectief en onafhankelijk van hem of haar, af te stappen. Dat is omdat de resultaten van de kwantumfysica de hypothese dat het bewustzijn het product van de hersenen is, uiterst luid en duidelijk tegenspreken. Dat is nogal wat en dat kan het gevoel geven dat u de vaste grond onder uw voeten kwijt aan het raken bent. Iets in u dat ‘nee, nee, dat kan niet waar zijn’ roept.
Precies dat gevoel is de eigenlijke oorzaak dat de uitkomst van het kwantumfysische experiment in Delft in 2015 met verstrengelde elektronen de verslaggevende media in grote koppen liet zeggen dat ‘kwantumfysica definitief raar is’. Daarom is het goed mogelijk dat u het boek halverwege een tijd weglegt om even bij te komen en er gewoon even over na te denken, of liever zelfs er juist er even niet over na te denken. Laat dat gewoon gebeuren. Laat het boek even rusten op een plek waar het u uitnodigt om te zijner tijd weer opgepakt te worden. Papier is geduldig. Voor wie dat doet hoop en verwacht ik dat die zal merken dat het bij herlezing al veel beter verteerbaar is geworden. U heeft dan uw kijk op hoe de wereld werkt al aangepast zodat de blik wat opener wordt. Herlezen is een goede strategie voor dit boek omdat u zult merken dat u bepaalde zaken aanvankelijk anders interpreteerde waardoor u verderop vastliep in uw begrip. Wellicht komt u dan tot dezelfde conclusie als ik, de wereld is er dankzij ons en niet andersom.
In het boek begin ik met het eerste gloren van de westerse wetenschap in Griekenland en de plaats van de mens en de aarde in de kosmos. Het beeld dat wij in het westen van de wereld om ons heen hebben heeft zijn grondslagen nu eenmaal in die vroege tijd.
Het Ptolemeïsche model van de volmaakt cirkelvormige planeten- en zonnebanen rond de stilstaande aarde dat het ondanks zijn foute en complexe model toch maar even 14 eeuwen uithield. Het fameuze viertal Copernicus, Kepler, Galilei en Newton dat de zon in het midden plaatste.
De geboorte en de groei van de klassieke fysica die alles in het universum beschouwde als kleine of grote harde bolletjes en het voortdurend groeiende vertrouwen van de wetenschappers in het vermogen van die klassieke fysica om alle verschijnselen te verklaren. Dan volgt de bominslag van het kwantum van Planck aan het eind van de 19e eeuw en de daaropvolgende heftige discussies over de interpretatie van de kwantumfysica die nog steeds niet uitgewoed zijn.
We bekijken de rol van de kwantumverschijnselen in de levende natuur welke pas in de 21e eeuw erkend werd en tenslotte introduceer ik dan – op grond van het in het boek beschreven experimenten in de kwantumfysica die aantonen dat de waarnemer het waargenomene manifesteert en onder het voorbehoud dat we een effect van de niet-fysieke geest op objectief buiten ons bestaande materie liever niet willen introduceren – de hypothese van het kosmisch bewustzijn waarmee alle vragen die de kwantumfysica oproept beantwoord zouden kunnen worden .. en nog veel meer.
Dit boek is tegelijkertijd het verslag en de conclusie geworden van mijn persoonlijke ontdekkingsreis in de wereld van de kwantumfysica en de verbazingwekkende rol van het bewustzijn maar ook dat van de ontdekkingsreis van de mensheid in de zoektocht naar wat de wereld is en wat wij daarin voor rol spelen. De lezer met een open geest zal ontdekken dat het universum niet dat objectieve, materiële en onverschillige decor is waarin de mens toevallig verzeild is geraakt maar een dat het een omgeving is die wij zelf mede creëren en die ons ook van harte uitnodigt tot de grootst mogelijke creativiteit.
Ir. Paul J. van Leeuwen MSc. Den Haag, juli 2018
BIJ DE 2E DRUK
Bij het definitief uitbrengen van de eerste druk van het boek had ik geen tijd meer voor het opzetten van een informatieve website waar lezers aanvullende informatie zouden kunnen vinden. Die is er nu en die kunt u nu vinden onder de URL https://quantumphysics-consciousness.eu. Ik houd de inhoud ervan regelmatig bij. Ook wanneer ik interessante publicaties voor wat betreft dit onderwerp tegenkom zal ik daar op de website aandacht aan besteden. Op zijn minst in de vorm van een berichtje en een link naar het artikel. Op de website vindt u ook een grote hoeveelheid interessante extra informatie, per hoofdstuk in het boek gerangschikt, te bereiken via aanklikbare links.
