Hans Halvorson en de onverenigbaarheid van kwantummechanica en materialisme

Zijn de kwantummechanica en het materialisme verenigbaar?

De gerenommeerde fysicus en filosoof Hans Halvorson denkt van niet.

Hij wijst er in een fascinerend artikel met de pakkende titel “the soul, the measure of all things” op dat het nog steeds onopgeloste meetprobleem in de kwantummechanica voortkomt uit het fysicalistische vertrekpunt van veel wetenschappers. Waar de canonieke versie van von Neumann een sleutelrol toekent aan net bewustzijn (het abstracte ego) bij “het instorten van de golffunctie” proberen deze fysici een versie te ontwikkelen die het kan stellen zonder een sleutelrol voor onze geest.

Halvorson citeert werk van de theoreticus David Albert om te laten zien dat de vreemde mengtoestanden die de kwantummechanica kenmerken (in jargon superposities genoemd) nooit tot een voor ons herkenbare klassieke uitkomst kunnen worden gebracht als de geest als een fysische grootheid wordt gehanteerd. De kwantummechanica blijkt dan niet consistent. Veel werk aan de grenzen van de kwantummechanica is erop gericht om deze inconsistentie op te heffen maar dat is tot nu toe niet gelukt.

Pas als het meetprobleem is opgelost zijn kwantummechanica en materialisme met elkaar in overeenstemming te brengen zo is de boodschap van Halvorson. Er is één mogelijke ontsnappingsroute uit deze voor de materialist onaangename positie. Dit is de interpretatie waarbij wordt afgezien van het instorten van de golffunctie en de metafysische positie wordt gekozen dat alle mogelijke meetuitkomsten ook daadwerkelijk worden gerealiseerd. We komen dan uit bij de vele-werelden-interpretatie, een model dat oorspronkelijk werd ontwikkeld door Hugh Everett en aanvankelijk niet erg serieus werd genomen vanwege proliferatie van werelden dat er uit volgt. Bij elke kwantummechanische interactie splitst het universum zich in talloze kopieën, zoveel als er meetuitkomsten zijn. Ook de waarnemer wordt in dat proces gekopieerd. Er is een universum waar “ik” een leven leidt volgens morele maatstaven, maar er zijn ook universa waar “kopieën” van “mij” de meest nare dingen uithalen.

Ondanks deze ontologische uitbundigheid maakt de weerbarstigheid van het meetprobleem en de gehechtheid van veel wetenschappers aan een fysicalistische oplossing van het vraagstuk van de geest dat de vele-werelden-interpretatie zich in een toenemende populariteit mag verheugen.

Halvorson is geen aanhanger van de vele- werelden-interpretatie. Niet alleen ziet hij technische complicaties bovenal denkt hij dat de kwantummechanica veel beter combineert met het dualisme. Voor denkers die op filosofische gronden menen dat onze geest niet herleidbaar is tot materie is de kwantummechanica een natuurlijke bondgenoot. Wat slechts nodig is is veronderstellen dat de mentale toestanden van de geest zich niet verenigen met het superpositiebeginsel. Dat de ervaring in onze geest alleen klassieke welbepaalde vormen aanneemt. Een aanname die uiteraard correspondeert met onze alledaagse ervaring. De kwantummechanica kan dan eenvoudigweg worden gezien als een model dat een wereld van potentiële ervaring beschrijft en dat aangeeft met welke regels  (waarschijnlijkheden) die wereld van potentiële ervaring wordt omgezet in actuele ervaring.

Voor een nadere toelichting verwijs ik u naar het artikel van Halvorson zelf “The Soul; the measure of all things in The Soul Hypothesis van Mark. C. Baker en Stewart Goetz.

Nog een persoonlijke noot: ik begrijp niet goed dat het verlangen naar naturalistische wetenschap zo sterk is dat veel wetenschappers bereid zijn er onze geest voor op te geven. Wat rest is een deterministisch universum (niet meer Newtoniaans, maar nu Everettiaans) waarin wij niet langer vrije agenten zijn die morele keuzes kunnen maken omdat vrijheid niet langer bestaat en de uitkomst van elke mogelijke keuze automatisch wordt gerealiseerd. Een deterministisch universum dat ontdaan is van betekenis.

