Vervolgcursus kwantumfysica en bewustzijn start op 7 juni

Ik wil bij deze jullie aandacht vestigen op een korte vervolgcursus die gepland staat bij de Volksuniversiteit Den Haag (zelf inschrijven) en waar het in principe mogelijk is om de sessies via Zoom bij te wonen. De eerste les start op 7 juni om 19:30u. Als de cursus op locatie gegeven wordt dan is dat in Den Haag op loopafstand van het Centraal Station. Deelnemers die de voorkeur geven aan online volgen vanwege de afstand kunnen dat het best opgeven bij de inschrijving.

In de cursus wordt een korte herhaling gegeven van de zesdelige cursus, de betekenis van het uitgestelde keus twee-spleten experiment wordt besproken. Er wordt ingegaan op het belang dat de informatie van de waarnemer speelt in de fysieke wereld. We kijken naar zaken als entropie en informatie. We proberen tenslotte tot een interpretatie te komen waarin alle verschijnselen in de kwantumfysica verklaard zouden kunnen worden.

De relationele interpretatie van de kwantumfysica

Een opmerking bij een eerder bericht van een lezeres dat ze de relationele kwantumfysica interpretatie van Carlo Rovelli niet in mijn boek tegenkwam, maakt dat ik daar maar eens een heel bericht aan ga wijden. Rovelli zet zijn relationele idee uiteen in zijn laatste boek Helgoland. Een boek dat iedereen die zich bezighoudt met de raadselen van de kwantumfysica inderdaad zou moeten lezen. Rovelli is een goede verteller die in staat is om zo’n lastig onderwerp voor de leek toch boeiend te houden.

Zijn relationele interpretatie komt er volgens mij op neer dat alle materiele objecten waar de fysica over praat slechts bestaan in relatie tot elkaar. Ze hebben elkaar nodig om hun fysieke eigenschappen te manifesteren. Zonder elkaar zijn ze letterlijk niets.

Het waarnemereffect

Daarmee probeert Rovelli het zogenaamde waarnemereffect te verklaren. Dat is het effect dat de meting van een deeltje het deeltje zijn fysieke eigenschappen, zoals plaats, snelheid en energie geeft – de zogenaamde kwantumcollaps – en dat de manier van meten bepaalt hoe het deeltje zich zal manifesteren. Voorafgaand aan de meting heeft het deeltje die eigenschappen niet. Het bestaat dus eigenlijk niet in fysieke zin. Het is er nog niet. Bedenk dan dat alle objecten in de wereld, wij ook, in feite kwantum objecten zijn.

Dat dit zo is, is langzamerhand een onontkoombare conclusie geworden voor de meeste fysici. De zogenaamde uitgestelde keus experimenten hebben bevestigd dat het gemeten deeltje voorafgaand aan de meting nog niet fysiek bestaat. Voor een beschrijving van zo’n experiment uit 2007 verwijs ik naar mijn boek, hoofdstuk 7 paragraaf ‘Uitgestelde keus kwantumwisser vs. 2007’, of naar een andere pagina op deze site. In de inleiding van zijn boek mijmert Rovelli, uitkijkend op zee, met een collega over dit verrassende aspect van de werkelijkheid.

De hand in de interferometer

Rovelli beschrijft – pagina 57 en 58 – het verbluffende effect wat zijn hand heeft op een experimentele opstelling waar het foton langs twee wegen, die uiteindelijk weer samenkomen, kan reizen waardoor bij hun samenkomst interferentie optreedt. Het foton wordt gedetecteerd in een van de twee detectoren aan de uitgang van het apparaat. Dit is de zogenaamde Mach-Zehnder interferometer. Zie voor een uitgebreide beschrijving ervan deze pagina op deze website. Als het apparaat goed geconfigureerd is en het foton ongehinderd langs beide wegen kan ‘reizen’, dan blijkt dat interferentie op de plek waar de wegen samenkomen – de tweede halfdoorlatende spiegel – veroorzaakt dat de fotonen slechts in één richting het apparaat kunnen verlaten. Alleen detector D1 detecteert fotonen. D2 detecteert niets.

Mach-Zehnder interferometer, weglengte boven en onderlangs even groot.

Maar wanneer Rovelli met zijn hand een van beide wegen blokkeert, waarmee hij de helft van de fotonen tegenhoudt, komen de niet geblokkeerde fotonen, die dus onderlangs zijn gegaan, plotseling op beide detectoren aan.

Mach-Zehnder met blokkerende hand

De fotonen die de tweede spiegel bereiken ‘weten’ blijkbaar dat Rovelli met zijn hand de andere weg blokkeert en dus nu vrij kunnen kiezen tussen beide detectoren. De vraag is, hoe ze dat ‘weten’.

