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