Laten we hopen dat het meetprobleem onopgelost blijft en de harmonie tussen kwantummechanica en dualisme gehandhaafd. Laten we tevens hopen dat de mainstream van de fysica haar traditionele scepsis ten opzichte van de vele-werelden-interpretatie hervindt en een meer open houding ontwikkelt naar een dualistische oplossing waarvoor het fundament werd gelegd door de al genoemde -geniale- wiskundige John von Neumann.

Het interactieve kwantumdualisme van Henry Stapp

In deze blog wil ik met u mijn enthousiasme delen voor één van de meest oorspronkelijke en vooraanstaande denkers van deze tijd. Ik doel op Henry Stapp: één van de grondleggers van de kwantummechanica. Stapp staat in de traditie van de Kopenhaagse interpretatie van de kwantummechanica en bouwt voort op het werk van Heisenberg en John von Neumann.

Wat Stapp zo bijzonder maakt is dat hij duidelijk maakt dat onze meest fundamentele wetenschappelijke theorie (de kwantummechanica) een theorie is die laat zien dat een beschrijving van de werkelijkheid op het niveau van de elementaire entiteiten niet mogelijk is zonder een constituerende rol voor het bewustzijn. De wereld van elementaire 'deeltjes' is een wereld van potentia (naar Aristoteles); van potentiële ervaring. De wereld van de superposities wordt pas werkelijkheid in onze bewustzijnstroom; dat is wat fysici het instorten van de kwamtummechanische golffunctie noemen. Bij Stapp is de wereld van de fysica niet gesloten maar heeft de mens via zijn bewustzijn daadwerkelijk impact op de fysische processen. Stapp is een denker die op geniale wijze beschrijft hoe de kwantummechanica het oude mechanicsche wereldbeeld van Laplace naar de vuilnisbak heeft verwezen. In zijn magnum opus "mindfull universe" bouwt hij op basis van het denken van Whitehead een procesfilosofie op die de 'geest' en de menselijke keuzevrijheid weer een plek geven als elementaire en niet reduceerbare bouwstenen van de werkelijkheid.
Niets minder dan een eerherstel is het gevolg voor de visie dat mens meer is dan materie (geen robot; geen computer). Van harte aanbevolen voor wie inzicht wil krijgen in de subtiliteit van de natuurlijke orde en die zicht wil krijgen op een plausibele rehabilitatie van de mens als een geestelijke wezen.
Stapp is een denker die ons zelfbeeld radicaal veranderd en die daarmee relevant is voor een ieder die worstelt met de vraag wie of wat hij nu eigenlijk is.
Rogier Tesson

Het opzienbarende experiment van Anton Zeilinger

Vorig jaar verscheen er een artikel met resultaten van een experiment gedaan door een team rond de Oostenrijkse kwamtumfysicus Anton Zeilinger.
Deze studie zet ons denken over de wereld op z’n kop en is de voorlopige climax in een ontwikkeling die zijn startpunt heeft in het diepe meningsverschil tussen Einstein en Bohr over de filosofische implicaties van de kwantumtheorie.
Voor Einstein was het duidelijk: er bestaat een objectieve werkelijkheid (de materie heeft intrinsieke eigenschappen) die werkt volgens principes van lokale interactie. Fysieke systemen vormen op zichzelf staande losse onderdelen die op elkaar inwerken volgens mechanische wetten (causaliteitsprincipes) en die gehoorzamen aan de het principe dat geen enkele causale invloed verder kan reiken dan de lichtsnelheid toe staat.

In zijn denken was Einstein door en door klassiek; hij geloofde - zoals het naïeve commonsense denken voor filosofische reflectie ook doet - dat de werkelijkheid los van onze geest bestaat en hij had dan ook grote moeite met contra-intuïtieve elementen van de kwantumtheorie die inhouden dat de ‘werkelijkheid’ ontstaat in het meetproces en de keuze van de waarnemer een cruciale rol lijkt te spelen bij wat er in de ‘werkelijkheid’ bestaat.
Bohr op zijn beurt hield vol dat de kwantumtheorie gaat over wat wij kunnen zeggen over de werkelijkheid en niet over de werkelijkheid zelf. Daarover spreken was volgens hem betekenisloos.

De confrontatie tussen Einstein en Bohr spitste zich toe op basis van de stellingen van Einstein; Podolsky en Rosen (EPR) die moesten aantonen dat de kwantumtheorie incompleet was.
Het wereldbeeld van Einstein viel daarbij uiteen in twee elementen; 1) de wereld is objectief en 2) de wereld werkt lokaal.