Alles met elkaar verbonden?

Als je wilt blijven vasthouden aan het beeld van een objectieve wereld buiten ons, dan zit er weinig anders op dan veronderstellen dat kwantumobjecten op een of andere manier met elkaar verbonden zijn, dat ze een relatie hebben dus. Op die manier komt Rovelli bij de relationele interpretatie van de kwantumfysica terecht. Als je daar even verder over nadenkt dan besef je hopelijk dat dat een verhullende technische term is voor het idee dat alles met elkaar verbonden is. En laat dat nu net de boodschap zijn die ons bereikt via Indiase wijsgerige tradities, mystici, zieners en – niet onbelangrijk – mensen die een nabij-de-dood ervaring gehad hebben.

Het beeld van een universum waarin objecten slechts bestaan in relatie tot elkaar verklaart daarmee de zogenaamde kwantumcollaps veroorzaakt door het meetinstrument en ook het niet meer te ontkennen waarnemereffect dat de kwantumfysici al sinds het begin van de vorige eeuw bezighoudt. Het is dan niet het bewustzijn van de waarnemer, maar het feit dat de waarnemer ook een samenstelling van kwantumobjecten is, dat het waarnemereffect verklaart. In mijn ogen is dat een vorm van panpsychisme, alles is bewust. En als je aanneemt dat alles met elkaar verbonden is en ‘weet’ waar alle andere objecten in het universum zich bevinden, dan lijkt mij de stap niet meer zo groot naar het idealisme, het idee dat alles zich in feite binnen het bewustzijn afspeelt zoals Kastrup veronderstelt. Dat bewustzijn is dan de bewaker van al die relaties. Iets dat wat mij betreft eenvoudiger is en dus beter te begrijpen dan het panpsychisme van Rovelli. Wat niet wil zeggen dat ik dan echt begrijp wat bewustzijn eigenlijk is en doet, ook al ervaar ik dat vrijwel elk moment.

De kwantumfysica en de rol van het bewustzijn

Zoals lezers van mijn berichten en van mijn boek zullen weten ben ik van de opinie dat de kwantumfysica niet zozeer de primaire rol van het bewustzijn bewijst maar deze beslist wel sterk ondersteunt. Dat is natuurlijk omstreden, zolang de geaccepteerde wetenschap vast blijft houden aan het materialistische denkraam, blijven er natuurlijk wetenschappers die dit van harte proberen aan te tonen als fout. Men wel graag de er-is-alleen-materie visie overeind houden hoewel mij de aantrekkelijkheid van dat beeld van de realiteit, waarin ik slechts een toevallig aanwezige toeschouwer ben, mij ontgaat. Ook zijn er mensen die het bewustzijn en zijn voortbestaan na de fysieke dood wel serieus nemen, maar die de kwantumfysica liever buiten de hele discussie over bewustzijn willen houden.

Heisenberg onzekerheid als gevolg van klassieke statische fluctuaties in ruimte-tijd

Zo ook die twee Finse wetenschappers die in september 2020 een mathematisch onderzoek publiceerden waarin de onzekerheidsrelatie van Heisenberg een gevolg zou zijn van statistische fluctuaties in ruimte-tijd, enigzins vergelijkbaar met de Brownse beweging van microscopische deeltjes in een vloeistof. Naar aanleiding van dat artikel verscheen er in het voorjaarsnummer van Terugkeer naar Levenslicht, het kwartaalblad van stichting Netwerk NDE, Nederland en vzw Limen, België een kort artikel dat deze Finnen als enthousiaste amateur-onderzoekers schetst die aangetoond zouden hebben dat de onzekerheidsrelatie van Heisenberg geen gevolg zou zijn van de meting – de waarneming – van het deeltje, maar iets is dat zich volledig afspeelt in de klassieke Newtoniaanse wereld. Dat deze Finnen geen kwantumfysici zijn klopt, maar Jussi Lindgren is wel een mathematisch zeer geschoold iemand, geen wiskunde amateur dus. Dit staat in zijn LinkedIn profiel: ‘Part-time doctoral student at Aalto University School of Science, main interests in optimal control theory with applications in macroeconomics, physics and finance. Other academic interests include nuclear engineering and philosophy of science. Quantum physics, relativity and theoretical physics are key interests of mine as well.’ De publicatie bevat inderdaad een aardige brok complexe wiskunde die niet bijzonder toegankelijk is voor de leek die zich desondanks zijn ontbrekende mathematische vaardigheden interesseert voor de betekenis van de kwantumfysica. De schrijver in Terugkeer ziet daarom af van een kritische beschouwing van het stuk van de Finnen. Zijn conclusie is dan dat we de kwantumfysica helemaal niet nodig hebben om de primaire rol van het bewustzijn aan te tonen. Ik vraag me dan wel af waarom je die Finse publicatie dan naar voren brengt.

