VU Magazine 1987 - pagina 10

stapje door de natuurwetenschap uit de bare metingen en wiskundige formules. schepping verdrongen. Wat zich aan zijn meetapparatuur ontDe schepping werd definitief op haar kop trekt, kan hij niet zinvol onder woorden gezet toen Charles Darwin in de negenbrengen. Eenfysicuskan niet uit de voetiende eeuw de unieke kroon der schep- ten met het begrip God. Hij zoekt zijn eiping tot bestanddeel van een langdurig, gen verklaring voor de oorsprong van de toevallig verlopend evolutieproces maakwereld. En God komt er steeds minder te. Uiteindelijk is Darwin's theorie de aan te pas. basis van de biologie geworden. De theoDe wonderbaarlijke wereld van de mologen moesten leren op een andere maderne natuurkunde is voor de buitennier over het scheppingsverhaal na te staander ontoegankelijk en mysterieus. denken. Het voortouw wordt in de natuurkunde al jaren genomen door de theoretische naGod verdwijnt naar de rand van de tuurkunde. Wat de theoretici bedenken schepping en de mens is de uitkomst van en berekenen wordt later door hun expeeen lange reeks van toevallige gebeurterimentele collega's gecontroleerd en genissen. Hoe dit te rijmen valt met de corrigeerd. De moderne nataurkunde is een wiskundige puzzel waarvan de voltooiing lijkt te naderen. De verschillende stukjes vallen in elkaar. Vier eeuwen na Newton wordt langzaam maar zeker het beeld van de legpuzzel zichtbaar. Steeds ordelijker en omvattender zijn de wetmatigheden die de natuurkundigen ontdekken. Intussen wordt er gedroomd, gefilosofeerd en vooral gerekend aan de laatste scheppingsidee, is voor velen nog een en definitieve omwenteling. De sluitsteen open vraag. Telkens weer werden chriswaarmee het natuurkundig gewelf zichtenen geconfronteerd met een wereldzelf zal kunnen dragen lijkt niet ver weg beeld dat anders was, dan zij altijd hadmeer. den gedacht. De bijbel moest telkens weer met andere ogen worden gelezen. In de vorige eeuw het de natuurkundige Met welke ogen, wordt nog steeds heftig Maxwell zien dat electriciteit en magnebediscussieerd. Deze discussies over de tisme twee verschijningsvormen van hethet schriftgezag zullen wel doorgaan tot- zelfde naUiurverschijnsel zijn. De twee dat de scheiding tussen geloof en wetensoorten krachten vloeien in de vier wetschap volledig is. Pas wanneer binnen de ten van Maxwell naadloos samen tot één theologie ideeën zijn ontstaan die geen enkele kracht: de electromagneüsche. enkel raakvlak meer hebben met de naHet werd de droom van iedere fysicus tuurwetenschappen, zal er geen discussie om de ingewikkelde natuurkunde terug te meer nodig zijn. Maar zal dat ooit kunbrengen tot één simpel en enkelvoudig nen? principe. De overmiging dat dit kan, werd nog sterker toen men ontdekte dat de vier wetten van Maxwell voortvloeien e langzame scheiding tussen geuit één enkel principe: een wiskundige loof en wetenschap komt ook symmetrie, niet veel ingewikkelder dan duidelijk tot uiting in het taalgedie van een rond tafelkleedje. De natuurbruik van natuurwetenschappers. In de kundigen van de negentiende eeuw hadachttiende eeuw was het nog heel gebruiden dikke boeken nodig om alle wetten kelijk om de naam van God in een navan de electriciteitsleer en het magnetistuurwetenschappelijke publikatie tegen te komen. De Nederlander Van Musschen- me in op te tekenen. Wat daarvan uiteinbroek schreef in zijn Beginsels der Na- delijk is overgebleven past op een snipper papier. tuurkunde: "Wij zien wel geene redenen, waarom God diergelyke wetten (der Het uitgangspunt dat de natuur verborgen natuur) uitgekooren en gesteld heeft, wehoudt onder de verschijnselen is indrukgens de bepaalingen van ons klein bewekkend eenvoudig. Natuurkundigen gegrip; maar het moet ons genoeg zyn te loven dat ook achter de andere natuurzien, dat alles zeer wys gemaakt en geverschijnselen een eenvoudig principe schikt is." moet schuilen. De naUiur - menen zij -is een wiskundig mozaïek waarin een simTegenwoordig wordt een natuurkundige pel bouwprincipe door eindeloze herhaniet voor vol aangezien als hij tussen zijn ling de natuurverschijnselen laat ontdifferentiaalvergelijkingen over God staan. Het zoeken is naar dat uitgangsschrijft. God past niet meer in de taal van punt van de schepping: de elementaire de natuurkundige; een taal van herhaal-

achteren kan hem niet meer inhalen! Door daar lang over te piekeren ontstond de relativiteitstheorie.''

E

r zijn volgens 't Hooft nog wel meer tegenstrijdigheden in de natuurkundige theorieën van dit moment. Daar zou men zich het eerst op moeten concentreren, 't Hooft: "De oude Grieken hoopten al dat alle materie in vier eenvoudige elementen zou zijn te ontbinden: water, aarde, vuur en lucht. Maar dat werkte niet. De chemici moesten een andere oplossing accepteren: er waren tweeënnegentig elementen. Daarna moesten ze geduldig wachten tot iemand doorzag hoe die elementen te ordenen waren.'' Fysici moeten niet op de zaken vooruit lopen, meent 't Hooft: "We moeten afwachten en zien wat er uitkomt."