Verder bleek er hier en daar nog wel wat te verbeteren, zowel qua tekst als inhoud. Dat laatste gold vooral de uitgestelde kwantumwisser waar ik een interpretatieprobleem over het hoofd had gezien. Gelukkig bleek er aan dezelfde universiteit in 2007 een aanzienlijk beter doortimmerd experiment uitgevoerd te zijn met dezelfde vraag en uitkomst. Dat is dus ook aan de stof toegevoegd.
Tenslotte vond ik het een goed idee om elk hoofdstuk af te sluiten met een puntsgewijze opsomming van de inhoud. Volgens mij maakt dat het de lezer aanzienlijker makkelijker om de draad vast te houden. De stof is lastig genoeg. Ik heb het vaak vergeleken met een bergbeklimming. Aanvankelijk is het nog makkelijk vooruitkomen maar naarmate men hoger komt wordt het gaan lastiger. In de hoofdstukken 7 en 8 wordt het echt geestelijk klimmen naar de top. De winst zit hem in het toenemend fantastische uitzicht. En vanaf hoofdstuk 8 daalt u weer geleidelijk af maar nu wel met een hopelijk toegenomen inzicht in hoe de wereld ervaren zou moeten worden. Geniet ervan.
Ir. Paul J. van Leeuwen MSc. Den Haag, februari 2019
LEESWIJZER
Ik kom op het internet titels tegen als ‘Kwantummechanica voor beginners’, ’Kwantumfysica voor beginners’ en ‘Quantum Physics for Dummies’. Naar mijn mening is kwantumfysica beslist niet voor dummies. Als u de boodschap van de kwantumwereld echt wilt begrijpen dan dient er wel degelijk diep nagedacht te worden. Als u tevreden bent met ‘Het deeltje is ook tegelijk een golf’ en u na zo’n boodschap geen lichte aandrang voelt om die paradox eens te ontrafelen dan zult u vermoed ik de echte boodschap van de kwantumfysica niet gauw meester worden. Als u zich de inhoud van dit boek echt eigen wil maken raad ik aan, lees en herlees, en herlees nogmaals. Sla de eerste keer rustig de stukken over die zich nog niet echt willen laten vatten, ga in dat geval door naar de conclusie en pak het dan vandaar weer op. Neem de tijd.
Nieuw geïntroduceerde begrippen worden uitvoerig bij hun introductie uitgelegd, maar als u verder in het boek bent en u komt dat begrip weer tegen is het wat vervelend om weer terug te moeten bladeren om uw geheugen op te frissen. Daarom vindt u achterin, achter de appendici, een alfabetische lijst van begrippen met hun uitleg.
Hoofdstuk 2 en 3 behandelen het begin en de ontwikkeling van de klassieke Newton fysica tot aan het moment dat de kwantumfysica zijn schokkende intrede deed.
Hoofdstuk 4 en 5 vertellen over de problemen waar de kwantumverschijnselen de fysici voor stelden en hoe dat aangepakt werd.
Hoofdstuk 6 somt acht van de meest gangbare kwantumhypotheses op en de experimenten die daarvoor bedacht en uitgevoerd werden en weegt zorgvuldig de betekenis van de uitkomsten voor de houdbaarheid van die hypotheses.
Hoofdstuk 7 gaat diep in op de zogeheten uitgestelde keus experimenten en de harde conclusies over ons idee van de objectieve werkelijkheid die daaruit getrokken moeten worden.
Hoofdstuk 8 t/m 10 behandelen de mogelijke connecties tussen informatie, entropie en bewustzijn, de ongrijpbaarheid van het foton en het karakter van de tijd.
Hoofdstuk 11 is gewijd aan die hoogst interessante nieuwe tak van biologie, de kwantumbiologie.
Hoofdstuk 12 speculeert over mogelijke modellen die bewustzijn en haar relatie met de werkelijkheid proberen te verklaren.
Hoofdstuk 13 behandelt een aantal voorstellen voor experimenten om de in hoofdstuk 12 voorgestelde modellen te falsifiëren.
In de appendices vindt u:
-
-
- Enige losstaande verhandelingen over bepaalde aspecten in de kwantumfysica die ik belangrijk vind maar waarvoor ik de continuïteit in het boek niet wilde doorbreken,
- Mijn antwoorden op vragen die ik van cursisten kreeg,
- Een lijst van aanbevolen literatuur en
- Links naar een select aantal relevante internetpagina’s.
Na de appendices vindt u de noten waar in de tekst naar verwezen wordt met een [..] aanduiding.
In het laatste hoofdstuk vindt u de verklarende woordenlijst. Behalve de verklaring zelf wordt ook het paginanummer vermeld waar het begrip voor het eerst echt is geïntroduceerd. Dit voorkomt heen en weer bladeren met een paar boekenleggers als hulpje wanneer u op zoek bent naar de korte of de uitgebreidere verklaring. Het is dus niet de gebruikelijke index waar alle pagina’s voor elk item worden vermeld.