Hoewel mijn mathematische vaardigheid ook niet meer is wat die geweest is, wil ik toch graag een kritische noot over die Finse publicatie en over hun conclusie plaatsen. Hun conclusie is dat de interpretatie van de kwantumfysica weer teruggebracht kan worden in het klassieke Newtoniaanse domein, hard objectief wetenschappelijk realisme dus. De Heisenberg onzekerheidsrelatie zegt dat er een fundamentele ondergrens is aan de nauwkeurigheid waarmee de positie en de snelheid van deeltjes gemeten kunnen worden. Volgens de Finnen zijn de deeltjes in een experiment wel permanent objectief aanwezig maar worden gestuurd door statistische fluctuaties in ruimte-tijd die het onmogelijk maken om een meting te doen van snelheid en positie met een nauwkeurigheid die groter is dan Heisenberg toestaat. Eigenlijk is hun aanpak een uitstekend uitgewerkt voorbeeld van een uitwerking van de ensemble theorie in de kwantumfysica die alleen wil kijken naar het statistische gedrag van grotere ensembles en het individuele deeltjesgedrag zelf liever buiten beschouwing laat. En daar zit het probleem nu net. Ik wil daar juist wel naar kijken.

Als we de Bell experimenten en de uitgestelde keus experimenten niet hadden gehad, dan had ik niet zo gauw goede tegenargumenten gevonden. Daarom nog even de betekenis daarvan hier uiteengezet. Alle Bell experimenten hebben met steeds toenemende betrouwbaarheid bevestigd dat twee (of meer) deeltjes, met een gemeenschappelijke historie, zodanig met elkaar verbonden (verstrengeld) zijn dat een meting aan het ene deeltje ogenblikkelijk maakt dat het andere deeltje de complementaire eigenschap moet vertonen, terwijl ze voorafgaande aan de meting die eigenschap nog niet hadden. Als je nu aanneemt dat die deeltjes permanent en objectief bestaan kun je niet anders dan aannemen dat de twee deeltjes met elkaar communiceerden dat ze gemeten zijn, sneller dan het licht, en dan ‘besluiten’ om die complementaire eigenschappen, die ze daarvoor nog niet hadden, te vertonen. Een veronderstelling die, wat mij betreft, ver buiten wat Ockham’s Scheermes aanbeveelt valt.

En dan hebben we ook nog (gelukkig) de uitgestelde keus experimenten. Die laten heel duidelijk zien dat het beeld van deeltjes die onderweg zijn van bron naar detector, en dus op hun weg bestaan, niet kan kloppen, tenzij je nogal vergezochte aannames doet over deeltjes die in de toekomst kunnen zien, over verstrengelde fotonen die weten dat als de positie van het andere foton gemeten is, dat ze hun gedrag, interferentie vertonen of niet, met terugwerkende kracht in de tijd moeten aanpassen. Als u dat liever aanneemt dan het idee dat het uiteindelijk de bewuste waarnemer is die op het moment dat hij de uitslag bekijkt deze ook – en dan pas – als echt gebeurd vastlegt, dan bent u daar vrij in natuurlijk. Maar mijn idee is het dat het die bewuste waarnemer is die hier beslist niet uit weg te denken valt.

Een experimentele test van non-lokaal realisme

Tenslotte wil ik hier nog het resultaat aan toevoegen van een experiment uitgevoerd aan de Universiteit van Wenen in 2007 en dat naar mijn mening weinig aandacht heeft gekregen. Bij dit experiment is eigenlijk de aanname dat de waarneming de objectieve werkelijkheid niet beïnvloedt getest. Ik bedoel hier niet mee dat elke meting altijd het gemetene beïnvloedt, dat was in de klassieke fysica al bekend, maar dat de waarneming iets doet met de aard van het waargenome al raakt die dat waargenomene niet fysiek. Een niet-lokale invloed dus.

In dit experiment is een complete klasse van belangrijke non-lokale verborgen variabele hypotheses gefalsifiëerd. Deze theoriën veronderstellen realisme. Permanent objectief bestaande materie. Zo stellen ze mechanismes voor die de verstrengeling van fotonen bij Bell type experimenten kunnen verklaren met effecten waarbij ze hun polarisatie al die tijd al hadden en niet pas verkrijgen op het moment van meting.

De conclusie uit dit experiment is dat we de uitslag van een Bell type experiment en haar betekenis voor wat werkelijk is uiterst serieus moeten nemen en niet meer stiekem kunnen hopen dat de wetenschap het beeld van objectief permanente materie nog kan repareren.