Civis Mundi Digitaal #12
Over het Rietdijk-Putnam-Penrose argument
C.W. Rietdijk
De meeste mensen willen of eisen dat dé
waarheid ruimte laat voor hún waarheid.
Maar vragen zij zich ook af wat de waarde is van
hún waarheid wanneer die niet voortvloeit uit dé
waarheid?
Inleiding
De recensent van Einsteins God dobbelt niet ziet de problematiek rondom een gedetermineerde vierdimensionale wereld, die ook qua verleden en toekomst even reëel bestaat als het heden, veeleer van filosofische dan van natuurkundige aard. Evenzeer doet hij dat ten aanzien van die van de mogelijke invloeden vanuit een bestaande toekomst op het heden (binnen de quantun-onzekerheidsmarges). Hij onthoudt zich van concreet-natuurkundige kritiek op mijn in hoofdstuk 3 van het boek beschreven experiment waarmee ik betoog dat een ontbreken van invloeden van latere naar eerdere stadia van sommige fysische processen een inbreuk op de logica zou impliceren. Hij verwijt mij zelden een ‘lokaal-concrete’ foute conclusie, maar poneert in feite impliciet dat
a) niet alle waarnemers die een lichtsignaal S van A naar B zenden en S, via een spiegel in B, in A terugontvangen (A, B en waarnemer zijn onderling in rust), mogen concluderen dat de terugkaatsing in B, plaatshebbende midden tussen de uitzending en terugontvangst in A, een even ondubbelzinnig en gedetermineerd verschijnsel vormt als bijvoorbeeld een reflectie die hier voor mijn neus gebeurt;
b) door de quantummechanica ingevoerde begrippen zoals de ‘dualiteit’ van de deeltjes- en de golfvorm die micro-systemen al naar de (meet-)situatie kunnen aannemen, kunnen de geldigheid ontkrachten van mijn argumentatie rondom Fig. 1 van het boek, argumentatie over terugwerking in de tijd.
Om hierover meer helderheid en voorstelbaarheid te verschaffen, kan ik niet anders doen dan in de volgende twee secties twee cruciale experimenten, waaronder dat van de genoemde Fig. 1, respectievelijk concreet te beschrijven en te vertalen naar een meer vertrouwde situatie, waarin de onderdelen van de proef van Fig. 1 door meer alledaagse zaken zijn vervangen.
Wie speciaal het eerste van die experimenten, in de nu volgende sectie, wat moeilijk mocht vinden zij als troost voorgehouden dat dit betoog, wat betreft de ingrijpendheid van de conclusie uit weinige regels argumentatie, een ongehoord rendement heeft: niet vaak kan uit zo weinig zo veel worden afgeleid.
Determinisme en een realistisch vierdimensionale wereld
Wanneer de lichtsnelheid in het luchtledige werkelijk constant 300.000 km/sec is, zoals de relativiteitstheorie onder meer inhoudt en ook Dieks stellig voor de praktijk aanvaardt, dan kan ik het volgende zogeheten gedachten-experiment uitvoeren. Ik zend een lichtsignaal S naar de zon, dat na 8 minuten aankomt en er - denk aan de constante snelheid - ook 8 minuten over zou doen om na spiegeling weer naar mij op aarde terug te keren. Ik ben nu krachtens elementaire logica gerechtigd om te concluderen dat, tijdens mijn 16 minuten durende wachtperiode, precies in het midden daarvan, S door of op de zon wordt teruggekaatst. Op dat ‘middenmoment’ zeg ik terecht: ‘nu wordt S realistisch gereflecteerd op de zon, even realistisch als mijn eigen omgeving hier reëel is’. Wanneer die conclusie ongeoorloofd was, wat zou dan nog de betekenis zijn van de constante snelheid van 300.000 km/sec?
Nu leert de relativiteitstheorie eveneens dat als mijn vriend net zo’n signaal, T, op het juiste moment en de juiste plaats had uitgezonden, en het na reflectie ervan door de zon weer had opgevangen, maar nu terwijl hij (die vriend) een flinke snelheid heeft ten opzichte van mij, in de richting van zon - hij suist precies aan mij voorbij terwijl ik constateer dat mijn S op de zon wordt teruggezonden -, hij bij zijn voorbijkomen naar waarheid aan mij kan melden: ‘nú wordt mijn signaal T op de zon gereflecteerd’. Mijn vriend past bij zijn vaststelling van dát ‘nu’ precies dezelfde regel toe als ik deed om het moment van de reflectie van S vast te stellen. Dat wil zeggen, hij plaatst het ogenblik van terugkaatsing van T in het midden tussen dat van T’s uitzending en dat van T’s terugontvangst door mijn vriend. Die regel vloeit dan weer voort uit het feit dat ook voor hem de snelheid van T weer 300.000 km/sec is op heen- én terugweg. Zo geldt dan dat hij en ik tegelijk, en wel als we elkaar passeren op aarde, ervaren dat onze signalen op de zon ‘nu’ worden gereflecteerd terwijl die reflecties op de zon ná elkaar volgen. Nogmaals: juist op het moment waarop hij mij passeert stelt hij vast: ‘nu zendt de zon mijn signaal terug’. Ik van mijn kant kan hem meedelen: ‘nú wordt mijn signaal geretourneerd door de zon’ Toch leert de relativiteitstheorie dat dat ‘nu’ op de zon voor mijn vriend en T pas bijvoorbeeld een minuut later optreedt (volgens de klokken op de zon) dan de overeenkomstige reflectie van S voor mij. (Hoeveel later precies hangt onder meer af van mijn vriends snelheid.) Terwijl hij en ik elkaar vlakbij passeren ligt zijn realistische reflectie-op-afstand een minuut in de toekomst van de mijne!