De ‘harde’ rode draad door vrijwel het hele boek is het doorgronden van de betekenis van het zogenaamde dubbelspleetexperiment.
HOE DIT BOEK ONTSTOND
“Voor het kennen van de Weg moeten we gewoon op Weg.
Je dingen doen, Liefst met plezier,
(dat hoeft niet dáar, je kan ’t ook Hier).
Heel simpel op de Poeh-manier.
Maar ga niet Zoeken naar de Weg,
Want je zal zien, dan is hij weg!”Tao van Poeh – 1982: Benjamin Hoff
Om te beginnen wil ik u eerst iets vertellen over mijzelf, waarom ik dit boek schreef en waarom ik het belangrijk vind dat het gelezen wordt. Maar mocht u meteen willen beginnen met de materie, sla dit gerust over, het is niet nodig om de rest te begrijpen, en begin dan gewoon bij de inleiding.
Ik ben opgevoed in het katholieke geloof in het begin van de tweede helft van de twintigste eeuw. Je ziel was het belangrijkste onderdeel van je wezen. Die moest je schoon zien te houden. Dat viel niet mee. Vrijwel onbegonnen werk. Maar op de middelbare school – een katholieke notabene – verloor ik mijn geloof in de ziel. En gelukkig consequent ook het geloof in de duivel en dat mijn zonden mij in het eeuwige vuur van de hel konden laten belanden. Dat was toen de demon van Laplace ten tonele werd gevoerd. Ik zou niet meer weten in welke les maar we hadden al genoeg natuurkunde met Newtoniaanse mechanica gehad om de betekenis van die demon te vatten. Newtoniaanse mechanica vertelde ons dat als je de beginvoorwaarden van een gesloten systeem maar exact kende dat dan het gedrag ervan in de toekomst en in het verleden helemaal vastlag. Energie, massa en informatie werden in de mechanica van die tijd nog als verschillend van aard gezien.
Laplace is bekend om zijn hypothetische intelligentie – later demon genoemd – die van alle objecten in het hele universum exact de beginposities, massa’s en snelheden kent en op grond daarvan de loop van de gebeurtenissen in het universum kan berekenen alsmede zijn volledige historie. Daarmee ligt dus alles – ook het verleden – vast en wordt het universum een gigantisch uurwerk waaruit het echte toeval is verdwenen. Toeval bestaat er alleen nog voor de onvolmaakte mens die niet over voldoende informatie en rekenkracht beschikt om alles exact uit te rekenen. Overigens rijst bij mij natuurlijk de vraag of de demon dan ook zichzelf absoluut kan kennen, al is hij is dan slechts een hypothetisch wezen.
Daarmee werd ook de vrije wil een illusie. Mensen, dieren en planten werden niets meer dan zeer complexe automaten. Een opvatting die heden ten dage nog steeds wordt verkondigd door overigens verder prima functionerende mensen die er geen moeite mee hebben om goed gedrag te belonen en criminelen te straffen, bij voorkeur door die laatste categorie op te sluiten in de hoop dat ze daardoor toch zullen veranderen van levenswijze en ideeën. Toch zullen ze er niet aan denken om hun auto, hun fiets of hun computer te belonen voor zijn goede functioneren of te straffen voor zijn falen.
Ik vond de conclusie van Laplace dat ik, mijn medemensen en niet te vergeten de dieren allemaal slechts automaten zouden zijn onverteerbaar. Op dat moment veranderden de mensen om me heen, mijn medescholieren, mijn leraren, iedereen, in zombies en leek de wereld er een te worden van kartonnen poppen. Gelukkig ging dat depressieve visioen dezelfde dag weer over maar die ervaring staat in mijn geheugen gegrift.
Na de middelbare school ging ik in 1967 naar de TU Delft (toentertijd TH Delft) om technische natuurkunde te gaan studeren want ik vond het een boeiend vak en daarbij had ik uitstekende cijfers voor de exacte vakken. Verder dacht ik nog niet na over een carrière. Werken, mijn eigen brood verdienen, trouwen en misschien zelfs wel kinderen dat was nog lang niet aan de orde want de studie zou toch nominaal vijf jaar en in de praktijk zelfs zeven jaar in beslag nemen. Ik vermoed eigenlijk dat een voortgezette studie voor veel studenten ook dat min of meer verborgen motief heeft van uitstel van intrede in de ‘echte’ maatschappij.