Natuurkundigen vragen altijd naar het waarom. Waarom verdampt water? Waarom valt een steen?

D

Dit sterrenstelsel (M51) is een van de ontelbare stelsel die elk miljoenen zonnen tellen. Foto The Kitt Peak National Observatory

De Toren van Babel, een tekening van M. C.Escher M.C.Escher Heirs

Toch zijn de meeste fysici ervan overtuigd dat er vroeg of laat een theorie zal komen die op alle vragen een antwoord geeft, 't Hooft: "Stephen Hawking was de eerste die een heel kernachtige uitspraak durfde doen over 'het einde van de fysica': het idee dat er misschien een uiteindelijke theorie bestaat waar niets meer aan te veranderen valt. Er zou wel eens een eindpunt kunnen zijn, het punt waarop je alles onder één noemer gebracht hebt. Het klinkt ambitieus, zelfs arrogant. Het klinkt ook of de natuurkundigen niets van hun eigen geschiedenis symmetrie in het mozaïek van onze wereld.

E

en vooraanstaand en internationaal gewaardeerd theoretisch natuurkundige is de Utrechtse hoogleraar pro/rfr G. 't Hooft. Eind vorig jaar ontving hij van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen de Lorentz-medaille. Die prijs kreeg hij voor zijn belangrijke bijdrage aan de theorie van deeltjes en velden. Dat namurkundigen naar symmetrie zoeken is volgens hem meer dan een esthetisch genoegen. "Symmetrie is een heel centraal begrip in de natuurkunde", legt 't Hooft uit. "Als natuurkundige probeer je regelmaat te zien in de natuurverschijnselen. Je zoekt naar naUiurwetten. Je wilt die wetten zo algemeen mogelijk formuleren. Als ik een natuurwet heb, die op de ene plaats goed is, wil ik dat hij ook op een andere plaats geldt. Je wilt dat zo'n wet ook na verloop van tijd dezelfde blijft. Watje eigenlijk ook wilt, is dat dezelfde wet voor verschillende soor-

ten deeltjes geldt. Dat is eigenlijk het centrale idee van symmetrie: het ene deeltje mag niet echt anders zijn dan het andere. Je moet dus weten hoe je één wet kunt formuleren die voor alle deeltjes geldt." 't Hooft heeft op dit gebied belangrijk werk gedaan. In 1971 promoveerde hij op een theorie die hem in één klap wereldberoemd maakte. Deze theorie legt een verband tussen de electromagnetische krachten en een kracht die natuurkundigen de zwakke kracht noemen. ' 'Je moet je bescheiden opstellen", zegt hij. "Wat we bereikt hebben, wordt vaak wat overtrokken voorgesteld. In dit model heb je nog steeds twee krachten: een electromagnetische en een zwakke kracht dus. Ze vermengen zich wel met elkaar. De krachten werken altijd samen. Bovendien zijn die twee wiskundig veel op elkaar gaan lijken." De volgende stap is dat nu ook de zogenaamde kernkracht erbij gehaald wordt en dat men probeert de verschillende krachten echt in elkaar te passen tot één

geheel. "Dit is nog niet helemaal gelukt", constateert 't Hooft. "Het zijn nog steeds drie krachten die naast elkaar spelen. De rest is eigenlijk nog steeds speculatie. " De resultaten zijn tot hier bemoedigend. Toch gelooft 't Hooft niet dat de natuur weldra zijn laatse geheimen zal prijsgeven. "Men concentreert zich bij het onderzoek te meer op die symmetrie en op de centrale natuurwet van alle krachten. Als je terugkijkt hoe de natuurkunde zich heeft ontwikkeld in het begin van deze eeuw, zie je dat de belangrijkste nieuwe ontdekkingen werden gedaan wanneer men ergens een tegenspraak meende te bespeuren. Zo is de hele quantummechanica ontstaan uit een tegenspraak in de toenmalige theorie over de lichtuitstraling van een gloeiend voorwerp. Einstein deed bij zijn relativiteitstheorie hetzelfde. Hij vroeg zich gewoon af wat er gebeurt als iemand meereist met een lichtgolf. Hij begon hierover te piekeren en hij kwam er niet uit. Wat ziet de reiziger als hij achterom kijkt? Het licht van

'Je kunt het heelal vergelijken met een potlood op zijn punt dat net bezig is te vallen.' geleerd hebben. Maar als je de situatie goed bekijkt, krijg je de indruk dat het heel goed denkbaar is dat er zo'n 'theorie van alles'komt." Hoe die theorie er precies zal uitzien, moeten we geduldig afwachten, meent prof. 't Hooft: "Ik hoop dat er een theorie uitkomt die volledig bepaald is, die geen enkele andere mogelijkheid meer open laat.'' Hier klopt het hart van de natuurkundige. Hij droomt van een theorie die niet alleen de wereld, maar ook zichzelf verklaart. Het is als een slang die in zijn eigen staart bijt. Natuurkundigen vragen altijd naar het waarom. Waarom verdampt water? Waarom valt een steen? Waarom gehoorzamen stenen de zwaartekracht? Ooit hopen fysici de theorie te

VU-MAGAZINE-JANUARI 1987 VU-MAGAZINE —JANUAR11987

Bij het Europese centrum voor deeltjesonderzoek (CERN) wordt gebouwd aan een enorme versneller (LEP). Met deze reusachtige katapult willen de natuurkundigen antwoord vinden op hun vragen. Het instrument wordt opgesteld in een cirkelvormige tunnel met een omtrek van 21 kilometer. Ondanks de enorme afmetingen moet de versneller worden afgesteld met de nauwkeurigheid van een horlogemaker.

9

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen