Deze week verscheen het boek ‘Echt Quantum’ van Martijn van Calmthout, de Ministers Kamp en Bussemakers kregen maandag officieel de eerste exemplaren. Van Calmthout beschrijft in zijn boek de quantum mechanica aan de hand van een fictief gesprek met de twee grondleggers, Niels Bohr en Albert Einstein. Hij probeert hen uit te leggen hoe iets wat voor hen beide zuiver theorie was, tegenwoordig alledaags is en welke consequenties dat voor ons dagelijks leven heeft. Ik vond het een zeer lezenswaardig en leerzaam boek (leest het allen), maar dat is niet de reden om er hier een blog over te schrijven. In het boek las ik nog iets anders, namelijk een oproep om er ook eens anders over quantum te gaan praten. Want intussen zitten de fameuze quotes van met name de befaamde wetenschapper Richard Feynman, die we jaren hebben gebruikt om de fascinatie voor quantum mechanica bij een breed publiek over te brengen, ons vooral in de weg.
Google maar eens op quotes over quantum mechanica en je komt een grote variëteit aan uitspraken tegen met ongeveer dezelfde strekking: ‘niemand begrijpt quantum mechanica echt, het is tegen-intuïtief, maar het bizarre is dat elke laboratoriumproef zegt dat het klopt.’ Ik geef toe, in die strekking schrijf ik er zelf ook regelmatig over. Feynman heeft er beroemde uitspraken over gedaan:
‘I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics’ (1965).
Maar ook van Niels Bohr zelf bestaat zo’n quote:
‘For those who are not shocked when they first come across quantum theory cannot possibly have understood it’ (1971).
Ook een mooie, recentere, van de Amerikaanse snaartheoreticus Michio Kaku:
‘It is often stated that of all the theories proposed in this century, the silliest is quantum theory. In fact, some say that the only thing that quantum theory has going for it is that it is unquestionably correct.’ (1995)
Het probleem is, zoals Van Calmthout aanstipt, dat je je moet afvragen of dat idee nog wel klopt. Intussen zijn er lichtingen wetenschappers voor wie quantum mechanica helemaal niet meer zo tegennatuurlijk is. Ze werken er elke dag mee, het vormt in de praktijk de basis van veel natuurwetenschap waaronder de hele scheikunde. Natuurlijk, waarom ‘de golffunctie’, het hart van de quantumtheorie, ‘instort’ en waarom grote objecten zich niet quantum lijken te gedragen (vooralsnog), dat weten we niet. Maar of iets tegen-intuïtief is, dat is vooral een kwestie van wennen. En of iets onbegrijpelijk is, dat is ook nogal vatbaar voor erosie.
Van Calmthout laat in het boek zien dat quantum in de natuur heel gewoon is. Een prachtig voorbeeld is het navigatiesysteem van de roodborst, toch een vrij alledaags vogeltje. In het oog van de roodborst zitten twee verstrengelde deeltjes, die gevoelig zijn voor het magneetveld van de aarde. Het gevolg daarvan is dat de roodborst overdag in het zuiden een lichtere vlek ziet, en voila: een kompas. Die roodborst doet daar niet erg moeilijk over, die vliegt gewoon naar het zuiden. Sterker nog, elke groene plant is in feite een natuurlijke quantumcomputer, las ik in het boek. De enige manier om te verklaren hoe een bladgroenkorrel licht weet om te zetten in energie, is dat de energiedrager elke mogelijke weg door de bladgroenkorrel tegelijk aflegt om op de goede plek te komen zonder verloren te gaan.
Als het in de natuur zo alledaags is, en als we dat tegenwoordig al zo goed begrijpen, misschien is het inderdaad tijd om dat mysterieuze ‘eigenlijk begrijpt vrijwel niemand het’- imago van quantum mechanica eens van ons af te schudden. Het IS gewoon zo, wen er nou maar aan. Wellicht wordt het tijd om een andere quote van de grote Feynman eens in het zonnetje te zetten:
We have always had a great deal of difficulty understanding the world view that quantum mechanics represents. At least I do, because I’m an old enough man that I haven’t got to the point that this stuff is obvious to me. Okay, I still get nervous with it…. You know how it always is, every new idea, it takes a generation or two until it becomes obvious that there’s no real problem’. (1982)
Die twee generaties wetenschappers zijn er wel intussen, en voor hen is quantum mechanica ‘obvious’. Wat overigens wat anders is dan ‘makkelijk’, ook niet voor communicatie. Quantum mechnica bedient zich van een complexe wiskundige taal. Veel verder dan ‘een qubit kan zowel 1 als 0 zijn’ ben ik nog niet gekomen. Dat is niet onwaar, maar ik ben er intussen wel achter dat het de realiteit bij lange na geen recht doet. Hoe het wel zit, daar hebben we nog geen goede woorden voor. Het wordt inderdaad tijd, Martijn, dat de wereld die eens gaat ontdekken.
Michel