De studie ging aanvankelijk uiterst vlot maar uiteindelijk deed ik er toch ook zeven jaar over om mijn ingenieursdiploma te krijgen. Technische fysica verloor helaas enigszins zijn glans in de loop van de studie en ik moet ook toegeven dat ik gewoon een paar jaar verlummelde. In het curriculum zat als ik het mij goed herinner toen nog geen relativiteitstheorie of kwantumfysica. Wellicht omdat dat in die tijd toch nog steeds als exotische takken van de fysica werden beschouwd waarvan de praktische technische toepassing toen nog onduidelijk was. Dan had ik beter naar Leiden kunnen gaan, achteraf gezien.
Na het behalen van het diploma merkte ik dat een carrière in de technische natuurkunde mij niet bijzonder aantrok. Natuurlijk had ik eigenlijk geen beeld van hoe dat eruit zou moeten zien maar ik vroeg me werkelijk af wat ik nu met dat diploma ging doen. Op een of andere manier leek het onderwijs me geen slecht idee. In plaats van achter een bureau of in een laboratorium wilde ik liever werken met mensen in een directe relatie. Ze iets meegeven. Een aardige uitdaging. Aldus geschiedde, ik solliciteerde en kreeg een aanstelling aan een nog in de opstartfase verkerende school in de buurt van Arnhem. Daar gaf ik les in wiskunde en natuurkunde. Met veel plezier, aanvankelijk wel tenminste. Na elf jaar had ik het wel gezien en stapte ik over naar de automatisering die toen net uit de kinderschoenen aan het groeien was en dringend behoefte had aan programmeurs en ICT-analisten. In die fascinerende wereld van besturingssystemen, computertalen en kennissystemen ben ik met veel plezier blijven werken tot aan mijn pensioen, en zelfs nog even erna. Ook vond ik de tijd om nog een masters kennistechnologie te doen.
Intussen merkte ik dat mijn interesse, naast computers, vaak uitging naar het metafysische. Ik zocht nog steeds naar de zin van het bestaan, mijn bestaan dus, maar vond die niet in het alledaagse bezig zijn. Het alledaagse bevredigde iets niet bij mij. Soms zag ik zelfs al stiekem uit naar het fata morgana van mijn pensioen, het vooruitzicht van grote hoeveelheden vrije tijd die ruimte zouden bieden voor persoonlijke ontwikkelingen. Maar dat gevoel van iets missen en het verlangen naar de vrijheid was niet uniek, ik merkte het ook wel bij mijn collega’s. Wellicht vanwege dat gevoel luisterde ik geboeid naar de uitzendingen van ‘Het Zwarte Gat’ van Veronica. Vrijdagsavonds laat tegen middernacht en enthousiast gepresenteerd door de paragnost André Groote. Ik hoor nog die geheimzinnige donkere stem in de aankondiging:
‘Een programma over het onzichtbare, het ongrijpbare en het onpeilbare, dat ons in het dagelijks leven met een geheimzinnig waas omhuld, want er is meer dan ons verstand kan bevatten, oneindig veel meer dan in een enkel mensenleven begrepen kan worden, Het zwarte gat neemt u mee op zoek naar het paranormale’.
Later verplaatste het programma zich naar de zondagochtend, waar nu alweer sinds jaren een programma over de natuur en milieu zit, Vroege Vogels, ook leuk en nuttig maar wat mij betreft toch minder boeiend. Ik nam het uitgezondene beslist niet allemaal serieus maar boeiend was het zeker. Geestverschijningen, uittredingen, paragnosten, mediums, klopgeesten, reïncarnatie, regressie onder hypnose naar vorige levens, het kwam allemaal langs.
In die tijd begon ik er ook boeken over te lezen. Boeken van Hans ten Dam, ‘Een ring van licht’. Ik heb ze nog steeds. Ik las over het Mars-effect van het echtpaar Gauquelin en de rel die dat veroorzaakte. Zij toonden aan op statistische gronden dat er een correlatie bestond tussen Mars in de Ascendant bij de geboorte en een sportcarrière. Zij gebruikten daarvoor de geboortegegevens van een grote groep Franse burgers waarvan het geboortetijdstip bekend was. Dit werd natuurlijk fanatiek aangevallen door een Amerikaanse groep sceptici – CSICOP: Committee for the Scientific Investigation of Claims of the Paranormal – die alle middelen uit de kast trok om te bewijzen dat de Gauqelins een fout hadden gemaakt. Het CSICOP- rapport liet twee jaar op zich wachten, zat uiteindelijk vol fouten, was vooringenomen en frauduleus gemanipuleerd. Het is zelfs de aanleiding geweest dat leden van het bestuur van CSICOP opstapten vanwege deze frauduleuze manipulatie van hun eigen meetgegevens. Een klein schandaal. CSICOP werd daarna CSI – Committee for Skeptical Inquiry – want onderzoek lieten ze na deze blamage liever aan anderen over.