De discussie over het tweede aspect werd uiteindelijk beslecht op basis van een stelsel vergelijkingen die waren opgesteld door de wiskundige John Bell. Op basis van experimenten van de franse fysicus Alain Aspect kwam onomstotelijk vast te staan dat de natuur werkt volgens niet-lokale principes. Die natuur is holistisch; is op het diepste beschrijvingsniveau één. Anders gezegd; elementaire systemen die met elkaar verstrengeld zijn werken instantaan op elkaar in en vormen de facto één systeem.

Het experiment van Aspect hield in dat is aangetoond dat de natuur een niet-lokaal karakter heeft. Dit laat zich echter nog steeds rijmen met de gedachte dat de natuur objectieve eigenschappen heeft. Niet lokaal realisme heet het resulterende wereldbeeld.

Het revolutionaire van de onderzoeksresultaten is dat het de bijl zet in de wortel van dit wereldbeeld. Aan de hand van wederom een set wiskundige vergelijkingen (ditmaal van de hand van Anthony Leggett tonen Zeilinger en de zijnen aan dat de natuur (als wordt uitgegaan van de meest plausibele modellen) niet alleen een niet lokaal karakter moet hebben maar daarenboven ook geen objectieve eigenschappen bezit. Esse is letterlijk percipere. Bisschop Berkeley krijgt postuum gelijk.

Zeilinger zelf ziet het niet zo; althans houdt zich meer op de vlakte. De wereld bestaat niet uit dingen maar uit informatie.

Wat in elk geval duidelijk wordt is dat de ultieme werkelijkheid de beschrijving van de fysica overstijgt (transcendeert).
De beroemde kwantumtheoreticus David Bohm spreekt in dit verband van de ‘impliciete orde’; hij benadrukt vooral het holistische aspect van hetgeen ruimte en tijd overstijgt. De recente winnaar van de Templeton prijs Bernard d’Espagnat heeft het over een ‘veiled reality’ (een versluierde realiteit).
De Oxfordse filosoof en theoloog Keith Ward stelt dat de recente ontwikkelingen in de fysica in elk geval de reconstructie van een gematigde vorm van het idealisme van Bischop Berkeley mogelijk maakt. De wereld van de fenomenen (materiële objecten in ruimte en tijd die wij kennen door onze primaire evaringen van kleur, geur, smaak e.d.) bestaat in onze geest. De wereld van de door de fysica beschreven entiteiten met hun wiskundige structuur bestaat in een objectieve geest: de geest van God. Op een prachtige manier verzoend Ward zo realisme en idealisme met elkaar in een plausibele synthese.
Voor een schitterende serie lezingen van Keith Ward over ondermeer God en kwantummechanica en de filosofie van het idealisme verwijs ik naar de Gresham College London. Van harte aanbevolen.
Voor wie verder wil lezen: het Quantum Enigma: Physics encounters conciousness van Rosenblum en Kuttner vormt een goede introductie.

Rogier Tesson

‘Biocentrism’: Het nieuwe wetenschappelijke paradigma?!