Op groter schaal uitgevoerd, leidt ons gedachten-experiment zelfs tot een situatie waarin die twee na elkaar volgende reële reflecties op de zon jaren uiteenliggen. Maar beide blijven realiteit op afstand voor respectievelijk twee waarnemers - mijn vriend en ik - die elkaar hier en nu passeren. Dit alles als ‘Bartjens-consequentie’ van de constante lichtsnelheid die dan ook direct samenhangt met de betrekkingen van ruimte en tijd. Alleen een universum met vier reële dimensies - lengte, breedte, hoogte en tijd - kan dit samen tot een begrijpelijk model integreren. Als we weigeren te aanvaarden dat mijn passerende vriend en ik beiden gerechtigd zijn te stellen dat ‘hun’ respectievelijke reflecties op afstand realistisch bestaan en dus ook gedetermineerd zijn, dan komen we in conflict met een universele lichtsnelheid van 300.000 km/sec in vacuüm voor mij, mijn vriend en alle anderen. Uit het ‘nu’ bestaan van mij, mijn passerende vriend en beide - ter plaatse in lokale tijd ná elkaar optredende - reflecties volgt ook dat een ‘surrogaat’-vierdimensionaal universum, zoals door Dieks terecht als ‘open deur’ beschouwd, geen oplossing is. Dat wil zeggen een universum dat alleen vierdimensionaal is in de zin dat alle gebeurtenissen vanaf de Big Bang er ‘eenmalig’ in optraden of -treden, maar zo dat ons verleden en onze toekomst ‘zozeer vacuum zijn’ dat ze bijvoorbeeld niet in feedbackinteractie kunnen zijn met ons heden.
Het vreemde is nu dat Dieks en de mainstreamers dit evenzeer weten als ik, en tegen geen enkele stap van mijn bovenstaande betoog iets concreets aanvoeren, ondank publicatie van diverse varianten ervan in vooraanstaande vakbladen. Door de zaak ‘filosofisch’ te verklaren, en een kwestie van interpretatie, lijken zij aan Bartjens en de constante lichtsnelheid te willen ontsnappen en daarmee aan de enorme fysische en andere consequenties daarvan.
Het aangetoonde realistische bestaan van qua plaatselijke (zonne-)tijd op elkaar volgende gebeurtenissen impliceert determinisme: alles ‘is er’ en behoeft niet meer ‘vorm gegeven te worden’. De voorgaande argumentatie is allerminst filosofie maar keiharde fysica en rekenen volgens Bartjens. Er is ook geen ontsnappen aan door bijvoorbeeld te stellen dat de snelheid van het licht van A naar B en die van B naar A alleen gemiddeld 300.000 km/sec zouden zijn en niet elk apart. Immers, door het heen en teruggaande licht met elkaar te laten interfereren krijg je. stabiele staande golven. De snelheden in kwestie zijn dus gelijk.