Dat was mijn eerste kennismaking met de wijze waarop een club pseudo-skeptici met wetenschappelijke titels alles wat maar te maken had met het paranormale als onzin en volksverlakkerij probeerden neer te zetten. Wat mij betreft lukte ze dat niet, maar mijn twijfels had ik wel. Overigens heb ik zelf nooit ervaringen gehad die je als paranormaal zou kunnen bestempelen op één uitzondering na met – notabene – een kat.
In 1993 – snuffelend in een Leidense boekhandel – stuitte ik op het boek ‘The Self-Aware Universe’ van Amit Goswami, ook een fysicus als ik zelf, dus dat maakte het voor mij op slag aanzienlijk vertrouwwekkender en daarmee ook interessanter. En daar werd mij voor het eerst uitgelegd wat de uiterst merkwaardige implicaties waren van de kwantumfysica aan de hand van het zogenaamde tweespleten experiment met afzonderlijk afgeschoten atomaire deeltjes of fotonen. Allemaal door Dr. Goswami goed leesbaar, logisch, consequent en helder uiteengezet. Ondanks dat kostte het mij toch enige moeite om te begrijpen dat er een zogenaamd meetprobleem bestaat want de crux daarvan ontweek me aanvankelijk. Het ligt namelijk zo ontzettend voor de hand dat wanneer je iets meet dat je het dan ook waarneemt, dat je dat als volkomen vanzelfsprekend ervaart.
Het meetprobleem in de kwantumfysica is het vreemde feit dat de waarneming de manifestatie van het gemeten object lijkt te veroorzaken. Dat is zo vreemd dat je hersens dat aanvankelijk gewoonweg weigeren. Het kwantumobject dat gemeten gaat worden blijkt voorafgaand aan de meting een ongrijpbare kwantumgolf die alle mogelijkheden nog in zich heeft totdat de meting plaatsvindt. Pas op dat moment manifesteert het kwantumobject zich als fysiek deeltje. Dat was een objectief vastgesteld fysisch verschijnsel waarvan het schijnbare absurde het begrijpen mij eerst hopeloos in de weg zat. Mijn reactie na het eerste echte begrijpen was er dan ook een van ongeloof. Het was ook iets dat ik af en toe weer moest herlezen en ‘herdenken’ om mij de onweerlegbare logica ervan echt eigen te maken.
Overigens was dit ook de grote vraag die aanleiding gaf tot heftige discussies in de begindagen van de kwantumfysica. Het leek erop dat het bewustzijn van de waarnemer een – magische – invloed had op het gemeten deeltje en het daarmee ‘dwong’ om zich te laten zien. Goswami betoogde dat dat betekende dat het bewustzijn primair was en dat de materiële werkelijkheid dus door het bewustzijn gecreëerd werd. Voor mij was dat een eerste bevestiging van de onmogelijkheid dat mijn bewustzijn louter een product zou zijn van mijn materiële hersenen en van het prettige vooruitzicht van het voortbestaan van mijn bewustzijn na de dood. En aangezien ik een natuurkundige opleiding had gehad was ik uitstekend in staat om zijn betoog te volgen. Geen echte fout in te ontdekken.
Maar de vraag bleef wel knagen hoe het mogelijk was voor mijn immateriële bewustzijn om als het ware naar buiten te reiken en daar een materieel effect tot stand te brengen. Iets wat ik een Harry Potter effect noem. Hetzelfde probleem als bij de immateriële geest van Descartes die via de materiële pijnappelklier op het lichaam aangesloten zou zijn. Geheimzinnige werking op afstand dus. Maar eigenlijk geldt dat bezwaar ook voor de zwaartekracht, de elektrische en de magnetische kracht. Als klein jongetje was ik trouwens al gefascineerd door magneten. Een vaag idee dat daar een verband moest zijn deed me verder zoeken naar een voor mij in zijn geheel begrijpelijke en aanvaardbare verklaring.
Heel veel boeken verder – over de meer gangbare wetenschappelijke onderwerpen maar ook over reïncarnatie en bijna-dood ervaringen – volgde ik een college over buitengewone ervaringen. De docent – professor Koo van der Wal – tipte op een zeker moment even de kwantumfysica aan die ook misschien een rol zou kunnen spelen, iets dat vaker wordt aangehaald in spiritueel georiënteerde kringen, maar meteen aangevuld met de opmerking van Richard Feynman dat iedereen die dacht dat hij kwantumfysica begreep er niets van snapte. Het onderwerp was daarmee meteen weer afgesloten. Daar was ik het zeer beslist niet mee eens aangezien ik vond dat ik de kwantumfysica a la Goswami intussen best wel aardig begreep.