Robert Lanza is niet alleen een vooraanstaand biowetenschapper, hij is ook een moedig man. In zijn stimulerende nieuwe boek ‘Biocentrism’ opent hij een frontale aanval op het naturalistisch realisme, het vigerende wetenschappelijke paradigma. Op in zijn ogen goede wetenschappelijke gronden dwingt hij het wetenschappelijke establishment om na te denken over een geheel nieuw perspectief.
Het is de intentie van Lanza dat de aanzetten tot een nieuw paradigma die in het boek worden gegeven op termijn de aanzet zullen vormen voor een geheel nieuw onderzoeksprogramma en een vernieuwing van het wetenschappelijk bedrijf.
Volgens het gangbare denken gaat de kosmos vooraf aan het bewustzijn en het leven. Beiden zijn relatief late en toevallige nevenproducten van toevallige ontwikkelingen in een blind universum. Lanza echter draait met een gedurfde zet het perspectief om. Hij stelt de biologie centraal en laat zien dat het universum zoals wij het waarnemen het product is van leven en bewustzijn.
Lanza bouwt zijn betoog zorgvuldig op met een penetrerende analyse van het proces van onze waarneming. Op de bekende vraag of een vallende boom in een bos geluid maakt als er niemand is om het geluid te horen antwoord Lanza met een volmondig Nee!! En hij geeft sterke argumenten om deze bewering te staven.
Het is de eerste openingszet in een systematische onttakeling van het naturalistisch realisme. Lanza laat zien dat onze beste theorieën (kwantummechanica en relativiteitstheorie) op logische wijze aansluiten bij het biocentrische perspectief terwijl er in het naturalistisch realistische paradigma sprake is van tal van onoplosbare inconsistenties.
Lanza laat zien dat zonder de waarnemer de externe fysieke werkelijkheid niet actueel is maar slechts bestaat in een wazige mengvorm van potentiële ervaring. Hij laat ook zien hoe in de relativiteitstheorie ruimte en tijd radicaal subjectief van karakter zijn geworden. Tijd en ruimte bestaan (zoals Kant al stelde) niet als een onafhankelijke externe matrix maar zijn vormen van menselijke (en algemeen biologische??) ervaring.
Lanza formuleert in zijn baanbrekende werk de principes waarop het biocentrische paradigma in zijn ogen op gebaseerd zou moeten zijn. Ik noem ze kort omdat ze een goed inzicht bieden in het revolutionaire programma dat Lanza aanbeveelt om te komen tot een nieuw en beter begrip van de kosmos.
1. Eerste principe van het biocentrisme. Wat wij waarnemen als werkelijkheid is een proces waarbij ons bewustzijn betrokken is. Een externe werkelijkheid zo per definitie moeten bestaan in een onafhankelijke en absolute ruimte, maar dit is betekenisloos omdat ruimte en tijd geen absolute werkelijkheden zijn, maar eerder instrumenten van de geest;
2. Tweede principe van het biocentrisme. Onze externe en interne vormen van waarneming zijn onlosmakelijk verweven. Ze zijn de verschillende zijden van dezelfde medaille en kunnen niet van elkaar worden gescheiden;
3. Derde principe van het biocentrisme. Het gedrag van elementaire deeltjes is onlosmakelijk verbonden met de aanwezigheid van een waarnemer. Zonder de aanwezigheid van de bewuste waarnemer bestaan elementaire deeltjes op zijn best in een onbepaalde toestand van waarschijnlijkheidsgolven;
4. Vierde principe van het biocentrisme. Elk universum dat aan het bewustzijn vooraf is gegaan bestond uitsluitend in een toestand van waarschijnlijkheid of potentie;
5. Het vijfde principe van het biocentrisme. De structuur en het universum met haar fijnafstemming van wetten en parameters kan alleen door het biocentrisme worden verklaard. Dat de natuur is ‘gefinetuned’ voor het leven is volkomen verklaarbaar als het manifeste universum door het leven is geschapen en niet andersom;
6. Het zesde principe van het biocentrisme. Het verschijnsel tijd heeft geen onafhankelijk bestaan los van de zintuiglijke ervaring van mensen en dieren. Tijd is het proces waardoor we verandering in het universum waarnemen.
7. Het zevende principe van het biocentrisme. Net zoals tijd is ook ruimte geen object of ding. Ruimte is eveneens een vorm van onze zintuiglijke ervaring en ons begrip en heeft geen onafhankelijk bestaan los van de geest. Er bestaat geen absolute en onafhankelijke matrix waarin de fysieke gebeurtenissen plaats vinden los van de geest.
De kwantumfysicus Richard Conn Henry (professor in de fysica en de astronomie aan de John Hopkins Universiteit) zegt het volgende over het boek van Lanza: “What Lanza says in this book is not new. Then why does Robert have to say it at all? It is because we, the physicists, do NOT say it––or if we do say it, we only whisper it, and in private––furiously blushing as we mouth the words. True, yes; politically correct, hell no!”

De ontvangst van het boek van Lanza in wetenschappelijke kringen is gemengd geweest. Naast steun (zoals van Henry) was er ook veel kritiek. Dit valt te verwachten met een boek dat zo radicaal breekt met ons wereldbeeld. Hoe het verder gaat zal moeten blijken maar ik hoop dat de basis is gelegd voor een school die in de voetsporen van Lanza wetenschap gaat bedrijven. Lanza zelf verwacht dat nieuwe doorbraken zullen ontstaan als kwantummechanisme experimenten ook aan macroscopische objecten worden doorgevoerd. Dan zal blijken dat de wetten van de kwantummechanica ook in het klassieke domein geldingskracht bezitten hetgeen een verdere ondersteuning van de centrale thesen van het biocentrisme impliceert. We zullen zien wat de toekomst brengt.
Rogier Tesson