Invloeden vanuit de toekomst op het heden
Prof. Dieks vertrouwt ook niet het bij Fig. 1 van Van Frieslands en mijn boek besproken experiment over invloeden die teruggaan in de tijd, ofwel retroactie. Hij releveert dat de quantummechanica stelt dat een deeltje of ander microsysteem zich, al naargelang het experiment dat men er mee uitvoert, kan manifesteren als (uitgebreide) golf of als plaatsgebonden ‘korreltje’. Hij en ook de mainstream-quantummechanica zien daarin inderdaad geen blijk van retroactie. Zij vinden, met andere woorden, niet dat dit verschijnsel (d.w.z.: soms golf, soms korreltje) erop wijst dat een meting in kwestie schaduwen vooruit kan werpen. Of dit een juist standpunt is laat ik in het midden, want ik heb dit punt niet nodig bij mijn (nooit weerlegde) vier bewijzen voor retroactie in de vakliteratuur, waarvan dat in Fig. 1 van mijn boek een variant van één ervan is. Dat laatste bewijs kan verder bijvoorbeeld ook zo worden ‘geparafraseerd’ als nu volgt. Hierbij nemen auto’s de plaats in van pakketjes lichtenergie in mijn bewijs:
Stel je voor dat een tiental auto’s uit Haarlem naar Amsterdam rijdt, en wel zo dat ze vertrekken met onderlinge afstanden van 20 meter, terwijl de mogelijkheid bestaat dat ze in Halfweg de instructie krijgen hun opstelling te wijzigen in die zin dat ze zich splitsen in twee groepen van vijf auto’s, welke vijf onderling rijden met 10 meter afstand en de twee groepen of clusters van elkaar een afstand van 100 meter hebben. Verder kunnen de auto’s alleen rijden met de vaste snelheid van 100 km/uur. Dan zien we dadelijk een probleem. Immers, om, na een eventuele Halfwegse instructie, hun onderlinge afstanden te veranderen (in de zin van meer ‘clustering’) moeten diverse auto’s even inhalen of achterblijven. Als de auto’s in Amsterdam aankomen met ongelijke onderlinge afstanden dan moeten ze die vanwege hun constante snelheden van 100 km/uur ook al in Haarlem hebben gehad. Een instructie in Halfweg kan niet bewerken dat de auto’s dáár met andere onderlinge afstanden gaan rijden (bij voorbeeld om in de juiste formatie in Amsterdam aan te komen). Dus moeten de auto’s al in Haarlem hebben geweten of er in Halfweg instructies zouden worden gegeven. De Halfwegse instructeurs moeten dan voor of tijdens het vertrek uit Haarlem enigerlei signaal aan Haarlem hebben gegeven dat de auto’s reeds daar de instructies uit Halfweg bij hun vertrek moeten verdisconteren. Immers, enig ‘herschikken’ kan onderweg niet meer vanwege de vaste snelheid van 100 km/u.
Wel, vergelijk nu de auto’s met de lichtdeeltjes of fotonen (of grotere licht-energie-pakketjes) in mijn Fig. 1, de instructies in Halfweg met de werking van apparaat A, de vaste snelheid 100 met de vaste lichtsnelheid, Haarlem met laser L en tenslotte Amsterdam met het zwevingengebied BC, en je ziet onmiddellijk dat de ‘clustering’ van het licht door zwevingen in die figuur niet kan zonder signalen van latere naar eerdere stadia van het hele proces van reizende auto’s of fotonen, lichtpakketjes of golfconcentraties. Het kan voor licht net zomin als de clustering van auto’s bij Amsterdam kan zonder ‘retroactieve’ signalen die, al vóór het vertrek uit Haarlem, daar arriveerden. Toch treden de zwevingen op.
Met de relatie van golven en deeltjes, of hun ‘dualiteit’ zoals de quantummechanica dat noemt, heeft het voorgaande niet van doen. Geen filosofie of interpretaties ook, maar alleen duidelijke fysica en rekenen volgens Bartjens.
Redeneerde ik naar uitkomsten toe, en impliceert probabilistische onzekerheid geen dobbelen met tragedies?
In het laatste deel van zijn bespreking stelt Dieks zowel dat ik me bij mijn redeneringen en conclusies inzake determinisme door vooropgezette filosofische en morele uitgangspunten laat leiden, en bovendien ook dat ik ten onrechte meen dat indeterminisme gelieerd is aan chaos en willekeur. Ik stel daar tegenover:
Ten slotte leg ik Dieks de volgende hypothese voor:
Ligt het niet voor de hand - méér dan dat ik diverse onjuiste concreet-fysische redeneringen zou hebben bedacht die bij mijn filosofie en intuïties moesten passen - dat een cultuur die grote weerstanden ervaart tegen determinisme en tegen het toepassen van de ratio op de volledige menselijke psyche (denk onder meer aan de ‘vrije wil’, morele zaken en het gevoelsleven) snakt naar ‘andere manieren van denken’ dan die van rationalisme en voorstelbare modellen? Bood en biedt dan ‘de nieuwe wijze van denken’ van de quantummechanica niet op vele terreinen een ontsnapping aan de anti-fuzziness die tot dan toe kenmerkend was voor wetenschap? Dat wil zeggen: er is een grote ideologische en maatschappelijke vraag naar die fuzziness die in gewone taal troebel water kan worden genoemd. Ze kent varianten die reiken van relativisme, het ‘poly-interpretabele’, fundamentele onzekerheid tot aan de ‘onherleidbare keuzen’ van mensen. Vormen troebele wateren - denk ook aan onkenbaarheid en onmaakbaarheid - niet van alle het meest algemene belang van al wat ooit niet deugde?
Slotopmerking. Voor lezers die zich verder willen verdiepen in de boven besproken materie, verwijs ik naar de woordcombinatie
‘Rietdijk-Putnam-Penrose argument’
op Internet, die verder voert naar Wikipedia, de Stanford Encyclopedia of Philosophy en vele andere bronnen.