-
- Ik maakte de opmerking tegen een medecursiste dat kwantumfysica best begrepen zou kunnen worden, dat daar echt geen genieën voor nodig waren en dat ik daar best voor een uitgelezen groepje wel wat over zou kunnen vertellen. Daar kwam spontaan een cursus kwantumfysica voor niet-fysici uit voort die ik nu al een paar keer met veel plezier heb gegeven. Uit de positieve reacties van de cursisten werd me duidelijk dat ik iets had aangeboord waar blijkbaar behoefte aan was. Tijdens het maken van de cursus en zelfs nog tijdens het schrijven van dit boek vielen er nog meer stukjes van de kwantumpuzzel op hun plaats aangezien bij het uitleggen ervan het vaak pas duidelijk wordt dat er nog puzzelstukjes ontbreken of nog niet goed passen. En uit die cursus is uiteindelijk dit boek ontstaan.
Dus voor de mensen die denken dat de fysica – de wetenschap van het materiële – niets kan zeggen over de aard van het bewustzijn laat staan daar herhaalbare laboratoriumexperimenten mee en over kan doen heb ik een verrassing. Voor diegenen die hiervoor open staan: de kwantumfysica heeft ons overduidelijk iets te vertellen over ons bewustzijn, over de aard van de werkelijkheid en onze ervaring daarvan.
Ik zal dat wat de kwantumfysica te zeggen heeft beetpakken op wat mij het beste past, de wetenschappelijke methode. We beginnen met de geschiedenis van de natuurfilosofie waaruit later de natuurkunde ontstond. We volgen de ontdekkers van het kwantum en hun zoek- tocht naar een verzoening van de vreemdheid ervan met hun Newtoniaanse fysica. Paradoxen zullen we beschouwen als vragen waar we ons niet bij de schijnbare onoplosbaarheid neer horen te leggen. De prachtige gedachte-experimenten en ingenieuze echte experimenten van de pioniers en hedendaagse onderzoekers zullen we uitgebreid en kritisch analyseren. Tenslotte zullen we dan uit die analyse tot een bevredigende verklaring moeten komen.
INLEIDING
“Als de kwantummechanica u niet dooreengeschud heeft,
heeft u ze nog niet begrepen.”
Niels Bohr, kwantumfysicus 1885-1962‘Feynman was fond of saying that all of quantum mechanics
can be gleaned from carefully thinking
through the implications of the double slit experiment’.
Citaat uit ‘The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory’, van Brian Greene, 1999Aan het eind van de 19e eeuw werd het veelbelovende studenten sterk afgeraden om zich nog te bekwamen in de natuurkunde en aangeraden een andere carrière te zoeken aangezien de natuurkunde nog slechts een kwestie was van de bepaling van de volgende decimalen.
Maar begin 20e eeuw kantelde het beeld van de natuurkunde – de Newton mechanica – dramatisch met publicaties van Planck, Bohr, Einstein, De Broglie, Schrödinger, Heisenberg en vele anderen. De kwantumfysica werd geboren, vormgegeven, toegepast maar slecht begrepen. Het leek erop dat de meting het meetresultaat materialiseerde. Schrödinger formuleerde zijn ‘tegelijk dode en levende kat in gesloten doos’ paradox. Van de bekende fysicus en Nobelprijswinnaar Richard Feynman is de volgende uitspraak bekend: “Iedereen die zegt dat hij kwantumfysica begrijpt, begrijpt er niets van”. Van Paul Dirac is zijn ‘Shut up and calculate’ algemeen bekend. Dat klinkt nogal ontmoedigend – en zo was het misschien ook wel bedoeld.
- Intussen zijn de toepassingen van de kwantumfysica – de transistor, de laser, de led, de computer, het internet, kwantumcryptografie, kwantum-biologie, supergeleiding, MRI-scanners – niet meer weg te denken uit de samenleving. In 2015 stonden de media vol van een experiment van Delftse onderzoekers dat definitief het ongelijk van Einstein zou hebben bewezen. Dat gebeurde op de campus, waar paren elektronen met een tussenliggende afstand van 1,3 kilometer werden verstrengeld en een wisselwerking vertoonden die sneller-dan-licht communicatie zou vereisen.
Vele – ook academisch opgeleide – mensen leven echter nog steeds voornamelijk in een, in feite al meer dan 100 jaar achterhaald, Newtoniaans universum waarin alles in principe objectief bestaat en aan onwrikbare wetten gehoorzaamt. Aangezien ik van mening ben dat een goed begrip van de werkelijkheid waarin wij ons bestaan leven, van enorm belang is voor de manier waarop wij met onszelf en onze omgeving omgaan, wil ik proberen om dat beeld van een objectieve werkelijkheid die zich buiten en onafhankelijk van ons afspeelt eens goed op te schudden. Houdt u vast en let op uw spullen.
