De quantummechanica is een doorslaand succes. Maar de theorie is ook bizar, willekeurig en tegenintuïtief, vindt Nobelprijswinnaar Gerard ’t Hooft. Hij werkt aan een dieper liggende theorie, die wél voorspelbaar en logisch is. Onlangs plaatste hij hierover een 202 pagina’s lange verhandeling online. KIJK sprak met hem.
KIJK: Wat is eigenlijk het probleem?
“De quantummechanica, de theorie die het gedrag van atomen en andere kleine deeltjes beschrijft. Dat is een theorie die aan het begin van de twintigste eeuw is bedacht door natuurkundigen als de Deen Niels Bohr. Men ontdekte een nieuwe klasse verschijnselen waar men in eerste instantie niets van begreep. Maar gaandeweg werd het helder dat je er op een andere manier tegenaan moet kijken en dat je dan heel goed met de quantummechanica uit de voeten kunt. Die interpretatie heet nu de Kopenhaagse interpretatie. Eigenlijk houdt die in dat je bepaalde vragen niet moet stellen. Dan kun je alles uitrekenen wat je wilt. Alleen worden er beweringen gedaan die het gezonde verstand enigszins torpederen. Lichtdeeltjes die door twee spleten gaan, kunnen bijvoorbeeld beide routes tegelijkertijd afleggen. En atomen kunnen zich in meerdere toestanden tegelijk bevinden (een idee dat belachelijk werd gemaakt met Erwin Schrödingers beroemde kat, die zowel levend als dood kan zijn, red). Op het moment dat je dan een meting doet, ‘stort de golffunctie in’. Dat betekent eigenlijk dat het systeem één van de mogelijke toestanden ‘kiest’, op grond van het toeval. Dat zijn heel vreemde ideeën, waar bijvoorbeeld Albert Einstein grote moeite mee had. Hij was altijd al een eigenzinnige figuur, maar in deze discussie heeft hij eigenlijk aan het kortste eind getrokken.”
En hoe bent u zelf bij deze kwestie betrokken geraakt?
“Ik ben hierover gaan nadenken omdat we tegenwoordig met een heel ander probleem zitten: het verenigen van de zwaartekracht met de quantummechanica. Onze theorie voor elementaire deeltjes, het Standaardmodel, is een quantummechanische theorie. Maar de zwaartekracht laat zich heel slecht in dat raamwerk inpassen. Eigenlijk hebben we, hoewel we flinke vorderingen hebben gemaakt op het gebied van quantumzwaartekracht, nog altijd dezelfde problemen als Einstein toen. Als ik de zwaartekracht wil begrijpen, wil ik mijn intuïtie kunnen gebruiken, maar van ‘Kopenhagen’ mag dat niet.”
Wat is dan uw oplossing?
“Ik denk dat de werkelijkheid eigenlijk deterministisch is; dat de toekomst volledig is bepaald. Dat er op het allerlaagste niveau alleen enen en nullen zijn, die elkaar volgens vaste regels beïnvloeden. Maar dat is misschien pas op de Planck-schaal van 10-35 meter; veel kleiner dan de kleinste afstanden die we nu kunnen onderzoeken. Mijn model is een gigantisch cellenrooster van enen en nullen; een zogenoemde cellulaire automaat. De tijd tikt in kleine stapjes, en bij iedere stap kan iedere cel veranderen – maar alleen afhankelijk van zijn directe buren. Verder kunnen veranderingen zich niet sneller dan met een bepaalde maximumsnelheid voortbewegen: de lichtsnelheid.”
Dit is een fragment van een interview, te vinden in KIJK 10/2014. Dit nummer ligt in de winkel van 21 augustus tot en met 17 september.
Tekst: Bruno van Wayenburg
Beeld: Roger Cremers/Hollandse Hoogte