De Newtoniaanse manier van kijken naar de wereld is een bijzonder krachtig en waardevol stuk gereedschap om de wereld te begrijpen maar indien het als het enige gereedschap gehanteerd wordt vormt het eerder een struikelblok voor een beter begrip van het universum waarin wij bestaan. Zoals het gezegde luidt: Voor iemand die alleen een hamer hanteert ziet alles eruit als een spijker. In veel populaire boeken en artikelen van aan de weg spijkerende wetenschappers en vooral wetenschapsjournalisten is te constateren dat het Newtoniaanse wereldbeeld nog stevig verankerd zit in ons denken – ook en juist als het over kwantumfysica gaat. Met onbegrijpelijke uitspraken als gevolg, zoals deeltjes die tegelijkertijd golven en ook tegelijkertijd overal zijn. En juist die Newtoniaanse ‘hersenverkalking’ maakt het begrijpen van wat de kwantumfysica ons wil zeggen, verdraaid lastig en (ver)hindert een constructieve discussie. Vooral als het bewustzijn van de waarnemer een rol lijkt te spelen.
Alle belangrijke hedendaagse interpretaties van de kwantumfysica komen in dit boek aan bod, ook die welke mijn zegen niet hebben. Het is aan de lezer zelf om zijn of haar eigen keuze te maken. Om dat te doen is er na dit boek meer dan voldoende op het internet te vinden voor een diepergaande zelfstudie, iets wat ik van harte aanbeveel. Raadpleeg ook de lijst van aanbevolen literatuur achterin dit boek. Er worden van u geen moeilijker type formules gevraagd om te begrijpen dan E = mc2. Formules kunt u zelfs rustig overslaan omdat die niet nodig zijn om wat de kwantumfysica te vertellen heeft te begrijpen. Het nadenken over en het begrijpen van de betekenis van het in dit boek uitgebreid behandelde dubbelspleet experiment is wel essentieel. Dat is vooral een kwestie van voorstellingsvermogen, licht-krakende grijze cellen en enig doorzetten.
Een kwartiertje zoeken op het internet en wat bladeren in populair- wetenschappelijke boeken leveren de volgende – tot op zijn minst een paar millimeter opgetrokken wenkbrauwen leidende quotes op:
Als jij je als een atoomkern zou kunnen gedragen
zou je soms als een spook door een massieve muur heen kunnen gaan.
Uit: ‘Hoe leven ontstaat’ [1] door Jim Al-Khalili en Johnjoe McFad-denMaar de kwantummechanica dan. …
Die deeltjes en die golven,
dat deeltjes ergens wel en niet kunnen zijn,
dat ze soms oneindig ver van elkaar zijn
en toch weten hoe het met de ander is,
dat kan toch allemaal niet waar zijn?
Uit: ‘Echt Quantum’ [2] door Martijn van Calmthout.Op twee plekken tegelijk?
“De kwantummechanica stelt dat een deeltje,
zoals een elektron,
zich in twee verschillende toestanden tegelijk kan bevinden.
Het kan zelfs op twee verschillende plaatsen tegelijk zijn,
zolang het niet wordt waargenomen.
Uit: Einsteins ongelijk: Delfts experiment beëindigt 80 jaar oude discussie [3]. – TU Delft – Oktober 2015Een proef met kwantumdeeltjes die
elkaar over grote afstand beïnvloeden
heeft elke uitvlucht opgeruimd:
kwantummechanica is onontkoombaar raar.
Uit: ‘Einstein had ongelijk. De werkelijkheid is nu bewezen spookachtig’ [4] – NRC, Bruno van Wayenburg – Oktober 2015Reality doesn’t exist until we measure it,
quantum experiment confirms. Mind = blown.
Uit: www.sciencealert.com, Fiona McDonald [5] – Juni 2015One of the oddest predictions of quantum theory
– that a system can’t change while you’re watching it –
has been confirmed in an experiment by Cornell physicists.
Uit: ‘Zeno effect’ verified—atoms won’t move while you watch’ [6] – Phys.org – Bill Steele – Oktober 2015De opzet van dit boek is dat de lezer dergelijke uitspraken uiteindelijk op eigen kracht kan beoordelen, begrijpen en op hun waarde schatten. Verder zullen we zien of we tot een verklarend model kunnen komen waarin alle kwantum verschijnselen een passende plaats krijgen. We laten ons niet door de paradoxen die we ontmoeten afschrikken maar zullen ze integendeel gebruiken als onze favoriete richtingaanwijzers.
INHOUDSOPGAVE
Inhoudsopgave
Voorwoord
Bij de tweede druk
Leeswijzer
Hoe dit boek ontstond
Inleiding1. Paradoxen en ‘al weten hoe het zit’
De kamer van Ames, hoe ons brein ons misleidt2. De ontdekking van het zonnestelsel
Het geocentrische Ptolemeïsche model
Het heliocentrisch model van Copernicus, Galilei en Kepler
Sir Isaac Newton (1643 – 1727)
Zeno van Elea (ca. 490 v. Chr.) en zijn paradoxen
Pierre-Simon Laplace (1749-1827)
Licht als harde kleine balletjes of als golven3. Het uurwerk universum en de ether
Licht als golfverschijnsel, interferentie, superpositie
Velden, elektromagnetische golven
Een goede prijs voor een mislukt experiment
Het klassieke beeld van het universum eind 19e eeuw
Het elektromagnetische spectrum
De UV-catastrofe en het kwantum van Planck4. De ineenstorting van de klassieke fysica
Golven
De fotonen van Einstein
Het atoommodel van Ernest Rutherford
Het zonnestelsel model van het atoom kan echt niet
Energie ≡ Massa volgens Einstein
Spectrale lijnen. Niels Bohr kwantiseert het atoom.
Harmonische elektronengolven
Diffractieroosters, een hele serie parallelle spleten
Serendiepe elektronen
De elektronenmicroscoop5. Onzekerheid, de kwantumcollaps
Dubbelspleet met afzonderlijke elektronen en fotonen
De kwantummechanici – Heisenberg en Schrödinger
Objectieve en subjectieve kansen
Einsteins beweegbare spleet ‘Gedanken’ experiment
Einsteins ‘Gedanken’ experiment moleculair uitgevoerd
Resultaten van de moleculaire dubbelspleet
Het gaat om informatie
De Kopenhaagse interpretatie
Wonderful Kopenhagen
Schrödingers kat en het meetprobleem
Compositiefoto’s van een waterstofatoom6. Een woud van hypotheses
Verborgen en niet verborgen variabelen
Lokaal en non-lokaal
Het projectiepostulaat van John van Neumann
Einsteins laatste serieuze aanval – de EPR-paradox
Verstrengeling
Het theorema van Bell
Bell test, test, test, .. en succes, succes, succes, ..
De acht meest serieuze kwantumhypotheses
Zeven kritische experimenten
Verzameld resultaat van de experimenten
Complementariteit volgens Bohr7. Uitgestelde keus experimenten
John Wheelers gedachte-experimenten
Uitgestelde keus experiment met koude atomen
De kwantumwisser experimenten
Uitgestelde keus kwantumwisser vs. 1999
Uitgestelde keus kwantumwisser vs. 2007
De kwantumwisser resultaten en de hypotheses
Conclusies van de uitgestelde keus experimenten
Een Chinese kwantumradar8. Informatie, communicatie, entropie
Informatie
Communicatie tussen Bob en Alice
Entropie, orde en wanorde. Tijd en ruimte.
Informatie en de kwantumwisser9. Het dubieuze bestaan van het foton
Bestaan fotonen eigenlijk wel?
Energiebehoud en fotonen
Reïficatie van het abstracte foton10. Retrocausaliteit in de fysieke realiteit
Voorspellingen
Experimenten over voorgevoelens
De kwantumgolf en de tijd11. Kwantumbiologie
Kwantumtunnels 226 Kwantumbiologie is respectabel geworden
Adem in, adem uit
Een bladgroen kwantumcomputer
Over coherentie en decoherentie
Enzymen, magnetoreceptie door het roodborstje en andere biologische kwantumverschijnselen
Adaptieve mutatie. Eerherstel voor Lamarck?
Casey Blood: Er is geen kwantumcollaps
Informatie, entropie, leven en bewustzijn
Multiversa en leven12. Een mogelijk model. Descartes en de illusie van de wereld
De Cartesiaanse Dualiteit
Het Cartesiaans theater
Fantoomledematen, illusoir of echt?
Het kwantum als fantoom
Modellen van het bewustzijn en werkelijkheid
Het kosmisch bewustzijn
Alle kwantumparadoxen verdwijnen
De illusie van tijd en afstand
In goed gezelschap13. Falsificeerbaarheid van het bewustzxijnsmodel
Het kwantum-Zeno effect
Aangepaste kwantumwisser
Synchrotron-soleil experiment met zuurstofmoleculen
Aantonen van bewustzijn bij dieren en planten
Kwantumcomputers en bewustzijn14. Het bewandelde pad
Nawoord
Appendices
A: Waarnemers in de fysica
B: Sneller dan licht communicatie met de kwantumwisser
C: Golven, fasen en frequentie
D: Velden en lokaliteit
E: Introductie complexe getallen
F: Multiversa
G: Aanbevolen boeken en dvd’s
H: Internet
I: YouTube 10 minuten cursussen KwantumfysicaNoten
Verklarende woordenlijstBESTEL KWANTUMFYSICA, INFORMATIE EN BEWUSTZIJN
LEES OVER DE BOVENSTAANDE BOEKEN OVER BEWUSTZIJN